“AKTIVITAS AIR (Aw)” – Parameter Mutu Penting untuk Produk Farmasi

Nazroel.id – Kita tahu produk obat yang tidak steril lebih rentan terhadap pertumbuhan mikroba selama masa simpannya stabil. Oleh karena itu, sebagian besar produk obat diformulasi/dikembangkan dengan menggunakan bahan pengawet antimikroba untuk melindungi pasien dari potensi bahaya tersebut. Terkadang, ada beberapa atribut produk lain yang juga digunakan untuk mencegah kontaminasi mikroba antara lain: pH rendah, potensi redoks rendah, suhu penyimpanan berkurang, kemasan yang melindungi produk menyebabkan berkurangnya tingkat aktivitas air.

Tidak hanya produk obat khususnya sediaan non steril, sediaan kosmetik juga memerlukan data stabilitas khususnya cemaran mikroba, selain itu, parameter standardisasi ekstrak diwajibkan memiliki data cemaran mikroba.

Berkurangnya aktivitas air (Aw) akan sangat membantu dalam pencegahan perkembangbiakan mikroba pada produk farmasi. Jadi, Aktivitas Air suatu senyawa dapat dikurangi secara signifikan dengan:

• Suhu (menurunkan suhu akan menurunkan Aw – yaitu kondisi penyimpanan)
• Menambahkan bahan pengawet atau agen antimikroba
• Mengurangi jumlah air dalam produk

Aktivitas air, atau Aw, adalah ukuran ketersediaan air, yang diterapkan pada produk obat farmasi yang tidak steril sebagai atribut fisik penting yang menentukan apakah produk tersebut akan mendukung pertumbuhan mikroorganisme. Dengan mengetahui aktivitas air minimum untuk pertumbuhan bakteri, ragi dan kapang, maka stabilitas mikroba suatu produk obat dapat ditentukan. Pengetahuan ini dapat digunakan untuk menetapkan spesifikasi mikroba berbasis risiko untuk program uji pelepasan dan stabilitas untuk berbagai bentuk sediaan.

Penentuan aktivitas air dari bentuk sediaan farmasi yang tidak steril membantu dalam pengambilan keputusan yang berkaitan dengan aspek-aspek berikut:

• Mengoptimalkan formulasi produk untuk meningkatkan efektivitas antimikroba dari sistem pengawet,
• Mengurangi degradasi bahan aktif farmasi dalam formulasi produk yang rentan terhadap hidrolisis kimia.
• Mengurangi kerentanan formulasi (terutama cairan, salep, losion, dan krim) terhadap kontaminasi mikroba, dan
• Memberikan landasan pemikiran untuk mengurangi frekuensi pengujian batas mikroba dan penyaringan mikroorganisme yang tidak diinginkan untuk pelepasan produk dan pengujian stabilitas menggunakan metode yang terdapat dalam bab pengujian umum “Uji Pencacahan Mikroba <61> dan Pengujian untuk Mikroorganisme Tertentu <62>”.

Aktivitas air berkisar dari 1,00 untuk air murni hingga 0,00 untuk bahan kering. Karena mikroorganisme yang ditemukan dalam produk farmasi memerlukan aktivitas air minimal 0,75 untuk pertumbuhan mikroba, perkembangbiakan mikroorganisme dalam produk obat dapat dikendalikan dengan rendahnya aktivitas air dan/atau mengurangi aktivitas air produk obat. Misalnya, cairan oral dengan aktivitas air lebih dari 0,95, jika tidak diawetkan, akan mendukung pertumbuhan mikroba, terutama bakteri, sedangkan salep topikal dengan aktivitas air 0,58 tidak akan mendukung pertumbuhan mikroba. Karena mikroorganisme membutuhkan air dalam produk farmasi untuk berkembang biak, aktivitas air dan bukan kadar air merupakan ukuran air bebas yang lebih baik, berbeda dengan air terikat yang dibutuhkan sel mikroba untuk aktivitas metabolisme dan regulasi osmotik.

Bentuk sediaan farmasi yang paling umum (>80%), tablet terkompresi, biasanya memiliki aktivitas air dalam kisaran 0,3-0,4, oleh karena itu, jika disimpan dalam kemasan yang tidak mengandung uap air, seperti botol polietilen densitas tinggi dengan segel dan sekrup induksi panas -kelopak atas, tidak akan mendukung pertumbuhan mikrobiologi selama masa simpan produk obat.

Dari sudut pandang Regulasi:

Prosedur pengujian dan kriteria penerimaan program pelepasan obat diuraikan dalam ICH Q6A. Petunjuk tentang metode terbaik untuk menentukan atribut mikrobiologi dapat ditemukan di Pohon Keputusan #6 dan #8. Pada kedua pohon keputusan, kebutuhan pengujian batas mikroba didasarkan pada apakah produk pada dasarnya cukup “kering” sehingga tidak mendukung pertumbuhan mikroba.

Asumsi dalam industri farmasi adalah bahwa kekeringan ini dapat ditentukan dengan menggunakan kadar air, atau jumlah air dalam suatu produk, biasanya melalui analisis Karl Fischer. Namun, sejak penelitian Scott pada tahun 1950-an, telah diketahui bahwa aktivitas air, atau energi air,lah yang sebenarnya menentukan apakah mikroorganisme dapat mengakses air dalam suatu sistem atau tidak. Artinya, tidak ada korelasi antara kadar air dengan pertumbuhan mikroba. Oleh karena itu, “kekeringan” yang dirujuk dalam pohon keputusan ICH Q6A harus diukur dengan menggunakan aktivitas air.

Aktivitas air juga harus dipertimbangkan dan dimanfaatkan ketika membangun protokol stabilitas menggunakan ICH Q1A. Informasi dari USP Chapter, juga memberikan bukti ilmiah lebih lanjut bahwa aktivitas air harus menjadi bagian dari program kualitas pelepasan obat berbasis risiko untuk memastikan keamanan mikroba dan kualitas produk.

Aktivitas Air Vs Pertumbuhan Mikroba:

Aktivitas air merupakan indeks terbaik untuk pertumbuhan mikroba. Suatu produk mungkin mengandung persentase kelembapan yang relatif besar, namun jika air secara kimia “terikat” dengan zat terlarut, seperti API & eksipien, air tersebut secara biologis tidak tersedia untuk pertumbuhan mikroba. Setiap mikroorganisme mempunyai aktivitas air yang terbatas sehingga tidak dapat tumbuh di bawahnya. Tidak ada hubungan langsung antara kadar air dan pertumbuhan mikroba.

Aktivitas Air di QbD:

Produsen obat yang memutuskan untuk mengembangkan program pelepasan obat nonsteril berdasarkan prinsip QbD perlu mengidentifikasi CQA mereka. Jika mereka menentukan bahwa atribut mikroba adalah salah satu dari CQA mereka, mereka perlu menyiapkan satu atau beberapa CPP yang akan menjelaskan keamanan mikroba produk mereka. Saat ini, sebagian besar perusahaan farmasi akan mengikuti USP <61>dan melakukan pengujian pelepasan batas mikroba. Namun, tujuan ICH dan QbD adalah untuk mengembangkan program berbasis risiko dan didukung ilmu pengetahuan. Batas aktivitas air minimum untuk pertumbuhan mikroba telah ditetapkan dalam literatur ilmiah dan juga di USP. Akibatnya, khususnya untuk produk dosis padat, aktivitas air lebih masuk akal sebagai CPP untuk menetapkan keamanan mikroba dibandingkan pengujian mikroba karena lebih murah, lebih cepat, dan masuk akal secara ilmiah.

Selain itu, pengujian ini lebih dapat diandalkan dibandingkan pengujian mikroba karena pengujian ini memastikan keamanan keseluruhan batch, sedangkan pengujian mikroba hanya menjamin integritas sampel yang diuji.

Peningkatan/perbedaan tingkat aktivitas air antar komponen produk menunjukkan:

Aktivitas air tidak hanya berguna sebagai CPP mikroba, namun juga bermanfaat sebagai CPP untuk CQA lainnya seperti integritas produk, stabilitas API, dan disolusi. Perbedaan tingkat aktivitas air antar komponen atau komponen serta kelembaban lingkungan menjadi pendorong terjadinya migrasi kelembaban. Jika API digabungkan dengan sistem eksipien atau pelapis pada aktivitas air yang berbeda, air dapat bermigrasi ke API sehingga lebih rentan terhadap degradasi. Air yang keluar dari suatu lapisan karena perbedaan aktivitas air akan menyebabkan keretakan, sedangkan pergerakan air ke dalam lapisan akan membuat lapisan tersebut lengket. Banyak kombinasi eksipien/obat merupakan sistem amorf. Ketika aktivitas air meningkat, efek plastisisasi air meningkat sehingga terjadi perubahan fase yang disebabkan oleh kelembaban. Perubahan fase ini setara dengan transisi gelas yang dapat menyebabkan kristalisasi, yang mengubah disolusi dan meningkatkan degradasi Bahan Aktif Farmasi (API). Aktivitas air yang kritis untuk induksi transisi gelas dapat ditentukan dengan menggunakan analisis isoterm penyerapan air. Aktivitas air kritis ini kemudian dapat digunakan sebagai CPP untuk disolusi dan stabilitas API.

Aktivitas air adalah ukuran stabilitas mikroba yang berguna dan dapat berhasil digunakan dalam pengembangan produk dan penilaian risiko mikroba untuk mendukung penetapan spesifikasi dan keputusan pengujian untuk pelepasan produk dan studi stabilitas.

Manfaat utama yang dihasilkan dengan menilai risiko mikroba pada aktivitas air adalah: Lebih sedikit keluhan konsumen, kepercayaan diri yang lebih besar, hasil produksi yang lebih tinggi sehingga menghasilkan produk yang lebih baik bagi konsumen.

Disadur dari “WATER ACTIVITY (Aw) “- An Essential Quality parameter for Nonsterile Pharmaceutical Products: https://www.linkedin.com/pulse/water-activity-aw-essential-quality-parameter-non-sterile-b