Rekayasa Proses Pembuatan Biohidrogel Responsif pH Berbahan Baku Pati Tropis sebagai Matrik Penghantar Senyawa Aktif

Abstract

Biohidrogel banyak digunakan dalam industri biofarmaka karena bersifat kompatibel, dapat terdegradasi, dan tidak toksik. Kemampuan biohidrogel dalam merespon perubahan lingkungan juga menjadi pertimbangan utama dalam penghantaran senyawa aktif. Akan tetapi, pati alami tidak sesuai digunakan sebagai matriks bahan aktif karena proses peluruhan (degradasi) terlalu cepat. Modifikasi pati alami dapat meningkatkan kristalinitas, hidrofobisitas dan sifat ampifilik pati dengan sisi hidrofobik dan hidrofilik atau memiliki rongga heliks yang dapat membentuk inklusi kompleks dengan bahan aktif. Penggunaan carboxymethyl starch (CMS) sebagai matrik hidrogel secara tunggal masih memiliki keterbatasan, terutama dalam stabilitas pembentukan jaringan tiga dimensi. Pencampuran CMS dengan kitosan diharapkan dapat meningkatkan kompatibilitas biohidrogel dan menghasilkan sifat pH-dependent swelling dan mucoadhesive properties yang diperlukan dalam colon-targeted system. Penelitian ini bertujuan untuk menyiapkan matrik CMS yang digunakan sebagai penyusun biohidrogel, dan menentukan pengaruh penggunaannya terhadap karakteristik biohidrogel. Pembuatan CMS sebagai tahap awal dalam penelitian ini dilakukan dengan memodifikasi pati alami dari ubi kayu, sagu dan jagung melalui alkalisasi dan eterifikasi menggunakan sodium monochoroacetate (SMCA) pada konsentrasi 1.00 dan 1.25 mol/mol AGU (anhydrous glucose unit). Tahap selanjutnya, graftkopolimerisasi CMS-kitosan dengan asam akrilat pada rasio 1:3 dan menggunakan cerric ammonium nitrate sebagai inisiator. Biohidrogel yang terbentuk diuji potensi pengikatannya pada kurkumin standar. Hasil penelitian menunjukkan bahwa CMS yang dihasilkan bersifat larut air dan dapat mengembang pada suhu kamar. Semua sampel memiliki karakteristik cold-water swellable yang cukup tinggi, dan kemampuan ini terlihat dominan pada CMS berbahan tapioka. Selanjutnya, CMS-kitosan berhasil tercangkok asam akrilat dan menghasilkan sifat responsif pH. Spektra FTIR dan mikrograf SEM mengkonfirmasi proses tersebut pada bilangan gelombang 1600-1700 cm-1 dan terjadinya perubahan permukaan granula menjadi berpori dan berongga. Rasio CMS yang lebih tinggi (4:1) dalam campuran polimer menghasilkan biohidrogel yang memiliki intensitas absorpsi terhadap kurkumin lebih tinggi yaitu 17.34% (b/b). Respon biohidrogel terhadap kondisi lingkungan dengan pH berbeda secara berurutan adalah pH netral > pH basa > pH asam, dan menjadikan matrik biohidrogel yang dihasilkan sesuai untuk colon-targetted delivery system.