## Jurnal Ilmu Farmasi dan Farmasi Klinik (JIFFK)
Vol. 16, No. 1, JUNI 2019, Hal. 1 – 7 ISSN: 1693 -7899

## EVALUASI IN VITRO-IN VIVO FILM TRANDERMAL DILTIAZEM HCL DENGAN PENINGKAT PENETRASI PEG 400 SEBAGAI ANTIHIPERTENSI
Yulias Ninik Windriyati 1*) , Risha Fillah Fithria 2) , Fitria Dwi Kurniawati 1) , Ulfa Risalatul Mukaromah 1)
1) Bagian Farmasetika, Fakultas Farmasi Universitas Wahid Hasyim
2) Bagian Farmakologi dan Farmasi Klinik, Fakultas Farmasi Universitas Wahid Hasyim Jl. Menoreh Tengah X/22 Semarang 50236 Sampangan Semarang
* E-mail: yninik@unwahas.ac.id

## INTISARI
Diltiazem  HCl  merupakan  antihipertensi  yang  setelah  pemberian  oral,  bioavailabilitasnya hanya  40%  sehingga  dikembangkan  lewat  rute  transdermal.  Film  transdermal  tipe  matriks  dibuat menggunakan kombinasi polimer polivinil alkohol dan etil selulosa serta peningkat penetrasi PEG 400.  Evaluasi in  vitro dan in  vivo dilakukan  untuk  mengetahui  efektivitas  film  transdermal diltiazem  HCl  sebagai  antihipertensi.  Film  transdermal  dievaluasi  karakter  fisikokimia  berupa keragaman bobot, ketebalan, ketahanan terhadap pelipatan dan penyerapan lembab serta kandungan zat  aktif.  Studi  permeasi in  vitro film  transdermal  dilakukan  menggunakan  membran semipermeabel dalam sel difusi Franz. Evaluasi efektivitas sebagai antihipertensi in vivo dilakukan pada  tikus  jantan  galur  Wistar  yang  diinduksi  NaCl  dengan  metode CODA  non  invasive  blood pressure .  Hasil  penelitian  menunjukkan  tidak  ada  perbedaan  signifikan  pada  karakter  fisikokimia film  transdermal.  Uji  permeasi in  vitro menunjukkan  peningkatan  nilai  fluks  seiring  peningkatan kadar  PEG  400  sebagai  peningkat  penetrasi.  Evaluasi in  vivo menunjukkan  film  transdermal diltiazem  HCl  efektif  menurunkan  tekanan  darah  diastolik  dan  sistolik  tikus  hipertensi  yang diinduksi  NaCl  dalam  waktu  satu  jam  setelah  pemberian  film.  Diltiazem  HCl  dapat  berpenetrasi melalui  kulit  dan  terabsorpsi  ke  dalam  darah  sehingga  efektif  sebagai  antihipertensi  lewat  rute trasndermal.
Kata kunci : antihipertensi, diltiazem HCl, film transdermal, PEG 400

## ABSTRACT
Diltiazem HCL is an antihypertensive that low oral bioavailability of 40%, so developed to transdermal preparations. A matrix type of transdermal patch of diltiazem HCl was prepared using polyvinyl  alcohol  and  ethyl  cellulose  with  PEG  400  as  penetration  enhancer.  In  vitro-in  vivo evaluation  were  conducted  to  asses  drug  permeation  through  the  skin  and  determine  the effectiveness  of  transdermal  film  as  an  antihypertensive  drug.  Transdermal  patches  of  diltiazem HCl  were  evaluated  for  physicochemical  characteristics  weight  variation,  thickness,  folding endurance,  moisture  uptake,  and  drug  content.  In  vitro  permeation  study  was  conducted  using commercial semi permeable membrane in Franz diffusion cell. In vivo activity study was evaluated on  male  rat  Wistar  that  induced  NaCl  with  CODA  non-invasive  blood  pressure  method. Transdermal  patches  of  diltiazem  HCl  were  found  no  significant  differences  in  terms  of physicochemical characteristics. The in vitro skin permeation profiles showed increased flux values with  the  increase  of  PEG  400  as  a  penetration  enhancer. The  in  vivo  evaluation  showed  a reduction  in  systolic  and  diastolic  blood  pressure  within  one  hour  after  the  drug  administration.
Diltiazem  HCl  was  able  penetration  into  skin,  absorbed  in  blood  circulation  and  effective  as antihypertensive via transdermal route.
Keywords : antihypertension, diltiazem HCl, PEG 400, transdermal patch
* Corresponding author: Yulias Ninik Windriyati Fakultas Farmasi Universitas Wahid Hasyim Jl. Menoreh Tengah X/22 Sampangan Semarang E-mail: yninik@unwahas.ac.id

## PENDAHULUAN
Diltiazem  HCl  adalah calcium  channel  blocker yang  secara  luas  digunakan  untuk menstabilkan  angina  pektoris,  mengendalikan  hipertensi  sistemik,  dan  penyakit  kardiovaskular lainnya.  Setelah  pemberian  oral,  diltiazem  HCl  mengalami  metabolisme  lintas  pertama  di  hepar yang  cukup  ekstensif  sehingga  bioavailabilitas  absolutnya  hanya  40%  dengan  variasi  individual yang  sangat  besar  (Moffat  dkk.,  2005).  Bobot  molekul  diltiazem  HCl  450,98  (Depkes  RI,  1995) dan waktu paruh eliminasinya 3-5 jam (Sweetman, 2009), sehingga dibuat film transdermal untuk menghindari  metabolisme  lintas  pertama  di  hepar  dan  memungkinkan  ketersediaan  hayati  obat yang lebih besar.
Berbagai  penelitian  formulasi  film  transdermal  diltiazem  HCl  telah  dilakukan  antara  lain menggunakan  polimer  etil  selulosa  (EC)  dan  polivinil  pirolidon  (PVP)  pada  rasio  8:2  (Rao  dan Diwan,  1998),  kombinasi  hidroksi  propil  metil  selulosa  (HPMC)  dan  EC  juga  pada  perbandingan 8:2  (Limpongsa  dan  Umprayn,  2008),  dan  film  transdermal  dengan  penggunaan  polivinil  alkohol (PVA)  yang  memberikan  profil  pelepasan  obat  secara in  vitro dan  permeasi  kulit  secara ex  vivo yang baik (Patel dkk., 2010). Film transdermal dengan kombinasi polimer PVA dan EC (5:5) dan (7:3)  dengan  peningkat  penetrasi  PEG  400  memberikan  karakteristik  film  yang  baik  dan  dapat menghantarkan  diltiazem  HCl  melewati  membran  semipermeabel  yang  menggambarkan  kulit (Windriyati  dkk.,  2016).  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengevaluasi  efektivitas  film  transdermal diltiazem HCl dengan kombinasi polimer PVA dan EC dan peningkat penetrasi PEG 400 sebagai antihipertensi,  baik  secara in  vitro maupun in  vivo pada  tikus  jantan  galur  Wistar  yang  diinduksi NaCl.

## METODE PENELITIAN
Bahan dan Alat
1. Bahan
Diltiazem HCl (Shijiazhuang Aopharm, China), PEG 400, PVA, EC, propilen glikol, etanol, NaCl, NaOH, KH 2 PO 4 (E.Merck), aquadest, hewan uji ( Tikus jantan galur Wistar usia 2-3 bulan dengan berat badan 200-250 gram yang dibeli dari Ambarawa ) 2. Alat
Sel  difusi  Franz,  membran  semipermeabel  0,45  µm  (Sartorius),  spektrofotometer  UV (Shimadzu  uv-vis),  neraca  analitik  (OHAUS  AR  3130),  pipet  mikro  1-1000  μL  (Socorex),  pH meter  (Hanna  Inst),  alat  gelas,  CODA non invasive  blood  pressure (Kent-Scientific),  spuit  oral tumpul 5 ml.

## Jalannya Penelitian

## Pembuatan film transdermal diltiazem HCl
Film transdermal diltiazem HCl dengan peningkat penetrasi PEG 400 dibuat dengan metode solvent casting sebanyak enam formula seperti tercantum pada Tabel I.
Tabel I. Komposisi formula film transdermal diltiazem HCl (Windriyati et al , 2016) Bahan F1 F2 F3 F4 F5 F6 Diltiazem HCl (mg) 25 25 25 25 25 25 PVA (mg) 50 50 50 70 70 70 EC (mg) 50 50 50 30 30 30 PEG 400 (ml) 15 20 25 15 20 25 Propilenglikol (ml) 25 20 15 25 20 15 Etanol 70% (ml) 5 5 5 5 5 5
Sejumlah  diltiazem  HCl  yang  telah  ditimbang  dilarutkan  dalam  akuades.  Polimer  EC dilarutkan  dalam  etanol  kemudian  bersama  dengan  PVA  didispersikan  dalam  akuades  dengan bantuan  pengaduk  magnetik,  dan  dicampur  dengan  bahan  lainnya.  Setelah  terbentuk  campuran homogen,  didiamkan  pada  suhu  ruang  untuk  menghilangkan  gelembung  udara  baru  dituang  ke dalam  wadah  tahan  panas  dan  dikeringkan  pada  50 o C  dalam  oven  hingga  terbentuk  film  yang fleksibel.  Film  dikeluarkan  dari  wadah  dan  dipotong-potong  dengan  ukuran  tertentu  sesuai perhitungan dosis. Tiap film mengandung 25 mg diltiazem HCl, dikemas dalam aluminium foil dan disimpan dalam desikator hingga pengujian dilakukan.

## Uji kandungan zat aktif
Sejumlah  5  lembar  film  yang  diambil  secara  acak  dari  masing-masing  formula  dipotong- potong,  dimasukkan  ke  dalam  200  mL  dapar  fosfat  pH  7,4  dan  diaduk  menggunakan  pengaduk magnetik  selama  30  menit.  Larutan  dimasukkan  ke  dalam  labu  takar  dan  volume  dicukupkan hingga  250  mL.  Sampel  larutan  dianalisis  secara  spektrofotometri  UV  pada  panjang  gelombang maksimal, kemudian dihitung kadar diltiazem HCl terlarut menggunakan kurva kalibrasi yang telah dibuat  sebelumnya.  Kandungan  diltiazem  HCl  dalam  tiap  film  diperhitungkan  berdasarkan  bobot rata-rata film. Pengujian kandungan zat aktif dilakukan triplo hingga diperoleh kandungan rata-rata dan standar deviasi (SD).

## Uji permeasi kulit secara in vitro
Uji  permeasi  secara  in  vitro  menggunakan  alat Franz  diffusion  cell dengan  membran  kulit tiruan  berupa  membran  semipermeabel  0,45  µm  komersial  yang  telah  direndam  dalam  larutan isopropyl  miristat  selama  30  menit.  Kompartemen  aseptor  berupa  larutan  NaCl  0,9%  sedangkan kompartemen  donor  berupa  larutan  dapar  fosfat  pH 7,4.  Suhu  dalam  kompartemen  dipertahankan 32  ±  0,5 0 C.  Volume  sampel  diambil  dari  kompartemen  aseptor  pada  interval  waktu  tertentu  dan diganti sejumlah volume yang diambil dengan cairan medium yang baru.  Sampel disaring dengan membran filter 0,45 μm, dan dianalisis kadarnya dengan spektrofotometri pada panjang gelombang 236 nm (Dhiman dkk., 2011).

## Uji aktivitas antihipertensi
Hewan uji yang digunakan sejumlah 45 ekor dibagi menjadi 9 kelompok sebagai berikut: I : kelompok normal, hanya diberikan air minum biasa, II : kelompok kontrol hipertensi, III : kelompok kontrol negatif, diberikan film placebo setelah diinduksi NaCl IV-IX  : kelompok uji, diberikan film transdermal formula I-VI setelah diinduksi NaCl. Sebelum  prosedur  dilakukan,  tikus  terlebih  dahulu  diaklimatisasi  selama  satu  minggu.  Masing- masing  tikus  pada  kelompok  II  hingga  IX  diinduksi  dengan  larutan  NaCl  3  g/KgBB  selama  2 minggu. Waktu awal memulai prosedur untuk tiap kelompok dibedakan dan berselang 1 hari. Tikus ditimbang berat badannya sebelum dan setelah diinduksi dengan NaCl (Iswandana, 2012).
Film  transdermal  diltiazem  HCL  dipotong  sesuai  dengan  berat  badan  masing-masing  tikus, untuk tikus dengan berat badan 200 gram menerima film dengan ukuran 0,7 x 0,7 cm sesuai dengan perhitungan  konversi  dosis.  Sebelum  diberi  perlakuan,  terlebih  dahulu  diukur  tekanan  darah masing-masing tikus meliputi tekanan darah sistolik dan tekanan darah diastolik. Selanjutnya tikus dianestesi menggunakan uap klotoform hingga pingsan dan dicukur bulunya pada bagian abdomen hingga  tersisa  lapisan  kulit  permukaan,  kemudian  ditempelkan  film  transdermal  diltiazem  HCL pada bagian kulit yang telah dicukur tersebut dan direkatkan dengan plester. Setelah 1 jam diukur
tekanan  darahnya  dan  dibandingkan  antara  sebelum  dan  setelah  perlakuan  (Iswandana,  2012). Selain tekanan darah juga dilakukan pengamatan untuk denyut jantung tikus setelah diberikan film transdermal diltiazem HCL.
Penurunan tekanan darah dihitung untuk masing-masing tikus dan dihitung rata-ratanya pada tiap kelompok. Penurunan tekanan darah dapat dihitung dengan rumus:
Keterangan : TDS, TDDa : Tekanan darah sistolik dan diastolic sebelum perlakuan TDS, TDDb : Tekanan darah sistolik dan diastolik sesudah perlakuan

## Analisis Data
Efektivitas  penurunan  tekanan  darah  dihitung  antara  rata-rata  penurunan  tekanan  darah masing-masing  kelompok  perlakuan  dengan  kelompok  kontrol  negatif.  Suatu  zat  uji  dikatakan efektif  sebagai  antihipertensi  jika  mampu  menurunkan  tekanan  darah  sistolik  ≥  20  mmHg (Thompson, 1990).

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Enam formula film transdermal diltiazem HCl dengan kombinasi polimer PVA dan EC dan peningkat penetrasi PEG 400 menghasilkan karakter film yang bobotnya seragam (simpangan baku relatif  kurang  dari  6%),  cukup  kuat  dan  elastis,  serta  mampu  mengabsorpsi  lembab  sebagaimana film yang dihasilkan Windriyati dkk. 2016. Kandungan zat aktif film transdermal dapat dilihat pada tabel  II.  Tiap  formula  film  memenuhi  ketentuan  kandungan  zat  aktif  dalam  Farmakope  Indonesia IV  yaitu  dalam  rentang  85-115%  (Depkes  RI,  1995).  Hal  ini  menunjukkan  bahwa pada  proses pembuatan film transdermal, zat aktif diltiazem HCL telah terdistribusi rata atau homogen.
Tabel  II.  Kandungan zat aktif film transdermal diltiazem HCl dengan
peningkat  penetrasi PEG 400 Formula Kandungan zat aktif (%)  ± SD F1 103,8 ± 0,01 F2 98,2 ± 0,08 F3 90,5 ± 0,11 F4 105% ± 0,36 F5 86% ± 0,04 F6 100% ± 0,22
Hasil  uji permeasi in vitro menggunakan membran sintetis selama 6 jam dapat dilihat pada gambar 1.
Gambar  1.  Hasil  uji  permeasi  selama  6  jam  (n=3)  film  transdermal  diltiazem  HCl  dengan peningkat penetrasi PEG 400
0 20 40 60 1 2 3 4 5 6 P e rm e asi ( % ) Waktu (jam) F1 F2 F3 F4 F5 F6
Terdapat  peningkatan  jumlah  obat  yang  berpenetrasi  melewati  membran  seiring  dengan peningkatan jumlah PEG 400 sebagai peningkat penetrasi. Hal ini merupakan gambaran efektivitas PEG 400 sebagai peningkat penetrasi. Tidak ada perbedaan yang signifikan pada jumlah obat yang berpenetrasi dari keenam formula film dengan jumlah peningkat penetrasi yang sama.
Hasil evaluasi in vivo enam formula film sebagai antihipertensi dapat dilihat pada gambar 2 dan 3. Tekanan darah hewan uji yang diukur sebelum dan satu jam setelah pemberian film adalah tekanan darah diastolik (Gambar 2) dan sistolik (Gambar 3).

## Gambar 2. Rata-rata tekanan darah diastolik tikus pada setiap kelompok perlakuan sebelum dan 1 jam setelah pemberian film transdermal diltiazem HCl.
Berdasarkan  hasil  pengujian,  tikus  kelompok  uji  yang  diberikan  film  transdermal  dengan peningkat penetrasi PEG 400 (F1-F6) menunjukkan persentase penurunan tekanan darah diastolik hingga  20%  yaitu  rata-rata  23,8  mmHg.  Data  ini  berbeda  bermakna  dengan  hasil  pengukuran tekanan darah diastolik yang diperoleh dari kelompok kontrol negatif maupun kelompok hipertensi. Kedua kelompok ini tidak menunjukkan penurunan tekanan darah.
Data  tekanan  darah  sistolik  dari  semua  kelompok  hewan  uji  yang  diamati  sebelum  dan  dan satu  jam  setelah  pemberian  film  transdermal  tampak  pada  Gambar  3.  Kelompok  hewan  uji  yang diberikan film transdermal dengan peningkat penetrasi PEG 400 (F1-F6) menunjukkan persentase penurunan  tekanan  darah  sistolik  sebesar  15%  (24,16  mmHg).  Nilai  ini  tidak  sebesar  persentase yang ditunjukkan pada tekanan darah diastolik. Namun demikian penurunan ini berbeda bermakna dengan  hasil  pengukuran  tekanan  darah  sistolik  yang  diperoleh  dari  kelompok  kontrol  negatif maupun kelompok hipertensi. Menurut Thompson (1990), suatu zat uji dikatakan mempunyai efek  antihipertensi  jika  mampu  menurunkan  tekanan  darah  sistolik  dan  diastolik    ≥  20 mmHg.
Tidak  ada perbedaan yang bermakna pada besarnya penurunan tekanan darah baik diastolik maupun  sistolik  antara  kelompok  hewan  uji  yang  diberikan  film  F1-F6.  Pemberian  film transdermal  diltiazem  HCL  dengan  peningkat  penetrasi  PEG  400  efektif  dalam  menurunkan tekanan  darah  tetapi  perbedaan  konsentrasi  peningkat  penetrasi  PEG  400  tidak  memberikan perbedaan  efektivitas  penurunan  tekanan  darah  yang  bermakna.  PEG  400  merupakan  peningkat penetrasi yang meningkatkan permeabilitas dan absorpsi obat ke stratum corneum (Rao dan Diwan, 1998). Adanya bahan peningkat penetrasi seperti dapat mendorong penetrasi diltiazem HCl melalui stratum  corneum  dan  mencapai  pembuluh  darah  perifer  di  jaringan  kulit  sehingga  ketersediaan hayatinya meningkat dan efektif digunakan sebagai antihipertensi. Perbedaan konsentrasi PEG 400 yang digunakan dalam penelitian ini tidak memberikan pengaruh dalam peningkatan permeabilitas dan absorpsi obat.
0 20 40 60 80 100 120 140 Te ka n an d ar ah ( m m H g) Kelompok hewan uji Pra perlakuan setelah 1 jam
Gambar 3. Rata-rata tekanan darah sistolik tikus pada setiap kelompok perlakuan sebelum dan 1 jam setelah pemberian film transdermal diltiazem HCl.
Film  transdermal  diltiazem  HCl  dapat  melepaskan  dan  menghantarkan  zat  aktifnya  menuju sirkulasi  sistemik  melewati  jaringan  kulit  dan  nyata  memberikan  efeknya  dalam  waktu  1  jam setelah pemberian. Film transdermal plasebo yang tidak mengandung zat aktif diltiazem HCl tidak dapat  menurunkan  tekanan  darah.  Penurunan  tekanan  darah  hewan  uji  disebabkan  oleh  adanya diltiazem HCl dalam film transdermal.
Diltiazem  hidroklorida  merupakan  antihipertensi  golongan calcium  channel  bloker yang dapat berpengaruh terhadap denyut jantung. Pada penelitian ini denyut jantung hewan uji sebelum dan  setelah  pemberian  film  transdermal  juga  diukur  menggunakan  alat  yang  sama.  Data  denyut jantung dapat dilihat pada Gambar 4.

## Gambar  4.  Rata-rata  denyut  jantung  tikus  pada  setiap  kelompok  perlakuan  sebelum  dan 1 jam setelah pemberian film transdermal diltiazem HCl.
Selain menurunkan tekanan darah, efek diltiazem HCl terhadap sistem kardiovaskular adalah menurunkan  denyut  jantung,  kontraktilitas  miokard  dan  menurunkan  resistensi  total  melalui vasodilatasi (Shorr dkk., 2007). Hasil penelitian menunjukkan bahwa semua perlakuan pemberian film  transdermal  F1-F6  menyebabkan  terjadinya  penurunan  denyut  jantung.  Penurunan  denyut jantung ini biasanya bertahan hingga 3 jam setelah pemberian obat.
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 Te ka n an d ar ah ( m m H g) Kelompok hewan uji pra perlakuan setelah 1 jam
0 100 200 300 400 500 F1 F2 F3 F4 F5 F6 D eny ut ja nt un g Kelompok hewan uji pra perlakuan 1 jam setelah perlakuan

## KESIMPULAN
Penggunaan PEG 400 sebagai peningkat penetrasi dalam film transdermal dengan kombinasi polimer  PVA  dan  EC  dapat  menghantarkan  diltiazem  HCl  melewati  stratum  korneum  dan meningkatkan    penetrasi  obat  melewati  kulit.  Film  transdermal  diltiazem  HCl  dengan  PEG  400 sebagai peningkat penetrasi  dapat menurunkan tekanan darah diastolik dan  sistolik hewan  uji dan efektif sebagai antihipertensi.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan terima kasih ditujukan kepada Kementerian Riset Teknologi dan Pendidikan Tinggi atas bantuan dana hibah skema Penelitian Produk Terapan tahun 2016.

## DAFTAR PUSTAKA
Departemen Kesehatan Republik Indonesia, 1995, Farmakope Indonesia, Edisi IV , 107- 108, 187.
Iswandana, R., 2012, Preparasi nanogel verapamil hidroklorida menggunakan metode gelasi ionik antara  kitosan-natrium  tripolifosfat  sebagai  sediaan  antihipertensi, Tesis ,  Universitas Indonesia, Jakarta.
Limpongsa,  E.  dan  Umprayn,  K.,  2008,  Preparation  and  evaluation  of  diltiazem  hydrochloride diffusion-controlled transdermal drug delivery system, AAPS PharmSciTech , 9(2), 464-470. Moffat,  A.  C.,  Osselton,  M.  D.,  dan  Widdop,  B.  (2005). Clarke’s  analysis  of  drugs  and poisons . London : The Pharmaceutical Press.
Patel,  N.  B.,  Sonpal,  R.  N.,  Mohan,  S.,  dan  Selvaraj,  S.,  2010,  Formulation  and  evaluation  of iontophoretic  transdermal  delivery  of  diltiazem  hydrochloride, International  Journal  of Research in Pharmaceutical Sciences .
Rao,  P.R.  dan  Diwan,  P.V.,  1998,  Formulation  and  in  vitro  evaluation  of  polymeric  film  of diltiazem  hydrochloride  and  indomethacin  for  transdermal  administration, Drug Development and Industrial Pharmacy , 24(4), 327-336.
Shorr, R.I., 2007, Drug for the Geriatric Patient. Philadelphia: Saunders Elsevier Inc. Sweetman,  S.C.,  (Ed),  2009, Martindale:  The  Complete  Drug  Reference ,  36 th Ed,  London Pharmaceutical Press.
Thompson, E.B., 1990, Drug Bioscreening:  Drug Evaluation Techniques in Pharmacology , VCH Publ, New York, 93, 109.
Windriyati,  Y.N.,  Sholikhah,  A.,  dan  Muliawati,  F.,  2016,  P engembangan  film  transdermal diltiazem  HCl  tipe  matriks  dengan  kombinasi  polimer  polivinil  alkohol  dan  etil selulosa  serta  peningkat  penetrasi  PEG  400, Jurnal  Ilmu  Farmasi  dan  Farmasi Klinik , 13(1), 21-26.