A Clean Slate: Merevolusi Pembersihan Farmasi

AsianScientist (3 November 2021) – Meskipun mereka mungkin tidak mengetahui namanya, siapa pun yang pernah minum obat mungkin akrab dengan konsep bahan farmasi aktif (API)—bagian dari obat yang menghasilkan efek yang diinginkan. Misalnya, obat-obatan tertentu yang digunakan untuk mengobati sakit kepala memiliki parasetamol sebagai API-nya, sementara obat lain yang mengobati nyeri tubuh memiliki ibuprofen.

Untuk menghasilkan BAO dengan kualitas terbaik, produsen farmasi harus memastikan bahwa peralatan mereka bebas dari bahan kimia dan kontaminan lainnya dalam jumlah sedikit. Namun, mencapai kebersihan lebih mudah diucapkan daripada dilakukan.

Untuk mengatasi tantangan ini, para peneliti dari Singapore Institute of Technology (SIT) dan Institute of Chemical Engineering Sciences (ICES) dari Agency for Science, Technology and Research (A*STAR) bekerja sama untuk mengembangkan solusi yang meningkatkan efisiensi produksi API.

Pendekatan holistik

Di Singapura, pabrik API biasanya multi-tujuan, kata Associate Professor Reginald Thio dari SIT, pakar ilmu permukaan dan penyelidik utama untuk proyek tersebut. Karena peralatan yang sama sering digunakan kembali untuk menghasilkan API yang berbeda, produsen perlu memastikan bahwa API tidak berinteraksi secara tidak sengaja dalam proses—yang berpotensi membahayakan mekanisme tindakan mereka.

“Setelah membuat satu produk, peralatan harus didekontaminasi untuk produk berikutnya. Ini memakan waktu dan mengakibatkan pabrik tidak memiliki hingga 50 persen peralatan pemrosesan mereka,” kata Thio.

Memang, titik nyeri abadi dalam industri ini adalah waktu dekontaminasi yang lama, yang dapat berlangsung sekitar dua minggu. Untuk merampingkan proses dan mengurangi waktu penyelesaian peralatan, tim Thio memeriksa protokol pembersihan di manufaktur API, bekerja sama dengan mitra industri untuk memodelkan metode yang terlibat secara realistis.

“Metodologi pembersihan yang kami usulkan bertujuan untuk menggabungkan pengukuran laboratorium yang dirancang dengan baik, pemodelan matematika, peralatan baru dan pendekatan deteksi baru untuk mendesain ulang dekontaminasi pabrik farmasi,” jelas Thio.

Satu langkah panjang dalam protokol pembersihan standar adalah pengujian berbagai pelarut pembersih untuk melihat mana yang bekerja paling baik. Untuk membuat proses ini lebih efisien, tim menggunakan peralatan disolusi yang memungkinkan penyaringan beberapa pelarut secara simultan.

Setelah mengidentifikasi pelarut pembersih yang paling efektif, tim kemudian menggunakan alat pembersih khusus yang dirancang dan dibuat oleh ICES. Terakhir, untuk menghubungkan hasil mereka dengan kondisi pabrik API di kehidupan nyata, tim memanfaatkan keahlian mereka pada fenomena permukaan untuk membuat model yang menunjukkan mengapa bahan pembersih tertentu efektif dalam setiap situasi.

“Kami menemukan bahwa ketika API lebih banyak berinteraksi dengan permukaan, penghapusan akan lebih sulit,” kata A/Prof Thio. “Ini dapat dikaitkan dengan kekuatan interaksi mereka, mirip dengan konsep energi ikatan di mana untuk memutuskan ikatan yang lebih kuat, lebih banyak energi yang dibutuhkan dibandingkan dengan ikatan yang lebih lemah.”

Berkolaborasi menuju pembersihan yang lebih baik

Menurut Thio, proyek mereka merupakan langkah pertama dari banyak langkah dalam meningkatkan efisiensi produksi API Singapura dan manufaktur farmasi secara umum. Tim telah mempersingkat waktu pembersihan dari sepuluh hari kerja yang disarankan menjadi 3,5 hari jika dilakukan oleh satu orang.

Dengan menerapkan hasilnya, agen pembersih baru yang diusulkan oleh tim juga telah membantu perusahaan farmasi seperti GSK membersihkan permukaan yang kotor lebih cepat—memungkinkan penghematan sumber daya dan waktu yang signifikan.

“Tujuan kami adalah mengurangi waktu penyelesaian pabrik API multiguna di Singapura setidaknya 20 persen,” jelas Thio. “Ini akan menciptakan keuntungan biaya yang signifikan untuk pabrik farmasi yang berbasis di Singapura dan, pada saat yang sama, membantu mengurangi waktu henti farmasi secara global.”

Kunci untuk meningkatkan efisiensi waktu penyelesaian dekontaminasi adalah kolaborasi erat antara akademisi dan industri.

“ICES telah menjadi mitra yang luar biasa bagi SIT dalam proyek ini, memberikan para peneliti dan siswa kami akses ke laboratorium canggih dan dukungan teknisnya,” kata Thio. “Di sisi SIT, kami menyediakan siswa yang kemudian dapat mengerjakan proyek, yang akan memberi mereka pengalaman dunia nyata yang sangat dibutuhkan dan membuat mereka kompetitif di pasar kerja.”

Dengan mata segar mereka, siswa SIT yang terlibat menerapkan apa yang telah mereka pelajari di kelas untuk memecahkan tantangan yang dihadapi selama proyek. Pada gilirannya, kolaborasi tersebut merupakan bagian dari pelatihan praktis yang dibutuhkan calon insinyur agar berhasil di abad 21NS abad.

Tim peneliti SIT bekerja sama dengan A*STAR Institute of Chemical and Engineering Sciences untuk membuat proses pembersihan pabrik farmasi lebih efisien (dari kiri): Chan Hui Ling, Research Engineer; Thio, Pemeriksa Kepala Sekolah; dan Darrel Len, Insinyur Riset

“Seluruh pengalaman itu seru sekaligus menyegarkan,” kata Mr. Hau Zhi Kyan, salah satu mahasiswa SIT yang pernah mengerjakan proyek tersebut. “Selama penelitian terapan saya bekerja sama dengan A*STAR, saya mendapatkan paparan proyek dengan hasil yang dapat dipasarkan.”

Hau, alumnus Teknik Kimia SIT yang sekarang menjadi Insinyur Proses di perusahaan manufaktur semikonduktor, berbagi bagaimana para ilmuwan A*STAR membantu mereka mengatasi tantangan melapisi sensor dengan film API dengan ketebalan dan massa yang konsisten. Dalam mengatasi tantangan ini, Hau memperoleh keterampilan yang dapat diterjemahkan yang juga berlaku untuk bidang teknik lainnya.

Dengan memaparkan siswa pada studi industri yang menarik, mitra seperti ICES juga mendapat manfaat dari kolaborasi, membangun kumpulan bakat yang dapat dimanfaatkan di masa depan.

“Melalui kemitraan ini, fakultas dan staf peneliti di SIT mendapatkan kesempatan untuk menggunakan pengetahuan ilmiah dan teknik mereka untuk peningkatan praktik terbaik industri,” tutup Thio.

Majalah Asian Scientist adalah media partner dari Singapore Institute of Technology.

———

Hak Cipta: Majalah Asian Scientist; Foto: Institut Teknologi Singapura.
Penafian: Artikel ini tidak mencerminkan pandangan AsianScientist atau stafnya.