MAKALAH MAKALAH
STERILISASI RADIASI STERILISASI RADIASI
Dosen Pengampu: Tri Anita Sari, S.Farm., Apt Dosen Pengampu: Tri Anita Sari, S.Farm., Apt
DISUSUN OLEH : DISUSUN OLEH : 1.
1. DAHNIAR H.A DAHNIAR H.A (1413206011(1413206011)) 2.
2. DEWI HAJAR A DEWI HAJAR A (141320601(1413206014)4) 3.
3. NORBERTO D.N NORBERTO D.N (14132060(1413206038)38)
S1 FARMASI S1 FARMASI
STIKES KARYA PUTRA BANGSA STIKES KARYA PUTRA BANGSA
TULUNGAGUNG TULUNGAGUNG
2017 2017
KATA PENGANTAR KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena dengan rahmat, karunia, serta taufik dan hidayah-Nya penulis dapat dengan rahmat, karunia, serta taufik dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan tugas penyusunan makalah berjudul “Sterilisasi
menyelesaikan tugas penyusunan makalah berjudul “Sterilisasi RadiasiRadiasi”” ini ini dengan baik meskipun banyak kekurangan didalamnya. Dan juga penulis dengan baik meskipun banyak kekurangan didalamnya. Dan juga penulis berterima
berterima kasih kasih kepada kepada Ibu Ibu Tri Tri Anita Anita Sari, Sari, selaku selaku Dosen Dosen mata mata kuliah kuliah TeknologiTeknologi Sediaan Steril Stikes Karya Putra Bangsa yang telah memberikan tugas ini kepada Sediaan Steril Stikes Karya Putra Bangsa yang telah memberikan tugas ini kepada penulis.
penulis.
Penulis sangat berharap makalah ini dapat berguna dalam rangka Penulis sangat berharap makalah ini dapat berguna dalam rangka menambah wawasan serta pengetahuan mengenai Proses Sterilisasi Panas Kering. menambah wawasan serta pengetahuan mengenai Proses Sterilisasi Panas Kering. Harapan penulis semoga makalah ini dapat menambah pengetahuan dan Harapan penulis semoga makalah ini dapat menambah pengetahuan dan pengalaman
pengalaman bagi bagi para para pembaca, pembaca, Untuk Untuk ke ke depannya depannya dapat dapat memperbaiki memperbaiki bentukbentuk maupun menambah isi makalah agar menjadi lebih baik lagi.
maupun menambah isi makalah agar menjadi lebih baik lagi.
Penulis juga menyadari sepenuhnya bahwa dalam percobaan ini terdapat Penulis juga menyadari sepenuhnya bahwa dalam percobaan ini terdapat kekurangan dan jauh dari kata sempurna. Oleh sebab itu, penulis berharap adanya kekurangan dan jauh dari kata sempurna. Oleh sebab itu, penulis berharap adanya kritik, saran dan usulan yang bersifat membangun dari pembaca. Akhir kata, kritik, saran dan usulan yang bersifat membangun dari pembaca. Akhir kata, semoga percobaan ini bermanfaat bagi semua pihak
semoga percobaan ini bermanfaat bagi semua pihak
Tulungagung 03 Oktober 2017 Tulungagung 03 Oktober 2017
Penyusun Penyusun
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
KATA PENGANTAR ... ii
DAFTAR ISI ... iii
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Rumusan Masalah ... 2 1.3 Tujuan ... 2 BAB II ISI 2.1 Sterilisasi ... 3 2.2 Macam-macam Sterilisasi ... 3 2.2.1 Secara Fisika ... 3 2.2.2 Secara Kimia ... 5 2.2.3 Secara Mekanik ... 5 2.3 Sterilisasi Radiasi ... 6
2.3.1 Jenis-Jenis Steriisasi Radiasi ... 6
2.3.2 Keuntungan dan Kelebihan Sterilisasi Radiasi ... 17
2.3.3 Aplikasi Sterilisasi Radiasi dalam Farmasi ... 17
BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan ... 20
3.2 Saran ... 20
BAB I
PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG
Suatu lingkungan kesehatan merupakan suatu lingkup yang sangat beresiko untuk terjadinya infeksi ataupun penularan baik itu dari pasien sendiri
maupun dari tenaga kesahatannya. 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 mafaat besar bagi dunia medis, apalagi dengan ditemukannya berbagai alat-alat kesehatan dari berbagaiilmuwan. Dan terbukti untuk mencegah atau mengendalikan infeksi maupun penularan pada pasien dapat dilakukan dengan jalan sterilisasi.Sterilisasi didesain untuk membunuh atau menghilangkan mikroorganisme. Target suatu metode inaktivasi tergantung dari metode dan tipe mikroorganisme yaitu tergantung dari asam nukleat, protein atau membrane mikroorganisme tersebut. Agen kimia untuk sterilisasi disebut sterilant (Pratiwi,2006). Sterilisasi banyak dilakukan di rumah sakit melalui proses fisik, kimia dan mekanik. Setiap proses (baik fisika, kimia maupun mekanik) yang membunuh semua bentuk kehidupan terutama mikrooranisme disebut dengan sterilisasi.
Di dalam standard internasional tentang sterilisasi alat-alat kesehatan disebutkan bahwa produk kesehatan merupakan suatu produk yang mencakup peralatan medis (medical devices), sediaan 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 mikroorganisme 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 panas basah), sterilisasi kimia (gas etilen pksida), dan sterilisasi dingin (radiasi dan filtrasi). Sterilisasi cara dingin menggunakan radiasi telah banyak digunakan untuk mensterilkan suatu produk yang tidak tahan terhadap panas,oleh karena itu penulis ingin memaparkan tentang sterilisasi radiasi.
Sterilisasi radiasi adalah teknik-teknik yang disediakan untuk sterilisasi beberapa jenis sediaan farmasi dengan sinar gamma dan sinar-sinar katoda, tetapi penggunaan teknik-teknik ini terbatas karena memerlukan peralatan yang sangat khusus dan pengaruh radiasi pada produk-produk dan wadah-wadah (Ansel, 2008) 1.2 RUMUSAN MASALAH
Berdasarkan latar belakang di atas, penulis merumuskan masalah sebagai berikut:
1. Apa yang dimaksud dengan sterililasasi radiasi? 2. Apa saja macam-macam metode sterilisasi radiasi?
3. Bagaimana mekanisme yang terjadi pada sterilisasi radiasi? 4. Bagaiman aplikasi dalam bidang farmasi?
1.3 TUJUAN
Adapun tujuan makalah ini adalah:
1. Mengetahui penegrtian sterilisasi radiasi.
2. Mengetahui macam-macam metode sterilisasi radiasi. 3. Menegtahui mekanisme sterilisasi radiasi.
BAB II ISI 2.1 Sterilisasi
Steril adalah keadaan suatu zat yang bebas dari mikroba hidup, baik yang patogen (menimbulkan penyakit) maupun apatogen atau nonpatogen (tidak menimbulkan penyakit), baik dalam bentuk vegetatif (siap untuk berkembang biak) maupun dalam bentuk spora (dalam keadaan statis tidak dapat berkembangbiak, tetapi melindungi diri dengan lapisan pelindung yang kuat)
(Syamsuni, 2007).
Sterilisasi adalah proses membunuh semua bentuk kehidupan terutama mikroorganisme yaitu bakteri. Sterilisasi dilakukan dengan berbagai cara tergantung macam dan sifat bahan. Secara mekanik misalnya dengan penyaringan, secara kimia misalnya dengan desinfektan dan secara fisik misalnya dengan pemanasan, penyinaran ultraviolet, sinar x dan lain-lain (Lalu Srigede, 2014). Sedangkan, menurut Ansel (1989) sterilisasi adalah suatu proses yang dilakukan terhadap sediaan farmasetik yang berarti penghancuran sempurna seluruh mikroorganisme dan sporanya atau penghilangan mikroorganisme dari sediaan 2.2 Macam-macam Sterilisasi
2.2.1 Secara Fisika
Yaitu dimana proses sterilisasi mengunakan hukum fisika yaitu dengan: a. Pemanasan kering
Pemanasan kering ini kurang efektif apabila temperatur kurang tinggi. Untuk mencapai efektivitas diperlukanp pemanasan mencapai 160oC s/d 180oC. Pada temperatur ini akan menyebabkan kerusakan pada sel-sel hidup dan jaringan, hal ini disebabkan terjadinya auto oksidasi sehingga bakteri phatogen dapat terbakar. Pada sistem pemanasan kering terdapat udara, hal mana telah diketahui bahwa udara memerlukan waktu lama, rata-rata waktu yang diperlukan 45 menit.
1) Udara panas oven
Digunakan untuk sterilisasi alat gelas yang tidak berskala, alat bedah, minyak lemak, parafin, petrolatum, serbuk stabil seperti talk, kaolin, ZnO. Suhu sterilisasi
yang digunakan adalah 170oC selama 1 jam, 160oC selama 2 jam, 150oC selam 3 jam.
2) Pemijaran langsung
Digunakan untuk sterilisasi alat logam, bahan yang terbuat dari porselen, tidak cocok untuk alat yang berlekuk karena pemanasannya tidak rata. Suhu yang digunakan 500-600oC dalam waktu beberapa detik, untuk alat logam sampai berpijar.
3) Minyak dan penangas lain
Digunakan untuk sterilisasi alat bedah seperti gunting bedah sebagai lubrikan menjaga ketajaman alat, bahan kimia stabil dalam ampul. Bahan atau alat dicelupkan dalam penangas dicelupkan dalam penangas yang berisi minyak mineral pada suhu 160oC. Larutan natrium atau amonium klorida jenuh dapat digunakan pula sebagai pengganti minyak mineral.
b. Pemanasan basah.
1) Uap bertekanan (autoklaf)
Digunakan untuk sterilisasi alat gelas, larutan yang dimaksudkan untuk diinjeksikan ke dalam tubuh, alat berskala, bahan karet. Waktu yang dibutuhkan untuk sterilisasi larutan suhu 121oC adalah 12 menit. Uap jenuh pada suhu 121oC mampu membunuh secara cepat semua bentuk vegetatif mikroorganisme dalam 1 atau 2 menit. Uap jenuh ini dapat menghancurkan spora bakteri yang tahan pemanasan.
2) Pemanasan dengan bakterisida
Untuk sterilisasi larutan berair atau suspensi obat yang tidak stabil dalam autoklaf. Tidak digunakan untuk larutan obat injeksi intravena dosis tunggal lebih dari 15 ml, injeksi intratekal, atau intrasisternal. Larutan yang ditambahkan bakterisida dipanaskan dalam wadah bersegel pada suhu 100 oC selama 10 menit di dalam pensteril uap atau penangas air. Bakterisida yang digunakan 0,5% fenol; 0,5% klorobutanol; 0,002 % fenil merkuri nitrat; 0,2% klorokresol.
3) Air mendidih
Untuk sterilisasi alat bedah seperti jarum spoit. Hanya dilakukan dalam keadaan darurat. Dapat membunuh bentuk vegetatif mikroorganisme tetapi tidak sporanya.
Cara bukan panas Sterilisasi dengan radiasi
Dalam mikrobiologi radiasi gelombang elektromagnetik yang banyak digunakan adalah radiasi sinar ultra violet, radiasi sinar gamma atau sinar dan sinar matahari. Sinar matahari banyak mengandung ultraviolet, sehingga secara langsung dapat dipakai untuk proses sterilisasi, hal ini telah lama diketahui banyak orang.
2.2.2 Secara Kimia
a. Menggunakan bahan kimia
Dalam pensterilan digunakan bahan kimia seperti alkohol 96%, fenol 5%, selain itu juga Aceton tab formalin, sulfur dioxida dan chlorin. Materi yang akan disuci hamakan dibersihkan terlebih dahulu kemudian direndam dalam alkhohol aceton atau tab formalin selama kurang lebih 24 jam.
b. Sterilisasi gas
Dalam pensterilan digunakan bahan kimia dalam bentuk gas atau uap, seperti etilen oksida, formaldehid, propilen oksida, klorin oksida, beta propiolakton, metilbromida, kloropikrin. Digunakan untuk sterilisasi bahan yang termolabil seperti bahan biologi, makanan, plastik, antibiotik. Aksi antimikrobialnya adalah gas etilen oksida mengadisi gugus – SH, -OH, -COOH,-NH2 dari protein dan
membentuk ikatan alkilasi sehingga protein mengalami kerusakan dan mikroba mati
2.2.3 Secara Mekanik a. Filtrasi
Digunakan untuk sterilisasi larutan yang termolabil. Penyaringan ini menggunakan filter bakteri. Metode ini tidak dapat membunuh mikroba, mikroba hanya akan tertahan oleh pori-pori filter dan terpisah dari filtratnya. Dibutuhkan
penguasaan teknik aseptik yang baik dalam melakukan metode ini. Filter biasanya terbuat dari asbes, porselen. Filtrat bebas dari bakteri tetapi tidak bebas dari virus. 2.3 Sterilisasi Radiasi
Sterilisasi radiasi adalah teknik-teknik yang disediakan untuk sterilisasi beberapa jenis sediaan farmasi dengan sinar gamma dan sinar-sinar katoda, tetapi penggunaan teknik-teknik ini terbatas karena memerlukan peralatan yang sangat khusus dan pengaruh radiasi pada produk-produk dan wadah-wadah (Ansel, 2008)
Sterilisasi radiasi banyak digunakan untuk produk kesehatan maupun makanan. Apalagi penggunaan penyinaran menjdai pengobatan umum untuk disterilkan dalam pengolahan aseptik makanan dan obat-obatan (Saeid, 2007). 2.3.1 Jenis-jenis Sterilisasi Radiasi
Ada dua tipe radiasi yang digunakan untuk sterilisasi , yaitu ionik dan non ionik.
1) Radiasi ionik
Radiasi ionik diklasifikasikan menurut sifat fisiknya menjadi 2 katagori utama:
(1) yang memiliki massa dan dapat bermuatan maupun tidak bermuatan. (2) yang hanya memiliki energi saja
Beberapa dari radiasi ionik merupakan produk dari radio-active decay (sinar α-, β-, γ-) dan yang lain merupakan produk dari mesin sinar X, oleh perticle bombardment, atau oleh reaktor nuklir. Diantara radiasi ionik yang paling banyak digunakan untuk sterilisasi adalah sinar-X elektromagnetik, sinar gamma dan sinar katode particulate (artificial accelerated electron). Radiasi secara ionik mempunyai tenaga mematikan yang tinggi, oleh karenanya dalam pemakaianya memerlukan suatu sistem keselamatan kerja yang cukup tinggi. Tenaga yang ditimbulkan dikarenakan adanya pengeluaran energi elektron yang tinggi maupun adanya sinar gamma yang bersifat elektromagnetik. Tenang elektro yang tinggi biasanya dihasilkan oleh sinar katode dengan voltase yang tinggi yang ditempatkan dalam tabung. Sedangkan sinar gamma dan juga sinar – X dihasilkan oleh elemen-elemen radioaktif.
Sumber yang umum digunakan adalah Cobalt 60 yang mempunyai waktu paruh = 5,3 tahun yang merupakan produk samping dari reaktor atom.
Ceasium-137 tak pernah digunakan untuk sterilisasi karena tenaga yang dikeluarkan per satuan waktu sangat kecil, yaitu hanya 0,3 MeV, sedangkan jika menggunakan Cobalt-60 akan dihasilkan 1,3 MeV.
a) Cara kerja radiasi ionik
Kontras dengan panas, kematian karena radiasi tidak menyebabkan denaturasi protein, tetapi mengurangi atau menghentikan ionisasi dari komponeen sel yang vital, terutama DNA (deoxyrebonucleicacid) dalam inti sel.
Dua teori yang dapat menerangkan kerja dari radiasi ionik.
1. Radiasi bekerja langsung (direct action) mengionisasikan DNA, teori ini diperkuat dengan adanya hubungan eksponesial antara dosis dan efek. Efek langsung terjadi akibat adanya tumbukan (interaksi) langsung energi radiasi atau elektron dengan organisme. Beberapa perubahan sifat tisika-kimia yang terjadi akibat iradiasi yaitu: • Pemutusan rantai gula pospat dari masing-masing stran polinukleotid dari DNA, disebut dengan single break• Pemutusan rantai yang berdekatan pada kedua stran polinukleotid dari DNA disebut dengan double break Terbentuknya intramolecular crosslink/intermolecular crosslink yang disebut dengan base damage. Kebanyakan mikroorganisme mampu untuk memperbaiki kerusakan single strand break. Beberaspa literatur menyebutkan bahwa mikroorganisme yang sensitif tidak dapat memperbaiki double strand breaks, sedangkan mikroorganisme yang menunjukkan resistensi yang lebih
tinggi mempunyai kapasitas untuk memperbaiki double strand breaks.
2. Teori kedua menyebutkan bahwa radiasi mempunyai efek tidak langsung (indirect action) terhadap DNA, teori ini dikenal dengan nama teori difusi, radiasi mengionisasikan air dalam molekul sel dan akan menghasilkan hidrogen dan hidroxyl bebas, yang kemudian akan bereaksi dengan dengan DNA. Selama sistem biologis terdiri atas sejumlah air, radiasi ionik akan melewati air dan menyebabkan molekul air terionisasi. Radikal-radikal yang terbentuk ini bereaksi dcngan molckul biologi seperti asam amino. karb'ohidral. protein, mitokondria, DNA dan Icmak. Oleh karena itu efek tidak
langsung dianggap sebagai efek dari faktor-faktor lingkungan seperti oksigen, kandungan air, medium, tcmperatur, kecepatan dosis dan bahan kimia lainnya. Pada efek tidak langsung ini melibatkan radikal bebas air sebagai intermediasi dalam mentransfer energi radiasi ke molekul biologi . Sebaliknya pada efek langsung radiasi melibatkan interaksi sederhana an tara radiasi ionisasi dan molekul-molekul biologi yang penting.
2) Radiasi Berkas Elektromagnetik
Merupakan elektron berenergi tinggi yang dihasilkan dari akselerator atau mesin berkas elektron. (Darwis, 2006). Mesin Berkas Elektron (MBE) dikatakan sebagai sumber radiasi yang dioperasikan pada tegangan tinggi. Prinsip kerja MBE secara singkat yaitu elektron dihasilkan oleh sumber elektron yang umumnya berupa filamen yang dipanaskan dengan arus listrik sehingga menghasilkan elektron-elektron bebas, yang pada akhirnya berkas elektron dipayarkan dengan sistem pemayar berkas untuk mengiradiasi bahan atau target (Sukarman, 2007).
Berkas elektron yang dihasilkan oleh MBE melalui jendelanya itu dapat menumbuk perangkat transportasi yang biasanya terbuat dari logam sehingga terbentuk sinar-X, dan untuk menghindarkan bahaya sinar-X itulah diperlukan sistem perisai berupa tembok beton atau sekat pengaman yang terbuat dari logam berat seperti lembaran logam timbal (Pb). Dengan demikian operator MBE akan
terhindar dari radiasi sinar-X (Razzak, 1990).
Perbedaan metode sterilisasi autoklaf dengan metode radiasi yaitu autoklaf menggunakan biaya yang rendah, sesuai untuk perawatan atau pengolahan skala kecil sedangkan sterilisasi radiasi menggunakan biaya yang tinggi tetapi sterilisasinya menyeluruh atau lengkap serta cocok untuk skala besar. Keuntungan dari radiasi Gamma dan MBE antara lain yaitu sinar Gamma memiliki penetrasi (daya tembus) tinggi dan membentuk sistem yang baik, dan MBE walaupun memiliki penetrasi yang rendah (perlakuan permukaan), MBE memiliki pengamanan yang tinggi dan biaya yang rendah (Kume, 2005). Tidak seperti radiasi alfa, berkas elektron yang dihasilkan dari akselerator bersifat mono energik. Jadi, karaktcristik penctrasi dari sinar y dan elektron berbeda. Elektron memberikan distribusi dosis terahsorhsi lebih uniform. Pada berkas elektron, dosis terabsorhsi yang terbesar berada pada bagian sebelah dalam dari permukaan materi yang diiradiasi dan kemudian secara cepat menurun hingga dosis terahsorpsi mencapai nol persen menunjukkan kharakteristik dari distrihusi dosis (depth-dose) elektron yang dipcrcepat dari MBE 5 MeV dalam air sebagai fungsi dari kedalaman. Ketidakseragaman dosis yang dihasilkan oleh electron menimbulkan suatu konsep lise/III range (ru) dari elektron. Ru adalah kedalaman dimana dosis yang tcrima oleh kedua permukaan material sarna dengan dosis yang menembus material (dosis permukaan dan dosis kcluar). Konsep ini digunakan scbagai dasar dalam mcnentukan energi dan arus yang akan digunakan untuk meradiasi suatu material dengan memperhatikan ketebalan dan densitas material yang akan diiradiasi (Darwis, 2006). Efek Radiasi pad a Mikroorganisme tclah diketahui sccara umum bahwa efek total dari radiasi tcrhadap sel hidup discbabkan terutama olch adanya penimbunan energi pada komponcn kritis seperti DNA dan scl membran dimana DNA lersebut mcnempel. DNA berfungsi
membawa informasi genetik sel. Dalam mikroorganisme, DNA tcrdiri dari dua rantai polinukleotida yang berhadapan satu sarna lain dalam suatu rantai double helik.
3) Radiasi Sinar Gamma
Radiasi sinar Gamma atau elektron berenergi tinggi disebut juga radiasi pengion karena energi radiasi yang terserap oleh benda akan berinteraksi dengan inti atom benda tersebut dan menimbulkan ionisasi, eksitasi dan reaksi kimia. Perubahan ini menimbulkan efek biologi yang mengubah proses kehidupan normal dari sel hidup. Pada mikroba perubahan tersebut terutama terjadi pada DNA. Mikroba dapat kehilangan kesanggupan untuk membelah diri akibat perubahan yang ditimbulkan oleh radikal bebas hasil ionisasi lingkungan
(Ridwan, 1986).
Pemakaian radiasi sinar Gamma atau elektron berenergi tinggi untuk mengontrol kehidupan mikroba merupakan suatu cara pengontrolan yang sama pentingnya dengan cara-cara konvensional seperti pemanasan, pendinginan dan penggunaan zat kimia (Hilmy, 1986). Sterilisasi bahan pembawa sangat penting untuk menjaga tingginya jumlah bakteri inokulan pada bahan pembawa untuk periode penyimpanan yang lama. Iradiasi Sinar Gamma adalah cara yang paling
sesuai untuk sterilisasi bahan pembawa, karena proses ini membuat hampir tidak menyebabkan terjadinya perubahan dalam sifat fisik dan kimia dari bahan. Proses radiasi sinar gamma terjadi ketika atom Co-60 yang tidak stabil melepaskan foton. Pada saat radiasi dipancarkan, terjadilah ionisasi yang dapat menyebabkan kerusakan komponen kimiawi pada makhluk hidup. Proses ionisasi ini mengubah H2O yang banyak terdapat di dalam sel mikroorganisme sehingga menghasilkan
senyawa hidroksida (OH-). OH- merupakan radikal bebas yang dapat memecah ikatan kovalen pada senyawa hidrogen (H2) yang menghubungkan antar untaian
DNA. Radikal bebas ini juga mampu memecah ikatan kovalen pada senyawa fosfat (PO4) yang menghubungkan basa-basa pada DNA dan RNA serta ikatan
oksigen (O2) yang dibutuhkan organisme. Dengan rusaknya ikatan kovalen pada
kematian. Selain itu, radiasi juga dapat secara langsung merusak membran sel, sitoplasma, enzim, dan metabolisme energi.
Penting untuk memperhatikan dosis radiasi yang dipakai dalam pemanfaatan sinar gamma sebagai metode sterilisasi. Dosis radiasi sterilisasi
dapat diartikan sebagai jumlah energi yang diabsorbsi per unit massa (kGy). Dosis harus ditentukan berdasarkan jumlah awal mikroorganisme sebelum dilakukan sterilisasi, jenis – jenis mikroorganisme yang ada, radiosensitivitas dari mikroorganisme, dan sterility assurance level (SAL) yang harus dicapai untuk membuat steril alat kedokteran gigi. Dosis radiasi yang akan diberikan juga bergantung pada densitas alat yang akan disterilisasi. Hal ini berhubungan dengan lamanya waktu yang dibutuhkan selama sterilisasi berlangsung. Oleh karena itu, semakin tinggi densitas alat yang akan disterilisasi, maka dibutuhkan dosis radiasi yang lebih tinggi pula apabila sterilisasi diharapkan berjalan dalam waktu yang singkat. Dosis radiasi ini dapat diukur menggunakan dosimeter. Dosis minimum yang direkomendasikan untuk alat – alat medis adalah 25 kGy.
a) Keuntungan dan Kerugian Sterilisasi Menggunakan Sinar Gamma
Banyak keuntungan yang bisa didapat melalui metode sterilisasi dengan menggunakan sinar gamma. Keuntungan tersebut antara lain radiasi ionisasi sinar gamma dapat terjadi tanpa membutuhkan katalis, mampu mencapai nilai Sterility Assurance Level (SAL) yang dibutuhkan oleh alat kedokteran, tidak meninggalkan residu seperti metode sterilisasi kimiawi, tidak dibutuhkannya suhu yang tinggi selama proses berlangsung, serta yang paling membedakan metode sterilisasi sinar gamma dengan metode sterilisasi moist heat (autoklaf) adalah kemampuannya membunuh bakteri yang ukurannya lebih kecil dari mikroorganisme yang disebut nanobakteri. Namun, pemakaian sinar gamma dalam sterilisasi dapat pula menimbulkan beberapa kerugian, diantaranya dapat mengubah ikatan kimia objek yang terkena radiasi, dapat menyebabkan diskolorasi pada alat – alat yang terbuat dari plastik, dapat mempengaruhi ikatan polimer alat kedokteran gigi yang terbuat dari PVC, dapat menyebabkan korosi pada alat – alat yang terbuat dari logam, dan lebih mahal dibanding metode sterilisasi lainnya.
b) Efek Sinar Gamma terhadap Mikroorganisme
Sinar gamma memiliki sifat letal terhadap mikroorganisme mulut karena paparan radiasi sinar ini dapat langsung membunuh mikroorganisme dengan menyerang DNA atau RNAnya. Sinar gamma efektif membunuh mikroorganisme seperti Staphylococcus aureus, Candida albicans, Escerichia coli, Bacillus stearothermophilus, Pseudomonas aruginosa dan lain – lain. Selain itu, sinar gamma juga mampu membunuh virus Coxsackie dan HIV sehingga dapat membantu kontrol infeksi. Paparan sinar gamma dapat mengubah profil protein mikroorganisme sehingga virulensinya berkurang dan tidak lagi bersifat invasif. Oleh sebab itu, sinar gamma dapat dipakai untuk sterilisasi pengemasan kaleng karena dinilai efektif untuk membunuh mikroba yang dapat mengkontaminasi makanan.
c) Dosis sterilisasi
Efek radiasi ionik terhadap sistem biologis tergantung pada jumlah energi yang diabsorbsi dan dinyatakan sebagai dosis terpapar. Untuk sinar-X dan sinar gamma dosis terpapar di ukur dalam roentgens dan equivalen dengan energi yang diabsorbsi sebesar 83 erg/g udara. Besarnya dosis terpapar yang sesungguhnya diterima atau diabsorbsi oleh sistem biologis disebut dosis absorbsi yang merupakan dosis eektif biologis dan unitnya dinyatakan dalam rad. Rad dihitung berdasarkan energi yang diabsorbsi sebesar 100 erg/ g udara. Dalam praktik dinyatakan dan digunkan dalam Mrad yang equivalen dengan 106 rad karena jumlah tersebut merupakan dosis yang diperlukan dalam sterilisasi.
Radiasi ionik yang melewati suatu bahan tertentu, energi dari photon ditransfer secara collision dengan elektron yang mengorbit pada sebuah atom dari medium yang mengabsorbsi. Proses berikutnya setelah terjadi collision tersebut, elektron akan dipindahkan/dilepas dari atom dengan energi dan kecepatan yang sangat tinggi. Elektron tersebut bergerak melewati medium, selanjutnya akan terionisasi dan berinteraksi dengan atom-atom. Energi yang terjadi akan disebarkan selama bergerak melalui medium. Dosis sterilisasi dari penyinaran yang berasal dari Cobalt-60 di ukur dengan Megarads (M rad) dan yang berasal
4) Radiasi Non Ionik 1) Sinar Ultraviolet
Sinar Uv ditemmukan oleh ahli fisika Jerman Johann Ritter pada tahun 1801 melalui observasinya terhadap garam perak yang menjadi lebih gelap setelah terpapar sinar matahari. Sinar invisible yang dibawah spektrum sinar violet dan sinar visible efektif menjadikan warna lebih gelap pada kertas yang dicelupkan pada larutan perak klorida dan sinar tersebut dinamakan “de-oxidizingray” guna menandai reaktivitas kimianya dan membedakannya dengan sinar pembentuk panas (“heat rays”) dari spektrum sinar visible Sinar mempunyai aktivitas pembunuh bakteri karena adanya sinar non ionik, yaitu sinar ultraviolet . Dalam spektrumnya ultra violet adalah sinar elektromagnetik dengan tenaga yang rendah, kurang lebih 5 eV, dengan kekuatan penetrasi yang sangat lemah. Panjang gelombang sinar UV berkisar antara 2000-2960 A atau 240-280 nm dengan panjang gelombang optimum 2500-2650 A, sedangkan tekana optimum yang dibutuhkan 0,5-1,5 mW detik/cm3. Panjang gelombang optimum untuk membunuh kuman adalah 260 nm, dimana pada panjang gelombang tersebut terjadi absorpsi maksimum sinar uv oleh DNA bakteri yang mengakibatkan terjadinya kerusakan DNA bakteri (Ma'at, 2009)
2) Cara kerja Radiasi Non Ionik
Sinar uv menyebabkan rangsangan daripada ionisasi dari atom. Jika mikroorganisme terkena sinar uv maka akan terjadi suatu reaksi kimia dari komponen sel yang vital, terutama asam nukleat. Radiasi sinar uv menyebabkan terjadinya pembentukan ikatan kovalen antara residu perimidin mengakibatkan saling berdekatan satu sama yang lain pada utas (strand) yang sama menghasilkan pembentukan cyclobutanetype pyrimidine dimer. Dimer tersebut selanjutnya mendistorsi bentuk dari DNA sehingga tidak sesuai lagi dengan utas pasangannya yang masih dalam keadaan bentuk normal. Akibatnya terjadi hambatan pada proses sintesis DNA dengan efek sekunder terjadinya gangguan pertumbuhan dari respiratori sel. Walaupun efek yang lain dari sinar uv sudah dapat diketahui, seperti fitohidrasi dari cytosine dan crosslinkage dari utas komplementer DNA, tetapi efek tersebut memerlukan sinar uv dosis tinggi.
3) Dosis sterilisasi
Dosis sterilisasi sinar uv umunya dinyatakan dengan beberapa jumlah yang diperlukan untuk mencapai presentase mematikan yang diukur dengan intensitas cahaya per satuan waktu, yaitu mikro watt detik per cm kuadrat atau ergs (10ergs=1 mikro watt per detik). Ini ditentukan dengan menghitung sejumlah mkroba yang disinari dan derajat sterilisasi yang dicapai.
Contoh :
1. air minum dipersyaratkan mempunyai dosis inaktivasi pada faktor 102 yang berarti 99% mikroba yang ada mati
2. air steril untuk pembedahan dipersyaratkan dengan faktor 106 yang berarti 99,9999% mikroba yang ada mati.
Radiasi uv sama efektifnya baik untuk bakteri gram positif maupun gram negatif. Dosis letal untk bakteri umunya (bukan bakteri pembentuk spora) bervaiasi antara 1800 mikrowatt/cm kuadrat sampai 6500 mikrowatt/cm kuadrat.
Untuk bakteri pembentuk spora dosis yang diperlukan spora dosis yang diperlukan sebesar 10 kalinya.
Untuk menentukan dosis yang tepat bagi sinar uv banyak menemui kesulitan karena berbagai variabel yang dapat mempengaruhi, diantaranya aliran udara, kelembapan, jarak antara sumber cahaya dengan bahan yang disterilkan dan lamanya waktu pemaparan. Karena kemampuan sinar uv dalam merusak DNA dari mikroorganisme, pemakaian sinar UV untuk membersihkan sirkulasi udara masih banyak digunakan dengan cara memasang lampu uv didalam cerobong (ducting) udara, dengan demikian sinar uv akan secara kotinyu memastikan mikroorganisme yang masuk bersama sirkulasi udara.
4) Peralatan
Sinar uv diperoleh dari sinar lampu yang berisi uap mercury yang bertekanan rendah dengan menggunakan katode panas atau dingin. Lampu dengan menggunakan katode panas umumnya menghasilkan kurang lebih 96% sinar uv dengan panjang gelombang 2537 A. Kekuatan sterilisasi dari lampu sangat tergntung pada output dan intensitas cahaya. Output : jumlah sinar uv yang
diukur dalam watt. Umumnya lampu uv dibuat untuk bekerja pada suhu 27-40ºC atau 80-104 ºF dan dibawah suhu ini outputnya akan menurun. Misalnya pada suhu 4ºC (39ºF) maka output akan menurun sepertiganya. Juga aliran udara disekitar katode lampu akan menurunkan outputnya. Waktu pakai dari lampu uv umumnya berkisar antar 4000-7500 jam tergantung pada:
a. Sering tidaknya dihidupkan matikan b. Baik tidaknya kondisi gelas
c. Banyak tidaknya debu disekeliling gelas. 5) Intensitas
Intensitas dinyatakan dalam mikrowatt per centimeter persegi atau watt per-kaki persegi pada suatu jarak tertentu dengan lampu ( unit energi radiasi
diukur dalam microwatt per unit area per unit waktu). 6) Reflektor
Sinar-sinar uv dari lampu uv dapat diintersifkan pemakaiannya dengan cara mengenakan langsung pada bahan-bahan yang akan disinari dengan menggunakan alumunium atau bahan lain yang dilapisi dengan chromium sebagai reflektor.
7) Pemakaian
Sinar uv umumnya digunakan untuk disenfeksi udara dan permukaan air yang terkontamiasi. Transmisi (penembusan) sinar diudara sangat besar, begitu juga pada air yang jernih,transmisinya akan menurun pada larutan-larutan faram dan larutan yang keruh. Sinar uv tak dapat menembus larutan susu, begitu juga gelas biasa yang tipisnsekalipun. Plastik-plastik seperti polyethilen dapat ditembus sinar uv, tergantung pada struktur kimia dan ketebalanya. Oleh karena itu , sinar uv dapat digunakan untuk mensterilkan wadah-wadah obat tetes mata dari bahan polyethylene.
a) Disinfeksi udara
Penggunaan sinar uv sangat ekstensif terutama untuk mengurangi jumlah bakteri diudara terutama percabangan dari salurn udara masuk dirumah sakit maupun di laboratorium. Jika lamou uv ditempatkan dalam saluran udara, maka harus ditempatka pada bagian udara yang bersih dengan posisi sedemikian rupa
sehingga udara yang masuk terkena sinar uv seluruhnya. Efektivitasnya akan menurun jika pada permukaan gelas dari lampu tertutup oleh debu.
Jumlah lampu yang diperlukan untuk mendapatkan efek 90% pengurangan mikrobia yang mencemari udara dapat dihitung dengan memakai rumus dibawah ini:
ℎ =
VDWx output lampu Keterangan :
CFM = cubic feet uadara per menit
VDW = cubic feet udara yang dapat didisinfeksikan oleh 1 Watt lampu ( informasi ini diberikan oleh pabrik)
Output lampu = dinyatakan dalam watt b) Sterilisasi air
Disini terutama dimaksudkan untuk mensterilkan air yang mengalir (tentunya tidak dimaksudkan untuk mendapatkan air yang 100% steril, tetapi hanya sekedar untuk mengurangi sebanyak mikroba yang terdapat dalam air tersebut).
Dari semua penggunaan sinar uv tersebut diatas, yang paling banyak digunakan adalah untuk mensterilkan permukaan ruangan;misalnya kabinet bakteriologi (enten kaast) juga pada cool room untuk penyimpanan bahan
makanan seperti daging.
c) Suseptibilitas Mikroba Terhadap Radiasi Uv
Seperti halnya agen inaktivasi yang lain, hubungan antara respons dosis radiasi dengan kematian mikroba diek spresikan berdasar kinetik “ first order ”. Suseptibilitas mikroba terhadap penyinaran UV sering kali dinyatakan sebagai dosis UV yang diperlukan untuk mereduksi atau mematikan mikroba yang dinyatakan dalam reduksi 1-log10 ( 10% viabilitas), dan sering kali juga
dinyatakan dinyatakan sebagai reduksi 3-log10 (0,1 % viabilitas), tetapi data yang
disampaiakan merupakan data kematian mikroba dalam bentuk suspensi mikroba murni. Rerata dosis yang diperlukan sinar uv untuk mereduksi kebanyakan
enterovirus sebesar 32mW*s/cm2, untuk reovirus dan rotavirus diperlukan 35mW*s/cm2.
Bakteri gram positif ternyata lebih suseptibel dibandingkan dengan yang lain, urutan penurunan suseptibilitas selanjutnya diikuti oleh bakteri gram negatif,virus,bakteri pembentuk spora dan protozoa. Terjadi perbedaan suseptibilitas diantara anggota kelompok mikroba tersebut, sebagai contoh dalam bakteri bakteri gram positif: pseudomonas aeruginosa dan E. Coli lebih suseptibel dibandingkan dengan Salmonella enteitidis dan Serratia marcescens. Perbedaan suseptibilitas terjadi juga diantara spesies dalam genus yang sama, contoh: hampir semua spesies Legionella muda diinaktivasi dengan sinar UV dosis rendah,spesies L. Pneumophila (galur Philadelphia 1) lebih suseptibel dibandingkan dengan L.micdadei. Ookista dari protozoa seperti Giardia dan Cryptosporidium resisten terhadap sinar UV. Suspensi dalam air dari Cryptosporidium parvum baru dapat diinaktivasi oleh sinar UV setelah mengalami penyinaran sebesar 15.000 mW perdetik pada jarak 22 cm selama 150 menit.
8) Pengaruh lingkungan terhadap sinar UV
Radiasi sinar UV memiliki penetrasi terbatas sehingga mikroba dapat terhindar dari efekinaktivitasi karena kekeruhan, warna, pa rikel yang menggumpal (termasuk juga mikroorganisme) dan komposisi serta bahan dari media pensuspensi mikroba. Suspensi virus HIV di dalam medium kultur jaringan ( cell free) dapat diinaktivasi sinar UV pada penyinaran 150-220 µW/cm2 di dalam laminar flow da memerlukan waktu selama 10 menit,akan tetapi bila suspensi virus berada di dalam sel darah manusia baru dapat terinaktivasi pada penyinaran selama 60 menit dengan dosis yang sama.
Kelembapan relatif merupakan variabel penting dalam proses inaktivasi mikroba menggunakan sianar UV terhadap mikroba di udara.
2.3.2 Keuntungan dan Kelebihan Sterilisasi Radiasi a) Keuntungan sterilisasi dengan menggunakan radiasi: 1. Metode ini sangat efisien
3. Bahan-bahan yang akan disterilkan dapat dikemas dalam wadah-wadah yang di pakai untuk menyerahkan sebelum sterilisasi.
4. Tidak menimbulkan kenaikan temperatur yang berarti
5. Dapat mencmbus kcdalam scluruh bagian produk dan dalam kcmasan akhir 6. Waktu iradiasi merupakan satu-satunya variable yang dikontrol sehingga
proses dapat dikontrol dengan tepat. 7. Tidak mcninggalkan residu.
8. Tidak memerlukan karantina produk setelah diiradiasi
9. Proses stcrilisasi cepat (hanya dalam beberapa menit) untuk tcknik berkas elektron
b) Kerugian sterilisasi dengan menggunakan radiasi:
1. Waktu sterilisasi, jika menggunakan Cobalt-60 sangat lama yakni 48-72 jam. 2. Alat-alat gelas yang berwarna dan serat-serat tekstil akan terpengaruh oleh
sterilisasi ini.
3. Untuk mensterilkan bahan makanan kadang-kadang menimbulkan rasa maupun bau yang tidak dikehendaki.
4. Bahan-bahan berwarna dan bahan kimia tertentu (misal: penicillin) dapat mengakibatkan perubahan warna.
2.3.3 Aplikasi Sterilisasi Radiasi dalam Farmasi
1. Sterilisasi radiasi digunakan untuk sterilisasi bahan kemasan terutama untuk sterilisasi produk medis dan makanan. Penggunaan penyinaran digunakan untuk mensterilkan pengolahan aseptik makanan dan obat-obatan. (Darwis, 2006)
2. Penggunaan berkas elektron untuk mensterilkan produk kesehatan secara komersial meningkat secara tajam dalam beberapa dekade terakhir. Elektron digunakan untuk mensterilkan produk kesehatan seperti kateter, syringes, dialiser, contact lens, solution, container, dressings, bahan baku obat, obat mata, dan lain sebagainya.
3. Contoh peralatan medis yang 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 oprasi, surgical caps
4. Pengemas Botol plastik, botol tetes mata, tutup botol kontainer plastik
5. Consumer hygiene product Kondom, cotton buds
6. Tissue graft Tulang, amnion, jaringan lunak
7. Hidrogel Pembalut luka hidrogel, lensa kontak 8. Tissue gaft Graft tulang, amnion membran, tendon 4. Contoh sediaan farmasi yang disterilkan dengan radiasi
No. Produk Contoh
1. Salep kulit berbasis polietilen glikol
Salep neomisin sulfat, tetracycline tropical ointment
2. Bahan baku obat Bentonite powder, ergot powder, natrium fluoresin, ekstrak kering beladona
3. Salep mata dalam basis parafin
Atropin sulfat, shloramphenicol,, tetrasiklin, hidrokortison, dan neomisin dll 4. Pengemas Botol plastik, botol tetes mata, tutup botol
kontainer plastic 5. Preparat optalmik dalam
basis minyak
Pitostignin salisilat papain, tetrasiklin
6. Bahan baku obat Baby powder, herbal mix powder, cosmetic brush, eye cleaner solution, skin shooting powder
5. Produk kesehata yang telah disterilkan dengan elektron beam adalah tissue graft, pembalut luka hidrogel, alat kesehatan, dan hemodial cair.
BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan
Sterilisasi radiasi adalah teknik-teknik yang disediakan untuk sterilisasi beberapa jenis sediaan farmasi dengan sinar gamma dan sinar-sinar katoda, tetapi penggunaan teknik-teknik ini terbatas karena memerlukan peralatan yang sangat
khusus dan pengaruh radiasi pada produk-produk dan wadah-wadah.
Jenis-jenis sterilisasi yaitu : Radiasi ionik (sinar α-, β-, γ-) sinar X)) dan Radiasi non ionik ( sinar ultraviolet). Mekanisme kerja sterilisasi radiasi adalah menembus dinding sel dengan langsung mengenai DNA dari inti sel sehingga mikroba mengalami mutasi. Sterilisasi radiasi digunakan untuk sterilisasi bahan kemasan terutama untuk sterilisasi produk medis dan makanan. Penggunaan penyinaran digunakan untuk mensterilkan pengolahan aseptik makanan dan
obat-obatan. 3.2 Saran
Sebaiknya dilakukan pembhasan secara mendetail tentang peralatan sterilisasi radiasi.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2010. Sterilisasi. Http://Ekmon-Saurus.Blogspot.Com/. Diakses 17 Maret 20011 Pukul 11:15 WITA Di Samarinda.
Ansel, H. C., 2008, Pengantar Bentuk Sediaan Farmasi Edisi Ke-4, UI-Press, Jakarta.
Cappucino, James G. Dan Nathalie Sherman. 1982. Microbiology A Laboratory Manual . Addison-Wesley Publishing Company
Curtis, Helena, Barnes, N. Sue. 1999. Biology 5th Edition. Worth Publisher Inc: New York
Fardiaz, Srikandi. 1992. Mikrobiologi Pangan. Departemen Pendidikan Dan Kebudayaan. PAU Pangan Dan Gizi: Institut Pertanian Bogor.
Gabriel. 1996. Fisika Kedokteran. EGC : Jakarta.
Gennaro,A.R.,1, Remington’s Pharmaceutical Sciences 18th Edition, International Federation Of Pharmaceutical Manufacturers Associations, Switzerland. Hani, Ahmad Ruslan. Handoko Riwidiko. 2007. Fisika Kesehatan. Mitra
Cendikia Press : Yogyakarta.
Irianto, Koes. 2006. Mikrobiologi. Yrama Widya. Bandung.
Lachman, L., Dkk, 2008, Teori Dan Praktik Farmasi Industri 3, UI-Press, Jakarta.. Lukas, Stefanus. 2006. Formulasi Steril . Penerbit Andi: Yogyakarta
Pelczar, Michael. 1988. Dasar - Dasar Mikrobiologi. UI-Press : Jakarta. Pratiwi, Sylvia. 2008. Mikrobiologi Farmasi. Erlangga: Jakarta
Rahman, L Dan Djide, MN. 2009. Sediaan Farmasi Steril . Lembaga Penerbitan Universitas Hasanuddin. Makassar.
Razuna. 2010. Sterilisasi Peralatan. Http://Nikku92.Wordpress.Com/. Diakses 23 Suriawiria, Unus. 1995. Pengantar Mikrobiologi Umum. Angkasa: Bandung
Sutedjo, MM. 1996. Mikrobiologi Tanah. Rineka Cipta: Jakarta
Tietjen, Linda. Debora Bossemeyer. Noel Mc Intosh. 2004. Panduan Pencegahan Infeksi Untuk Fasilitas Pelayanan Kesehatan Dengan Sumber Daya
Utami, Arini. 2010. Sterilisasi Peralatan. Http://Ariniutami.Blogspot.Com/. Diakses 23 Maret 2011 Pukul 09.26 WITA Di Samarinda.
Yusuf,Andi Resky Ferawati. 2010. Metode-Metode Sterilisasi Peralatan.Http://Fheeyraradzqiiy.Wordpress.Com/. Diakses 26 Maret
