## OPTIMASI KARBOPOL DAN HPMC DALAM FORMULASI GEL ANTIJERAWAT NANOPARTIKEL EKSTRAK DAUN SIRIH (Piper
betle Linn)
Submitted : 17 September 2019
Edited : 20 Desember 2019 Accepted : 30 Desember 2019
Dwi Saryanti 1 , Dian Nugraheni 2 , Nisa Sindi Astuti 3 , Natasya Intania Pertiwi 3
1 Departemen Teknologi Farmasi, Program Studi DIII Farmasi, STIKES Nasional
2 Departemen Farmasi Komunitas, Program Studi DIII Farmasi, STIKES Nasional
3 Departemen Mikrobiologi, Program Studi DIII Farmasi, STIKES Nasional Email : dwisary_dws@yahoo.com

## ABSTRACT
Gel is a semisolid preparation that is clear, translucent containing active ingredients, can provide  a  cool  effect  on  the  skin  and  good  spread  of  the  skin.  The  use  of  gelling  agent  in  gel formulations greatly affects the physical properties of the resulting gel preparations. HPMC is a gel forming material that is neutral and can form a clear gel and can maintain the viscosity of the resulting gel, while carbopol are easily dispersed in water and produce preparations with sufficient viscosity. The research conducted aims to determine the comparison of carbopol and HPMC  in  the  optimal  gel  formula  of  betel  leaf  extract  nanoparticles  with  Simplex  Lattice Design method. The response used was pH, viscosity, spreadability, adhesion and antibacterial activity  against  Staphylococcus  aureus.  The  results  obtained  by  carbopol  concentration  of 80.9% and HPMC 19.1% was the optimal gel formula of betel leaf extract nanoparticle. Based on  the  verification,  an  insignificant  difference  was  obtained  between  the  predictions  of  the software and the results of the tests performed. This shows that the method used was valid or can be trusted.

## Keywords : nanoparticles, optimization, antibacterial

## PENDAHULUAN
Jerawat merupakan kondisi gangguan pilosebasea yang banyak dialami remaja dan selalu terjadi peningkatan  penderita  setiap  tahun (1) . Jerawat  seringkali  menimbulkan  rasa nyeri  yang  disebabkan  karena  adanya peradangan karena  pori-pori  pada  wajah tertutup debu dan minyak (2) . Bakteri yang dapat  memicu  terjadinya  perdangan  pada jerawat  adalah Propionibacterium  acnes,
Staphylococcus
epidermidis
dan Staphylococcus aureus (3) .
Penggunaan  bahan  alam  semakin meningkat karena  mudah  diperoleh  dan dinilai  mempunyai  keamanan  yang  lebih
tinggi  daripada  obat  sintetis (4) . Salah  satu bahan  alam  yang mempunyai  aktivitas antibakteri adalah  daun  sirih  (Piper  betle Linn). Ekstrak etanol daun sirih mempunyai  aktivitas  terhadap  bakteri Staphylococcus  aureus pada  konsentrasi 2,5% (5) . Penggunaan  dosis  yang  cukup besar ketika diformulasikan dalam sediaan akan menghasilkan warna sediaan yang kurang menarik. Nanopartikel  adalah  bahan  dengan ukuran pada skala nanometer. Nanopartikel  banyak  digunakan  dalam sistem penghantaran obat karena
mempunyai  keuntungan  dapat  mencegah hidrasi kulit, meningkatkan efek absorpsi,
meningkatkan  penetrasi  zat  aktif  dan dapat  digunakan  untuk  sistem  lepas terkendali (6) .
Gel  adalah  sediaan  semipadat  yang jernih,  tembus  cahaya  yang  mengandung bahan  aktif,  dapat  memberikan  efek dingin  di  kulit  serta  daya  penyebaran  di kulit yang baik sehingga dapat
memberikan absorpsi yang lebih baik (gel niosom). Sediaan gel mempunyai beberapa  kelebihan  yaitu  mudah  dicuci dengan air dan tidak mengandung minyak (7) .
Penggunaan gelling  agent dalam formulasi  gel  merupakan  faktor  yang sangat mempengaruhi terhadap  sifat fisika  gel  yang  dihasilkan. Gelling agent yang digunakan adalah kombinasi Hidroxy propyl methyl cellulose (HPMC) dan  karbopol  yang  merupakan  basis hidrogel. HPMC merupakan gelling agent yang bersifat netral dan dapat membentuk gel yang jernih serta dapat mempertahankan  viskositas  gel  yang dihasilkan,  sedangkan  karbopol  mudah terdispersi  dalam  air  dan  menghasilkan sediaan  dengan  viskositas  yang  cukup (8) . Penggunaan  basis  hidrogel  dalam  sediaan antijerawat  sangat  cocok  untuk  kulit dengan  fungsi kelenjar  sebaseua  yang berlebih (9) .
Berdasarkan  latar  belakang  yang telah dijabarkan maka dilakukan penelitian  optimasi  penggunaan  karbopol dan HPMC dalam formula gel nanopartikel ekstrak daun sirih.

## METODE PENELITIAN Alat
Ayakan  No  40,  Rotary  evaporator (IKA Basic 10), Alat gelas (Iwaki Pyrex),
mortir dan  stamfer,  magnetic  stirrer, viscometer  RION  VT  04,  sentrifuge, lemari es, blue tip, cawan petri, inkubator

## Bahan
Daun  sirih  yang  diambil  dari kelurahan  Giritirto,  Wonogiri,  etanol 70%,  etanol  p.a,  natrium  alginat,  CaCl 2, karbopol,  HPMC,  gliserin,  metilparaben, Na  metabisulfit,  akuades,  media  Nutrien Agar, bakteri Staphylococcus aureus.
Pembuatan Ekstrak Daun Sirih Serbuk kering daun  sirih sebanyak 500 gram dimaserasi dengan
menggunakan    2,5  L  etanol  70%  (3x24 jam).  Filtrat yang  diperoleh  ditampung dan ampas dimaserasi lagi  dengan  1,25 L etanol  70%  (1x24  jam).  Fitrat  ditampung dan ampas dimaserasi lagi  dengan  1,25 L etanol  70%.  Hasil  maserasi  disaring  dan dipekatkan dengan rotary  evaporator sampai diperoleh ekstrak kental.
Pembuatan Nanopartikel Ekstrak

## Etanol Daun Sirih
Ekstrak daun sirih sebanyak 1 gram dilarutkan  dalam  3,5  mL  etanol  p.a  dan ditambahkan  1,5  mL  akuades.  Ke  dalam campuran  dtambahkan larutan  Na  alginat 0,1%  sebanyak  10  mL  dan  CaCl 2 0,02% sebanyak  35  mL  sedikit  demi  sedikit sambil  diaduk  dengan magnetic  stirrer. Pengadukan  dilanjutkan  selama  kurang lebih  2  jam  sampai  terbentuk  koloid nanopartikel  ekstrak  daun  sirih.  Koloid yang terbentuk disentrifugasi dan diambil padatan  terlarutnya kemudian  dicuci dengan  akuades  dan  dikeringkan  dalam freezer selama  kurang  lebih  2  hari. Padatan disimpan dalam lemari pendingin sampai menjadi serbuk kering (10;11) .
Optimasi Formula Gel Nanopartikel Ekstrak Daun Sirih Tabel 1. Formula gel nanopartikel ekstrak etanol daun sirih Bahan Run 1 Run 2 Run 3 Run 4 Run 5 Run 6 Run 7 Run 8 Nanopartikel ekstrak 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 Karbopol 2 1,5 0,5 0 0 1 2 1 HPMC 0 0,5 1,5 2 2 1 0 1 TEA 1 1 1 1 1 1 1 1 Gliserin 10 10 10 10 10 10 10 10 Na metabisulfit 1 1 1 1 1 1 1 1 Metil paraben 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 Akuades ad 100 100 100 100 100 100 100 100 Pembuatan gel dengan mengembangkan  basis  gel  yaitu  karbopol atau HPMC dengan akuades panas (Campuran  A).  Na  metabisulfit  dan  metil paraben dilarutkan dalam sebagian
gliserin.  Nanopartikel  ekstrak  daun  sirih dilarutkan dalam akuades kemudian ditambahkan  TEA  dan  sisa  gliserin  dan diaduk  sampai  homogen  (Campuran  B). Campuran  B  dimasukkan dalam  campuran A dan ditambahkan akuades sambil diaduk sampai  membentuk  massa  gel  yang homogen.
Optimasi formula gel dengan menggunakan  metode Simplex  Lattice Design.  Variabel  yang  dioptimasi  adalah karbopol  dan  HPMC  dengan  parameter yang  digunakan  adalah  pH,  viskositas, daya  sebar,  daya  lekat  dan  daya  hambat terhadap bakteri Staphylococcus aureus. Formula  optimal  dinyatakan  dengan  nilai desirability dengan rentang 0-1.

## Verifikasi Formula Optimal Gel
Verifikasi dilakukan untuk membandingkan antara prediksi dari
software  dengan  hasil  pengujian  terhadap formulasi  yang  dilakukan.
Verifikasi
dilakukan dengan membuat formula sebanyak  3  kali  replikasi  dan  dilakukan pengujian  terhadap  sifat  fisik sediaan  gel yang  meliputi  uji  pH,  viskositas,  daya
sebar,  daya  lekat  dan  daya  hambat terhadap bakteri Staphylococcus aureus.

## Uji pH
Uji  pH  dilakukan  dengan  mengoleskan sediaan pada kertas pH indikator universal.

## Uji viskositas
Uji  viskositas  dengan  menggunakan viskometer  Rion  VT  04F dengan  cara mencelupkan spindle ke dalam sediaan gel kemudian  dibaca  viskositasnya  sesuai dengan rotor yang digunakan.

## Uji daya sebar
Gel sebanyak 0,5 gram diletakkan di tengah  kaca  yang  telah  dialasi  kertas milimeter  blok  dan  ditutup  dengan  kaca lain  yang  telah  ditimbang  dan  didiamkan selama  1  menit.  Diameter  penyebarannya dicatat  dan  pengujian  dilakukan  3  kali. Penambahan  beban  dilakukan  dengan beban 50, 100 dan 150 gram.

## Uji daya lekat
Gel  sebanyak  0,5  gram  diletakkan pada objek glass dan ditutup dengan objek glass  yang  lain  kemudian  diberikan  beban 500  gram  selama  5  menit.  Beban  seberat 80  gram  dilepaskan  dan dicatat  waktu terlepasnya  kedua  objek  glass.  Pengujian dilakukan sebanyak 3 kali.

## Uji daya hambat

## Uji  daya  hambat  terhadap  bakteri
Staphylococcus  aureus dilakukan  dengan metode  sumuran.  Kultur  bakteri  dengan metode pour plate dengan memipet 500µL suspensi  bakteri  kemudian  dimasukkan  ke dalam  cawan  petri  yang  sudah  diberikan media Nutrien Agar yang sudah dicairkan. Gel  sebanyak  0,5  gram  dimasukkan  ke dalam media padat dibuat lubang sumuran sebesar  7  mm  dan  diinkubasi  pada  suhu 37°  C  selama  24  jam.  Diukur  diameter zona hambat yang terbentuk.

## Analisis Data
Formula optimal ditentukan  dengan menggunakan  metode simplex  lattice design menggunakan software  design expert versi  10  (trial).  Verifikasi  formula optimal  gel  untuk  membandingkan  hasil prediksi  metode  optimasi  dengan  hasil pengujian yang dilakukan diuji dengan one sample t-test.

## HASIL DAN PEMBAHASAN Ekstraksi Daun Sirih
Ekstraksi  daun  sirih  dengan  metode maserasi dan pelarut etanol 70%. Maserasi merupakan  metode  yang  sederhana  dan mudah untuk dilakukan. Rendemen ekstrak  yang  diperoleh sebesar  13,66%. Hasil ini lebih kecil dibandingkan penelitian Mufrod  dkk (12) yaitu  sebanyak 16,03%  dengan  menggunakan  metode infundasi menggunakan pelarut air.

## Optimasi Formula Gel
Hasil  pengujian  sifat  fisik  gel  dapat dilihat pada tabel 2.

## Uji pH
Gel  yang  diperoleh  diuji  pH  untul mengetahui  kesesuaian  pH  sediaan  dengan pH kulit yaitu 4,5 – 6,5 (2) . Gel yang terlalu asam  atau  terlalu  basa  dapat  menimbulkan iritasi  pada  kulit  ketika  dioleskan.  Kurva yang diperoleh dari metode Simplex Lattice Design adalah seperti pada gambar 1.
Gambar 1. Kurva hasil uji pH gel
Berdasarkan  gambar  1 dapat terlihat bahwa kurva yang tebentuk adalah
semakin  rendah  penggunaan  karbopol maka  pH  sediaan  semakin  besar.  Hal  ini disebabkan  karena  karbopol  mempunyai sifat asam sehingga karbopol dikombinasikan  dengan  HPMC  sehingga pH  yang  dibutuhkan  untuk  pembentukan gel tidak terlalu asam (13) .
Tabel 2. Hasil uji sifat fisik gel Parameter Run 1 Run 2 Run 3 Run 4 Run 5 Run 6 Run 7 Run 8 pH 5 5 6 9 9 5 5 5 Daya sebar (gcm/setik) 11,61 10,24 12,49 19,83 22,81 11,31 12,49 11,80 Daya lekat (detik) 4,01 2,43 1,06 0,43 0,92 17,13 4,08 12,94 Viskositas (dPas) 250 300 300 15 15 400 250 400 Daya hambat antibakteri (mm) 10,3 10,6 7,9 7,4 6,9 12,2 9,8 11,3
Uji viskositas Uji viskositas bertujuan untuk mengetahui  kekentalan  dari  sediaan  yang berkaitan dengan kemudahan ketika dioleskan  di  kulit.  Kurva  hasil  pengujian viskositas dapat dilihat pada gambar 2.

## Gambar 2. Kurva hasil uji viskositas gel
Berdasarkan  gambar  2  dapat  terlihat bahwa  penggunaan  karbopol    yang  semakin tinggi  akan  meningkatkan  viskositas  dan peningkatan  HPMC  akan  menurunkan viskositas. HPMC dapat membentuk  basis gel  dengan  cara  mengabsorbsi  pelarut sehingga  cairan  tertahan  dan  meningkatkan tahanan  cairan  dengan  membentuk  massa cairan  yang  kompak.  Semakin tinggi konsentrasi HPMC  yang  terlarut  maka semakin  banyak  juga  cairan  yang  tertahan dan diikat oleh agen pembentuk gel (8) .
Uji daya sebar
Pengujian daya sebar untuk
mengetahui  kemampuan  penyebaran  gel pada kulit sehingga dapat menimbulkan efek terapi yang diinginkan. Kurva hasil uji daya sebar dapat dilihat pada gambar 3.
Gambar 3. Kurva hasil uji daya sebar gel
Dari gambar 3 dapat dijelaskan bahwa penggunaan  karbopol  yang semakin  tinggi dapat menurunkan daya sebar dan
peningkatan konsentrasi HPMC dapat
meningkatkan  daya  sebar  sediaan  gel.  Daya sebar  sediaan  dipengaruhi  oleh  viskositas sediaan  dimana  viskositas  gel  berbanding terbalik  dengan  daya  sebar  yang  dihasilkan. Semakin  tinggi  konsentrasi  gelling  agent yang  digunakan  maka  akan  meningkatnya tahanan gel untuk mengalir dan menyebar (9) . Uji daya lekat Pengujian daya lekat untuk mengetahui  kemampuan  gel  untuk  melekat pada  kulit  sehingga  dapat  memberikan  efek terapi.  Kurva hasil  uji  daya  lekat  dapat dilihat pada gambar 4.
Gambar 4. Gambar  kurva  hasil  uji  daya
lekat gel
Berdasarkan  gambar  4  dapat  dilihat bahwa  peningkatan  konsentrasi  karbopol akan meningkatkan daya lekat dan
peningkatan  konsenytrasi  HPMC  akan menurunkan daya  lekat  sediaan  gel.  Daya lekat  sediaan  gel  berbanding  lurus  dengan viskositas sediaan gel.

## Uji daya hambat
Pengujian  aktivitas  terhadap  bakteri Staphylococcus  aureus  dilakukan  dengan pengukuran zona hambat sediaan gel dengan metode  sumuran.  Kurva  hasil  uji  daya hambat disajikan dalam gambar 5.

## Gambar 5. Kurva  hasil  uji  daya  hambat
sediaan gel
Berdasarkan  gambar  5  dapat  dilihat bahwa  peningkatan  konsentrasi  karbopol akan  meningkatkan  daya  hambat  sediaan gel.  Kombinasi  penggunaan  karbopol  dan HPMC  dapat  meningkatkan  daya  hambat sediaan
gel terhadap bakteri Staphylococcus aureus. Penentuan Formula Optimal Gel Penentuan  formula  optimal  pada penleitian dengan
menggunakan pendekatan  numerik.  Sifat  fisik  yang meliputi  pH,  viskositas,  daya  sebar  dan daya  lekat  digunakan  sebagai  respon. Parameter  yang  digunakan  adalah  pH dalam  rentang  4-8,  viskositas  dalam rentang  100-300  dPas,  daya  sebar  dalam rentang 10,239 – 20 g cm/detik, daya lekat
dalam rentang 1-17 detik dan daya hambat diinginkan maksimal. Kurva untuk penentuan  formula  optimal  dapat  dilihat pada gambar 6.

## Gambar  6. Kurva  formula  optimal  sediaan
gel
Perbandingan  karbopol  dan  HPMC sebagai  gelling  agent  dalam  formula  gel adalah  80,9%  dan    19,1%  dengan  nilai desirability  0,770. Solusi  dan  prediksi formula  optimal  gel  nanopartikel  ekstrak daun  sirih yang  diperoleh  dari  metode Simplex  lattice  design disajikan  pada tabel 3.
Prediksi respon  yang diperoleh dari software  dibandingkan  dengan  respon yang  diperoleh  dari  pengujian.  Hasil verifikasi  formula  optimal  dapat  dilihat pada tabel 4.
Tabel 3. Solusi dan Prediksi Formula Optimal Gel Nanopartikel Ekstrak Daun Sirih No. Karbopol HPMC pH Viskositas Daya Sebar Daya Lekat Aktivitas Daya hambat Desirability 1 0,809 0,191 5,04 300 10,34 7,98 10,98 0,770 2 0,221 0,779 6,22 300 15,07 6,65 9,29 0,451
Tabel 4. Hasil verifikasi formula optimal gel nanopartikel ekstrak daun sirih
Parameter Prediksi Actual P value Keterangan pH 5,04 5,0 ± 0,00 0,983 Tidak berbeda signifikan Viskositas (dPas) 300 150,0 ± 0,00 0,111 Tidak berbeda signifikan Daya sebar (gcm/detik) 10,34 11,50 ± 0,38 0,751 Tidak berbeda signifikan Daya lekat (detik) 7,98 2,49 ± 0,47 0,033 Berbeda signifikan Aktivitas antibakteri (mm) 10,98 11,55 ± 0,85 0,844 Tidak berbeda signifikan
Berdasar  verifikasi  yang  dilakukan terdapat  perbedaan  yang  tidak  signifikan antara  prediksi  dari  software  dengan  hasil
perlakuan yang dilakukan. Hal ini menunjukkan bahwa metode Simplex Lattice Design dapat digunakan untuk  memprediksi sifat fisik dari sediaan (14) . Sifat fisik sediaan gel  dalam  penelitian  ini  adalah  pH, viskositas, daya sebar dan aktivitas antibakteri.  Perbedaan  yang  tidak  signifikan ini  juga  menunjukkan  bahwa  metode tersebut valid atau dapat dipercaya (15) .

## SIMPULAN
Penggunaan  karbopol  dan  HPMC yang optimal pada formulasi gel nanopartikel  ekstrak  daun  sirih  diperoleh pada konsentrasi 80,9 % dan 19,1%.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Terimakasih kepada DRPM Kementerian  Riset  dan  Teknologi  DIKTI
yang telah membiayai penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA
1. Nursetiani, A., dan Herdiana, Y., 2018, Potensi Biji Klabet (Trigonella foenum- graecum L.) Sebagai Alternatif Pengobatan  Herbal:  Review  Jurnal, Farmaka  Suplemen,  Volume  16,  No  2, 475-484.
2. Pratama,  A.N.W,  Pradipta,  M.H,  dan
Machlaurin, A, 2017, Survei Pengetahuan  dan  Pilihan  Pengobatan Jerawat di Kalangan Mahasiswa
Kesehatan Universitas Jember, e-Jurnal
Pustaka Kesehatan, Volume 5, No 2.
3. Kindangen,  O.C.,  Yamlean,  P.V.Y, Wewengkang,  D.S,  2018, Formulasi
Gel  Antijerawat  Ekstrak  Etanol  Daun Kemangi  (Ocimum  Basilicum L.)  Dan Uji  Aktivitasnya  Terhadap  Bakteri Staphylococcus Aureus Secara In Vitro, Pharmacon  Jurnal  Ilmiah  Farmasi UNSRAT, Volume 7, Nomor 3.
4. Wasitaatmadja,  S.  M.  2007. Ilmu Penyakit Kulit dan Kelamin. Universitas Indonesia. Jakarta.
5. Putri, Z.F., 2010. Uji Aktivitas Antibakteri  Ekstrak  Etanol  Daun  Sirih (Piper betle L.) Terhadap Propionibacterium acne Dan Staphylococcus  aureus Multiresisten, Skripsi (S1), Universitas Muhammadiyah Surakarta. 6. Rismana,  E.,  Kusumaningrum,  S., Bunga, O., Nizar dan Marhamah, 2014, Pengujian Aktivitas Antiacne Nanopartikel Kitosan Ekstrak Kulit Buah  Manggis (Garcinia  mangostana), Media  Litbangkes,  Volume  24,  No  1,
19-27.
7. Anggraini,  D.,  Rahmawati,  N.,  Hafsah, S., 2013. Formulasi gel antijerawat dari ekstrak  etil  asetat  gambir.  Penelit. Farm. Indones. 1, 62 – 66. 8. Rowe,  R.C.,  Sheskey,  P.J.,  dan  Quinn, M.E., 2009. Handbook Of Pharmaceutical  Exipients,  6th  ed. Pharmaceutical  Press  and  American Pharmacists Association, London,UK.
9. Arikumalasari, J., Dewantara, I.,
Wijayanti,  N.,  2013.  Optimasi  HPMC Sebagai  Gelling  Agent  Dalam  Formula
Gel  Ekstrak  Kulit  Buah  Manggis (Garcinia  mangostana  L.).  J.  Farm. Udayana 145 – 152.
10. Khakim,  A.N.,  dan  Atun,  S.,  2017, Pembuatan Nanopartikel Ekstrak Kunci Pepet  (Kaempferia  rotunda)  Dengan Alginat Pada Berbagai Variasi Konsentrasi Ion Kalsium, Jurnal Kimia Dasar, Vol 6, No 1 11. Putri,  G.M.,  dan  Atun,  S.,  2017, Pembuatan dan Karakteristik
Nanopartikel  Ekstrak  Etanol  Temu Kunci  (Boesenbergia  pandurata)  Pada
Berbagai  Variasi  Komposisi  Alginat, Jurnal Kimia Dasar, Vol 5, No 1
12. Mufrod, Suwaldi, Wahyuono, S., 2016,
Patch  Ekstrak  Daun  Sirih  (Piper  betle Linn):  Pengaruh  Penambahan Release Enhancer  Substances Terhadap  Sifat Fisikokimia  dan  Aktivitas  Antibakteri, Majalah Farmaseutik, Vol 12, No 2 13. Dewi,  C.C.,  Saptarini,  N.M.,  2016,

## Review  Artikel: Hidroksi  Propil  Metil
Selulosa  Dan  Karbomer  Serta  Sifat Fisikokimianya  Sebagai Gelling  Agent, Farmaka, Volume 14, Nomor 3. 14. Elcistia, R. dan Zulkarnain, A.K. 2018. Optimasi  Formula  Sediaan  Krim  o/w Kombinasi Oksibenzon Titanium Dioksida  Serta  Uji  Aktivitas  Tabir Suryanya  Secara  In  Vivo. Majalah Farmaseutik. Vol 14. No 2. 63-78
15. Senja,  R.Y.,  Nugoho,  A.K,  Setyowati,
E.P,  2016, Optimasi  formula  gel ekstrak  kubis  ungu  (Brassica  oleracea L. var. capitata f. rubra) menggunakan simplex  lattice  design dan  pengujian aktivitas  antioksidan  secara in  vitro, Pharmaciana, Volume  6,  Nomor  2, 171-180