SEMINAR NASIONAL VI SDM TEKNOLOGI NUKLIR YOGYAKARTA, 18 NOVEMBER 2010 ISSN 1978-0176
EVALUASI KENDALI MUTU SENYAWA BERTANDA 153SAMARIUM-EDTMP (ETHYLENE DIAMINE TETRA METHYLEN PHOSPHONATE ) Yayan Tahyan, Enny Lestari, Sudarsih, Endang Sarmini, Karyadi Pusat Radioisotop dan Radofarmaka-BATAN, Kawasan Serpong, Tangerang Selatan 15310
Abstrak EVALUASI KENDALI MUTU SENYAWA BERTANDA 153SAMARIUM-EDTMP (ETHYLEN DIAMINE TETRA METHYLEN PHOSPHONATE). Sediaan radiofarmaka 153Sm-EDTMP digunakan untuk radioterapi pada kanker tulang. 153Sm-EDTMP dibuat dari proses iradiasi 152Sm(n,)153Sm yang dilabel dengan EDTMP. Pengujian kualitas terhadap sediaan ini meliputi pemeriksaan visualitas, derajat keasaman (pH), konsentrasi radioaktif, kemurnian radionuklida, kemurnian radiokimia, sterilitas, pirogenitas dan pencitraan dengan gamma camera. Dari hasil pengujian yang diperoleh menunjukkan bahwa secara visual sediaan tampak jernih, dengan pH antara 7,0 sampai dengan 7,5 dan konsentrasi radioaktif > 46,50 mCi/mL. Sedangkan kemurnian radionuklidanya > 99,90% dan kemurnian radiokimianya > 99,01% serta steril dan bebas pirogen. Pencitraan dengan gamma camera menunjukkan bahwa sediaan dapat terakumulasi dalam tulang. Kendali mutu ini mutlak dilakukan untuk memberikan jaminan keamanan kepada pemakai atau konsumen. Kata kunci: kendali mutu radiokimia.
153
Sm-EDTMP, pH, konsentrasi radioaktif, kemurnian radionuklida, kemurnian
Abstract EVALUATION ON QUALITY CONTROL OF RADIOPHARMACEUTICAL 153SAMARIUMEDTMP (ETHYLEN DIAMINE TETRA METHYL PHOSPHONATE). Radiopharmaceutical 153SmEDTMP is used for theraphy of bone cancer. 153Sm-EDTMP is made by irradiation 152152Sm(n,)153Sm which labelled with EDTMP. Quality control of this radiopharmaceutical includes visuality, pH, radioactive concentration, radionuclide purity, radiochemical purity, sterility, pyrogenic test, and gamma camera imaging . Test results showed that 153Sm-EDTMP visually looked clear, with pH between 7.0 to 7.5, and radioactive concentration > 46.50 mCi/ml . While radionuclide purity > 99.90% and radiochemical purity > 99.10%, steril and apirogenic. Gamma camera imaging showed that 153Sm-EDTMP can accumulate in the bone. Quality control is absolutely needed to assure the safety for user. Keywords: quality control 153Sm-EDTMP, pH, radioactive concentration, radionuclide purity, radiochemical purity. PENDAHULUAN Dalam dekade milenium ini pemakaian radiofarmaka untuk tujuan kemanusiaan sangat pesat sekali, terutama untuk pemakaian sediaan radofarmaka yang digunakan untuk terapi di rumah sakit. Perkembangan yang pesat dari produk radiofarmaka tersebut memacu pula pesatnya
Yayan Tahyan., dkk
berbagai produk sediaan radiofarmaka atau senyawa bertanda yang digunakan dalam bidang kedokteran nuklir. Hal ini merupakan tantangan yang harus dijawab agar bidang kedokteran nuklir dapat memecahkan permasalahan dalam berbagai aspek, baik secara nasional maupun international. Pusat Radioisotop dan Radiofarmaka (PRR), dalam rangka menjawab tantangan ini, berusaha
837
STTN-BATAN & Fak. Saintek UIN SUKA
SEMINAR NASIONAL VI SDM TEKNOLOGI NUKLIR YOGYAKARTA, 18 NOVEMBER 2010 ISSN 1978-0176 memproduksi beberapa sediaan radiofarmaka, antara lain sediaan radiofarmaka 153Sm-EDTMP. Radiofarmaka yang juga disebut sediaan farmasi adalah bentuk sediaan farmasi yang mengandung senyawa radioaktif yang diberikan ke dalam tubuh manusia untuk tujuan diagnosis atau terapi [1]. Selama beberapa tahun terakhir, sediaan 153SmEDTMP merupakan jenis senyawa bertanda yang banyak dibutuhkan oleh pihak rumah sakit. Senyawa bertanda 153Sm-EDTMP di dunia kedokteran nuklir berfungsi untuk mengurangi rasa sakit tulang pada penderita kanker tulang metastatis. Proses produksi dan kendali mutu 153Sm-EDTMP di Pusat Radioisotop dan Radiofarmaka (PRR) merupakan tanggung jawab Sub Bidang Proses, Bidang Sarana Penunjang dan Proses (SPP). Karena sediaan radiofarmaka ini merupakan sediaan yang akan disuntikkan ke dalam tubuh manusia, maka perlu dilakukan kendali mutu terlebih dahulu agar pasien terlindung dari hal-hal yang tidak diinginkan. Skema pembuatan 153Sm-EDTMP adalah : Reaksi : 152Sm(n,)153Sm, EDTMP ditandai 153 Sm == 153Sm-EDTMP Bahan baku (target) dari Sm2O3 alam dengan kadar 152 Sm 26.72% [2] Kendali mutu terhadap sediaan radiofarmaka 153 Sm-EDTMP meliputi pemeriksaan visual, pemeriksaan derajat keasaman (pH), pemeriksaan konsentrasi radioaktif, pemeriksaan kemurnian radionuklida, pemeriksaan kemurnian radiokimia, sterilitas, pirogenitas [3,4] dan pencitraan dengan Gamma Camera. Pada makalah ini disajikan teknik kendali mutu senyawa bertanda 153Sm-EDTMP yang selama ini dilakukan di PRR-BATAN, Serpong. Makalah ini diharapkan dapat memberikan gambaran dan informasi penerapan aspek jaminan kendali mutu bagi produk-produk radioisotop dan radiofarmaka yang dihasilkan di PRR, khususnya berkaitan dengan kendali mutu dalam mata rantai proses penyediaan senyawa bertanda 153Sm-EDTMP.
Analyzer (MCA) merk CANBERRA yang dilengkapi dengan detektor HPGE model GC 1520 dengan perangkat lunak Gennie 2000. Bahan kimia Amoniak 25% RG dari E. Merck. Untuk fasa diam kromatografi digunakan Kertas Whatman 1 buatan E. Merck yang dipotong dalam ukuran 1 cm x 12 cm dan ditandai setiap jarak 1 cm. Untuk pengambilan cuplikan digunakan mikropipet ependorf berukuran 1 L. Kromatogram diukur dengan alat pencacah gamma mini Model 600B Gamma Tec II The Nucleus atau Singe Channel Analyzer VPA-101 Veenstra Instrument. Setiap analisis dilakukan triplo. Pemeriksaan visual. Pemeriksaan visual pada umumnya meliputi kejernihan, warna atau kelainan fisik lainnya. Pemeriksaan kejernihan ini dilakukan dengan bantuan kaca pembesar dan sediaan dilihat di bawah lampu Neon dengan latar belakang warna putih atau hitam. Pemeriksaan derajat keasaman (pH). Sedikit cuplikan 153Sm-EDTMP diteteskan pada kertas pH universal. Warna yang dihasilkan dibandingkan terhadap warna standar.
Pemeriksaan konsentrasi radioaktif. Sebanyak 50 L cuplikan 153Sm-EDTMP dimasukkan ke dalam vial dan aktifitasnya diukur dengan menggunakan Gamma Ionization Chamber (GIC). Aktifitas dan waktu pengukuran dicatat (triplo). Perbedaan pembacaan (% CV) tidak lebih dari 5%. Konsentrasi Radioaktif ditetapkan dalam mCi/ mL
Pemeriksaan kemurnian radionuklida. Sebanyak 5 L cuplikan dimasukkan ke dalam labu ukur 50 ml kemudian diencerkan dengan aqua bidest steril sampai tanda batas. Dari labu ukur diambil 1 L kemudian diteteskan pada bundaran kertas whatman I. Setelah kering diukur pada alat Multi Channel Analyzer (MCA) yang telah terkalibrasi (lakukan triplo). Puncak 153Sm diamati pada 103,17 keV dengan intensitas 0,284 %.
METODE Penyiapan bahan dan peralatan Larutan sediaan 153Sm-EDTMP, diperoleh dari Lab. Sub. Bid. Proses, Bidang SPP – PRR. Pengambilan cuplikan digunakan mikropipet ependorf 50 L yang dimasukkan ke dalam vial 1 ml dan pengukuran konsentrasi radioaktif menggunakan alat Gamma Ionization Chamber (GIC) model ATOM LABTM 100Plus Dose Calibrator. Aqua bidest berasal dari IPHA digunakan untuk pengenceran cuplikan pada pengukuran kemurnian radionuklida yang diukur menggunakan alat Multi Channel
STTN-BATAN & Fak. Saintek UIN SUKA
Pemeriksaan kemurnian radiokimia. Cuplikan 153Sm-EDTMP ditotolkan pada fasa diam kertas Whatman 1 pada jarak 2 cm dari tepi bawah fasa diam sebagai titik nol. Kemudian kertas Whatman dikeringkan di udara. Bejana kromatografi dielusi dengan larutan fasa gerak campuran Amoniak 25% – Air 1:9 (v/v) [5] , dan dibiarkan dalam keadaan tertutup selama ± 10 menit
838
Yayan Tahyan., dkk
SEMINAR NASIONAL VI SDM TEKNOLOGI NUKLIR YOGYAKARTA, 18 NOVEMBER 2010 ISSN 1978-0176 agar dalam ruang bejana diperoleh kesetimbangan uap fasa gerak. Kemudian fasa diam digantungkan pada tutup bejana kromatografi dan dicelupkan dalam fasa gerak pada posisi dibawah titik nol untuk proses elusi sampai jarak migrasi fasa gerak mencapai ± 10 cm seperti diperlihatkan pada gambar 1.
Batas migrasi fasa gerak
minimal 3 hari diletakkan dalam kandang penahan dengan baik pada suhu kamar. Penentuan suhu tubuh kelinci dilakukan dengan memasukkan ujung thermocouple kedalam rectum masing-masing kelinci sedalam + 7,5 cm. Suhu tubuhnya dicatat 5 menit kemudian, selanjutnya suhu tubuh ditentukan setiap 30 menit berturut-turut dua kali lagi. Kelinci yang suhunya diatas 39,9°C tidak dapat digunakan. Dengan demikian kelinci yang digunakan dalam pengujian harus dalam keadaan sehat, sehingga data yang dihasilkan betul-betul menunjukkan keadaan yang sebenarnya. Penyuntikan sediaan pemantauan suhu.
Penotolan Batas pencelupan pada fasa gerak
Gambar 1. Skema kromatografi kertas
Kromatogram dikeringkan pada suhu kamar. Selanjutnya kromatogram dipotong-potong sepanjang 1 cm dan masing-masing potongan dicacah dengan alat pencacah Gamma Mini Tec II Nucleus model 600B atau dengan SCA VPA 101 Venstra Instrument. Perhitungan :
radiofarmaka
dan
Vena telinga kelinci yang akan disuntik diusap dengan alkohol 70 % terlebih dahulu. Kemudian suntikkan 1 ml larutan sediaan radiofarmaka pada bagian vena tersebut. Setelah 1 jam dari penyuntikan suhu dari masingmasing kelinci dicatat dan pengukuran suhu ini dilakukan kembali setelah 2 dan 3 jam penyuntikan. Pencitraan dengan gamma camera. Cuplikan 153Sm-EDTMP disuntikkan ke dalam tikus putih dan dibiarkan selama 24 jam. Kemudian tikus dibius dan pencitraannya dilihat dengan gamma camera.
Cacahan pada Rf 0.7 s.d 0.9 % %
153
Sm-EDTMP =
-------------------------------------- x 100 Total cacahan keseluruhan
Cacahan pada Rf 0.0 % 153 Sm- Cl3 = ------------------------------------- x 100 % Total cacahan keseluruhan
Pemeriksaan sterilitas. Cuplikan 153Sm-EDTMP ditumbuhkan dalam media Fluid Thio Glikolat dan Tryptone Soy Broth. Pekerjaan ini dilakukan di dalam ruang aseptis. Kemudian diinkubasi selama 7 hari dalam inkubator suhu 30°C dan 20°C. Lakukan perbandingan terhadap sampel air kran. Dan diamati pertumbuhan jamur dan bakterinya setiap hari.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pemeriksaan visual dilakukan untuk memastikan bahwa sediaan tersebut jernih dan tidak mengandung pengotor-pengotor yang berbentuk partikel atau koloid yang berasal dari alat atau bahan yang digunakan sewaktu pelaksanaan proses. Sediaan 153Sm-EDTMP yang diuji selalu jernih. Pada gambar 2 hasil pengukuran derajat keasaman (pH) didapatkan nilai 7,0 sampai dengan 7,5. Nilai ini sangat baik karena berada pada rentang angka 6,5 sampai dengan 8,5 yang merupakan nilai pH yang cocok untuk tubuh manusia.
Pemeriksaan pirogenitas. Penentuan suhu kontrol Tiga ekor kelinci yang telah diistirahatkan selama Yayan Tahyan., dkk
839
STTN-BATAN & Fak. Saintek UIN SUKA
SEMINAR NASIONAL VI SDM TEKNOLOGI NUKLIR YOGYAKARTA, 18 NOVEMBER 2010 ISSN 1978-0176 Tabel 1. Jenis pengotor radionuklida dalam larutan 153Sm-EDTMP. No.
Gambar 2. Hasil Pengukuran pH
153
Jenis isotop
Waktu Paruh
Intensitas
Persyaratan
1.
145
-Sm
61.20
340.28 hari
0.1300
0.01 %
2.
151
-Sm
21.54
93.16 tahun
0.0300
0.01 %
3.
156
-Sm
204.00
340.28 d
0.2000
0.01 %
Sm-EDTMP.
Pemeriksaan konsentrasi radioaktif yang terlihat pada gambar 3, bertujuan untuk mengetahui aktifitas produk yang dihasilkan agar dapat memenuhi keinginan dari konsumen. Konsentrasi radioaktif 153Sm-EDTMP yang dihasilkan selalu lebih besar dari 46,50 mCi/mL.
Energi (keV)
88.00
0.1500
166.00
0.1080
291.00
0.0220
269.00
0.0180
Gambar 5 memperlihatkan hasil pengukuran kemurnian radiokimia 153Sm-EDTMP, yang selalu didapat nilai lebih besar dari 99,10% (persyaratan > 95%). Pemeriksaan kemurnian radiokimia ini dimaksudkan untuk melihat pengotor-pengotor berupa bentuk kimia yang berbeda dari radionuklida yang sama dalam sediaan tersebut.
Gambar 3. Hasil Pengukuran Konsentrasi Radioaktif 153 Sm-EDTMP.
Gambar 4 memperlihatkan hasil pengujian radionuklida yang nilainya selalu didapat > 99,90%, ini dikarenakan target yang diiradiasi adalah tunggal sehingga pengotor-pengotornya hampir tidak ada.
Gambar 5. Hasil Pengujian Kemurnian Radiokimia 153 Sm-EDTMP.
Metode yang lazim digunakan dalam kromatografi adalah kromatografi kertas, kromatografi lapis tipis/TLC, atau elektroforesis. Dalam pengujian ini kromatografi kertas menjadi pilihan dikarenakan dapat memberikan hasil pengukuran yang baik (dapat memisahkan puncak 153 Sm-EDTMP dan puncak 153Sm-Cl3). Juga pengerjaannya pun relatif mudah dan cepat ( 3 jam). Tabel 2 memperlihatkan jenis komplek kimia yang ada dalam senyawa bertanda 153Sm-EDTMP. Tabel 2. Jenis komplek kimia yang ada dalam larutan153SmEDTMP.
Gambar 4. Hasil Pengukuran Kemurnian Radionuklida 153Sm-EDTMP.
No.
Pemeriksaan kemurnian radionuklida bertujuan untuk mengetahui pengotor radionuklida yang mungkin ada dalam produk agar sesuai dengan persyaratan yang telah ditentukan. Umumnya pengukuran ini menggunakan alat Spektrometer Gamma. Tabel 1 memperlihatkan pengotor yang mungkin ada dalam sediaan 153Sm-EDTMP.
STTN-BATAN & Fak. Saintek UIN SUKA
Jenis komplek
Persyaratan
Sm-Cl3
0.0 – 0.0
5.00 %
Sm-EDTMP
0.7 – 0.9
95.00 %
153
1. 2.
Waktu retensi (Rf)
153
Gambar 6 memperlihatkan fasa gerak campuran 840
Yayan Tahyan., dkk
SEMINAR NASIONAL VI SDM TEKNOLOGI NUKLIR YOGYAKARTA, 18 NOVEMBER 2010 ISSN 1978-0176 amoniak 25% dengan air (1:9) memberikan hasil yang baik pula, dengan menghasilkan pemisahan yang jelas dan tajam antara spesi 153Sm-EDTMP dengan spesi 153Sm3+ ( Rf = 0.85 untuk 153SmEDTMP dan Rf = 0.0 untuk 153Sm3+ ). Pemisahan yang jelas dan tajam tersebut terjadi karena 153SmEDTMP yang merupakan senyawa komplek polar larut dengan baik dan bermigrasi dalam fasa gerak larutan amoniak, sedangkan 153Sm3+ anorganik membentuk endapan 153Sm(OH)3 yang tidak bermigrasi dalam fasa gerak amoniak.[5]
Aktifitas yang disuntikkan 1,345 mCi/ 0,1 ml Pencitraan 24 Jam setelah penyuntikkan Waktu cacah 600 detik Gambar 7. Pencitraan 153Sm-EDTMP pada hewan percobaan tikus putih.
153
Sm-EDTMP
Cacahan
SmCl3
-2
0
2
4
6
8
10
12
Jarak Migrasi (cm)
Gambar 6. Pola kromatogram 153SmCl3 dan Amoniak 25% - Air ( 1: 9 )
153
Sm -EDTMP dengan pelarut
Pengujian sterilitas dimaksudkan untuk melihat ada dan tidaknya pertumbuhan jamur dan bakteri dalam sediaan radiofarmaka. Dan dari semua batch yang diuji, belum pernah ditemukan pertumbuhan jamur ataupun bakteri. Hal ini disebabkan terjadi autosterilisasi terhadap sediaan radiofarmaka 153SmEDTMP dari pancaran sinar gamma yang ada dalam larutan. Pengujian pirogenitas larutan digunakan dengan metode ”in-vivo” dengan menggunakan hewan percobaan kelinci. Penggunaan kelinci didasarkan pada kesamaan tingkat kepekaan antara kelinci dan manusia terhadap substansi pirogenik. Selain itu kelinci dapat memberikan respon farmakologis terhadap pirogen yang sesuai dengan respon manusia. Suatu sediaan dianggap bebas pirogen apabila kenaikan suhu sediaan tersebut tidak lebih dari 0,6 °C atau jumlah kenaikan suhu dari 3 ekor kelinci tidak lebih dari atau sama dengan 1,4 °C. Hasil pengujian pirogenitas belum pernah didapat kenaikan suhu lebih besar dari 1,4 °C. Dari gambar 7 terlihat sediaan radiofarmaka 153 Sm-EDTMP telah masuk ke dalam tulang punggung dan paha. Sehingga sediaan radiofarmaka tersebut telah sesuai dengan yang diharapkan dapat mencapai target yang dituju yaitu tulang.
Yayan Tahyan., dkk
Secara ideal, seluruh sediaan radiofarmasi yang akan dikirim ke pemakai harus memenuhi persyaratan. Namun untuk uji sterilitas dan pirogenitas terhadap sediaan yang mempunyai waktu paruh pendek, terpaksa produk tersebut dikirim terlebih dahulu tanpa hasil pemeriksaan sterilitas dan pirogenitas. Namun selama pelaksanaan proses, kendali mutu tetap dilaksanakan sebagaimana mestinya dan dijamin hasilnya akan steril dan bebas pirogen. Setelah seluruh pengujian selesai dilaksanakan dan hasil telah memenuhi persyaratan kemudian dibuatkan sertifikat hasil pengujian yang ditandatangani oleh Kepala Jaminan Mutu-PRR.
KESIMPULAN Pelaksanaan kendali mutu mutlak dilakukan untuk mengetahui sedini mungkin adanya kelainan dalam jalur proses dan memberikan jaminan kepada konsumen bahwa produk yang dipakai mempunyai kualitas yang baik (ditunjukkan melalui sertifikat kendali mutu). Hasil pengujian menunjukkan secara visual jernih, pH 7,5, konsentrasi radioaktif lebih besar dari 46,50 mCi/ml, kemurnian radionuklida > 99,90 %, kemurniaan radiokimia > 99,10 %, steril dan bebas pirogen serta sediaan dapat terakumulasi dalam tulang. Sediaan radiofarmaka 153SmEDTMP yang diproduksi di Pusat Radioisotop dan Radiofarmaka telah memenuhi persyaratan, sehingga dapat digunakan untuk radioterapi di rumah sakit.
UCAPAN TERIMAKASIH Kami haturkan terima kasih kepada Bpk. Ir. Suhandar selaku kepala Bidang Sarana Penunjang dan Proses, Ibu Anna Roselliana selaku kepala Sub Bidang Proses serta teman sejawat Sub Bidang Proses yang telah banyak membantu dalam penyusunan makalah ini. 841
STTN-BATAN & Fak. Saintek UIN SUKA
SEMINAR NASIONAL VI SDM TEKNOLOGI NUKLIR YOGYAKARTA, 18 NOVEMBER 2010 ISSN 1978-0176 DAFTAR PUSTAKA. 1.
2.
3.
4.
5.
S.R. TAMAT,. "Radiofarmaka dan perannya dalam peningkatan kesehatan masyarakat dimasa depan". Pidato pengukuhan Ahli Peneliti Utama bidang farmasi. PPR-BATAN, Serpong 3 Nopember.(1998), Halaman 2. S.R. TAMAT, WIDYASTUTI, B. PURWADI, LAKSMI. I, “Preparation and Quality Control of 153Sm Radiopharmaceuticals”, Radioisotopes Production Center, The 1997 Work Shop on The Utilization of Research Reactor, November 6-13, Bandung, Indonesia (1997) W.R.. ,SUPARNA,: “Dasar-Dasar Kendali Mutu”, Latihan Keahlian Operator Kendali Mutu, PPR – BATAN, Januari (1991). IAEA., “Summary Report Reseach Coordination Meeting of the Co-ordinated Reseach Programme on Optimazition Of The Production and Quality Control Of Radiotherapeutic Radionuclides and Radhiopharmaceuticals”, Lucas heights, Sydeney, Australia (17-19 October 1994). S. SOENARJO, S.R. TAMAT, M.S PANJAITAN. “Modifikasi Teknik Penandaan dan Fase Gerak Kromatografi pada Pembuatan dan Analisis Radiokimia Sediaan 153SmEDTMP”, Majalah BATAN, Vol XXXV No.1/2 (2002) hal 6.
STTN-BATAN & Fak. Saintek UIN SUKA
842
Yayan Tahyan., dkk
