A. Pengertian Pengertian Sterilisasi
Sterilisasi dapat didefinisikan sebagai suatu proses menghilangkan atau mengeliminasi agen mikrobiologi seperti fungi, bakteri, virus dan prion dari permukaan alat, makanan, obat atau media kultur biologi. Secara umum sterilisasi dilakukan dengan memaparkan agen sterilisasi fisika dan kimia pada objek dalam jangka waktu tertentu (Sultana, 2007). Istilah steril sendiri memiliki arti bebas dari mikroba. Beberapa bentuk sediaan farmasetika yang ditujukan untuk mata atau membran mukosa, injeksi dan infusi harus memenuhi syarat sediaan steril (Sandle, 2013). Jika sediaan tidak steril maka dapat membahayakan bahkan menyebabkan kematian. Sterilisasi juga dilakukan pada alat-alat medis. Hal ini karena beberapa alat medis dapat kontak langsung dengan bagian dalam tubuh. Untuk mempermudah pemilihan dari teknik sterilisasi pada alat-alat medis, maka alat-alat tersebut dibedakan menjadi tiga kategori:
Critical item Critical item dikategortikan untuk alat-alat yang memiliki resiko tinggi menyebabkan infeksi jika tidak disterilisasi. Contohnya: alat-alat operasi, kateter urin dan jantung, implan dan probe ultrasonik untuk mensterilisasi rongga tubuh. Alat-alat yang masuk dalam kategori ini dapat disterilisasi dengan menggunakan sterilisasi panas basah atau panas kering jika alat-alat tersebut tidak sensitif terhadap panas. Jika sensitif terhadapa panas maka dapat disterilisasi dengan menggunakan etilen oksida, hidrogen peroksida gas plasma, ozon dan hidrogen peroksida yang divaporasi.
Semicritical item Semicritical item dikatogerikan untuk alat-alat yang kontak dengan membran mokus atau kulit nonintact. Alat-alat dalam kategori ini harus bebas dari mikroba, tetapi jika terdapat sejumlah kecil dari spora bakteri, hal itu masih diperbolehkan. Kategori ini paling tidak membutukan agen sterilisasi kimia level tinggi seperti glutaraldehid, hidrogen peroksida, orto-phthalaldehid, asa perasetic dan klorin. Waktu paparan yang dibutuhkan oleh kebanyakan jenis disinfektan ini adalah 8-45 menit pada suhu 20-25 o C.
Noncritical item
Noncritical item dikategorikan untuk alat-alat yang kontak dengan permukaan kulit tetapi tidak dengan membran mukosa. Permukaan kulit merupakan barier yang efektif untuk kebanyakan mikroorganisma sehingga sterilisasi pada alat yang kontak dengan permukaan kulit saja tidak terlalu dibutuhkan (Rutala & Weber, 2013). Terdapat beberapa faktor yang dapat mempengaruhi proses sterilisasi diantaranya: 1. Kekeringan dari alat dan bahan yang akan diproses. 2. Temperatur dan kelembapan dari area yang mengalami proses sterilisasi. 3. Penyiapan dan pemasukan alat dan bahan ke dalam alat sterilisasi. 4. Kemampuan suatu agen sterilisasi untuk masuk ke dalam sistem. 5. Kondisi sterilisasi dan protokol perawatan alat sterilisasi. 6. Metode sterilisasi dan siklus yang dibutuhkan harus tepat (Sultana, 2007) Teknik-teknik sterilisasi dibedakan menjadi dua jenis metode: 1. Metode Fisik
Metode termal/panas
Metode radiasi
Metode filtrasi
2. Metode Kimia B. Metode Sterilisasi
1. Sterilisasi Fisik
Sterilisasi Panas Merupakan metode sterilisasi yang paling diandalkan dan sering digunakan. Bakteri dieliminasi dengan mekanisme perusakan enzim dan komponen esensial dari sel bakteri tersebut. Metode sterilisasi panas dapat diaplikasikan pada alat dan bahan yang bersifat termostabil. Efisiensi dari metode sterilisasi ini dipengaruhi oleh besarnya suhu, lamanya waktu pemaparan, dan kadar air. Pada sterilisasi dengan keberadaan air maka dibutuhkan suhu pemaparan yang lebih rendah, karena panas akan diinduksi dengan adanya reaksi dari air dan oksigen. Sterilisasi panas dibagi menjadi dua yaitu sterilisasi panas kering dan sterilisasi panas basah. Kedua jenis metode sterilisasi panas ini dibedakan berdasarkan ada tidaknya air (Sultana, 2007). a) Sterilisasi panas kering Pada sterilisasi kering, rentang suhu yang diperlukan antara 160-180 o C dan waktu pemaparan lebih dari 2 jam tergantung pada suhu yang digunakan (Sultana,
2007). Sterilisasi kering mengeliminasi mikroorganisme dengan mengkoagulasi protein di dalam mikroorganisme tersebut. Keuntungan: a) Tidak hanya sterilisasi, jika diberi suhu yang lebih tinggi maka sterilisasi panas kering dapat melakukan dipirogenasi dan inaktivasi endotoksin (Sandle, 2013). b) Karena sifatnya yang non-korosif, sterilisasi panas kering dapat digukan pada alat-alat metal dan gelas. c) Memiliki penetrasi pada yang baik. d) Digunakan untuk mensterilisasi cairan non-akuous termostabil dan serbuk termostabil (Sultana, 2007). Ada tiga macam alat sterilisasi dengan prinsip panas kering yaitu oven, unidirectional airflow(UDAF) tunnel dan radiant heat tunnel. Oven merupakan jenis sterilisasi panas kering yang paling sederhana. Pada oven energi panas didapatkan dari energi listrik (Sandle, 2013). Contoh sterilisasi panas kering:
- Pembakaran - Pemanasan - Pengovenan b) Sterilisasi Panas Basah Sterilisasi panas basah membutuhkan suhu pemanasan antara 121-134 oC, lebih rendah dibandingkan panas kering. Pada metode ini, terdapat uap bertekanan tinggi yang akan meningkat suhu sehingga menjadi lebih tinggi. Uap yang dalam kondisi jenuh ini akan menjadi agen sterilisasi yang efektif (Sultana, 2007). Keuntungan dari sterilisasi panas basah : a) Non-toksik b) Tidak mahal c) Mengeliminasi mikroba dengan cepat d) Sporosidal e)
Panasnya efisien dan dapat menembus kain.
Sterilisasi panas basah umumnya digunakan untuk sterilisasi akhir dari produk obat di dalam wadah ampul, fial, siringe dan plastik (Sandle, 2013). Alat yang memiliki prinsip sterilisasi panas basah yang paling banyak digunakan
dalam industri farmasi adalah autoklav. Pada autoklav, suhu standar yang dibutuhkan adalah 121 o C dalam waktu 15 menit. Terdapat empat parameter dalam pengoperasian autoklav yaitu uap, tekanan, suhu dan waktu. Setelah diautoklav, alat dan bahan harus dalam kondisi kering karena jika alat dan bahan dalam keadaan basah ada maka ada kemungkinan sterilisasi tidak berjalan dengan baik. Oleh karena itu pengepakan alat dan bahan sebelum diautoklav sangat lah penting (Sandle, 2013).
Sterilisasi Radiasi a) Sinar ultraviolet Sinar ultraviolet umumnya digunakan untuk membantu mengurangi kontaminasi di udara. Sinar yang bersifat membunuh mikroorganisme (germisida) dipancarkan secara eksklusif pada gelombang 253,7 nm . Sinar UV menembus udara bersih dan air murni dengan baik, Untuk kebanyakan pemakaian lama penetrasi dihindarkan dan setiap tindakan membunuh mikroorganisme dibatasi pada permukaan yang dipaparkan. (Lachman, 1994). Ketika sinar UV melewati bahan, energi bebas ke elektron orbital dalam atom-atom dan mengubah kereaktivannya. Absorpsi energi ini menyebabkan meningginya keadaan tertinggi atom-atom dan mengubah kereaktivannya. Ketika eksitasi dan perubahan aktivitas atom-atom utama terjadi dalam molekul-molekul mikroorganisme atau metabolit utamnya, organisme itu mati atau tidak dapat berproduksi. Pengaruh utamanya mungkin pada asam nukleat sel, yang diperhatikan untuk menunjukkan lapisan absorpsi kuat dalam rentang gelombang UV yang panjang. Kerugian penggunaan radiasi sinar UV adalah penetrasinya terbatas. b) Radiasi menggunakan ion Radiasi pengion adalah energi yang terpancar dari radiasi isotop radioaktif seperti kobalt-60 (sinar gamma) atau yang dihasilkan oleh percepatan mekanis elektron sampai ke kecepatan energi tinggi (sinar katode, sinar beta). Sinar gamma mempunyai keuntungan mutlak karena tidak menyebabkan
kerusakan
mekanik,
radiasi
pengionan
menghacurkan
mikroorganisme dengan menghentikan reproduksi sebagai hasil mutasi letal. Mutasi ini disebabkan karena transformasi radiasi menjadi molekul penerima pada sinar x(Lachman,1994).
Dekstruksi bakteri untuk menghasilkan kondisi steril dapat dilakukan dengan menggunakan radiasi ion, dengan efek pada asam nukleat dari mikroorganisme yang nonreversibel. Pembentukan radikal bebas dan peroksida yang merupakan senyawa reaktif juga memberikan kontribusi pada letalitas dari proses sterilisasi ini. Dua tipe radiasi pengion yang dapat digunakan yaitu radiasi sinar gamma dan radiasi electron. Sterilisasi dengan radiasi digunakan untuk alatalat medis yang sensitive terhadap panas dan jika residu etilen oksida tidak diharapkan. Monitoring dan kotrol proses sangat sederhana, tetapi kehatihatian akan keamanan harus dilakukan oleh operator sterilisasi(Agalloco, 2008). Radiasi ion juga digunakan untuk sterilisasi bahan-bahan obat dan bahan-bahan formulasi. Kompabilitas dari bahan yang disterilkan dengan radiasi adalah factor yang harus diperhatikan sejak bahan-bahan dan alat-alat dipengaruhi oleh radiasi, mungkin tidak dengan segera dilakukan penanganan tetapi setelah stabilitas produk dapat dipengaruhi. Untuk bahan-bahan medis dan plastik, perubahan dari sterilisasi etilen oksida ke sterilisasi radiasi membutuhkan penentuan efek radiasi jangka pendek dan jangka panjang, dan kadang membutuhkan modifikasi produksi bahan plastik dan karet untuk membuatnya sesuai dengan sterilisasi radiasi. Radiasi menggunakan ion digunakan untuk sterilisasi industri untuk alat-alat rumah sakit, vitamin, antibiotik, steroid hormon dan transplantasi tulang dan jaringan dan alat pengobatan seperti alat untuk suntik plastik, jarum, alat beda, tube palstik, katter, benang bedah dan cawan petri. Radiasi ioniasasi dapat menghasilkan perubahan dalam molekul organik yang dapat mempengaruhi kemujaraban sediaan atau dapat menginduksi toksisitas. Radiasi produk juga dapat menghasilakn perubahan warna dan kerapuhan beberapa wadah gelas dan bahan plastik. c) Radiasi Sinar Gamma Sinar gamma dapat digunakan untuk mensterilkan produk-produk. Metode ini tidak dapat dilakukan di laboratorium biasa karena sifat dari sinar gamma sangat berbahaya bagi tubuh manusia. Sinar gamma lebih kuat daya tembusnya dibandingkan dengan sinar UV, sehingga cocok digunakan untuk
mensterilkan bahan plastik sekali pakai, antibiotik, hormon, dan jarum suntik. Metode ionisasi ditujukan untuk merusak asam nukleat mikroorganisme.
Sterilisasi Filtrasi 1)
Mekanisme kerja filtrasi untuk sterilisasi Prinsip sterilisasi secara mekanik (filtrasi) yaitu menyaring suatu cairan non steril dengan kertas membran sehingga cairan yang melewatinya akan terbebas mikroba (steril). Pada umumnya bahan yang disterilkan melalui cara ini adalah bahan yang mengandung senyawa tidak tahan suhu tinggi atau tekanan tinggi seperti serum darah, antibiotik, glukosa dll. Filter apparatus umumnya terdiri dari corong, filter base, penjepit corong, labu pengumpul, selang, dan pompa vakum. Filter apparatus juga dapat digunakan untuk menghitungmikroorganisme dengan prinsip yang sama dengan sterilisasi filtrasi. Kertas membran filter memiliki pori-pori yang sangat kecil, lebih kecil dari ukuran bakteri pada umumnya. Diameter pori-pori dapat berukuran 0,2 um, 0,45 um, 0,65um dll. Jenis mikroba yang cocok untuk metode filtrasi pada sterilisasi. Sterilisasi dengan penyaringan dilakukan untuk mensterilisasi cairan yang mudah rusak jika terkena panas atau mudah menguap (volatile). Cairan yang disterilisasi dilewatkan ke suatu saringan (ditekan dengan gaya sentrifugasi atau pompa
vakum) yang
berpori
dengan diameter
yang
cukup
kecil
denganmenyaring bakteri. Virus tidak akan tersaring dengan metode ini. Jadi proses ini ditujukan untuk sterilisasi mikroba yang menghasilkan bahan yang peka panas, misalnya larutan enzim dan antibiotik. Sterilisasi dengan penyaringan, yakni sterilisasi yang tergantung ada peghilangan mikroba secara fisik denga adsorpsi pada media penyaring atau dengan mekanisme penyaringan, digunakan untuk sterilisasi larutan yang tidak tahanpanas. Ketersediaan obat yang disterilkan dengan cara ini , diharuskan menjalani pengesahan
yang
ketat
dan
memonitoring
karena
efek
produk
hasilpenyaringan dapat sangat dipengaruhi oleh banyaknya mikroba dalam larut an yang difiltrasi. i.
Bahan/benda yang dapat digunakan untuk sterilisasi dengan metode filtrasi.
ii. Menurut APHA (1999) kertas membran yang baik adalah yang bebas dari
bahan
inhibitor
atau
stimulus
pertumbuhan, bebas dari bahan yang mampu menginterfrensi indikator media, tinta skala yang tidak beracun, berdiameter 47mm, berpori maksimal 0,45 um, minmal 70 % luas area berpori. Mampu dilewati dengan flow rate 55 ml/menit/cm 2 pada 25oC, diharapkan tetap mampu menyaring kultur cair 1x10 3 Serratia marcescens. Sedangkan ISO111331 (2009:8) menyarankan menggunakan filter berukuran 0,2 µm dan membasuh kertas membran setelah digunakan untuk melarutkan substansi yang tertinggal pada kertas membran seperti protein dan antibiotik. Media membran penyaring yang tersedia saat ini yaitu selulosa
asetat,
selulosa
nitrat,
fluorokarbonat,
polimerakrilik,
polikarbonat, poliester, poli vinilklorida, vinil, nilon, politef dan juga membran logam, dan ini dapat diperkuat atau ditunjang oleh bahan berserat internal. iii. Kelebihan dan kelemahan metode filtrasi untuk sterilisasi a) Kelebihan Karena banyak dari permukaan membrane adalah suatu ruangan yang kosong atau ruang terbuka, maka penyaring yang cukup baik dirakit dan disterilkan akan memberikan suatu keuntungan berupa laju alir yang tinggi
Kecepatan pada penyaringan sejumlah kecil larutan
Efektif untuk mensterilkan materi-materi yang tidak tahan panas
Penggunaan penyaring tertentu
Peralatan yang digunakan murah
b) Kelemahan Karena
membrane
umumnya
rapuh,
sehingga
penting
untuk menetapkan bahwa rakitan sudah cukup baik dan membran tidak akan rusak atau pecah selama perakitan, sterilisasai atau selama penggunaan.
Mempunyai kecenderungan mengabsorbsi beberapa senyawa aktif tertentu selama proses penyaringan
Kemungkinan kerusakan bentuk penyaring sehingga kesterilan hasil yang diperoleh tidak pasti
Tidak dapat menyaring virus
Hanya sekali pakai
Metode sterilisasi dengan penyaringan digunakan untuk bahan yang sensitif terhadap panas, misalnya enzim. Pada proses ini digunakan membran filter yang terbuat dari selulosa asetat. Kerugian prosedur ini adalah biaya yang mahal serta filter yang mudah mampat akibat filtrat tertinggal pada saringan sehingga harus sering diganti. Kerugian yang lain adalah meskipun memiliki pori-pori yang halus, membran filter tidak dapat digunakan untuk menyaring virus. 2.
Sterilisasi Kimia a) Sterilisasi gas etilen oksida
Prinsip dasar Etilen oksida mebunuh mikroba melalui reaksi kimia, yaitu reaksi alkilasi.pada reaksi ini terjadi pengantian gugus atom hydrogen pada sel mikroba dengan gugus alkil, sehinga metaolisme dan reproduksi sel te rganggu.
Teknik pelaksanan Proses sterilisasi mengunakan autoclave khusus pada suhu yang lebih rendah (36-60oC) serta konsentrasi gas tidak kurang dari 400 mg/liter, dengan proses sebaga berikut: 1. Setelah peralatan media dimasukkan, gas etilen oksida dipompa ke dalam kamar (chamber) selama 20-30 menit pada kelembapan 50-75%. 2. Selesai waktu pemaparan dengan gas etilen oksida,diikuti oleh tahap arerasi/pertuaran udara, yaitu pr os es mem bu ang ga s etil en oks ida pad a ster ilisat or maupun pada peralatan medis. Cara steriisisasi ini apat digunakan untuk peralatan medis dari plastic, alat-alat optic, pa ce ma ke r , dan lain lain yang sulit disterilkan dengan cara lain. Afinitasnya yang tingi akan be rai bat timbu lnya resi du pa da peral at an medi s ya ng tel ah di
sterilisasikan. Gas etilen oksida cukup toksik sehingga dapat menyebabkan iritasi pada kulit dan mukosa. Oleh karenanya pe rlu per ha tian pa da ma salah ke sel am atn ker ja.
