Perpustakaan Digital ITB

Pseudomonas aeruginosa merupakan bakteri Gram-negatif, patogen oportunis, dan mampu membentuk biofilm di berbagai permukaan padat seperti baja tahan karat tipe 316L (SS316L). Baja tipe SS316L banyak digunakan pada pipa pengolahan dan distribusi air bersih, pipa dispenser air minum, keran air, dan sedotan reusable. Penggunaan jangka panjang tanpa pembersihan rutin meningkatkan risiko pembentukan biofilm P. aeruginosa yang bersifat persisten dan toleran terhadap berbagai stres lingkungan sehingga diperlukan metode sterilisasi alternatif yang dapat meluruhkan dan mengeradikasi sel pembentuk biofilm. Salah satu metode sterilisasi yang menjanjikan adalah ultrasonikasi. Ultrasonikasi bekerja dengan memanfaatkan gelombang akustik berfrekuensi di atas 20 kHz untuk melepaskan biofilm dari permukaan, mempenetrasi matriks biofilm dan melisiskan sel mikroba di dalamnya tanpa menggunakan bahan kimia, tidak memicu resistensi mikroba, serta meminimalisasi kerusakan permukaan. Penelitian ini bertujuan mengamati tahapan pembentukan biofilm P. aeruginosa serta mengetahui potensi ultrasonikasi (bath ultrasonicator 47 kHz, 50–60 W) pada berbagai tahapan pembentukan biofilm P. aeruginosa sebagai metode sterilisasi fisika biofilm pada permukaan SS316L. Biofilm P. aeruginosa ditumbuhkan pada plat SS316L di dalam media nutrient broth (NB) dan dienumerasikan setiap 24 jam selama 21 hari. Didapati bahwa biofilm P. aeruginosa melewati empat tahapan pembentukan biofilm: pelekatan awal (2 jam pascainokulasi) dengan jumlah sel mencapai 4.15×105 cfu/cm2, pembentukan biofilm permanen (hari ke-3) dengan jumlah sel mencapai 4.15×107 cfu/cm2, pematangan (hari ke-8) dengan jumlah sel mencapai 1.54×107 cfu/cm2, dan peluruhan (hari ke-11) dengan jumlah sel mencapai 4.03×103 cfu/cm2, diikuti kolonisasi ulang oleh biofilm generasi kedua dengan puncak pertumbuhan pada hari ke-16 dengan jumlah sel mencapai 7.26×107 cfu/cm2. Produksi EPS oleh biofilm P. aeruginosa mencapai 845.8ppm dua jam setelah inokulasi, 419.5ppm pada hari ke-3, 647.8ppm pada hari ke-8, 534.5ppm pada hari ke-11, dan 1034.2ppm pada hari ke-16. Hasil pengamatan mikroskop fase kontras dan Scanning Electron Microscope (SEM) mengonfirmasi terbentuknya biofilm mula-mula yang belum merata di hari pertama (2 jam pascainokulasi), lalu menebal dan merata di hari ke-3 dan hari ke-8, sebelum luruh di hari ke-11 dan kembali menebal di hari ke-16. Analisis Fourier Transform Infrared (FTIR) mengonfirmasi adanya ikatan ?-1,4 glikosidik, gugus alkohol, amida, dan amina dari sampel ekstrak EPS biofilm. Pengukuran force curve dengan Atomic Force Microscope (AFM) dilakukan terhadap biofilm pada permukaan SS316L setelah 2 jam pasca inokulasi sebagai proof of concept, menunjukkan adanya gaya adhesi yang terukur sebesar -8.60nN. Hasil uji ultrasonikasi pada frekuensi 47 kHz dengan daya 50–60 W selama 30 menit didapati efektif untuk meluruhkan dan mengeradikasi biofilm P. aeruginosa berusia 2 jam, namun hanya dapat meluruhkan sel dari biofilm permanen yang sudah terbentuk di hari ke-3, 8, 11, dan 16. Sebanyak 3.85×105 cfu/cm2 biofilm berusia 2 jam dapat diluruhkan dari permukaan SS316L, mencapai reduksi sebesar 4 log menyisakan 15 cfu/cm2 sel viabel setelah 30 menit. Sonikasi pada hari ke-3, 8, 11, dan 16 dapat meluruhkan 4×106 hingga 1.8×107 cfu/cm2 dengan eradikasi hanya mencapai 0.9-1 log jumlah sel saja, menyisakan sebanyak 1.5-7×106 cfu/cm2. Oleh karena itu, ultrasonikasi berpotensi digunakan sebagai metode pembersihan awal biofilm, tetapi parameter operasionalnya perlu dioptimasi lebih lanjut serta dikombinasikan dengan metode sterilisasi lain untuk mencapai inaktivasi mikroba yang optimal.