TUGAS MAKALAH
FISIKA DASAR
STERILISASI RADIASI PADA MIKROORGANISME
OLEH:
MIFTAKHUL JANNAH
NIM : 201310410311277
DOSEN :
ARINA SWASTIKA MAULITA, S.Farm.,Apt
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
FAKULTAS ILMU KESEHATAN
PROGRAM STUDI S-1 FARMASI
MALANG
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum
Wr. Wb.
Pertama-tama penulis mengucapkan puji syukur kehadirat Tuhan Yang
Maha Esa yang mana atas rahmat, hidayah, serta petunjuk-Nya penulis dapat
menyelesaikan makalah yang berjudul
“
STERILISASI RADIASI PADA
MIKROORGANISME
”
pada waktu yang tepat. Tidak lupa juga shalawat
serta salam selalu tercurahkan kepada junjungan kami Nabi Muhammad SAW
smoga menjadi suri tauladan umatnya hingga akhir hayat nanti. Dan juga
ucapan terima kasih kepada dosen pembimbing mata pelajaran Fisika Dasar, ibu
Arina Swastika Maulita, S. Farm., Apt yang telah memberi pengetahuan tentang
sebagian dari isi makalah ini.
Dengan adanya makalah ini, penulis sangat berharap agar makalah ini
dapat bermanfaat di kemudian hari. Dan juga penulis sangat mengharapkan
kritik serta saran yang membangun dari para pembaca agar nantinya dapat
dijadikan acuan semangat untuk proses kedepan bagi penulis.
Akhir kata, penulis mohon maaf sebesar-besarnya apabila dalam makalah
ini terdapat kekeliruan/ kesalahan baik dari segi penulisan maupun datanya.
Wasaalamualaikum Wr. Wb.
Malang, 22 Oktober 2013
Penulis,
Miftakhul jannah
PENDAHULUAN
1. Latar Belakang
Suatu lingkungan kesehatan merupakan suatu lingkup yang sangat beresiko untuk terjadinya infeksi ataupun penularan baik itu dari pasien sendiri maupun dari tenaga kesehatannya. Pengetahuan bagi manusia untuk mengetahui tentang bagaimana terjadinya infeksi dan pencegahan apa saja yang dapat dilakukan akan sangat membantu mereka maupun manusia lain dalam upaya untuk mengatasi infeksi itu sendiri.
Perkembangan ilmu mikrobiologi telah memberikan manfaat yang besar bagi dunia medis, apalagi dengan ditemukannya berbagai alat-alat kesehatan dari berbagai ilmuwan. Dan terbukti untuk mencegah atau mengendalikan infeksi maupun penularan pada pasien dapat dilakukan dengan jalan sterilisasi.
Di dalam Standar Internasional tentang sterilisasi alat-alat kesehatan disebutkan bahwa produk kesehatan merupakan suatu produk yang mencakup peralatan medis (medical
devices), sedian farmasi (pharmaceutical) dan sediaan Biologi (biologics). Beberapa
peralatan medis kedokteran maupun sediaan farmasi seperti syringes, jarum suntik, kantung darah, internal kateter, graf tulang, obat suntik, obat mata, bahan baku obat dan juga produk-produk kesehatan yang berkontak langsung dengan darah mempunyai salah satu syarat yang utama yaitu steril.
Kata Sterilisasi berasal dari kata dasar Steril yang berarti kondisi sediaan yang terbebas dari partikel asing non self, tidak tercampur/ tercemar mikroorganisme lain serta memenuhi persyaratan yang membenarkan bahwa sediaan tersebut benar-benar steril. Sedangkan Sterilisasi merupakan proses atau tahapan yang bertujuan untuk menghilangkan dan mengaktivasi mikroorganism hidup (bakteri, virus, jamur, dan organisme bersel satu lainnya) yang terdapat pada suatu produk agar sediaan tersebut menjadi steril. Secara garis besar ada tiga macam jenis sterilisasi yaitu sterilisasi panas (panas kering dan basah),
sterilisasi kimia (gas etilen oksida) dan sterilisasi dingin (radiasi dan filtrasi). Sterilisasi cara dingin menggunakan radiasi telah banyak digunakan untuk ensterilkan suatu produk yang tidak tahan terhadap panas, contohnya pada graf tulang yang akan rusak apabila diperlakukan dengan sterilisasi panas. Oleh karena itu sterilisasi dingin menggunaan radiasi pengion dijadikan salah satu cara alternatif untuk mensterilkannya.
DAFTAR ISI
Kata Pengantar...i
Pendahuluan ...ii
Daftar isi...1
Jenis Sterilisasi...2
Keuntungan sterilisasi Radiasi...2
Standar Internasional...3
Fasilitas berkas Elektron...3-4 Karakteristik radiasi elektron...5
Efek radiasi pada mikroorganisme...5
Respon mikroorganisme terhadap radiasi...6
Faktor yang mempengaruhi respon mikroorganisme terhadap radiasi...6
Contoh produk kesehatan steril...7-8 Daftar pustaka...9
JENIS STERILISASI
Secara umum ada dua jenis sterilisasi radiasi pengion yang telah banyak digunakan yaitu:
1) Sinar gamma, yang dipancarkan dari radioisotop Cobal-60 atau cesium-137.
2) Berkas elektron, yang merupakan elektron berenergi tinggi yang dihasilkan dari akselerator elektron atau mesin berkas elektron.
Radiasi ionisasi dapat diperoleh dua sumber yang berbeda seperti radioisotop dengan sinar gamma dan juga mesin berkas elektron (MBE). Namun, baik radioisotop maupun berkas elektron memilki pengaruh yang sama terhadap materi yang diradiasi yaitu sel menjadi reproduktif dari mikroorganisme dan terjadinya perubahan terhadap ikatan-ikatan kimianya.
KEUNTUNGAN STERILISASI RADIASI
Keuntungan menggunakan sterilisasi radiasi dibandingkan dengan sterilisasi lainnya adalah :
Sterilisasi radiasi tidak menimbulkan kenaikan suhu yang berarti.
Waktu radiasi merupakan satu-satunya variabel yang dikontrol, sehingga proses meradiasi dapat dikontrol secara tepat.
Dapat menembus kedalam seluruh bagian produk dan dalam kemasan akhir.
Tidak memerlukan tempat terpisah/karantina setelah produk diradiasi.
Proses sterilisasi cepat (hanya dalam hitungan menit) untuk penggunaan berkas elektron.
Tidak meninggalkan residu.
Ada beberapa Standar Internasional (ISO) yang dapat digunakan untuk acuan standar dalam menentukan dosis sterilisasi, validasi, verifikasi serta
persyaratan-persyaratan lainnya yang harus ada pada suatu produk yang akan disterilisasikan, antara lain:
ISO 11137 : Sterillization of Health Care Product-Requirement for Validation and Routine ControlRadiation Sterillization.
ISO 11737-1 : Sterillization of Medical Devices –Microbiological Methods - Part 1 : Estimation of popullation of Microorganisme on Product.
ISO 111737-2 : Sterillization of Medical Device –Microbiological Methods- Part 2 : Test of Sterility Performed in the Validation of a Sterillization Process.
ISO 11737-3 :Sterillization of Medical Devices –Micobiological Methods- Part 3 : Guidance on Evaluation and Interpretation of Bioburden data.
ISO 13409 : Sterillization of Health Care Product –Radiation Sterillization – Substantion of 25 kGy as a Sterillization Dose for Small or Infrequent Production Batchs.
Didalam standar internasional di atas dibahas mengenai bagaimana cara menentukan jumlah kontaminasi awal suatu produk, dosis verifikasi, cara memvalidasi hingga cara penentuan dosis sterilisasi radiasi yang baik agar dapat meminimalisirkan jumlah mikroba awal (bioburden). Didalam buku Farmakope Indonesia edisi IV juga disebutkan beberapa dosis sterilisasi yang digunakan untuk produk kesehatan.
Selain kita membutuhkan pemahaman diatas, diperlukan juga pengetahuan tentang efek radiasi pada material penyusun produk agar kita memperoleh tingkat jaminan kualitas yang tinggi dan kerusakan yang sangat minimal pada produk yang disterilkan.
FASILITAS BERKAS ELEKTRON
Mesin berkas elektron (MBE) disebut juga dengan akselerator elektron yang
merupakan mesin elektrik yang menggunakan elektron sebagai partikel yang dipercepat. Jika mesin dihidupkan akan menghasilkan energi elektron yang tinggi namun jika mesin
dimatikan akan tetap aman. Elektron adalah partikel negatif sehingga mampu untuk
diakselerasi dengan dengan medan listrik. Berdasarkan energi yang dihasilkan, MBE terbagi menjadi 3 yaitu:
1. MBE energi rendah (100 keV sampai 500 keV) 2. MBE energi sedang (500 keV sampai 5 meV) 3. MBE energi tinggi (5 meV sampai 10 meV)
Hingga tahun 2004 Indonesia juga telah memiliki beberapa MBE antara lain:
Curing of surface coating.
Modifikasi sifat permukaan material
Proses produksi ban
Proses produksi ban
MBE energi sedang
MEB(2meV-10mA) PATIR-BATAN Sterilisasi graf tulang, amnion, hidrogel: pembuatan obat luka, hidrogel; modifikasi sifat dan proses polimer dll
MBE energi tinggi
Akselerator LINAC Beberapa rumah sakit di Jakarta, Surabaya dan Semarang
Untuk terapi kangker
KARAKTERISTIK RADIASI ELEKTRON
Ada beberapa karakteristik dari penggunaan radiasi elektron anatara lain: Berkas elektron yang dihasilkan dari akselerator bersifat monoenergik
Distribusi dosis terabsorpsi lebih seragam dan terbesar pada bagian dalam dari permukaan materi yang diradiasi.
Memiliki kemampuan penetrasi elektron yang tinggi sehingga dapat untuk mensterilkan produk dalam kemasan akhir.
Fleksibilitas perlakuan produk dan kecepatan dosis yang tinggi( sehingga MBE lebih sering pilih untuk sterilisasi dibanding sinar Gamma)
EFEK RADIASI PADA MIKROORGANISME
Efek radiasi terhadap mikroorganisme terdiri atas 2 cara yaitu:
1. Efek langsung, terjadi akibat adanya tumbukan (interaksi) langsung energi radiasi atau elektron dengan organisme. Perubahan sifat Fisika-Kimia yang terjadi akibat radiasi yaitu terjadi single break (pemutusan rantai gula Fosfat dari masing-masing stran polinukleotid dari DNA), double break (pemutusan rantai yang berdekatan pada kedua stran polinukleotid dari DNA), dan terbentuknya intramolecular crosslink yang disebut dengan base demage.
2. Efek tidak langsung, terjadi melalui pembentukan radikal bebas air sebagai hasil dari radiolisis air dalam ikroorganisme.pada efek tidak langsung inimelibatkan radikal bebas air sebagai intermediasi dalam mentrasfer energi radiasi ke molekul biologi.
Ditinjau dari kerusakannya biologi yang terjadi, sebenarnya tidak ada bedanya apakah kerusakan yang terjadi disebabkan oleh efek langsung atau efek tidak
langsung. Namun demikian kerusakan radiobiologi kebanyakan terjadi akibat dari efek tidak langsung karena sel-sel dan jaringan mengandung kurang lebih70-90% air.
RESPON MIKROORGANISME TERHADAP RADIASI
Respon mikroorganisme terhadap radiasi diukur dari suatu kurva inaktivasi atau dosis/respon. Kurva ini dibuat dengan cara meradiasi mikroorganisme yang memiliki jumlah awal tertentu pada beberapa dosis radiasi. Ada 3 bentuk umum dari kurva inaktivasi, yaitu:
1. Kurva survival eksponensial (eksponential survival curve). Terdapat hubungan linear antara fraksi yang dapat bertahan hidup (survive) yang di nyatakan dalam log dan dosis. Beberapa mikroorganisme yang sensitif terhadap radiasi akan membentuk kurva ini.
2. Kurva survival berbahu (souldered survival curve). Membentuk kurva bahu pada dosis yang relatif rendah dan diikuti dengan linear pada dosis yang semakin tinggi. Kurva ini terbentuk karena adanya perbaikan pada dosis rendah yang rusak.
3. Kurva survival konkaf (concaf survival curve). Jenis kurva ini biasa disebut konkaf dengan ekor resisten. Kurva jenis ini umumnya terjadi pada populasi mikroba yang heterogen/campuran.
FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI RESPON
MIKROORGANISME TERHADAP RADIASI
Mikroorganisme yang berbeda jenis akan memberikan respon terhadap radiasi yang berbeda sehingga akan menghasilkan kurva/dosis yang berbeda pula. Faktor-faktor yang mempengaruhi respon mikroorganisme tersebut antara lain:
Temperatur, kondisi yang beku akan meningkatkan resistensi mikroba vegetatif. Suatu mikrooganisme lebih bersifat sensitif pada lingkungan cair dibandingkan dengan lingkungan beku.
Oksigen, radikal bebas dapat beraksi dengan molekul-molekul oksigen dan reaksi tersebut sangat berarti karena akan menghasilkan radikal-radikal peroksi, yang beberapa diantaranya dapat menyebabkn pengrusakan secara biologi. Pada umumnya mikroorganisme lebih sensitif terhadap radiasi karena adanya oksigen.
Air, mikroorganisme lebih tahan terhadap radiasi jika dalam keadaan kering daripada adanya air atau kandungan air yang aktif tinggi.
Siklus sel, kebanyakan mikroorganisme menunjukkan resistensi yang tinggi pada fase pertumbuhan stasioner daripada pada fase pertumbuhan logaritmik, dan mungkin ini disebabkan oleh degradasi DNA yang lambat.
Bahan kimia, komposisi medium dimana mikroba itu berada dapat menyebabkan mikroba terlindungi (resistensi bertambah) atau menjadi lebih sensitif terhadap radiasi. Senyawa (alkohol alifatik,tiourea, gliserol,sistein,H2O dan glotation) yang bersifat melindungi itu bekerja dengan cara menghabiskan oksigen selama iradiasi. Sebaliknya senyawa nitrat dan nitrit akan menyebabkan mikroba menjadi sensitif.
PRODUK KESEHATAN YANG TELAH DISTERILKAN DENGAN PROSES RADIASI
Penggunaan berkas elektron sebagai salah satu cara untuk mensterilkan produk kesehatan secara luas telah menyebar di negara-negara maju seperti Amerika, Jepang, German, Australia, Korea dan Inggris karena teknologi tersebut telah terbukti, aman, dan higienis.
Lalu bagaimana dengan negara kita sendiri, yakni Indonesia?
Di Indonesia sendiri sebenarnya telah ada fasilitas sterilisasi radiasi yaitu di
PT.Relion,jakarta. Akan tetapi fasilitasnya masih menggunakan sinar gamma karena fasilitas sterilisasi dengan berkas elektron belum ada, namun Pemerintah Indonesia akan
mengusahakan agar fasilitas sterilisasi berkas elektron itu juga ada di Indonesia.
Peralatan medis yang telah disterilkan dengan radiasi :
No. Produk Contoh
1. Sarung tangan (gloves) Sarung tangan bedah, sarung tangan eksperimen, pembungkus alat bedah.
2. Kateter Balon kateter, lateks kateter
3. Baju bedah (surgical wear) Surgical gowns, masker operasi, surgical caps
4. Pengemas Botol plastik, botol tetes mata, tutup botol
kontainer plastik 5. Consumer hygiene product Kondom,cotton buds
6. Tissue graft Graf tulang, amnion, membran, jaringan lunak,
tendon
7. Hidrogel Pembalut luka hidrogel, lensa kontak
Sediaan farmasi yang telah disterilkan dengan radiasi:
No. Produk Contoh
1. Salep kulit berbasis polietilen glikol
Salep neomisin sulfat, Tetracyclin tropical oitment
2 Bahan baku obat Betonite powder, ergot powder,baby powder,
herbal mix powder, cosmetic brush, natrium fluoresin,ekstra kering beladona, eye cleaner solution, skin shooting powder
3 Salep mata dalam basis parafin Atropine sulfat, chlorampenicol, tetrasiklin, hidrokortison, neomisin dll
4. Pengemas Botol plastik, botol tetes mata, tutup botol
kontainer plastik 5. Preparat optalmik dalam basis
minyak
Pitostignin salisilat, papain, tetrasiklin
DAFTAR PUSTAKA
http://www.zeus.comSterillization of plastick
International standar organization (ISO) 1113, sterillization of Human care Product –
reqiurements for Validation and Routine Control – Radiation Sterillization, first edition, 1995
Farmakope Indonesia edisi IV
http://www.ecd.com , product sterillization, why industri uses radiation?
Pusat pengembangan Teknologi isotop dan radiasi
