BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Obat dibuat steril karena berhubungan langsung dengan darah atau cairan tubuh dan jaringan tubuh lain yang pertahanannya terhadap zat asing tidak selengkap pada saluran cerna atau gastrointestinal, misalnya hati yang dapat berfungsi untuk menetralisir atau menawarkan racun (detoksikasi= detoksifikasi). Diharapkan dengan kondisi steril dapat dihindari adanya infeksi sekunder. Dalam hal ini tidak berlaku relatif steril atau setengah steril, hanya ada dua pilihan yaitu steril dan tidak steril. Sediaan farmasi yang perlu disterilkan adalah obat suntik injeksi, tablet implant, tablet hipodermik, dan sediaan untuk mata seperti tetes mata (guttae ophth), cuci mata (collyrium) dan salep mata (oculenta).
B. Rumusan Masalah Alat/bahan yang digunakan di bidang kedokteran pada umumnya harus steril. Menurut Lay dan Hastowo (1992), bahan yang menjadi rusak bila disterilkan pada suhu yang tinggi dapat disterilkan secara kimiawi dengan menggunakan gas. Banyak di antaranya yang tidak tahan terhadap panas, sehingga tidak bisa disterilkan dengan uap air panas atau dipanaskan. Demikian pula sterilisasi dengan gas etilen oksida atau bahan kimia lain dapat menimbulkan residu yang membahayakan kesehatan. Satu-satunya jalan adalah sterilisasi dengan radiasi, dengan sinar gamma dan Co-60 yang dapat memberikan hasil yang memuaskan. Sterilisasi dengan cara tersebut sangat efektif, bersih dan praktis, serta biayanya sangat murah. Untuk transpiantasi jaringan biologi seperti tulang, serta amnion chorion untuk luka bakar, juga disterilkan dengan radiasi. Energi radiasi yang dipancarkan oleh suatu sumber radiasi, dapat menyebabkan perubahan fisis, kimia dan biologi pada materi yang dilaluinya.
Perubahan yang terjadi dapat dikendalikan dengan jalan memilih jenis radiasi ( atau neutron) serta mengatur dosis terserap, sesuai dengan efek yang ingin dicapai. Berdasarkan sifat tersebut, radiasi dapat digunakan untuk penyinaran langsung seperti antara lain pada radioterapi, dan sterilisasi. Pada teleterapi dan teknik sterilisasi, penetapan dosis radiasi sangat penting, dapat berarti antara hidup dan mati. Masalah dosimetri ini di-tangani secara sangat ketat di bawah pengawasan Badan Internasional WHO dan IAEA bekerjasama dengan laboratorium-laboratorium standar nasional. Berbeda halnya dengan teknik sterilisasi dengan cara penyaringan. Teknik penyaring yang melepaskan serat, terutama yang mengandung abses harus dihindari penggunaannya kecuali jika tidak ada alternative penyaring lain yang dapat digunakan. Dengan demikian, karena adanya berbagai kekhawatiran terhadap perubahan sifat kimia, sifat fisika, khasiat, serta struktur alat kedokteran terutama bahan obat, maka diperlukan berbagai pertimbangan dalam pemilihan cara sterilisasi yang efektif sehingga dapat memberikan hasil maksimal dengan proses yang sederhana, cepat dan biaya yang terjangkau.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. DEFINISI STERILISASI Sterilisasi adalah suatu proses untuk membunuh semua jasad renik yang ada, sehingga jika ditumbuhkan di dalam suatu medium tidak ada lagi jasad renik yang dapat berkembang biak. Sterilisasi harus dapat membunuh jasad renik yang paling tahan
panas
yaitu
spora
bakteri
(Fardiaz,
1992).
Adanya
pertumbuhan
mikroorganisme menunjukkan bahwa pertumbuhan bakteri masih berlangsung dan tidak sempurnanya proses sterilisasi. Jika sterilisasi berlangsung sempurna, maka spora bakteri yang merupakan bentuk paling resisten dari kehidupan mikrobia akan diluluhkan (Lay dan Hastowo, 1992). Sterilisasi dapat dilakukan dengan berbagai cara yaitu panas, penyaringan, radiasi, dan penambahan bahan kimia. Sedangkan sterilisasi dengan cara panas dapat dilakukan dengan panas basah, panas kering, pemanasan bertahap dan perebusan. B. STERILISASI OBAT-OBAT FARMASI KEDOKTERAN C. STERILISASI ALAT-ALAT KESEHATAN
METODE STERILISASI A. Sterilisasi Secara Fisika 1. Pemanasan Kering Dibandingkan pemanasan basah, pemanasan kering kurang efisien dan membutuhkan suhu yang lebih tinggi serta waktu lama untuk sterilisasi. Hal ini disebabkan karena tanpa kelembaban maka tidak ada panas laten (Hadioetomo, 1985). Pemanasan kering dapat menyebabkan dehidrasi sel dan oksidasi
komponen-komponen di dalam sel (Fardiaz, 1992). Keuntungan dari pemanasan kering adalah tidak adanya uap air yang membasahi bahan atau alat yang disterilkan, selain itu peralatan yang digunakan untuk sterilisasi uap kering lebih murah dibandingkan uap basah (Lay dan Hastowo, 1992). Pemanasan kering sering dilakukan dalam sterilisasi alat-alat gelas di laboratorium, dimana menggunakan oven dengan suhu 160-1800C selama 1,5-2 jam dengan sistem udara statis (Fardiaz, 1992).
a. Udara Panas Oven Bahan yang karena karakteristik fisikanya tidak dapat disterilisasi dengan uap destilasi dalam udara panas-oven. Yang termasuk dalam bahan ini adalah minyak lemak, paraffin, petrolatum cair, gliserin, propilen glikol. Serbuk steril seperti talk, kaolin dan ZnO, dan beberapa obat yang lain. Sebagai tambahan sterilisasi panas kering adalah metode yang paling efektif untuk alat-alat gelas dan banyak alat-alat bedah. Ini harus ditekankan bahwa minyak lemak, petrolatum, serbuk kering dan bahan yang sama tidak dapat disterilisasi dalam autoklaf. Salah satu elemen penting dalam sterilisasi dengan menggunakan uap autoklaf. Atau dengan adanya lembab dan penembusannya ke dalam bahan yang telah disterilkan. Sebagai contoh, organisme pembentuk spora dalam medium anhidrat tidak dibunuh oleh suhu sampai 121o C (suhu yang biasanya digunakan dalam autoklaf bahkan setelah pemanasan sampai 45 menit). Untik alasan ini, autoklaf merupakan metode yang tidak cocok untuk mensterilkan minyak, produk yang dibuat dengan basis minyak, atau bahan-bahan lain yang mempunyai sedikit lembab atau tidak sama sekali. Selama pemanasan kering, mikroorganisme dibunuh oleh proses oksidasi. Ini berlawanan dengan penyebab kematian oleh koagulasi protein pada sel
bakteri yang terjadi dengan sterilisasi uap panas. Pada umumnya suhu yang lebih tinggi dan waktu pemaparan yang dibutuhkan saat proses dilakukan dengan uap di bawah tekanan. Saat sterilisasi di bawah uap panas dipaparkan pada suhu 121°C selama 12 menit adalah efektif. Sterilisasi panas kering membutuhkan pemaparan pada suhu 150°C sampai 170°C selama 1-4 jam. Suhu yang biasa digunakan pada sterilisasi panas kering 160°C paling cepat 1 jam, tapi lebih baik 2 jam. Suhu ini digunakan secara khusus untuk sterilisasi minyak lemak atau cairan anhidrat lainnya. Bagaimanapun juga range 150-170°C digunakan untuk streilisasi panas kering dan lain-lain, sebagai contoh : bahan-bahan gelas, dapat disterilkan pada suhu 170oC. dimana beberapa serbuk seperti sulfonilamid harus disterilkan pada suhu rendah dan waktu yang lebih lama. Secara umum, panas kering digunakan untuk sterilisasi bahan – bahan melalui proses pengabuan dari mikroorganisme. Proses ini merupakan kelanjutan atau sekumpulan proses yang dilakukan dalam sebuah oven dengan temperatur
sekelilingnya
170°C
untuk
sterilisasi
atau
250°C
untuk
depirogenisasi. Panas kering digunakan untuk sterilisasi/depirogenisasi alat-alat gelas yang akan digunakan untuk proses produksi secara aseptik. Suhu yang digunakan ini, terlalu tinggi untuk wadah-wadah plastik. Sama seperti sterilisasi uap air, prosesnya dapat diprediksi dan hasilnya dapat dikontrol. Sterilisasi panas kering biasa digunakan untuk depirogenisasi alat-alat gelas dan bahanbahan lain yang memiliki kemampuan bertahan pada suhu yang digunakan. Secara umum, validasi untuk alur depirogenisasi untuk proses panas kering selalu termasuk proses sterilisasinya. Panas kering pada temperatur lebih 160oC efektif menghancurkan mikroorganisme hidup dengan sebuah proses kehilangan kelembaban secara inversible. Proses ini berjalan relatif lambat, mengisyaratkan sedikitnya 1 jam pada suhu 160oC tetapi lebih cepat pada temperatur yang tinggi. Panas kering ini sering merugikan beberapa produk.
Penerapan panas dengan keberadaan lembab lebih efktif untuk pembunuhan mikroorganisme diisyaratkan 15 menit pada suhu 121oC. Beberapa bahan yang tidak dapat disterilkan dengan uap, paling baik disterilkan dengan panas kering,. Misalnya petrolatum jelly, minyak mineral, lilin, wax, serbuk talk. Karena panas kering kurang efisien dibanding panas lembab, pemaparan lama dan temperatur tinggi dibutuhkan. Range luas waktu inaktivasi dalam temperatur bervariasi telah diterapkan berdasarkan tipe indikator steril yang digunakan, kondisi kelembaban dan faktor lain. Jumlah air dalam sel mikroba diketahui mempengaruhi resistensinya terhadap destruksi panas kering. Umumnya, ini diterima bahwa sel mikroba dalam daerah yang betul-betul kering menunjukkan resistensi terhadap inaktivasi panas kering. Ini jelas bahwa perhatian harus diberi untuk mendisain siklus sterilisasi panas kering untuk produk-produk rumah sakit dan validasi sistematis sterilisasi dengan metode sterilisasi standar. Oven digunakan untuk sterilisasi panas kering biasanya secara panas dikontrol dan mungkin gas atau elektrik gas. Beberapa waktu dan suhu yang umum digunakan pada oven :
170°C (340 F) sampai 1 jam
160°C (320 F) sampai 2 jam
150°C (300 F) sampai 2,5 jam
140°C (285 F) sampai 3 jam
b. Minyak dan penangas lain Bahan kimia yang stabil dalam ampul bersegel dapat disterilisasi dengan mencelupkannya, dalam penangas yang berisi minyak mineral pada suhu 1620C. larutan jenuh panas dari natrium atau ammonia klorida dapat juga digunakan sebagai pensterilisasi. Ini merupakan metode yang mensterilisasi alat-alat bedah. Minyak dikatakan bereaksi sebagai lubrikan, untuk menjaga alat tetap tajam, dan untuk memelihara cat penutup.
c. Pemijaran langsung Pemijaran langsung digunakan untuk mensterilkan spatula logam, batang gelas, filter logam bekerfield dan filter bakteri lainnya. Mulut botol, vial, dan labu ukur, gunting, jarum logam dan kawat, dan alat-alat lain yang tidak hancur dengan pemijaran langsung. Papan salep, lumping dan alu dapat disterilisasi dengan metode ini. Dalam semua kasus bagian yang paling kuat 20 detik. Dalam keadaan darurat ampul dapat disterilisasi dengan memposisikan bagian leher ampul kearah bawah lubang kawat keranjang dan dipijarkan langsung dengan api dengan hati-hati. Setelah pendinginan, ampul harus segera diisi dan disegel.
2. Panas lembab Stelisisasi termal menggunakan tekanan uap jenuh dalam sebuah autoklaf. Ini merupakan metode sterilisasi yang biasa digunakan dalam industri farmasi, karena dapat diprediksi dan menghasilkan efek dekstruksi bakteri, dan parameterparameter sterilisasi seperti waktu dan suhu dapat dengan mudah dikontrol dan monitoring dilakukan sekali dalam satu siklus yang divalidasi. Secara umum, sterilisasi panas lembab dilakukan pada suhu 121°C dibawah tekanan 15 psig. Pada suhu ini konsep letal dilakukan dengan F0 yang juga dilakukan bila suhu sterilisasi berbeda dari 121°C. F0 dari proses ini tidak jauh pada 121°C dengan waktu yang dibutuhkan, dalam menit, untuk menghasilkan kematian yang setara dengan hasil pada 121°C pada waktu tertentu. Penggunanaan uap bertekanan atau metode sterilisasi yang paling umum memuaskan dan efektif yang ada. Ini adalah metode yang diinginkan untuk sterilisasi larutan yang ditujukan untuk infeksi pada tubuh, pembawa pada sediaan mata, bahan-bahan gelas. Untuk penggunaan darurat, pakaian dan alat kesehatan dan benda-benda karet. Kerugian yang paling prinsip dan penggunaan uap ini adalah ketidaksesuaiannya untuk penggunaan pada bahan sensitif terhadap panas dan kelembaban. Metode ini tidak dapat digunakan untuk sterilisasi misalnya,
produk yang dibuat dari basis minyak dan serbuk. Uap jenih pada 120°C mampu membunuh secara cepat semua bentuk vegetatif mikroorganisme hidup dalam waktu ½ menit. Uap jenuh ini dapat menghancurkan spora vegetatif yang tahan terhadap pemanasan tinggi. Keefektifan sterilisasi uap bertekanan tergantung pada 4 sifat dari uap jenuh kering yaitu :
Suhu
Panas tersembunyi yang berlimpah
Kemapuan untuk membentuk kondensasi air
Kontraksi volume yang timbul selama kondensasi Waktu yang dibutuhkan untuk mensterilkan larutan saat suhu 121oC selama
12 menit, ditambah waktu tambahan untuk larutan dalam wadah untuk mencapai Secara umum larutan dalam botol 100-200 ml akan membutuhkan kurang 5 menit botol 500 ml antara 10-15 menit. Panas lembab merupakan bentuk uap jenuh di bawah tekanan yang merupakan cara sterilisasi yang paling banyak digunakan. Penyebab kematian dengan cara sterilisasi panas terhadap lembab berbeda dengan cara panas kering, kematian mikroorganisme oleh panas lembab adalah hasil koagulasi protein sel, berbeda dengan cara panas kering, kematian mikroorganisme yang paling penting adalah proses oksidasi. USP menentukan sterilisasi uap sebagai penerapan uap jenuh di bawah tekanan paling kurang 15 menit dengan temperatur minimal 121oC dalam jaringan tekanan. Bentuk yang paling sederhana dari autoklaf adalah “home pressure cooker”. a. Uap panas pada 100oC Uap panas pada suhu 100oC dapat digunakan dalam bentuk uap mengalir atau air mendidih. Metode ini mempunyai keterbatasan penggunaan uap mengalir dilakukan dengan proses sterilisasi bertingkat untuk mensterilkan
media kultur. Metode ini jarang memuaskan untuk larutan yang mengandung bahan-bahan karena spora sering gagal tumbuh dibawah kondisi ini, bentuk vegetatif dari kebanyakan bakteri yang tidak membentuk spora. Temperatur suhu titik mati bervariasi, tetapi tidak ada bentuk non spora yang bertahan. Dalam prakteknya, 2 metode uap mengalir digunakan, suatu perpanjangan pemaparan uap selama 20-60 menit akan membunuh semua bentuk vegetatif bakteri
tapi
tidak
akan
menghancurkan
spora.
Untuk
meyakinkan
penghancuran spora, sterilisasi berjeda yang juga disebut sterilisasi tidak berlanjut. Penjedahan dan bertahap adalah tindalisasi digunakan. Dengan metode ini bahkan dipaparkan pada uap mengalir pada periode waktu bervariasi dari 20-60 menit setiap hari selama 3 menit. Antara pemaparan bahan terhadap uap yang disimpan pada suhu kamar atau pada inkubator pada 37oC. prinsip dari metode ini adalah pada saat waktu pertama kali pemaparan pada uap membunuh bakteri vegetatif tapi tidak sporanya. Tapi pada saat bahan disimpan pada inkubator atau pada suhu ruangan selam 24 jam, banyak spora akan tumbuh ke dalam bentuk vegetatif bentuk spora yang telah tumbuh ini akan dimatikan pada pemanasan hari ke dua. Kesuksesan dari proses ini tergantung pada spora yang berkembang ke bentuk vegetatif selama masa istirahat. b. Pemanasan dengan bakterisida Ini menghadirkan aplikasi khusus dari pada uap pans pada 100oC. adanya bakterisida sangat meningkatkan efektifitas metode ini. Metode ini digunakan untuk larutan berair atau suspensi obat yang tidak stabil pada temperatur yang biasa diterapkan pada autoklaf. Larutan yang ditumbuhkan bakterisida ini dpanaskan dalam wadah bersegel pada suhu 100oC selama 20 menit dalam pensterilisasi uap atau penangas air. Bakterisida yang dapat digunakan termasuk 0,5%, fenol, 0,5% klorbutanol, 0,2% kresol atau 0.002% fenil merkuri nitrat saat larutan dosis tunggal lebih dari 15 ml larutan obat untuk
injeksi intratekal atau gastro intestinal sehingga tidak dibuat dengan metode ini. c. Air mendidih Penangas air mendidih mempunyai kegunaan yang sangat banyak dalam sterilisasi jarum spoit, penutup karet, penutup dan alat-alat bedah. Bahanbahan ini harus benar-benar tertutupi oleh air mendidih dan harus mendidih paling kurang 20 menit. Setelah sterilisasi bahan-bahan dipindahkan dan air dengan pinset yang telah disterilisasi menggunakan pemijaran. Untuk menigkatkan efisiensi pensterilan dari air, 5 % fenol, 1-2% Na-carbonat atau 2-3% larutan kresol tersaponifikasi yang menghambat kondisi bahan-bahan logam. 3. Cara Bukan Panas a. Sinar ultraviolet Sinar ultraviolet umumnya digunakan untuk membantu mengurangi kontaminasi di udara dan pemusnahan selama proses di lingkungan. Sinar yang bersifat membunuh mikroorganisme (germisida) diproduksi oleh lampu kabut merkuri yang dipancarkan secara eksklusif pada 253,7 nm . Sinar UV menembus udara bersih dan air murni dengan baik, tetapi suatu penambahan garam atau bahan tersuspensi dalam air atau udara menyebabakan penurunan derajat penetrasi dengan cepat. Untuk kebanyakan pemakaian lama penetrasi dihindarkan dan setiap tindakan membunuh mikroorganisme dibatasi pada permukaan yang dipaparkan. b. Aksi letal Ketika sinar UV melewati bahan, energi bebas ke elektron orbital dalam atom-atom dan mengubah kereaktivannya. Absorpsi energi ini menyebabkan meningginya keadaan tertinggi atom-atom dan mengubah kereaktivannya. Ketika eksitasi dan perubahan aktivitas atom-atom utama terjadi dalam
molekul-molekul mikroorganisme atau metabolit utamnya, organisme itu mati atau tidak dapat berproduksi. Pengaruh utamanya mungkin pada asam nukleat sel, yang diperhatikan untuk menunjukkan lapisan absorpsi kuat dalam rentang gelombang UV yang panjang (Leon Lachmann et.all., 1998). c. Radiasi pengion Radiasi pengion adalah energi tinggi yang terpancar dari radiasi isotop radioaktif seperti kobalt-60 (sinar gamma) atau yang dihasilkan oleh percepatan mekanis elektron sampai ke kecepatan den energi tinggi (sinar katode, sinar beta). Sinar gamma mempunyai keuntungan mutlak karena tidak menyebabkan kerusakan mekanik, namun demikian, kekurangan sinar ini adalah di hentikan dari, mekanik elektron akselerasi (yang dipercepat) keuntungan elektron yang dipercepat adalah kemampuannya memberikan output laju doisis yang lebih seragam. Aksi letal radiasi pengionan menghacurkan mikroorganisme dengan menghentikan rep-roduksi sebagai hasil mutasi letal. Mutasi ini disebabkan karena transformasi radiasi menjadi molekul penerima pada sinar x, menurut teori langsung. Mutasi ini dapat disebabkan oleh tindakan tidak langsung, dimana molekul-molekul air diubah menjadi kesatuan yang berenergi tinggi seperti hidrogen dan ion hidroksil. Semua ini pada akhirnya, menyebabkan perubahan energi pada asam nukleat dan molekul lain sehingga hilangnya keberadaannya bagi metabolisme molekul sel bakteri (Leon Lachmann et.all., 1998). Dekstruksi bakteri untuk menghasilkan kondisi steril dapat dilakukan dengan menggunakan radiasi pengion, dengan efek pada asam nukleat dari mikroorganisme yang nonreversibel. Pembentukan radikal bebas dan peroksida yang merupakan senyawa reaktif juga memberikan kontribusi pada letalitas dari proses sterilisasi ini. Dua tipe radiasi pengion yang dapat digunakan yaitu radiasi sinar gamma dan radiasi electron. Sterilisasi dengan radiasi digunakan untuk alat-alat medis yang sensitive terhadap panas dan jika residu etilen oksida tidak diharapkan. Pengukuran presisi dari dosis radiasi,
yang tidak berhubungan dengan suhu, adalah merupakan faktor kontrol dalam sterilisasi radiasi selama dengan waktu iradiasi. Monitoring dan kotrol proses sangat sederhana, tetapi kehati-hatian akan keamanan harus dilakukan oleh operator sterilisasi (James Agalloco, 2008). Radiasi pengion juga digunakan untuk sterilisasi bahan-bahan obat dan bahan-bahan formulasi. Kompabilitas dari bahan yang disterilkan dengan radiasi adalah factor yang harus diperhatikan sejak bahan-bahan dan alat-alat dipengaruhi oleh radiasi, mungkin tidak dengan segera dilakukan penanganan tetapi setelah stabilitas produk dapat dipengaruhi. Untuk bahan-bahan medis dan plastik, perubahan dari sterilisasi etilen oksida ke sterilisasi radiasi membutuhkan penentuan efek radiasi jangka pendek dan jangka panjang, dan kadang membutuhkan modifikasi produksi bahan plastik dan karet untuk membuatnya sesuai dengan sterilisasi radiasi (James Agalloco, 2008). Penerapan untuk sterilisasi ini Elektron dipercepat atau sinar gamma dapat digunakan untuk mensterilkan produk-produk pilahan dengan suatu proses berkesinambungan. Kebanyakan prosedur sterilisasi produk lain harus diselenggarakan dalam batch setrilisasi dengan proses berkesinambungan memerlukan pengendalian yang tepat, sehingga tidak ada bagian yang lepas dari keefektifan sterilisasi (Leon Lachmann et.all., 1998). Radiasi ionisasi digunakan untuk sterilisasi industri untuk alat-alat rumah sakit, vitamin, antibiotik, steroid hormon dan transplantasi tulang dan jaringan dan alat pengobatan seperti alat untuk suntik plastik, jarum, alat beda, tube palstik, katter, benang bedah dan cawan Petri. Radiasi ioniasasi dapat menghasilkan perubahan dalam molekul organik yang dapat mempengaruhi kemujaraban sediaan atau dapat menginduksi toksisitas. Radiasi produk juga dapat menghasilakn perubahan warna dan kerapuhan beberapa wadah gelas dan bahan plastik (A.R. Gennaro, 1990).
Sterilisasi radiasi dapat dilakukan baik dengan radiasi elektromagnetik dan radiasi partikel. Radiasi elektromagnetik dan energi foton, termasuk ultra dari bahan radioaktif seperti kobalt 60 atau sesium 137 adalah yang paling sering digunakan sebagai sumber energi sterilisasi adhesi elektromagnetik. Radiasi partikel atau molekul termasuk daftar partikel yang steril. Satusatunya sekarang yang digunakan untuk sterilisasi radiasi pada obat-obat rumah sakit dan laboratorium. Bagaimanapun banyak prosedur sterilisasi industri manggunakan radiasi, termasuk penjelasan singkatnya. Beberapa informasi mengenai efek sterilisasi ultraviolet juga dihadirkan. Prinsip bermuatan negatif sepeti elektron yang berinteraksi langsung dengan bahan menyebabkan ionisasi seperti elektron elektromagnetik menyebabkan ionisasi pada mekanisme yang bervariasi yang menghasilkan perpindahan suatu orbital elektron dengan mekanisme jumlah tertentu dari energi yang ditransfer dalam insiden sinar gamma. Perpindahan elektron ini kemudian bentindak sebagai partikel beta dalam reduksi. Oleh sebab itu baik partikel maupun elektromagnetik, dipertimbangkan sebagai radiasi ionisasi yang berbeda dengan radiasi sinar ultraviolet. Kerugian penggunaan germisida radiasi sinar UV adalah penetrasinya terbatas, pada panjang gelombang 253,7 nm, diserap oleh banyak bahan dan membuat penggumpalan organisme dan hal tersebut dilindungi oleh debu dan puing-puing. Untuk menghindari aksi letal panggunaan radiasi sinar UV sebagai cara sterilisasi tidak direkomendasikan lemak jika bahan-bahan yang diradiasi sangat bersih dan bebas yang dapat melindungi mikroorganisme. B. Sterilisasi Secara Kimia Sterilisasi Gas Pharmaceutical Technology : 281
Sterilisasi gas digunakan dalam pemaparan gas atau uap untuk membunuh mikroorganisme dan sporanya. Meskipun gas dengan cepat berpenetrasi ke dalam pori dan serbuk padat, sterilisasi adalah fenomena permukaan dan mikroorganisme yang terkristal akan dibunuh. Sterilisasi yang digunakan dalam bidang farmasi untuk mensterilkan bahan-bahan dan menghilangkan dari bahan yang disterilkan pada akhir jalur sterilisasi, gas ini tidak inert, dan kereaktifannya terhadap bahan yang disterilkan harus dipertimbangkan misalnya thiamin, riboflavin, dan streptomisin kehilangan protein ketika disterilkan dengan etilen oksida. Etilen oksida bereaksi sebagai bakterisida dengan alkalis asam amino, hidroksi atau gugus sulfur dari enzim seluler atau protein. Beberapa lembab dibutuhkan untuk etilen oksida berpenetrasi dan menghancurkan sel. Kelembaban rendah misalnya minimal 20%, angka kematian tidak logaritmik (tidak nyata). Tetapi mikroorganisme muncul peningkatan resistensinya dengan penurunan kelembaban. Dalam prakteknya, kelembaban dalam chamber pensteril ditingkatkan dari 50-60% dan dipegang untuk suatu waktu pada permukaan dan kelembaban membran sel sebelum penggunaan etilen oksida. Etilen oksida bersifat eksplosif ketika dicampur dengan udara. Penghilangan sifat eksplosif dengan menggunakan campuran etilen oksida dan karbondioksida. Seperti Carboxide, Oxyfume 20, campuran etilen oksida dengan hidrokarbon terflouronasi seperti Storoxide 12. keduanya diluent inert yang mempunyai tekanan uap yang tinggi dan bereaksi sebagai pembakar etilen oksida keluar dari silinder masuk ke dalam chamber steril. Komponen terfloronasi mempunyai keuntungan over karbondioksida yang disimpan dalam wadah yang ringan dan campuran mengizinkan tekanan parsial tinggi dari etilen oksida pada chamber pensteril pada tekanan total yang sama. Sterilisasi gas berjalan lambat waktu sterilisasi tergantung pada keberadaan kontaminasi kelembaban, temperatur dan konsentrasi etilen oksida. Konsentrasi minimum etilen oksida dalam 450 mg/L, 271 Psi, konsentrasi ini 85°C dan 50% kelembaban relativ dibutuhkan 4-5 jam pemaparan. Di bawah kondisi sama 1000
mg/L membutuhkan sterilisasi 2-3 jam. Dalam partikel 6 jam pemaparan etilen oksida digunakan untuk menyiapkan tepi yang aman dan memperbolehkan waktu untuk penetrasi gas ke dalam bahan sterilisasi. Sisa gas dihilangkan dengan terminal vakum dilanjutkan oleh pembersihan udara yang difiltrasi. Cara ini digunakan untuk mensterilkan obat serbuk seperti penisilin, juga telah digunakan untuk sterilisasi benang, plastik tube. Penggunaan etilen oksida untuk sterilisasi akhir peralatan parenteral tertentu seperti kertas karf dan lapisan tipis polietilen. Semprot aerosol etilen oksida telah digunakan untuk mensterilkan daerah sempit dimana dilakukan teknik aseptis. Gas yang biasa digunakan adalah etilen oksida dalam bentuk murni atau campuran dengan gas inert lainnya. Gas ini sangat mudah menguap dan sangat mudah terbakar. Merupakan agen alkilasi yang menyebabkan dekstruksi mikroorganisme termasuk sel-sel spora dan vegetatif. Sterilisasi dilakukan dalam ruang/chamber sterilisasi (James Agalloco, 2008). Sterilisasi menghasilkan bahan toksik seperti etilen klorohidrin yang menghasilkan ion klorida dalam bahan-bahan. Digunakan untuk sterilisasi ala-alat medis dan baju-baju medis, bahan-bahan seperti pipet sekali pakai dan cawan petri yang digunakan dalam laboratorium mikrobiologi. Residu etilen oksida adalah bahan yang toksik yang harus dihilangkan dari bahan –bahan yang disterilkan setelah proses sterilisasi, yang dapat dilakukan dengan mengubah suhu lebih tinggi dari suhu kamar. Juga perlu dilakukan perlindungan terhadap personil dari efek berbahaya gas ini (James Agalloco, 2008). Faktor-faktor yang mempengaruhi sterilisasi ini termasuk kelembaban, konsentrasi gas, suhu dan distribusi gas dalam chamber pengsterilan. Penghancuran bakteri tergantung pada adanya kelembaban, gas dan suhu dalam bahan pengemas, penetrasi melalui bahan pengemas, pada pengemas pertama atau kedua, harus dilakukan, persyaratan desain khusus pada bahan pengemas (James Agalloco, 2008). Mekanisme aksi etilen oksida
Teori dan Praktek Farmasi Industri : 1286 Etilen oksida dianggap menghasilkan efek letal terhadap mikroorganisme dengan mengalkilasi metabolit esensial yang terutama mempengaruhi proses reproduksi. Alkilasi ini barangkali terjadi dengan menghilangkan hidrogen aktif pada gugus sulfhidril, amina, karboksil atau hidroksil dengan suatu radikal hidroksi etil metabolit yang tidak diubah dengan tidak tersedia bagi mikroorganisme sehingga mikroorganisme ini mati tanpa reproduksi. C. Sterilisasi Secara Mekanik Filter Bakteri Cara kerja dari sterilisasi ini berbeda dari metode lainnya karena sterilisasi ini menghilangkan mikroorganisme melalui penyaringan dan tidak menghancurkan mikroorganisme tersebut. Penghilangan mikroorganisme secara fisik melalui penyaring dengan matriks pori ukuran kecil yang tidak membiarkan mikroorganisme untuk dapat melaluinya (James Agalloco, 2008). Cara sterilisasi ini untuk produk berupa cairan yang dapat disaring atau bahan yang tidak tahan terhadap panas dan tidak dapat disterilkan dengan cara sterilisasi lain. Teknologi tinggi membran filtrasi meningkatkan penggunaan sterilisasi filtrasi, khusunya jika digunakan berpasangan dengan sistem proses aseptik (James Agalloco, 2008) Keefektifan sterilisasi filtrasi dapat merupakan fungsi magnitude dari beban mikroorganisme, selama tersumbat pada penyaring dapt terjadi pada konsentrasi yang tinggi dari mikroorganisme. Tekanan, laju aliran, dan karakteristik dari peenyaring adalah parameter yang harus dikontrol untuk mencapai sterilisasi pada produk yang dapat diprediksi dan reproduksibel. Ukuran nominal pori penyaring 0,2 μm atau kurang dan penyaring dibuat dari berbagai jenis bahan seperti selulosa asetat, selulosa nitrat, florokarbonat, polimer akrilik, polikarbonat, poliester, polivinil klorida, vinil,
nilon, politef, dan berbagai tipe bahan lain termasuk memban logam (James Agalloco, 2008). The Art of Compounding : 404 Larutan dapat dibebaskan dari organisme vegetatif dan spora bakteri dengan melalui filter bakteri, filter bakteri tidak membebaskan larutan dari virus. Bagaimanapun alat ini tidak mengurangi jumlah dan adanya virus, secara prinsip oleh adsorbsi pada dinding filter dan penghilangan partikel besar dari bahan yang mengandung virus. Sterilisasi dengan filter bakteri digunakan untuk larutan farmasetik atau bahan biologi yang tidak diefektifkan oleh panas. Berbeda dengan metode filtrasi lain, filter bakteri ditujukan untuk filtrasi bebas bakteri. Metode sterilisasi ini membutuhkan penggunaan teknik aseptik yang benar. Sediaan obat yang disterilkan dengan metode ini dibutuhkan yang mengandung bahan, bakteristatik, kecuali dinyatakan lain. Larutan yang ditujukan untuk injeksi intratekal atau merupakan larutan dosis tunggal intravena dengan volume lebih dari 15 ml, tidak boleh ditambahkan bahan bakterisida. Paraffin cair dan minyak lain, tidak disterilkan dengan metode ini karena dapat meningkatkan permeabilitas dari filter bakteri. Untuk membuat larutan bebas dari bakteri dan steril, filter dengan berbagai tipe digunakan. Tipe ini termasuk filter yang terbuat dari silikon murni (diatomaccus atau klesegurh), porcelin, asbes dan gelas fritled. Karena alat-alat ini mudah dibersihkan filter seitz yang menggunakan lapisan asbes dan filter-glass mungkin lebih berguna untuk farmasis. Filter dengan pori yang lebih kecil menghilangkan bakteri tetapi beberapa filtrasi sangat lambat untuk tujuan praktis. Dengan meningkatnya kekentalan dari lilin filter sangat menghasilkan filtrasi yang efektif, tetapi kekurangannya adalah banyak dari bahan aktif larutan dihilangkan oleh adsorbsi pada lilin. Bagaimanapun, dengan mengatur ukuran pori dan kekentalan dari filter sampai optimum. Filter dapat menjadi sangat efisien dan sangat cepat. Faktor lain dari filter bakteri yaitu keseimbangan permukaan antara bahan dari filter dengan bakteri dari larutan, tekanan yang
digunakan, waktu filtrasi, muatan listrik dan filter, pH dari bahan yang disaring dan absorpsi dari protein dan bahan lain.
Filter seitz Bagian dari filter ini dibuat dari bahan asbestos yang dijepit pada dasar wadah besi. Keuntungan utama dari filter seitz adalah lapisan filter dapat dibuang setelah digunakan dan untuk masalah ini pembersihannya berkurang. Efisiensi dari filter ini tergantung pada pengembangan serat dan lapisan filter oleh air. Karena larutan alkohol pekat tidak mengembang, filter ini tidak digunakan untuk mensterilkan larutan yang mengandung alcohol dengan jumlah besar. Filter ini mampu dengan kapasitas volume dari 30 ml hingga lebih 100 ml. Kerugian pertama dari filter ini cenderung memberikan komponen magnesium pada filtrat. Bahan alkalin ini dapat menyebabkan pengendapan dari alkaloid bebas dari garamnya dan dapat menginaktifkan bahwa yang sensitiv seperti insulin, ekstrak pituitary, epinefrin, dan apomorphin. Hal ini dapat diatasi dengan perawatan pertama dengan filter dengan dibasahkan dengan HCl dan kemudian dibilas dengan air. Kerugian kedua dari seitz adalah permukaan serat dari lapisan filtrat, membuat larutan tidak cocok untuk injeksi. Ini dapat diatasi dengan menempatkan ayakan dari nilon atau sutra, di bawah lapisan filter sebelum menempatkan lapisan di dalam filter atau sebuah fritted glass dapat ditempelkan pada saluran. Kedua untuk menghilangkan serat. Filter seitz juga cenderung menghilangkan substrat dari filtrate dengan absorpsi.
Filter Swinny Sebuah adaptasi dari filter seitz, filter swinny mempunyai adaptor khusus yaitu terdiri dari lapisan asbes, bersama dengan layer dan pencuci. Keutamaan untuk digunakan filter swinny di bungkus dengan kertas dan autoklaf. Bagian yang dipotong dihubungkan pada spoit werlock dan cairan dimasukkan ke potongan asbes dengan menggunakan tekanan pada sal spoit.
Filter Fritted-Glass Filter Sintered Fritted-Glass dapat dihancurkan oleh kandungan dalam serbuk, tombol bulat dari gelas digabungkan bersama dengan penggunaan panas untuk menempatkan ukuran dari bentuk potongan. Permeabilitas dari filter berbanding lurus dengan berkembangnya ukuran. Setelah potongan dibentuk, potongan disegel dengan pemanasan didalam gelas pirex seperti corong Buchner. Filter Berkefeld dan Mandler Mandler terbuat dari tanah silika murni, asbestos dan kalsium sulfat. Berkefeld disusun juga dari tanah silika murni. Masing-masing filter bermuatan negatif. Tersedia dalam beberapa prioritas berdasarkan permeabilitasnya ke dalam air dalam Bekerfeld atau Mandler.
Filter Selas Filter ini secara kimia, menjadi resistensi terhadap semua larutan yang tidak menyerang silika. Karena masing-masing partikel meliputi filter semata-mata bersama selama proses manufaktur, ada bahaya kecil partikel-partikel dari filter jauh dalam larutan.
Filter Candles-Pasteur-Chamberland Ada pemanasan dengan Bekerfeld tetapi dibuat dari pori porselen tak berkaca dengan pori kecil yang menghasilkan filtrasi lambat.
BAB III PENUTUP
KESIMPULAN Metode sterilisasi yaitu : 1. Metode Fisika a. Pemanasan kering Prinsipnya adalah protein mikroba pertama-tama akan mengalami dehidrasi sampai kering. Selanjutnya teroksidasi oleh oksigen dari udara sehingga menyebabkan mikrobanya mati. (i) Udara panas oven Digunakan untuk sterilisasi alat gelas yang tidak berskala, alat bedah, minyak lemak, parafin, petrolatum, serbuk stabil seperti talk, kaolin, ZnO. Suhu sterilisasi yang digunakan adalah 170oC selama 1 jam, 160oC selama 2 jam, 150oC selam 3 jam.
(ii) Pemijaran langsung Digunakan untuk sterilisasi alat logam, bahan yang terbuat dari porselen, tidak cocok untuk alat yang berlekuk karena pemanasannya tidak rata. Suhu yang digunakan 500-600oC dalam waktu beberapa detik, untuk alat logam sampai berpijar. (iii) Minyak dan penangas lain Digunakan untuk sterilisasi alat bedah seperti gunting bedah sebagai lubrikan menjaga ketajaman alat, bahan kimia stabil dalam ampul. Larutan natrium atau amonium klorida jenuh dapat digunakan pula sebagai pengganti minyak mineral.
b. Pemanasan basah Prinsipnya adalah dengan cara mengkoagulasi atau denaturasi protein penyusun tubuh mikroba sehingga dapat membunuh mikroba. (i) Uap bertekanan (autoklaf) Digunakan untuk sterilisasi alat gelas, larutan yang dimaksudkan untuk diinjeksikan ke dalam tubuh, alat berskala, bahan karet. Waktu yang dibutuhkan untuk sterilisasi larutan suhu 121oC adalah 12 menit. Uap jenuh pada suhu 121oC mampu membunuh secara cepat semua bentuk vegetatif mikroorganisme dalam 1 atau 2 menit. Uap jenuh ini dapat menghancurkan spora bakteri yang tahan pemanasan. (ii) Pemanasan dengan bakterisida Digunakan untuk sterilisasi larutan berair atau suspensi obat yang tidak stabil dalam autoklaf. Tidak digunakan untuk larutan obat injeksi intravena dosis tunggal lebih dari 15 ml, injeksi intratekal, atau intrasisternal. Larutan yang ditambahkan bakterisida dipanaskan dalam wadah bersegel pada suhu 100 oC selama 10 menit di dalam pensteril uap atau penangas air.
Bakterisida yang digunakan 0,5% fenol; 0,5% klorobutanol; 0,002 % fenil merkuri nitrat; 0,2% klorokresol. (iii) Air mendidih Digunakan untuk sterilisasi alat bedah seperti jarum spoit. Hanya dilakukan dalam keadaan darurat. Dapat membunuh bentuk vegetatif mikroorganisme tetapi tidak sporanya. c. Cara bukan panasSterilisasi dengan radiasi (i) Prinsipnya adalah radiasi menembus dinding sel dengan langsung mengenai DNA dari inti sel sehingga mikroba mengalami mutasi. Digunakan untuk sterilisasi bahan atau produk yang peka terhadap panas (termolabil). Ada dua macam radiasi yang digunakan yakni gelombang elektromagnetik (sinar x, sinar γ) dan arus partikel kecil (sinar α dan β). 2. Metode Kimia a. Menggunakan bahan kimia Dalam pensterilan digunakan bahan kimia seperti alkohol 70%, fenol 5%. b. Sterilisasi gas Dalam pensterilan digunakan bahan kimia dalam bentuk gas atau uap, seperti etilen oksida, formaldehid, propilen oksida, klorin oksida, beta propiolakton, metilbromida, kloropikrin. Digunakan untuk sterilisasi bahan yang termolabil seperti bahan biologi, makanan, plastik, antibiotik. 3. Metode mekanik a. Filtrasi Digunakan untuk sterilisasi larutan yang termolabil. Penyaringan ini menggunakan filter bakteri. Metode ini tidak dapat membunuh mikroba, mikroba hanya akan tertahan oleh pori-pori filter dan terpisah dari filtratnya.
Dibutuhkan penguasaan teknik aseptik yang baik dalam melakukan metode ini. Filter biasanya terbuat dari asbes, porselen. Filtrat bebas dari bakteri tetapi tidak bebas dari virus.
DAFTAR PUSTAKA Glenn L. Jenkins et.all., 1957. Scoville’s : The Art of Compounding, New York : MCGraw Hill Book Companies. Eugene L. Parrott, 1974. Pharmaceutical Technology. Minneapolis : Burgess Publishing Company. Leon Lachmann et.all., 1998. Teori dan Praktek Farmasi Industri (terjemahan), jakarta : UI-Press. A.R. Gennaro, 1990. Remington’s Pharmaceutical Sciences 18 th Edition. Pennsylvania : Mack Publishing Company. Michael J. groves, 1988. Parenteral Manual Technology. USA : Interpharm Press Inc. James Agalloco, 2008. Validation of Pharmaceutical Processes (electronic version). USA : Informa Healthcare Inc. Fardiaz, Srikandi.
1992.Mikrobiologi Pangan. Departemen Pendidikan dan
Kebudayaan. PAU Pangan dan Gizi. Institut Pertanian Bogor. Lay, B. W. dan Hastowo. 1982.Mikrobiologi. Rajawali Press Jakarta. Hadioetomo, R.S. 1985. Mikrobiologi Dasar dalam Praktek. PT.Gramedia.Jakarta. Volk, W.A. dan Wheeler, M.F. 1988. Mikrobiologi Dasar. Penerbit Erlangga. Jakarta
