Polyethylene glycol (PEG) umum digunakan sebagai vehicle pada obat-obatan oral dan parenteral. PEG yang digunakan sebagai vehicle adalah PEG dengan berat molekul rendah (200-600) karena memiliki bentuk zat cair. PEG sebagai eksipien sudah di-approve oleh FDA dan dianggap aman.
Bentuk fisik Polyethylene glycol (PEG) bergantung pada berat molekulnya, berat molekul rendah (200-600) umumnya berbentuk cairan bening, berat molekul sedang berbentuk semi-solid, dan berat molekul tinggi berbentuk solid. Keberagaman bentuk ini memungkinkan PEG digunakan sebagai vehicle sediaan oral dan parenteral, bahkan dienkapsulasi menjadi bentuk kapsul. PEG dengan berat molekul rendah memiliki jumlah gugus hidroksi yang lebih banyak per berat dan kemampuan higroskopisitas yang lebih tinggi dibanding PEG dengan berat molekul yang lebih tinggi.
Kemampuan PEG dalam mengikat air menjadi alasan yang baik untuk digunakan sebagai vehicle yang ideal bagi obat-obatan yang kurang larut air. Sebagai contoh, digoxin disebutkan diserap lebih baik oleh saluran pencernaan ketika diberikan dalam larutan PEG 400 dalam kapsul lunak. Digoxin kapsul lunak ini menunjukkan peningkatan laju absorpsi (Cmax) dan Tmax yang lebih cepat dengan pemberian bersama PEG 400. Selain itu, pemberian ibuprofen bersama PEG dalam kapsul lunak juga menunjukkan Cmax dan Tmax yang lebih baik. Hal yang sama juga terjadi pada sediaan parenteral.
PEG dengan berat molekul kecil yang diberikan per oral diabsorpsi dengan baik melalui saluran pencernaan dan >90% diekskresi unchanged melalui urin dan feses pada subjek manusia. Absorpsi PEG oral diketahui menurun seiring bertambahnya berat molekul. Disebutkan bahwa fraksi yang diabsorpsi 100% pada PEG 200 dan PEG300; absorpsi 10% pada PEG4000; dan 0% pada PEG 6000. Sebesar 75% PEG400 ditemukan telah diekskresikan pada urin 4 jam setelah pemberian oral, hal ini mengimplikasikan bahwa penyerapan polimer terjadi dominan di usus halus. PEG dengan berat molekul lebih kecil diperkirakan diabsorpsi melalui epitel usus melalui proses difusi pasif.
PEG disebutkan bersifat inert atau lemah ketika diberikan secara oral. Studi toksisitas PEG selama 2 tahun pada tikus menunjukkan bahwa PEG400 tidak berpengaruh ketika dikonsumsi hingga 2% diet total, dan PEG1540 atau PEG4000 tidak berpengaruh ketika dikonsumsi hingga 4% diet total. Studi pada anjing menunjukkan bahwa PEG400, PEG1500, dan PEG4000 tidak berpengaruh ketika dikonsumsi hingga 2% total diet selama satu tahun. Berat molekul lebih tinggi, yaitu PEG6000, disebutkan less toxic ketika dikonsumsi per oral dibandingkan PEG dengan berat molekul lebih rendah.
Pemberian PEG yang berkepanjangan dalam bentuk krim yang diaplikasikan pada luka bakar dilaporkan meningkatkan osmolalitas serum, asidosis metabolik, hiperkalsemia, dan gagal ginjal. PEG akan mengalami oksidasi sekuensial dengan alkohol dehidrogenase dan aldehyde dehidrogenase menjadi aldehyde, hydroxy acid, dan diacide metabolites. Keberadaan glycol dan metabolit asamnya pada serum berperan dalam peningkatan osmolalitas dan asidosis metabolik. Metabolit asam dari PEG bersifat sebagai chelator, sehingga menurunkan kadar kalsium pada serum. Oleh karena itu, hal ini mendorong respons fisiologis tubuh untuk meningkatkan jumlah kalsium, sehingga terjadi hiperkalsemia pada pasien tersebut. Pemberian PEG topikal ini juga menunjukkan bahwa metabolit aldehyde dan metabolit asam dari PEG bersifat toksik terhadap sel epitel ginjal yang ditandai dengan peningkatan kreatinin dan blood urea nitrogen (BUN). Namun, studi ini menyebutkan bahwa pemberian PEG secara topikal yang menunjukkan toksisitas ini tidak dapat merefleksikan pemberian PEG per oral.
PEG sendiri sudah di-approve oleh FDA sebagai eksipien dan dianggap aman. Namun, perlu dipastikan bahwa tidak terdapat kandungan yang menyebabkan impurity toksik oleh ethylene oxide, 1,4-dioxane, ethylene glycol (EG), dan diethylene glycol (DG). Baik EG maupun DG disebutkan toksik untuk kesehatan manusia dan bersifat nefrotoksik.
Simpulan:
PEG bersifat larut air sehingga menjadi vehicle yang ideal untuk sediaan obat oral maupun parenteral. Namun, PEG yang digunakan sebagai vehicle adalah PEG dengan berat molekul rendah (200-600) karena memiliki bentuk zat cair. PEG sebagai eksipien sudah di-approve oleh FDA dan dianggap aman.
Gambar: Ilustrasi (Sumber: atlascompany Freepik)
Referensi:
1. Gullapalli RP, Mazzitelli CL. Polyethylene glycols in oral and parenteral formulations—A critical review. International Journal of Pharmaceutics 2015;496(2):219–39. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2015.11.015
2. Detecting ethylene glycol and diethylene glycol Impurities [Internet]. 2022 [cited 2022 Oct 20]. Available from: https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=21956
