Teknik Sterilisasi Mikrobiologi

Konten [Tampil]

Konsep Sterilisasi

Sterilisasi berasal dari bahasa Latin, sterilis berarti tidak mampu memproduksi turunan. Dalam hal ini melibatkan penghancuran segala bentukan sel hidup, spora, dan entitas aseluler (virus, viroid, prion) dari suatu objek ataupun habitat. Suatu benda yang steril, dipandang dari sudut mikrobiologi, artinya bebas dari mikroorganisme hidup. Suatu benda atau substansi hanya dapat steril atau tidak steril; tidak akan pernah mungkin setengah steril atau hampir steril (Pelczar & Chan, 2008: 448-449).

Sterilisasi merupakan penghilangan semua mikroba, termasuk endospora dan dapat dicapai dengan mekanis, panas, bahan kimia dan radiasi (Goldman & Green, 2009: 3). Suatu objek steril sepenuhnya bebas dari mikroorganisme, spora dan agen penyebab infeksi lainnya. Sterilisasi yang menggunakan agen kimia, maka senyawa kimia tersebut disebut sterilan (Willey, et al., 2020: 171).

Hubungan Pengendalian Mikroba dengan Teknik Sterilisasi (Willey, et al., 2020)

Jenis-Jenis Teknik Sterilisasi

Willey, et al. (2020:171) mengelompokkan metode pengendalian pada mikroba menjadi 4 tipe, yaitu: agen fisik; agen kimia; agen biologi dan metode penghancuran mekanik.

1. Pembakaran (Incineration)

Insinerasi atau disebut pembakaran merupakan teknik sterilisasi yang menggunakan panas kering. Pembakaran bahan yang mengandung mikroorganisme berarti juga membasmi mikrooganismenya. Pembakaran digunakan untuk memusnahkan bangkai, hewan-hewan penelitian yang terinfeksi, dan bahan terinfeksi lainnya yang perlu dibuang (Pelczar & Chan, 2008: 469).

Sterilisasi dengan pembakaran sering dilakukan pada Bench-top incinerator yang digunakan untuk mensterilkan loop inokulasi yang digunakan di Laboratorium Mikrobiologi.

Pembakaran loop inokulasi pada Bench-top incinerator (Willey, et al., 2020)

2. Oven Kering (Dry Oven)

Oven kering (dry oven) merupakan teknik steriliasi yang menggunakan panas kering. Pengeringan sel mikrobe serta lingkungannya sangat mengurangi, atau menghentikan aktivitas metaboliknya; diikuti dengan matinya sejumlah sel. Pada umumnya, lamanya mikrooganisme bertahan hidup setelah pengeringan bervariasi tergantung dari faktor-faktor berikut:

Macam mikroorganisme;
Bahan pembawa yang dipakai untuk mengeringkan mikroorganisme;
Kesempurnaan proses pengeringan;
Kondisi fisik (cahaya, suhu, kelembapan) yang dikenakan pada organisme yang dikeringkan (Pelczar & Chan, 2008: 470-471).

Sterilisasi dengan oven kering ini dapat dilakukan pada suhu 160° sampai 170°C selama 2 hingga 3 jam. Kematian mikroba dihasilkan dari oksidasi konstituen sel dan denaturasi protein. Panas udara kering kurang efektif dari panas udara lembab. Hal ini bisa dilihat pada penghancuran endospora Clostridium botulinum penyebab botulism terbunuh hanya dalam 5 menit dengan suhu 121°C menggunakan panas lembab, sedangkan menggunakan panas kering memerlukan waktu lebih dari 2 jam dengan suhu 160°C.

Namun pengeringan kering memiliki keunggulan, yaitu tidak akan menyebabkan korosi pada alat berbahan kaca dan logam, dapat digunakan untuk mensterilkan bubuk, minyak dan beberapa benda serupa. Disamping kelebihannya, pengeringan kering membutuhkan waktu yang relatif lama dan tidak cocok untuk benda-benda yang tidak tahan panas, seperti plastik dan karet.

Komponen autoklaf untuk steam under pressure (Willey, et al., 2020)

3. Uap Bertekanan (Steam Under Pressure)

Uap bertekanan (steam under pressure) merupakan teknik sterilisasi yang menggunakan panas lembab. Panas dalam bentuk uap jenuh bertekanan adalah sarana paling praktis serta dapat diandalkan untuk sterilisasi. Uap bertekanan menyediakan suhu jauh di atas titik didih. Di samping itu juga mempunyai keuntungan seperti pemanasan dapat berlangsung cepat, mempunyai daya tembus, dan menghasilkan kelembapan yang tinggi; kesemuannya ini mempermudah koagulasi sel-sel mikroba (Pelczar & Chan, 2008: 465).

4. Radiasi Pengion (Ionizing Radiation)

Radiasi pengion merupakan teknik sterilisasi yang menggunakan bantuan zat-zat pemancar radiasi. Beberapa macam radiasi dapat bersifat letal (mematikan) terhadap sel-sel mikrobe dan juga sel-sel organisme lain. Radiasi macam ini meliputi bagian dari spektrum elektromagnetik (radiasi ultraviolet, gama, dan sinar X) dan sinar-sinar katode (elektron berkecepatan tinggi) (Pelczar & Chan, 2008: 472). Namun, radiasi yang dapat mensterilkan mikroorganisme yaitu jenis radiasi peng-ion (ionizing radition) yang terdiri atas sinar X, sinar gama dan sinar katode.

Radiasi pengion merupakan agen sterilisasi yang sangat baik yang dapat menembus jauh ke dalam objek. Radiasi pengion memiliki energi yang cukup untuk melepaskan elektron dari atom atau molekul, menghasilkan radioaktif bebas kimia reaktif sumber radikal bebas. Radikal bebas bereaksi dengan partikel di sekitarnya untuk melemahkan atau menghancurkannya. Radiasi pengion dapat menghancurkan endospora bakteri dan semua sel mikroba. Namun, penggunaannya tidak selalu efektif untuk melawan virus (Willey, et al., 2020: 178).

Daftar sterilan bahan kimia (disinfektan) yang dapat diklaim sebagai sterilisasi bahan kimia dari FDA for Processing Medical Devices (Mohapatra, 2017)

5. Gas dan Cairan Kimia (Chemical Agent)

Gas dan cairan kimia beberapa di antaranya digunakan untuk sterilisasi walaupun tidak banyak. Senyawa kimia yang digunakan untuk sterilisasi ada disebut glutaralehida, merupakan bentukan cairan yang sebenarnya tidak begitu disarankan untuk dipakai. Sebaliknya, gas kimia yang dapat digunakan untuk filtrasi yaitu etilen oksida dengan sistem kerja dimasukkan ke dalam sebuah tabung yang memiliki sistem menyerupai autoklaf.

Beberapa gas dan cairan kimia (chemical agent) yang digunakan, yaitu:

Aldehida → berkerja dengan cara mendenaturasi protein, misalnya Glutaradelhida. Penggunaan glutaraldehida biasanya dipraktikan dalam disinfeksi di rumah sakit yang memerlukan waktu sekitar 10 menit. Penggunaan glutaraldehida sebagai sterilan memerlukan waktu sekitar 12 jam untuk menghancurkan semua endospora.
Etilen Oksida → bekerja dengan menghambat fungsi seluler yang vital dan banyak digunakan untuk bahan-bahan yang akan rusak akibat panas
Sterilisasi Plasma → bekerja dengan menghambat fungsi seluler yang vital, banyak digunakan untuk instrumen medis yang berbentuk tabung, hanya memerlukan suhu yang rendah tetapi relatif mahal

Alat sterilisasi dengan gas EtO (Willey, et al., 2020)

6. Filtrasi Udara dan Cairan (Filtration)

Filtasi udara dan cairan merupakan teknik sterilisasi yang termasuk cara penghancuran secara mekanik. Filtrasi dibuat untuk mengatasi permasalahan-permasalahan pada sifat bahan-bahan yang akan disterilkan. Sifat termolabil yang dapat ditemui pada fluida biologis seperti serum hewan, enzim, serta beberapa vitamin dan antibiotik dapat diatasi dengan penggunaan filtrasi.

Udara juga dapat disaring untuk membebaskan dari mikrooganisme. Dua contoh umum yaitu N95 disposable masks yang digunakan di rumah sakit dan laboratorium; dan high-efficiency particulate air (HEPA) yang memungkinkan udara bebas tetap bebas tetapi tetap membatasi mikroorganisme (Willey, et al., 2020: 174).

N95 Disposable Maks (Masker Sekali Pakai N95)

Masker N95 membatasi 95% partikel yang berukuran lebih dari 0,3 µm (Willey, et al., 2020: 174). Masker atau pelindung wajah terbuat dari kain kasa yang dilengkapi dengan pita perekat atau tali pengikat untuk menutupi mulut dan hidung disebut pelindung muka; seringkali digunakan oleh tim ahli bedah selama berlangsungnya operasi sebagai filter untuk menyaring mikroorganisme pada waktu bernapas sehingga tidak mencemari ruang bedah. Pelindung muka juga digunakan petugas rumah sakit untuk melindungi diri dari pasien-pasien yang menderita penyakit menular dengan cara menyaring mikroorganisme asal-udara yang datang dari udara pada waktu bernapas (Pelczar & Chan, 2008: 480).

High-Efficiency Particulate Air (HEPA)

Filter HEPA (sejenis filter mendalam yang terbuat dari fiber glass) membebaskan 99,97% partikel 0,3 µm atau lebih besar dengan retensi fisik dan interaksi elektrostatik. Filter HEPA mensterilkan udara dengan menghilangkan virus berukuran 0,1 µm dan berukuran kecil (Willey, et al., 2020: 174). Tipe filtrasi udara semacam ini bersama dengan sistem aliran udara laminar (laminar air flow) kini banyak digunakan untuk menyediakan udara yang bebas dari debu dan bakteri. Filter udara digunakan di dalam ruang transfer mikrobiologi untuk mencegah penyebaran infeksi, dan di dalam ruang-ruang yang digunakan untuk merakit peralatan elektronik miniatur karena kontaminasi oleh partikel-partikel bahkan sekecil bakteri dapat merusak dayaguna komposisi peralatan tersebut (Pelczar & Chan, 2008: 479-480).

7. Toksin (Toxin)

Toksin merupakan bagian dari agen biologis dapat digunakan untuk sterilisasi, zat tersebut misalnya dapat berbentuk dalam bakteriosin.

Latihan Mandiri

Setelah membaca uraian artikel di atas, Anda dapat menguji pemahaman terkait dengan materi yang telah dipelajari dengan menjawab pertanyaan di bawah ini.

Apa yang Anda ketahui tentang sterilisasi?
Apa syarat suatu alat atau bahan dikatakan steril?
Bagaimana cara melakukan sterilisasi terhadap alat yang tidak tahan panas?
Bagaimana radiasi pengion (ionizing radiation) bekerja dalam mensterilkan suatu objek?
Jelaskan dengan pendapat Anda manfaat dari mempelajari macam-macam teknik sterilisasi!

Referensi

Goldman, E. & Green, L. H. 2009. Practical Handbook of Microbiology. 2nd Edition. CRC Press. Boca Raton, USA.
Mohapatra S. (2017). Sterilization and Disinfection. Essentials of Neuroanesthesia, 929–944. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-805299-0.00059-2
Pelczar, M. J. & Chan, E. C. S. 2008. Dasar-Dasar Mikrobiologi 2. UI-Press. Jakarta, Indonesia.
Tortora, G. J., Case, C. L., & Funke, B. R. 2019. Microbiology An Introduction. 13th Edition. Pearson. USA.
Willey, J., Sandman, K. M., & Wood, D. H. 2020. Prescott's Microbiology. 11th Edition. McGraw-Hill Education. USA.