{:en}Utilization of Ozone Technology for Antimicrobial Therapy and Decontamination of Medicinal Materials{:}{:id}Manfaatkan Teknologi Ozon untuk Terapi Antimikroba dan Dekontaminasi Bahan Obat{:}

{:en}

UNAIR NEWS – Ozone is produced through plasma technology using both air and oxygen. Utilization of ozone at the right concentration will make ozone as a natural antioxidant, but ozone can be toxic for some living organisms at high concentration.

Ozone (O3) is a molecule consisting of three unstable oxygen atoms. Unlike other oxidizing agents, ozone is a powerful oxidizing agent that can also be a non-chemical disinfectant. The characteristics and specifications of ozone are non-toxic (non-toxic) in low concentrations, environmentally friendly, relatively harmless, and almost similar to oxygen.

Ozone can kill pathogenic microorganisms such as bacteria, viruses, and fungi. The application of ozone technology in the handling of agricultural products can shed the contamination of pesticides, bacteria, and heavy metals that stick to the surface/skin of vegetables and fruits, so it is safe for consumption for human health.

Prof. Dr. Muhammad Nur, DEA from Universitas Diponegoro (UNDIP) made innovation products based on plasma technology for food and the environment. The application of the technology developed by Dr. Suryani Dyah Astuti, M.Si., from Department of Physics at Universitas Airlangga with a team from ITS and Pharmacy UNAIR (Nike Grevika, Putri S Puspita, and Derian Faridsa) utilizing ozone to increase the effectiveness of photodynamic therapy and decontaminasisimplisia (natural ingredients used as medicines).

“Plasma technology is an innovation product from UNDIP that has been utilized for the preservation of horticultural agricultural products. Plasma is an ionized gas in an electric discharge or can be defined as a mixture of electrons, radicals, positive and negative ions. One of the products is ozone, “he explained.

“In 2018, we will visit the plasma technology teaching industry at UNDIP. The results of the discussion with Mr. Nur gave an idea to utilize ozone from plasma technology to increase the effectiveness of the photodynamic therapy (PDT) method. The application of PDT method is one example of therapy used in the health field, namely healing wounds due to microbial infections. Besides, ozone can also be used for biofilm reduction, sterilization, and decontamination of food and medicine, “he added.

Utilization of Ozone for Health

One use of ozone technology is to increase the effectiveness of biofilm reduction in antimicrobial photodynamic therapy. This investigation targets microorganisms in the biofilm phase.

Dr. Dyah said that bacteria cause chronic infectious diseases in humans are generally able to form biofilms.

“Biofilm is a cell community of microorganisms that are structured, conjoin, and produce polymer matrices that will attach to biological surfaces and inanimate objects. Furthermore, biofilms are resistance to antibiotic agents, “explained Dyah.

“Therapy using antibiotic agents will only kill microorganism cells in faseplanktonic (which swim outside the biofilm) while the form of bacteria that are tightly arranged in the biofilm will stay alive and develop and will release planktonic cells and improve again. Thus, infections caused by the growth of microorganisms in the biofilm phase become challenging to treat, “he added.

In principle, PDT uses three main ingredients, namely light, photosensitizer, and oxygen. The ozone used to increase the efficiency of PDT is expected to increase oxygen production during therapy because the lack of oxygen occurs at the base of biofilms (where microorganism cells gather). With the availability of ozone, the photosensitization mechanism will occur.

Research result

Ozone application for photodynamic therapy has two stages of research: pre-clinical (in vitro and in vivo) and clinical. In vitro stage, research carried out using ozone has been published in international journal of Biomedical Photonics because ozone is toxic; the concentration needs to be adjusted, so patients are safe during therapy.

In vivo stage, ozone is exposed directly to experimental animals with low concentration wound models. The results of the study concluded the use of ozone could increase the effectiveness of biofilm reduction about 80 percent higher when compared to using lasers alone (60 percent).

At clinical stage, the method was applied for healing wounds caused by bacterial / biofilm infections. The results showed the effectiveness of ozone and PDT to treat wound infections.

Ozone Utilization for Simplisia decontamination

Dr. Dyah added ozone could also be used to decontaminate medicinal ingredients and Simplicia. Decontamination is an effort to reduce and or eliminate contamination by microorganisms.

Moreover, there are a lot of Indonesians who consume herbal medicines. The improper cleaning and storage of herbal medicines cause the material to be easily contaminated by microorganisms such as bacteria, mold, and yeast, making it unfit for consumption.

The results showed the effectiveness of ozone dosage 7 mg / l as decontaminant Simplicia Java chilli (Piper retrofractumVahl) and ozone dose 6 mg / l for Javanese chilli simplexia powder with the ability to reduce ALT (Total Plate Number) and AKK (Yeast Fertilizer Rate) by 90 percent.

With this research, Dr. Dyah hopes to produce innovation-based works that can be utilized by the community with good quality and affordable prices.

“In Indonesia, the dominance of imported medical devices is massive. The government is trying to limit the import of medical devices and support domestic medical devices products. We want to develop local medical devices from existing components. In my opinion, innovation can be started from simple things; further development will produce excellent products, and it can be utilized by the community, “he concluded.

Author: Asthesia Dhea C.

Editor: Binti Q. Masruroh

Source: UNAIR News



{:}{:id}

UNAIR NEWS – Ozon diproduksi melalui teknologi plasma dengan bahan baku udara maupun oksigen. Pemanfaatan ozon pada dosis yang tepat akan menjadikan ozon sebagai antioksidan alami, namun pada konsentrasi tinggi ozon justru dapat menjadi racun bagi beberapa organisme hidup.

Ozon (O3) adalah molekul yang terdiri atas tiga atom oksigen yang tidak stabil. Tidak seperti oksidator umumya, ozon merupakan zat pengoksidasi yang sangat kuat (powerful oxidizing agent) yang juga dapat sebagai non-chemical desinfectant. Ciri-ciri dan spesifikasi ozon yaitu tidak beracun (non-toxic) dalam konsentrasi rendah, ramah lingkungan, relatif tidak berbahaya, dan hampir serupa dengan oksigen.

Ozon mampu membunuh mikroorganisme patogen seperti bakteri, virus, dan jamur. Aplikasi teknologi ozon pada penanganan hasil pertanian mampu meluruhkan kontaminasi pestisida, bakteri, dan logam berat yang menempel pada permukaan/ kulit sayuran dan buah-buahan, sehingga aman dikonsumsi bagi kesehatan manusia.

Prof. Dr. Muhammad Nur, DEA dari Universitas Diponegoro (UNDIP) telah membuat dan mengaplikasikan produk inovasi berbasis teknologi plasma untuk pangan dan lingkungan. Aplikasi dari teknologi itu kemudian dikembangkan oleh Dr. Suryani Dyah Astuti, M.Si., dari Departemen Fisika di Universitas Airlangga bersama tim dari ITS dan Farmasi UNAIR (Nike Grevika, Putri S Puspita dan Derian Faridsa) memanfaatkan ozon untuk meningkatkan efektivitas terapi fotodinamik dan dekontaminasisimplisia (bahan alami yang digunakan sebagai obat).

“Teknologi plasma merupakan produk inovasi dari UNDIP yang telah dimanfaatkan untuk pengawetan produk pertanian hortikultura. Plasma merupakan gas yang terionisasi dalam lucutan listrik atau dapat didefinisikan sebagai percampuran dari elektron, radikal, ion positif, dan negatif. Salah satu produknya adalah ozon,” jelasnya.

“Pada tahun 2018 kami mengadakan kunjungan ke teaching industry teknologi plasma di UNDIP. Hasil diskusi dengan Pak Nur memberikan ide untuk memanfaatkan ozon hasil teknologi plasma untuk meningkatkan efektivitas metode photodynamictherapy (PDT). Aplikasi metode PDT merupakan salah satu contoh terapi yang digunakan pada bidang kesehatan yaitu menyembuhkan luka karena infeksi mikroba. Selain itu, ozon juga dapat digunakan untuk reduksi biofilm, sterilisasi dan dekontaminasi pada bahan pangan dan obat,” tambahnya.

Pemanfaatan Ozon untuk Kesehatan

Salah satu pemanfaatan teknologi ozon adalah untuk meningkatkan efektivitas reduksi biofilm pada terapi fotodinamik antimikroba. Penyelidikan ini menargetkan mikroorganisme dalam fase biofilm.

Dr. Dyah menuturkan bahwa, bakteri yang menyebabkan penyakit infeksi kronis pada manusia umumnya mampu membentuk biofilm.

“Biofilm merupakan suatu komunitas sel mikroorganisme yang terstruktur, saling menempel dan memproduksi matriks polimer yang mampu melekat pada permukaan biologis maupun benda mati. Karakteristik biofilm adalah resistensinya terhadap agenantibiotic,” terang Dyah.

“Terapi menggunakan agen antibiotic pada umumnya hanya akan membunuh sel-sel mikroorganisme dalam faseplanktonic (yang berenang-berenang di luar biofilm) sedang bentuk bakteri yang tersusun rapat dalam biofilm akan tetap hidup dan berkembang serta akan melepaskan sel-sel planktonicuntuk kemudian berkembang kembali. Sehingga, infeksi yang diderita akibat pertumbuhan mikroorganisme dalam fase biofilm menjadi sulit untuk ditangani,” tambahnya.

Pada prinsipnya, PDT menggunakan tiga bahan utama, yaitu cahaya, photosensitizer, dan oksigen. Ozon yang digunakan untuk meningkatkan efisiensi PDT ini diharapkan mampu meningkatkan produksi oksigen saat terapi, karena lack of oxygen terjadi pada dasar biofilm (tempat sel mikroorganisme berkumpul). Dengan tersedianya  ozon maka mekanisme fotosensitisasi akan terjadi.

Hasil penelitian

Aplikasi ozon untuk terapi fotodinamik memiliki 2 tahap penelitian, yakni pre klinis (in vitro dan in vivo) dan klinis. Pada tahap in vitro, penelitian yang dilakukan menggunakan ozon telah dipublikasikan di jurnal internasional Journal of Biomedical Photonics. Karena ozon bersifat toksik pada konsentrasi tinggi, maka pemberian konsentrasi perlu disesuaikan supaya aman untuk pasien saat terapi.

Pada tahap in vivo, ozon dipaparkan langsung pada hewan coba model luka dengan konsentrasi rendah. Hasil penelitian memberikan kesimpulan bahwa penggunaan ozon mampu meningkatkan efektifitas reduksi biofilm sekitar 80 persen lebih tinggi jika dibandingkan dengan menggunakan laser saja (60 persen).

Sementara itu, pada tahap klinis, metode itu diaplikasikan untuk penyembuhan luka yang disebabkan oleh infeksi bakteri/biofilm. Hasil penelitian menunjukkan efektivitas ozon dan PDT untuk terapi luka infeksi.

Pemanfaatan Ozon untuk dekontaminasi Simplisia

Dr. Dyah menambahkan, ozon juga dapat digunakan untuk dekontaminasi bahan-bahan obat dan simplisia. Dekontaminasi adalah upaya mengurangi dan atau menghilangkan kontaminasi oleh mikroorganisme.

Seperti diketahui banyak masyarakat Indonesia yang mengkonsumsi obat-obatan herbal. Penyucian dan penyimpanan obat herbal yang kurang baik menyebabkan bahan tersebut mudah dicemari oleh mikro organisme seperti bakteri, kapang, dan khamir, sehingga tidak layak untuk dikonsumsi.

Penelitian itu bekerja sama dengan Dr. Idha Kusumawati, M.Si dari Fakultas Farmasi UNAIR. Hasil penelitian menunjukkan efektivitas ozon dosis 7 mg/l sebagai dekontaminan simplisia buah cabe Jawa (Piper retrofractumVahl) dan ozon dosis 6 mg/l untuk serbuk simplisia buah cabe Jawa dengan kemampuan reduksi ALT (Angka Lempeng Total) dan AKK (Angka Kapang Khamir) sebesar 90 persen.

Dengan adanya riset tersebut, Dr. Dyah berharap bisa menghasilkan karya-karya berbasis inovasi yang bisa dimanfaatkan oleh masyarakat dengan kualitas yang baik dan harga yang terjangkau.

“Di Indonesia, dominasi alat kesehatan impor sangat besar. Pemerintah berupaya membatasi alkes impor dan mensupport hilirisasi produk-produk alat kesehatan hasil inovasi  dalam negeri. Kita inginnya bisa membuat dan mengembangkan alat-alat kesehatan dalam negeri dari komponen yang ada. Menurut saya inovasi juga dapat dimulai dari hal sederhana dikembangkan lebih lanjut akan menghasilkan produk yang luar biasa yg dapat dimanfaatkan masyarakat,” pungkasnya.

Penulis: Asthesia Dhea C.

Editor: Binti Q. Masruroh

Sumber: UNAIR News



{:}
Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on whatsapp
WhatsApp

Dicari Kontributor Web Fisika

Anda ingin bergelut di dunia jurnalisme sains, sembari berkontribusi membangun web jurusan?

Ayo Tunggu Apalagi

Daftarkan diri anda, untuk kemajuan bersama
Daftar
0 0 vote
Rating Artikel
Subscribe
Notify of
guest
0 Respon
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x
en_USEnglish