*) Peneliti  pada  Balai  Besar  Riset Pengolahan  Produk  dan  Bioteknologi  Kelautan  dan  Perikanan; Email:  harieko_irianto@yahoo.com

## PROSES DAN APLIKASI NANOPARTIKEL KITOSAN SEBAGAI PENGHANTAR OBAT
Hari Eko Irianto *) dan Ijah Muljanah *)

## ABSTRAK
Kitosan  memiliki  potensi  aplikasi  yang  sangat  luas  dan  Indonesia  memiliki  sumber  bahan baku  yang  cukup  melimpah  untuk  mengolahnya,  berupa  cangkang  kepiting  dan  rajungan  serta k ulit  udang.  Kitosan  memiliki  sifat  yang  sangat  menguntungk an,  yaitu  biocompatible, biodegradable,  tidak  beracun,  dan  tidak  mahal.  Saat  ini  telah  banyak  penelitian  pemanfaatan kitosan  menjadi  nanopartikel  sebagai  penghantar  obat  bagi  berbagai  target  terapi.  Nanopartikel kitosan  dapat  diolah  dengan  berbagai  metode,  di  antaranya  metode  ikatan  silang  emulsi, presipitasi,  pengeringan  semprot,  penggabungan  droplet  emulsi,  gelasi  ionik,  reverse  micellar method,  dan  kompleks  polielektrolit. Aplikasi  nanopartikel  kitosan  sebagai  penghantar  obat  dapat dilakukan  dengan  pemberian  secara  parenteral,  peroral,  okular;  sebagai  vektor  penghantar  gen non-viral,  penghantar  vaksin,  dan  terapi  fotodinamik.
ABSTRACT: Chitosan nanoparticles: process and their application as drug delivery. By: Hari Eko Irianto and Ijah Muljanah
Chitosan  has  wide  ranges  of  potential  applications  and  Indonesia  possesses  abundant  raw material sources such as crab and shrimp shells to produce it. Chitosan have beneficial properties, i.e.  biocompatible,  biodegradable,  non-toxic  and  inexpensive.  Nowadays,  several  experiments on  the  preparation  of  chitosan  into  nanoparticles  and  its  utilization  as  drug  delivery  for  various targeted  therapies  have been  conducted. Chitosan  nanoparticles  can be  prepared  using various methods,  e.g.  emulsion  cross-linking,  precipitation,  spray  drying,  emulsion-droplet  coalescence method,  ionic  gelation,  reverse  micellar  method  and  polyelectrolyte  complex.  Applications  of chitosan nanoparticles as drug delivery can be performed through diverse administrations including parenteral, peroral and ocular, non-viral gene delivery vectors, vaccine delivery, and photodynamic therapy.
KEYWORDS: nanoparticles, chitosan, drug delivery

## PENDAHULUAN
Kitosan  pertama  kali  ditemukan  oleh  seorang ilmuwan Perancis bernama Ojier pada tahun 1823. Ojier meneliti kitosan hasil ekstrak kerak binatang berkulit keras, seperti udang, kepiting, dan serangga (Anon., 2008).  Kitosan mempunyai banyak kegunaan, antara  lain  untuk  flokulasi,  menyembuhkan  luka, penguat kertas, sarana penghantar obat dan gen serta biomaterial  untuk  imobilisasi,  seperti  biomolekul. Kitosan dan nanomagnetik kitosan telah digunakan unt uk  m engadsorpsi  ion  Ni  (II)   dari   lim bah electroplating.  Kitosan merupakan biopolimer alami yang menarik disebabkan adanya gugus amino reaktif dan  grup  fungsional  hidroksil.  Kitosan  memiliki karakteristik biokompatibilitas yang diinginkan serta kemampuan  untuk  meningkatkan  permeabilitas membran. Oleh karenanya kitosan merupakan salah satu  matriks  imobilisasi  yang  paling  menjanjikan karena memiliki kemampuan membentuk membran, sifat adhesi yang baik, harga murah, tidak beracun,
kekuatan mekanis dan hidrofilisitas yang tinggi serta perbaikan stabilitas (Nakorn, 2008; Erdawati, 2008).
Sumber utama untuk produksi kitosan adalah kitin dan bahan baku yang digunakan untuk mengolahnya tersedia  dalam  jumlah  yang  cukup  melimpah  di Indonesia, terutama cangkang kepiting dan rajungan serta  kulit  udang.  Kitosan  merupakan  modifikasi polimer karbohidrat alami yang diproses melalui N- deasetilasi parsial kitin. Unit utama pada polimer kitin adalah 2-deoksi-2-(asetilamino) glukosa.  Unit tersebut diikat oleh ikatan  -(1,4) glikosida yang membentuk polimer linier rantai panjang. Walaupun kitin tidak larut dalam sebagian besar pelarut, kitosan larut dalam sebagian besar larutan asam organik pada pH kurang dari 6,5 termasuk asam format, asetat, tartrat, dan sitrat. Kitosan tidak larut dalam asam fosfat dan asam sulfat. Kitosan tersedia dalam rentang berat molekul dan derajat deasetilasi yang luas. Berat molekul (BM) dan derajat deasetilasi (DD) adalah faktor utama yang mempengaruhi ukuran partikel, pembentukan partikel, dan agregasi (Tiyaboonchai, 2003).
Keunggulan  karakteristik  tersebut  membuat kitosan mempunyai aplikasi dan kegunaan yang luas seperti contoh yang telah diuraikan sebelumnya. Di samping  itu,  mengolahnya  menjadi  nanopartikel memungkinkan  kitosan  untuk  menjadi  penghantar senyawa farmasi atau obat yang lebih efektif. Menurut Tiyaboonchai (2003),  efektivitas kebanyakan obat sering dibatasi oleh kemampuannya dalam mencapai sisi aksi terapeutik. Pada sebagian besar pengobatan, khususnya dalam bentuk dosis konvensional, hanya sebagian kecil dosis yang diberikan mencapai sisi target, sedangkan sebagian besar obat terdistribusi pada  bagian  tubuh  lainnya  sesuai  dengan  sifat fisikokimia dan biokimianya.
Tulisan ini  akan menguraikan bahasan tentang proses  pengolahan  nanopartikel  kitosan  dan aplikasinya dalam dunia farmasi sebagai penghantar obat (drug delivery) untuk berbagai penyakit.

## NANOPARTIKEL KITOSAN
Pada teknologi nano, suatu partikel didefinisikan sebagai obyek kecil yang berperilaku seperti unit utuh dalam hal penghantaran dan sifat-sifatnya. Menurut Tiyaboonchai (2003) nanopartikel merupakan partikel koloid padat dengan diameter berkisar antara 1–1000 nm.
Dengan nanoteknologi, material dapat didesain sedemikian rupa dalam orde nano, sehingga dapat diperoleh sifat dan material yang kita inginkan tanpa melakukan  pemborosan  atom-atom  yang  tidak diperlukan. Aplikasi nanoteknologi dimaksudkan untuk m enghasilkan  m aterial  berskala  nanom eter, mengeksplorasi dan merekayasa karakteristik material tersebut, serta mendesain-ulang material tersebut ke dalam bentuk, ukuran, dan fungsi yang diinginkan. Nanopartikel sebagai partikulat material dengan paling sedikit  satu  dimensi  lebih  kecil  dari  100  nm mempunyai  luas  permukaan yang  besar  terhadap perbandingan volume (Siregar, 2009).
Nanopartikel terdiri dari bahan makromolekul dan dapat  digunakan  untuk  terapi  sebagai  pembantu (adjuvant) vaksin atau pembawa obat, yaitu dengan melarutkan,  memerangkap,  mengenkapsulasi, menyerap  atau  menempelkan  bahan  aktif  secara kimia.  Polimer  yang digunakan  untuk  membentuk nanopartikel dapat berupa polimer sintetik dan alami. Terdapat  dua  jenis  nanopartikel  tergantung  pada proses penyiapan, yaitu nanosphere dan nanocapsule. Nanosphere  mempunyai  struktur  tipe  monolitik (matriks)  dan  nanocapsule  berupa  struktur  tipe dinding.  Terminologi  nanopartikel  diadopsi  karena seringkali  sangat  sulit  untuk  menetapkan  dengan tanpa keraguan apakah partikel tersebut tipe matriks atau membran. Polimer yang memudahkan dalam
penyiapan nanopartikel dapat dipilih berupa polimer yang larut air.  Salah satu polimer larut air yang dapat digunakan pada pembuatan nanopartikel untuk tujuan pengobatan adalah  kitosan.  Kitosan  memiliki sifat yang ideal, yaitu biocompatible, biodegradable, tidak beracun, dan tidak mahal (Tiyaboonchai, 2003). Di samping itu, kitosan merupakan polisakarida pada urutan kedua dalam hal ketersediaannya di alam dan termasuk sebagai polielektrolit kationik (Wu et al., 2005).
Menurut  Qi  &  Xu  (2006),  nanopartikel  kitosan memiliki ukuran 40–100 nm dan muatan permukaan positifnya adalah 50 mV.  Kitosan nanopartikel disaring menggunakan membran dengan diameter 0,45 mm dan  diotoklaf  untuk  menghilangkan  kontaminan. Nanopartikel stabil pada kondisi proses pemanasan dengan otoklaf.
Dustgani  et  al.  (2008)  dalam  penelitiannya memperoleh  nanopartikel  kitosan  dengan  ukuran sekitar 256–350 nm yang diukur dengan menggunakan hamburan  sinar  laser  dinamis  (dinamic  laser  light scattering). Menurut mereka, diameter hidrodinamis dari  partikel  yang  diukur  dengan  menggunakan hamburan  sinar  lebih  besar  dibandingkan  dengan ukuran  yang  diperkirakan  dengan  menggunakan mikroskop,  terutama  karena  tingginya  kapasitas pengembangan dari nanopartikel kitosan.

## METODE PEMBUATAN NANOPARTIKEL KITOSAN
Beberapa metode telah digunakan untuk membuat sistem partikulat kitosan. Penentuan metode yang digunakan  tergantung  faktor-faktor  seperti  ukuran partikel yang diinginkan, stabilitas kimia dan panas dari  bahan  aktif,  reprodusibilitas  profil  kinetik pelepasan produk akhir dan toksisitas residu yang terkait dengan produk akhir (Agnihotri et al., 2004).
Menurut Agnihotri et al. (2004) dan Tiyaboonchai (2003),  metode  yang  dapat  digunakan  untuk memproduksi  mikro  dan  nanopartikel  kitosan  dari kitosan adalah metode ikatan silang emulsi (emulsion cross-linking), presipitasi (precipitation), pengeringan semprot (spray drying), metode penggabungan droplet emulsi (emulsion-droplet coalescence method), gelasi ionik (ionic gelation), reverse micellar method, dan kompleks polielektrolit (polyelectrolyte complex).
Karakteristik kitosan yang telah digunakan untuk pembuatan nanopartikel kitosan oleh beberapa peneliti bervariasi di antaranya adalah BM 200 kDa dan DD 85% (Dustgani et al., 2008), BM 21 kDa dan DD 87% (Zhang et al., 2010), BM 360  kDa dan DD 95% (Wu et al., 2005), BM 100 kDa dan DD 80% (Kim et al., 2006), serta viskositas 95 mPa dan DD 86% (Grenha et  al.,  2005).  Kitosan  komersial  diperdagangkan
dengan BM dan DD rata-rata masing-masing adalah 3800–20.000 Dalton dan 66–95% (Agnihotri et al., 2004).
Metode Ikatan Silang Emulsi (Agnihotri et al., 2004)
Metode ini menggunakan grup amina fungsional reaktif  dari  kitosan  berikatan  silang  dengan  grup aldehid  dari  agen  ikatan  silang.  Pada  metode  ini, em ulsi  air  dalam   m inyak  disiapkan  dengan mengemulsikan  larutan  encer  kitosan  dalam  fase minyak.  Droplet  (tetesan  berukuran  kecil)  encer distabilkan  dengan  menggunakan  surfaktan  yang tepat.  Emulsi yang stabil direaksikan dengan bahan yang  tepat  agar  terjadi  ikatan  silang,  misalnya glutaral dehid,   untuk  m engeraskan  dropl et. Microsphere disaring dan dicuci berulangkali dengan n-heksan diikuti dengan alkohol kemudian dikeringkan. Dengan metode ini, ukuran partikel dapat dikontrol dengan mengendalikan ukuran droplet encer. Tetapi ukuran  partikel  produk  akhir  tergantung  pada kemampuan  bahan  ikatan  silang  yang  digunakan mengeraskan  dan kecepatan  pengadukan  selama pembentukan emulsi (Agnihotri et al., 2004).
Metode  ini  telah  digunakan  pada  preparasi microsphere  kitosan untuk mengenkapsulasi natrium diklofenak dengan menggunakan dua bahan pengikat silang (glutaraldehid dan asam sulfat) dan perlakuan panas.  Mic rosphere  adal ah  bulatan  dengan permukaan halus seperti dapat dilihat pada Gambar 1.
Koarsivasi/Presipitasi (Agnihotri et al., 2004)
Metode ini memanfaatkan sifat fisikokimia kitosan yang  tidak  larut  pada  medium  dengan  pH  alkali,
sehingga presipitasi/koarsivasi terjadi pada saat kontak dengan  larutan  alkali.  Partikel  dihasilkan  dengan memancarkan  larutan  kitosan  pada  larutan  alkali seperti  natrium  hidroksida,  NaOH-metanol  atau etanadiamin menggunakan  nozel udara bertekanan untuk membentuk droplet koaservat. Separasi dan purifikasi  dari  partikel  dilakukan  dengan  filtrasi/ sentrifugasi yang diikuti pencucian dengan air panas dan air dingin secara berurutan.  Variasi tekanan udara atau diameter nozel digunakan untuk mengatur ukuran partikel.
Pada  tek nik  l ain,  larutan  natrium   sul f at ditambahkan tetes demi tetes pada larutan kitosan dalam  asam  encer  yang  mengandung  surfaktan dengan  pengadukan  dan  ultrasonikasi  selama  30 menit. Microsphere dimurnikan dengan sentrifugasi dan  disuspensi  kembali  dalam  air  yang  telah didemineralisasi.  Partikel  ditambahkan  dengan glutaraldehid agar terjadi ikatan silang.
Pengeringan Semprot (Agnihotri et al., 2004)
Pengeringan semprot (spray drying) merupakan teknik  yang  telah  dikenal  umum  digunakan  untuk memproduksi tepung, granula atau aglomerat dari campuran obat dan larutan eksipien serta suspensi. Metode ini didasarkan pada pengeringan droplet atom dalam  aliran  udara  panas.  Di  dalam  metode  ini, pertama-tama kitosan dilarutkan atau didispersikan dalam larutan dan kemudian ditambahkan bahan yang tepat untuk pembentukan ikatan silang. Larutan atau dispersi ini diatomisasi dalam aliran udara panas untuk pembentukan droplet kecil. Dari proses ini, pelarut secara instan menguap dan menghasilkan partikel yang bergerak bebas.  Ukuran partikel tergantung pada ukuran  nozel,  kecepatan  aliran  semprot,  tekanan atomisasi, suhu udara inlet, dan tingkat ikatan silang.
Gambar 1.  Scanning  electron  micrograph  dari  microsphere  kitosan yang diproduksi menggunakan metode ikatan silang emulsi (Agnihotri et al., 2004).
Metode  Penggabungan  Droplet  Emulsi (Agnihotri et al., 2004)
Metode ini memanfaatkan prinsip  ikatan silang emulsi  (emulsion  cross-linking)  dan  presipitasi. Presipitasi dihasilkan akibat penggabungan droplet kitosan dengan droplet NaOH.  Pertama-tama emulsi stabil  yang  terdiri  dari  larutan  encer  kitosan  yang mengandung obat dibuat dalam minyak parafin cair dan kemudian emulsi stabil lain yang mengandung larutan NaOH  dibuat dengan cara yang sama.  Ketika kedua  emulsi  dicampur  dengan  pengadukan berkecepatan  tinggi,  droplet  setiap  emulsi  akan bertumbukan secara acak dan menggabung.  Dengan cara  demikian  presipitasi  droplet  kitosan  akan menghasilkan partikel ukuran kecil.
Nanopartikel  kitosan  yang  mengandung  asam gadopentetat untuk terapi gadolinium neutron capture disiapkan dengan metode ini. Ukuran partikel yang diperoleh tergantung dari tipe kitosan. Sebagai contoh, penggunaan kitosan dengan derajat deasetilisasi yang lebih kecil menghasilkan ukuran partikel yang lebih besar, tetapi kandungan obatnya lebih kecil.  Partikel yang  diproduksi  dari  kitosan  dengan  derajat deasetilisasi 100% memiliki ukuran rata-rata 452 nm dengan kemampuan mengandung obat 45%.
Gel asi  I onik  (Agn ihotri  et  al.,  2004; Tiyaboonchai, 2003)
Ikatan  silang  secara  fisik  melalui  interaksi elektrostatik sebagai alternatif dari ikatan silang secara kimia  telah  diterapkan  untuk  menghindarkan kemungkinan toksisitas dari pereaksi dan akibat lain yang tidak dikehendaki. Mekanisme pembentukan nanopartikel kitosan dengan metode ini didasarkan pada interaksi elektrostatik antara grup amina kitosan dan grup muatan negatif polianion seperti tripolifosfat
Gambar 2.  Morfologi nanopartikel kitosan yang disiapkan dengan metode gelasi ionik (Dustgani et al., 2008).
(TPP). Pembuatan kompleks TPP-kitosan dilakukan dengan meneteskan droplet kitosan ke dalam larutan TPP.
Pada metode gelasi ionik, kitosan dilarutkan dalam larutan asam encer untuk memperoleh kation kitosan. Larutan  tersebut  kemudian  ditambahkan  dengan meneteskan ke dalam larutan polianionik TPP sambil diaduk.  Akibat  kompleksasi  antara  muatan  yang berbeda,  kitosan  m engalam i  gelasi  ionik  dan presipitasi  membentuk  partikel  bulat  seperti  bola. Dengan  demikian,  nanopartikel  dibentuk  secara spontan  akibat  pengadukan  mekanis  pada  suhu kamar.  Ukuran dan muatan permukaan partikel dapat dimodifikasi dengan memvariasi rasio kitosan terhadap bahan penstabil (stabilizer).

## Reverse Micellar Method (Agnihotri et  al., 2004)
Reverse micelles adalah campuran berupa cairan yang terdiri dari air, minyak, dan surfaktan yang stabil secara termodinamika.  Secara makroskopis, reverse micelles adalah homogen dan isotropik, terstruktur pada skala mikroskopis dalam mikrodomain cairan dan  minyak  yang  dipisahkan  oleh  lapisan  kaya surfaktan.  Penyiapan  nanopartikel  polimerik  yang sangat  halus  dengan  distribusi  ukuran  yang  kecil dapat  diperoleh  dengan  menggunakan  medium reverse micelles. Inti cairan dari tetesan halus reverse micelles dapat digunakan sebagai nanoreaktor untuk membuat partikel tersebut. Karena ukuran tetesan reverse micelles biasanya terletak antara 1–10 nm, pembuatan  nanopartikel  yang  mengandung  obat dalam reverse micelles akan menghasilkan partikel yang  amat  sangat  halus  dengan  distribusi  ukuran yang kecil. Karena tetes halus micelles dalam Gerak Brownian  (gerak  acak),   m ereka  m engal am i penggabungan  secara  kontinyu  yang  diikuti  oleh pemisahan kembali dalam skala waktu yang bervariasi

## H.E.  Irianto dan  I.  Muljanah
ant ara  m i lidet ik  dan  m ik rodet ik.  Ukur an, polidispersitas,  dan  stabilitas  term odinam ika dipertahankan  dalam  sistem  oleh  kesetimbangan dinamik cepat (rapid dynamic equilibrium).
Surfaktan dilarutkan dalam pelarut organik untuk membuat reverse micelles. Terhadap larutan tersebut, larutan  encer  dari  kitosan  dan  obat  ditambahkan dengan  pengadukan  sec ara  t eratur  untuk menghindarkan  terjadinya  kekeruhan.  Fase  cair dipertahankan tidak keruh dengan pengadukan untuk menjaga  campuran  dalam  fase  mikroemulsi  yang transparan.Tambahan air diberikan untuk mendapatkan nanopartikel dengan ukuran yang lebih besar. Guna mendapatkan  ikatan  silang,  terhadap  larutan transparan tersebut ditambahkan bahan ikatan silang sambil diaduk selama semalam. Pelarut organik lalu diuapkan  unt uk  m endapatkan  m assa  kering transparan yang kemudian didispersikan dalam air dan ditambah garam yang sesuai untuk mengendapkan sur f aktan.  Cam puran  tersebut  sel anjut nya disentrifugasi. Larutan supernatan yang merupakan nanopartikel mengandung obat didekantasi. Dispersi cairan  yang  diperoleh  segera  didialisis  melalui membran  dialisis    selama  1  jam  dan  cairan  yang didapat, diliofilisasi sehingga dihasilkan serbuk kering.
Kompleks Polielektrolit (Tiyaboonchai, 2003)
Kompleks  polielektrolit  adalah  istilah  untuk menjelaskan  kompleks  yang  dibentuk  melalui penggabungan diri (self-assembly) polimer kationik dan  plasm id  DNA.  Mekanisme  pembentukan kompleks  polielektrolit  meliputi  netralisasi  muatan polim er  kationik  dan  DNA  yang  m em bentuk hidrofilisitas  akibat  penggabungan  diri  komponen polielektrolit.  Beberapa polimer kationik seperti gelatin dan  polietilenimin  juga  memiliki  sifat  seperti  ini. Nanopartikel  terbentuk  secara  spontan  setelah penambahan larutan DNA ke dalam larutan kitosan dalam  asam  asetat  dengan  mengaduknya  secara mekanis  pada  suhu  kam ar.  Ukuran  kompleks bervariasi antara 50–700 nm.
Metode yang telah berkembang luas adalah gelasi ionik  dan  kompleks  polielektrolit.  Metode  tersebut menawarkan banyak kelebihan, antara lain metodenya sederhana dan tidak terlalu merepotkan serta tanpa menggunakan pelarut organik atau gaya gunting tinggi (high shear force). Metode ini juga dapat diterapkan untuk berbagai kategori obat, termasuk makromolekul yang dikenal sebagai obat yang labil (Tiyaboonchai, 2003).

## APLIKASI SEBAGAI PENGHANTAR OBAT
Pemuatan obat ke dalam sistem nanopartikel dapat dilakukan  dengan  dua  cara,  yaitu  inkorporasi  dan
inkubasi. Inkorporasi dilakukan selama pembuatan nanopartikel, sedangkan inkubasi dilakukan setelah pembentukan nanopartikel. Pada kedua sistem ini obat melekat secara fisik pada matriks atau diadsorpsi pada permukaan. Pemuatan obat yang maksimum dapat  diperoleh  melalui  inkorporasi  obat  selama pembuatan  partikel,  dan  kemampuan  pemuatan dipengaruhi oleh parameter proses, seperti metode pembuatan, adanya aditif dan lain-lain.  Baik obat yang larut maupun yang tidak larut air dapat dimuatkan pada sistem partikulat berbasis kitosan (Agnihotri et al., 2004).  Penggunaan kompleks polielektrolit berbasis kitosan sebagai material pembawa yang potensial pada sistem penghantaran obat juga dikemukakan oleh Hamman (2010).
Pelepasan  obat  dari  sistem  partikulat  berbasis kitosan  tergantung  pada  tingkat  ikatan  silang, morfologi, ukuran dan densitas dari sistem partikulat, sifat  fisikokimia  obat  serta  adanya  adjuvant  yang membantu peningkatan efek pengobatan.  Pelepasan secara in vitro juga tergantung pada pH, polaritas, dan adanya enzim pada media disolusi.  Pelepasan obat dari sistem partikulat kitosan melibatkan tiga mekanisme  berbeda,  yaitu  (a)  pelepasan  dari permukaan partikel, (b) difusi melalui swollen ruberry matrix,  dan  (c)  pelepasan  akibat  erosi  polimer (Agnihotri et al., 2004).
Beberapa aplikasi nanopartikel kitosan di bidang farmasi dan biomedik  sebagai alat penghantar obat telah  banyak  diteliti  dengan  berbagai  target pengobatan.

## Pemberian  secara  Parenteral  (Parenteral Administration)
Partikel  ukuran  nano  dapat  diberikan  secara intravenous, karena diameter terkecil kapiler darah sekitar 4 mm. Partikel dengan diameter lebih besar dari 100 nm dapat diambil secara cepat oleh sistem reticuloendothelial pada hati, limpa, paru-paru, dan sumsum tulang. Sementara itu, partikel dengan ukuran lebih kecil cenderung memiliki waktu sirkulasi lebih panjang.  Partikel  bermuatan  negatif  lebih  cepat tereliminasi dibandingkan partikel yang bermuatan positif atau netral. Pembuatan nanopartikel bersifat hidrofilik,  tetapi  bermuatan  permukaan  netral merupakan  cara  yang  baik  untuk  mengurangi fagositosis  makrofag  dan  sekaligus  memperbaiki tingkat  keberhasilan  pengobatan  dari  partikel bermuatan obat (Tiyaboonchai, 2003).
Obat yang memiliki potensi baik dan menarik untuk dit elit i  adalah  antik anker.  Qi   &  Xu  (2006) memperlihatkan bahwa nanopartikel kitosan memiliki aktivitas antitumor yang baik berdasarkan uji terhadap berbagai lini sel kanker secara in vivo. Agnihotri et al.
(2004) menginformasikan bahwa nanopartikel kitosan bermuatan asam gadopentetat dipreparasi untuk terapi menangkap netron gadolinium (gadolinium neutron- capture therapy). Sifat pelepasan dan kemampuan untuk retensi yang lama dari asam gadopentetat pada sel tumor menunjukkan bahwa nanopartikel berguna sebagai intratumoral injectable devices pada terapi menangkap  netron  gadolinium.  Qi  et  al.  (2005) memperlihatkan bahwa nanopartikel kitosan efektif menghambat proliferasi cell line karsinoma lambung manusia  MGC803  in  vitro  melalui  mekanisme berulang  dan  mungkin  merupakan  agen  yang menguntungkan melawan karsinoma pada manusia.
Penghant aran  anti inf ek tif ,  seperti  obat antibakterial, antiviral, antifungal, dan antiparasitik adalah penggunaan umum lainnya dari nanopartikel. Rendahnya  indeks  terapi  dari  obat  antiparasitik, pendeknya umur simpan dari antiviral, dan terbatasnya kemampuan antibiotik untuk berpenetrasi ke sel yang ter inf ensi  dalam   k om par tem en  intr aselular membuatmya  sebagai  kandidat  yang  ideal  bagi penghantaran  m enggunakan  nanoparti kel (Tiyaboonchai,  2003).  Qi  et  al.  (2004)  membuat antibakterial  nanopartikel  kitosan  menggunakan metode gelasi ionik dengan anion tripolifosfat, dan nanopartikel tersebut memiliki aktivitas antibakterial terhadap E.  coli, S.  choleraesuis,  S.  typhimurium, dan S. aureus.

## Pemberian  secara  Peroral   (Pero ral Administration)
Ide bahwa nanopartikel mungkin dapat melindungi obat yang labil dari degradasi enzimatis dalam saluran pencernaan  m endorong  di kem bangkannya nanopartikel sebagai sistem penghantaran oral untuk m ak rom olekul ,  pr otein,  dan  pol inukl eoti da. Pendekatan ini dikaji secara ekstensif setelah suatu laporan menginformasikan bahwa kadar gula darah pada  tikus  penderita  diabetes  berhasil  diturunkan setelah mendapat perlakuan pemberian nanopartikel insulin secara oral  (Tiyaboonchai, 2003; Ahonkhai et al., 2006).
Sona  (2010)  menginformasikan  kitosan  telah digunakan untuk penghantar molekul insulin dengan nanopartikel polimerik sebagai sistem pembawa. Uji in vivo pada model tikus penderita diabetes dengan kitosan/poli-(  -asam glutamat) menunjukkan bahwa sistem nanopartikel ini secara efektif menurunkan tingkat gula darah.  Kombinasi nanopartikel dekstran sulfat-kitosan efektif sebagai sistem penghantaran sensitif pH dan pelepasan insulin dikendalikan oleh mekanisme disosiasi antar-polisakarida.  Alonso et al. (2005) menunjukkan bahwa nanopartikel kitosan dapat  memperbaiki  absorpsi  insulin  dan  memiliki kemampuan berinteraksi dengan mukosa usus.
Zhang  et  al.  (2010)   m enelit i  pem buatan nanopartikel untuk penghantar protein dari kitosan larut air dengan natrium tripolipospat menggunakan metode  gelasi  ionotropik  dengan  bovine  serum albumin  (BSA)  sebagai  model  obat  dan  diperoleh nanopartikel berukuran 100–400 nm. Pengamatan menunjukkan  bahwa  nanopartikel  kitosan  larut  air dapat  memperbaiki  dan  memperpanjang  absorpsi usus terhadap BSA. Dengan demikian, nanopartikel kitosan larut air merupakan sistem penghantar protein yang potensial.  Chen et al. (2007) membuat formulasi nanopartikel menggunakan kitosan yang dikombinasi dengan sulfobutil eter-7-  -natrium siklodekstran untuk penghantar peptida hidrofilik. Grenha et al. (2005) berdasarkan  hasil  penelitiannya  mengusulkan penggunaan nanopartikel kitosan mikroenkapsulasi untuk  penghantar  protein  ke  paru-paru,  di  mana kitosan dapat meningkatkan absorpsi peptida.  Selain itu,  juga  disarankan  nanopartikel  kitosan  untuk pengobatan penyakit lokal paru-paru, seperti cystic fibrosis atau kanker.

## Pemberian secara Okular
Nanopartikel telah diketahui merupakan pembawa potensial untuk pemberian secara okular.  Berbagai observ asi  m enunjukkan  bahwa  beragam  tipe nanopartikel  cenderung  untuk  menempel  pada permukaan  epitel  mata.  Semakin  lamanya  waktu tinggal  nanopartikel  menyebabkan  kecepatan penghilangannya  jauh  lebih  lambat  dibandingkan formulasi  opthalmologis  konvensional,  dengan demikian  memperbaiki  bioavailabilitas  obat.  Oleh karenanya, nanopartikel telah dikembangkan untuk penghantaran  zat  aktif  dalam  tetes  mata  yang ditargetkan sebagai obat anti-inflamasi, antialergi, dan beta-blocker. Di antara polimer mukoadhesif yang telah diteliti, kitosan menarik untuk digunakan sebagai pembawa  obat  tetes  mata  karena  memiliki  efek meningkatkan adsorpsi (Tiyaboonchai, 2003).
Salam anca  et  al.  (2006)  m enguji  potensi nanopartikel kitosan sebagai sistem penghantar obat untuk permukaan okular yang dalam pembuatannya menggunakan  gelasi  ionotropik  kitosan  dengan pentasodium   tripolif osf at.   Hasil  penguj ian menunjukkan  bahwa  nanopartikel  kitosan  mudah menembus sel epitel conjuctiva dan ditoleransi dengan baik pada permukaan mata kelinci.
Vektor Penghantar Gen Non-Viral
Walaupun virus dapat secara efektif mentransfer gen ke dalam sel, tetapi kekhawatiran adanya respon imun  dari  inang  (host),  residu  patogenisitas,  dan induksi potensial pertumbuhan neoplastik yang diikuti dengan  mutagenesis  sisipan  telah  mendorong eksplorasi  sistem  transfer  gen  non-viral.  Secara

## H.E.  Irianto dan  I.  Muljanah
umum, sistem penghantar gen non-viral dipandang lebih aman, karena potensi mutasi dan imunogenik sistem  tersebut  lebih  rendah.  Kitosan  merupakan vektor  penghantar  gen  yang  menjanjikan,  dapat memediasi secara efisien transfer gen in vitro pada rasio nitrogen  dan fosfat  3:5. Pada  rasio tersebut, kompleks kitosan-DNA dapat dibuat pada ukuran 50– 100 nm dengan muatan permukaan positif sekitar +30 mV (Tiyaboonchai, 2003).
Bowman & Leong (2006) mengulas kemampuan dari  nanopartikel  kitosan  sebagai  komponen  yang menunjukkan kinerja yang baik di dalam penghantaran gen.  Alonso  et  al.  (2005)  membuat  nanopartikel kitosan mengandung plasmid DNA dengan metode gelasi  ionotropik.  Nanopartikel  menunjukkan kemampuan yang baik untuk asosiasi makromolekul dan  merupakan  sistem  yang  menjanjikan  untuk penghantar transmukosal dari pDNA. Kim et al. (2006) menunjukkan bahwa nanopartikel kitosan manosilat memiliki potensi yang baik digunakan untuk sistem penghantar  gen  secara  in  vitro.  Kompleks  kitosan manosilat/plasmid  penyandi  murin  IL-12  dapat menghambat pertumbuhan tumor melalui berbagai fungsi,  seperti  anti-angiogenesis,  apoptosis,  dan induksi siklus sel.

## Penghantar Vaksin
Nanopartikel sering memperlihatkan efek adjuvant yang nyata pada pemberian vaksin secara parenteral karena mungkin dapat langsung diambil oleh sel yang menghasilkan antigen. Selain itu, pada pemberian secara oral dan nasal, nanopartikel dianggap memiliki potensi untuk menghasilkan respons imun pelindung mukosa,  yang  merupakan  salah  satu  tujuan  yang diharapkan pada vaksinologi modern. Target utama pemberian vaksin secara oral adalah Peyer’s patches. Dengan menginkorporasikan vaksin ke dalam sistem nanopartikel,  vaksin  terproteksi  dari  degradasi enzimatis pada perjalanannya menuju jaringan mukosa dan secara efisien diambil oleh sel-M. Tidak seperti pada pemberian secara oral, untuk pemberian secara nasal vaksin  harus  ditransportasikan melalui jarak yang sangat pendek, tinggal selama 15 menit dalam rongga hidung, serta tidak terpapar pH rendah dan enzim degradatif. Oleh karenanya, pemberian vaksin secara  nasal  mungkin  tidak  perlu  diformulasikan sebagai nanopartikel, dan mungkin diberikan sebagai larutan atau serbuk sehingga memperpanjang waktu kontak  antara  form ulasi  dan  jaringan  hidung (Tiyaboonchai, 2003).
Gordon et al. (2008) membuat nanopartikel kitosan yang dimuati dengan model ovalbumin (OVA) antigen protein  dalam sistem penghantar vaksin.  Jumlah OVA yang dapat diadsorpsi oleh nanopartikel kitosan tinggi
dengan  efikasi  adsorpsi  lebih  besar  dari  95%. Pengamatan in vitro menggunakan aktivasi imunologis sel dendritik murin menunjukkan bahwa sekitar 50% dari total protein dilepaskan oleh nanopartikel kitosan dalam waktu 10 hari.

## Terapi Fotodinamik
Terapi fotodinamik (PDT) semakin dikenal sebagai perlakuan alternatif untuk kanker.  Namun agen terapi fotodinamik,  seperti  fotosensitiser  (PS)  terbatas aplikasinya sebagai akibat dari fotosensitivitas kulit berkepanjangan,  kurang  larut  dalam  air,  dan selektivitas tidak memadai, seperti yang ditemukan pada sejumlah terapi kimia. Nanopartikel magnetik kitosan  dapat  memberikan  biokompatibilitas, biodegradabilitas, tidak beracun dan kelarutan air yang sangat  baik  tanpa  m engganggu  penar getan magnetiknya  (magnetic  targeting).  Nanopartikel kitosan penargetan magnetik (MTCNPs) dibuat dan dirancang sebagai sistem penghantar obat dan agen pencitraan (imaging agent) untuk PS yang didesain sebagai PS 2,7,12,18-tetrametil-3,8-di-(1-propoksietil) -13,17-bis-(3-hiroksipropil) porfirin (PHPP). PHPP- MTCNPs dapat digunakan dalam PDT penargetan yang dimonitor dengan pencitraan resonan magnetik (magnetic resonance imaging) dengan penargetan dan kemampuan pencitraan yang sangat baik (Sun et al., 2009).

## PENUTUP
Nanopartikel kitosan memiliki prospek yang baik untuk diterapkan pada industri farmasi, khususnya sebagai  penghantar  obat  dengan  berbagai  target pengobatan.  Nanopartikel  kitosan  diperkirakan memiliki  harga  yang  tinggi,  sehingga  layak  untuk dikembangkan di Indonesia. Oleh karena itu perlu dilakukan pengkajian pengembangan industri kitosan di  Indonesia  dengan  kapasitas  yang  disesuaikan kebutuhan yang mengikuti perkembangan permintaan terhadap nanopartikel kitosan oleh industri farmasi. Kitosan dapat diproduksi pada rentang bobot molekul yang lebar, memudahkannya  dalam pengembangan formulasi nanopartikel sesuai yang dibutuhkan.

## DAFTAR PUSTAKA
Agnihotri, S.A., Mallikarjuna, N.N., and Aminabhavi, T.M.
2004.  Recent  advances  on  chitosan-based  micro- and  nanoparticles  in  drug  delivery.  J.  of  Controlled Release  100:  5–28.
Ahonkhai, E.I., Arhewoh, I.M., and Okhamafe, A.O. 2006. Effect  of  solvent  type  and  drying  method  on  protein retention  in  chitosan-alginate  microcapsules.  Trop. J. Pharm. Res. 5 (2): 583–588.
Alonso, M.J., Csaba, N.,  Sande, M.A., Sanches, A., and Lopez,  C.R.  2005.  Nanoencapsulation  of  macro-
molecules.  Proceeding  of  the  15th  International Symposium  on  Microencapsulation,  Parma  (Italy), September  18–21,  2005.  p.  451–452.
Anonim.  2008.  Chitosan:  Apakah  manfaat  chitosan? Naturakos  Vol.  III  (7):  10–12.
Bowman,  K.  and  Leong,  K.W .  2007.  Chitosan nanoparticles  for  oral  drug  and  gene  delivery.  Int.  J. Nanomedicine.  2006  June;  1  (2):  117–128.
Chen, Y., Chan, P., and Benson, HAE. 2007. Formulation development  of  chitosan-based  nanoparticles  for delivery  of  a  hydrophilic  hexapeptide.  Proceeding  of the  4th  International  Peptide  Sy mpos ium  in Conjuction with the 7th Australian Peptide Conference and  the  2nd  As ia-Pacific   International  Peptide Sympos ium  (Ed.  Wilc e,  J.).  Australian  Peptide Association.  p.  1–2.
Dustgani,  A.,  Farahani,  E.V.,  and  Imani,  M.  2008. Preparation  of  c hitosan  nanopartikel  loaded  by dexamethasone  sodium  phosphate.  Iranian  J.  of Pharmaceutical  Science  4  (2):  111–114.
Erdawati,  2008.  Kapasitas  adsorpsi  k itosan  dan nanomagnetik  kitosan  terhadap  ion  Ni  (II).  Prosiding Seminar  Nas ional  Sains   dan  Te k nologi  II, Universitas  Lampung,  17–18  November  2008.  (3): 248–256.
Gordon, S., Saupe, A., McBurney, W., Rades, T., and Hook,
S.  2008.  Comparison  of  chitosan  nanoparticles  and chitosan  hydrogels  for  vaccine  delivery.  J.  Pharm. Pharmacol.  2008  Dec;60(12):1591–1600.
Grenha,  A.,  Seijo,  B.,  and  Remunan-Lopez,  C.  2005. Microencapsulated  chitosan  nanoparticles  for  long protein delivery.  European Journal of Pharmaceutical Science  25:  427–437.
Hamman,  J.H.  2010.  Chitosan  based  polyelectrolyte complexes  as  potential  c arrier  materials  in  drug delivery  systems.  Marine  Drugs  8:  1305–1322.
Kim, T.H., Jin,  H.,  Kim, H.W., Cho,  M.H., and  Cho, C.S.
2006.  Mannosylated  chitosan  nanoparticle-based cytokinine  gene  therapy  suppressed  cancer  growth in  BAB/c  mice  bearing  CT-26    carcinoma  cells.  Mol. Cancer Ther 5 (7): 1723–1732.
Nakorn,  P.N.  2008.  Chitin  nanowhisker  and  chitosan nanoparticles  in  protein  immobilization  for  biosensor
applications. J. of  Metals, Materials and Minerals 18 (2):  73–77.
Qi,  L.,  Xu,  Z.,  Jiang,  X.,  Hu,  C.,  and  Zou,  X.  2004. Preparation  and  antibacterial  activity  of  chitosan nanoparticles.  Carbohydrate  Research  339  (16): 2693–2700.
Qi, L., Xu, Z., Li, Y., Jiang, X., and  Han, X. 2005. In vitro effects  of  chitosan  nanoparticles  on  proliferation  of human  gastric  carcinoma  cell  line  MGC803  cells. World J. Gastroenterol 11 (33):  5136–5141.
Qi, L. and Xu, Z. 2006. In vivo antitumor activity of chitosan nanoparticles.  Bioorganic   &  Medic al  Chemistry Letters  16:  4243–4245.
Salamanca,  A.E.,  Diebold,  Y.,  Calonge,  M.,  Garcia- Vazquaz, C., Callejo, S., Vila, A., and Alonso, M.J. 2006. Chitosan  nanoparticles  as  a  potential  drug  delivery system for the ocular: toxicity, uptake mechanism and in  vivo  tolerance.  Investigative  Ophthalmology  & Visual  Science  47  (4):  1416–1425.

## Siregar,  M.  2009.  Pengaruh  Berat  Molekul  Kitosan
Nanopartikel  untuk  Menurunkan  Kadar  Logam  Besi (Fe)  dan  Zat  Warna  pada  Limbah  Industri  Tekstil Jeans.  Tesis.  Sekolah  Pascasarjana.  Universitas Sumatera  Utara.  Medan.
Sona,  P.S.  2010.  Nanoparticulate  drug  delivery  system for  the  treatment  of  diabetes.  Diges t  Journal  of Nanomaterials  and  Biostructures  5  (2):  411–418.
Sun, Y.S., Chen, Z., Yang, X., Huang, P., Zhou, X., and Du, X.  2009.  Magnetic  chitosan  nanoparticles  as  a  drug delivery  system  for  targeting  photodynamic  therapy. Nanotechnology 20, 135102:  8  pp.
Tiyaboonchai,  W .  2003.  Chitosan  nanoparticles:  A promising  system  for  drug  delivery.  Nares uan University Journal  11 (3):  51–66.
Wu,  Y.,  Yang,  W.,  Wang,  C.,  Hu,  J.,  and  Fu,  S.  2005. Chitosan  nanoparticles  as  a  novel  delivery  system for  ammonium  glycyrrhizinate.  International  Journal of  Pharmaceutics  295:  235–245.
Zhang, H.H., Wu, S., Tao, Y., Zang, L., and Su, Z. 2010. Preparation  and  characterization  of  water-soluble chitosan  nanoparticles  as  protein  delivery  system.  J. of  Nanomaterials  Vol.  2010, Article  ID  898910. Doc: 10.1155/2010/898910.  5  pp.