MODUL 1

RUANGAN PRODUKSI STERIL

• KOMPETENSI

Setelah mengikuti praktikum ruangan produksi steril, diharapkan mahasiswa mampu memahami dengan baik persyaratan khusus terkait dengan ruangan untuk produksi sediaan steril.

• DASAR TEORI

Produk steril hendaklah dibuat dengan persyaratan khusus dengan tujuan memperkecil risiko pencemaran mikroba, partikulat dan pirogen. Pembuatan produk steril hendaklah dilakuakan di area bersih, memasuki area ini hendaklah melalui ruang penyangga untuk personil dan/ atau peralatan dan bahan. Area bersih hendaklah dijaga tingkat kebersihannya sesuai standar kebersihan yang ditetapkan dan dipasok dengan udara yang telah melewati filter dengan efisiensi yang sesuai. Berbagai kegiatan persiapan komponen pembuatan produk dan pengisian hendaklah dilakukan di ruang terpisah di dalam area bersih.

Kegiatan pembuatan produksi steril dapat digolongkan dalam dua kategori yaitu; pertama produk yang disterilkan dalam wadah akhir dan disebut juga sterilisasi akhir, kedua produk yang diproses secara aseptik pada sebagian atau semua tahap.

Area bersih untuk pembuatan produk steril digolongkan berdasarkan karakteristik lingkungan yang dipersyaratkan. Tiap kegiatan pembuatan membutuhkan tingkat kebersihan ruangan yang sesuai dalam keadaan operasional untuk meminimalkan risiko pencemaran oleh partikulat dan/ atau mikroba pada produk dan/ atau bahan yang ditangani.

Kondisi “operasional” dan “non operasional” hendaklah ditetapkan untuk tiap ruang bersih. Keadaan “non operasional” adalah kondisi dimana fasilitas telah terpasang dan beroperasi, lengkap dengan peralatan produksi tetapi tidak ada personil. Kondisi “operasional” adalah kondisi dimana fasilitas dalam keadaan jalan sesuai modus pengoperasian yang ditetapkan dengan sejumlah tertentu personil yang sedang bekerja. Agar tercapai kondisi “operasional” maka area tersebut hendaklah di desain untuk mencapai tingkat kebersihan udara tertentu pada kondisi “non-operasional”

Pada pembuatan produk steril dibedakan 4 kelas kebersihan :

Kelas A: Zona untuk kegiatan yang berisiko tinggi, misalnya zona pengisian, wadah tutup karet, ampul dan vial terbuka, penyambungan secara aseptik. Umumnya kondisi ini dicapai dengan memasan unit aliran udara (laminar air flow) di tempat kerja. Sistem udara laminar hendaklah mengalirkan udara dengan kecepatan merata berkisar 0,36-0,54 m/detik (nilai acuan) pada posisi kerja dalam ruang bersih terbuka. Keadaan laminar yang selalu

terjaga hendaklah dibuktikan dan divalidasi. Aliran udara searah berkecepatan lebih rendah dapat digunakan pada isolator tertutup dan kotak bersarung tangan

Kelas B: Untuk pembuatan dan pengisian secara aseptik, kelas ini adalah lingkungan latar belakang untuk zona kelas A

Kelas C dan D: Area bersih untuk melakukan tahap pembuatan produk steril dengan tingkat risiko lebih rendah.

Tabel 1. Contoh kegiatan yang dapat dilakukan di berbagai kelas

Kelas Contoh kegiatan untuk produk dengan sterilisasi akhirA Pengisian produk, bila ada risiko diluar kebiasaanC Pembuatan larutan, bila ada risiko diluar kebiasaan. Pengisian produkD Pembuatan larutan dan penyiapan komponen sebelum proses

pengisian

Kelas Contoh kegiatan pembuatan secara aseptikA Pembuatan dan pengisian secara aseptikC Pembuatan larutan yang akan disaringD Penanganan komponen setelah pencucian

Tabel 2. Jumlah partikulat di udara untuk kelas diatasKelas Non-operasional Operasional

Jumlah maksimum partikel/m2 yang diperbolehkan untuk kelas setara atau lebih tinggi dari

0,5 µm 5 µm 0,5 µm 5 µmA 3.500 1 3.500 1B 3.500 1 350.000 2.000C 350.000 2.000 3.500.000 20.000D 3.500.000 20.000 Tidak

ditetapkanTidak

ditetapkan

Kelas Batas yang disarankan untuk cemaran mikroba (*)

Sampel udara (cfu/ m3)

Cawan papar (dalam.90 mm) cfu/4 lam (**)

Sarung tangan (cfu/gloves)

A < 1 < 1 < 1B 10 5 5C 100 50 -D 200 100 -Catatan :

(*) nilai rata-rata

(**) Cawan papar dapat dipaparkan kuran dari 4 jam

PersonaliaStandar higiene perorangan dan kebersihan yang tinggi adalah esensial. Personil yang

terlibat dalam pembuatan produk steril hendaklah diinstruksikan untuk melaporkan semua kondisi kesehatan yang dapat menyebabkan penyebaran cemaran yang tidak normal jumlah dan jenisnya; pemeriksaan kesehatan secara berkala perlu dilakukan. Pakaian dari rumah tidak boleh dibawa masuk ke area bersih dan personil yang memasuki kamar ganti pakaian hendaklah sudah mengenakan pakaian kerja reguler standar.

Pakaian kerja reguler hendaklah tidak dibawa masuk kedalam kamar ganti pakaian yang berhubungan dengan ruang kelas B dan C. Untuk tiap personil yang bekerja di kelas A/B, pakaian kerja steril (disterilkan atau disanitasi dengan memadai) hendaklah disediakan untuk tiap sesi kerja. Sarung tangan hendaklah secara rutin didisinfeksikan selama bekerja. Masker dan sarung tangan hendaklah diganti paling sedikit pada setiap sesi kerja. Arloji, kosmetika dan perhiasan hendaklah tidak dipakai di area bersih.

Personil yang memasuki area bersih atau area steril hendaklah mengganti dan mengenakan pakaian khusus yang juga mencakup penutup kepala dan kaki. Pakaian ini tidak boleh melepaskan serat atau bahan partikulat dan hendaklah mampu menahan partikel yang dilepaskan oleh tubuh. Pakaian ini hendaklah nyaman dipakai dan agak longgar untuk mengurangi gesekan. Pakaian ini hanya boleh dipakai di area bersih atau area steril yang relevan. Pakaian dan muliutnya hendaklah disesuaikan dengan proses dan kelas kebersihan area kerja. Pakaian tersebut hendaklah dipakai sesuai dengan tujuannya untuk melindungi produk dari kontaminasi. Adapun penjelasan pakaian kerja yang dipersyaratkan untuk tiap kelas adalah sebagai berikut:

Kelas D: Rambut – dan jika relevan- janggut hendaklah ditutup. Pakaian pelindung reguler, sepatu yang sesuai atau penutup sepatu hendaklah dikenakan. Perlu diambil tindakan pencegahan yang sesuai untuk menghindari kontaminasi yang berasal dari bagian luar area bersih.

Kelas C : Rambut- dan jika relevan- janggut dan kumis hendaklah ditutup. Pakaian model terusan atau model celana-baju, yang bagian pergelangan tangannya dapat diikat, memiliki leher tinggi dan sepatu atau penutup sepatu yang sesuai hendaklah dikenakan. Pakaian kerja ini hendaklah tidak melepas serat atau bahan partikulat.

Kelas A/ B : Penutup kepala hendaklah menutup seluruh rambut-dan jika relevan- janggut dan kumis. Penuitup kepala hendaklah diselipkan dalam leher baju. Penutup muka hendaklah dipakai untuk mencegah penyebaran percikan. Model terusan atau model celana-baju, yang bagian pergelangan tangannya dapat diikat, memiliki leher tinggi hendaklah dikenakan. Hendaklah dipakai sarung tangan plastik atau karet steril yang bebas serbuk dan penutup kaki steril atau didisinfeksi. Ujung celana hendaklah diselipkan kedalam penutup kaki dan ujung lengan baju diselipkan kedalam sarung tangan. Pakaian pelindung ini hendaklah tidak melepaskan serat atau bahan partikulat dan mampu menahan partikel yang dilepaskan dari tubuh.

• TUGAS

• Visitasi ruangan produksi steril

• Memahami persyaratan khusus ruang produksi steril.

• Gambarkan dan jelaskan secara singkat contoh lay out ruang produksi sediaan steril untuk jalur orang dan jalur material!

• Buatlah dan jelaskan flow process secara umum produksi sediaan steril!

MODUL 2

TEKNIK STERILISASI

• KOMPETENSI

Setelah mengikuti praktikum teknik sterilisasi, diharapkan mahasiswa mampu memahami dengan baik teknik sterilisasi yang dilakuan dalam skala industri.

• DASAR TEORI

Sterilisasi adalah suatu proses untuk menghilangkan, mematikan atau menghancurkan semua bentuk mikroorganisme hidup baik yang patogen maupun tidak, baik dalam bentuk vegetatif (spora) dari suatu obyek atau bahan. Dengan sterilisasi, maka akan diperoleh bahan yang steril. Dalam pembuatan sediaan parenteral, metode sterilisasi yang akan digunakan bergantung pada sifat-sifat fisika kimia bahan obat dalam sediaan.

Sterilisasi dapat dicapai dengan penggunaan panas basah atau panas kering, dengan radiasi pengionan (tapi tidak dengan radiasi ultraviolet kecuali proses ini divalidasi secara menyeluruh), dengan etilen oksida (atau gas lain yang sesuai) atau dengan filtrasi yang dilanjutkan dengan pengisian secara aseptik kedalam wadah akhir yang steril. Masing-masing cara sterilisasi mempunyai kelebihan dan kekurangan. Dimana memungkinkan dan dapat dilaksanakan, sterilisasi cara panas merupakan pilihan utama.

Semua proses sterilisasi hendaklah divalidasi. Perhatian khusus hendaklah diberikan bila metode sterilisasi yang digunakan tidak sesuai dengan standar farmakope atau standar nasional lain, atau bila digunakan untuk produk yang bukan merupakan larutan sederhana dalam air atau minyak. Kegiatan pembuatan produksi steril dapat digolongkan dalam dua kategori yaitu; pertama produk yang disterilkan dalam wadah akhir dan disebut juga sterilisasi akhir, kedua produk yang diproses secara aseptik pada sebagian atau semua tahap.

• Sterilisasi Akhir

Produk yang ditujukan untuk menjadi steril, bilamana memungkinkan, hendaklah diutamakan di sterilisasi akhir dengan cara panas dalam wadah akhir. Bila sterilisasi cara panas tidak memungkinkan karena stabilitas dari formula produk hendaklah dipakai metode sterilisasi akhir yang lain setelah dilakukan filtrasi atau proses aseptik.• Sterilisasi Cara Panas• Sterilisasi Panas Basah

Sterilisasi cara panas basah (pemanasan dalam autoclave) hanya sesuai untuk bahan yang terbasahi dengan air dan formula larutan. Adanya uap menyebabkan protein mikroorganisme terkoagulasi dan rusak pada suhu yang lebih rendah dibandingkan jika tidak

ada uap. Mekanisme pembunuhannya adalah perusakan mikroorganisme dengan mendenaturasi protein penting untuk pertumbuhan dan/atau reproduksi mikroorganisme, juga pelelehan membaran sel. Ikatan hidrogen pada protein terjadi antara gugus amino dan gugus karboksi. Ikatan hidrogen mudah putus dengan adanya molekul air karena terjadinya ikatan hidrogen antara masing-masing gugus tersebut karena adanya molekul air. Udara dalam autoclave harus dikeluarkan sebelum sterilisasi dimulai karena tekanan yang diberikan oleh uap merupakan tekanan yang efektif untuk menaikan tempratur uap. Lamanya waktu yang dibutuhkan untuk proses sterilisasi adalah jumlah waktu yang diperlukan untuk memanaskan larutan atau alat atau bahan sampai tempratur sterilisasi ditambah dengan lamanya sterilisasi setelah mencapai tempratur tersebut. Adapun faktor kritis yang mempengaruhi keberhasilan sterilisasi uap antara lain: suhu, waktu sterilisasi, kesempurnaan pergantian udara dengan uap (tidak boleh ada udara yang terjerap). Hubungan antara waktu suhu dan tekanan pada sterilisasi panas uap adalah sebagai berikut:

Tabel 3. Hubungan Tekanan Suhu-Waktu Sterilisasi AutoclaveTekanan Suhu

(oC)Waktu

KPa Atm172 1,7 115-116 30 menit202 2,0 121-123 15 menit242 2,4 126-129 10 menit304 3,0 134-138 3 menit

Aplikasi sterilisasi uap digunakan pada semua sediaan dan bahan yang tahan terhadap panas pada suhu yang digunakan dan uap dapat berpenetrasi (Sediaan larutan dalam kemasan, ruahan larutan, alat-alat gelas). Sterilisasi uap tidak digunakan untuk sterilisasi minyak, lemak, sediaan mengandung lemak, dan lain-lain yang tidak bisa dipenetrasi oleh uap, serta sediaan solid yang rusak oleh adanya lembab.

• Sterilisasi Panas KeringSterilisasi panas kering cocok untuk cairan bukan air atau serbuk kering. Proses ini

hendaklah dilakukan dengan menyirkulasi udara dalam “kamar sterilisasi” dan menjaga tekanan positif untuk mencegah masuknya udara tidak steril. Udara yang masuk hendaklah melalui filter HEPA. Bila proses ini juga digunakan untuk menghilangkan pirogen pada 250oC selama 30 menit, uji tabung menggunakan endotoksin hendaklah dilakukan sebagai bagian dari validasi. Sterilisasi dengan panas kering mampu membunuh mikroorganisme dengan oksidasi. Meskipun metode panas kering terbatas dalam penggunaannnya tetapi metode ini umum dipakai untuk sterilisasi alat-alat gelas, porselin, wadah, dan alat dari logam. Sebelum dilakukan sterilisasi, alat dan wadah harus bersih dari bahan-bahan organik. Bahan-bahan seperti gliserin, propilen glikol, parafin cair, dan minyak tumbuhan hanya dapat dipanaskan hingga seluruh kandungan dari masing-masing wadah mencapai 170oC dan dipertahankan selama waktu yang telah ditetapkan. Obat-obat dalam bentuk serbuk biasanya ditaburkan dengan ketebalan lapisan ¼ inci untuk mempermudah distribusi panas yang homogen. Hubungan antara suhu dan lamanya pemanasan yang umum digunakan dalam sterilisasi dengan panas kering dapat dilihat pada tabel 4.

Tabel 4. Hubungan Suhu-Lamanya Sterilisasi dengan Panas KeringSuhu (oC) Waktu (menit)

170 60160 120

• Sterilisasi dengan Cara RadiasiSterilisasi dengan cara radiasi terutama digunakan untuk bahan dan produk yang peka

terhadap panas. Banyak obat dan bahan pengemas peka terhadap radiasi, sehingga metode ini

hanya dipakai jika terbukti tidak berdampak merusak. Biasanya, radiasi ultraviolet tidak

digunakan sebagai metode sterilisasi. Ultraviolet merupakan gelombang elektromagnetik

dengan panjang gelombang 100 – 400 nm dengan efek optimum pada 254 nm. Sumbernya

adalah lampu uap merkuri dengan daya tembus hanya 0,01 – 0,2 mm. Ultraviolet digunakan

untuk sterilisasi ruangan pada penggunaan aseptik. Pada sterilisasi dengan radiasi yang

banyak digunakan adalah 60Co dan elektron yang dipercepat (“accelerated electrons”).

Mekanismenya mengikuti teori tumbukan, yaitu sinar langsung menghantam pusat kehidupan

mikroba (kromosom) atau secara tidak langsung dengan sinar terlebih dahulu membentur

molekul air dan mengubahnya menjadi bentuk radikal yang menyebabkan terjadinya reaksi

sekunder pada bagian molekul DNA mikroba. Sinar gamma bersumber dari 60Co dan Cs137

dengan aktivitas sebesar 50 – 500 kiloCurie dan memiliki daya tembus sangat tinggi. Dosis

efektifnya adalah 2,5 Mrad. Sinar gamma digunakan untuk mensterilkan alat kedokteran dan

alat yang terbuat dari logam, karet, dan bahan sintetis seperti polietilen.

• Sterilisasi dengan Gas dan Cairan Kimia

Senyawa kimia dapat bersifat bakteriostatik (menghambat pertumbuhan bakteri) dan

bahkan bersifat bakterisida (membunuh bakteri) pada konsentrasi yang tinggi. Larutan asam

dan basa kuat bersifat bakterisida. Asam organik yang tidak terdisosiasi dapat berpenetrasi ke

dalam sel dan aktivitasnya naik dengan makin panjangnya rantai.

Metode sterilisasi ini hendaklah hanya digunakan bila cara lain tidak dapat diterapkan.

Kondisi dan waktu yang diberikan untuk mengurangi gas residu dan zat hasil reaksi sampai

pada batas yang dapat diterima yang sudah ditetapkan untuk tiap produk atau bahan. Berbagai

gas dan fumigan dapat digunakan untuk sterilisasi (misalnya etilen oksida, uap hidrogen

peroksida). Etilen oksida sebaiknya digunakan hanya bila tidak ada metode lain yang dapat

dipakai. Senyawa alkilasi misalnya formaldehid dan etilen oksida dapat mengganti atom H

yang tidak stabil pada gugus –NH2, -OH, -COOH, dan –SH. Pada etilen oksida, gugus yang

diberikan adalah gugus hidroksi etil (-CH2CH2OH) sehingga menghalangi banyak gugus

reaksi yang diperlukan pada reaksi metabolisme penting. Sebelum dipaparkan pada gas,

bahan hendaklah disesuaikan dengan kelembaban dan suhu yang dipersyaratkan untuk

proses. Etilen oksida sangat reaktif, toksik, mudah terbakar, dan mudah meledak. Faktor

penting yang harus diperhatikan dalam sterilisasi dengan etilen oksida adalah kelembaban

relatif, konsentrasi gas, suhu, dan waktu pemaparan. Sterilisasi gas merupakan pilihan lain

yang digunakan untuk sterilisasi alat atau bahan yang sensitif terhadap panas.

Beberapa bahan kimia cair dapat digunakan secara efektif untuk membunuh mikroba

oleh berbagai reaksi kimia. Bahan kimia ini mampu membunuh sel-sel vegetatif dan spora

dengan cepat. Asam, basa, aldehida, halida, dan oksidan yang kuat merupakan sterilants cair

yang efektif. Objek yang akan disterilkan direndam dalam bahan kimia tersebut (dengan atau

tanpa pencampuran) untuk jangka waktu yang diperlukan. Setelah periode perendaman

tertentu, objek yang disterilkan tersebut dihilangkan dari bahan kimia yang digunakan pada

proses sterilisasi. Dalam validasi sterilisasi kimia cair, penghilangan agen kimia (baik

dilakukan dengan cara fisik atau kimia) adalah bagian penting dari proses sterilisasi secara

keseluruhan. Proses sterilisasi dengan bahan kimia secara perendaman harus dilakukan

dengan cara aseptik untuk melindungi sterilitas objek (ISO 5) . Adapun bahan kimia yang

digunakan pada sterilisasi cair antara lain:

• Aldehida-glutaraldehid, formaldehid, dan lain-lain;

• Asam-perasetat, nitrat, sulfat, dan lain-lain;

• Basa-natrium hidroksida, kalium hidroksida;

• Senyawa oxygenating: hidrogen peroksida, ozon, klorin dioksida; and

• Halida: sodium hipoklorit, klorin.

Identik dengan sterilisasi gas, efektivitas sterilisasi cair bervariasi dengan konsentrasi

dan suhu (kelembaban disediakan oleh air dalam larutan). Faktor-faktor lain yang

mempengaruhi aktivitas antimikroba adalah pH, agitasi (jika digunakan), dan kontaminan

lainnya yang mungkin melindungi mikroorganisme.

• Filtrasi Obat yang Tidak Dapat Disterilkan dalam Wadah Akhirnya

Produk yang tidak dapat disterilkan dalam wadah akhirnya, larutan atau cairan dapat

difiltrasi ke dalam wadah yang telah disterilkan sebelumnya melalui filter steril dengan

ukuran pori nominal 0,22 mikron (atau lebih kecil), atau paling tidak melalui filter yang

mempunyai kemampuan menahan mikroba yang ekivalen. Filter tertentu dapat

menghilangkan bakteri dan kapang, tapi tidak menghilangkan semua virus atau mikroplasma.

Hendaklah dipertimbangkan untuk melakukan pemanasan pada suhu tertentu sebagai

pekengkap proses filtrasi.

Metode filtrasi memiliki potensi risiko tambahan dibandingkan dengan proses sterilisasi lain, dianjurkan untuk melakukan filtrasi kedua dengan filter yang sudah disterilkan, yang mampu menahan mikroba, segera sebelum pengisian. Filtrasi steril akhir hendaklah dilakukan sedekat mungkin ke titik pengisian. Karakteristik filter hendaklah yang seminimal mungkin melepaskan serat (bahkan nol). Filter yang mengandung abses sama sekali tidak boleh digunakan.

Integritas filter yang telah disterilisasi hendaklah diverivikasi sebelum digunakan dan dikonfirmasi segera setelah digunakan dengan metode yang sesuai, seperti uji bubble point, diffusive flow atau pressure hold. Filter yang sama hendaklah tidak digunakan lebih dari satu hari kerja kecuali telah divalidasi. Filter hendaklah tidak mempengaruhi mutu produk dengan menghilangkan bahan produk atau dengan melepaskan bahan filter kedalam produk. Adapun jenis filter adalah sebagai berikut:• Filter berbentuk tabung reaksi (Berkefeld dan Mandler)• Filter candles dari porselin (Pasteur-Chamberland, Doulton, Selas)• Filter keping terbuat dari asbes yang dikompres (Seitz dan Swinney)• Buchner• Milipore

• TUGAS

Lakukan sterilisasi terhadap alat, bahan dan sediaan steril yang terdapat pada tabel dibawah ini dan buatlah prosedur kerjanya berdasarkan sterilisasi yang digunakan!

No Nama Alat, Bahan, dan

Sediaan Farmasi

Metode SterilisasiPanas Uap Panas Kering Filtrasi Larutan

KimiaT(oC)P(atm)

Time (mnt)

T(oC) Time (mnt)

Alat :1 Beaker Glass 121 C

15 atm30 menit

150 C 1-2 jam

2 Ampul 121 C15 atm

30 menit

150 C 1-2 jam

3 Vial 150 C 1-2 jam

4 Flacon 150 C 1-2 jam

5 Cawan petri 150 C 1-2 jam

6 Kaca Arloji 150 C 1-2 jam

7 Pipet tetes 150 C 1-2 jam

8 Karet pipet tetes Alkohol 70% selama 4 jam

9 Erlenmeyer 121 C15 atm

30 menit

150 C 1-2 jam

10 Batang pengaduk 150 C 1-2 jam

11 Pinset 150 C 1-2 jam

12 Spatel 150 C 1-2 jam

13 Corong 150 C 1-2 jam

14 Spuit injeksi Alkohol selama 30 menit

15 Gelas ukur 121 C15 atm

30 menit

150 C 1-2 jam

16 Kertas saring 121 C15 atm

30 menit

Bahan :1 Gliserin 170 C 60

menit2 Parafin 170 C 60

menit3 Vitamin K 150 C 60

menit4 Kloramfenikol filtrasi

dengan uk. pori 0,22 mikron

Sediaan Parenteral :1 Injeksi vitamin B1 121 C

15 atm

30 menit

filtrasi dengan uk. pori 0,22 mikron

2 Injeksi vitamin K 150 C 60 menit

4 Infus Na Sitrat 121 C15 atm

30 menit

filtrasi dengan uk. pori 0,22 mikron