SKRIPSI
NIKEN RETNO PALUPI
UJI EFEKTIVITAS BENZALKONIUM KLORIDA
KONSENTRASI 0,001% DENGAN pH 8
(
Terhadap Aktivitas Bakteri
Staphylococcus aureus
)
PROGRAM STUDI FARMASI
FAKULTAS ILMU KESEHATAN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
iv
KATA PENGANTAR
Puji syukur atas rahmad dan hidayah Allah SWT sehingga penulis dapat
menyelesaikan skripsi yang berjudul “EFEKTIFITAS BENZALKONIUM KLORIDA KONSENTRASI 0,001% DALAM pH 8 (Terhadap Aktivitas Bakteri Staphylococcus aureus)” untuk memenuhi salah satu persyaratan akademik dalam menyelesaikan Program Sarjana Farmasi Fakultas Ilmu Kesehatan Universitas Muhammadiyah Malang.
Dalam proses penyusunan skripsi ini, penulis tidak terlepas dari berbagai pihak yang memberikan bantuan, bimbingan serta doa sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Untuk itu penulis menyampaikan rasa terimakasih yang sebesar-besarnya kepada :
1) mama, papa, adik dan kaka yang telah memberikan semangat, nasehat, dukungan moral dan materi secara langsung maupun tidak langsung, serta doa yang tulus untuk kesuksesan saya.
2) Drs.sugiyarto selaku pembimbing I dan Ibu Arina Swastika M, S.Farm., Apt selaku pembimbing II yang dengan ikhlas meluangkan waktu untuk membimbing saya dengan penuh kesabaran sehingga skripsi ini dapat diselesaikan dengan baik.
3) Bapak Drs. H. Achmad Inoni, Apt dan Ibu Dian Ermawati, S.Farm., M.Farm.,Apt selaku tim penguji yang telah memberikan saran, masukan dan kritik yang membangun terhadap skripsi yang telah saya kerjakan.
4) Bapak Yoyok Bekti P, M.Kep., Sp. Kom, selaku Dekan Fakultas Ilmu Kesehatan Universitas Muhammadiyah Malang.
5) Nailis Syifa’, S.Farm., M.Sc., Apt selaku ketua Program Studi Farmasi Fakultas Ilmu Kesehatan Universitas Muhammadiyah Malang.
6) Seluruh Dosen dan staf Program Studi Farmasi Fakultas Ilmu Kesehatan Universitas Muhammadiyah Malang yang telah mendidik dan mengajarkan saya ilmu yang berharga selama saya mengikuti program sarjana.
v
8) Teman dekat pendengar setia: tika, luluk dan intan, yang telah banyak memberikan semangat, dukungan, dan waktu untuk selalu menemani.
9) Pendengar ,pemberi semangat dan satu-satunya relawan membantu mencari bahan skripsi terbaik yang pernah ada, Bare terimakasih untuk selalu ada.
10) Teman-teman seperjuangan skripsi Steril “Pengebut Semhas”:Nadia, Nada, Nabila, Atira, Atika, Agung dan Yuda Terimakasih atas kerjasama, dan menjadi teman skripsi yang menyenangkan
11) Hap-hap,Iwang dan Mas Aris terimakasih telah mengantarkan bimbingan setiap saat.
12) Teman-teman Farmasi UMM angkatan 2012, terimakasih sudah menjadi bagian dari perjalananku selama menempuh program sarjana ini.
13) Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah banyak memberikan bantuan, dukungan, serta doa kepada saya dalam penyelesaian skripsi ini.
Akhir kata semoga Allah SWT membalah kebaikan bapak, ibu, dan saudara sekalian. Semoga skripsi yang saya buat ini dapat memberikan sumbangan bagi perkembangan ilmu pengetahuan dan kita semua. Amin. Terimakasih.
Malang, 19 April 2016
vi DAFTAR ISI
HALAMAN
JUDUL ... i
LEMBAR PENGESAHAN ... ii
LEMBAR PENGUJIAN ... iii
KATA PENGANTAR ... iv
RINGKASAN ... vi
ABSTRAK ... viii
ABSTRACT ... ix
DAFTAR ISI ... xi
DAFTAR TABEL ... xv
DAFTAR GAMBAR ... xvi
DAFTAR LAMPIRAN ... xviii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 LATAR BELAKANG ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 4
2.1 Benzalkonium klorida ... 4
2.1.1 Sturktur Kimia ... 4
2.1.2 Kategori Fungsional ... 4
2.1.3 Aplikasi Pada Formulasi Farmasi ... 4
2.1.4 Deskripsi ... 5
2.1.5 Aktifitas Mikroba ... 5
2.1.6 Inkontabilitas ... 6
2.1.7 Keamanan ... 6
2.1.8 Mekanisme Pengawet ... 7
2.2 Tinjauan Bakteri Staphylococcus ... 8
2.2.1 Klasifikasi ... 8
2.2.2 Morfologi dan Identifikasi ... 8
2.2.3. Epidemiologi Staphylococcus aureus ... 9
vii
2.4. Tinjauan pengaruh pH dengan pengawet ... 11
2.5. Tinjauan pengaruh pH dengan bakteri ... 12
2.6.Tinjauan pustaka tentang sterilitas... 13
2.6.1 Definisi Sterilitas ... 13
2.6.2 Tujuan sterisasi ... 13
2.6.3 Metode Sterilisasi ... 13
2.7 Tinjauan Uji Sterilitas ... 16
2.7.1 Metode Uji Sterilitas ... 16
2.7.2 Media Uji Sterilitas ... 17
2.8. Prosedur Umum ... 20
2.9 Kontrol Uji Sterilitas... 21
2.10 Penafsiram Hasil Uji Sterilitas... 23
2.11 Tinjauan tentang Teknik Aseptis ... 23
2.12.1Pengertian Dapar ... 26
2.13 Tinjauan Dapar Borat ... 27
2.13.1 Pengertian ... 27
2.14 Tinjauan Uji Efektifitas Pengawet ... 28
2.14.1 Kategori Produk ... 28
2.14.2 Uji Organisme ... 28
2.14.3 Media ... 29
2.14.4 Persiapan Inokulum ... 29
2.14.5 Prosedur ... 29
3.1. Uraian Kerangka Konseptual ... 33
BAB IV METODE PENELITIAN ... 38
4.1. Desain Penelitian ... 38
4.2 Lokasi Penelitian ... 38
4.3. Waktu Penelitian ... 38
4.4 Sterilisasi Ruangan ... 38
4.5. Sterilisasi Alat ... 38
4.5.1 Bahan dan Alat ... 38
4.6. Preparasi Sediaan ... 40
viii
4.6.2 Langkah Kerja ... 40
4.7. Uji Inaktivasi Pengawet ... 41
4.7.1. Penyiapan Unit Laminar Air Flow Cabinat ... 41
4.7.2 Kontrol Lingkungan diluar dan di dalam LAFC ... 42
4.7.3 Kontrol Lingkungan suhu dan Kelembapan di luarLAFC ... 43
4.7.4 Penyiapan Media ... 43
4.7.5Uji Sterilitas Media(Kontrol Negatif) ... 43
4.7.6 Uji Fertilitas Media (Kontrol Positif) ... 44
4.8 Inaktivasi Pengawet ... 44
4.8.1 Pengenceran Sampel ... 44
4.8.2 Inokulasi Sampel ... 45
4.9 Uji Sterilitas ... 46
4.10 Uji Efektifitas ... 46
4.10.1 Penyiapan Unit Laminar Air Flow Cabinet untuk Uji Efektifitas ... 46
4.10.2 Kontrol Lingkungan diluar dan di dalam LAFC ... 47
4.10.3 Penyiapan Media ... 47
4.10.4 Pembuatan Suspensi Mikroba Uji ... 47
4.10.5 Tahapan Kerja ... 48
4.10.6 Penanaman Sampel ... 48
4.10.7. Perhitungan Jumlah Mikroba ... 49
4.10.8. Pengamatan dan Penafsiran Sampel Uji ... 49
BAB V HASIL PENELITIAN ... 51
5.1 Hasil Uji Kontrol Lingkungan pada Laminar Air Flow Cabinet(LAFC) ... 51
5.1.1 Hasil Uji Kontrol Lingkungan di dalam dan di luar LAFC sebelum dan selamat Pembuatan Sediaan Benzalkonium Klorida dengan pH 8 ... 53
5.1.2.Hasil Uji Kontrol Lingkungan di dalam dan di luar LAFC Sebelum dan Selama Uji Inaktivasi Pengawet ... 53
ix
5.2 Hasil Uji Fertilitas Media Tioglikolat Cair dan Kasamino ... 56
5.3 Hasil Uji Fertilitas Media Tioglikolat Cair dan Kasamino ... 57
5.4 Hasil Uji Inaktivasi Pengawet dengan Mengunakan Media Tioglikolat Cair dan Kasamino ... 57
5.5.Hasil Uji Sterilitas Sediaan Pengawet Benzalkonium Klorida dengan pH 8 dengan Menggunakan Media Tioglikolat Cair dan Kasamino ... 58
5.6.Hasil Uji Efektivitas Benzalkonium Klorida Konsentrasi 0,001% Sebagai Pengawet Sediaan dengan pH 8 Terhadap Aktivitas Bakteri Staphylococcus aureus ... 59
5.6.1 Hasil Kontrol Lingkungan Uji Efektivitas Pengawet... 60
5.6.2 Jumlah Awal Rata-Rata Mikroba Uji dalam cfu per ml untuk Uji Efektivitas Pengawet ... 60
5.6.3 Jumlah Mikroba dalam cfu/ ml Pada Uji Efektivitas Pengawet ... 61
BAB VI PEMBAHASAN... ... 64
BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN ... 67
7.1 Kesimpulan ... 69
7.2 Saran... ... 69
DAFTAR PUSTAKA ... 70
x
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
II.1. MIC mikroorganisme ... 5
II.1.MIC mikroorganisme ... 6
II.2 Jumlah Pengambilan untuk Bahan Cair ... 21
II.3.Klasifikasi atau Grade Ruangan Steril ... 24
II.4 Batas Mikroba yang Disarankan untuk Pemantauan Area Bersih Selama Kegiatan Berlangsung ... 26
II.5 Perbandingan Jumlah yang Digunakan untuk Membuat Larutan Dapar Borat dengan pH Tertentu ... 27
II.6. Kondisi Inokulum dalam Kultur ... 30
II.7 Kriteria Untuk Tes Mikroorganisme ... 31
IV.8 Penyajian Hasil ... 51
V.1 Hasil Uji Kontrol Lingkungan Laminar Air Flow Cabinet (LAFC) Sebelum dan Selama Pembuatan Sediaan Benzalkonium klorida dengan pH 8 ... 52
V.2 Hasil Uji Kontrol Lingkungan Laminar Air Flow Cabinet (LAFC) Sebelum dan Selama Pengerjaan Uji Inaktivasi Bakteri ... 54
V.3 Hasil Uji Kontrol Lingkungan Laminar Air Flow Cabinet (LAFC) Sebelum dan Selama Uji Sterilitas Sediaan Benzalkonium klorida dengan pH 8 ... 55
V. 4 Hasil Uji Fertilitas Media Tioglikolat Cair dan Kasamino (Kontrol Positif) ... 56
V.5 Hasil Uji Sterilitas Media Tioglikolat Cair dan Kasamino (Kontrol Negatif) ... 57
V.6 Hasil Uji Inaktivasi Pengawet Benzalkonium Klorida dengan Menggunakan Media Tioglikolat Cair dan Kasamino ... 58
V.7 Hasil Uji Sterilitas Sterilitas Sediaan pengawet Benzalkonium chloride dengan pH 8 dengan Menggunakan Media Tioglikolat Cair dan Kasamino ... 59
xi
V.9 Jumlah Awal Rata-rata Mikroba Uji dalam cfu (Colony Forming Units) per ml untuk Uji Efektivitas Pengawet ... 61 V.10 Jumlah Mikroba dalam cfu (Colony Forming Units) per ml Pada
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman 3.1 Skema Kerangka Konseptual ... 38 4.1 Letak Media Agar dalam Unit Laminar Air Flow Cabinet Sebelum
Pengujian Sterilitas... ... 42 4.2 Letak Media Agar dalam Unit Laminar Air Flow Cabinet Saat
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran Halaman
1.Daftar Riwayat Hidup ... 72
2.Surat Anti-Plagiasi ... 73
3. Perhitungan Bahan Sediaan Benzalkonium Klorida ... 75
4. Sertifikasi Bahan ... 76
5.Sertifikasi Pengawet ... .78
6. Sertifikasi Bakteri ... 79
7. Foto Alat dan Bahan ... .82
8.Skema Tahapan Pembuatan Sediaan ... 85
9. Foto Hasil Kontrol Lingkungan Pada Proses Pembuatan Sediaan Benzalkonium Klorida... ... 86
10. Skema Kerja Uji Inaktivasi Pengawet Benzalkonium Klorida ... ..88
11. Foto Hasil Kontrol Lingkungan Pada Uji Inaktivasi Pengawet ... 89
12. Foto Hasil Uji Inaktivasi Pengawet dan Uji Fertilitas Serta Uji Sterilitas Media Tioglikolat Cair dan Kasamino ... .90
13.Skema Kerja Uji Sterilitas Sediaan ... 92
14. Foto Hasil Kontrol Lingkungan Pada Uji Sterilitas ... .93
15. Foto Hasil Uji Sterilitas Sediaan Benzalkonium Klorida ... 95
16.Skema Uji Efektifitas Pengawet ... 96
17. Foto Hasil Uji Efektifitas Benzalkonium Klorida 0,001% ... 97
xv
DAFTAR PUSTAKA
Agoes, Goeswin. 2013. Seri Farmasi Industri4: Sediaan Farmasi Steril. Bandung : ITB.
Agoes, Goeswin. 2009. Pengembangan Sediaan Farmasi. Edisi Revisi dan Perluasan. Bandung: Penerbit ITB
Ansel, Howard C., 2008. Pengantar Bentuk Sediaan Farmasi Edisi Keempat.
Jakarta : Penerbit Universitas Indonesia (UI-Press).
Anonim. 2007. United State Pharmacopoeia, Edisi 30. Rockville : USP Convention, Inc.
Anderson, Kelsi L, dkk. 2010. Characterizing the Effects of Inorganic Acidand Alkaline Shock on the Staphylococcus aureus Transcriptome and
Messenger RNA Turnover.National Inatitutes of Health
Badan Pengawas Obat dan Makanan. 2006. Pedoman Cara Pembuatan Obat Yang Baik. Jakarta : Badan POM.
Campos, A Miguel, dkk. 2004. Capsule Polysaccharide Mediates Bacterial Resistance to Antimicrobial Peptide. Infection and Immunity. Cooper, J. W., 1975, Dispensing for Pharmaceutical Students, twelfth Ed.10,
pitman medical Publishing co. ltd, London
Denyer dan Steward. 1998. Mechanisms of action of disinfectants. International biodeterioration and biodegradation 41 261-268
Departemen Kesehatan Republik Indonesia. 1995. Farmakope Indonesia. Edisi keempat. Jakarta : Departemen Kesehatan Republik Indonesia.
Departemen Kesehatan Republik Indonesia. 2009. Farmakope Indonesia. Edisi kelima. Jakarta : Departemen Kesehatan Republik Indonesia.
Elder, David. Crowlwy, Patrick. 2012. Antimicrobial Preservatives Part Two: Choosing a Preservative. The review of America Pharmaceutical Business and Technology
Fischetti, A.V., R.P. Novick, J.J. Ferreti, D.A. Portnoy, and J.I. Rood. 2000.
Gram Positif. Washington DC: ASM Press. Page 315
Jawetz, Melnick, & Adelberg’s. 2001. Mikrobiologi Kedokteran. Edisi dua puluh dua. Jakarta : Penerbit Salemba Medika
xv
Lukas, Stefanus. 2006. Formulasi Steril. Penerbit Andi. Yogyakarta. Parrot Mcdonnell Gerald, Rusell denyer. 1999. Antiseptics and Disinfectants: Activity,
Action, and Resistance.Clinical Microbiology p. 147–179 Pratiwi Syivia T., 2008. Mikrobiologi Farmasi. Jakarta : Erlangga
Prescott, L.M., J.P. Harley, and D.A. Klein. 2003. Microbiology. 5 ed. New York : Mc Graw Hill.
Ramussen, Kaufman Paul, Kiland Julie. 2014. Benzalkonium chloride and glukoma. Journal of ocular pharmacology and theraupeutic Vol 30.number 2 and 3
Rowe, C Raymond, dkk. 2009. Handbook of Pharmaceutical Excipients. Edisi keenam. London : Pharmacetical Press.
Siswandono, Soekardjo Bambang. 2008. Kimia Medisinal Edisi Pertama’. Surabaya : Pusat Penerbit dan Percetakan Unair
Suhardiyanti. 2015. Efektivitas Benzalkonium klorida konsentrasi 0,001% sebagai pengawet sediaan tetes mata zink sulfat(terhadap bakteri Staphylococcus aureus). Skripsi : Malang Fakultas Ilmu kesehatan. Universitas muhammadiyah malang
Stefanus Lukas. 2006. Formulasi Steril. Yogyakarta : Penerbit ANDI
1
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1.LATAR BELAKANG
Pengawet antimikrobial adalah zat kimia yang ditambahkan pada bentuk sediaan tidak steril untuk melindungi sediaan tersebut dari pertumbuhan mikroorganisme yang masuk selama atau sesudah proses manufakturing. Pada kasus sediaan wadah steril multiple dose, penambahan pengawet antimikroba untuk menghambat pertumbuhan dari mikroorganisme yang mungkin dapat masuk dari penarikan berulang dosis individu (Anonim, 2007). Dosis ganda adalah wadah kedap udara yang memungkinkan pengambilan isinya perbagian berturut-turut tanpa terjadi perubahan kekuatan, kualitas, atau kemurnian bagian yang tertinggal (Lukas, 2006).
Benzalkonium klorida adalah ammonium kuartener yang digunakan pada formulasi farmasi sebagai pengawet antimikroba pada penggunaan similar pada surfaktan kationik lain seperti cetrimide. Larutan benzalkonium klorida aktif terhadap berbagai bakteri, ragi, dan jamur. Aktivitasnya lebih terlihat pada gram positif dibandingkan dengan gram negatif lebih lagi pada bakteria endospore dan bakteri asam. Aktivitas benzalkonium yang antimikrobial klorida yang secara signifikan tergantung pada komposisi alkil dari homolog campuran. Benzalkonium klorida tidak efektif terhadap beberapa Pseudomonas aeruginosa strain, Mycobacterium tuberkulosis, Trichophyton interdigitale,
dan T.rubrum. Aktivitas inhibitor meningkat dengan pH, walaupun aktifitas antimikroba terjadi pada pH 4-10 (Rowe et al., 2009).
Senyawa amonium kuartener seperti benzalkonium klorida (BKC) efektifitasnya terkait dengan ionisasi kationik yang menjadi optimal pada pH tinggi. pH dapat mempengaruhi laju pertumbuhan mikroba, interaksi pengawet dengan komponen dinding sel dan MIC pada banyak pengawet. Pada umumnya pertumbuhan mikroba optimal pada pH 6-8. Diluar itu laju pertumbuhan dari bakteri akan menurun (Elder dan Crowley, 2012).
2
kombinasi dengan 0,002-0,005% thimerosal. Benzalkonium klorida 0,01% bekerja sebagai pengawet pada volume kecil pada sediaan parenteral. Benzalkonium klorida juga terlihat sebagai peningkat penetrasi topikal lorazepam. Benzalkonium klorida ditambahahkan juga sebagai pengawet pada kosmetik (Rowe et al., 2009). Konsentrasi benzalkonium klorida sebagai pengawet yang sering digunakan pada preparat farmasi adalah 0,002-0,01% (Ansel, 1989).
Staphylococcus aureus adalah salah satu penyebab paling umum dan mematikan dari infeksi bernanah akut. Spesies yang lain umumnya pada flora kulit, tetapi menghasilkan penyakit pada kelas yang lebih rendah (Kenneth R.ryan, 2004). Staphylococcus, micrococci dan stomatococcus termasuk keluarga micrococcaceae. Staphylococcus adalah gram positif cocci yang berbentuk anggur. Bakteri ini adalah bakteri yang paling umum penyebab lokal supuratif lesi pada manusia. Kemampuan mereka untuk mengembangkan resistensi terhadap penisilin dan antibiotik lain meningkatkan sebagai patogen pada manusia, terutama di lingkungan rumah sakit (Kumar, 2012).
3
Benzalkonium klorida adalah pengawet yang sering digunakan pada sediaan mata, digunakan hampir 70% dari sediaan mata dan 10% yang menggunakan pengawet lain. Benzalkonium klorida dapat menyebabkan toksisitas pada konjungtiva, apoptosis dan preapoptosis perubahan sitoskleton dan juga imuno inflamatori pada multiple dose dengan penggunaan harian, konsentrasi yang sering digunakan adalah 0,005-0,02% (Rasmussen, 2014). Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan pengawet benzalkonium klorida dengan konsentrasi 0,001% yang digunakan sebagai pengawet pada sediaan tetes mata zink sulfat efektif dalam menurunkan pertumbuhan bakteri Staphylococcus aureus (Suhardiyanti, 2015).
Semua zat antimikroba yang digunakan adalah zat beracun. Untuk perlindungan maksimum terhadap pasien, konsentrasi yang terbukti efektif pada produk kemasan akhir harus berada di bawah konsentrasi yang memungkinkan terjadinya keracunan pada manusia. Konsentrasi zat antimikroba yang ditambahkan dapat diberikan pada konsentrasi (Anonim, 2007).
Oleh karena itu perlu adanya penelitian lanjutan tentang pengaruh pH terhadap efektifitas pengawet benzalkonium klorida pada pH 8 terhadap bakteri
Staphylococcus aureus.
1.2.Rumusan Masalah
Bagaimana efektifitas dari pengawet benzalkonium klorida dengan konsentrasi 0,001% pada bakteri Staphylococcus aureus pada pH 8?
1.3.Tujuan Penelitian
Penelitian ini mempunyai tujuan untuk mengetahui efektifitas dari pengawet benzalkonium klorida pada konsentrasi 0,001% yang diuji cobakan dengan bakteri Staphylococcus aureus pada pH 8.
1.4. Manfaat Penelitian
