MAKALAH TEKNOLOGI SEDIAAN FARMASI STERIL METODE STERILISASI DAN DEPIROGENASI
DISUSUN OLEH: 1. 2. 3. 4. 5.
AJENG WIDI ASTUTI ALFI NURI DIANHARI NOVIANTI NINA SETYANINGSIH SITI NUR AISIYAH
E0014029 E0014030 E0014033 E0014046 E0014055
PROGRAM STUDI S1 FARMASI STIKes BHAKTI MANDALA HUSADA 2017
1
KATA PENGANTAR Segala puji bagi allah SWT yang telah memberikan nikmat serta hidayah-Nya terutama nikmat kesempatan dan kesehatan sehingga dapan menyelesaikan tugas mata kuliah “Teknologi Sediaan Farmasi Steril”. Kemudian sholawat beserta salam kita sampaikan kepada nabi kita Muhammad SAW yang telah memberikan pedoman hidup yakni Al-Quran dan sunah untuk keselamatan umat di dunia. Makalah mikrobiota normal tubuh manusia ini merupakan salah satu tugas mata kuliah “Teknologi Sediaan Farmasi Steril”. Selanjutnya kami mengucapkan
terimakasih yang
sebesar-besarnya kepada ibu Devi Ika K.S.,M.Sc.,Apt. Selaku dosen pembimbing mata kuliah mikrobiologi dan kepada segenap pihak yang telah memberikan bimbingan serta arahan selama penulisan makalah ini. Kami menyadari bahwa banyak terdapat kekurangan-kekurangan dalam penulisan makalah ini, maka dari itu kami mengharapkan kritik dan saran yang konstruktif dari para pembaca demi kesempurnaan makalah ini.
Slawi, Maret 2017
Penyusun
2
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL....................................................................................................... i KATA PENGANTAR...................................................................................................... ii DAFTAR ISI.................................................................................................................... iii BAB I PENDAHULUAN................................................................................................ 1 1.1 ........................................................................................................................Latar Belakang......................................................................................................... 1 1.2 ........................................................................................................................Rumu san Masalah.................................................................................................... 1 1.3 ........................................................................................................................Tujua n...................................................................................................................... 2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA..................................................................................... 3 2.1 ........................................................................................................................Defini si Sterilisasi..................................................................................................... 3 2.2 ........................................................................................................................Metod e Sterilisasi..................................................................................................... 3 2.3 ........................................................................................................................Sejara h Pirogen......................................................................................................... 16 2.4 ........................................................................................................................Teori Pirogen............................................................................................................ 17 2.5 ........................................................................................................................Sumb er-sumber Pirogen.......................................................................................... 19 2.6 ........................................................................................................................Metod e Depirogenasi................................................................................................ 21 BAB III PENUTUP......................................................................................................... 26 3.1 ........................................................................................................................Kesim pulan............................................................................................................... 26 3.2 ........................................................................................................................Saran ........................................................................................................................ 26 DAFTAR PUSTAKA
................................................................27
3
BAB I PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang Steril dalam pengertian mutlak, yaitu bebas dari mikroorganisme baik bentuk vegetatif, non vegetatif (spora), patogen maupun non patogen. Jadi tidak ada kondisi pertengahan, mutlak antara steril dan tidak steril. Jika pada penandaan obat dituliskan kata “steril”, berarti bahwa dari sampel suatu batch yang diambil dan telah dilakukan uji sterilitas menurut buku resmi (farmakope indonesia edisi IV), hasilnya memenuhi syarat yang sudah ditetapkan. Steril adalah istilah yang mempunyai konotasi relative, dan kemungkinan menciptakan kondisi mutlak bebas dari mikroorganisme hanya dapat diduga atas dapat proyeksi kinetis angka kematian mikroba. Sterilisasi adalah proses yang dirancang untukmenciptakan keadaan steril. Secara tradisional keaadan sterill adalah kondisi mutlak yangtercipta sebagai akibat penghancuran dan penghilangan semua mikroorganisme hidup. Sediaan steril yaitu sediaan terapetis yang bebas mikroorganisme baik vegetatif atau bentuk sporanya baik patogen atau non patogen. Produk steril adalah sediaan terapetis dalam bentuk terbagi-bagi yang bebas dari mikroorganisme hidup. Salah satu contoh sediaan steril yangdimaksud yakni injeksi. injeksi adalah sediaan steril berupa larutan, emulsi, suspensi, ataupunserbuk yang harus dilarutkan atau disuspensikan lebih dahulu sebelum digunakan. Injeksi pun memiliki beragam jenis sesuai dengan penggunaannya.
1.2 a. b. c. d. e.
Rumusan Masalah Apa yang dimaksud dengan sterilisasi? Apa saja metode sterilisasi? Apa yang dimaksud dengan pirogen? Apa saja sumber-sumber pirogen? Apa saja metode depirogenasi?
1
1.3
Tujuan a. Mahasiswa mengetahui apa yang dimaksud dengan sterilisasi. b. Mahasiswa mengetahui dan memahami metode apa saja yang digunakan untuk sterilisasi. c. Mahasiswa mengetahui apa yang dimaksud dengan pirogen. d. Mahasiswa mengetahui sumber-sumber pirogen. e. Mahasiswa mengetahui apa saja metode depirogenasi.
2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1
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 berkembangbiak. Sterilisasi harus dapat membunuh jasad renik yang paling tahan panas yaitu spora bakteri. Sterilisasi yaitu proses atau kegiatan membebaskan suatu bahan atau benda dari semua bentuk kehidupan. Pada prinsipnya sterilisasi dapat dilakukan dengan 3 cara yaitu secara mekanik, fisik dan kimiawi. Sterilisai secara mekanik (filtrasi) menggunakan suatu saringan yang berpori sangat kecil (0,22 mikron atau 0,45 mikrob) sehingga mikroba tertahan pada saringan tersebut. Proses ini ditujukan untuk sterilisasi bahan yang peka panas, misalnya larutan enzim dan antibiotik. Sterilisasi secara fisik dilakukan dengan cara pemanasan atau penyinaran. Pemanasan dapat dilakukan dengan cara pemijaran, pemanasan kering, menggunakan uap air panas, dan
menggunakan uap air panas bertekanan (Agalloco, 2008). 2.2 Metode Sterilisasi 2.2.1 Sterilisasi Secara Fisika 2.2.1.1 Pemanasan Kering a. Udara Panas Oven The Art of Compounding : 404 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 3
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 : bahanbahan gelas, dapat disterilkan pada suhu 170oC. dimana beberapa serbuk seperti sulfonilamid harus disterilkan pada suhu rendah dan waktu yang lebih lama. Validation of Pharmaceutical Processes : 151 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 bahan-bahan lain yang memiliki kemampuan bertahan pada suhu yang digunakan. Secara umum, validasi untuk alur depirogenisasi untuk proses panas kering selalu termasuk proses sterilisasinya. Parenteral Technology Manual : 123 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. 4
Penerapan panas dengan keberadaan lembab lebih fektif untuk pembunuhan mikroorganisme diisyaratkan 15 menit pada suhu 121oC. Remington’s Pharmaceutical Sciences 18th : 1471 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 The Art of Compounding : 404 Bahan kimia yang stabil dalam ampul bersegel dapat disterilisasi dengan mencelupkannya, dalam penangas yang berisi minyak mineral pada suhu 162 0C. 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 5
The Art of Compounding : 404 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. 2.2.1.2 Panas lembab a) Uap bertekanan Validation of Pharmaceutical Processes : 151 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 F 0 yang juga dilakukan bila suhu sterilisasi berbeda dari 121°C. F0dari 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. The Art of Compounding : 407 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
6
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 121 oC selama 12 menit, ditambah waktu tambahan untuk larutan dalam wadah untuk mencapai 121°C setelah termometer pensteril menunjukkan suhu ini. Secara umum larutan dalam botol 100-200 ml akan membutuhkan kurang 5 menit botol 500 ml antara 10-15 menit. Remington’s Pharmaceutical Sciences 18 th : 1471 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 The Art of Compounding : 412 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 7
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 The Art of Compounding : 413 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 The Art of Compounding : 413 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 23% larutan kresol tersaponifikasi yang menghambat kondisi bahan-bahan logam. 8
2.2.1.3 Cara Bukan Panas a. Sinar ultraviolet Teori dan Praktek Farmasi Industri : 1272 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 membunuhmikroorganisme dibatasi pada permukaan yang dipaparkan. Aksi letal Teori dan Praktek Farmasi Industri : 1272 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. b. Radiasi pengion Teori dan Praktek Farmasi Industri : 1274 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 9
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. Validation of Pharmaceutical Processes : 151 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 alatalat 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. 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. Penerapan untuk sterilisasi ini Teori dan Praktek Farmasi Industri : 1276 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. Remington’s Pharmaceutical Sciences : 1476 10
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. 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. Satu-satunya 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.
11
2.2.2
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 12
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. Validation of Pharmaceutical Processes : 151 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. Sterilisasi menghasilkan bahan toksik seperti etilen klorohidrin yang menghasilkan ion klorida dalam bahan-bahan. Digunakan untuk sterilisasi alaalat 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. 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. 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 13
hidroksi etil metabolit yang tidak diubah dengan tidak tersedia bagi mikroorganisme sehingga mikroorganisme ini mati tanpa reproduksi. 2.2.3 Sterilisasi Secara Mekanik 2.2.3.1 Filter Bakteri Validation of Pharmaceutical Processes : 151 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. 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. 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. 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 14
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 filterglass 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. 2.2.3.2 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.
15
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. 2.2.3.3 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. 2.2.3.4 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. 2.2.3.5 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. 2.2.3.6 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. 2.2.3.7 Filter Candles-Pasteur-Chamberland Ada pemanasan dengan Bekerfeld tetapi dibuat dari pori porselen tak berkaca dengan pori kecil yang menghasilkan filtrasi lambat.
16
2.3
Sejarah Pirogen Pirogen berasal dari kata pyro yang artinya keadaan yang berhubungan dengan panas, dan kata gen yang artinya membentuk atau menghasilkan .Pirogen adalah suatu produk mikroorganisme, terutama dari bakteri gram negatif . Pirogen adalah senyawa dengan berat molekul tinggi yang dinyatakan sebagai senyawa lipopolisakarida yang diproduksi oleh kira-kira 5-10% massa total bakteri. Pirogen ini merupakan senyawa yang jika masuk ke aliran darah akan mempengaruhi suhu tubuh dan biasanya menghasilkan demam. Pengobatan demam yang disebabkan oleh pirogen sangat sulit dan pada beberapa kasus dapat menyebabkan kematian. Pirogen berasal dari kelompok senyawa yang luas, meliputi endotoksin (LPS). Endotoksin adalah suatu molekul yang berasal dari membran luar bakteri gram negatif.Organisme gram negatif membawa 3-4 juta LPS pada permukaannya yang meliputi 75% permukaan membran luar. Pirogen merupakan substansi yang mampu menyebabkan demam dan sering mencemari sediaan farmasi.Sampai saat ini, substansi pirogenik yang diketahui paling aktif dan paling sering mencemari sediaan farmasi adalah endoktoksin, selain itu masih banyak substansi pirogenik lainnya seperti bakteri, fungi, DNA-RNA virus, protein, polipeptida dan lain. Endotoksin merupakan suatu produk miroorganisme terutama dari gram negatif yang terdiri atas suatu senyawa kompleks lipopolysakarida yang pyrogenic, suatu protein dan suatu lipid yang inert.Pada saat ini endoktoksin diketahui merupakan pirogen yang paling kuat, namun kehadiran pirogen lain dalam suatu sediaan perlu diperhitungkan karena manusia tidak hanya dipengaruhi endoktoksin saja tetapi juga pirogen yang lain. Pada tahun 1923 seibert membuktikan bahwa pirogen adalah substansi yang tidak tersaring, termostabil, dan non volatile. Pada tahun 1937 Co Tui membuktikan bahwa kontaminasi pirogen ini juga terjadi pada alat-alat seperti wadah-wadah untuk melarutkan obat suntik, juga pada zat kimia yang digunakan sebaga zat berkhasiat.
2.4
Teori Pirogen Pirogen adalah senyawa dengan berat molekul tinggi yang dinyatakan sebagai senyawa lipopolisakarida yang diproduksi oleh kira-kira 5-10% massa total bakteri. Pirogen ini merupakan senyawa yang jika masuk ke aliran darah akan mempengaruhi suhu tubuh dan biasanya menghasilkan demam. Pengobatan demam yang disebabkan oleh pirogen sangat sulit dan pada beberapa kasus dapat menyebabkan kematian. Pirogen berasal dari kelompok senyawa yang luas, meliputi endotoksin (LPS). 17
Endotoksin adalah suatu molekul yang berasal dari membran luar bakteri gram negatif.Organisme gram negatif membawa 3-4 juta LPS pada permukaannya yang meliputi 75% permukaan membran luar (Sudjadi,2008) Pirogen merupakan substansi yang mampu menyebabkan demam terutama dari bakteri gram negatif yang terdiri atas suatu senyawa kompleks lipopilisakarida. Pada saat ini endotoksin diketahui merupakan pirogen yang paling kuat, namun kehadiran pirogen lain dalam suatu sediaan perlu diperhitungkan; karena manusia tidak hanya respon terhadap endotoksin tetapi juga pirogen yang lain (Suwandi. 1988) Sifat-sifat pirogen: 1. Termostabil, sehingga hanya dapat dihilangkan dengan pemanasan pada suhu 650 2. 3. 4. 5. 6.
derajat C selama 1 menit Larut dalam air Tidak dipengaruhi oleh bakterisida biasa Tidak menguap Berat Molekul (BM) antara 15.000-4.000000 dan Ukuran umumnya 1-50 millimikron Secara garis besar dikelompokkan menjadi 2 golongan, yaitu pirogen endogen
dan eksogen. 1. Pirogen endogen Pada intinya, semua pirogen endogen adalah sitokin, molekul yang merupakan bagian dari sistem kekebalan tubuh. Mereka diproduksi oleh sel-sel kekebalan tubuh diaktifkan dan menyebabkan peningkatan titik thermoregulatory set di hipotalamus. Pirogen endogen utama interleukin 1 (α dan β), [20] interleukin 6 (IL-6). Pirogen endogen kecil termasuk interleukin-8, tumor necrosis factor-β, makrofag inflamasi protein-α dan makrofag inflamasi protein-β serta interferon-α, interferon-β, dan interferon-γ. [20] Tumor necrosis factor-α juga bertindak sebagai pirogen a. Hal ini dimediasi oleh interleukin 1 (IL-1) release. [21] Faktor-faktor sitokin ini dilepaskan ke dalam sirkulasi umum, di mana mereka bermigrasi ke organ circumventricular otak karena penyerapan lebih mudah disebabkan oleh berkurangnya aksi filtrasi penghalang darah-otak di sana. Faktor sitokin kemudian mengikat dengan reseptor endotel pada dinding pembuluh, atau berinteraksi dengan sel-sel mikroglia lokal. Ketika faktor-faktor sitokin mengikat, jalur asam arakidonat kemudian diaktifkan. 2. Pirogen Eksogen Salah satu model untuk mekanisme demam yang disebabkan oleh pirogen eksogen meliputi LPS, yang merupakan komponen dinding sel bakteri gram negatif. Sebuah protein kekebalan yang disebut protein lipopolisakarida mengikat (LBP) mengikat LPS. LBP-LPS kompleks maka berikatan dengan reseptor CD14 18
dari makrofag dekatnya. Hasil ini mengikat dalam sintesis dan pelepasan berbagai faktor endogen sitokin, seperti interleukin 1 (IL-1), interleukin 6 (IL-6), dan tumor
necrosis
factor-alpha.
Dengan
kata
lain,
faktor-faktor
eksogen
menyebabkan pelepasan faktor endogen, yang, pada gilirannya, mengaktifkan jalur asam arakidonat (Walter F. 2003; 1300). Mekanisme Demam Sebagai respon terhadap rangsangan pirogenik, maka monosit, makrofag, dan sel-sel Kupffer mengeluarkan suatu zat kimia yang dikenal sebagai pirogen endogen IL-1(interleukin 1), TNFα (Tumor Necrosis Factor α), IL-6 (interleukin 6), dan INF (interferon) yang bekerja pada pusat termoregulasi hipotalamus untuk meningkatkan patokan termostat. Hipotalamus mempertahankan suhu di titik patokan yang baru dan bukan di suhu normal. Sebagai contoh, pirogen endogen meningkatkan titik patokan menjadi 38,9° C, hipotalamus merasa bahwa suhu normal prademam sebesar 37° C terlalu dingin, dan organ ini memicu mekanisme-mekanisme respon dingin untuk meningkatkan suhu tubuh. Berbagai laporan penelitian memperlihatkan bahwa peningkatan suhu tubuh berhubungan langsung dengan tingkat sitokin pirogen yang diproduksi untuk mengatasi berbagai rangsang. Ransangan endogen seperti eksotoksin dan endotoksin menginduksi leukosit untuk mengeluarkan pirogen endogen, dan yang poten diantaranya adalah IL-1 dan TNFα, selain IL-6 dan IFN. Pirogen endogen ini akan bekerja pada sistem saraf pusat tingkat OVLT (Organum Vasculosum Laminae Terminalis) yang dikelilingi oleh bagian medial dan lateral nukleus preoptik, hipotalamus anterior, dan septum palusolum. Sebagai respon terhadap sitokin tersebut maka pada OVLT terjadi sintesis prostaglandin, terutama prostaglandin E2 melalui metabolisme asam arakidonat jalur COX-2 (cyclooxygenase 2), dan menimbulkan peningkatan suhu tubuh terutama demam. 2.5
Sumber-sumber Pirogen Pirogen dapat masuk dalam sediaan dalam arti berupa mikroorganisme hidup/mati. Mungkin sumber terbesar dari berbagai kontaminasi adalah air yang digunakan pada proses pembuatn. Walaupun destilasi yang tepat akan menyediakan air bebas pirogen, kondisi penyimpanannya harus tidak dapat dimasuki oleh mikroorganisme dan pertumbuhannya dicegah. Sumber potensial yang lain dari kontaminasi adalah perlengkapan. Bahan-bahan pirogenik melekat kuat pada gelas atau permukaan lain. Residu dari larutan dalam 19
peralatan yang digunakan sering terjadi menjadi kultur bakteriyang terkontaminasi pirogenik. Walaupun peralatan yang sudah dicuci dibiarkan di udara dapat mengandung nutrisi yang nyata untuk pertumbuhan mikroorganisme karena pengeringan tidak menghancurkan pirogen, pirogen dapat tinggal dalam peralatan selama jangka panjang. Pencucian yang baik akan menurunkan dan pemanasan kering akan mencegah kontaminasi peralatan yang cocok untuk digunakan bahan terlarut dapat menjadi sumber nitrogen. Bahan terlarut dapat mengkristal/mengendap dari larutan berair yang mengandung kontaminasi pirogenik. Pada proses ini, pirogen dapat didihalangi melalui lapisan partikel. Dalam beberapa kasus, bahan terlarut dapat dimurnikan dengan rekristalisasi dan pencucian pengendapan atau cara lai untuk penghilangan pirogen. Proses pembuatan harus diperhatikan sekali dansecepat mungkin untuk meminimalkan kontaminasi. Tidak ada produk yang seharusnya disiapkan dengan proses yang lengkap dalam satu hari kerja termasuk sterilisasi (RPS 18th : 1550). Sumber-sumber pirogen adalah sebagai berikut : 1. Scoville’s : 196 Pada prinsipnya sumber pirogen adalah air destilat yang terlalu terkontaminasi oleh bakteri yang tahan udara yang tumbuh
dan
menghasilkan
endotoksin.
Sebagai
tambahan,
pirogen dapat dibawa ke destilat pada proses destilasi. Sumber lain dari pirogen adalah air yang melekat pada permukaan dalam wadah atau botol labu, yang dipakai dalam penyiapan larutan. Zat terlarut seperti dekstrosa dan NaCl juga dapat dapat mengandung pirogen. 2. RPS 18th : 1550 Pirogen dapat masuk kedalam sediaan melalui beberapa cara berupa
mikroorganisme
hidup
atau
mati.
Mungkinsumber
potensial terbesar dari berbagai kontaminasi adalah air yang digunakan dalam proses. Walaupun destilasi yang tepat akan menyediakan air bebas pirogen, kondisi penyimpanan harus tidak dapat
dimasuki
oleh
mikroorganisme
dan
pertumbuhannya
dicegah. Sumber potensial yang lain dari kontaminasi adalah perlengkapan. Bahan-bahan pirogen melekat kuat pada gelas dan permukaan lain. Residu larutan dalam peralatan yang digunakan 20
sering
menjadi
media
kultur
bakteri
dengan
kontaminasi
pirogenik. Walaupun peralatan yang sudah dicuci dibiarkan basah dan dibiarkan diudara dapat mengandung nutrisi yang nyata untuk pertumbuhan mikroorganisme karena pengeringan tidak menghancurkan pirogen, pirogen dapat tinggal dalam peralatan dalam jangka panjang. Pencucian akan mengurangi kontaminasi dan pemanasan kering akan mencegah kontaminasi peralatan yang cocok untuk digunakan. Bahan terlarut dapat menjadi sumber
pirogen.
Bahan
terlarut
dapat
mengkristal
atau
mengendap dari larutan berair yang mengandung kontaminasi pirogenik. Pada proses ini, pirogen dapat dihalangi melalui lapisan partikel. Dalam beberapa kasus, bahan terlarut dapat dimurnikan dengan rekristalisasi dan pencucian pengendapan atau cara lain untuk penghilangan pirogen. 3. SDF : 46 Kebanyakan sumber utama dari pirogen adalah air yang digunakan untuk membuat larutan. Walaupun air itu sendiri medium kultur yang buruk, kontaminasi dapat terjadi melalui mikroorganisme yang membuat udara dan debu. Seperti yang telah didiskusikan, inilah alasan satu-satunya digunakan dalam sediaan adalah air untuk injeksi. Jika destilasi digunakan untuk menyiapkan
air
untuk
injeksi,
masih
perlu
dirancang
dan
digunakan dengan lebih baik. Pirogen dipindahkan dari air dengan destilasi,
pirogen
tidak
menguap.
Destilasi
bebas
pirogen
dikumpulkan dalam wadah steril dan bebas pirogen. Jika wadah tidak bebas pirogen, pirogen dalam wadah akan dilarutkan dalam air, hal ini yang menyebabkan pirogenik. Jika wadah tidak steril, mikroorganisme
dapat
tumbuh
dan
memproduksi
pirogen,
menghasilkan larutan pirogenik. API, ketika dikumpulkan dalam wadah bebas pirogen dan steril, harus digunakan kurang dari 24 jam untuk sediaan produk parenteral yang disterilakan pada perode ini. Jika air untuk injeksi disimpan untuk waktu yang lebih panjang, air untuk injeksi dapat disimpan dalam wadah bebas 21
pirogen dan steril pada suhu 5o atau 30o, suyhu dimana mikroorganisme tidak akan tumbuh, kemungkinan menghilangkan pirogen. Pilihan lain adalah sterilisasi air untuk injeksi, dengan demikian
mempertahankan
stabilitas
sampai
waktu
penggunaaan. 2.6 Metode depirogenasi 2.6.1 Depirogenasi dengan membuang endotoksin - Destilasi Menghilangkan pelarut, seperti air dari endotoksin dan bahan tidak murni lainnya dan ini sangat efektif. Hal ini dimungkinkan untuk menenggelamkan/ -
menghilangkan beban endotoksin atau "Beban pyro" yang terlalu tinggi. Osmosis Balik Dalam depyrogenation air dengan reverse osmosis (RO), air dipaksa melalui pori-pori yang sangat kecil dalam membran melawan gradien osmotik; air melewati membran, tetapi endotoksin tidak. Berat molekul potong (MWCO) untuk membran RO umumnya tidak ditentukan karena untuk ultrafilter. Namun, sebagai membran RO umumnya satu yang akan menghilangkan garam dan sebagai berat molekul natrium klorida adalah 58,44, pengecualian
-
ukuran membran RO jelas kurang dari 100 Da. Ultrafiltrasi Ultrafiltrasi adalah proses yang efektif yang mengandalkan larutan atau molekul menjadi depyrogenation yang secara signifikan lebih kecil dari endotoksin. Sebuah membran dinilai untuk mempertahankan molekul (atau agregasi daripadanya) dari 100.000 Da umumnya akan menghapus endotoksin dari larutan air karena LPS yang diagregasikan. Namun, jika kondisi fisikokimia larutan menyebabkan LPS untuk menguraikan, sebuah ultrafilter MWCO rendah diperlukan. Sebuah membran dengan 10.000 Da MWCO dapat diharapkan untuk menghilangkan endotoksin dari kebanyakan
-
larutan. Resin penukar ion Resin penukar anion akan menghapus endotoksin bermuatan negatif. Penggunaan teknologi ini untuk menghilangkan endotoksin dan memurnikan enzim. Secara umum dengan karbon aktif, resin pertukaran ion yang paling cocok untuk pemrosesan batch. Kecuali hati-hati dibersihkan, resin penukar anion dapat menjadi terkontaminasi oleh bakteri dan mungkin memberikan
22
kontribusi endotoksin ke sistem daripada menghapusnya. Hal ini berlaku dalam sistem air serta aplikasi lainnya. -
Karbon teraktivasi Karbon aktif mengikat dan menghilangkan molekul organik, termasuk endotoksin, dan dapat efektif dalam depyrogenasi larutan. Karbon aktif dapat didepirogenasi oleh panas kering sebelum digunakan untuk depyrogenasi. Hal ini dapat ditambahkan ke dalam larutan yang akan didepirogenasi atau larutan ini bisa melewati kolom atau tabung yang mengandung karbon aktif. Seperti halnya untuk resin pertukaran ion, itu lebih cocok untuk proses batch tapi mudah menjadi pengotor dan dapat menjadi sumber endotoksin jika dalam sistem untuk periode yang diperpanjang. Efektivitas karbon aktif dilaporkan meningkat bila dikombinasikan dengan autoklaf 121 0C selama 90 menit. Karbon aktif dapat dihilangkan dengan mengendapkan, filtrasi, atau sentrifugasi, atau dengan kombinasi pendekatan ini. untuk produk suntik atau komponennya, perawatan harus dilakukan untuk menjamin penghapusan
-
partikel. Mengisi media yang dimodifikasi Media filter bermuatan positif dapat menghapus endotoksin dari larutan air dan garam, meskipun mungkin tidak efektif untuk larutan protein. Secara historis asbes digunakan dalam aplikasi ini, tapi ini sekarang secara khusus dilarang untuk obat-obatan di revisi GMP untuk obat-obatan yang berlaku efektif pada tanggal 8 Desember 2008. Filter dengan potensi zeta positif
-
(yaitu, muatan positif), biasanya nilon, sekarang digunakan. Perangkat afinitas Perangkat dengan afinitas khusus untuk endotoksin yang tersedia untuk menghilangkan endotoksin. Ini termasuk Polymyxin B di sepharosa atau kolom kromatografi agarosa, perangkat afinitas heparin, dan histamin sepharosa. Ini mungkin tidak efektif di dalam larutan protein tertentu, dan mungkin perlu untuk menyesuaikan konsentrasi garam dan pH untuk
-
mendapatkan selektif maksimal mengikat endotoksin. Mencuci / membilas Mencuci atau membilas dapat digunakan untuk menghilangkan endotoksin dari partikel padat yang tidak dapat depyrogenation oleh panas kering. Ini mungkin bilas API panas atau mungkin melibatkan penggunaan bahan kimia yang diikuti dengan membilasnya. Bahan kimia untuk membantu proses ini 23
termasuk surfaktan, NaOH (biasanya di kisaran 0,05-0,5 M), atau bahan 2.6.2
pembersih komersial. Depirogenasi dengan dekstruksi kimia endotoksin - Hidrolisis Asam Hidrolisis asam ringan pada hubungan glikosidik antara lipid A dan bagian struktur gula. Lipid A bebas maka agregat dan relatif nonpyrogenic sampai itu dilarutkan. Hidrolisis lebih lanjut dari lipid A dengan asam dapat benarbenar mengurangi pirogenitas tersebut. Perawatan asam dilaporkan termasuk 0,12 M HCl selama 30 menit diikuti dengan pembilasan yang luas ; 0,05 M HCl selama 30 menit di 100 0C ; 1% asam asetat glasial selama 2 sampai 3 -
jam pada 1000C. Hidrolisis basa Perawatan dengan larutan alkali yang digunakan dalam pembersihan dan perawatan untuk mengurangi kontaminasi endotoksin, terutama peralatan seperti tank dan tabung. Mekanisme depyrogenation adalah dengan saponifikasi asam lemak dari lipid A. Sodium hidroksida umumnya digunakan pada konsentrasi antara 0,05 dan 0,5 M. Selain perusakan endotoksin dengan hidrolisis, pada pH tinggi afinitas permukaan endotoksin berkurang dan solubilisasinya meningkat, yang memungkinkan untuk dibilas. Dalam banyak kasus, terutama jika suhu yang tinggi tidak digunakan, ini mungkin sama pentingnya dengan kehancuran. Natrium hidroksida memerlukan sejumlah besar air (biasanya WFI atau air lainnya konsentrasi endotoksin rendah) untuk membilas (tapi mudah untuk menentukan kapan residu telah dihapus dengan memantau pH air). Berkumur dengan volume berlebihan air akan membantu depyrogenation. KOH juga efektif dan lebih mudah dihilangkan dengan pembilasan. Tingkat depyrogenation dengan hidrolisis alkali meningkat bahkan pemanasan yang tinggi. Sebagai contoh, pengobatan dengan 0,25 M NaOH pada 560C selama 1 jam telah terbukti efektif. Depyrogenation sebesar 0,1 M NaOH juga dilaporkan meningkat
-
dengan adanya 95% etanol atau 80% dimetilsulfoksida. Oksidasi Hidrogen peroksida telah terbukti menjadi agen efektif untuk depyrogenation dikonsentrasi tinggi pada suhu yang tinggi (27% pada 100 0C). Ini menunjukkan beberapa efektivitas sebesar 2,7% dan 370C, dan telah menyarankan bahwa mungkin lebih efektif pada pH yang lebih tinggi. Ozon telah digunakan untuk menghasilkan air konsentrasi endotoksin rendah, dan 24
efektivitas dilaporkan meningkat dengan adanya sinar ultraviolet. Sodium hipoklorit (pemutih), agen oksidasi yang umum digunakan dalam sanitasi dan pembersihan, umumnya tidak diakui sebagai efektif dalam depyrogenation. ETO adalah agen pengoksidasi lain. Hal ini banyak digunakan untuk mensterilkan bahan, terutama peralatan medis. ETO telah dilaporkan untuk menonaktifkan endotoksin tetapi tidak cukup efektif untuk mencapai 2.6.3
pengurangan yang signifikan. Depirogenasi dengan dekstruksi fisika endotoksin - Radiasi Dosis sterilisasi dari radiasi (radiasi γ) tidak efisien untuk mengurangi secara signifikan konsentrasi endotoksin. Dosis yang tinggi akan menghancurkan -
endotoksin tetapi mungkin dapat mempengaruhi bahan, terutama plastic. Panas lembab Autoklaf umumnya tidak dianggap sebagai cara yang efektif untuk depyrogenation, tetapi memiliki beberapa efek. Siklus panjang, terutama pada suhu tinggi dan tekanan, akan merusak endotoksin, misalnya, 5 jam pada 20 psi dan pH 8,2, atau 2 jam pada pH 3,8. Pada 15 p.s.i. (tekanan biasanya digunakan dalam otoklaf), penurunan yang signifikan dalam konsentrasi endotoksin telah dilaporkan setelah tiga jam. Sebagaimana dinyatakan di atas, kombinasi autoklaf dan karbon aktif telah ditemukan efektif. Perusakan endotoksin oleh autoklaf dengan adanya surfaktan
-
nonionik serta beberapa tingkat depyrogenation dengan autoklaf sendiri. Panas kering Panas kering adalah metode yang paling efektif dan sering digunakan untuk depyrogenasi banyak partikel. Asalkan partikel dapat mentolerir paparan panas, itu adalah metode pilihan. Hal ini banyak digunakan untuk kaca dan stainless steel dan juga dapat digunakan untuk Teflon. Silikon (seperti tabung) dapat didepirogenasi oleh panas kering, tapi pada suhu 250 0C membuat tabung rapuh dan rentan terhadap retak dan kerusakan. Suhu lebih dari 1800C efektif menghancurkan endotoksin dengan waktu diperlukan menurun karena suhu meningkat. USP menyatakan "Umumnya digunakan pengaturan waktu dan suhu 30 menit pada 2500C".
25
BAB III PENUTUP 3.1
Kesimpulan Berdasarkan uraian dalam makalah ini dapat disimpulkan: a. Sterilisasi yaitu proses atau kegiatan membebaskan suatu bahan atau benda dari semua bentuk kehidupan. b. Metode sterilisasi diantaranya metode fisika (pemanasan, radiasi), kimia, dan mekanik (filtrasi) c. Pirogen adalah senyawa dengan berat molekul tinggi yang dinyatakan sebagai senyawa lipopolisakarida yang diproduksi oleh kira-kira 5-10% massa total bakteri. d. Sumber-sumber
pirogen
diantaranya
air
destilat
yang
terlalu
terkontaminasi oleh bakteri yang tahan udara yang tumbuh dan menghasilkan endotoksin, air yang digunakan untuk membuat larutan. e. Metode depiroenasi antara lain depirogenasi dengan membuang endotoksin, depirogenasi dengan dekstrusi fisika, depirogenasi dengan dekstruksi kimia. 3.2
Saran Demikian yang dapat kami paparkan mengenai materi yang menjadi pokok bahasan dalam makalah ini, tentunya masih banyak kekurangan dan kelemahannya, kerena terbatasnya pengetahuan dan kurangnya rujukan atau referensi yang ada hubungannya dengan judul makalah ini.
26
DAFTAR PUSTAKA
Ansel, Howard C. 1989. Pengantar Bentuk Sediaan Farmasi. Penerbit UI Press. Jakarta Aulton, Michael. 1990. Pharmaceutical Practice. Oritic Livingston. London Eugene L. Parrott. 1974. Pharmaceutical Technology. Burgess Publishing Company. Minneapolis Ganong, W.F. 2002. Pengaturan Sentral Fungsi Visera. Dalam : Widjajakusumah M.D., Editor. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran. Edisi 20. EGC. Jakarta. Gennaro,A.R,et al. 1990. Remingons Pharmaceutical Pensylvania:Marck publishing company.
Science
18th
Edition.
Glenn L. Jenkins et.all. 1957.Scoville’s : The Art of Compounding. MC-Graw Hill Book Companies. New York. James Agalloco. 2008. Validation of Pharmaceutical Processes (electronic version). Informa Healthcare Inc. USA Leon Lachmann et.all. 1998. Teori dan Praktek Farmasi Industri (terjemahan). UI-Press. Jakarta Michael J. Groves. 1988. Parenteral Manual Technology. Interpharm Press Inc. USA Nelwan, R.H.H., 2006. Demam: Tipe dan Pendekatan. Dalam: Sudoyo, A.W., Setiyohadi, B., Alwi, I., Simadibrata M., dan Setiati, S., Editor. Buku Ajar Ilmu Penyakit Dalam. Edisi Keempat. Jilid Ketiga. Jakarta: Pusat Penerbit Departemen Ilmu Penyakit Dalam. Nema, S., John D.L. 2010. Pharmaceutical Dosage Form Parenteral Medication Vol.2. Informa Healthcare. USA. Sudjadi. 2008. Bioteknologi kesehatan. Penerbit kanisius(anggota IKAPI). Yogyakarta. Suwandi. 1988. Uji Pirogenitas dengan Kelinci dan Limulus Amebocyt Lysate. Cermin Dunia Kedokteran no.52. Turco, Salvatore dan Robert E. 1974. Sterile Dosage Forms. Published in Great Britain by Henry Kimpton Publishers. London Walter F., PhD. Boron. 2003. Medical Physiology: A Cellular And Molecular Approaoch. Elsevier/Saunders. p. 1300. ISBN 1-4160-2328-3. .
27
