RSS Feed (xml)
1. CARRIER (PEMBAWA)
Kata carrier merujuk pada sistem pembawa atau vektor yang digunakan untuk mengangkut dan menghantarkan bahan farmasi aktif (active pharmaceutical ingredients atau API) ke dalam tubuh secara in vivo.
Dalam konteks nanoteknologi dan biologi molekuler, carrier biasanya mengacu pada suatu struktur atau sistem yang dirancang untuk meningkatkan stabilitas, bioavailabilitas, dan efikasi API. Pada kasus lipid-based nanomaterials, sistem pembawa ini dapat berupa liposom, nanopartikel lipid padat (SLN), atau nanostruktur lipid carrier (NLC), yang berfungsi melindungi API dari degradasi, meningkatkan pelepasan yang terkontrol, serta memungkinkan target spesifik ke jaringan atau sel tertentu dalam tubuh.
Dalam kamus biologi, kata carrier dapat diterjemahkan sebagai "pembawa".
Namun, maknanya dapat bervariasi tergantung pada konteksnya:
1.Dalam genetika, carrier berarti individu yang membawa alel resesif dari suatu gen yang tidak diekspresikan secara fenotipik tetapi dapat diwariskan ke keturunannya (pembawa sifat).
2.Dalam bioteknologi dan farmasi, carrier merujuk pada sistem pembawa atau vektor yang digunakan untuk mengantarkan zat aktif, seperti obat atau materi genetik, ke dalam tubuh.
3.Dalam mikrobiologi, carrier bisa mengacu pada organisme yang membawa patogen tetapi tidak menunjukkan gejala penyakit (pembawa infeksi).
Dalam konteks kalimat terkait farmasi dan nanoteknologi, carrier lebih tepat diterjemahkan sebagai "pembawa" atau "sistem pembawa".
Gambar ilustrasi sederhana dari carrier berbasis lipid dalam nanoteknologi, termasuk liposom, SLN, dan NLC.
CONTOH PENGGUNAAN ISTILAH PEMBAWA
Emusifying Drug Delivery System (SNEDDS) merupakan salah satu upaya untuk mengatasi kelarutan dan bioavailabilitas bahan obat terutama dari ekstrak yang kelarutannya rendah dalam air. SNEDDS memiliki ukuran droplet dalam skala nanometer dan terbukti dapat meningkatkan bioavailabilitas dan menjaga stabilitas obat. SNEDDS memiliki kelebihan dibandingkan dengan pembawa lipid lainnya, seperti lebih stabil dalam penyimpanan, lebih praktis, dan cepat diproduksi dalam skala besar.
2. BIOKOMPATIBEL LIPOSOM
Biokompatibel liposom merujuk pada liposom yang dapat berinteraksi dengan sistem biologis tanpa menimbulkan reaksi toksik atau imunogenik yang merugikan. Liposom yang biokompatibel umumnya terbuat dari fosfolipid alami atau sintetik yang mirip dengan komponen membran sel, sehingga dapat diterima oleh tubuh dan terdegradasi secara alami.
Karakteristik Biokompatibel Liposom:
1.Tidak toksik – Tidak menyebabkan kerusakan sel atau jaringan.
2.Tidak imunogenik – Tidak memicu respons imun yang berlebihan.
3.Biodegradabel – Dapat terurai dalam tubuh menjadi komponen yang aman dan dapat dikeluarkan.
4.Stabilitas tinggi – Mampu mempertahankan struktur dan fungsi dalam lingkungan biologis.
Gambar ilustrasi biokompatibel liposom, yang menunjukkan vesikel bilayer dengan inti hidrofilik berisi molekul obat.
Liposom biokompatibel banyak digunakan dalam sistem penghantaran obat (drug delivery system), terapi gen, dan kosmetik, karena kemampuannya meningkatkan bioavailabilitas dan mengurangi efek samping obat yang dikirimkan.
3. VESIKEL LIPOSOM
Vesikel adalah kantung kecil yang membawa bahan di dalam sel dan berinteraksi dengan membran sel untuk melakukan eksositosis atau endositosis
Vesikel liposom adalah struktur berbentuk bola yang terdiri dari satu atau lebih bilayer lipid yang mengelilingi ruang berair. Liposom terbentuk secara spontan ketika fosfolipid berinteraksi dengan air, menghasilkan vesikel yang dapat mengenkapsulasi zat hidrofilik dalam inti berairnya serta zat lipofilik di dalam bilayer lipidnya.
Struktur Vesikel Liposom:
1.Bilayer fosfolipid – Membran yang menyerupai struktur membran sel, terdiri dari fosfolipid dengan kepala hidrofilik dan ekor hidrofobik.
2.Inti berair (Aqueous Core) – Bagian dalam liposom yang dapat menyimpan molekul larut air.
3.Lapisan antar bilayer (Interlamellar Space) – Ruang antara bilayer lipid yang juga dapat menampung molekul tertentu.
Gambar ilustrasi dari struktur vesikel liposom, menampilkan bilayer fosfolipid dengan inti berisi cairan.
Klasifikasi Vesikel Liposom Berdasarkan Ukuran dan Lapisan:
1.Unilamellar Vesicles – Memiliki satu lapisan bilayer lipid.
o Small Unilamellar Vesicles (SUVs): Diameter 20–100 nm.
o Large Unilamellar Vesicles (LUVs): Diameter >100 nm.
2.Multilamellar Vesicles (MLVs) – Memiliki beberapa lapisan bilayer lipid yang mengelilingi ruang berair, dengan diameter 500 nm hingga beberapa mikrometer.
Gambar ilustrasi klasifikasi vesikel liposom berdasarkan ukuran dan lapisan, yang mencakup Small Unilamellar Vesicle (SUV), Large Unilamellar Vesicle (LUV), dan Multilamellar Vesicle (MLV).
Fungsi dan Aplikasi Vesikel Liposom:
Sistem penghantaran obat (Drug Delivery System) untuk meningkatkan efektivitas dan bioavailabilitas obat.
Terapi gen, dengan membawa DNA atau RNA ke dalam sel target.
Kosmetik, sebagai sistem penghantaran bahan aktif ke lapisan kulit yang lebih dalam.
Nutrisi, dalam enkapsulasi vitamin atau senyawa bioaktif untuk meningkatkan stabilitas dan penyerapan.
4. RELEVANSI FARMASI (PHARMACEUTICAL RELEVANCE)
Relevansi farmasi (pharmaceutical relevance) dari lipid nanoparticles (LPN) dan vaksin berbasis mRNA-LPN meliputi: Lipid Nanoparticles (LPN) dalam Farmasi; Vaksin mRNA-LPN dalam Farmasi.
Relevansi farmasi (Pharmaceutical Relevance) merujuk pada pentingnya suatu konsep, bahan, atau teknologi dalam bidang farmasi, khususnya dalam pengembangan, formulasi, dan penghantaran obat. Dalam konteks liposom, relevansi farmasi mencakup manfaatnya dalam meningkatkan efektivitas terapi, mengurangi efek samping, serta meningkatkan stabilitas dan bioavailabilitas obat.
Relevansi Farmasi Liposom:
1.Sistem Penghantaran Obat (Drug Delivery System)
o Liposom dapat meningkatkan penyerapan obat dengan mengontrol pelepasan zat aktif di dalam tubuh.
o Memungkinkan penghantaran obat secara spesifik ke jaringan atau sel target (misalnya, terapi kanker dengan liposom bertarget).
2.Meningkatkan Bioavailabilitas
o Liposom melindungi obat dari degradasi enzimatik, meningkatkan kelangsungan hidup obat di dalam tubuh.
o Memungkinkan obat yang tidak larut dalam air menjadi lebih efektif dengan enkapsulasi dalam bilayer lipid.
3.Mengurangi Efek Samping
o Dengan penghantaran yang lebih terarah, liposom dapat mengurangi paparan obat ke jaringan sehat, sehingga mengurangi efek samping.
o Contohnya, doxorubicin liposom digunakan dalam terapi kanker dengan toksisitas jantung yang lebih rendah dibandingkan doxorubicin konvensional.
4.Aplikasi dalam Vaksin dan Terapi Gen
o Liposom digunakan untuk mengenkapsulasi antigen dalam vaksin guna meningkatkan respons imun.
o Dalam terapi gen, liposom dapat membawa DNA atau RNA ke dalam sel target.
5.Kosmetik dan Dermatologi
o Liposom digunakan dalam produk perawatan kulit untuk meningkatkan penetrasi bahan aktif, seperti vitamin dan antioksidan.
6.Stabilitas dan Formulasi Obat
o Liposom dapat melindungi bahan aktif yang rentan terhadap degradasi lingkungan, seperti protein dan enzim, sehingga memperpanjang umur simpan obat.
Gambar ilustrasi Relevansi Farmasi
Dengan keunggulan ini, liposom memiliki peran penting dalam farmasi modern, terutama dalam pengembangan obat berbasis nanoteknologi untuk terapi yang lebih efektif dan aman.
5. FASE LIKUIDA TERATUR (THE LIQUID-ORDERED PHASE)
Fase likuida teratur (liquid-ordered phase, L₀) adalah salah satu fase dalam membran lipid yang memiliki sifat unik, berada di antara fase liquid-disordered (Lᵈ) dan fase gel.
Karakteristik Fase Likuida Teratur (L₀)
1.Fluiditas Menengah
o Membran dalam fase L₀ lebih teratur dibandingkan fase liquid-disordered (Lᵈ), tetapi tetap memiliki mobilitas lateral yang lebih tinggi dibandingkan fase gel.
2.Kandungan Kolesterol Tinggi
o Fase ini sering dikaitkan dengan adanya kolesterol dalam jumlah tinggi, yang membantu mempertahankan keteraturan rantai asam lemak sekaligus menjaga fluiditas membran.
3.Kemampuan Difusi Lateral
o Lipid dalam fase L₀ dapat berdifusi secara lateral di dalam membran, meskipun pergerakannya lebih terbatas dibandingkan pada fase Lᵈ.
4.Keteraturan Rantai Asam Lemak
o Rantai asam lemak dalam fase ini cenderung lebih lurus dan tersusun lebih rapat dibandingkan fase Lᵈ, tetapi tidak sekaku pada fase gel.
5.Berkaitan dengan Rakit Lipid (Lipid Rafts)
o Fase L₀ sering dikaitkan dengan pembentukan lipid rafts, yaitu domain membran mikro yang kaya akan kolesterol dan sfingolipid. Lipid rafts berperan dalam berbagai proses biologis seperti pensinyalan sel dan transportasi protein membran.
Peran Biologis
Memfasilitasi interaksi protein dalam membran sel.
Berperan dalam pensinyalan seluler dan komunikasi antar sel.
Memungkinkan partisi protein ke dalam domain khusus dalam membran.
Fase L₀ memiliki peran penting dalam organisasi dan fungsi membran biologis, terutama dalam regulasi struktur membran yang dinamis tetapi tetap stabil.
Gambar Fase likuida teratur dan fase likuida tidak teratur berbeda dalam komposisi, urutan ekor lipid dan ketebalannya.
Gambar Ilustrasi fase likuida teratur (liquid-ordered phase, L₀) yang menunjukkan susunan lipid bilayer dengan molekul lipid yang lebih teratur dan rantai asam lemak yang lurus, dengan kolesterol yang tersebar di antaranya untuk menstabilkan struktur. Ilustrasi ini juga membandingkan fase L₀ dengan fase liquid-disordered (Lᵈ), yang memiliki lipid lebih longgar dengan rantai asam lemak yang bengkok.
6. KOMPARTEMEN LIPOSOM
Kompartemen liposom merujuk pada ruang atau bagian dalam liposom yang dapat digunakan untuk mengenkapsulasi berbagai zat, seperti obat, protein, atau bahan aktif lainnya. Liposom adalah vesikel berbentuk bola yang terdiri dari satu atau lebih bilayer lipid yang mengelilingi larutan berair. Struktur ini memungkinkan liposom memiliki dua jenis kompartemen utama:
1.Kompartemen dalam (Aqueous Core) – Ruang di bagian tengah liposom yang berisi larutan berair, tempat zat hidrofilik dapat dienkapsulasi.
2.Kompartemen bilayer lipid – Lapisan ganda fosfolipid yang membentuk membran liposom, yang dapat menyimpan zat lipofilik di antara lapisan-lapisannya.
Gambar ilustrasi kompartemen liposom yang menampilkan struktur bilayer fosfolipid dengan kompartemen yang mengandung berbagai molekul, sesuai dengan konsep ilmiah liposom.
Liposom sering digunakan dalam sistem penghantaran obat (drug delivery system) karena kemampuannya melindungi dan mengontrol pelepasan zat yang dienkapsulasi.
7. SUHU TRANSISI FASE ( PHASE TRANSITION TEMPERATURE, TC ).
Suhu Transisi Fase ( Phase Transition Temperature, Tc )
Suhu transisi fase adalah suhu di mana fosfolipid dalam bilayer liposom mengalami perubahan dari fase gel (solid-ordered phase, Lβ) menjadi fase cair (liquid-disordered phase, Lα). Pada suhu ini, mobilitas dan permeabilitas membran liposom berubah secara signifikan, yang berpengaruh pada stabilitas dan pelepasan zat yang dienkapsulasi.
Proses Transisi Fase dalam Liposom:
1.Fase Gel (Lβ):
o Terjadi pada suhu di bawah Tc.
o Fosfolipid dalam keadaan terorganisir dan kaku.
o Membran kurang permeabel terhadap zat aktif.
2.Fase Cair (Lα):
o Terjadi pada suhu di atas Tc
o Fosfolipid lebih dinamis dan fleksibel.
o Membran lebih permeabel, sehingga meningkatkan difusi obat keluar dari liposom.
Faktor yang Memengaruhi Tc
Jenis Fosfolipid: Fosfolipid dengan rantai asam lemak jenuh memiliki Tc lebih tinggi dibandingkan yang tidak jenuh.
Panjang Rantai Asam Lemak: Semakin panjang rantai, semakin tinggi Tc.
Kandungan Kolesterol: Penambahan kolesterol dapat menstabilkan bilayer dan memperlebar rentang transisi fase, sehingga membuat membran lebih stabil.
Relevansi dalam Farmasi:
Stabilitas Liposom: Liposom dengan fosfolipid ber-Tc tinggi lebih stabil pada suhu tubuh dan tidak mudah bocor.
Penghantaran Obat: Liposom dengan Tc yang sesuai dapat digunakan untuk pelepasan obat yang dikontrol oleh suhu.
Formulasi Vaksin dan Terapi Gen: Pemilihan fosfolipid dengan Tc yang sesuai memastikan efektivitas penghantaran bahan aktif.
Gambar ilustrasi suhu transisi fase (Tc) yang menunjukkan perbedaan antara fase gel (lipid tersusun rapat) pada suhu rendah dan fase cair-kristalin (lipid lebih longgar) pada suhu tinggi, dengan tanda panah yang menunjukkan titik transisi suhu (TC).
Gambar di atas menggambarkan Phase Transition Temperature (TC) pada membran lipid. Berikut adalah penjelasan elemen-elemen utama dalam gambar:
1.Fase Padat (Gel Phase) – Kiri
o Lipid dalam keadaan tightly packed (tersusun rapat).
o Membran dalam kondisi solid dan kurang fleksibel.
o Ditunjukkan dengan struktur lipid bilayer yang kaku.
2.Fase Cair (Liquid-Crystalline Phase) – Kanan
o Lipid dalam keadaan lebih longgar dan fleksibel.
o Membran menjadi lebih cair dan lebih permeabel terhadap molekul.
o Dapat dilihat dengan struktur bilayer yang lebih longgar dan adanya pelepasan molekul air.
3.Suhu Transisi (Transition Temperature - TC)
o Suhu pada saat membran lipid berubah dari fase padat ke fase cair.
o Ditandai dengan perubahan struktur membran yang signifikan.
4.Ilustrasi Termometer
o Menunjukkan perbedaan keadaan membran pada suhu rendah (membran padat) dan suhu tinggi (membran cair).
5.Perubahan Struktur Membran
o Pada suhu rendah, lipid tersusun rapat.
o Pada suhu tinggi, lipid menjadi lebih longgar, memungkinkan lebih banyak pergerakan molekul.
Gambar ini memberikan ilustrasi visual tentang bagaimana suhu transisi memengaruhi struktur membran seluler, yang penting dalam studi biofisika membran dan fungsi sel.
Dengan memahami suhu transisi fase, formulasi liposom dapat dioptimalkan untuk berbagai aplikasi farmasi, termasuk sistem penghantaran obat yang lebih efektif dan stabil.
8. HIDROFILIK DAN HIDROFOBIK MEMBRAN SEL
Membran sel adalah struktur bilayer fosfolipid yang memiliki sifat hidrofilik (suka air) dan hidrofobik (tidak suka air). Sifat ini memungkinkan membran sel berfungsi sebagai penghalang selektif, mengatur masuk dan keluarnya molekul ke dalam dan luar sel.
Struktur Membran Sel Berdasarkan Sifat Hidrofilik dan Hidrofobik
1.Bagian Hidrofilik (Suka Air)
o Kepala fosfat dari fosfolipid bersifat hidrofilik.
o Menghadap ke lingkungan luar sel (ekstraseluler) dan dalam sel (sitoplasma), yang keduanya berbasis air.
o Memungkinkan interaksi dengan molekul polar seperti air dan ion.
2.Bagian Hidrofobik (Tidak Suka Air)
o Ekor asam lemak dari fosfolipid bersifat hidrofobik.
o Menghadap ke bagian dalam membran, menciptakan inti nonpolar yang menghambat masuknya molekul polar.
o Membantu menjaga stabilitas membran dan mencegah kebocoran zat-zat yang tidak diinginkan.
Peran Sifat Hidrofilik-Hidrofobik dalam Fungsi Membran Sel
Penghalang Selektif: Membran hanya memungkinkan molekul tertentu, seperti gas dan molekul kecil nonpolar, untuk berdifusi bebas.
Transportasi Molekul: Molekul besar dan polar membutuhkan protein membran (seperti kanal ion atau protein pembawa) untuk melewati membran.
Fleksibilitas Membran: Struktur bilayer memungkinkan membran tetap dinamis dan dapat beradaptasi dengan perubahan lingkungan.
Komunikasi Seluler: Komponen hidrofilik berperan dalam interaksi dengan protein sinyal dan reseptor di permukaan sel.
Aplikasi dalam Farmasi dan Teknologi Liposom
Liposom meniru struktur membran sel dengan bagian hidrofilik yang menghadap keluar dan bagian hidrofobik di dalam bilayer.
Penghantaran Obat: Obat hidrofilik dapat dienkapsulasi dalam inti berair liposom, sementara obat hidrofobik dapat dimasukkan ke dalam bilayer lipidnya.
Terapi Targeted Drug Delivery: Membran liposom yang menyerupai membran sel memungkinkan penghantaran obat yang lebih efektif ke target tertentu dalam tubuh.
Dengan memahami sifat hidrofilik-hidrofobik, ilmuwan dapat mengembangkan sistem penghantaran obat yang lebih efisien dan meningkatkan efektivitas terapi berbasis liposom.
Gambar ilustrasi hidrofilik - hidrofobik membran sel
Gambar islustrasi hidrofilik – hidrofobik Liposom
9. FOSFOLIPID BILAYER: STRUKTUR DAN FUNGSI
Fosfolipid bilayer adalah lapisan ganda (bilayer) fosfolipid yang membentuk struktur dasar membran sel dan berbagai sistem penghantaran obat berbasis lipid, seperti liposom.
Struktur Fosfolipid Bilayer
Fosfolipid adalah molekul yang terdiri dari:
1.Kepala hidrofilik (suka air) → Terdiri dari gugus fosfat dan gliserol, yang bersifat polar dan dapat berinteraksi dengan air.
2.Ekor hidrofobik (tidak suka air) → Terdiri dari dua rantai asam lemak nonpolar yang menolak air.
Dalam lingkungan berair, fosfolipid secara spontan membentuk lapisan ganda (bilayer), di mana:
Kepala hidrofilik menghadap ke luar (berinteraksi dengan lingkungan berair di dalam dan di luar sel).
Ekor hidrofobik menghadap ke dalam (tersembunyi dari air, menciptakan inti hidrofobik).
Fungsi Fosfolipid Bilayer
1.Komponen utama membran sel → Menjaga struktur dan regulasi transportasi zat masuk dan keluar sel.
2.Selektivitas permeabilitas → Memungkinkan hanya molekul tertentu melewati membran, seperti oksigen dan karbon dioksida.
3.Dasar pembentukan vesikel lipid → Digunakan dalam teknologi liposom dan nanopartikel lipid untuk penghantaran obat dalam terapi berbasis nanoteknologi.
Fosfolipid bilayer sangat penting dalam biologi molekuler, terutama dalam desain nanomaterial berbasis lipid, karena kemampuannya meniru membran biologis dan membawa bahan farmasi aktif secara efektif.
Contoh penggunaan kata fosfolipid bilayer
Liposom adalah koloid, struktur vesikular tergantung pada fosfolipid bilayer, dan dapat menjebak senyawa bioaktif dalam matriks pelindungnya (Ramli, Ali, Hamzah, & Yatim, 2021).
Gambar ilustrasi bilayer fosfolipid yang menunjukkan struktur membran biologis dengan dua lapisan fosfolipid, di mana kepala hidrofilik menghadap ke luar dan ekor hidrofobik menghadap ke dalam, serta dilengkapi dengan protein terbenam, molekul kolesterol, dan glikoprotein.
