Vitamin D3 (kolekalsiferol) telah menarik perhatian besar karena sifat imunomodulator dan anti-inflamasinya, yang melampaui peran klasiknya dalam homeostasis kalsium dan tulang. Tinjauan terkini menunjukkan bahwa vitamin D3 aktif dan analognya bekerja melalui reseptor vitamin D (VDR) untuk menghambat sinyal NF-κB dan mengurangi produksi sitokin pro-inflamasi seperti IL-6, IL-1β, dan TNF-α pada berbagai sel imun, sehingga memodulasi respons imun bawaan dan adaptif. Terlepas dari potensi terapeutiknya, penerapan klinis vitamin D3 terkendala oleh rendahnya kelarutan dalam air dan sifat lipofiliknya yang mengurangi penyerapan serta ketidakstabilan akibat degradasi saat terpapar faktor lingkungan dan rendahnya bioavailabilitas dermal saat diberikan secara topikal. Oleh karena itu, untuk memaksimalkan potensinya dalam mengatasi gangguan peradangan, diperlukan sistem penghantaran yang efektif seperti Nanostructured Lipid Carrier (NLC) yang digunakan untuk meningkatkan kelarutan, melindungi molekul, dan memperbaiki penetrasi ke dalam kulit. NLC telah mendapatkan perhatian yang signifikan sebagai sistem penghantaran generasi kedua yang mampu mengatasi tantangan formulasi obat lipofilik seperti vitamin D3. Studi terbaru menunjukkan bahwa formulasi nanopartikel lipid dan NLC dapat meningkatkan stabilitas molekul vitamin D3, mencapai efisiensi enkapsulasi yang tinggi, dan meningkatkan penetrasi kulit.
Pilihan eksipien lipid merupakan salah satu elemen terpenting yang memengaruhi fungsionalitas NLC. Distribusi ukuran partikel, stabilitas, perilaku pelepasan, dan efisiensi enkapsulasi semuanya dipengaruhi secara signifikan oleh kompatibilitas fisikokimia antara obat dan matriks lipid. Perubahan jenis dan proporsi lipid padat dan cair dapat secara signifikan mengubah pola pelepasan obat, penetrasi kulit, dan efektivitas enkapsulasi. Seleksi lipid secara historis bergantung pada metode percobaan empiris, yang membutuhkan banyak tenaga, memakan waktu, dan mahal dalam hal sumber daya eksperimental. Penelitian terbaru telah mengeksplorasi alat komputasi, seperti penambatan molekuler dan model prediksi in silico, untuk mengatasi keterbatasan ini. Perangkat ini menyediakan metode yang lebih efektif dan ramah lingkungan untuk menemukan kombinasi lipid-obat yang efektif, sekaligus mengurangi dampak lingkungan dan beban eksperimental. Kemampuan metode komputasi in silico seperti prediksi kompatibilitas dan molecular docking yang bertujuan untuk memprediksi interaksi obat-lipid sebelum formulasi laboratorium telah menarik perhatian yang semakin besar. Metode ini memfasilitasi pengembangan farmasi yang berkelanjutan dengan memungkinkan identifikasi eksipien optimal secara cepat, mengurangi konsumsi bahan, dan meminimalkan limbah eksperimental. Namun, masih belum banyak publikasi yang menggabungkan validasi eksperimental formulasi NLC dengan skrining lipid secara in silico, khususnya untuk vitamin D3.
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengoptimalkan NLC yang memuat vitamin D3. Perangkat lunak Autodock 4.2 digunakan untuk melakukan studi molecular docking vitamin D3 dengan menggunakan lipid. Penelitian ini melibatkan lipid padat (monostearin dan setil palmitat) serta lipid cair yang memiliki rantai panjang dan bervariasi (Miglyol 812 dan Transcutol). Lipid padat dan cair tersebut digunakan dalam studi docking untuk memprediksi kelarutan serta interaksi antara vitamin D3 dan lipid yang dipilih. Pada tahap awal, pengujian dan evaluasi dilakukan melalui eksperimen laboratorium (studi kelarutan vitamin D3 dalam lipid cair). Hasil studi docking kemudian dibandingkan dengan hasil eksperimen laboratorium untuk menentukan tingkat validitas, akurasi, dan reliabilitas metode docking yang digunakan dalam memprediksi kelarutan vitamin D3 di dalam lipid. Hasil analisis molecular docking mencakup nilai root mean square deviation (RMSD) dan energi bebas pengikatan (∆G)
Analisis molecular docking dan prediksi kompatibilitas fisikokimia mengidentifikasi monostearin (lipid padat) dan Miglyol 812 (lipid cair) sebagai kandidat lipid yang optimal. NLC kemudian disiapkan dengan berbagai rasio lipid padat-cair (F1: 7:3, F2: 8:2, F3: 9:1) menggunakan proses homogenisasi high-shear yang ramah lingkungan dan bebas pelarut organik, serta distabilkan dengan surfaktan non-ionik toksisitas rendah (Tween 60 dan PEG 400) pada konsentrasi rendah (3%). Pelepasan In Vitro diukur menggunakan spektrofotometri UV-Vis, sedangkan aktivitas anti-inflamasi dievaluasi menggunakan model edema kaki tikus yang diinduksi karagenan. Evaluasi In Vivo mengonfirmasi bahwa formulasi F1 menghasilkan pengurangan edema kaki terbesar (3,94% pada jam ke-6), mendekati aktivitas kontrol positif dan jauh mengungguli kontrol negatif. Secara keseluruhan, strategi gabungan in silico dan eksperimental ini meningkatkan kinerja NLC bermuatan vitamin D3 sekaligus mengurangi penggunaan bahan dan mendukung pengembangan formulasi yang ramah lingkungan.
