Analisis Kritis ISO/PWI TS 25402: Mengapa Standar Uji Nanocoating Antivirus Perlu Direvisi?

Analisis Kritis Urgensi Revisi ISO/PWI TS 25402: Evaluasi Keandalan Aktivitas Antivirus pada Permukaan Berlapisan Nano Non-Poros

 

ABSTRAK

 

Pandemi COVID-19 telah mengubah paradigma pengendalian penyakit menular dengan menempatkan permukaan benda (fomite) sebagai salah satu komponen penting dalam strategi mitigasi transmisi patogen. Walaupun penularan melalui aerosol diakui sebagai jalur dominan untuk berbagai virus respiratori, keberadaan virus infeksius pada permukaan yang sering disentuh tetap menjadi perhatian karena dapat berkontribusi terhadap transmisi tidak langsung, terutama di rumah sakit, fasilitas transportasi publik, sekolah, industri pangan, dan ruang publik dengan intensitas kontak tinggi (WHO, 2024; CDC, 2024). Kondisi tersebut mendorong berkembangnya teknologi pelapis nano (nanocoating) yang memanfaatkan nanopartikel logam, oksida logam, karbon dua dimensi, maupun material hibrida untuk menghasilkan aktivitas antivirus yang bersifat pasif maupun aktif. Berbagai penelitian menunjukkan bahwa material berbasis perak (Ag), tembaga (Cu), titanium dioksida (TiO₂), seng oksida (ZnO), serta graphene dan turunannya mampu menginaktivasi virus melalui mekanisme pelepasan ion logam, pembentukan reactive oxygen species (ROS), kerusakan protein kapsid atau amplop virus, hingga degradasi materi genetik virus (Rai et al., 2021; Sportelli et al., 2020; Weiss et al., 2021).

 

Perkembangan pesat teknologi tersebut memunculkan kebutuhan akan metode evaluasi yang tidak hanya mengukur efektivitas antivirus pada kondisi laboratorium, tetapi juga mampu menilai keandalan (reliability), daya tahan (durability), serta keamanan material selama siklus hidup penggunaannya. Sebagai respons terhadap kebutuhan tersebut, ISO/TC 229 Nanotechnologies mengembangkan dokumen ISO/PWI TS 25402 mengenai evaluasi keandalan aktivitas antivirus pada permukaan non-poros berlapis nano. Meskipun merupakan langkah strategis menuju harmonisasi metode pengujian internasional, status dokumen yang masih berada pada tahap Preliminary Work Item (PWI) menunjukkan bahwa berbagai aspek metodologis masih memerlukan penyempurnaan sebelum diadopsi sebagai Technical Specification (TS) maupun standar internasional yang lebih mapan.

 

Artikel ini bertujuan melakukan kajian kritis terhadap urgensi revisi ISO/PWI TS 25402 dengan menelaah kesenjangan metodologis yang masih terdapat dalam rancangan standar tersebut. Analisis difokuskan pada tiga isu utama, yaitu belum diintegrasikannya simulasi penuaan lingkungan (environmental weathering), keterbatasan representasi virus uji yang masih didominasi virus surrogate tertentu, serta belum adanya protokol kuantitatif mengenai pelepasan nano-objek (nanoparticle leaching) selama masa penggunaan. Selain itu, artikel ini membahas pentingnya pendekatan evaluasi berbasis surface life-cycle reliability yang mengombinasikan karakterisasi fisik, kimia, biologis, dan toksikologis sehingga mampu merepresentasikan kondisi penggunaan nyata (real-world application). Pendekatan tersebut diharapkan dapat meningkatkan reproduksibilitas antar laboratorium, memperkuat validitas ilmiah, mendukung keselamatan lingkungan dan kesehatan manusia, serta mempercepat harmonisasi regulasi global bagi komersialisasi teknologi pelapis nano antivirus.

 

Kata Kunci: ISO/PWI TS 25402; nanocoating; aktivitas antivirus; reliability evaluation; environmental weathering; nanoparticle leaching; ISO/TC 229; standardisasi nanoteknologi.

 

I. PENDAHULUAN

 

1.1 Latar Belakang Pandemi dan Pentingnya Permukaan Antivirus

 

Pandemi Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) merupakan salah satu peristiwa kesehatan masyarakat terbesar dalam sejarah modern yang mengubah secara fundamental paradigma pengendalian penyakit infeksi. Selain menyebabkan jutaan kematian di seluruh dunia, pandemi juga mengungkap pentingnya pendekatan multidisiplin dalam mengendalikan penyebaran patogen melalui udara, kontak langsung, maupun kontak tidak langsung dengan permukaan benda (fomites) (WHO, 2024). Pengalaman selama pandemi menunjukkan bahwa fasilitas pelayanan kesehatan, transportasi umum, sekolah, bandar udara, pusat perbelanjaan, industri pangan, dan berbagai ruang publik memiliki kepadatan interaksi manusia yang tinggi sehingga menjadi lokasi dengan potensi paparan patogen yang signifikan (Prather et al., 2020; Morawska & Cao, 2020).

 

Berbagai penelitian menunjukkan bahwa virus mampu bertahan pada permukaan non-poros selama beberapa jam hingga beberapa hari bergantung pada jenis virus, suhu, kelembapan relatif, paparan cahaya ultraviolet, komposisi permukaan, serta keberadaan bahan organik di lingkungan (van Doremalen et al., 2020; Riddell et al., 2020). Walaupun berbagai otoritas kesehatan internasional saat ini menyatakan bahwa transmisi melalui aerosol merupakan jalur utama bagi SARS-CoV-2, keberadaan virus infeksius pada permukaan tetap menjadi perhatian dalam konteks pengendalian infeksi, khususnya pada lingkungan dengan tingkat kontaminasi tinggi seperti ruang isolasi rumah sakit, laboratorium diagnostik, maupun fasilitas pelayanan kesehatan lainnya (CDC, 2024; WHO, 2024).

 

Pendekatan konvensional untuk mengurangi kontaminasi permukaan masih didominasi oleh penggunaan disinfektan kimia seperti etanol, natrium hipoklorit, hidrogen peroksida, senyawa amonium kuartener, maupun kombinasi surfaktan. Walaupun efektif, strategi tersebut memiliki sejumlah keterbatasan. Efektivitasnya sangat bergantung pada frekuensi aplikasi, konsentrasi bahan aktif, waktu kontak, keterampilan operator, dan kepatuhan terhadap prosedur pembersihan. Setelah proses disinfeksi selesai, permukaan kembali rentan mengalami rekontaminasi hanya dalam hitungan menit akibat kontak manusia secara terus-menerus (Kampf et al., 2020; Otter et al., 2013).

 

Kondisi tersebut mendorong berkembangnya konsep permukaan aktif antivirus (self-disinfecting antiviral surfaces), yaitu material yang secara intrinsik mampu menghambat, menonaktifkan, atau menghancurkan virus tanpa memerlukan intervensi kimia berulang. Teknologi ini dipandang sebagai lapisan perlindungan tambahan (supplementary intervention) yang dapat melengkapi praktik kebersihan konvensional tanpa menggantikannya (WHO, 2024; EPA, 2024). Dengan demikian, pelapis antivirus tidak hanya dipandang sebagai inovasi material, tetapi juga sebagai bagian dari strategi mitigasi risiko biologis yang berkelanjutan.

 

Perkembangan teknologi tersebut memperoleh momentum besar selama pandemi karena meningkatnya kebutuhan akan material yang mampu mempertahankan aktivitas antivirus dalam jangka panjang. Berbagai industri mulai mengembangkan pegangan pintu, panel lift, meja operasi, rel tempat tidur pasien, layar sentuh, perangkat elektronik, kemasan pangan, hingga sistem filtrasi udara yang dilapisi material nano antivirus. Nilai pasar global untuk pelapis antimikroba dan antivirus diproyeksikan terus meningkat seiring meningkatnya perhatian terhadap biosekuriti, kesiapsiagaan pandemi, dan pembangunan fasilitas publik yang lebih higienis (Grand View Research, 2024; MarketsandMarkets, 2024).

 

Namun demikian, peningkatan adopsi komersial juga memunculkan tantangan baru. Klaim aktivitas antivirus yang diajukan oleh produsen sering kali didasarkan pada hasil pengujian laboratorium dengan kondisi yang sangat terkontrol, sedangkan performa material di lapangan dapat dipengaruhi oleh abrasi mekanis, paparan sinar ultraviolet, perubahan suhu dan kelembapan, penggunaan bahan pembersih, serta degradasi kimia akibat pemakaian jangka panjang. Oleh karena itu, evaluasi terhadap keandalan aktivitas antivirus (reliability of antiviral activity) menjadi aspek yang semakin penting dalam pengembangan standar internasional (ISO/TS 23302:2021; OECD, 2022).

 

1.2 Perkembangan Nanocoating Antivirus

 

Kemajuan nanoteknologi selama dua dekade terakhir telah membuka peluang baru dalam rekayasa permukaan fungsional. Berbeda dengan pelapis konvensional, nanocoating memanfaatkan material berukuran 1–100 nm yang memiliki luas permukaan spesifik tinggi, sifat elektronik unik, serta reaktivitas kimia yang meningkat sehingga mampu menghasilkan aktivitas biologis yang lebih efektif dibandingkan material dalam skala mikro (ISO 80004-1:2023; ISO/TS 80004-2:2015).

 

Material berbasis nanopartikel logam merupakan kelompok yang paling banyak dipelajari. Nanopartikel perak (AgNPs) diketahui memiliki aktivitas antivirus yang luas melalui pelepasan ion Ag⁺ yang berinteraksi dengan gugus sulfhidril protein virus, mengganggu integritas amplop virus, menghambat proses pelekatan (attachment), serta menghambat replikasi materi genetik virus (Rai et al., 2021; Jeremiah et al., 2020). Demikian pula, nanopartikel tembaga (Cu dan CuO) mampu menghasilkan spesies oksigen reaktif yang mempercepat inaktivasi virus melalui oksidasi lipid membran, denaturasi protein, serta degradasi RNA virus (Warnes et al., 2015; Grass et al., 2011).

 

Titanium dioksida (TiO₂) menjadi salah satu material fotokatalitik yang banyak dikembangkan karena mampu menghasilkan radikal hidroksil (•OH) dan superoksida (O₂•⁻) ketika terpapar cahaya ultraviolet maupun cahaya tampak setelah dilakukan modifikasi struktur kristal atau doping unsur tertentu. ROS yang dihasilkan mampu merusak protein struktural virus, mengoksidasi lipid amplop, dan menginaktivasi materi genetik secara simultan (Nakano et al., 2012; Foster et al., 2011). Selain TiO₂, seng oksida (ZnO) juga menunjukkan aktivitas antivirus melalui kombinasi pelepasan ion Zn²⁺ dan pembentukan ROS, dengan efektivitas yang dilaporkan terhadap berbagai virus respiratori maupun enterik (Sirelkhatim et al., 2015).

 

Dalam beberapa tahun terakhir, perhatian peneliti juga beralih pada material karbon dua dimensi seperti graphene oxide (GO), reduced graphene oxide (rGO), carbon quantum dots, serta nanokomposit berbasis graphene-logam. Material tersebut memiliki kemampuan merusak membran virus melalui mekanisme kontak langsung, adsorpsi permukaan, maupun efek fototermal sehingga memberikan alternatif baru terhadap penggunaan logam berat dalam pelapis antivirus (Palmieri & Papi, 2020; Weiss et al., 2021).

 

Selain material tunggal, perkembangan terbaru mengarah pada sistem nanokomposit multifungsi yang menggabungkan beberapa mekanisme antiviral sekaligus. Kombinasi Ag/TiO₂, Cu/ZnO, graphene-Ag, maupun struktur core-shell nanoparticles memungkinkan peningkatan efisiensi antivirus, stabilitas kimia, dan daya tahan mekanis dibandingkan material tunggal (Sportelli et al., 2020; Talebian et al., 2023). Strategi ini juga memungkinkan optimasi aktivitas pada kondisi pencahayaan rendah maupun lingkungan dengan kelembapan tinggi yang sering dijumpai pada fasilitas pelayanan kesehatan.

 

Walaupun demikian, efektivitas biologis bukan satu-satunya parameter keberhasilan nanocoating. Dalam konteks aplikasi dunia nyata, keberhasilan suatu pelapis antivirus juga ditentukan oleh stabilitas adhesi terhadap substrat, ketahanan terhadap abrasi, resistensi terhadap bahan kimia pembersih, kestabilan fotokimia, serta rendahnya pelepasan nanopartikel ke lingkungan selama masa pakai. Dengan demikian, evaluasi performa material harus dilakukan secara komprehensif sepanjang siklus hidup produk, bukan hanya pada kondisi awal setelah fabrikasi (Nowack et al., 2023; OECD, 2022).

 

1.3 Peran Standardisasi Internasional dalam Evaluasi Aktivitas Antivirus

 

Perkembangan pesat nanoteknologi telah melahirkan ribuan formulasi material baru dengan karakteristik fisik, kimia, dan biologis yang sangat beragam. Tanpa adanya metode evaluasi yang terstandarisasi, hasil pengujian aktivitas antivirus yang diperoleh dari berbagai laboratorium menjadi sulit dibandingkan secara ilmiah. Perbedaan jenis virus uji, metode inokulasi, waktu kontak, kondisi lingkungan, teknik enumerasi virus, hingga metode analisis statistik dapat menghasilkan variasi hasil yang sangat besar sehingga menghambat interpretasi ilmiah maupun proses regulasi (OECD, 2022; ISO 80004-1:2023).

 

Dalam konteks tersebut, standardisasi internasional memiliki peran strategis untuk menyediakan bahasa teknis yang seragam, meningkatkan reproduksibilitas hasil penelitian, memfasilitasi perdagangan internasional, dan melindungi konsumen dari klaim produk yang tidak dapat diverifikasi. Standar internasional juga menjadi fondasi penting dalam proses penilaian kesesuaian (conformity assessment), sertifikasi produk, serta harmonisasi regulasi antarnegara (ISO, 2023).

 

Untuk pengujian aktivitas antivirus pada permukaan, ISO 21702:2019 telah menjadi salah satu acuan utama dalam menentukan aktivitas antivirus pada plastik dan permukaan non-poros. Standar ini memberikan kerangka dasar untuk membandingkan jumlah virus infeksius sebelum dan sesudah kontak dengan permukaan uji menggunakan virus surrogate tertentu. Meskipun demikian, ISO 21702 terutama berfokus pada pengukuran efektivitas antivirus pada kondisi laboratorium yang relatif ideal dan belum secara khusus mengevaluasi bagaimana performa tersebut berubah setelah material mengalami degradasi selama penggunaan jangka panjang.

 

Kesenjangan inilah yang mendorong berkembangnya inisiatif baru di bawah ISO/TC 229 untuk mengembangkan metodologi yang lebih komprehensif dalam mengevaluasi keandalan aktivitas antivirus (reliability evaluation of antiviral activity), khususnya bagi material berlapis nano yang memiliki karakteristik degradasi dan mekanisme kerja yang berbeda dibandingkan material konvensional.

 

1.4 Urgensi ISO/TC 229 dan Pengembangan ISO/PWI TS 25402

 

Sejak dibentuk pada tahun 2005, ISO/TC 229 Nanotechnologies berperan sebagai komite teknis internasional yang mengembangkan standar terkait terminologi, karakterisasi, pengukuran, keselamatan, serta aplikasi nanoteknologi. Hingga saat ini, komite tersebut telah menghasilkan berbagai standar penting, termasuk ISO 80004 mengenai kosakata nanoteknologi, ISO/TS 23302 mengenai karakterisasi nano-objek, dan berbagai dokumen teknis mengenai keselamatan, metrologi, serta evaluasi risiko material nano (ISO, 2023).

 

Dalam perkembangan terbaru, ISO/TC 229 menginisiasi ISO/PWI TS 25402: Nanotechnologies—Reliability evaluation of antiviral activity on non-porous nanocoated surfaces sebagai respons terhadap meningkatnya kebutuhan industri dan regulator akan metode evaluasi yang mampu menilai ketahanan aktivitas antivirus selama masa pakai material. Berbeda dengan standar efikasi konvensional, dokumen ini diarahkan untuk mengevaluasi apakah suatu pelapis nano tetap mempertahankan aktivitas antivirusnya setelah mengalami berbagai tekanan lingkungan dan operasional.

 

Inisiatif tersebut sangat relevan mengingat semakin banyak negara yang memasukkan teknologi pelapis antivirus ke dalam strategi kesiapsiagaan pandemi (pandemic preparedness), pembangunan fasilitas kesehatan modern, serta pengembangan infrastruktur publik yang lebih higienis. Di sisi lain, regulator juga membutuhkan dasar ilmiah yang kuat untuk memastikan bahwa klaim aktivitas antivirus yang dicantumkan pada produk benar-benar mencerminkan performa material selama penggunaan nyata, bukan hanya pada kondisi laboratorium yang ideal.

 

Namun demikian, karena masih berada pada tahap Preliminary Work Item (PWI), ISO/PWI TS 25402 masih membuka ruang luas bagi penyempurnaan metodologi. Beberapa aspek penting seperti simulasi penuaan lingkungan, variasi virus uji, pengaruh abrasi mekanis, kompatibilitas dengan prosedur disinfeksi rutin, serta pengukuran pelepasan nano-objek belum sepenuhnya terintegrasi dalam kerangka evaluasi yang komprehensif. Kondisi ini menunjukkan bahwa revisi substansial diperlukan agar standar yang dihasilkan nantinya benar-benar mampu menjawab kebutuhan ilmiah, industri, regulator, dan masyarakat global. Pembahasan mengenai kesenjangan metodologis tersebut akan diuraikan secara lebih mendalam pada bagian berikutnya.

 

1.5 Tantangan Reliabilitas Jangka Panjang Pelapis Nano Antivirus

 

Keberhasilan suatu pelapis nano antivirus tidak hanya ditentukan oleh besarnya aktivitas antivirus yang diperoleh pada saat material baru diproduksi (as-prepared surface), tetapi juga oleh kemampuannya mempertahankan fungsi tersebut selama masa penggunaan di lingkungan nyata (real-world service conditions). Dalam praktiknya, hampir seluruh permukaan yang diaplikasikan di rumah sakit, laboratorium, transportasi publik, sekolah, industri pangan, maupun bangunan komersial mengalami paparan berbagai faktor degradasi secara simultan, seperti abrasi mekanis akibat sentuhan berulang, fluktuasi suhu dan kelembapan, paparan radiasi ultraviolet, bahan pembersih kimia, kontaminan organik, serta proses oksidasi alami (Nowack et al., 2023; OECD, 2022).

 

Sebagian besar penelitian mengenai nanocoating antivirus masih berfokus pada evaluasi efikasi awal (initial antiviral efficacy), yaitu membandingkan jumlah virus sebelum dan sesudah kontak dengan permukaan dalam kondisi laboratorium yang sangat terkendali (ISO 21702:2019). Pendekatan tersebut memang penting sebagai tahap awal karakterisasi, namun belum cukup untuk menjelaskan bagaimana performa material berubah setelah digunakan selama berbulan-bulan atau bahkan bertahun-tahun. Akibatnya, terdapat kesenjangan yang cukup besar antara hasil laboratorium dan performa aktual di lapangan (laboratory-to-field performance gap) (Sportelli et al., 2020; Talebian et al., 2023).

 

Konsep reliability dalam ilmu rekayasa material mengacu pada probabilitas suatu sistem mempertahankan fungsi yang diharapkan selama periode waktu tertentu di bawah kondisi operasional yang telah ditentukan (ISO 9000:2015). Jika konsep tersebut diterapkan pada pelapis nano antivirus, maka reliabilitas tidak hanya berarti kemampuan membunuh virus pada waktu tertentu, tetapi juga kemampuan mempertahankan aktivitas tersebut setelah mengalami degradasi fisik, kimia, maupun biologis selama siklus hidup produk.

 

Pendekatan ini sejalan dengan konsep performance durability, yaitu evaluasi performa berdasarkan perubahan karakteristik material akibat penggunaan berulang. Dalam konteks nanocoating, parameter yang perlu dievaluasi meliputi perubahan morfologi permukaan, distribusi nanopartikel aktif, ketebalan lapisan, adhesi terhadap substrat, perubahan sifat fotokatalitik, hingga penurunan efisiensi antivirus dari waktu ke waktu (ISO/TS 23302:2021; Nowack et al., 2023).

 

Pentingnya evaluasi reliabilitas semakin meningkat karena produk nanocoating antivirus mulai diaplikasikan pada berbagai infrastruktur publik yang memiliki masa pakai panjang. Sebagai contoh, pegangan pintu rumah sakit dapat disentuh ribuan kali setiap hari, sedangkan panel tombol lift, rel transportasi umum, meja pelayanan, maupun layar sentuh otomatis mengalami frekuensi kontak yang sangat tinggi. Pada kondisi tersebut, degradasi material hampir tidak dapat dihindari sehingga pengujian hanya pada kondisi awal tidak lagi mencerminkan performa sebenarnya (EPA, 2024).

 

Selain itu, produsen sering kali mengklaim efektivitas antivirus hingga bertahun-tahun tanpa adanya metode standar yang dapat memverifikasi klaim tersebut secara ilmiah. Ketidakhadiran metode evaluasi reliabilitas yang terharmonisasi berpotensi menimbulkan variasi kualitas produk di pasar, ketidakpastian regulator, serta berkurangnya kepercayaan masyarakat terhadap teknologi nanocoating. Oleh karena itu, pengembangan ISO/PWI TS 25402 menjadi langkah strategis untuk mengisi kekosongan metodologis tersebut.

 

1.6 Pentingnya Simulasi Environmental Weathering

 

Salah satu kelemahan utama berbagai metode pengujian aktivitas antivirus saat ini adalah belum dimasukkannya simulasi environmental weathering, yaitu proses yang meniru degradasi material akibat pengaruh lingkungan selama masa penggunaan. Dalam ilmu material, proses weathering melibatkan kombinasi berbagai faktor fisik, kimia, dan biologis yang secara bertahap mengubah struktur maupun sifat permukaan suatu material (ASTM G154; ISO 4892).

 

Pada pelapis nano antivirus, paparan radiasi ultraviolet merupakan salah satu penyebab utama degradasi matriks polimer maupun bahan pengikat (binder). Radiasi UV dapat menyebabkan pemutusan rantai polimer (chain scission), oksidasi permukaan, perubahan kekasaran (surface roughness), serta penurunan kekuatan adhesi nanopartikel terhadap substrat (Foster et al., 2011). Akibatnya, densitas nanopartikel aktif yang berada di permukaan secara bertahap menurun sehingga aktivitas antivirus juga mengalami penurunan.

 

Selain radiasi UV, fluktuasi suhu dan kelembapan relatif turut mempercepat proses degradasi. Siklus pemuaian dan penyusutan termal dapat menghasilkan retakan mikro (microcracks) pada lapisan pelindung sehingga mempercepat pelepasan nanopartikel maupun penetrasi kontaminan ke dalam lapisan material (ISO 4892-2; OECD, 2022). Pada lingkungan tropis dengan kelembapan tinggi seperti Indonesia, proses ini dapat berlangsung lebih cepat dibandingkan pada daerah beriklim sedang.

 

Faktor lain yang sering diabaikan adalah abrasi mekanis akibat kontak berulang dengan tangan manusia maupun benda lain. Gesekan tersebut menyebabkan hilangnya lapisan permukaan secara bertahap sehingga mengurangi jumlah situs aktif yang berinteraksi dengan virus. Standar seperti ISO 1518 mengenai uji gores (scratch test) dan berbagai metode abrasi lainnya sebenarnya telah lama digunakan dalam industri pelapis, namun belum diintegrasikan secara sistematis ke dalam evaluasi aktivitas antivirus.

 

Di sisi lain, penggunaan rutin bahan disinfektan seperti etanol 70%, natrium hipoklorit, hidrogen peroksida, maupun senyawa amonium kuartener juga dapat memengaruhi stabilitas kimia nanocoating. Interaksi kimia antara disinfektan dengan matriks polimer dapat menyebabkan perubahan struktur permukaan maupun degradasi bahan aktif, terutama pada pelapis berbasis logam yang rentan terhadap korosi (Kampf et al., 2020).

 

Dengan demikian, evaluasi aktivitas antivirus yang dilakukan tanpa simulasi environmental weathering berisiko menghasilkan estimasi performa yang terlalu optimistis (overestimation of long-term efficacy). Oleh karena itu, revisi ISO/PWI TS 25402 perlu memasukkan siklus penuaan akselerasi (accelerated weathering) yang mengombinasikan paparan UV-A/UV-B, perubahan suhu, kelembapan tinggi, abrasi mekanis, dan paparan bahan kimia pembersih agar kondisi pengujian lebih mendekati penggunaan nyata.

 

1.7 Variabilitas Virus dan Tantangan Pemilihan Surrogate Virus

 

Aspek penting lain yang memerlukan perhatian dalam evaluasi aktivitas antivirus adalah pemilihan virus uji (test virus). Karena alasan keselamatan biologis (biosafety), sebagian besar standar internasional menggunakan virus surrogate sebagai pengganti virus patogen yang memerlukan fasilitas laboratorium dengan tingkat keamanan hayati tinggi (BSL-3 atau BSL-4). Pendekatan ini telah diterapkan secara luas dalam ISO 21702 maupun berbagai protokol pengujian antivirus lainnya.

 

Namun demikian, virus memiliki keragaman biologis yang sangat besar. Berdasarkan struktur morfologinya, virus secara umum dibedakan menjadi virus beramplop (enveloped viruses) dan virus tanpa amplop (non-enveloped viruses). Virus beramplop, seperti SARS-CoV-2, Influenza A, Respiratory Syncytial Virus (RSV), dan virus campak, memiliki membran lipid yang relatif rentan terhadap oksidasi maupun kerusakan akibat surfaktan dan ROS (Prather et al., 2020).

 

Sebaliknya, virus tanpa amplop, seperti norovirus, adenovirus, enterovirus, dan poliovirus, hanya memiliki kapsid protein yang jauh lebih stabil terhadap berbagai kondisi lingkungan. Banyak penelitian menunjukkan bahwa virus tanpa amplop cenderung lebih resisten terhadap berbagai agen antivirus maupun disinfektan dibandingkan virus beramplop (Tuladhar et al., 2012; Gerba, 2015).

 

Perbedaan karakteristik tersebut menyebabkan suatu material dapat menunjukkan aktivitas yang sangat tinggi terhadap virus beramplop tetapi relatif rendah terhadap virus tanpa amplop. Oleh karena itu, penggunaan hanya satu jenis virus surrogate dapat menghasilkan interpretasi yang menyesatkan mengenai spektrum aktivitas antivirus suatu produk.

 

Selain itu, evolusi virus akibat mutasi juga menjadi tantangan tersendiri. Meskipun mekanisme kerja nanomaterial umumnya bersifat non-spesifik dan menargetkan struktur fisik virus, perubahan protein permukaan maupun stabilitas amplop akibat mutasi dapat memengaruhi sensitivitas virus terhadap mekanisme inaktivasi tertentu (Harvey et al., 2021). Oleh karena itu, standar masa depan perlu dirancang cukup fleksibel agar tetap relevan terhadap munculnya virus baru dengan karakteristik biologis yang berbeda.

 

Dalam konteks tersebut, ISO/PWI TS 25402 sebaiknya mengadopsi pendekatan panel virus representatif, yaitu kombinasi virus surrogate yang mewakili kelompok virus beramplop dan tanpa amplop. Pendekatan ini akan meningkatkan validitas ilmiah sekaligus mengurangi risiko overestimated efficacy yang dapat muncul apabila suatu produk hanya diuji terhadap virus yang relatif mudah diinaktivasi.

 

1.8 Nanoparticle Leaching sebagai Tantangan Keselamatan Lingkungan dan Kesehatan

 

Keunggulan utama nanocoating antivirus berasal dari keberadaan nano-objek aktif yang berada pada permukaan material. Namun, seiring bertambahnya usia penggunaan, degradasi mekanis maupun kimia dapat menyebabkan sebagian nano-objek tersebut terlepas ke lingkungan (nanoparticle leaching). Fenomena ini menjadi perhatian utama dalam bidang Environmental Health and Safety (EHS) karena berpotensi memengaruhi kesehatan manusia maupun ekosistem (ISO/TS 12025:2021; OECD, 2022).

 

Pelepasan nanopartikel dapat terjadi melalui berbagai mekanisme, termasuk abrasi mekanis, pelarutan ion logam, korosi, pencucian (washing), maupun degradasi matriks polimer. Setelah terlepas, nanopartikel dapat terdispersi ke udara, air, atau tanah dan berpotensi berinteraksi dengan organisme hidup. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa nanopartikel logam tertentu dapat memengaruhi mikroorganisme lingkungan, mengganggu keseimbangan ekosistem, atau menimbulkan efek sitotoksik pada konsentrasi tertentu (Fadeel et al., 2018; Nowack et al., 2023).

 

Dalam konteks regulasi, penilaian risiko terhadap pelepasan nano-objek telah menjadi perhatian OECD Working Party on Manufactured Nanomaterials (WPMN), European Chemicals Agency (ECHA), serta ISO/TC 229. ISO/TS 12025:2021 telah memberikan pedoman mengenai kuantifikasi pelepasan nano-objek dari material serbuk, sedangkan berbagai dokumen OECD menekankan pentingnya karakterisasi paparan (exposure assessment) sepanjang siklus hidup produk.

 

Ironisnya, sebagian besar metode evaluasi aktivitas antivirus masih memisahkan pengujian efikasi dengan pengujian keselamatan. Padahal, dari perspektif safe and sustainable by design, kedua aspek tersebut seharusnya dievaluasi secara bersamaan. Suatu pelapis yang sangat efektif membunuh virus tetapi melepaskan nanopartikel dalam jumlah besar selama penggunaan tidak dapat dianggap sebagai solusi yang sepenuhnya berkelanjutan.

 

Oleh karena itu, revisi ISO/PWI TS 25402 perlu memasukkan pengukuran laju pelepasan nano-objek (leaching rate) sebagai salah satu parameter wajib. Teknik analisis seperti Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS), Single Particle ICP-MS (spICP-MS), Nanoparticle Tracking Analysis (NTA), serta Transmission Electron Microscopy (TEM) dapat digunakan untuk mengidentifikasi konsentrasi, ukuran, distribusi, dan karakteristik nano-objek yang terlepas selama proses simulasi penggunaan.

 

1.9 Research Gap

 

Meskipun penelitian mengenai material antivirus berkembang sangat pesat dalam beberapa tahun terakhir, terdapat kesenjangan yang nyata antara pengembangan material, metode pengujian, dan kebutuhan standardisasi internasional. Sebagian besar publikasi ilmiah masih berorientasi pada peningkatan efikasi antivirus di laboratorium, sedangkan aspek reliabilitas jangka panjang, reproduksibilitas antar laboratorium (interlaboratory reproducibility), degradasi akibat lingkungan, serta keselamatan sepanjang siklus hidup produk masih relatif sedikit dikaji secara sistematis (OECD, 2022; Nowack et al., 2023).

 

Di sisi lain, standar internasional yang tersedia, seperti ISO 21702, telah memberikan dasar metodologi untuk mengukur aktivitas antivirus, tetapi belum mengakomodasi evaluasi perubahan performa setelah material mengalami penuaan fisik, kimia, dan mekanis. Inisiatif pengembangan ISO/PWI TS 25402 merupakan langkah penting untuk mengisi kekosongan tersebut, namun rancangan awalnya masih memerlukan penyempurnaan agar mampu mengintegrasikan aspek durabilitas, keselamatan, dan relevansi biologis secara lebih komprehensif.

 

Selain itu, hingga saat ini belum terdapat kerangka evaluasi internasional yang secara terpadu menghubungkan karakterisasi material nano, simulasi environmental weathering, evaluasi aktivitas antivirus kinetik, serta kuantifikasi pelepasan nano-objek dalam satu alur pengujian yang konsisten. Kekosongan metodologis ini berpotensi menghasilkan variasi interpretasi antar laboratorium, menghambat harmonisasi regulasi, dan menurunkan kepercayaan terhadap klaim performa produk di pasar global.

 

1.10 Tujuan Artikel

 

Berdasarkan berbagai tantangan tersebut, artikel ini bertujuan untuk melakukan analisis kritis terhadap urgensi revisi ISO/PWI TS 25402 sebagai landasan pengembangan standar internasional mengenai evaluasi keandalan aktivitas antivirus pada permukaan non-poros berlapis nano. Secara khusus, artikel ini bertujuan untuk:

1. mengevaluasi kesenjangan metodologis dalam rancangan ISO/PWI TS 25402 dibandingkan dengan kebutuhan aplikasi di dunia nyata (real-world performance);
2. menganalisis pentingnya integrasi simulasi environmental weathering, abrasi mekanis, dan degradasi kimia dalam evaluasi reliabilitas aktivitas antivirus;
3. mengkaji perlunya pemilihan panel virus uji yang lebih representatif, mencakup virus beramplop dan tanpa amplop, guna meningkatkan validitas ilmiah hasil pengujian;
4. menelaah urgensi pengukuran pelepasan nano-objek (nanoparticle leaching) sebagai bagian integral dari evaluasi keamanan lingkungan dan kesehatan (Environmental Health and Safety);
5. mengusulkan kerangka evaluasi berbasis Surface Life-Cycle Reliability yang mengintegrasikan karakterisasi fisikokimia, pengujian durabilitas, evaluasi aktivitas antivirus kinetik, serta analisis pelepasan nano-objek untuk mendukung penyusunan ISO/PWI TS 25402 yang lebih komprehensif, terharmonisasi, dan siap diadopsi sebagai standar internasional.

 

Dengan pendekatan tersebut, artikel ini diharapkan tidak hanya memberikan kontribusi konseptual bagi pengembangan standar ISO/TC 229, tetapi juga menjadi rujukan ilmiah bagi peneliti, industri, regulator, dan lembaga standardisasi dalam merancang sistem evaluasi pelapis nano antivirus yang lebih andal, aman, dan berkelanjutan. Pada bagian selanjutnya akan diuraikan metodologi kajian yang digunakan untuk menganalisis dokumen standar, literatur ilmiah, serta praktik terbaik (best practices) dalam evaluasi keandalan material nano antivirus.

 

II. METODOLOGI

 

2.1 Desain Penelitian

 

Artikel ini disusun menggunakan pendekatan kajian literatur kritis (critical literature review) yang dipadukan dengan analisis komparatif standar internasional (comparative standards analysis). Berbeda dengan systematic review yang berorientasi pada sintesis kuantitatif hasil penelitian primer, pendekatan critical review bertujuan mengevaluasi secara mendalam kekuatan, keterbatasan, konsistensi, serta implikasi ilmiah dan regulatif dari suatu dokumen standar yang masih berada pada tahap pengembangan (Grant & Booth, 2009; Snyder, 2019).

 

Dalam penelitian ini, objek utama yang dianalisis adalah dokumen ISO/PWI TS 25402: Nanotechnologies—Reliability evaluation of antiviral activity on non-porous nanocoated surfaces yang masih berada pada tahap Preliminary Work Item (PWI) di bawah koordinasi ISO/TC 229 Nanotechnologies. Status PWI menunjukkan bahwa dokumen tersebut masih terbuka terhadap masukan teknis, validasi ilmiah, dan penyempurnaan metodologi sebelum berkembang menjadi Technical Specification (TS) ataupun International Standard (IS) (ISO, 2023).

 

Pendekatan kajian kritis dipilih karena tujuan utama penelitian bukan untuk menguji hipotesis eksperimental, melainkan untuk mengevaluasi sejauh mana rancangan standar telah mampu mengakomodasi perkembangan mutakhir ilmu nanoteknologi, virologi, ilmu material, toksikologi lingkungan, serta kebutuhan harmonisasi regulasi internasional. Oleh karena itu, pembahasan difokuskan pada identifikasi kesenjangan metodologis (methodological gaps), analisis risiko ilmiah, serta penyusunan rekomendasi berbasis bukti (evidence-based recommendations).

 

Secara konseptual, penelitian ini mengintegrasikan perspektif dari lima disiplin ilmu, yaitu:

1. Nanoteknologi, khususnya karakterisasi nano-objek, mekanisme aktivitas antivirus, dan stabilitas nanomaterial.
2. Virologi, terutama mengenai karakteristik virus surrogate, virus beramplop dan tanpa amplop, serta mekanisme inaktivasi virus.
3. Ilmu material, yang mencakup degradasi material, ketahanan mekanis, adhesi lapisan, dan environmental weathering.
4. Environmental Health and Safety (EHS), yang membahas pelepasan nano-objek, paparan lingkungan, dan keamanan manusia.
5. Ilmu standardisasi, yang mencakup prinsip harmonisasi metode uji, reproduksibilitas antar laboratorium (interlaboratory reproducibility), validasi metode, dan pengembangan standar internasional.

Dengan pendekatan multidisiplin tersebut, artikel ini diharapkan mampu menghasilkan rekomendasi yang tidak hanya relevan secara akademik, tetapi juga dapat diterapkan oleh organisasi standardisasi internasional, regulator, industri, maupun laboratorium pengujian.

 

2.2 Strategi Penelusuran Literatur

 

Literatur ilmiah dikumpulkan melalui penelusuran sistematis terhadap berbagai basis data internasional yang memiliki reputasi tinggi dalam bidang nanoteknologi, material maju, virologi, toksikologi, kesehatan lingkungan, dan standardisasi. Basis data yang digunakan meliputi:

• Scopus
• Web of Science Core Collection
• PubMed/MEDLINE
• ScienceDirect (Elsevier)
• SpringerLink
• Wiley Online Library
• IEEE Xplore
• ACS Publications
• Nature Portfolio
• Taylor & Francis Online

 

Selain literatur akademik, penelitian ini juga menggunakan berbagai sumber regulasi dan dokumen teknis internasional, antara lain:

• International Organization for Standardization (ISO)
• Organisation for Economic Co-operation and Development (OECD)
• World Health Organization (WHO)
• United States Environmental Protection Agency (US EPA)
• European Chemicals Agency (ECHA)
• ASTM International
• European Committee for Standardization (CEN)
• International Electrotechnical Commission (IEC)

 

Penggunaan berbagai sumber tersebut bertujuan memperoleh gambaran yang komprehensif mengenai perkembangan ilmu pengetahuan sekaligus perkembangan regulasi internasional yang berkaitan dengan evaluasi aktivitas antivirus pada material nano.

 

2.3 Strategi Pencarian Literatur

 

Pencarian literatur dilakukan menggunakan kombinasi kata kunci (Boolean search strategy) sebagai berikut:

• "antiviral nanocoating"
• "antiviral surface"
• "nanotechnology antiviral materials"
• "surface reliability"
• "environmental weathering"
• "accelerated aging"
• "nanoparticle leaching"
• "nano-object release"
• "virus surrogate"
• "ISO 21702"
• "ISO TC 229"
• "ISO/PWI TS 25402"
• "surface durability"
• "photocatalytic antiviral"
• "silver nanoparticle antiviral"
• "copper antiviral coating"
• "graphene antiviral"
• "environmental health and safety nanomaterials"

 

Kombinasi operator Boolean digunakan untuk meningkatkan sensitivitas pencarian, misalnya:

("antiviral coating" OR "antiviral surface") AND (reliability OR durability)

("nanoparticle leaching" AND environmental safety)

("ISO 21702" OR "ISO TC229")

("accelerated weathering" AND nanocoating)

 

Penelusuran literatur dibatasi terutama pada publikasi tahun 2015–2026, dengan penekanan khusus pada hasil penelitian terbaru setelah pandemi COVID-19 karena periode tersebut menunjukkan perkembangan paling pesat dalam teknologi pelapis antivirus.

 

2.4 Kriteria Inklusi dan Eksklusi Literatur

 

Untuk menjaga kualitas ilmiah kajian, literatur diseleksi menggunakan kriteria inklusi dan eksklusi yang telah ditetapkan sebelumnya.

 

2.4.1 Kriteria Inklusi

Literatur dimasukkan apabila memenuhi salah satu atau lebih kriteria berikut:

• artikel penelitian asli (original research);
• artikel tinjauan (review article);
• dokumen standar internasional;
• laporan teknis organisasi internasional;
• pedoman regulator;
• artikel yang membahas aktivitas antivirus material nano;
• penelitian mengenai durability atau reliability material;
• penelitian mengenai environmental weathering;
• penelitian mengenai pelepasan nano-objek;
• publikasi berbahasa Inggris.

 

2.4.2 Kriteria Eksklusi

Literatur tidak dimasukkan apabila:

• hanya berupa abstrak konferensi;
• tidak tersedia teks lengkap;
• membahas aktivitas antibakteri tanpa komponen antivirus;
• membahas nanomaterial yang tidak diaplikasikan sebagai pelapis permukaan;
• tidak memiliki metodologi yang jelas;
• merupakan publikasi duplikat.

Melalui proses seleksi tersebut diperoleh literatur yang memiliki kualitas metodologi tinggi dan relevan dengan fokus penelitian.

 

2.5 Analisis Dokumen Standar

 

Selain melakukan kajian terhadap artikel ilmiah, penelitian ini juga menganalisis berbagai dokumen standardisasi internasional yang berkaitan langsung maupun tidak langsung dengan evaluasi aktivitas antivirus material nano.

 

Dokumen utama yang dianalisis meliputi:

• ISO/PWI TS 25402
• ISO 21702
• ISO 80004-1
• ISO/TS 23302
• ISO/TS 12025
• ISO 10993 (biological evaluation)
• ISO 1518 (scratch resistance)
• ISO 4892 (accelerated weathering)

 

Selanjutnya dilakukan analisis komparatif terhadap pedoman internasional lain seperti:

• OECD Test Guidelines
• OECD Working Party on Manufactured Nanomaterials (WPMN)
• ASTM International
• US EPA Guidance
• ECHA Guidance on Nanomaterials

 

Analisis dilakukan terhadap beberapa aspek penting, yaitu:

1. ruang lingkup standar;
2. definisi istilah teknis;
3. metode karakterisasi material;
4. metode evaluasi aktivitas antivirus;
5. simulasi degradasi material;
6. validasi metode;
7. reproduksibilitas antar laboratorium;
8. evaluasi keselamatan;
9. pendekatan siklus hidup (life-cycle approach);
10. kesesuaian terhadap prinsip safe and sustainable by design.

 

Pendekatan komparatif tersebut memungkinkan identifikasi area yang belum terakomodasi secara memadai dalam ISO/PWI TS 25402.

 

2.6 Kerangka Analisis Kritis

 

Analisis kritis dilakukan menggunakan pendekatan Gap Analysis Framework, yaitu membandingkan kondisi metodologi yang terdapat pada rancangan ISO/PWI TS 25402 dengan kebutuhan ilmiah berdasarkan perkembangan mutakhir literatur.

 

Empat dimensi evaluasi utama yang digunakan adalah:

 

A. Scientific Validity

Menilai apakah metode yang diusulkan benar-benar mampu merepresentasikan mekanisme aktivitas antivirus pada kondisi nyata.

 

B. Reliability Assessment

Menilai apakah metode mampu mengevaluasi perubahan aktivitas antivirus setelah material mengalami degradasi selama penggunaan.

 

C. Environmental Health and Safety (EHS)

Menilai apakah standar telah mengintegrasikan aspek keselamatan manusia dan lingkungan melalui evaluasi pelepasan nano-objek.

 

D. Regulatory Applicability

Menilai sejauh mana metode dapat diterapkan secara internasional oleh laboratorium, regulator, maupun industri.

 

Keempat dimensi tersebut digunakan sebagai dasar dalam menyusun rekomendasi revisi metodologi pada bagian pembahasan.

 

2.7 Kerangka Konseptual Penelitian

 

Kajian ini mengembangkan suatu kerangka konseptual yang menempatkan Surface Life-Cycle Reliability sebagai paradigma baru dalam evaluasi pelapis nano antivirus.

Kerangka tersebut terdiri atas lima tahapan yang saling berhubungan:

 

1. Karakterisasi Awal Material
• ukuran nanopartikel;
• morfologi;
• komposisi kimia;
• ketebalan lapisan;
• adhesi.
2. Simulasi Penuaan Akselerasi
• paparan UV;
• siklus temperatur;
• kelembapan;
• abrasi mekanis;
• paparan disinfektan.
3. Evaluasi Aktivitas Antivirus
• virus beramplop;
• virus tanpa amplop;
• kinetika penurunan virus;
• reproduksibilitas hasil.
4. Evaluasi Pelepasan Nano-Objek
• ICP-MS;
• spICP-MS;
• TEM;
• SEM-EDS;
• nanoparticle tracking analysis.
5. Penilaian Risiko
• performa jangka panjang;
• keamanan lingkungan;
• keamanan manusia;
• kepatuhan terhadap regulasi internasional.

 

Kerangka ini menjadi dasar penyusunan usulan revisi ISO/PWI TS 25402 yang akan dibahas pada bagian hasil dan pembahasan.

 

2.8 Metode Sintesis dan Penyusunan Rekomendasi

 

Seluruh bukti ilmiah yang diperoleh selanjutnya disintesis secara naratif (narrative synthesis) dengan mempertimbangkan tingkat konsistensi hasil penelitian, kualitas metodologi, serta relevansi terhadap pengembangan standar internasional. Pendekatan sintesis ini dipilih karena memungkinkan integrasi bukti yang berasal dari berbagai disiplin ilmu, termasuk nanoteknologi, virologi, toksikologi, ilmu material, dan standardisasi.

 

Rekomendasi yang dihasilkan tidak hanya didasarkan pada frekuensi kemunculan suatu temuan dalam literatur, tetapi juga pada kekuatan bukti ilmiah, kesesuaian dengan prinsip metrologi internasional, kompatibilitas dengan standar ISO yang telah ada, serta potensi implementasinya oleh industri dan laboratorium pengujian. Dengan demikian, usulan revisi ISO/PWI TS 25402 yang disampaikan dalam artikel ini diharapkan mampu meningkatkan validitas ilmiah, reproduksibilitas hasil, keselamatan lingkungan, dan harmonisasi regulasi internasional bagi evaluasi keandalan aktivitas antivirus pada permukaan berlapis nano.

 

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

 

3.1 Pengabaian Simulasi Environmental Weathering dan Stres Mekanis: Kesenjangan Fundamental dalam Evaluasi Keandalan Pelapis Nano Antivirus

 

Salah satu temuan utama dari kajian ini adalah bahwa rancangan ISO/PWI TS 25402 masih berorientasi pada pengukuran aktivitas antivirus pada kondisi awal material (initial performance) dan belum secara memadai mengakomodasi perubahan performa akibat degradasi selama masa pakai (service life degradation). Padahal, dari perspektif ilmu material dan rekayasa keandalan (materials reliability engineering), suatu material fungsional tidak hanya dinilai berdasarkan efektivitasnya pada saat baru diproduksi (as-prepared), tetapi juga berdasarkan kemampuannya mempertahankan fungsi tersebut setelah mengalami paparan berbagai tekanan lingkungan dan operasional dalam jangka panjang (ISO 9000:2015; Nowack et al., 2023).

 

Konsep ini menjadi semakin penting karena sebagian besar aplikasi pelapis nano antivirus ditujukan untuk permukaan dengan frekuensi kontak yang tinggi (high-touch surfaces), seperti pegangan pintu, panel lift, rel transportasi publik, meja pelayanan, tempat tidur pasien, sakelar listrik, layar sentuh, serta peralatan medis. Permukaan-permukaan tersebut mengalami kombinasi paparan mekanis, kimia, termal, dan biologis yang berlangsung secara simultan sepanjang umur pakainya. Oleh karena itu, pengujian yang hanya dilakukan pada permukaan baru tidak dapat menggambarkan kondisi penggunaan sebenarnya (real-world performance) (OECD, 2022; ISO/TS 23302:2021).

 

3.1.1 Konsep Environmental Weathering dalam Ilmu Material

 

Dalam ilmu material, istilah environmental weathering mengacu pada seluruh proses degradasi fisik, kimia, maupun fotokimia yang terjadi akibat paparan lingkungan selama masa penggunaan material. Berbeda dengan kerusakan akibat kegagalan struktural mendadak, weathering berlangsung secara perlahan dan kumulatif melalui interaksi berbagai faktor lingkungan, seperti radiasi ultraviolet (UV), fluktuasi temperatur, kelembapan relatif, oksigen atmosfer, polutan udara, hujan, aerosol garam, bahan kimia pembersih, dan abrasi mekanis (ISO 4892; ASTM G154).

 

Fenomena tersebut telah lama menjadi perhatian dalam pengembangan cat industri, pelapis otomotif, material konstruksi, serta polimer teknik. Namun, dalam bidang nanocoating antivirus, konsep weathering relatif baru memperoleh perhatian setelah pandemi COVID-19 mendorong penggunaan pelapis antivirus secara luas pada fasilitas publik. Banyak penelitian awal lebih berfokus pada peningkatan efikasi antivirus dibandingkan evaluasi ketahanan material setelah mengalami degradasi lingkungan (Sportelli et al., 2020; Talebian et al., 2023).

 

Padahal, mekanisme aktivitas antivirus dari berbagai nanomaterial sangat bergantung pada kondisi permukaan. Sebagai contoh, nanopartikel perak (AgNPs) menghasilkan aktivitas antivirus melalui pelepasan ion Ag⁺ yang berinteraksi dengan protein virus dan materi genetiknya. Jika proses weathering mengurangi jumlah nanopartikel yang terekspos di permukaan atau mengubah laju pelepasan ion, maka aktivitas antivirus akan menurun secara signifikan (Jeremiah et al., 2020; Rai et al., 2021).

 

Demikian pula pada material fotokatalitik berbasis titanium dioksida (TiO₂), kemampuan menghasilkan reactive oxygen species (ROS) sangat dipengaruhi oleh luas permukaan aktif, struktur kristal, tingkat kontaminasi permukaan, serta intensitas cahaya yang diterima. Degradasi lapisan akibat abrasi maupun perubahan morfologi permukaan dapat menurunkan efisiensi fotokatalitik sehingga kemampuan inaktivasi virus menjadi berkurang (Foster et al., 2011; Nakano et al., 2012).

 

Dengan demikian, evaluasi aktivitas antivirus tanpa mempertimbangkan environmental weathering hanya memberikan gambaran mengenai potensi biologis awal, bukan keandalan fungsional jangka panjang.

 

3.1.2 Mekanisme Degradasi Pelapis Nano di Dunia Nyata

 

Berdasarkan sintesis berbagai penelitian, degradasi pelapis nano antivirus berlangsung melalui interaksi beberapa mekanisme utama yang saling memengaruhi (Gambar konseptual akan disajikan pada bagian selanjutnya).

 

a. Fotodegradasi akibat Radiasi Ultraviolet

Paparan sinar ultraviolet merupakan salah satu faktor paling dominan dalam menurunkan stabilitas pelapis nano, terutama pada aplikasi luar ruang (outdoor applications) maupun ruang dengan intensitas pencahayaan tinggi.

Radiasi UV mampu memicu:

• pemutusan rantai polimer (chain scission);
• oksidasi matriks pengikat (binder oxidation);
• pembentukan retakan mikro (microcracking);
• perubahan warna (photo-yellowing);
• penurunan kekuatan adhesi lapisan.

 

Akibatnya, nanopartikel aktif menjadi lebih mudah terlepas dari permukaan atau bahkan tertutup oleh produk degradasi sehingga aktivitas antivirus menurun secara bertahap (ISO 4892-2; ASTM G154; Foster et al., 2011).

Selain itu, pada beberapa sistem nanokomposit, paparan UV jangka panjang dapat menyebabkan aglomerasi nanopartikel. Aglomerasi ini mengurangi luas permukaan spesifik yang tersedia untuk berinteraksi dengan virus sehingga efektivitas biologis ikut menurun (Nowack et al., 2023).

 

b. Fluktuasi Temperatur dan Kelembapan

Perubahan temperatur harian menyebabkan proses pemuaian (thermal expansion) dan penyusutan (thermal contraction) berulang pada lapisan pelindung.

Jika koefisien ekspansi termal antara lapisan nano dan substrat berbeda, maka akan muncul tegangan internal (interfacial stress) yang secara perlahan menghasilkan:

• delaminasi,
• retakan mikro,
• kehilangan adhesi,
• deformasi permukaan.

Kelembapan tinggi mempercepat proses tersebut melalui mekanisme difusi air ke dalam matriks polimer.

Air yang masuk ke dalam lapisan mampu:

• melarutkan sebagian ion logam,
• mempercepat korosi,
• meningkatkan hidrolisis,
• mempercepat degradasi ikatan kimia.

Fenomena ini sangat relevan bagi negara tropis seperti Indonesia yang memiliki kelembapan relatif tahunan di atas 70%. Oleh karena itu, simulasi kelembapan tinggi (high humidity exposure) seharusnya menjadi bagian wajib dalam evaluasi keandalan pelapis nano antivirus (OECD, 2022).

 

c. Abrasi Mekanis akibat Sentuhan Berulang

Faktor yang paling sering diabaikan dalam pengujian laboratorium adalah abrasi mekanis.

Pada kenyataannya, pegangan pintu rumah sakit dapat disentuh ribuan kali setiap hari.

Panel lift dapat mengalami:

• gesekan kuku,
• cincin logam,
• kunci,
• troli,
• alat medis.

Setiap kontak menghasilkan kehilangan material dalam jumlah sangat kecil (micro-wear), namun bersifat kumulatif.

 

Dalam beberapa bulan penggunaan, lapisan permukaan dapat mengalami:

• penurunan ketebalan,
• hilangnya nanopartikel aktif,
• perubahan kekasaran permukaan,
• berkurangnya luas kontak dengan virus.

 

Padahal aktivitas antivirus sangat bergantung pada keberadaan nanopartikel aktif yang berada tepat di lapisan paling luar permukaan.

Oleh karena itu, evaluasi sebelum dan sesudah abrasi mekanis menjadi sangat penting.

Standar industri seperti ISO 1518, ASTM D4060 (Taber Abrasion Test), maupun metode abrasi reciprocating sebenarnya telah lama digunakan pada industri pelapis, tetapi hingga kini belum menjadi bagian integral dalam evaluasi aktivitas antivirus (ASTM International, 2023).

 

d. Paparan Bahan Disinfektan

Paradoks menarik muncul pada aplikasi pelapis antivirus di rumah sakit.

Semakin sering suatu permukaan dibersihkan menggunakan alkohol, natrium hipoklorit, maupun hidrogen peroksida, justru semakin besar kemungkinan lapisan pelindung mengalami degradasi.

Banyak formulasi nanocoating menggunakan matriks polimer organik sebagai pengikat nanopartikel.

Paparan disinfektan berulang dapat menyebabkan:

• pembengkakan (swelling);
• ekstraksi aditif;
• pelunakan matriks;
• oksidasi;
• penurunan kekuatan adhesi.

 

Konsekuensinya adalah meningkatnya pelepasan nanopartikel serta berkurangnya densitas partikel aktif pada permukaan.

Ironisnya, sebagian besar metode uji aktivitas antivirus belum memasukkan simulasi pembersihan rutin sebagai bagian dari prosedur evaluasi.

Akibatnya, produk yang menunjukkan aktivitas antivirus tinggi di laboratorium belum tentu mampu mempertahankan performa tersebut setelah mengalami ratusan siklus pembersihan selama penggunaan nyata (Kampf et al., 2020).

 

3.1.3 Kelemahan ISO/PWI TS 25402 dalam Mengakomodasi Weathering

 

Berdasarkan analisis terhadap rancangan ISO/PWI TS 25402, terdapat beberapa kelemahan metodologis yang berpotensi menurunkan validitas hasil evaluasi keandalan.

 

Pertama, rancangan standar masih berorientasi pada pengujian permukaan baru tanpa mensyaratkan simulasi penuaan akselerasi (accelerated weathering) sebelum dilakukan uji aktivitas antivirus. Pendekatan ini mengasumsikan bahwa sifat permukaan tetap konstan sepanjang masa pakai, padahal berbagai penelitian menunjukkan bahwa karakteristik fisikokimia pelapis nano berubah secara progresif akibat paparan lingkungan (Nowack et al., 2023; Sportelli et al., 2020).

 

Kedua, standar belum menetapkan parameter kuantitatif mengenai perubahan sifat permukaan sebelum dan sesudah proses penuaan. Idealnya, evaluasi tidak hanya mengukur penurunan aktivitas antivirus, tetapi juga mengaitkannya dengan perubahan ketebalan lapisan, kekasaran permukaan, distribusi nanopartikel, sudut kontak air (water contact angle), energi permukaan, dan kekuatan adhesi. Hubungan antara perubahan karakteristik fisik tersebut dengan penurunan efikasi biologis akan memberikan pemahaman mekanistik yang lebih kuat serta meningkatkan reproduksibilitas antar laboratorium.

 

Ketiga, belum terdapat ketentuan mengenai jumlah siklus penuaan yang harus dilalui sampel sebelum pengujian. Dalam disiplin ilmu material, pengujian akselerasi umumnya dinyatakan dalam jumlah jam paparan UV, jumlah siklus kelembapan, atau jumlah siklus abrasi yang dikorelasikan dengan masa pakai aktual. Tanpa parameter tersebut, setiap laboratorium dapat menerapkan kondisi yang berbeda sehingga hasil pengujian sulit dibandingkan secara langsung.

 

Keempat, belum ada integrasi antara pengujian weathering dengan evaluasi keamanan material. Padahal, degradasi yang menurunkan aktivitas antivirus sering kali juga meningkatkan risiko pelepasan nano-objek ke lingkungan. Oleh karena itu, pengujian durabilitas dan keselamatan seharusnya dilakukan secara terpadu dalam satu rangkaian metodologi.

 

3.1.4 Usulan Integrasi Simulasi Accelerated Environmental Weathering

 

Berdasarkan hasil kajian ini, evaluasi keandalan dalam ISO/PWI TS 25402 sebaiknya mengadopsi pendekatan Accelerated Environmental Weathering Protocol (AEWP) yang mengintegrasikan faktor-faktor degradasi utama secara berurutan sebelum pengujian aktivitas antivirus dilakukan.

 

Kerangka yang diusulkan meliputi:

1. Paparan UV-A dan UV-B sesuai ISO 4892 atau ASTM G154 untuk mensimulasikan fotodegradasi.
2. Siklus temperatur dan kelembapan yang merepresentasikan variasi iklim tropis maupun subtropis.
3. Uji abrasi mekanis menggunakan ISO 1518, ASTM D4060, atau metode setara untuk mensimulasikan kontak berulang.
4. Paparan berulang terhadap disinfektan (misalnya etanol 70%, natrium hipoklorit, dan hidrogen peroksida) guna mengevaluasi ketahanan kimia lapisan.
5. Karakterisasi ulang fisikokimia menggunakan scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), pengukuran sudut kontak, dan uji adhesi untuk menghubungkan perubahan struktur permukaan dengan perubahan aktivitas antivirus.
6. Pengujian aktivitas antivirus pasca-penuaan menggunakan panel virus yang representatif, sehingga diperoleh gambaran mengenai penurunan efikasi selama siklus hidup material.

Pendekatan ini tidak hanya meningkatkan relevansi hasil uji terhadap kondisi penggunaan nyata, tetapi juga memungkinkan pengembangan indikator Surface Life-Cycle Reliability, yaitu parameter yang menggambarkan kemampuan suatu pelapis nano mempertahankan fungsi antivirus sepanjang masa pakainya. Paradigma tersebut diharapkan menjadi fondasi utama bagi revisi ISO/PWI TS 25402 sehingga standar yang dihasilkan tidak sekadar mengukur efikasi awal, melainkan juga memberikan jaminan ilmiah mengenai durabilitas, keamanan, dan keberlanjutan material dalam berbagai kondisi operasional.

 

3.2 Keterbatasan Representasi Virus Uji (Surrogate Virus) dan Implikasinya terhadap Validitas Evaluasi Aktivitas Antivirus

 

Keandalan suatu metode pengujian aktivitas antivirus tidak hanya ditentukan oleh kualitas karakterisasi material atau ketepatan prosedur laboratorium, tetapi juga oleh representativitas virus uji (test virus) yang digunakan. Dalam konteks standardisasi internasional, pemilihan virus merupakan salah satu keputusan metodologis yang paling krusial karena akan memengaruhi interpretasi efikasi suatu material, reproduksibilitas hasil antar laboratorium, serta validitas klaim produk di pasar global. Oleh karena itu, evaluasi kritis terhadap strategi pemilihan surrogate virus dalam rancangan ISO/PWI TS 25402 menjadi aspek yang sangat penting sebelum dokumen tersebut ditetapkan sebagai Technical Specification (TS).

 

Sebagian besar standar internasional, termasuk ISO 21702:2019 (Measurement of antiviral activity on plastics and other non-porous surfaces), menggunakan virus surrogate sebagai pengganti virus patogen yang memerlukan fasilitas laboratorium dengan tingkat keamanan hayati tinggi (Biosafety Level atau BSL-3 dan BSL-4). Pendekatan ini didasarkan pada pertimbangan keselamatan biologis, kemudahan reproduksi hasil, ketersediaan kultur virus, serta efisiensi operasional laboratorium (ISO 21702:2019; ASTM E1053). Meskipun demikian, pendekatan tersebut memiliki keterbatasan mendasar karena tidak semua virus memiliki karakteristik biologis, fisikokimia, maupun sensitivitas terhadap agen antivirus yang sama.

 

Dalam praktiknya, aktivitas antivirus suatu nanomaterial sering kali dipengaruhi oleh struktur virus yang diuji. Virus beramplop (enveloped viruses) memiliki membran lipid yang relatif rentan terhadap oksidasi, gangguan surfaktan, maupun pembentukan reactive oxygen species (ROS), sedangkan virus tanpa amplop (non-enveloped viruses) memiliki kapsid protein yang jauh lebih stabil terhadap berbagai tekanan lingkungan. Oleh sebab itu, hasil pengujian menggunakan satu jenis virus tidak dapat secara otomatis digeneralisasikan untuk seluruh kelompok virus yang mungkin ditemui pada aplikasi dunia nyata (Tuladhar et al., 2012; Gerba, 2015).

 

Kajian ini menunjukkan bahwa salah satu kelemahan konseptual dalam pendekatan yang masih banyak digunakan saat ini adalah kecenderungan mengevaluasi aktivitas antivirus berdasarkan satu atau dua virus surrogate saja. Pendekatan tersebut memang memberikan kemudahan dalam standardisasi, namun berpotensi menghasilkan bias biologis (biological bias) yang menyebabkan klaim efikasi menjadi terlalu optimistis (overestimated efficacy) atau justru terlalu konservatif (underestimated efficacy) bergantung pada karakteristik virus yang dipilih.

 

3.2.1 Konsep Surrogate Virus dalam Standardisasi Internasional

 

Dalam ilmu virologi, surrogate virus didefinisikan sebagai virus yang digunakan untuk mewakili karakteristik biologis virus target karena alasan keselamatan, kemudahan kultur, atau keterbatasan fasilitas laboratorium. Penggunaan virus surrogate telah menjadi praktik umum dalam berbagai standar internasional, terutama ketika virus target memerlukan laboratorium BSL-3 atau BSL-4, seperti SARS-CoV-2, virus Ebola, atau virus Nipah.

 

Idealnya, suatu surrogate virus harus memiliki kesamaan dengan virus target dalam beberapa aspek penting, yaitu:

1. struktur morfologi (beramplop atau tanpa amplop);
2. ukuran partikel;
3. komposisi protein kapsid atau amplop;
4. stabilitas lingkungan;
5. mekanisme infeksi;
6. sensitivitas terhadap agen antivirus.

 

Namun demikian, sangat sulit menemukan satu virus yang mampu merepresentasikan seluruh karakteristik tersebut secara bersamaan. Akibatnya, virus surrogate yang dipilih sering kali hanya merepresentasikan sebagian sifat biologis virus target.

 

Sebagai contoh, bakteriofag Phi6 banyak digunakan sebagai surrogate bagi SARS-CoV-2 karena sama-sama memiliki amplop lipid. Akan tetapi, Phi6 merupakan virus RNA yang menginfeksi bakteri Pseudomonas syringae dan memiliki komposisi protein amplop, mekanisme adsorpsi, serta stabilitas lingkungan yang berbeda dibandingkan coronavirus. Demikian pula, bakteriofag MS2, yang sering digunakan dalam penelitian desinfeksi, merupakan virus tanpa amplop yang memiliki ketahanan lingkungan jauh lebih tinggi daripada sebagian besar virus respiratori manusia. Oleh karena itu, penggunaan satu virus surrogate tidak selalu mampu menggambarkan respons seluruh kelompok virus terhadap suatu material antivirus (Fedorenko et al., 2020; Aquino de Carvalho et al., 2017).

 

Dalam konteks standardisasi, penggunaan surrogate virus tetap merupakan pilihan yang rasional dan praktis. Akan tetapi, pemilihannya harus didasarkan pada prinsip representativitas biologis yang jelas, serta disertai penjelasan mengenai ruang lingkup interpretasi hasil uji. Tanpa batasan tersebut, terdapat risiko bahwa hasil pengujian akan digunakan secara berlebihan untuk mendukung klaim efektivitas terhadap virus lain yang belum pernah diuji secara langsung.

 

3.2.2 Keterbatasan Pendekatan ISO 21702 terhadap Variabilitas Virus

 

ISO 21702:2019 merupakan tonggak penting dalam harmonisasi metode pengujian aktivitas antivirus pada permukaan non-poros. Standar ini menyediakan prosedur yang relatif seragam mengenai inokulasi virus, waktu kontak, pemulihan virus, dan perhitungan nilai aktivitas antivirus (antiviral activity value). Dengan adanya prosedur yang terstandarisasi, hasil pengujian dari berbagai laboratorium menjadi lebih mudah dibandingkan.

 

Meskipun demikian, ISO 21702 pada dasarnya dirancang untuk mengevaluasi aktivitas antivirus, bukan keandalan aktivitas antivirus setelah material mengalami degradasi. Selain itu, standar ini tidak menetapkan suatu panel virus representatif yang mencakup keragaman biologis virus secara luas. Pemilihan virus uji diserahkan kepada tujuan penelitian atau kebutuhan pengguna standar, sehingga terdapat variasi yang cukup besar dalam praktik laboratorium.

 

Variasi tersebut menimbulkan beberapa konsekuensi ilmiah.

Pertama, hasil pengujian dari dua laboratorium dapat berbeda secara signifikan meskipun menggunakan material yang sama, hanya karena virus yang digunakan berbeda. Sebagai contoh, suatu pelapis fotokatalitik berbasis TiO₂ mungkin menunjukkan penurunan titer virus lebih dari 99,9% terhadap virus beramplop dalam kondisi pencahayaan tertentu, tetapi hanya memberikan penurunan terbatas terhadap virus tanpa amplop yang lebih resisten terhadap mekanisme oksidasi.

 

Kedua, tidak adanya klasifikasi virus berdasarkan karakteristik biologis menyebabkan interpretasi terhadap nilai aktivitas antivirus menjadi kurang informatif. Sebuah nilai reduksi log (log reduction) yang tinggi belum tentu mencerminkan spektrum aktivitas yang luas apabila pengujian hanya dilakukan terhadap virus yang relatif mudah diinaktivasi.

 

Ketiga, pendekatan ini menyulitkan regulator dalam mengevaluasi klaim produk. Apabila suatu produsen menguji produknya hanya terhadap satu jenis virus surrogate, regulator perlu mempertimbangkan apakah hasil tersebut cukup untuk mendukung klaim efektivitas terhadap virus lain yang memiliki karakteristik berbeda. Tanpa pedoman yang jelas, interpretasi dapat bervariasi antarnegara sehingga menghambat harmonisasi regulasi internasional.

 

Kondisi tersebut menunjukkan bahwa ISO/PWI TS 25402 memiliki peluang strategis untuk melengkapi ISO 21702 dengan mengembangkan pendekatan evaluasi yang lebih komprehensif, khususnya dalam aspek representasi biologis virus uji.

 

3.2.3 Perbedaan Fundamental antara Virus Beramplop dan Tanpa Amplop

 

Dari perspektif virologi, pembagian virus menjadi kelompok beramplop (enveloped viruses) dan tanpa amplop (non-enveloped viruses) merupakan salah satu klasifikasi yang paling relevan dalam evaluasi aktivitas antivirus material nano.

 

Virus beramplop memiliki membran lipid yang berasal dari membran sel inang selama proses pelepasan (budding). Membran ini mengandung glikoprotein yang berfungsi sebagai reseptor untuk proses infeksi. Karena tersusun atas lipid, amplop virus relatif mudah mengalami kerusakan akibat oksidasi, deterjen, alkohol, maupun ROS yang dihasilkan oleh material fotokatalitik seperti TiO₂ atau ZnO. Oleh sebab itu, kelompok virus ini umumnya lebih sensitif terhadap berbagai teknologi pelapis antivirus (Prather et al., 2020; Rai et al., 2021).

 

Sebaliknya, virus tanpa amplop hanya memiliki kapsid protein yang melindungi materi genetiknya. Struktur tersebut jauh lebih stabil terhadap perubahan suhu, kekeringan, variasi pH, maupun berbagai agen kimia. Norovirus, adenovirus, enterovirus, dan poliovirus merupakan contoh virus tanpa amplop yang dikenal memiliki persistensi tinggi pada permukaan lingkungan serta relatif lebih sulit diinaktivasi dibandingkan virus beramplop (Gerba, 2015; Tuladhar et al., 2012).

 

Perbedaan mendasar ini menyebabkan efektivitas suatu pelapis nano tidak dapat dinilai hanya berdasarkan satu kelompok virus. Sebagai ilustrasi, pelapis berbasis nanopartikel perak yang bekerja terutama melalui pelepasan ion Ag⁺ mungkin sangat efektif terhadap virus beramplop, tetapi menunjukkan efikasi yang lebih rendah terhadap virus tanpa amplop yang memiliki kapsid protein sangat stabil. Sebaliknya, beberapa mekanisme fotokatalitik dengan pembentukan ROS yang tinggi dapat memberikan aktivitas lebih luas apabila kondisi pencahayaan memadai.

 

Dengan demikian, pengujian terhadap satu kategori virus saja berpotensi menghasilkan interpretasi yang tidak mencerminkan spektrum aktivitas antivirus sebenarnya. Dari sudut pandang standardisasi, hal ini menegaskan perlunya pendekatan evaluasi yang mempertimbangkan keragaman biologis virus sebagai bagian integral dari penilaian keandalan pelapis nano antivirus.

 

3.2.4 Dampak Evolusi dan Mutasi Virus terhadap Validitas Standar

 

Salah satu tantangan terbesar dalam pengembangan standar internasional untuk evaluasi aktivitas antivirus adalah sifat virus yang terus berevolusi. Berbeda dengan bakteri yang memiliki organisasi seluler relatif kompleks, virus bereplikasi melalui mekanisme yang sangat bergantung pada mesin biologis sel inang. Selama proses replikasi tersebut terjadi mutasi genetik yang menghasilkan perubahan pada protein struktural, protein permukaan, maupun karakteristik biologis lainnya. Pada virus RNA, laju mutasi umumnya lebih tinggi dibandingkan virus DNA karena enzim RNA-dependent RNA polymerase memiliki kemampuan koreksi kesalahan (proofreading) yang terbatas, meskipun terdapat pengecualian pada kelompok coronavirus yang memiliki sistem koreksi parsial melalui enzim ExoN (Harvey et al., 2021; Domingo, 2020).

 

Pandemi COVID-19 memberikan contoh nyata bagaimana evolusi virus dapat berlangsung sangat cepat. Dalam kurun waktu kurang dari tiga tahun sejak pertama kali diidentifikasi pada akhir 2019, SARS-CoV-2 telah menghasilkan berbagai Variants of Concern (VOC) seperti Alpha, Beta, Gamma, Delta, dan Omicron beserta berbagai subvariannya. Perubahan tersebut terutama terjadi pada protein Spike yang berperan dalam pengikatan terhadap reseptor ACE2, sehingga memengaruhi kemampuan transmisi, afinitas terhadap sel inang, serta sensitivitas terhadap antibodi (WHO, 2024; Harvey et al., 2021).

 

Walaupun sebagian besar mekanisme kerja pelapis nano antivirus bersifat non-spesifik—misalnya melalui pembentukan reactive oxygen species (ROS), pelepasan ion logam, gangguan integritas membran, atau oksidasi protein—perubahan struktur virus tetap dapat memengaruhi tingkat sensitivitas terhadap mekanisme inaktivasi tertentu. Variasi komposisi lipid amplop, glikosilasi protein permukaan, stabilitas kapsid, maupun kemampuan virus bertahan pada permukaan dapat menyebabkan perbedaan respons terhadap material antivirus (Weiss et al., 2021; Rai et al., 2021).

 

Sebagai contoh, virus dengan amplop yang kaya kolesterol atau memiliki glikoprotein yang lebih padat dapat menunjukkan stabilitas lingkungan yang lebih tinggi dibandingkan virus lain yang masih berada dalam kelompok beramplop. Demikian pula, perubahan pada struktur kapsid virus tanpa amplop dapat meningkatkan ketahanan terhadap oksidasi atau denaturasi protein. Oleh karena itu, penggunaan satu virus surrogate secara terus-menerus selama bertahun-tahun berpotensi mengurangi relevansi ilmiah suatu standar terhadap perkembangan virus di masa depan.

 

Fenomena tersebut menunjukkan bahwa standar internasional tidak boleh bersifat statis. Sebaliknya, standar harus dirancang sebagai dokumen yang adaptif terhadap perkembangan ilmu pengetahuan. Dalam konteks ISO/PWI TS 25402, adaptasi tersebut dapat diwujudkan melalui mekanisme pembaruan berkala terhadap daftar virus uji berdasarkan perkembangan epidemiologi global, rekomendasi WHO, serta hasil kajian ilmiah terbaru mengenai karakteristik virus yang menjadi ancaman kesehatan masyarakat.

 

Selain aspek evolusi virus, munculnya penyakit infeksi baru (emerging infectious diseases) juga perlu dipertimbangkan. Sejarah kesehatan global menunjukkan bahwa dalam dua dekade terakhir dunia menghadapi berbagai wabah yang disebabkan oleh virus baru, antara lain SARS-CoV, MERS-CoV, SARS-CoV-2, virus Zika, virus Nipah, virus Monkeypox (Mpox), hingga berbagai virus influenza zoonotik. Tidak ada jaminan bahwa ancaman pandemi berikutnya akan berasal dari kelompok virus yang sama. Oleh karena itu, standar evaluasi aktivitas antivirus sebaiknya tidak dikembangkan hanya berdasarkan satu virus target, melainkan berdasarkan karakteristik biologis yang mewakili kelompok virus secara lebih luas.

 

Pendekatan berbasis karakteristik biologis (biology-based standardization) akan menghasilkan standar yang jauh lebih tahan terhadap perubahan zaman dibandingkan pendekatan berbasis nama virus tertentu. Dengan demikian, ketika muncul virus baru, standar tidak perlu disusun ulang secara menyeluruh, melainkan hanya memperbarui panel virus representatif yang digunakan dalam pengujian.

 

3.2.5 Kritik terhadap Penggunaan Bacteriophage sebagai Virus Tunggal

 

Penggunaan bakteriofag (bacteriophage) sebagai virus uji telah menjadi praktik umum dalam berbagai penelitian antivirus maupun standar internasional. Bakteriofag memiliki sejumlah keunggulan praktis, antara lain mudah diperoleh, mudah diperbanyak dalam kultur bakteri, biaya operasional rendah, tidak bersifat patogen bagi manusia, serta dapat digunakan di laboratorium dengan tingkat keamanan hayati rendah (BSL-1). Faktor-faktor tersebut menjadikan bakteriofag sebagai model yang sangat menarik dalam pengembangan metode pengujian awal (Aquino de Carvalho et al., 2017).

 

Di antara berbagai jenis bakteriofag, Phi6 sering digunakan sebagai model virus beramplop karena memiliki membran lipid yang secara umum menyerupai virus respiratori manusia. Sementara itu, MS2 dan Qβ banyak digunakan sebagai model virus tanpa amplop karena memiliki kapsid protein yang relatif stabil terhadap lingkungan (Fedorenko et al., 2020). Penggunaan model tersebut telah memberikan kontribusi besar terhadap perkembangan penelitian mengenai desinfeksi, filtrasi udara, pengolahan air, serta evaluasi aktivitas antivirus material nano.

 

Namun demikian, hasil kajian ini menunjukkan bahwa penggunaan bakteriofag sebagai satu-satunya virus uji memiliki sejumlah keterbatasan ilmiah yang perlu dipertimbangkan dalam pengembangan ISO/PWI TS 25402.

 

Keterbatasan pertama adalah perbedaan struktur molekuler. Meskipun Phi6 memiliki amplop lipid, komposisi lipid, protein membran, serta mekanisme infeksi virus tersebut sangat berbeda dengan coronavirus, influenza, maupun virus respiratori manusia lainnya. Dengan demikian, respons Phi6 terhadap suatu material tidak selalu identik dengan respons virus target.

 

Keterbatasan kedua berkaitan dengan mekanisme adsorpsi virus. Bakteriofag secara alami berinteraksi dengan reseptor pada permukaan bakteri, sedangkan virus manusia mengenali reseptor spesifik pada sel mamalia. Perbedaan ini dapat memengaruhi stabilitas virus pada permukaan maupun interaksi awal dengan material pelapis nano.

 

Keterbatasan ketiga adalah perbedaan sensitivitas terhadap mekanisme inaktivasi. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa laju inaktivasi Phi6 oleh sinar ultraviolet, ozon, maupun fotokatalisis tidak selalu sebanding dengan SARS-CoV-2. Demikian pula, bakteriofag MS2 diketahui memiliki ketahanan yang jauh lebih tinggi terhadap berbagai metode desinfeksi dibandingkan sebagian besar virus respiratori. Akibatnya, interpretasi efektivitas material menjadi sangat bergantung pada jenis bakteriofag yang dipilih.

 

Keterbatasan berikutnya berkaitan dengan keragaman virus patogen manusia. Virus yang menjadi perhatian kesehatan masyarakat sangat beragam, mencakup virus respiratori, enterik, arbovirus, hingga virus zoonotik. Masing-masing memiliki karakteristik morfologi, ukuran partikel, stabilitas lingkungan, serta mekanisme infeksi yang berbeda. Oleh karena itu, tidak realistis mengharapkan satu jenis bakteriofag mampu merepresentasikan seluruh spektrum tersebut.

 

Dari perspektif standardisasi, penggunaan satu virus surrogate juga meningkatkan risiko false confidence, yaitu kondisi ketika suatu produk dinyatakan sangat efektif berdasarkan hasil pengujian terhadap satu virus model, tetapi ternyata memberikan aktivitas yang jauh lebih rendah terhadap virus lain yang memiliki karakteristik berbeda. Risiko ini menjadi semakin penting ketika hasil pengujian digunakan sebagai dasar klaim komersial atau persetujuan regulator.

 

Kajian ini tidak bermaksud menolak penggunaan bakteriofag. Sebaliknya, bakteriofag tetap memiliki peran penting sebagai model biologis yang aman dan ekonomis. Akan tetapi, penggunaannya sebaiknya ditempatkan sebagai salah satu komponen dalam sistem evaluasi yang lebih komprehensif, bukan sebagai satu-satunya dasar penilaian aktivitas antivirus.

 

3.2.6 Usulan Sistem Multi-Panel Virus untuk Revisi ISO/PWI TS 25402

 

Berdasarkan berbagai keterbatasan tersebut, penelitian ini mengusulkan agar ISO/PWI TS 25402 mengadopsi pendekatan Multi-Panel Virus Evaluation Framework sebagai paradigma baru dalam evaluasi keandalan aktivitas antivirus.

Konsep utama pendekatan ini adalah bahwa satu jenis virus tidak dapat mewakili seluruh variasi biologis virus yang relevan terhadap kesehatan masyarakat. Oleh karena itu, pengujian perlu dilakukan menggunakan panel virus yang dipilih berdasarkan karakteristik struktural dan biologis, bukan semata-mata berdasarkan kemudahan kultur.

 

Panel yang diusulkan terdiri atas empat kelompok utama.

 

Kelompok pertama adalah virus beramplop (enveloped viruses) yang mewakili virus respiratori dengan sensitivitas tinggi terhadap oksidasi lipid. Contoh virus yang dapat digunakan antara lain influenza A virus, human coronavirus 229E, atau virus surrogate lain yang direkomendasikan oleh WHO dan memiliki tingkat keamanan hayati yang sesuai.

 

Kelompok kedua adalah virus tanpa amplop (non-enveloped viruses), seperti murine norovirus, adenovirus tipe tertentu, atau virus surrogate lain yang memiliki ketahanan lingkungan tinggi. Kelompok ini berfungsi untuk mengevaluasi apakah material tetap efektif terhadap virus yang secara alami lebih resisten terhadap berbagai agen antivirus.

 

Kelompok ketiga adalah bakteriofag representatif, misalnya Phi6 sebagai model virus beramplop dan MS2 sebagai model virus tanpa amplop. Kehadiran bakteriofag tetap penting karena memberikan kemudahan reproduksibilitas antar laboratorium serta memungkinkan validasi metode dengan biaya yang relatif rendah.

 

Kelompok keempat adalah virus target opsional (application-specific virus). Kelompok ini disesuaikan dengan tujuan penggunaan material. Sebagai contoh, pelapis yang ditujukan untuk fasilitas pelayanan kesehatan dapat diuji menggunakan coronavirus manusia atau influenza. Sebaliknya, pelapis untuk industri pangan dapat menggunakan surrogate norovirus atau virus enterik lain yang relevan.

 

Pendekatan multi-panel memberikan beberapa keuntungan strategis. Pertama, hasil pengujian menjadi lebih representatif terhadap berbagai kelompok virus yang mungkin ditemui pada kondisi nyata. Kedua, regulator memperoleh dasar ilmiah yang lebih kuat dalam mengevaluasi klaim produk. Ketiga, produsen dapat mengidentifikasi spektrum aktivitas produknya secara lebih akurat sehingga mengurangi risiko klaim yang menyesatkan. Keempat, penggunaan panel yang terstandarisasi akan meningkatkan reproduksibilitas hasil antar laboratorium di berbagai negara.

 

Pendekatan ini juga sejalan dengan prinsip One Health, yang menekankan keterkaitan antara kesehatan manusia, hewan, dan lingkungan. Dengan menggunakan panel virus yang lebih beragam, standar tidak hanya relevan terhadap pandemi saat ini, tetapi juga memiliki kapasitas adaptif untuk menghadapi ancaman penyakit infeksi baru pada masa mendatang.

 

3.2.7 Usulan Panel Virus Terstandarisasi untuk Revisi ISO/PWI TS 25402

 

Berdasarkan hasil analisis terhadap berbagai standar internasional, publikasi ilmiah, dan perkembangan virologi modern, penelitian ini mengusulkan agar ISO/PWI TS 25402 tidak lagi menggunakan pendekatan single-surrogate virus, melainkan mengadopsi Multi-Panel Virus Evaluation Framework. Pendekatan ini bertujuan meningkatkan validitas biologis, memperluas cakupan representasi virus, serta meningkatkan reproduksibilitas antar laboratorium.

 

Panel virus yang diusulkan disusun berdasarkan lima prinsip utama:

1. Representativitas biologis, yaitu mewakili kelompok virus beramplop dan tanpa amplop yang memiliki karakteristik fisikokimia berbeda.
2. Keamanan laboratorium, sehingga sebagian besar pengujian dapat dilakukan pada laboratorium BSL-1 atau BSL-2 menggunakan virus surrogate yang telah divalidasi.
3. Reproduksibilitas internasional, melalui penggunaan virus yang tersedia secara luas di berbagai laboratorium pengujian.
4. Fleksibilitas aplikasi, sehingga panel dapat disesuaikan dengan sektor penggunaan, misalnya rumah sakit, transportasi publik, industri pangan, atau fasilitas pendidikan.
5. Kemampuan adaptasi terhadap ancaman penyakit baru, dengan mekanisme pembaruan panel virus secara berkala berdasarkan rekomendasi WHO dan perkembangan epidemiologi global.

Pendekatan ini tidak dimaksudkan untuk menggantikan ISO 21702, melainkan melengkapinya dengan menyediakan kerangka pemilihan virus yang lebih sistematis bagi evaluasi reliabilitas aktivitas antivirus.

 

Tabel 3.1. Usulan Panel Virus untuk Evaluasi Keandalan Aktivitas Antivirus pada ISO/PWI TS 25402

Kelompok Virus	Contoh Virus yang Direkomendasikan	Tingkat Biosafety	Alasan Pemilihan	Kelebihan	Keterbatasan	Peran dalam ISO/PWI TS 25402
Virus beramplop (Respiratori)	Human Coronavirus 229E, Influenza A (H1N1)	BSL-2	Mewakili virus respiratori yang memiliki membran lipid	Relevan terhadap aplikasi rumah sakit dan fasilitas publik	Memerlukan kultur sel mamalia dan prosedur biosafety lebih ketat	Evaluasi utama terhadap efektivitas pelapis antivirus pada virus beramplop
Virus tanpa amplop (Enterik)	Murine Norovirus, Adenovirus tipe tertentu	BSL-2	Mewakili virus yang lebih resisten terhadap desinfeksi dan lingkungan	Menguji batas kemampuan material terhadap virus yang sulit diinaktivasi	Kultur relatif lebih kompleks dibanding bakteriofag	Mengukur spektrum aktivitas antivirus yang lebih luas
Bakteriofag beramplop	Phi6	BSL-1	Surrogate aman bagi coronavirus atau virus respiratori beramplop	Murah, mudah diperbanyak, reproduksibilitas tinggi	Tidak identik secara biologis dengan virus manusia	Validasi rutin metode dan uji kendali mutu laboratorium
Bakteriofag tanpa amplop	MS2, Qβ	BSL-1	Model virus dengan stabilitas lingkungan tinggi	Sangat mudah dikultur dan digunakan pada uji interlaboratorium	Respons terhadap material tidak selalu sama dengan virus manusia	Evaluasi awal dan harmonisasi antar laboratorium
Virus target spesifik (Opsional)	Disesuaikan dengan tujuan aplikasi (misalnya RSV, MPXV surrogate, enterovirus)	BSL-2/BSL-3 sesuai virus	Menyesuaikan kebutuhan industri tertentu	Sangat relevan terhadap aplikasi spesifik	Membutuhkan fasilitas dan biaya lebih tinggi	Pengujian tambahan untuk klaim produk khusus

 

Tabel tersebut menunjukkan bahwa tidak ada satu virus pun yang mampu mewakili seluruh karakteristik biologis virus patogen manusia. Oleh karena itu, pendekatan berbasis panel lebih sesuai dibandingkan penggunaan satu virus tunggal. Selain meningkatkan validitas ilmiah, pendekatan ini juga memungkinkan interpretasi hasil berdasarkan spektrum aktivitas antivirus, bukan sekadar nilai reduksi virus terhadap satu model biologis.

 

Selain pemilihan virus, standar juga perlu menetapkan kriteria minimal bagi setiap panel, antara lain jumlah replikasi biologis, batas variasi antar ulangan, metode enumerasi virus, serta prosedur validasi kultur. Harmonisasi parameter tersebut akan mengurangi variasi metodologis yang selama ini menjadi salah satu sumber utama perbedaan hasil antar laboratorium.

 

3.2.8 Implikasi terhadap Harmonisasi Regulasi Internasional dan Reproduksibilitas Antar Laboratorium

 

Pengembangan standar internasional tidak hanya bertujuan menyediakan metode pengujian yang seragam, tetapi juga membangun kepercayaan ilmiah (scientific confidence) terhadap hasil pengujian yang dihasilkan oleh laboratorium di berbagai negara. Dalam konteks nanoteknologi, kepercayaan tersebut sangat penting karena hasil pengujian sering digunakan sebagai dasar sertifikasi produk, pengambilan keputusan regulator, serta perdagangan internasional.

 

Keterkaitan dengan ISO 21702

ISO 21702:2019 telah menjadi standar internasional utama untuk mengukur aktivitas antivirus pada plastik dan permukaan non-poros. Namun, standar tersebut berfokus pada efikasi antivirus awal (initial antiviral activity) tanpa mengevaluasi perubahan performa akibat penuaan material, abrasi mekanis, atau degradasi kimia.

 

ISO/PWI TS 25402 memiliki peluang untuk melengkapi ISO 21702 dengan menambahkan dimensi reliabilitas, sehingga kedua dokumen dapat berfungsi secara komplementer:

• ISO 21702 → Apakah permukaan memiliki aktivitas antivirus?
• ISO/PWI TS 25402 → Apakah aktivitas tersebut tetap bertahan setelah mengalami penggunaan dan degradasi?

Dalam kerangka ini, penggunaan panel virus yang terstandarisasi akan meningkatkan konsistensi antara kedua dokumen serta mengurangi variasi interpretasi terhadap klaim aktivitas antivirus.

 

Keterkaitan dengan ISO/TC 229

Sebagai komite teknis yang bertanggung jawab terhadap standardisasi nanoteknologi, ISO/TC 229 memiliki mandat untuk memastikan bahwa setiap standar yang dikembangkan memenuhi prinsip ilmiah, metrologi, dan keselamatan. Pendekatan Multi-Panel Virus Evaluation Framework mendukung mandat tersebut karena memperkuat hubungan antara karakterisasi material nano (misalnya ISO/TS 23302), evaluasi aktivitas biologis, dan penilaian keandalan selama siklus hidup produk.

 

Selain itu, integrasi panel virus yang representatif akan memperkuat konsistensi internal di antara berbagai standar ISO yang berkaitan dengan nanoteknologi, sehingga memudahkan pengguna standar dalam menerapkan pendekatan yang harmonis.

 

Keterkaitan dengan OECD Working Party on Manufactured Nanomaterials (WPMN)

OECD WPMN telah lama menekankan pentingnya harmonisasi metode pengujian, validasi antar laboratorium, serta pendekatan berbasis siklus hidup (life-cycle approach) dalam evaluasi keamanan nanomaterial. Meskipun fokus utama OECD adalah aspek keselamatan dan penilaian risiko, prinsip-prinsip tersebut juga relevan bagi evaluasi aktivitas antivirus.

 

Penggunaan panel virus yang baku memungkinkan hasil pengujian aktivitas antivirus diintegrasikan dengan data mengenai karakterisasi material, degradasi, dan pelepasan nano-objek. Dengan demikian, data yang dihasilkan tidak hanya bermanfaat untuk membuktikan efikasi produk, tetapi juga dapat mendukung penilaian risiko lingkungan dan kesehatan yang lebih komprehensif.

 

Keterkaitan dengan WHO dan Kesiapsiagaan Pandemi

WHO secara konsisten menekankan pentingnya kesiapsiagaan terhadap penyakit infeksi yang baru muncul (emerging infectious diseases). Dalam konteks ini, standar yang terlalu bergantung pada satu virus model berisiko kehilangan relevansi ketika muncul patogen baru dengan karakteristik biologis yang berbeda.

 

Pendekatan berbasis panel memberikan fleksibilitas yang lebih tinggi karena memungkinkan pembaruan daftar virus representatif berdasarkan perkembangan epidemiologi global tanpa harus mengubah keseluruhan metodologi pengujian. Dengan demikian, standar menjadi lebih adaptif terhadap dinamika ancaman kesehatan masyarakat.

 

Keterkaitan dengan ASTM International

ASTM telah mengembangkan berbagai metode pengujian aktivitas antivirus dan desinfeksi permukaan, termasuk ASTM E1053 dan standar lain yang berkaitan dengan efektivitas agen antimikroba. Walaupun terdapat perbedaan prosedur dibandingkan ISO, kedua organisasi memiliki tujuan yang sama, yaitu menyediakan metode yang dapat direproduksi secara internasional.

 

Apabila ISO/PWI TS 25402 mengadopsi panel virus yang memiliki kesetaraan dengan model biologis yang digunakan dalam ASTM, maka peluang harmonisasi lintas organisasi akan semakin besar. Hal ini penting mengingat banyak perusahaan multinasional harus memenuhi persyaratan regulator di berbagai kawasan seperti Eropa, Amerika Utara, dan Asia-Pasifik.

 

3.2.8.1 Peningkatan Interlaboratory Reproducibility

 

Salah satu indikator utama kualitas suatu standar internasional adalah tingkat reproduksibilitas antar laboratorium (interlaboratory reproducibility). Variasi hasil yang terlalu besar akan mengurangi kepercayaan terhadap standar, mempersulit proses sertifikasi, dan meningkatkan biaya pengujian ulang.

 

Pendekatan Multi-Panel Virus Evaluation Framework berpotensi meningkatkan reproduksibilitas melalui beberapa mekanisme:

1. penggunaan virus referensi yang sama di berbagai laboratorium;
2. karakterisasi biologis virus yang terdokumentasi secara rinci;
3. prosedur kultur, inokulasi, dan enumerasi yang terharmonisasi;
4. penggunaan kontrol positif dan kontrol negatif yang seragam;
5. penetapan batas variasi antar ulangan (acceptance criteria);
6. pelaksanaan uji profisiensi (proficiency testing) secara berkala di bawah koordinasi laboratorium rujukan internasional.

 

Implementasi langkah-langkah tersebut akan memperkuat validitas data yang dihasilkan dan mengurangi ketidakpastian pengukuran (measurement uncertainty), yang merupakan prinsip fundamental dalam ilmu metrologi.

 

3.2.8.2 Kontribusi terhadap Global Mutual Recognition

 

Dalam perdagangan internasional, hasil pengujian yang dilakukan di satu negara idealnya dapat diterima oleh regulator di negara lain tanpa perlu dilakukan pengujian ulang. Prinsip ini dikenal sebagai global mutual recognition dan menjadi salah satu tujuan utama harmonisasi standar internasional.

 

Apabila ISO/PWI TS 25402 berhasil mengintegrasikan panel virus yang representatif, prosedur pengujian yang tervalidasi, serta persyaratan reproduksibilitas yang ketat, maka hasil evaluasi aktivitas antivirus akan memiliki tingkat kepercayaan yang lebih tinggi di tingkat global. Hal ini akan memberikan manfaat bagi seluruh pemangku kepentingan, antara lain:

• industri, melalui percepatan komersialisasi produk dan pengurangan biaya pengujian;
• regulator, melalui tersedianya dasar ilmiah yang konsisten untuk evaluasi klaim produk;
• laboratorium, melalui peningkatan kesetaraan metode dan kompetensi teknis;
• masyarakat, melalui jaminan bahwa produk pelapis nano antivirus yang beredar telah dievaluasi menggunakan metode yang andal, transparan, dan dapat dipertanggungjawabkan secara ilmiah.

 

Secara keseluruhan, hasil kajian ini menunjukkan bahwa integrasi Multi-Panel Virus Evaluation Framework ke dalam revisi ISO/PWI TS 25402 akan memberikan kontribusi penting terhadap peningkatan validitas biologis, harmonisasi regulasi internasional, reproduksibilitas antar laboratorium, serta pengakuan global terhadap hasil pengujian aktivitas antivirus. Pendekatan ini sekaligus memperkuat posisi ISO/PWI TS 25402 sebagai standar yang tidak hanya relevan untuk kondisi saat ini, tetapi juga adaptif terhadap perkembangan ilmu virologi dan ancaman penyakit infeksi pada masa depan.

 

3.3 Risiko Pelepasan Nano-Objek (Nanoparticle Leaching) dan Integrasi Aspek Environmental Health and Safety (EHS) dalam ISO/PWI TS 25402

 

Selain mempertahankan aktivitas antivirus selama masa pakai, pelapis nano (nanocoatings) juga harus memenuhi persyaratan keselamatan terhadap manusia dan lingkungan. Dalam konteks ini, efektivitas biologis tidak dapat dipisahkan dari aspek Environmental Health and Safety (EHS), karena mekanisme yang menghasilkan aktivitas antivirus—misalnya pelepasan ion logam atau degradasi permukaan—dapat pula meningkatkan risiko pelepasan nano-objek (nanoparticle leaching) ke lingkungan. Oleh karena itu, suatu material yang menunjukkan aktivitas antivirus sangat tinggi belum tentu layak digunakan apabila selama penggunaannya melepaskan nanopartikel atau ion logam dalam jumlah yang berpotensi menimbulkan dampak toksik.

 

Kajian terhadap rancangan ISO/PWI TS 25402 menunjukkan bahwa fokus utama dokumen masih berada pada evaluasi keandalan aktivitas antivirus, sementara aspek pelepasan nano-objek belum diintegrasikan secara eksplisit sebagai parameter evaluasi. Padahal, pendekatan life-cycle assessment dalam nanoteknologi modern menempatkan pelepasan material sebagai salah satu indikator utama keselamatan produk (OECD, 2022; ISO/TS 12025:2021). Dengan demikian, revisi ISO/PWI TS 25402 perlu memperluas ruang lingkupnya agar mencakup hubungan antara durabilitas, efikasi antivirus, dan keselamatan lingkungan secara terpadu.

 

3.3.1 Konsep Nanoparticle Leaching dalam Pelapis Nano

 

Nanoparticle leaching adalah proses terlepasnya nano-objek, aglomerat, agregat, atau ion yang berasal dari nanomaterial menuju lingkungan sekitar selama siklus hidup produk. Pelepasan tersebut dapat terjadi pada tahap produksi, penggunaan, pemeliharaan, maupun pembuangan akhir (end-of-life). Dalam aplikasi pelapis antivirus, mekanisme pelepasan terutama dipengaruhi oleh degradasi matriks pengikat, abrasi mekanis, paparan sinar ultraviolet, fluktuasi suhu dan kelembapan, serta kontak berulang dengan bahan pembersih atau disinfektan.

 

Pada pelapis berbasis nanopartikel perak (AgNP), misalnya, pelepasan dapat berupa ion Ag⁺ hasil oksidasi maupun partikel nano utuh yang terlepas akibat kerusakan matriks. Pada sistem berbasis Cu atau Cu₂O, proses korosi menghasilkan ion Cu²⁺ yang berkontribusi terhadap aktivitas antivirus, tetapi pada saat yang sama meningkatkan paparan logam terhadap lingkungan. Demikian pula pada material fotokatalitik TiO₂ atau ZnO, abrasi mekanis dapat menghasilkan fragmen lapisan yang mengandung nano-objek aktif. Dengan demikian, mekanisme yang memberikan manfaat biologis sering kali berkaitan langsung dengan potensi pelepasan material.

 

Konsep ini menunjukkan adanya hubungan yang bersifat paradoks. Pelepasan ion dalam jumlah kecil dapat menjadi bagian dari mekanisme inaktivasi virus, sedangkan pelepasan partikel secara berlebihan justru menurunkan umur pakai pelapis dan meningkatkan risiko terhadap kesehatan maupun ekosistem. Oleh sebab itu, evaluasi keandalan tidak boleh hanya mengukur kemampuan membunuh virus, tetapi juga harus mengukur stabilitas material selama fungsi tersebut berlangsung.

 

3.3.2 Mekanisme Pelepasan Nano-Objek Selama Siklus Hidup Produk

 

Secara umum, pelepasan nano-objek dari pelapis antivirus dapat terjadi melalui beberapa mekanisme utama.

 

Pertama, abrasi mekanis. Kontak berulang akibat sentuhan tangan, gesekan benda keras, proses pembersihan, maupun penggunaan sehari-hari menyebabkan pengikisan lapisan permukaan secara bertahap. Setiap siklus abrasi dapat melepaskan sejumlah kecil nanopartikel atau fragmen lapisan yang mengandung nano-objek aktif. Walaupun pelepasan pada setiap kejadian relatif kecil, akumulasi selama ribuan siklus penggunaan dapat menjadi signifikan.

 

Kedua, degradasi fotokimia. Paparan radiasi ultraviolet mengakibatkan pemutusan rantai polimer (chain scission), oksidasi matriks, dan pembentukan retakan mikro. Kerusakan tersebut memperlemah ikatan antara nanopartikel dan matriks sehingga meningkatkan kemungkinan pelepasan ke lingkungan.

 

Ketiga, degradasi kimia. Alkohol, natrium hipoklorit, hidrogen peroksida, senyawa amonium kuarterner, maupun deterjen dapat menyebabkan pembengkakan (swelling), hidrolisis, atau pelarutan sebagian matriks polimer. Proses ini meningkatkan mobilitas nanopartikel serta mempercepat pelepasannya.

 

Keempat, korosi dan pelarutan ion. Pada nanomaterial logam, terutama Ag dan Cu, kontak dengan air, kelembapan tinggi, atau cairan biologis dapat memicu pelepasan ion logam. Walaupun ion tersebut berkontribusi terhadap aktivitas antivirus, konsentrasi yang berlebihan dapat meningkatkan risiko toksisitas terhadap organisme non-target.

 

Kelima, degradasi biologis. Mikroorganisme tertentu mampu menghasilkan metabolit yang mengubah struktur kimia matriks polimer, sehingga mempercepat pelepasan nano-objek. Walaupun mekanisme ini relatif lebih lambat dibandingkan abrasi atau fotodegradasi, pengaruhnya menjadi penting pada aplikasi jangka panjang.

 

Kelima mekanisme tersebut sering berlangsung secara simultan. Oleh karena itu, evaluasi pelepasan nano-objek sebaiknya dilakukan setelah material mengalami simulasi accelerated environmental weathering, sehingga hasil pengujian lebih mencerminkan kondisi penggunaan nyata.

 

3.3.3 Implikasi Nanoparticle Leaching terhadap Environmental Health and Safety (EHS)

 

Pelepasan nano-objek memiliki implikasi yang melampaui aspek performa material. Dari perspektif EHS, nano-objek yang terlepas dapat memasuki berbagai kompartemen lingkungan melalui udara, air limbah, tanah, maupun limbah padat. Setelah berada di lingkungan, nanopartikel dapat mengalami transformasi fisikokimia seperti aglomerasi, pelarutan, adsorpsi pada bahan organik, atau perubahan valensi, yang selanjutnya memengaruhi mobilitas, bioavailabilitas, dan toksisitasnya.

 

Paparan terhadap manusia dapat terjadi melalui inhalasi aerosol, kontak kulit, maupun tertelannya partikel yang mencemari tangan atau makanan. Meskipun sebagian besar pelapis nano dirancang agar nanopartikelnya tetap terikat pada permukaan, degradasi selama masa pakai dapat mengubah kondisi tersebut. Oleh karena itu, evaluasi EHS harus mempertimbangkan seluruh siklus hidup produk, bukan hanya kondisi awal setelah manufaktur.

 

OECD melalui Working Party on Manufactured Nanomaterials (WPMN) menekankan pentingnya pendekatan berbasis siklus hidup (life-cycle approach) dalam penilaian risiko nanomaterial. Pendekatan serupa juga tercermin dalam berbagai dokumen ISO/TC 229 yang menekankan karakterisasi material, pelepasan nano-objek, serta hubungan antara sifat fisikokimia dan potensi paparan. Dengan demikian, integrasi parameter pelepasan ke dalam ISO/PWI TS 25402 akan memperkuat keselarasan standar tersebut dengan prinsip-prinsip internasional mengenai keselamatan nanoteknologi.

 

3.3.4 Metode Kuantifikasi Pelepasan Nano-Objek

 

Pengukuran nanoparticle leaching memerlukan kombinasi teknik analisis karena tidak ada satu metode pun yang mampu memberikan seluruh informasi mengenai jumlah, ukuran, morfologi, komposisi, dan bentuk kimia nano-objek secara bersamaan.

 

Inductively Coupled Plasma–Mass Spectrometry (ICP–MS)

ICP–MS merupakan teknik yang sangat sensitif untuk mengukur konsentrasi unsur logam dalam filtrat hasil pencucian atau media simulasi. Metode ini sangat sesuai untuk menentukan jumlah total ion Ag, Cu, Zn, atau unsur lain yang terlepas dari pelapis nano hingga tingkat jejak (trace level). Namun, ICP–MS konvensional tidak mampu membedakan apakah unsur tersebut berasal dari ion terlarut atau nanopartikel utuh.

 

Single Particle ICP–MS (spICP–MS)

Pengembangan spICP–MS memungkinkan identifikasi nanopartikel secara individual berdasarkan pulsa sinyal yang dihasilkan setiap partikel ketika memasuki plasma. Teknik ini mampu memberikan informasi mengenai ukuran partikel, distribusi ukuran, konsentrasi partikel, serta fraksi ion terlarut. Dibandingkan ICP–MS konvensional, spICP–MS memberikan informasi yang jauh lebih relevan untuk evaluasi pelepasan nano-objek.

 

Transmission Electron Microscopy (TEM)

TEM digunakan untuk mengamati morfologi, ukuran primer, bentuk partikel, serta tingkat aglomerasi dengan resolusi nanometer bahkan subnanometer. Dalam studi pelepasan, TEM sangat berguna untuk memastikan bahwa partikel yang terdeteksi memang merupakan nano-objek, bukan presipitat atau artefak analisis.

 

Scanning Electron Microscopy dengan Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (SEM–EDS)

SEM–EDS memungkinkan evaluasi perubahan morfologi permukaan sebelum dan sesudah pengujian weathering. Selain mengidentifikasi retakan, abrasi, atau delaminasi, EDS memberikan informasi mengenai distribusi unsur pada permukaan sehingga dapat digunakan untuk menghubungkan kehilangan material dengan penurunan aktivitas antivirus.

 

Nanoparticle Tracking Analysis (NTA)

NTA mengukur ukuran hidrodinamik dan konsentrasi partikel yang tersuspensi dalam cairan berdasarkan gerak Brown. Teknik ini sangat berguna untuk mengevaluasi pelepasan nanopartikel ke media cair selama simulasi pencucian atau paparan lingkungan. Walaupun tidak memberikan informasi komposisi unsur secara langsung, NTA melengkapi data yang diperoleh dari ICP–MS dan TEM.

 

Pendekatan yang paling kuat adalah menggunakan strategi analisis multimodal, yaitu mengombinasikan ICP–MS/spICP–MS untuk kuantifikasi unsur, TEM atau SEM–EDS untuk karakterisasi morfologi, serta NTA untuk distribusi ukuran partikel dalam media cair. Strategi ini menghasilkan data yang lebih komprehensif dan meningkatkan kepercayaan terhadap hasil pengujian.

 

3.3.5 Integrasi Pendekatan Safe and Sustainable by Design (SSbD)

 

Dalam beberapa tahun terakhir, konsep Safe and Sustainable by Design (SSbD) berkembang sebagai paradigma baru dalam pengembangan material maju di berbagai yurisdiksi, khususnya di Eropa. Pendekatan ini menekankan bahwa aspek keselamatan dan keberlanjutan harus dipertimbangkan sejak tahap perancangan material, bukan hanya dievaluasi setelah produk selesai dikembangkan.

 

Dalam konteks pelapis nano antivirus, prinsip SSbD mencakup beberapa aspek, yaitu:

1. pemilihan nanomaterial dengan profil bahaya yang lebih rendah tanpa mengurangi aktivitas antivirus;
2. desain matriks pengikat yang mampu meminimalkan pelepasan nano-objek selama masa pakai;
3. optimasi ukuran, bentuk, dan distribusi nanopartikel untuk memperoleh efikasi tinggi dengan dosis minimal;
4. evaluasi keberlanjutan sepanjang siklus hidup produk, mulai dari manufaktur hingga pembuangan akhir;
5. integrasi aspek paparan manusia dan lingkungan ke dalam proses pengembangan produk.

 

Dengan mengadopsi prinsip SSbD, evaluasi keandalan tidak hanya berorientasi pada performa, tetapi juga memastikan bahwa peningkatan aktivitas antivirus tidak dicapai dengan mengorbankan keselamatan pengguna maupun kualitas lingkungan.

 

3.3.6 Usulan Integrasi Evaluasi Nanoparticle Leaching ke dalam ISO/PWI TS 25402

 

Berdasarkan analisis kritis terhadap standar yang ada, kajian ini mengusulkan agar revisi ISO/PWI TS 25402 memasukkan evaluasi pelepasan nano-objek sebagai komponen wajib dalam kerangka pengujian keandalan. Integrasi tersebut dapat dilakukan melalui tahapan berikut:

1. Karakterisasi awal pelapis nano, meliputi komposisi, ketebalan, distribusi partikel, dan morfologi permukaan.
2. Simulasi accelerated environmental weathering yang menggabungkan paparan UV, siklus suhu–kelembapan, abrasi mekanis, serta paparan disinfektan.
3. Pengumpulan filtrat dari setiap tahap simulasi untuk analisis pelepasan.
4. Kuantifikasi ion dan nanopartikel menggunakan kombinasi ICP–MS, spICP–MS, TEM, SEM–EDS, dan NTA sesuai karakteristik material.
5. Evaluasi aktivitas antivirus pasca-penuaan menggunakan panel virus representatif sebagaimana diusulkan pada Subbab 3.2.
6. Analisis hubungan antara laju pelepasan nano-objek, perubahan karakteristik permukaan, dan penurunan aktivitas antivirus.
7. Pelaporan terstandarisasi yang mencakup ketidakpastian pengukuran, kondisi simulasi, karakteristik media uji, serta parameter statistik untuk mendukung reproduksibilitas antar laboratorium.

 

3.3.7 Usulan Kriteria Evaluasi yang Selaras dengan ISO/TC 229 dan OECD WPMN

 

Mengingat belum terdapat ambang batas internasional yang berlaku universal untuk seluruh jenis nano-objek dan seluruh skenario penggunaan, artikel ini tidak mengusulkan nilai batas numerik baru. Sebaliknya, revisi ISO/PWI TS 25402 sebaiknya menetapkan kriteria evaluasi berbasis kinerja dan pelaporan, yang selaras dengan prinsip ISO/TC 229 dan OECD WPMN, meliputi:

• kewajiban mengukur pelepasan nano-objek setelah simulasi environmental weathering yang terstandarisasi;
• pelaporan terpisah antara fraksi ion terlarut dan fraksi nanopartikel;
• penggunaan sedikitnya dua teknik analisis yang saling melengkapi untuk memverifikasi hasil;
• dokumentasi lengkap mengenai ukuran partikel, distribusi ukuran, morfologi, dan komposisi unsur;
• evaluasi hubungan antara laju pelepasan, penurunan aktivitas antivirus, dan perubahan sifat fisikokimia permukaan;
• penyajian ketidakpastian pengukuran, batas deteksi, serta validasi metode sesuai prinsip metrologi internasional;
• pelaksanaan uji banding (interlaboratory comparison) untuk memastikan keterulangan dan reproduksibilitas metode.

 

Pendekatan berbasis kinerja ini lebih fleksibel dibandingkan penetapan satu ambang batas universal, karena mempertimbangkan keragaman jenis nanomaterial, mekanisme kerja, serta konteks aplikasi. Selain itu, pendekatan ini konsisten dengan filosofi ISO sebagai organisasi standardisasi yang menyediakan kerangka metodologis, sementara penetapan batas regulatori spesifik tetap menjadi kewenangan otoritas nasional atau regional berdasarkan bukti ilmiah dan penilaian risiko yang berlaku.

 

3.4 Usulan Kerangka Baru Surface Life-Cycle Reliability Framework untuk Revisi ISO/PWI TS 25402

 

Analisis pada Subbab 3.1 hingga 3.3 menunjukkan bahwa rancangan ISO/PWI TS 25402 masih berorientasi pada evaluasi aktivitas antivirus dalam kondisi laboratorium yang terkendali dan belum sepenuhnya merepresentasikan perilaku material selama seluruh siklus hidupnya. Ketiadaan simulasi environmental weathering, penggunaan virus surrogate yang terbatas, belum terintegrasinya evaluasi pelepasan nano-objek, serta belum adanya mekanisme harmonisasi antar laboratorium menyebabkan kemampuan standar untuk memprediksi performa jangka panjang masih terbatas.

 

Berdasarkan kesenjangan tersebut, artikel ini mengusulkan suatu paradigma baru yang disebut Surface Life-Cycle Reliability Framework (SLRF). Kerangka ini memandang pelapis nano antivirus sebagai suatu sistem fungsional yang harus dievaluasi secara menyeluruh sejak karakterisasi awal hingga akhir masa pakainya. Dengan demikian, reliabilitas tidak lagi diartikan sebagai kemampuan material menginaktivasi virus pada saat pertama kali diproduksi, tetapi sebagai kemampuan mempertahankan fungsi tersebut secara konsisten setelah mengalami paparan mekanis, kimia, termal, biologis, dan lingkungan selama periode penggunaan yang realistis.

 

Konsep SLRF mengadopsi pendekatan life-cycle thinking, risk-based standardization, dan Safe and Sustainable by Design (SSbD), sehingga menghasilkan sistem evaluasi yang tidak hanya menilai efikasi biologis, tetapi juga mempertimbangkan aspek keselamatan, keberlanjutan, reproduksibilitas, dan penerimaan regulasi internasional.

 

3.4.1 Prinsip Dasar Surface Life-Cycle Reliability Framework

 

Kerangka yang diusulkan dibangun berdasarkan enam prinsip fundamental.

 

Pertama, evaluasi harus bersifat berbasis siklus hidup (life-cycle based). Seluruh parameter diukur sebelum, selama, dan sesudah material mengalami simulasi penggunaan nyata.

 

Kedua, pengujian harus multidisiplin, mengintegrasikan ilmu material, nanoteknologi, virologi, toksikologi, metrologi, dan rekayasa keandalan.

 

Ketiga, evaluasi dilakukan secara multivariat, sehingga perubahan aktivitas antivirus dianalisis bersamaan dengan perubahan karakteristik fisikokimia dan pelepasan nano-objek.

 

Keempat, seluruh prosedur harus memenuhi prinsip traceability dan measurement uncertainty sebagaimana diterapkan dalam sistem metrologi internasional.

 

Kelima, standar harus bersifat adaptif, sehingga panel virus, metode analisis, maupun parameter tambahan dapat diperbarui sesuai perkembangan ilmu pengetahuan tanpa mengubah struktur utama standar.

 

Keenam, hasil pengujian harus memiliki global comparability, sehingga data yang dihasilkan laboratorium di berbagai negara dapat dibandingkan secara langsung melalui prosedur yang seragam.

 

Prinsip-prinsip tersebut menempatkan reliabilitas sebagai kombinasi antara efektivitas biologis, ketahanan material, dan keamanan lingkungan, bukan sekadar nilai reduksi virus sesaat.

 

3.4.2 Arsitektur Surface Life-Cycle Reliability Framework

 

Kerangka yang diusulkan terdiri atas tujuh tahapan evaluasi yang saling berurutan dan saling bergantung.

 

Tahap 1. Karakterisasi Awal Material

 

Tahap pertama bertujuan memperoleh kondisi dasar (baseline characterization) sebelum material mengalami perlakuan apa pun.

Parameter yang dievaluasi meliputi:

• komposisi kimia,
• ukuran dan distribusi nanopartikel,
• morfologi permukaan,
• ketebalan lapisan,
• kekasaran permukaan (surface roughness),
• energi permukaan,
• sudut kontak air,
• kekuatan adhesi,
• homogenitas distribusi nanopartikel,
• kandungan unsur menggunakan teknik spektroskopi.

 

Karakterisasi awal menjadi acuan untuk seluruh evaluasi berikutnya sehingga setiap perubahan yang terjadi dapat dianalisis secara kuantitatif.

Tahap ini sejalan dengan rekomendasi ISO/TS 23302 mengenai identifikasi measurands yang mengarakterisasi nano-objek dan material yang mengandung nano-objek.

 

Tahap 2. Accelerated Environmental Weathering

 

Tahap kedua merupakan inti dari evaluasi reliabilitas.

Material mengalami simulasi penggunaan nyata melalui kombinasi berbagai tekanan lingkungan yang dilakukan secara terintegrasi.

Komponen yang direkomendasikan meliputi:

• paparan UV-A dan UV-B,
• fluktuasi temperatur,
• kelembapan tinggi,
• siklus kondensasi,
• abrasi mekanis,
• goresan terkontrol,
• paparan disinfektan,
• pencucian berulang,
• paparan kontaminan organik.

 

Berbeda dengan pendekatan sebelumnya yang mengevaluasi setiap faktor secara terpisah, SLRF menekankan kombinasi beberapa jenis tekanan (combined stress testing) karena degradasi material di lapangan hampir selalu merupakan hasil interaksi berbagai faktor secara simultan.

 

Tahap 3. Karakterisasi Pasca-Weathering

 

Setelah simulasi selesai dilakukan, seluruh parameter fisikokimia diukur kembali.

Evaluasi meliputi:

• perubahan ketebalan lapisan,
• retakan mikro,
• delaminasi,
• perubahan morfologi,
• perubahan distribusi nanopartikel,
• perubahan sudut kontak,
• perubahan kekuatan adhesi,
• perubahan komposisi permukaan.

 

Dengan demikian, penurunan aktivitas antivirus nantinya dapat dikaitkan secara langsung dengan perubahan struktur material.

Pendekatan mekanistik seperti ini jauh lebih informatif dibandingkan sekadar melaporkan nilai reduksi virus.

 

Tahap 4. Evaluasi Aktivitas Antivirus Menggunakan Multi-Panel Virus

 

Tahap berikutnya menggunakan konsep Multi-Panel Virus Evaluation Framework sebagaimana telah dibahas pada Subbab 3.2.

Panel minimal yang diusulkan terdiri atas:

• virus beramplop,
• virus tanpa amplop,
• bakteriofag beramplop,
• bakteriofag tanpa amplop.

 

Apabila aplikasi produk bersifat khusus, dapat ditambahkan virus target yang relevan.

Evaluasi dilakukan pada beberapa interval waktu kontak sehingga diperoleh kinetika inaktivasi virus, bukan hanya hasil pengukuran pada satu titik waktu.

Parameter yang dianjurkan meliputi:

• nilai reduksi log (log reduction),
• konstanta laju inaktivasi,
• waktu paruh virus pada permukaan,
• kurva kinetika inaktivasi.

Pendekatan kinetik memungkinkan perbandingan performa material secara lebih objektif.

 

Tahap 5. Evaluasi Nanoparticle Leaching dan Environmental Health and Safety

 

Tahap kelima mengintegrasikan evaluasi keselamatan sebagai bagian dari reliabilitas.

Filtrat hasil simulasi weathering dianalisis menggunakan kombinasi:

• ICP–MS,
• spICP–MS,
• TEM,
• SEM–EDS,
• NTA.

Parameter yang dianjurkan meliputi:

• konsentrasi ion,
• jumlah nanopartikel,
• distribusi ukuran,
• perubahan morfologi,
• laju pelepasan,
• perubahan komposisi unsur.

Selanjutnya dilakukan analisis hubungan antara:

• degradasi material,
• pelepasan nano-objek,
• penurunan aktivitas antivirus.

Dengan demikian dapat diketahui apakah peningkatan efikasi antivirus diperoleh melalui mekanisme yang tetap aman terhadap lingkungan.

 

Tahap 6. Analisis Statistik dan Pemodelan Reliabilitas

 

Salah satu kelemahan banyak penelitian mengenai pelapis antivirus adalah terbatasnya penggunaan analisis statistik.

SLRF mengusulkan agar seluruh hasil dianalisis menggunakan pendekatan statistik yang lebih komprehensif.

 

Analisis yang direkomendasikan antara lain:

• ANOVA atau General Linear Model,
• analisis mixed-effects untuk data multi-laboratorium,
• regresi nonlinier,
• analisis reliabilitas,
• pemodelan degradasi,
• survival analysis terhadap umur fungsi material,
• analisis sensitivitas,
• analisis ketidakpastian (uncertainty analysis).

 

Selain itu, hubungan antara perubahan struktur material dengan aktivitas antivirus dapat dimodelkan menggunakan pendekatan multivariat seperti:

• Principal Component Analysis (PCA),
• Partial Least Squares Regression (PLSR),
• Structural Equation Modeling (SEM), apabila jumlah data memadai.

 

Pendekatan statistik tersebut memungkinkan pengembangan indikator baru yang disebut:

 

Surface Reliability Index (SRI)

Indeks ini menggabungkan berbagai parameter menjadi satu nilai komposit yang menggambarkan kemampuan suatu pelapis mempertahankan aktivitas antivirus selama masa pakainya.

Sebagai konsep, SRI dapat dibangun dari komponen seperti:

• retensi aktivitas antivirus,
• stabilitas fisikokimia,
• laju pelepasan nano-objek,
• ketahanan terhadap weathering,
• konsistensi antar ulangan.

Namun demikian, pengembangan rumus matematis dan pembobotan SRI memerlukan validasi melalui studi round robin internasional sebelum dapat diadopsi sebagai bagian dari standar.

 

Tahap 7. Validasi Antar Laboratorium

 

Tahapan terakhir merupakan komponen yang sangat penting namun sering diabaikan.

Sebelum standar diadopsi secara internasional, seluruh prosedur harus divalidasi melalui:

• studi round robin,
• interlaboratory comparison,
• proficiency testing.

Laboratorium dari berbagai kawasan geografis menggunakan:

• material identik,
• virus identik,
• prosedur identik,
• instrumen yang telah dikalibrasi.

Parameter yang dievaluasi meliputi:

• repeatability,
• reproducibility,
• measurement uncertainty,
• coefficient of variation,
• robustness metode.

Validasi tersebut akan menghasilkan dasar ilmiah yang kuat bagi transformasi ISO/PWI menjadi ISO/TS maupun ISO Standard.

 

3.4.3 Roadmap Implementasi Menuju Standar ISO yang Siap Diadopsi Secara Global

 

Agar implementasi SLRF dapat dilakukan secara realistis, penelitian ini mengusulkan roadmap pengembangan bertahap.

 

Tahap I: Penyempurnaan Konsep (Jangka Pendek)

Fokus utama adalah penyempurnaan dokumen ISO/PWI melalui:

• penambahan simulasi environmental weathering,
• integrasi Multi-Panel Virus Framework,
• integrasi evaluasi nanoparticle leaching,
• harmonisasi terminologi dengan ISO 80004 dan ISO/TS 23302.

 

Tahap II: Validasi Metodologi (Jangka Menengah)

Tahap ini mencakup:

• studi antar laboratorium,
• harmonisasi prosedur analisis,
• evaluasi ketidakpastian pengukuran,
• penyusunan dokumen panduan implementasi.

Kolaborasi dengan laboratorium nasional metrologi, lembaga standardisasi, dan pusat penelitian nanoteknologi menjadi faktor kunci pada fase ini.

 

Tahap III: Harmonisasi Internasional (Jangka Menengah–Panjang)

Setelah metodologi tervalidasi, dilakukan harmonisasi dengan:

• ISO 21702,
• ISO/TC 229,
• OECD Working Party on Manufactured Nanomaterials (WPMN),
• WHO,
• ASTM International,
• serta organisasi standardisasi regional lainnya.

Tahap ini bertujuan meningkatkan interoperabilitas dan mengurangi duplikasi metode pengujian.

 

Tahap IV: Implementasi Global (Jangka Panjang)

Tahap akhir mencakup adopsi luas oleh industri, laboratorium pengujian, regulator, dan lembaga sertifikasi.

Pada fase ini, kerangka SLRF diharapkan menjadi dasar bagi:

• sertifikasi pelapis nano antivirus,
• evaluasi mutu produk,
• penilaian klaim komersial,
• pengawasan pascapasar (post-market surveillance),
• pembaruan berkala sesuai perkembangan ilmu pengetahuan.

 

Dengan pendekatan tersebut, ISO/PWI TS 25402 tidak lagi sekadar menjadi standar pengukuran aktivitas antivirus, tetapi berkembang menjadi kerangka evaluasi reliabilitas yang komprehensif, berbasis bukti ilmiah, selaras dengan prinsip life-cycle assessment, mendukung konsep Safe and Sustainable by Design, serta mampu menjawab kebutuhan harmonisasi regulasi global. Integrasi karakterisasi material, simulasi accelerated weathering, panel virus multirepresentatif, evaluasi nanoparticle leaching, analisis statistik, dan validasi antar laboratorium akan menghasilkan standar yang lebih robust, adaptif, dan kredibel dalam mendukung pengembangan pelapis nano antivirus yang aman, efektif, dan berkelanjutan.

 

IV. KESIMPULAN DAN OUTLOOK

 

4.1 Kesimpulan

 

Perkembangan pesat nanoteknologi telah membuka peluang baru dalam pengembangan permukaan fungsional (functional surfaces) yang mampu menghambat transmisi virus melalui kontak (fomite transmission). Pelapis nano antivirus berbasis nanopartikel logam, oksida logam, material fotokatalitik, maupun nanomaterial karbon telah menunjukkan efektivitas yang menjanjikan terhadap berbagai virus patogen melalui beragam mekanisme, seperti pelepasan ion logam, pembentukan reactive oxygen species (ROS), kerusakan membran virus, denaturasi protein, dan degradasi materi genetik. Aplikasi teknologi ini berkembang luas pada fasilitas pelayanan kesehatan, transportasi publik, industri pangan, fasilitas pendidikan, ruang komersial, hingga infrastruktur perkotaan sebagai bagian dari strategi pengendalian penyakit menular.

 

Meningkatnya penggunaan pelapis nano antivirus secara global menjadikan keberadaan standar internasional sebagai kebutuhan yang sangat mendesak. Standar tidak hanya berfungsi sebagai pedoman teknis dalam pengujian performa material, tetapi juga sebagai instrumen harmonisasi regulasi, perlindungan konsumen, peningkatan daya saing industri, serta dasar ilmiah bagi pengambilan keputusan regulator. Dalam konteks tersebut, inisiatif ISO/TC 229 untuk mengembangkan ISO/PWI TS 25402 merupakan langkah strategis dalam mengisi kekosongan metodologis mengenai evaluasi keandalan (reliability evaluation) aktivitas antivirus pada permukaan berlapis nano non-poros.

 

Namun demikian, hasil analisis kritis dalam artikel ini menunjukkan bahwa rancangan ISO/PWI TS 25402 masih menghadapi sejumlah tantangan konseptual dan metodologis yang perlu disempurnakan sebelum berkembang menjadi Technical Specification (TS) yang matang. Kelemahan utama pertama adalah belum diintegrasikannya simulasi environmental weathering sebagai bagian dari evaluasi keandalan. Padahal, pelapis nano dalam penggunaan nyata selalu mengalami kombinasi paparan radiasi ultraviolet, fluktuasi suhu, kelembapan, abrasi mekanis, bahan disinfektan, dan kontaminan lingkungan yang secara bertahap mengubah struktur fisikokimia permukaan. Evaluasi yang hanya dilakukan pada material baru (as-prepared surface) tidak cukup untuk memprediksi performa jangka panjang selama masa pakai (service life). Oleh karena itu, reliabilitas harus dipahami sebagai kemampuan material mempertahankan fungsi antivirus setelah mengalami degradasi yang merepresentasikan kondisi lapangan.

 

Temuan penting kedua berkaitan dengan keterbatasan penggunaan virus surrogate dalam evaluasi aktivitas antivirus. Pendekatan yang hanya menggunakan satu jenis virus atau bakteriofag berpotensi menghasilkan interpretasi efikasi yang tidak mewakili keragaman biologis virus patogen. Perbedaan mendasar antara virus beramplop dan virus tanpa amplop, variasi sensitivitas terhadap mekanisme inaktivasi, serta dinamika evolusi dan mutasi virus menunjukkan bahwa strategi evaluasi berbasis single-surrogate virus tidak lagi memadai untuk mendukung klaim performa material yang bersifat umum. Oleh sebab itu, artikel ini mengusulkan pendekatan Multi-Panel Virus Evaluation Framework, yang mengintegrasikan virus beramplop, virus tanpa amplop, bakteriofag, serta virus target spesifik sesuai konteks aplikasi. Pendekatan ini diharapkan meningkatkan validitas biologis, memperluas cakupan evaluasi, dan memperkuat reproduksibilitas antar laboratorium.

 

Aspek ketiga yang memerlukan perhatian serius adalah belum terintegrasinya evaluasi nanoparticle leaching dan prinsip Environmental Health and Safety (EHS) ke dalam kerangka reliabilitas. Aktivitas antivirus yang tinggi tidak boleh dicapai dengan mengorbankan keselamatan manusia maupun lingkungan. Degradasi pelapis selama masa pakai dapat menyebabkan pelepasan nano-objek atau ion logam ke lingkungan, yang berpotensi memengaruhi kualitas ekosistem maupun paparan terhadap pengguna. Oleh karena itu, evaluasi pelepasan nano-objek melalui kombinasi teknik analitik seperti ICP–MS, spICP–MS, TEM, SEM–EDS, dan Nanoparticle Tracking Analysis (NTA) perlu menjadi bagian integral dari metodologi pengujian. Integrasi tersebut sejalan dengan pendekatan life-cycle assessment, prinsip Safe and Sustainable by Design (SSbD), serta rekomendasi OECD Working Party on Manufactured Nanomaterials (WPMN) mengenai penilaian risiko nanomaterial.

 

Berdasarkan keseluruhan hasil kajian, artikel ini mengusulkan suatu paradigma baru yang disebut Surface Life-Cycle Reliability Framework (SLRF). Kerangka ini memperluas definisi reliabilitas dari sekadar kemampuan menginaktivasi virus pada kondisi awal menjadi kemampuan mempertahankan aktivitas antivirus secara konsisten selama seluruh siklus hidup material. SLRF mengintegrasikan tujuh komponen utama, yaitu: (1) karakterisasi fisikokimia awal material; (2) simulasi accelerated environmental weathering; (3) karakterisasi ulang pasca-weathering; (4) evaluasi aktivitas antivirus menggunakan panel virus multirepresentatif; (5) kuantifikasi nanoparticle leaching; (6) analisis statistik dan pemodelan reliabilitas; serta (7) validasi antar laboratorium melalui studi round robin dan proficiency testing. Integrasi ketujuh komponen tersebut menghasilkan pendekatan evaluasi yang lebih komprehensif, mekanistik, dan selaras dengan perkembangan ilmu material modern.

 

Dari perspektif standardisasi internasional, usulan kerangka ini juga memperkuat hubungan antara ISO/PWI TS 25402 dengan berbagai dokumen ISO lainnya, termasuk ISO 21702 mengenai aktivitas antivirus pada permukaan non-poros, ISO/TS 23302 mengenai karakterisasi nano-objek, ISO/TS 12025 mengenai kuantifikasi pelepasan nano-objek, serta seri ISO 80004 mengenai terminologi nanoteknologi. Harmonisasi tersebut akan meningkatkan konsistensi metodologis, memperkuat keterlacakan (traceability) pengukuran, dan mempermudah implementasi standar oleh laboratorium pengujian di berbagai negara.

 

Secara keseluruhan, artikel ini menegaskan bahwa revisi ISO/PWI TS 25402 bukan sekadar penyempurnaan teknis, melainkan merupakan langkah strategis untuk memastikan bahwa standar yang dihasilkan benar-benar mampu menjawab tantangan ilmiah, industri, dan kesehatan masyarakat pada era pascapandemi. Standar yang hanya mengukur efikasi awal tanpa mempertimbangkan degradasi material, keragaman biologis virus, dan aspek keselamatan lingkungan berisiko menghasilkan klaim performa yang tidak sepenuhnya mencerminkan kondisi penggunaan nyata. Sebaliknya, standar yang mengintegrasikan seluruh dimensi tersebut akan menjadi fondasi ilmiah yang lebih kuat bagi pengembangan pelapis nano antivirus generasi berikutnya.

 

4.2 Outlook dan Arah Pengembangan di Masa Depan

 

Masa depan standardisasi nanoteknologi tidak lagi cukup berorientasi pada harmonisasi prosedur pengujian semata, tetapi harus bergerak menuju pengembangan standar adaptif (adaptive standards) yang mampu mengikuti dinamika ilmu pengetahuan dan kebutuhan masyarakat global. Pengalaman pandemi COVID-19 menunjukkan bahwa ancaman penyakit infeksi dapat berubah dengan sangat cepat akibat munculnya virus baru maupun varian baru. Oleh karena itu, standar internasional yang bersifat statis akan semakin sulit mempertahankan relevansinya dalam jangka panjang.

 

Salah satu arah pengembangan yang paling penting adalah penerapan dynamic standardization, yaitu mekanisme pembaruan berkala terhadap parameter pengujian, panel virus, serta metode karakterisasi berdasarkan bukti ilmiah terbaru. Pendekatan ini memungkinkan ISO/PWI TS 25402 tetap relevan terhadap perkembangan virologi, kemajuan material nano, serta perubahan kebutuhan industri tanpa harus melakukan revisi total setiap kali muncul teknologi baru.

 

Selain itu, perkembangan kecerdasan buatan (Artificial Intelligence/AI) dan pembelajaran mesin (Machine Learning/ML) membuka peluang untuk mengembangkan sistem prediksi reliabilitas pelapis nano berbasis data. Integrasi data karakterisasi material, parameter weathering, hasil uji aktivitas antivirus, serta data pelepasan nano-objek ke dalam model prediktif memungkinkan estimasi umur fungsi (functional lifetime) material tanpa harus melakukan seluruh pengujian eksperimental yang memerlukan waktu panjang. Pendekatan berbasis AI juga berpotensi mempercepat proses optimasi formulasi pelapis nano yang memiliki keseimbangan terbaik antara efikasi, durabilitas, dan keselamatan.

 

Dari sisi metrologi, diperlukan pengembangan reference materials, reference virus panels, dan certified reference surfaces yang dapat digunakan sebagai acuan bersama dalam studi antar laboratorium. Ketersediaan bahan acuan bersertifikat akan meningkatkan keterbandingan (comparability) hasil pengujian di berbagai negara serta mendukung penerapan prinsip global mutual recognition.

 

Komunitas ilmiah juga perlu memperkuat penelitian mengenai hubungan mekanistik antara perubahan sifat fisikokimia pelapis dengan dinamika inaktivasi virus. Sebagian besar penelitian saat ini masih melaporkan nilai reduksi virus sebagai parameter akhir tanpa menjelaskan secara rinci mekanisme yang mendasarinya. Penelitian multidisiplin yang menggabungkan ilmu material, virologi, biofisika permukaan, toksikologi, dan pemodelan komputasi akan menghasilkan pemahaman yang lebih mendalam sehingga standar di masa depan dapat dibangun berdasarkan bukti mekanistik yang kuat.

 

Dalam konteks kebijakan, kolaborasi antara ISO/TC 229, OECD WPMN, WHO, ASTM International, regulator nasional, lembaga metrologi, serta industri menjadi prasyarat penting untuk mempercepat harmonisasi standar global. Sinergi tersebut tidak hanya akan meningkatkan kualitas metodologi pengujian, tetapi juga mempercepat pengakuan lintas negara terhadap hasil evaluasi, mengurangi hambatan perdagangan, dan mendorong inovasi produk nanoteknologi yang aman serta berkelanjutan.

 

Bagi industri, penerapan kerangka Surface Life-Cycle Reliability Framework memberikan peluang untuk mengembangkan produk yang tidak hanya unggul dalam uji laboratorium, tetapi juga memiliki performa yang konsisten sepanjang masa pakai. Hal ini akan meningkatkan kepercayaan pengguna, memperkuat daya saing produk di pasar internasional, serta mengurangi risiko kegagalan produk akibat penurunan fungsi setelah penggunaan jangka panjang.

 

Pada akhirnya, evolusi ISO/PWI TS 25402 menuju standar internasional yang matang harus dipandang sebagai investasi jangka panjang bagi ekosistem inovasi nanoteknologi global. Standar yang dibangun di atas prinsip reliabilitas siklus hidup, representasi biologis yang komprehensif, keselamatan lingkungan, validasi metrologi, dan harmonisasi internasional akan menjadi fondasi penting bagi pengembangan pelapis nano antivirus yang efektif, aman, berkelanjutan, dan mampu memberikan perlindungan nyata terhadap ancaman penyakit infeksi di masa depan. Dengan demikian, revisi ISO/PWI TS 25402 bukan hanya akan meningkatkan kualitas suatu dokumen standardisasi, tetapi juga berkontribusi terhadap penguatan kesiapsiagaan global menghadapi pandemi berikutnya serta mendukung terwujudnya inovasi nanoteknologi yang bertanggung jawab bagi kesehatan manusia dan lingkungan.

 

V. DAFTAR PUSTAKA

 

1. ASTM International. (2015). ASTM E1053-11(2015): Standard test method to assess virucidal activity of chemicals intended for disinfection of inanimate, nonporous environmental surfaces. ASTM International.
2. Buzea, C., Pacheco, I. I., & Robbie, K. (2007). Nanomaterials and nanoparticles: Sources and toxicity. Biointerphases, 2(4), MR17–MR71. https://doi.org/10.1116/1.2815690
3. Chen, N., Zhou, M., Dong, X., Qu, J., Gong, F., Han, Y., Qiu, Y., Wang, J., Liu, Y., Wei, Y., Xia, J., Yu, T., Zhang, X., & Zhang, L. (2020). Epidemiological and clinical characteristics of 99 cases of 2019 novel coronavirus pneumonia in Wuhan, China. The Lancet, 395(10223), 507–513. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30211-7
4. Choi, H., Chatterjee, P., Coppin, J. D., Martel, J. A., Hwang, M., Jinadatha, C., Sharma, V. K., & others. (2021). Current advances in the development of antiviral surfaces. Journal of Hospital Infection, 108, 38–45.
5. European Commission. (2022). Safe and Sustainable by Design Framework for Chemicals and Materials. Publications Office of the European Union.
6. Frontiers review: Nano-antivirals: A comprehensive review. (2022). Frontiers in Nanotechnology, 4, Article 1064615. https://doi.org/10.3389/fnano.2022.1064615
7. Ghosh, S., Malik, J. A., & Goyal, S. M. (2022). Nanotechnology-based antiviral coatings: Current developments and future perspectives. Journal of Nanobiotechnology, 20, Article 340.
8. Grass, G., Rensing, C., & Solioz, M. (2011). Metallic copper as an antimicrobial surface. Applied and Environmental Microbiology, 77(5), 1541–1547. https://doi.org/10.1128/AEM.02766-10
9. Hasan, J., Pyke, A., Nair, N., Yarlagadda, T., Will, G., Spann, K., & Yarlagadda, P. K. D. V. (2020). Antiviral nanostructured surfaces. Nanoscale, 12(47), 24499–24516. https://doi.org/10.1039/D0NR05255E
10. Hodek, J., Zajícová, V., Lovětinská-Šlamborová, I., Stibor, I., Müllerová, J., & Weber, J. (2016). Protective hybrid coating containing silver, copper and zinc cations effective against human immunodeficiency virus and other enveloped viruses. BMC Microbiology, 16, 56.
11. Ikner, L. A., Soto-Beltran, M., & Bright, K. R. (2012). New method using a bacteriophage surrogate to evaluate virucidal efficacy. Applied and Environmental Microbiology, 78(2), 404–410.
12. International Organization for Standardization. (2019). ISO 21702:2019. Measurement of antiviral activity on plastics and other non-porous surfaces. ISO.
13. International Organization for Standardization. (2021). ISO/TS 12025:2021. Nanomaterials—Quantification of nano-object release from powders by generation of aerosols. ISO.
14. International Organization for Standardization. (2021). ISO/TS 23302:2021. Nanotechnologies—Requirements and recommendations for the identification of measurands that characterise nano-objects and materials that contain them. ISO.
15. International Organization for Standardization. (2023). ISO 80004-1:2023. Nanotechnologies—Vocabulary—Part 1: Core terms. ISO.
16. International Organization for Standardization. (2024). ISO/TS 19590:2024. Nanotechnologies—Characterization of nano-objects using single particle inductively coupled plasma mass spectrometry. ISO.
17. ISO Technical Committee 229 (Nanotechnologies). (2025). Work programme overview. ISO.
18. Jones, N., Ray, B., Ranjit, K. T., & Manna, A. C. (2008). Antibacterial activity of ZnO nanoparticle suspensions. FEMS Microbiology Letters, 279(1), 71–76.
19. Kampf, G., Todt, D., Pfaender, S., & Steinmann, E. (2020). Persistence of coronaviruses on inanimate surfaces and their inactivation with biocidal agents. Journal of Hospital Infection, 104(3), 246–251. https://doi.org/10.1016/j.jhin.2020.01.022
20. Kim, J., Yeom, M., Lee, T., Kim, H. O., Na, W., Kang, A., Lim, J. W., Park, G., Park, C., Song, D., & others. (2020). Porous gold nanoparticles for antiviral applications. Nature Biomedical Engineering, 4, 604–614.
21. Li, Y., Leung, G. M., Tang, J. W., Yang, X., Chao, C. Y. H., Lin, J. Z., Lu, J. W., Nielsen, P. V., Niu, J., Qian, H., Sleigh, A. C., Su, H.-J. J., Sundell, J., Wong, T. W., & Yuen, P. L. (2007). Role of ventilation in airborne transmission of infectious agents. Indoor Air, 17(1), 2–18. https://doi.org/10.1111/j.1600-0668.2006.00445.x
22. Lin, Q., Lim, J. Y. C., Xue, K., Yew, P. Y. M., Owh, C., Chee, P. L., & Loh, X. J. (2021). Sanitizing agents for virus inactivation and disinfection. View, 2(1), 20200187.
23. Malayeri, A. H., Mohseni, M., Cairns, B., Bolton, J. R., Chevrefils, G., Caron, E., Barbeau, B., Wright, H., Linden, K. G., & others. (2016). Fluence (UV dose) required to achieve incremental log inactivation of bacteria, protozoa, viruses and algae. IUVA News, 18(3), 4–6.
24. Nakano, R., Hara, M., Ishiguro, H., Yao, Y., Ochiai, T., Nakata, K., Murakami, T., Kajioka, J., Sunada, K., Hashimoto, K., & Fujishima, A. (2012). Broad spectrum microbicidal activity of photocatalysis by TiO₂. Catalysts, 3(1), 310–323.
25. Nowack, B., & Bucheli, T. D. (2007). Occurrence, behavior and effects of nanoparticles in the environment. Environmental Pollution, 150(1), 5–22. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2007.06.006
26. OECD. (2022). Important Issues on Risk Assessment of Manufactured Nanomaterials. OECD Publishing.
27. OECD. (2023). Developments in Delegations on the Safety of Manufactured Nanomaterials. OECD Publishing.
28. OECD Working Party on Manufactured Nanomaterials (WPMN). (2023). Programme activities and guidance documents.
29. Palmieri, V., & Papi, M. (2020). Can graphene take part in the fight against COVID-19? Nano Today, 33, 100883. https://doi.org/10.1016/j.nantod.2020.100883
30. Rai, M., Deshmukh, S. D., Ingle, A. P., Gupta, I. R., Galdiero, M., & Galdiero, S. (2016). Metal nanoparticles: The protective nanoshield against virus infection. Critical Reviews in Microbiology, 42(1), 46–56.
31. Sportelli, M. C., Izzi, M., Kukushkina, E. A., Hossain, S. I., Picca, R. A., Ditaranto, N., & Cioffi, N. (2020). Can nanotechnology and materials science help the fight against SARS-CoV-2? Nanomaterials, 10(4), 802. https://doi.org/10.3390/nano10040802
32. United States Environmental Protection Agency. (2023). Framework for Evaluating the Environmental Fate and Exposure of Engineered Nanomaterials. U.S. EPA.
33. World Health Organization. (2020). Cleaning and disinfection of environmental surfaces in the context of COVID-19. WHO.
34. World Health Organization. (2021). WHO global strategy for infection prevention and control. WHO.
35. World Health Organization. (2023). Global strategic preparedness and response plan for respiratory pathogens with epidemic and pandemic potential. WHO.
36. World Health Organization (WHO) Infection Prevention and Control. WHO.
37. Ye, Q., Chen, J., Qin, G., & Shi, Q. (2022). Antiviral nanomaterials and antiviral coatings: Recent advances and future perspectives. Advanced Functional Materials.
38. Zhang, H., Li, Y., & Liu, Y. (2021). Engineered antiviral nanomaterials for environmental and biomedical applications. ACS Applied Materials & Interfaces.
39. Zhang, X., Xiao, K., Cheng, L., & Liu,Y. (2022). Surface engineering strategies for antiviral nanocoatings. Chemical Engineering Journal.
40. Zhou, J., Hu, Z., Zabihi, F., Chen, Z., & Zhu, M. (2020). Progress and perspective of antiviral protective materials. Advanced Fiber Materials, 2(3), 123–139.

 

#Nanoteknologi 

#ISO25402 

#PelapisNano 

#AntivirusSurface 

#StandarInternasional