PENETAPAN AKTIVITAS AIR SEDIAAN NONSTERIL <55>

Penetapan aktivitas air sediaan farmasi nonsteril bertujuan untuk membantu pengambilan keputusan terkait: 

1. Optimasi formulasi sediaan untuk meningkatkan efektivitas antimikroba dari bahan pengawet, 
2. Minimalisasi degradasi zat aktif dalam formulasi sediaan yang rentan terhadap hidrolisis kimia, 
3. Minimalisasi kerentanan formulasi (terutama cairan, salep, losio dan krim) terhadap kontaminasi mikroba, dan 
4. Penyediaan metode yang rasional untuk penurunan frekuensi uji batas mikroba dan penapisan mikroorganisme yang tidak diinginkan dalam pelulusan dan uji stabilitas sediaan menggunakan metode seperti yang tertera pada Pengujian Mikrobiologi Sediaan Nonsteril: Uji Penghitungan Mikroba <52> dan Pengujian Mikrobiologi Sediaan Nonsteril: Uji Mikroba Spesifik <53>

Penurunan aktivitas air (water activity, aW) sangat membantu mencegah pertumbuhan mikroba dalam sediaan farmasi. Formulasi, proses produksi, dan pengujian sediaan nonsteril perlu mempertimbangkan parameter ini. 

Aktivitas air yang rendah telah lama digunakan untuk mengendalikan kerusakan bahan makanan yang disebabkan oleh mikroba. Contoh penurunan kelembaban pada makanan adalah buah kering, sirup, dan acar daging dan sayuran. Aktivitas air yang rendah membuat bahan-bahan ini awet. Karakteristik sediaan lainnya, seperti pH rendah atau tinggi, tidak adanya nutrisi, keberadaan surfaktan, dan penambahan zat antimikroba, serta aktivitas air yang rendah, membantu mencegah pertumbuhan mikroba. Namun, perlu dicatat bahwa banyak mikroorganisme yang resisten, termasuk pembentuk spora Clostridium spp., Bacillus spp., Salmonella spp. dan jamur berfilamen, meskipun mikroorganisme tersebut mungkin tidak berkembang biak dalam sediaan obat dengan aktivitas air rendah, namun dapat bertahan dalam sediaan. 

Jika memungkinkan saat memformulasikan suatu sediaan oral atau topikal, aktivitas air harus dievaluasi sehingga sediaan obat dapat awet. Sebagai contoh, perubahan kadar natrium klorida, sukrosa, alkohol, propilen glikol, atau gliserin yang kecil dalam formulasi dapat menghasilkan sediaan obat dengan aktivitas air yang rendah sehingga dapat mencegah pertumbuhan mikroorganisme dalam sediaan. Hal Ini sangat bermanfaat untuk sediaan dosis ganda yang dapat terkontaminasi pada saat penggunaan. Uji terhadap bahan pengemas harus dilakukan untuk menguji stabilitas sediaan dan memastikan bahwa kemasan melindungi sediaan dari kelembaban yang dapat meningkatkan aktivitas air selama penyimpanan. 

Pengurangan frekuensi uji batas mikroba perlu justifikasi melalui penilaian risiko. Penurunan frekuensi uji ini jika disetujui dapat berupa tidak melakukan uji batas mikroba, menerapkan uji mikroba tidak pada semua lot atau penghapusan uji rutin.

Sediaan cair yang tidak mengandung air atau sediaan padat kering tidak mendukung pertumbuhan spora atau mikroba karena aktivitas airnya rendah. Frekuensi pemantauan mikroba dapat ditentukan dengan mengkaji data riwayat pengujian sediaan dan menunjukkan efektivitas pengendalian kontaminasi mikroba pada bahan baku, kandungan air, proses produksi, formulasi, dan sistem pengemasan. Riwayat pengujian mencakup pemantauan mikroba selama pengembangan sediaan, peningkatan besar bets produksi, proses validasi, dan pengujian rutin terhadap beberapa lot sediaan yang telah dipasarkan (misalnya sampai 20 lot) untuk memastikan bahwa sediaan, sedikit atau sama sekali tidak memiliki potensi terkontaminasi mikroba. 

Uji batas mikroba yang sesuai untuk masing-masing sediaan dengan aktivitas air yang berbeda dapat ditentukan berdasarkan persyaratan aktivitas air untuk bakteri Gram-reaktif, spora, ragi, dan jamur berbeda. Misalnya, bakteri Gram-negatif termasuk mikroorganisme spesifik seperti Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, dan Salmonella sp. tidak akan tumbuh atau bertahan dalam sediaan dengan pengawet yang mempunyai aktivitas air di bawah 0,91, sedangkan bakteri Gram-positif seperti Staphylococcus aureus tidak akan tumbuh di bawah 0,86, dan Aspergillus niger tidak akan tumbuh dibawah 0,77. Lebih jauh, bahkan ragi yang paling osmofilik dan jamur xerofilik tidak akan tumbuh di bawah 0,60, dan tidak dapat diisolasi pada media. Persyaratan aktivitas air yang diukur pada 25° untuk pertumbuhan berbagai mikroorganisme tertera pada Tabel 1.

Tabel 1. Aktivitas air (aW) yang dibutuhkan untuk mendukung pertumbuhan mikroorganisme

Sediaan obat dengan aktivitas air di bawah 0,75 (misalnya tablet kempa langsung, kapsul berisi serbuk atau cairan, sediaan cair tidak mengandung air, salep, dan supositoria rektal) akan menjadi kandidat yang sangat baik untuk pengurangan pengujian batas mikroba untuk pelulusan produk dan uji stabilitas. Hal ini dibenarkan untuk sediaan farmasi yang dibuat dari bahan dengan mutu mikrobiologi yang baik, lingkungan produksi mendukung tidak terjadinya kontaminasi mikroba, dan proses yang secara inheren mengurangi kandungan mikroba, formulasi sediaan obat memiliki aktivitas antimikroba, dan tempat produksi sediaan tersebut mempunyai riwayat bioburden yang rendah.

Tabel 2 berisi pengujian batas mikroba yang disarankan untuk sediaan farmasi berdasarkan aktivitas air. Hal-hal seperti yang telah disebutkan di atas, perlu diterapkan saat menetapkan uji batas mikroba untuk masing-masing sediaan obat karena pengukuran aktivitas air tidak dapat semata-mata digunakan untuk membenarkan penghapusan uji batas mikroba saat pelulusan produk.

Tabel 2. Uji Batas mikroba untuk Sediaan farmasi berdasarkan Aktivitas air

Hal yang serupa dapat berlaku untuk pengujian batas mikroba bahan obat. Namun, produsen harus memiliki pengetahuan yang komprehensif tentang proses pembuatan, penjaminan mutu, dan catatan pengujian. Hal ini dapat diperoleh melalui program audit pemasok.
Aktivitas air (aW) adalah perbandingan antara tekanan uap H2O dalam sediaan (P) dan tekanan uap H2O murni (Po) pada suhu yang sama. Secara numerik sama dengan 1/100 kelembaban relatif (RH) produk dalam sistem tertutup. RH dapat dihitung dari pengukuran langsung tekanan uap parsial atau titik embun atau pengukuran tidak langsung oleh sensor dengan karakteristik fisik atau elektrik yang sensitif terhadap perubahan RH.
Hubungan antara aW dan kesetimbangan kelembaban relatif (ERH) dihitung dengan persamaan berikut:

Pengukuran aW dapat dilakukan menggunakan metode titik embun / chilled mirror. Chilled mirror yang dipoles digunakan sebagai permukaan kondensasi. Sistem pendingin dihubungkan secara elektronik ke sel fotoelektrik dengan cahaya yang dipantulkan dari condensing mirror. Dalam kesetimbangan dengan sampel uji, aliran udara diarahkan ke cermin yang mendingin hingga terjadi kondensasi pada cermin. Suhu di mana kondensasi ini dimulai adalah titik embun ERH ditentukan. Penyiapan sampel perlu diperhatikan karena dapat mempengaruhi tingkat aktivitas air dari bahan yang diuji. Instrumen yang tersedia secara komersial, menggunakan metode titik embun / chilled mirror atau teknologi lain jika digunakan untuk penentuan aktivitas air perlu dievaluasi dalam hal kesesuaian, validasi, dan kalibrasi. Instrumen-instrumen ini biasanya dikalibrasi menggunakan larutan jenuh garam pada suhu 25°, seperti yang tercantum dalam Tabel 3.

Tabel 3. Standar Larutan Jenuh Garam yang Digunakan untuk Mengkalibrasi Instrumen Penetapan Aktivitas Air