BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
II.1. Teori umum II.1.1 Pengertian Steril
1. Sterile Dosage Form; 37
Steril adalah suatu kondisi absolut dan harus tidak pernah digunakan atau dianggap secara relatif sebagai bahan atau hampir steril.
2. Remington’s Pharmaceutical Science 18th Edition; 1470 Steril adalah tidak adanya mikoroorganisme yang aktif.
3. Pengantar Bentuk Sediaan Farmasi; 399
Steril adalah bebas dari pencemaran mikroorganisme. 4. The Theory and Practice of Industrial Pharmacy; 619
Steril mengindikasikan suatu kondisi yang mungkin terbebaskan dari mikroorganisme hidup yang dapat muncul dari metode, wadah dan rute pemberian dengan suatu pembatasan, kemungkinan tersebut tidak lebih 1 bagian non steril dalam sejuta bagian steril.
5. Kamus Saku Kedokteran: 1020
Steril didefiniskan sebagai keadaan yang tidak dapat menghasilkan keturunan, disebut juga barien atau aseptik.
Steril adalah batasan absolut yang menyatakan bebas dari mikroba yang hidup. Hidup artinya kemampuan berkembang biak.
Kesimpulan :
Steril adalah suatu kondisi absolut (2) di mana bebas dari mikroorganisme hidup (5, 19) yang dapat muncul dari metode, wadah dan rute pemberian (11) dengan suatu pembatasan, kemungkinan tersebut tidak lebih 1 bagian non-steril dalam sejuta bagian steril (11).
II.1.2 Definisi sterilitas
1. Remington’s Pharmaceutical Practise 18th Edition; 1470
Sterilitas adalah karakteristik yang diisyaratkan untuk sediaan farmasetik bebas dari mikroorganisme hidup karena metode, wadah atau rute pemakaian.
2. Sterile Dosage Form; 15
Sterilitas adalah karakteristik yang diisyaratkan untuk sediaan-sediaan farmasetik ini karena metode, wadah atau rute pemakaian.
3. Textbook of Pharmaceutics; 526
Sterilitas dapat didefinisikan sebagai tidak adanya kehidupan dari mikroorganisme dalam berbagai kondisi.
4. Dispensing Of Medication by Robert King; 165
Sterilitas menunjukkan tidak adanya kontaminasi makhluk hidup pada suatu sediaan parenteral.
Sterilitas merupakan konsep mutlak dimana suatu produk hanya steril atau tidak steril.
6. Pharmaceutical Dosage Form by Aulton; 473
Sterilitas didefinisikan sebagai ketidakhadiran dari semua bentuk mikroorganisme.
Kesimpulan :
Sterilitas adalah karakteristik yang diisyaratkan untuk sediaan farmasetik (2, 5) bebas dari mikroorganisme hidup (18, 22) karena metode, wadah, atau rute pemakaian (2,5).
II.1.3 Definisi sterilisasi
1. Scoville’s The Art of Compounding; 403
Sterilisasi adalah suatu proses membunuh atau menghilangkan bakteri dan mikroorganisme lain.
2. Pengantar Bentuk Sediaan Farmasi; 410
Sterilisasi adalah suatu proses seperti yang dilakukan terhadap sediaan farmasetik berarti penghancuran sempurna seluruh mikroorganisme dan sporanya atau penghilangan mikroorganisme dari sediaan.
3. The Theory and Practice of Industrial Pharmacy; 619
Sterilisasi adalah proses yang dirancang untuk menghasilkan keadaan steril. Secara tradisional, keadaan steril adalah kondisi mutlak yang
tercipta sebagai akibat penghancuran dan penghilangan semua mikroorganisme.
4. Pharmaceutical Technology Fundamental Pharmaceutics; 274 Sterilisasi adalah proses pembunuhan atau penghilangan mikroorganisme dan spora yang hidup.
5. Remington’s Pharmaceutical Science 18th Edition; 1470
Sterilisasi adalah suatu proses dimana semua bentuk organisme hidup dihilangkan atau dirusak fungsinya yang mungkin.
6. Mikrobiologi Farmasi Dasar; 230
Sterilisasi adalah suatu proses untuk membunuh atau memusnahkan semua mikroorgansime atau jasad renik yang ada, sehingga jika ditumbuhkan di dalam suatu medium tidak ada lagi mikroorganisme atau jasad renik yang dapat berkembang biak.
7. Dispensing Of Medication by Martin; 592
Sterilisasi adalah biasanya didefinisikan sebagai pemusnahan keseluruhan atau menghilangkan semua jenis-jenis kehidupan dari material-material.
8. Parenteral Technology Manual; 120
Sterilisasi adalah menghilangkan atau memusnahkan semua bentuk kehidupan suatu bahan dari benda atau material.
9. Textbook Of Pharmaceutics; 526
Sterilisasi adalah keseluruhan proses dimana sterilisasi dicapai. Entah disebabkan oleh bahan fisika atau kimia, ini merupakan proses umum
untuk memusnahkan, dan kedinamisan dari proses ini sama dengan desinfeksi.
10. Pharmaceutical Dosage Form by Aulton; 473
Sterilisasi adalah proses untuk mencapai keadaan steril dan itu dikarenakan proses tersebut memindahkan/menghancurkan semua bentuk kehidupan, berupa bakteri (termasuk spora bakteri), jamur, virus, riketsia, dan mikoplasma.
11. Radiofarmasi; 92
Sterilisasi adalah proses untuk mencapai keadaan steril melalui cara: Panas → kering dan basah
Dingin → zat kimia, filter, radiasi gas
12. The Art, Science and Technology of Pharmaceutical Coumpounding; 74
Sterilisasi adalah proses dari penghancuran atau eliminasi mikroorganisme yang hadir pada obyek atau sediaan.
Kesimpulan :
Sterilisasi adalah suatu proses mengurangi, menghilangkan, menghancurkan, membunuh (6, 7, 11, 16, 17,18, 19, 23) mikroorganisme dan spora yang hidup (6, 18, 19, 23) dari sediaan, bahan atau material ( 16, 17, 19) untuk menghasilkan keadaan yang steril (11, 18, 22).
1. Remington’s Pharmaceutical Science 18th Edition; 1470
a. Antiseptika adalah bahan untuk menahan atau mencegah pertumbuhan mikroorganisme dengan menghambat aktivitas mikroorganisme tanpa perlu menghancurkan mikroorganisme tersebut.
b. Bakteriostatika adalah apapun yang dapat menahan atau memperlambat pertumbuhan bakteri.
c. Bakterisida adalah apapun yang dapat membunuh mikroba.
d. Germisida adalah sebuah bahan yang dapat membunuh mikroorganisme yang menyebabkan penyakit tertentu tetapi tidak spora bakterinya.
e. Virusida adalah bahan yang dapat membunuh virus. f. Desinfeksi adalah sebuah proses memindahkan potensi infeksi dengan menghancurkan mikroorganisme namun tidak spora bakteri. Istilah ini biasanya digunakan untuk menandakan akibat aplikasi dari bahan kimia untuk mematikan objek.
2. Scoville’s The Art of Compounding: 403
a. Antiseptika sebagaimana yang didefinisikan
oleh Federal Food, Drug and Cosmetic Act disadari sebagai germisida, kecuali dalam hal obat yang dijual untuk menghambat bakteri pada saat digunakan sebagai pembalut basah, salep, serbuk halus atau
untuk fungsi yang mirip yang melibatkan kontrak yang diperpanjang dalam tubuh.
b. Bakteriostatika adalah bahan yang
memperlambat pertumbuhan bakteri.
c. Bakterisida adalah bahan yang dapat membunuh mikroba.
d. Germisida adalah bahan yang dapat
membunuh kuman.
e. Virusida adalah bahan yang dapat
menghancurkan virus.
f. Desinfektan adalah bahan penghancur
infeksi.
g. Fungisida adalah bahan yang dapat
membunuh fungi.
h. Mikosida adalah bahan yang dapat
menghancurkan jamur.
3. Dispensing Of Medication by Martin; 593
a. Antiseptika adalah bahan yang pada
mikroorganisme menjadikan mereka tidak bebahaya dengan cara membunuh atau mencegah pertumbuhannya. Istilah ini digunakan untuk sediaan kimia yang digunakan untuk jaringan hidup.
b. Bakteriostatika adalah bahan kimia yang memperlambat pertumbuhan bakteri.
c. Bakterisida adalah bahan kimia yang dapat membunuh bakteri tapi.
d. Germisida adalah bahan kimia yang dapat membunuh mikroorganisme tapi tidak spora bakteri germisida digunakan pada jaringan hidup termasuk antiseptik atau digunakan untuk mikroorganisme yang hidup pada objek yang mati seperti desinfektan.
e. Virusida adalah bahan yang dapat
menghancurkan virus atau inaktifasi virus.
f. Desinfektan adalah bahan yang
membebaskan dari infeksi. Desifektan biasanya bahan yang menghancurkan bakteri patogen atau mikroorganisme lain yang berbahaya, namun tidak spora bakteri.
g. Sporisida adalah sebuah proses atau bahan
yang menghancurkan spora mikroba, khususnya spora bakteri. 4. Textbook Of Pharmaceutics; 408
a. Bakteriostatika adalah bahan kimia yang memperlambat pertumbuhan bakteri.
b. Bakterisida adalah bahan kimia yang mampu membunuh mikroba.
c. Germisida adalah bahan kimia yang digunakan untuk membunuh semua mikroorganisme.
d. Fungisida adalah bahan kimia yang dapat membunuh fungi termasuk spora.
5. Mikrobologi Farmasi Dasar; 242
a. Bakteriostatika adalah zat atau bahan yang dapat menghambat atau menghentikan pertumbuhan mikroorganisme (bakteri).
b. Bakteriosida adalah zat atau bahan yang dapat membunuh mikroorganisme (bakteri).
c. Fungistatika adalah zat atau bahan yang dapat menghentikan pertumbuhan fungi.
d. Antiseptika adalah senyawa kimia yang digunakan untuk menghambat atau mematikan mikroorganisme pada jaringan hidup, yang mempunyai efek yang membatasi dan mencegah infeksi agar tidak menjadi lebih parah.
6. Farmakologi dan Terapi; 534
a. Antiseptika adalah zat yang digunakan untuk membunuh atau mencegah pertumbuhan mikroorganisme, biasanya merupakan sediaan yang digunakan pada jaringan hidup.
7. Radiofarmasi; 92
a. Bakterisida adalah bahan untuk mempercepat kematian bakteri.
b. Bakteriostatik adalah bahan yang dapat menghambat multiplikasi atau berkembangnya bakteri.
8. Obat-Obat Penting; 228
a. Bakterisida adalah bahan untuk mempercepat kematian bakteri.
b. Germisida adalah desinfektansia yang digunakan untuk mecegah infeksi pada benda mati, dengan jalan memusnahkan hama patogen pada, misalnya alat injeksi dan alat bedah dan air minum atau kolam renang.
Kesimpulan:
1. Antiseptika adalah bahan untuk menahan atau mencegah pertumbuhan mikroorganisme dengan menghambat aktivitas mikroorganisme (7, 9, 17, 23) tanpa perlu menghancurkan mikroorganisme tersebut (5) atau dengan menjadikan mikroorganisme tidak berbahaya (17), biasanya merupakan sediaan yang digunakan pada jaringan hidup (9).
2. Bakteriostatika adalah apapun yang dapat menahan atau memperlambat pertumbuhan bakteri tapi tidak membunuhnya (5, 7, 17, 22, 23).
3. Bakterisida adalah apapun yang dapat membunuh mikroba tetapi tidak sporanya (5, 7, 17, 22, 23).
4. Germisida adalah sebuah bahan yang dapat membunuh semua mikroorganisme terutama yang menyebabkan penyakit tertentu tetapi tidak spora bakterinya yang ditujukan pada benda mati maupun jaringan hidup (5, 7, 17, 22).
5. Virusida adalah bahan yang dapat membunuh virus (5, 7, 17).
II.1.5 Metode Sterilisasi
1. Scoville’s The Art of Compounding; 404-419
A. Panas kering
1) 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, parafin, petrolatum cair, gliserin, propilenglikol. 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 121°C
(suhu yang biasanya digunakan dalam autoklaf bahkan setelah pemanasan sampai 45 menit). Untuk 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 selam 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 rentang 150-170°C digunakan untuk sterilisasi panas
kering dan lain-lain, sebagai contoh : bahan-bahan gelas, dapat disterilkan pada suhu 170°C, dimana beberapa serbuk seperti sulfonilamid harus
disterilkan pada suhu rendah dan waktu yang lebih lama.
Tambahan waktu harus diijinkan untuk bahan yang sedang disterilkan untuk mencapai temperatur dari sterilisasi udara panas. Pada beberapa bahan seperti petrolatum atau serbuk talk, setidaknya akan membutuhkan 1 atau 2 jam tambahan paparan sebelum terselesaikan tergantung jumlah yang sedang disterilkan. Hal ini terutama untuk tingkat kelambatan panas yang ditransfer melalui bahan-bahan ini. Sebagai
contoh, 30 Gm dari petrolatum atau serbuk yang disebarkan pada lapisan setebal ¼ in. Membutuhkan kira-kira 1 jam untuk mencapai 160°C dalam oven udara panas. Ketika bejana 4 oz dari bahan-bahan ini dipanaskan waktu yang dibutuhkan panas untuk mempenetrasikan penambahan massa antara 2-2½ jam. Karena kelambatan di mana panas berpenetrasi ke dalam serbuk dan bahan berminyak, mereka harus dibagi dalam jumlah kecil sebelum sterilisasi. Serbuk harus dalam lapisan dengan ketebalan mendekati ¼ inchi atau dalam wadah dengan kapasitas volume tidak lebih dari 30 ml. Cawan petri dan tube uji merupakan wadah yang nyaman untuk serbuk atau minyak selama sterilisasi. Wadah serbuk atau salep mungkin juga digunakan. Erlenmeyer dan botol merupakan wadah yang nyaman untuk minyak. Larutan berminyak harus disterilkan dalam jumlah kecil. Jika bahan yang ingin disterilkan merupakan bahan dengan ukuran besar, maka dibagi dalam beberapa wadah kecil, atau waktu yang lebih lama harus diperbolehkan untuk mencapai suhu sterilisasi.
Perawatan harus dilakukan dalam oven udara panas. Overload harus dihindari karena hal ini menunda penetrasi panas dari bahan yang akan disterilkan. Susun bahan-bahan dengan longgar di dalam oven. Jangan membolehkan terbungkus kertas atau kapas masuk menyentuh bagian bawah dari wadah, mereka akan terbakar jika terkena kontak dengan besi yang telah dipanaskan. Alat yang tidak dilindungi oleh kertas atau kapas, seperti sumbat botol karet, peralatan makan, pipet, ampul, dan wadah logam, bisa disterilkan pada temperatur 200°C selama 45
menit. Untuk menghindari keretakan dari alat gelas, proses pemanasan dan pendinginan seharusnya dilakukan bertingkat.
Sementara wadah di dalam autoklaf dipanaskan pada suhu 121°C dengan memasukkan uap hanya ke dalam pembungkus, autoklaf tidak digunakan untuk sterilisasi panas kering. Alasan untuk ini adalah waktu yang lama (12 jam) dibutuhkan untuk sterilisasi pada suhu relatif di bawah 121°C, dan kekurangan keakuratan berarti memeriksa suhu di dalam wadah pada autoklaf.
2) Minyak dan penangas lain
Bahan kimia yang stabil dalam ampul bersegel dapat disterilisasi dengan mencelupkannya, dalam penangas yang berisi minyak mineral pada suhu 162°C. Larutan jenuh panas dari natrium atau ammonium
klorida dapat juga digunakan sebagai pensterilisasi. Ini merupakan metode yang digunakan untuk mensterilkan alat-alat bedah. Minyak dikatakan bereaksi sebagai lubrikan, untuk menjaga alat tetap tajam, dan untuk memelihara cat penutup.
3) Api 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, lumpang dan alu dapat disterilisasi dengan metode ini. Dalam berbagai keadaan waktu yang paling lama adalah 20 detik. Dalam keadaan darurat ampul dapat
disterilisasi dengan memposisikan bagian leher ampul ke arah bawah lubang kawat keranjang dan dipijarkan langsung dengan api dengan hati-hati. Setelah pendinginan, ampul harus segera diisi dan disegel.
B. Panas lembab
1) Uap bertekanan
Penggunaan uap bertekanan atau metode sterilisasi yang paling umum memuaskan dan efektif yang ada. Ini adalah metode yang diinginkan untuk sterilisasi larutan yang ditujukan untuk injeksi pada tubuh, pembawa pada sediaan mata, bahan-bahan gelas untuk penggunaan darurat, pakaian dan alat kesehatan dan benda-benda karet. Kerugian yang paling utama dari 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 jenuh pada 121°C mampu membunuh secara cepat semua bentuk vegetatif mikroorganisme hidup dalam waktu 1 atau 2 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 :
1. Suhu
2. Panas tersembunyi yang berlimpah
3. Kemapuan untuk membentuk kondensasi air 4. Kontraksi volume yang timbul selama kondensasi
Keempat sifat ini cocok pada level optimal hanya pada saat gas dalam fase batas antara gas dan kondensatnya pada temperatur yang sama. Efek sterilisasi gas pada saat melewati fase batas
Pada saat uap pada tekanan atmosfer tidak pernah melebihi suhu 100°C, jika dibatasi di antara wadah dari autoklaf temperatur meningkat jika tekanan dinaikkan. Tekanan hanya membuat pencapaian temperatur tinggi terjadi. Ini tidak ada hubungannya dengan sifat membunuh dari uap. Juga penting untuk diingat bahwa hanya tekanan yang didesak oleh uap yang sensitif; tekanan udara tidak efektif. Untuk alasan ini, udara seharusnya dihilangkan dari autoklaf untuk memastikan sterilisasi efektif. Uap bertekanan membunuh bakteri dan spora dengan koagulasi protein dari badan sel. Dengan adanya uap, koagulasi terjadi pada temperatur
yang lebih rendah ketika udara panas kering digunakan. Pada metode panas kering, kematian bakteri disebabkan oleh proses oksidasi.
Panas yang tersembunyi dibentuk ketika pemanasan dilanjutkan setelah air telah mencapai suhu didihnya, untuk tekanan partikulat terlibat. Ini hanya ketika panas total telah ditingkatkan sebanyak kelipatan limanya ketika diuapkan. Uap terbentuk pada fase batas mempunyai fase yang sama dengan air mendidih pada saat terbentuknya, namun ini mengandung kelipatan panas yang tersembunyi, tanpa tetesan pada temperatur, merupakan keadaan yang cocok pada saat ada kontak dengan permukaan yang lebih dingin. Sebagai contoh, jika dibutuhkan 180 Btu panas untuk meningkatkan temperatur 1 pound air dari 32°F-212°F, dibutuhkan tambahan panas latent 971 Btu untuk membentuk uap pada tekanan atmosfer. Kemampuan besar dari jumlah panas latent merupakan faktor penting dalam sterilitas efektif.
Pada saat uap yang mengalami kontak dengan bahan yang disterilkan mengalami kondensasi dan dipindahkan dengan cepat panas tersembunyinya pada permukaan dari bahan, panas dari uap ditahan dengan kondensasi, jadi jika tidak ada tetesan dalam temperatur lokal selama kondensasi. Panas latent dan kondensasi penting dalam sterilisasi pembentukannya merupakan tenaga pembunuh uap sementara yang kemudian menyediakan hidrasi esensial dan faktor koagulasi. Pada umumnya, sel bakteri dengan presentasi air yang besar dibunuh dengan relatif mudah. Spora, yang mengandung presentasi air yang relatif rendah,
cukup sulit untuk dibunuh. Kehadiran air penting untuk mengefektifkan sterilisasi.
Kontraksi volume terjadi selama sterilisasi ketika uap bersentuhan dengan bahan yang disterilkan. Karena permukaannya lebih dingin, hal ini menyebabkan uap lebih cepat masuk melalui uap air, batas fase air dan penguapan, dan pada waktu yang sama memberikan semua panas tersembunyinya. Sebagai contoh, 865 ml uap berkontraksi untuk memberikan 1 ml kondensat, memberikan 524 gram kalori panas pada bahan yang sedang disterilkan. Kontraksi ini menghasilkan tetesan lokal dalam tekanan yang akan menghasilkan penarikan lebih banyak uap pada permukaan yang sedang disterilkan. Proses ini berlanjut sampai obyek mencapai suhu ekuilibrium. Kontraksi volume uap selama proses sterilisasi sangat penting dalam sterilisasi pakaian bedah dan bahan berpori lainnya di mana penetrasi uap dari bahan dengan jumlah besar terlibat di dalamnya.
Waktu yang dibutuhkan untuk sterilisasi uap bertekanan merupakan total waktu pemanasan atau penetrasi dan waktu pemaparan, di mana masing-masing tergantung pada suhu yang sedang digunakan. Suhu pada 121°C dengan waktu pemaparan minimal 12 menit umumnya diterima sebagai perhitungan yang cocok dalam waktu sterilisasi untuk kebanyakan sediaan farmasetikal dan untuk persediaan pembedahan. Waktu pemanasan atau penetrasi merupakan waktu yang dibutuhkan oleh bahan untuk mencapai 121°C setelah termometer autoklaf merekam suhu
itu. Waktu ini akan bervarias karena, sebagai contoh, dengan volume larutan yang sedang disterilkan. Demikian, erlenmeyer Pyex® 50 ml terdiri
dari air membutuhkan waktu penetrasi 2 menit, sementara erlenmeyer 1000 ml membutuhkan kira-kira 12 menit untuk mencapai suhu 121°C setelah termometer autoklaf merekam suhu ini. Waktu sterlisasi untuk erlenmeyer 50 ml akan menjadi 2 + 12 atau 14 menit, sementra erlenmeyer 1000 ml akan membutuhkan 12 + 12 atau 24 menit.
Tabel di bawah ini menunjukkan hubungan antara tekanan dan temperatur dan waktu pemaparan umum untuk sterilisasi uap bertekanan. Penting untuk diingat bahwa waktu yang direkomendasikan harus ditambahkan pada waktu tambahan yang dibutuhkan panas untuk penetrasi bahan-bahan yang disterilkan.
Tekanan Temperatur Waktu
10 lb. 115,5°C (240 F) 30 menit
15 lb. 121,5°C (250 F) 12 menit
20 lb. 126,5°C (260 F) 9 menit
2) Sterilisasi larutan
Sterilisasi larutan untuk injeksi melibatkan penggunaan berbeda dari uap bertekanan daripada sterilisasi alat atau pakaian. Larutan itu sendiri mengandung kelembaban yang diperlukan, jadi masalahnya adalah menyerap panas yang cukup dari gas.
Sementara larutan sedang dipanaskan di bawah tekanan akan tidak ada luapan cairan walaupun melalui temperatur jauh dalam kelebihan titik didih normal air. Alasan untuk hal ini adalah tekanan gas
dari wadah selalu sama, atau berkelebihan, tekanan berkembang oleh larutan. Namun setelah, kecuali tekanan wadah dikurangi perlahan, larutan akan mendidih dengan keras, dimana tutup wadah akan keluar dan cairan akan hilang. Adapun untuk menghindari pendidihan cairan, tekanan harus dibolehkan untuk tingkat normal lebih dari 10-12 menit. Waktu yang diperpanjang dari pendinginan tidak diinginkan sejak bahan larutan kimia, rusak karena pemaparan terlalu lama dengan suhu tinggi.
Larutan mungkin disterilkan dalam botol, vial, bejana, ampul tersegel, atau erlenmeyer. Wadah harus dibuat dari gelas keras dan netral, jika mungkin. Jika mungkin, tipe I gelas U.S.P harus dipakai untuk larutan parenteral. Ini resisten tinggi dan biasanya gelas borosilikat. U.S.P. juga mengenali tipe II, III, dan IV. Penggunaan wadah gelas lembut membolehkan jumlah besar larutan alkali yang cocok menghadapi beberapa kesulitan. Kehadiran alkali dalam gelas mempercepat karamelisasi larutan dekstrosa, membawa perubahan yang tidak diinginkan pada konsentrasi ion hidrogen dalam larutan lain, dan mungkin mengakibatkan pelepasan partikel silika, terutama ketika garam alkali dipanaskan pada gelas lembut. Walaupun gelas Pyrex® lebih sering
diinginkan namun lebih mahal. Tersedia beberapa merek wadah gelas yang keras dan netral. Mereka mungkin dibeli dengan kisaran ukuran 1 ml sampai beberapa ratus milimeter, diadaptasi untuk mengambil tutup karet diafragma untuk membolehkan penarikan dosis ganda; atau wadah membuat tutup bergalur mungkin digunakan; atau ampul bisa dibuat.
Pada saat wadah dosis ganda digunakan, larutan harus mengandung bahan bahan bakteriostatika menyadari metode sterilisasi, sampai cara yang disarankan dalam monograph. Erlenmeyer atau gelas FlorenceI juga bisa digunakan sebagai wadah dalam striliasasi cairan.
Garis dari tutup berliku sangat penting. Beberapa penggaris mempunyai penutup plastik yang didisintegrasi di bawah tekanan panas dan jatuh pada larutan. Yang lainnya menahan panas di bawahnya; penggaris yang disusunkan adalah ”pensil minyak coklat muda stabil panas. Selama strelisasi tutup berliku harus ditutup rapat-rapat. Ketika tutup karet digunakan, mereka harus ditempatkan dalam tempat yang berat, atau wadah ditempatkan dalam peralatan spesial untuk menghindari banyak tutup berliku yang keluar dari botol. Erlenmeyer atau gelas Florence ditutup dengan koyakan kertas dibawa leher yang kuat, kertas dengan permukaan halus. Katun bukan penutup botol yang dgunakan. Katun tidak cocok sebagai penutup kain tiras yang mungkin jatuh pada larutan. Jika kertas digunakan, akan ada 3 sampai 5 % kehilangan cairan selama evaporasi. Bagaimanapun, jika sepotong kecil karet terkoyak kertasnya, kehilangan selama evaporasi dihindari.
c) Uap panas pada 100°C
Uap panas pada suhu 100°C 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 titik mati bervariasi, tetapi tidak ada bentuk nonspora yang bertahan.
Bentuk vegetatif dari kebanyakan patogen dihancurkan dengan pemanasan dengan adanya kelembaban pada 55°-60°C selama 10 menit.
Ini diartikan sebagai titik mati panas dari kebanyakan bakteri bukan pembentuk spora, temperatur yang paling rendah ditemukan bersifat destruktif pada bentuk vegetatif pada bakteri. Titik mati panas bervariasi, namun bentuk spora bisa bertahan pada suhu 80°C selama 30 menit dengan adanya kelembaban. Harus ditekankan bahwa spora tidak dibunuh pada gas mengalir atau air mendidih sampai beberapa pemaparan dibuat pada interval yang diinginkan.
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 fraksinasi, penyelaan, penghentian atau Tindalisasi digunakan. 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 37°C atau suhu kamar.
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 kedua. Kesuksesan dari proses ini tergantung pada spora yang berkembang ke bentuk vegetatif selama masa istirahat. Pertumbuhan seperti itu akan terjadi jika tersedia kondisi optimal seperti adanya bahan nutrien, pH yang cocok, dan adanya bahan bakteriostatik. Metode ini jarang digunakan untuk sterilisasi sediaan farmasi.
Alat yang digunakan untuk sterilisasi dengan uap bebas aliran adalah alat pensteril Arnold, yang dibangun dengan dasar palsu sehingga volume minimal air dipanaskan untuk menghasilkan uap dengan cepat, sementara tangki utama diisi secara konstan dengan air dari penguapan yang dikumpulkan oleh pembungkus luar. Bagi farmasis yang hanya sesekali menggunakan metode sterilisasi ini, alat sederhana yang terdiri dari panci atau belanga logam mungkin digunakan. Ini disusun dengan sebuah alas palsu yang terdiri dari pelat seperti logam yang diangkat pada sokongan logam, pada tempat di mana bahan yang akan disterilisasikan ditempatkan.
Teknik sterilisasi dengan uap mengalir sederhana. Bahan, dalam wadah tersegel, ampul, atau botol ditempatkan dalam alat pensteril sebelum dan sesudah uap mulai mengalir. Penting untuk mencatat waktu
hanya pada saat setelah isi wadah telah mencapai suhu yang diinginkan, dan kemudian untuk memperoleh suhu untuk periode waktu yang ditentukan. Setelah panas dihentikan dan alat pensteril didinginkan, bahan bisa dikeluarkan.
4) Pemanasan dengan bakterisida
Ini menghadirkan aplikasi khusus dari pada uap panas pada 100°C. 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 dipanaskan dalam wadah bersegel pada suhu 100°C 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.
5) Air mendidih
Penangas air mendidih mempunyai kegunaan yang sangat banyak dalam sterilisasi jarum spoit, penutup karet, penutup dan alat-alat bedah. Bahan-bahan 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-karbonat atau 2-3% larutan kresol tersaponifikasi yang menghambat korosi bahan-bahan logam.
C. Penyaring bakteri
Larutan dapat dibebaskan dari mikroorganisme vegetatif dan sporanya melalui filter bakteri. Filter bakteri tidak dapat membebaskan larutan dari virus; bagaimanapun alat ini tidak mengurangi jumlah virus. Pada prinsipnya dengan absorbsi ke dalam dinding filter dan dengan menghilangkan partikel kasar dari bahan yang mengandung virus.
Sterilisasi dengan filter bakteri digunakan untuk larutan farmasetik atau bahan biologi yang dipengaruhi oleh pemanasan. Berbeda dengan metode filtrasi lain, filter bakteri ditujukan untuk filtrat bebas bakteri. Metode sterilisasi ini membutuhkan penggunaan teknik aseptik yang benar. Sediaan obat yang disterilkan dengan metode ini membutuhkan penggunaan bahan bakteriostatik kecuali diarahkan lain. Larutan yang ditujukan untuk injeksi intratechal atau merupakan larutan dosis tunggal intravena dengan volume lebih dari 15 ml tidak boleh ditambahkan bahan bakterisid. Parafin cair dan minyak lain, tidak disterilkan dengan metode ini karena dapat meningkatkan permeabilitas dari filter terhadap bakteri.
Untuk dapat membuat larutan bebas bakteri dan steril, digunakan filter dengan berbagai tipe. Tipe ini termasuk filter yang terbuat dari silikon murni, porselin, asbes, dan glass-fritted. Karena alat-alat ini mudah dibersihkan, filter Seitz yang menggunakan lapisan asbes dan fliter
Fritted-Glass mungkin lebih berguna untuk farmasis, yang kadang-kadang dibutuhkan untuk menyaring larutan dalam jumlah kecil.
Mekanisme filtrasi bakteri kompleks. Meskipun ukuran pori filter penting, tapi bukan itu saja kriteria untuk keefektifan filtrasi. Filter dengan pori lebih kecil menghilangkan bakteri tetapi beberapa filtrasi sangat lambat untuk tujuan praktek. Dengan meningkatkan ketebalan filter lilin memungkinkan untuk mencapai efisiensi filtrasi, tetapi kerugiannya adalah bahwa kebanyakan bahan aktif dari larutan dihilangkan dengan penyerapan oleh lilin. Bagaimanapun, dengan mengatur ukuran pori dan ketebalan filter yang optimum, mungkin diperoleh filter yang efisien dan baik secara cepat. Faktor lain dilibatkan dalam filtrasi bakteri termasuk keseimbangan permukaan antara bahan filter dan bakteri dalam larutan, suhu, tekanan yang digunakan, waktu filtrasi, muatan elektrik filter, pH bahan yang difiltrasi, dan adsorbsi protein dan bahan lain.
Filter Seitz
Filter ini dibuat dari bahan asbes yang dijepit pada dasar wadah besi. Keuntungan utama dari filter Seitz ini adalah lapisan filter dapat dibuang setelah digunakan dan masalah pembersihannya berkurang. Efisiensi tergantung pada pengembang serat dari lapisan filter dari air. Karena larutan alkohol pekat tidak membuat mengembang, filter ini tidak digunakan untuk mensterilkan larutan yang mengandung alkohol dalam jumlah besar.
Filter ini mampu dengan volume dari 30 ml hingga lebih dari 100 ml. Kerugian pertama dari filter ini adalah cenderung memberikan komponen magnesium pada filtrat. Bahan alkali ini dapat menyebabkan konsentrasi pengendapan alkaloid bebas dari garamnya dan dapat menginaktifkan seperti insulin, ekstrak pituari, epinefrin dan apomorfin. Hal ini dapat diatasi dengan perawatan pertama filter dengan dibasahkan dengan HCl lalu dibilas dengan air.
Kerugian kedua dari Seitz adalah permukaan serat pada lapisan filter membuat larutan tidak cocok untuk injeksi. Ini dapat diatasi dengan menempatkan ayakan dari nilon atau sutra di bawah lapisan filter sebelum menempatkan lapisan dalam filter, atau sebuah filter glass fritted dapat ditempatkan pada saluran keluar untuk menghilangkan serat. Filter seitz ini juga cenderung untuk menghilangkan bahan dari filtrat bahan adsorbsi. Filter Swinny
Sebuah adaptasi dari filter seitz, filter swinny mempunyai adat terkhusus yang terdiri dari lapisan asbes, bersama dengan screen dan pencuci. Utamanya untuk digunakan filter Swinny dibungkus dengan kertas dan diautoklaf. Bagian yang dipasang dihubungkan pada spoit Luer-Lok dan cairan dimasukkan melalui disk asbes dengan menggunakan tekanan pada saluran spoit.
Filter Fritted-Glass
Filter Fritted-Glass disusun dari dasar serbuk, tombol bulat dari gelas digabung bersama dengan penggunaan panas untuk menentukan
sebelumnya ukuran dalam bentuk disk. Permeabilitas filter barbanding secara tidak langsung dengan ukuran butiran. Setelah disk dibentuk, kemudian disegel dengan pemanasan ke dalam corong gelas Pyrex® dibentuk seperti corong buchner.
Filter Fritted-Glass yang baru harus dicuci dengan penghisap dengan HCl panas dan kemudian dibilas dengan air sebelum digunakan. Filter dapat dibersihkan dengan membilasnya dengan air di bawah tekanan. Jika air tidak dapat membersihkan filter, suatu konsentrasi larutan asam sulfat mengandung 1 % sodium nitrat dipanaskan pada suhu 80oC dapat digunakan. Filter fritted dirancang utamanya untuk filtrasi
vakum. Jika digunakan filtrasi dibawah tekanan, perbedaan maksimum pada diks harus tidak boleh dari 15 pon per inci persegi (p.s.i).
Filter Berkefeld & Mandler
Tes bentuk tube filter pembanding ini, yang dihubungkan dengan dasar logam dan saluran keluar tubuh adalah sama pada keduanya. Filter Mandler dibuat dari silikat murni, asbes, dan kalsium sulfat (gips dari paris); filter Berkefeld terdiri dari silika murni. Kedua filter ini bermuatan negatif. Fitlrer ini tersedia dalam beberapa tingkatan porositas berdasarkan pada permeabilitas terhadap air, pada Berkefeld atau pada Mandler berdasarkan pada jumlah tekanan air dalam pon yang dibutuhkan untuk mendorong udara melalui saluran keluar melawan air.
Saluran Berkefeld dan Mandler dibersihkan dengan menggunakan air destilasi melalui saluran dari luar ke dalam diikuti dengan menggosok
bagian luarnya menggunakan sikat dalam aliran air. Saluran Berkefeld dan Mandler dapat disterilkan dengan autoklaf pada 121oC selama 20
menit. Tabung harus dibungkus dengan kain atau kertas secara langsung setelah dibilas dan saat masih basah sebelum ditempatkan di autoklaf. Kehadiran kelembaban akan dengan cepat dan mendistribusikan panas di antara silinder dan melindungi cracking pada semen. Autoklaf harus dingin sebelum silinder dipindahkan. Dalam keadaan darurat, filter bisa disterilkan dengan air mendidih selama 1 jam. Ini lebih diinginkan untuk memiliki unit yang tersedia untuk penggunaan darurat. Dalam hal ini, filter lilin bisa digunakan dan dikoyakkan dengan mantel gelas yang bersifat sebagai wadah untuk larutan yang disterilkan. Ini mungkin disterilkan sebagai unit, atau jika lebih disukai, peralatan yang lebih lengkap mungkin dibuat dengan memasukkan logam tipis filter lilin ke dalam tutup karet dalam penerimaan gelas dan semua unit yang disterilkan.
Filter Selas
Filter porselen buatan Amerika sekarang tersedia dengan nama filter porselen mikropori Selas. Filter ini secara kimia inert, menjadi tahan terhadap semua larutan yang tidak menyerang silika. Karena partikel individu terdiri dari partikel filter dikumpul bersama selama proses pembuatan, ada bahaya kecil dari partikel yang berasal dari kejatuhan filter ke dalam larutan.
Saluran filter Selas dapat dibersihkan dengan menggosoknya dengan sikat, dengan membilas, pencucian, dengan menggunakan alkali
atau detergen asam atau dengan pemanasan dalam tungku di laboratorium pada temperatur maksimum 1200oC dan dapat disterilkan
dengan autoklaf.
Saluran Filter Chamberland Pasteur
Filter ini mempunyai bentuk yang mirip dengan Berkefeld tetapi filter ini terbuat dari porselen penyerap yang tidak berlapis dengan pori-pori kecil yang menghasilkan filtrasi yang lambat. Lilin ini tersedia dalam 9 porositas dari L1 sampai L9, L5 merupakan salah satu yang digunakan khususnya dalam bidang farmasetikal. Filter ini dapat dibersihkan dan disterilkan dengan cara yang sama dengan yang digunakan untuk saluran Berkefeld. Filter Doulton dibuat dari porselin berpori yang bukan gelas dan mirip dengan filter Pasteur-Chamberland.
2. Pharmaceutical Technology Fundamental Pharmaceutics; 274-282
A. Uap bertekanan
Adanya mikroorganisme lembab dihancurkan pada suhu rendah daripada dalam panas kering. Sterilisasi uap bertekanan dilakukan di dalam autoklaf, dengan wadah terselubung untuk memelihara atmosfer yang tersaturasi gas di atas 100°C. Uap adalah air tanpa udara bertekanan. Tekanan atmosfir mempunyai suhu 100°C. Tekanan autoklaf membolehkan hasil yang dicapai dari temperatur lembab panas yang lebih tinggi, misalnya temperatur dari uap jenuh pada 15 p.s.i adalah 121,5°C.
Uap memberikan panas tersembunyinya pada obyek yang sedang disterilisasi dan diubah menjadi air pada suhu yang sama. Panas tersembunyi diabsorpsi oleh obyek sampai obyek dipanaskan pada suhu yang sama dengan uap, setelah tidak ada lagi pertukaran uap dan penguapan lebih jauh. Pertukaran panas oleh uap lebih cepat daripada melalui panas kering. Uap superpanas tidak memuaskan. Walaupun penguapan terjadi selama tingkat awal panas dengan uap superpanas, air kemudian diuapkan kembali, dan proses steriliasasi menjadi salah satu dari uap panas, untuk kondisi yang berbeda dan suhu sterilisasi lebih tinggi.
Karena variasi suhu dengan tekanan, autoklaf dilengkapi dengan pengukur tekanan yang mengindikasikan tekanan. Jika suhu ditarik dari hubungan tekanan-suhu pada uap jenuh, kehadiran udara pada autoklaf memberikan suhu yang keliru, karena udara dan uap mendesak tekanan sebagiannya masing-masing, misalnya 50 % udara pada p.s.i memberikan suhu 112° menggantikan 121°.
Sebuah autoklaf kedap udara, wadah yang terbungkus dilengkapi dengan pintu, katup uap, katup tempat pembuangan gas, tempat pemasukan udara, pengukur tekanan dan suhu, dan katup yang aman untuk melindungi dari ledakan. Seperti alat pemasak yang menggunakan tekanan, sistem operasi manual, atau sistem operasi otomatis keseluruhan secara elektronik dengan siklus yang diatur ulang. Penggunaan autoklaf dalam siklus sterilisasi adalah pemasukkan,
menaikkan muatan pada suhu dan tekanan yang cocok, sterilisasi, dan pendinginan dan tidak memuat lagi.
Sangat penting bahwa uap mempunyai akses pada semua bagian dari bahan yang disterilkan. Muatan harus dibungkus untuk membolehkan aliran udara. Ampul seharusnya tidak ditumpuk acak namun diatur dalam sebuah nampan yang tidak menghambat aliran udara.
Setelah autoklaf dimasukkan dengan barang-barang, uap dimasukkan ke dalam pembungkus uap dengan koneksi pada wadah tertutup. Pada saat tekanan 15 sampai 20 p.s.i, uap diterima pada wadah dengan katup tempat pembuangan gas terbuka. Pada hampir semua autoklaf, uap masuk dari bagian atas wadah dan menyapu udara keluar melalui katup tempat pembuangan gas dengan penempatan di bawahnya. Tempat pembuangan gas dan thermometer ditempatkan pada bagian bawah autoklaf untuk memastikan pengeluaran sempurna udara. Pengeluaran udara pentina karena (1) campuran udara dan uap menghasilkan suhu yang lebih rendah daripada uap murni pada tekanan yang diberikan, (2) saku lokal atau lapisan penyembunyi udara mempenetrasikan uap melalui muatan, dan (3) pembungkus uap pada suhu sterilisasi normal akan menyebabkan superpanas dari campuran udara-uap.
Ketika aliran udara berat dari uap keluar dari katup pembuangan udara mengindikasikan bahwa udara telah digantikan dan suhu telah mencapai 100°C, katup pembuangan udara ditutup dan tekanan udara
bertambah hingga 15 p.s.i. Waktu yang dibutuhkan untuk mencapai suhu temperatur tergantung dari ukuran muatan, kapasitas panasnya, dan tingkat penetrasi uap. Waktu pada autoklaf merupakan rangkuman waktu sterilisasi dan waktu yang diperlukan untuk mencapai suhu sterilisasi. Dalam industri farmasetikal, pemeriksaan suhu ditempatkan pada beberapa lokasi di antara muatan, dan suhu selanjutnya direkam selama proses sterilisasi. Kehadiran bahan kesehatan dan pengawet mungkin memperpendek waktu yang dibutuhkan untuk sterilisasi. Sebenarnya tiap produk diuji sterilisasi untuk mendemostrasikan uji daya tahan untuk produk individual. Kebanyakan larutan farmasetikal disterilkan dengan waktu sterilisasi 20 menit pada 15 p.s.i, misalnya 121°C.
Setelah sterilisasi, katup pembuangan dibuka untuk memperlambat dan mengurangi secara tetap mengurangi tekanan pada tekanan atmosfer, dan katup uap ditutup. Jika tekanan tiba-tiba diubah, tingkat kehilangan tekanan melebihi tingkat pengurangan suhu dan larutan mendidih dengan hebat. Pendidihan yang hebat bisa menyebabkan cairan berbusa keluar atau meledak keluar tutupnya.
Tingkat pemanasan dan pendinginan ampul cepat karena tegangan spesifiknya yang tinggi. Jadi, setelah sterilisasi ampul, autoklaf dibuka dengan sedikit lambat. Dengan larutan berair dalam wadah tidak disegel rapat-rapat selama proses pemanasan, uap mengembun di dalamnya, memanaskan larutan dan meningkatkan volumenya. Jika tekanan secara bertahap diturunkan setelah sterilisasi, volume ekstra dari air mendidih
akan turun volumenya kembali pada volume asli. Absorpsi dari panas tersembunyi dari pendidihan menurunkan ekstra air ini mengurangi suhu cairan, dan secara umum pendidihan lebih lanjut tidak terjadi pada saat suhu atmosfer tercapai.
Produksi dari cairan perfusi, di mana autoklaf mungkin menahan botol 1 liter 300 buah, pendinginan diperpanjang dan mungkin membutuhkan bagian hari yang lain untuk suhu untuk turun sehingga tidak ada tekanan di dalam botol. Dalam produksi skala besar kelembaban disebarkan dalam botol perfusi pada tingkat diatur pada tingkat pemindahan panas sehingga goncangan suhu dan kerusakan diminimalkan. Sistem pendinginan cepat ini tidak hanya mengijinkan penanganan sementara dan waktu pengubahan namun ini lebih aman, sama pada saat botol dipindahkan dari autoklaf tidak meledak. Sejak waktu total pada suhu ditingkatkan diperpendek, keuntungan diperoleh dari kekurangan degradasi produk, seperti perubahan warna larutan glukosa.
Sterilisasi uap menggunakan autoklaf merupakan metode sterilisasi yang paling efektif dan memuaskan untuk larutan berair, peralatan gelas, dan bahan karet. Metode ini tidak memuaskan untuk larutan obat yang termolabil atau yang bisa didegradasi oleh adanya kelembaban. Larutan berminyak dan serbuk tidak dapat disterilisasi dengan autoklaf.
Sterilisasi panas kering membutuhkan suhu yang lebih tinggi dan pemaparan yang lebih lama daripada autoklaf. Metode sterilisasi ini pada suhu 160°-170° selama 2 jam. Waktu dan suhu ditentukan untuk setiap produk dan tergantung dari kealamian produk yang disterilkan, ukuran dari tiap wadah, dan distribusinya dalam oven.
Pengoperasian oven sangat sederhana dan masalah utama adalah mendapatkan distribusi. Kipas dimasukkan dalam oven menyiapkan sirkulasi dari udara panas, bagaimanapun, sampai kipas mungkin mengherankan akan meledakkan serbuk yang disterilkan.
Peralatan gelas yang disterilisasikan dengan panas kering dicuci dan dikeringkan. Kemudian diikat dengan kertas pada mulut botol yang disumbat dengan katun atau sepotong kertas yang digantung pada bagian yang terbuka. Hal ini melindungi terjadinya kontaminasi, pada saat udara memasuki oven pendingin setelah sterilisasi dan selama penyimpanan. Kemudian oven dimasukkan dengan barang-barang untuk membolehkan udara panas bersirkulasi. Panas diaplikasikan dan kaca ventilasi dibuka untuk membolehkan pengeluaran kelembaban yang tersisa. Pada saat suhu mencapai 110°, kaca ventilasi ditutup dan temperatur dinaikkan dan tercapai pada suhu sterilisasi untuk waktu yang ditentukan. Pemanasan lambat dan derajat pendinginan dan temperatur tinggi diperlukan untuk membuat sterilisasi panas kering sebuah metode yang memerlukan waktu.
Campuran minyak dan serbuk tahan panas disterilkan dengan panas kering. Pemindahan panas lambat, volume kecil dari minyak dan lapisan tipis dari serbuk digunakan untuk memastikan temperatur yang bisa untuk bahan tanpa memperpanjang waktu untuk menyelesaikan operasi.
C. Penyaringan bakteri
Sterilisasi dengan penyaringan dilakukan secara luas dalam farmasi untuk mensterilkan larutan tahan panas dan biologikal. Jelas dari metode sterilisasi lain bahwa sebenarnya pemindahan mikroorganisme dari filter, walaupun tidak memindahkan produk metabolit yang larut. Tipe dari media penyaring adalah porselin, silikon bumi murni, gelas, asbes, dan bahan selulosis.
Filtrasi partikel sekecil mikroorganisme melibatkan interaksi dengan tenaga elektrostatik seperti mekanik. Penyaring biasanya bermuatan positif. Umumnya bakteri bermuatan negatif, dan mereka akan tolak-menolak dengan penyaring ini. Ini bisa diterima bahwa protein amfoter dari bakteri akan melepaskan muatan positif pada mikroorganisme dan akan diserap oleh penyaring. Kecepatan aliran melewati penyaring lambat, interaksi elektronik antara penyaring dan mikroorganisme meningkatkan sifat menahan dari bakteri.
Pori dari filter medium mempunyai ukuran dan bentuk yang bervariasi. Dalam struktur sebuah filter kemungkinan seri lubang besar serupa dengan beberapa lapisan berturut-turut dengan pembentukan pori
berkelanjutan panjang yang lumayan atau melalui ketebalan penyaring sangat mudah. Struktur filter merupakan salah satu faktor yang tidak menentukan, bagian singkat dari variasi ukuran dan berliku-liku. Sebagai konsekuensinya, mikroorganisme secara mekanis terperangkap di dalam filter oleh ukuran, bentuk, dan keliku-likuan kekosongan dalam filter.
Efisiensi dan tingkat filtrasi ditentukan oleh ukuran maksimum pori filter. Beberapa ukuran pori dispesifikan untuk penyaring yang tiba-tiba berubah karena ketidakteraturan, struktur kompleks dari filter. Ukuran pori umumnya disadari sebagai tekanan gelembung. Setelah penyaring direndam dalam air hingga udara dipindahkan dan pori diisi, tekanan udara kemudian diaplikasikan pada permukaan dari penyaring sampai gelembung udara melewati penyaring. Tekanan minimum dibutuhkan untuk melewatkan gelembung udara dinamakan tekanan gelembung dan dihubungkan dengan ukuran pori. Sebagai contoh, tekanan gelembung pada 15 p.s.i minimal untuk penyaringan yang dapat dipercaya dengan penyaring Berkefeld dan Doulton, di mana tekanan gelembung pada 55 p.s.i dibutuhkan untuk penyaring tipe Millipore®.
Filter Porselen
Penyaring porselen dibuat dengan memanaskan pasir kuarsa dan dan kaolin pada suhu di bawah titik didih dan dibentuk hingga menjadi bentuk disk atau lembah silinder yang disebut lilin. Penyaring ini cocok untuk sejumlah tingkat porositas. Kebanyakan tingkatan digunakan
menjernihkan atau memindahkan bahan partikulat dari larutan dan hanya memindahkan beberapa mikroorganisme.
Penyaring porselen bisa digunakan secara berulang-ulang. Penyaring ini dibersihkan dengan asam kromat atau dengan menggosoknya denga sikat dan dicuci dengan air. Metode yang paling baik untuk membersihkan adalah dengan memanaskan filter kering pada tungku saringan pada suhu 675°C, di mana mengoksidasi dan memindahkan bahan organik yang terserap oleh filter. Disterilkan di dalam autoklaf.
Beberapa fliter Porselen lain yang komersial adalah Pasteur, Chamberland, Doulton, dan Selas®. Beberapa bahan dan kegunaan
variasi ukuran pori penyaring Selas® ditunjukkan oleh tabel di bawah ini :
Tabel Tipe Ukuran Pori dan Bahan Filter Porselen Selas
Type Diameter Maksimum Pori (µ) Diameter Pori yang Berarti (µ) Tekanan Gelembung (psi) Kegunaan Umum
10 8,8 4,4 5,0 Bahan kristalin runcing,
klarifikasi awal 01 6,0 3,0 7,0 Penggosokan 015 2,8 1,4 15,0 Sterilisasi farmasetikal 02 1,7 0,85 25,0 Penyaringan bakteri, sterilisasi farmasetikal 03 1,2 0,6 35 Penyaringan bakteri, Sterilisasi farmasetikal 04,05, dst Penyaringan gas
Filter silikon bumi dibuat dari melelehkan bahan yang lekat pada lilin dan dibakar menyerupai tembikar untuk memberikan kekuatan dan kekakuan. Filter lilin Berkefeld dan Mandler adalah contoh dari penyaring silikon bumi yang secara komersial pada beberapa tingkat porositasnya. Filter Berkefeld dan Mandler mempunyai yang ukuran pori mendekati 5 µ sukses dalam sterilisasi penyaringan karena adsorpsi mempunyai peranan penting dalam mengurangi mikroorganisme. Penyaring silikon bumi lebih cepat dari penyaring porselen.
Filter ini dibersihkan dengan bahan mirip filter Porselen, namun mereka tidak dapat tahan lama. Asam tidak dapat digunakan untuk membersihkan. Silika bumi dan lilin porselen disediakan dengan pipa benang. Gabungan antara medium filter dan pipa merupakan sumber kelemahan konstruksi, dan perawatan dibutuhkan dalam penanganan dan sterilisasi untuk menghindari retakan pada saat penggabungan. Uji rutin dibutuhkan untuk mendeteksi lilin yang retak. Lilin atau alat filtrasi yang dipasang disterilkan dalam autoklaf.
Filter Sintered-Glass
Filter Sintered-Glass dibuat dengan memanaskan gelas yang diserbukkan dalam lelehan yang cocok dengan suhu di bawah titik campuran sehingga partikel menempel untuk membentuk lapisan berpori, di mana disegel di dalam corong Buchner menggunakan filtrasi vakum. Filter Sintered-Glass tersedia dalam beberapa tingkatan porositas; bagaimanapun, hanya tingkatan ultrafine yang cocok untuk filtrasi bakteri.
Filter Sintered-Glass mudah dibersihkan dengan asam dan disterilkan dengan autoklaf. Adsorpsi bahan-bahan dalam larutan kurang dari media filter nonmembran lainnya.
Filter Asbes
Kertas filter Seitz terdiri dari serat asbes yang dikompres menjadi sehelai kertas yang dipotong menjadi disk atau persegi. Tergantung dari tingkat kompresi dan kedalaman serat, beberapa tingkat porositas ada; hanya filter Seitz E.K. yang baik yang cocok untuk filtrasi bakteri. Kertas yang lembut dan lunak, terutama jika basah, tidak begitu kuat. Sejak tiap filter dibuang setelah filtrasi, penggunaan medium ini mempunyai keuntungan pembersihan eliminasi dari medium. Filter Seitz disterilisasikan dengan panas kering atau dengan sterilisasi uap.
Filtrasi melalui filter asbes dimaksdukan untuk meningkatkan kealkalian dan untuk melepaskan bahan magnesium, yang mungkin merupakan bahan alkaloid dari garamnya atau degradasi katalisis dari bahan obat. Jika filter dibersihkan dengan larutan asam hidroklorida dan dicuci dengan air sebelum digunakan, hal ini mungkin dihilangkan. Oleh karena filter asbes ini alami, digunakan untuk memberikan serat pada filtrat. Hal ini mungkin diulang dengan memasukkan lubang sutra di bawah kertas.
Filter Millipore® merupakan filter membran ester selulosa yang
secara komersial tersedia dalam 12 tingkatan ukuran pori, seperti yang ditunjukkan tabel di bawah ini.
Tabel Ukuran Pori Filter Millipore® dan Derajat Filtrasi pada 25°C Dengan Perbedaan Tekanan 13,5 psi
Tipe Diameter Pori Berarti (µ) Derajat Aliran Air (ml min-1cm-2) Udara (liters min-1 cm-2) SO 8,0 950 55 SM 5,0 560 35 SS 3,0 400 20 RA 1,2 300 14 AA 0,80 220 9,8 DA 0,65 175 8,0 HA 0,45 65 4,9 PH 030 40 3,7 GS 0,22 22 2,5 VC 0,10 3 1,0 VM 0,05 1,5 0,7 VF 0,01 0,5 0,3
Fliter tipis, contohnya 150 µ, dan rapuh, sehingga butuh pendukung penahan filter. Mendekati 80 % volume filter adalah hampa. Kehampaan yang besar dan ketipisan filter Millipore® membuat tingkat filtrasinya lebih
cepat untuk memberikan efisiensi sterilisasi daripada tipe filter lain. Karena filter ini tipis, tidak ada penarikan cairan di antara filter.
Sterilitas dicapai dengan mekanisme pengayakan di mana menarik partikel memasuki ukuran pori. Adsorpsi bahan terapeutik dari larutan jarang. Ester selulosa inert dan tidak mengkontribusikan ion atau bahan partikulat pada filtrat. Karena filter dihancurkan dengan suhu melebihi
125°C, tidak bisa disterilkan dengan panas kering dan biasanya disterilkan dengan autoklaf.
Ukuran pori GS digunakan untuk sterilisasi larutan parenteral dan sera. Ukuran pori HA digunakan untuk mensterilkan air suling yang akan digunakan sebagai pelarut untuk larutan yang akan selanjutnya disterilisasi. Minyak, dan produk lain dalam percobaan sebelumnya bisa diterima.
Ukuran pori yang kecil dari filter bakteri melindungi aliran larutan sampai ada tekanan yang berbeda. Dengan filter Millipore® dan Seitz,
tekanan negatif dipertemukan dan biasanya digunakan. Alat yang bersih dan kering dipertemukan dan disterilkan dalam autoklaf. Pipa air harus terbuka, uap harus berpenetrasi masuk ke dalam penahan filter untuk disterilkan. Setelah di autoklaf selama 30 sampai 45 menit pada 121°C, alat-alat diperbolehkan untuk didinginkan. Filter digabungkan dan kemudian dihubungkan dengan katup tekanan terdiri dari larutan yang disterilkan dan secara aseptik untuk katup penerima steril. Katup penerima dicocokkan dengan sebuah ventilasi untuk membolehkan pengeluaran udara yang sedang digantikan dengan filtrat. Ventilasi terdiri dari filter yang membolehkan pengeluaran udara namun melindungi pemasukan mikroorganisme. Untuk memulai filtrasi, katup inlet harus terbuka. Katup ventilasi pada bagian atas penahan filter terbuka untuk membolehkan penggantian udara yang tersisa, dan ditutup secepat mungkin setelah cairan muncul dalam aliran yang tetap dari lubang
ventilasi. Kebanyakan farmaseutikal akan menyaring dengan puas pada perbedaan 20 psi. Jika tekanan tetap dijaga di bawah tekanan gelembung, udara tidak akan melewati filter dan pembusaan ketika filtrasi telah sempurna dapat dihindari.
Filtrasi skala kecil melalui filter Sintered-Glass dan filter Porselen sering menghasilkan tekanan negatif atau filtrasi alat bertekanan seperti yang ditunjukkan oleh gambar 126 A. Bejana penerima yang aman adalah botol yang diinginkan dengan perlengkapan pembukaan yang lebih rendah dengan tutup karet pada tempat pemberhentian untuk pengiriman filtrat steril ke dalam wadah akhirnya. Keseluruhan alat yang disatukan dan disterilkan dalam autoklaf. Larutan yang akan disterilisasikan dicampur ke dalam gelas silinder dikelilingi lilin, dan sisi lengan yang dilengkapi dengan steker katun dihubungkan dengan katun.
D. Sterilisasi gas
Sterilisasi gas adalah cara menghilangkan mikroorganisme dengan menggunakan gas atau uap yang membunuh mikroorganisme dan sporanya. Meskipun gas dengan segera berpotensi menyerap serbuk padat, sterilisasi ini adalah fenomena permukaan dan mikroorganisme terhambat dengan kristal akan dibunuh. Sterilisasi gas digunakan dalam bidang farmasi untuk mensterilisasi bahan-bahan termolabil. Gas bakterisida yang paling sering digunakan adalah gas Etilen Oksida. Meskipun sterilisasi uap merusak beberapa bahan dan dipindahkan dari bahan yang dicobakan melalui jalur sterilisasi. Gas ini tidak inert dan
kereaktifannya terhadap bahan yang disterilisasi antara lain : Tiamin, Riboflavin, Streptomisin kehilangan potensi dengan adanya etilen oksida.
Etilen oksida bereaksi sebagai bakterisida dengan alkilasi asam, amin, hidroksil dan gugus sulfhidril dari protein dan sel enzim. Kelembaban dibutuhkan untuk etilen oksida berpenetrasi dan merusak sel. Pada kelembaban rendah, misalnya kurang dari 20 %, derajat kematian tidak logaritmik, namun mikroorganisme yang muncul dengan cepat menjadi resisten dengan penurunan kelembaban. Dalam praktek, kelembaban dalam wadah pensteril meningkat hingga 50 sampai 60 % dan bertahan sementara waktu sehingga permukaan dan membran sel menyerap kelembaban sebelum etilen oksida.
Etilen oksida bersifat eksplosif ketika bercampur dengan udara. Sifat ini dapat dihilangkan dengan menggunakan campuran etilen oksida dengan CO2. Carboxide® 20 atau campuran etilen oksida dengan
hidrokarbon berfluoresensi, seperti Steroxcide® 12. Kedua pelarut inert
tersebut mempunyai tekanan uap yang lebih tinggi daripada etilen oksida dan beraksi sebagai penolak dengan memaksa etilen oksida keluar dari silinder ke dalam wadah sterilisasi. Bahan yang tercampur mempunyai keuntungan melebihi karbon dioksida, yaitu campurannya bisa disimpan dalam wadah yang lebih ringan dan campuran membolehkan tekanan sebagian yang lebih tinggi dari etilen oksida dalam wadah pensteril pada tekanan total yang sama.
Etilen oksida merusak kulit dan toksik jika dihirup. Sejak gas ini dengan mudah berpenetrasi, alat pensteril harus disegel untuk melindungi operator. Alat pensteril adalah autoklaf vakum yang dimodifikasi yang bias digunakan untuk sterilisasi uap atau gas. Sebuah pensteril gas yang mudah dibawa mempunyai 10 oleh 16 in. Camber silider dan penggunaan tempat uap 21 oz diperbolehkan.
Sterilisasi dengan gas berjalan lambat, waktu sterilisasi tergantung pada keberadaan kontaminasi, kelembaban, temperatur dan konsentrasi dari gas etilen oksida. Konsentrasi minimum adalah 450 mg/L pada tekanan 27 p.s.i.; konsentrasi ini pada 55° dan 50 % kelembaban relatif membutuhkan 4 sampai 5 jam pemaparan. Di bawah kondisi yang sama, 1000 mg liter-1 membutuhkan waktu sterilisasi 2 sampai 3 jam. Dalam
kenyataannya, 6 jam pemaparan etilen oksida merupakan batas yang aman, dan untuk membolehkan waktu penetrasi gas ke dalam bahan. Setelah sterilisasi, sisa gas dibuang oleh terminal vakum diikuti dengan udara tercuci atau tersaring, udara steril.
Cara ini digunakan digunakan untuk mensterilkan obat serbuk seperti Penisilin, juga telah digunakan unutk sterilisasi benang, plastik, tube. Penggunaan etilen oksida juga untuk sterilisasi akhir peralatan parenteral tertentu seperti kertas kraft dan lapisan tipis polietilen. Semprot aerosol etilen oksida telah digunakan untuk mensterilkan daerah sempit dimana dilakukan teknik aseptik.
Radiasi UV langsung dari 2600 Å bersifat letal bagi mikroorganisme pada udara dan permukan yang terpapar; bagaimanapun ini tidak mempenetrasikan semua bahan dan tidak berguna dalam sterilisasi obat, makanan, dan kain. Radiasi UV berguna untuk mengurangi sejumlah bagian mikroorganisme yang naik ke udara. Pada daerah untuk produksi injeksi, guna dari lampu UV dalam menghubungkan teknik aseptik disadari sebagai latihan yang bagus. Karena radiasi UV mempunyai batas tertentu, udara harus dilewatkan dekat dengan lampu, yang ditempatkan dekat dengan saluran udara dan hamparan operasi steril; agar lebih efektif. Untuk produksi skala kecil, area bebas sampah tanpa udara atau mikroorganisme mungkin terselesaikan dengan lampu UV. Sebelum digunakan, tutup harus dibersihkan dengan larutan germisidal.
Radiasi ionisasi, seperti sinar beta, sinar gamma, sinar X, atau akselerasi elektron, bisa digunakan untuk membunuh mikroorganisme. Ketika energi radiasi tingkat rendah menyerang molekul, elektron orbital memasuki tingkat energi yang lebih tinggi, menggantikan molekul dalam tingkat yang lebih reaktif. Dengan radiasi energi tinggi, elektron orbital hilang dari molekul yang tidak diradiasi; yang akan menjadi ion positif, dan bertukar menjadi molekul lain, membentuk ion negatif. Dengan energi radiasi yang sangat tinggi, nukleus molekul diserang, menghasilkan pembentukan radikal bebas. Iiradiasi merupakan fenomena kompleks di mana molekul dieksitasi, pasangan ion dibentuk, dan rantai reaksi dimasuki oleh radikal bebas. Sebagai akibatnya,konstituen selular
didegradasi pada tingkat molekular, dan setelah periode tertentu mikroorganisme dihancurkan.
Sejak perubahan molekulal ini tidak terbatas pada mikroorganisme tapi bisa juga terjadi pada bahan-bahan pada sediaan, tipe radiasi yang digunakan dalam sterilisasi tidak boleh menyebabkan perubahan nukleus. Sterilisasi harus mempunyai kemampuan penetrasi yang bagus, sebagai suatu keuntungan yang diinginkan dalam sterilisasi radiasi yaitu untuk menyelesaikan sterilisasi dalam pembungkusan terakhir. Radiasi gamma dan akselerasi elektron merupakan sterilisasi yang paling praktis untuk menyelesaikan pengemasan barang karena mereka mensterilisasi tanpa transformasi nukleus atau induksi radioaktifitas ke dalam produk.
Generator Van de Graatt memproduksi sorotan cahaya yang cepat dari elektron, yang memproduksi muatan negatif pada partikel, mempunyai kemampuan penetrasi yang terbatas. Melalui penggunaan akselerator microwave linear penetrasi bisa ditingkatkan. Elektron dengan 8 juta eV mempenetrasikan air hanya sedalam 4 cm. Dengan penyinaran dari sisi yang berlawanan, dosis radiasi yang efektif dan seragam bisa diterapkan melalui bahan dengan ketebalan unit kelembaban mendekati 7 cm. Penetrasi lebih besar bisa dicapai dengan meningkatkan energi elektron; bagaimanapun resiko radioaktivitas residu mengikuti absorbsi energi oleh atom nukleus kemudian menjadi faktor yang penting.
Radiasi gamma elektromagnetik diproduksi oleh Co 60, Cs 237, dan produk buangan. Co 60 mempunyai waktu paruh 526 tahun dan
energi sinar gamma 1,17 MeV, jadi tidak ada bahaya radioaktifitas residu pada bahan yang diradiasi. Sinar gamma berpenetrasi dengan baik; akan mensterilkan bahan dengan unit kelembaban, ketikan dipaparkan pada sisi yang berlawanan, pada ketebalan 25 cm. Radiasi gamma, oleh karena kemampuan penetrasinya yang besar, lebih disukai untuk mensterilkan spoit plastik.
Sterilisasi radiasi tergantung pada jumlah total radiasi, yang bisa bervariasi intensitas radiasinya atau waktu pemaparan dari radiasi campuran. Dosis radiasi absorbsi, atau unit energi absorbsi dari berbagai tipe radiasi dalam berbagai medium: radiasi mewakili absorpsi energi 100 ergs g-1. Pemaparan pada 2,5 Mrads umumnya disadari letal untuk semua
mikroorganisme dan sporanya.
Sterilisasi radiasi digunakan untuk obat yang tidak tahan panas karena panas dilepaskan melalui absorpsi 1 Mrads adalah mendekati 2 cal. Penisilin, streptomisin, tiamin, dan riboflavin disterilisasi efektik dengan impuls 2 sampai 4 dari kapasitron 3 MeV; kortison asetat, kloramfenikol, dan oxytetrasiklin disterilkan dengan radiasi gamma. Produk farmasetik akan lebih resisten untuk degradasi atau perubahan jika dalam bentuk serbuk daripada bentuk cair. Larutan insulin dan heparin tidak aktif dengan radiasi. Plasma bisa disterilkan dengan radiasi gamma, namun tidak untuk darah secara keseluruhan, karena bisa terjadi hemolisis. Untuk setiap produk disterilkan dengan radiasi perlu diuji, hal ini
penting untuk membuktikan tidak ada potensi yang berkurang, pembentukan toksik dari bahan pirogen atau perubahan sifat fisika.
Alat-alat bedah sekarang disterilkan dengan radiasi. Potensi yang lebih besar penggunaan sterilisasi radiasi adalah spoit logam, bahan plastik, dan karet. Dengan biaya tinggi dari peralatan untuk melindungi operator, terlihat bahwa sterilisasi radiasi terbatas pada produksi skala besar dan tidak akan menggantikan metode sterilisasi tradisional yang digunakan untuk sediaan injeksi.
3. The Theory and Practice of Industry Pharmacy; 1263-1286 A. Proses sterilisasi fisika
1) Metode panas
Keefektifan letal mikroorganisme oleh panas tergantung pada derajat panas, lamanya pemaparan, dan lembab yang ada. Dalam kisaran temperatur pennsterilan, waktu yang dibutuhkan untuk menghasilkan suatu efek letal berbanding terbalik dengan temperatur yang dipakai. Misalnya, sterilisasi bisa dilakukan dalam satu jam dengan pemanasan kering pada temperatur 170°C, tetapi bisa memakan waktu 3 jam pada temperature 140°C. dalam pelaksanaan umumnya, waktu siklus diidentifikasikan dengan waktu pemaparan pada temperatur maksimum, input panas total bias dihitung dalam nilai F sebagaimana diterangkan sebelumnya; tetapi efek letal harus dihitung dalam lamanya waktu, di mana seluruh massa dari bahan tersebut dipanaskan. Mekanisme
