PENGGUNAAN HEMODIALISIS PADA BIDANG KESEHATAN YANG MEMAKAI PRINSIP ILMU FISIKA

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT karena hanya berkat rahmat dan hidayah-Nya yang telah diberikan sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah ini. Makalah ini dibuat dengan tujuan utama yaitu untuk memenuhi nilai tugas akhir mata kuliah fisika FKM-UI. Hemodialisis sangat berperan dalam dunia kedokteran sebagai solusi permasalahan gagal ginjal yang kasusnya sedang marak-maraknya terjadi. Hemodialisis menggunakan prinsip ilmu fisika khususnya tentang fluida dinamis.

Penulis menyadari bahwa dalam menyusun karya tulis ilmiah ini tidak terlepas dari uluran tangan dari berbagai pihak, baik berupa bimbingan, petunjuk, saran, dorongan, dan bantuan materil maupun moril yang sangat berharga.

            Dalam pembuatan karya tulis ini, penulis telah berusaha semaksimal mungkin sesuai dengan kemampuan dan waktu yang penulis miliki sekalipun pada akhirnya karya tulis ini masih jauh dari kesempurnaan.  Penulis sangat menghargai saran dan kritik yang bersifat membangun bagi kesempurnaan di masa mendatang. Penulis berharap karya tulis ini dapat memberikan manfaat bagi penulis maupun para pembaca.

Depok, November 2007

Tim Penyusun

DAFTAR ISI

Halaman Judul........................................................................................................... i         

Kata Pengantar.......................................................................................................... ii

Daftari Isi................................................................................................................... iii

BAB I PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang.............................................................................................. 1

      1.2  Pembatasan Masalah..................................................................................... 1

      1.3  Tujuan........................................................................................................... 2

      1.4  Metode Penulisan......................................................................................... 2

      1.5  Sistematika Penulisan................................................................................... 2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

       2.1  Hemodialisis................................................................................................. 3

2.2  Fungsi Hemodialisis...................................................................................... 5

BAB III METODOLOGI HEMODIALISIS

3.1  Cara Kerja Hemodialisis............................................................................... 6

3.2  Keuntungan Hemodialisis............................................................................. 9

3.3  Kerugian Hemodialisis.................................................................................. 10

3.4  Cara Penggunaan Hemodialisis.................................................................... 10

BAB IV  PENUTUP

4.1  Kesimpulan................................................................................................... 11      

4.2  Saran............................................................................................................. 11      

Daftar Pustaka           

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam sistem peredaran darah yang ada dalam tubuh kita, darah mengalir melalui pembuluh darah dari jantung ke seluruh tubuh dan melewati ginjal untuk disaring. Proses penyaringan ini memisahkan zat-zat yang bersifat racun atau tidak dapat dihancurkan dan digunakan oleh tubuh sehingga harus dibuang bersamaan dengan urin dengan zat-zat yang diperlukan oleh tubuh. Ginjal sebagai organ yang berfungsi dalam proses penghasilan urin melalui proses filtrasi, reasorbsi, dan  augmentasi. Apabila fungsi ini terganggu maka zat-zat racun yang tidak dapat dihancurkan dan digunakan oleh tubuh akan mengendap. Sedangkan zat-zat yang bermanfaat seperti glukosa dapat terbuang sehingga urin terasa manis. Kasus ini sering disebut dengan istilah diabetes melitus atau kencing manis. Ginjal yang tidak berfungsi dengan normal sering disebut dengan istilah gagal ginjal. Kasus ini dapat terjadi akibat kerja ginjal yang terlalu berat sehingga terganggu fungsinya. Selain itu, gagal ginjal juga dapat diakibatkan oleh penyakit keturunan.

Berbagai upaya kuratif yang telah dilakukan dalam dunia kedokteran seperti cangkok ginjal dapat membantu kerja ginjal yang sangat berat. Manusia normal memiliki dua ginjal yang bekerja bersama. Ketika salah satunya rusak atau tidak berfungsi, cangkok ginjal dapat dilakukan untuk menggantikan salah satu ginjal yang rusak tadi sehingga dapat bekerja dalam proses penyaringan dan menghasilkan urin yang normal. Alternatif lain yang saat ini sedang berkembangkan adalah haemodialisis.

1.2 Pembatasan Masalah

            Berdasarkan latar belakang di atas, penulis membatasi pembahasan masalah dalam makalah ini. Pembatasan masalah tersebut yaitu mengenai cara kerja alat dialisis darah secara mekanis dilihat dari prinsip ilmu fisika khususnya fluida dinamis.

1.3 Tujuan

            Berdasarkan rumusan masalah di atas, maka dapat dituliskan tujuan dari penulisan ini adalah :

1. Mengetahui cara penggunaan hemodialisis
2. Mengetahui cara kerja hemodialisis menurut ilmu fisika
3. Mengetahui pengaplikasian ilmu fisika dalam bidang kesehatan
4. Melengkapi nilai tugas akhir mata kuliah fisika

1.4 Metode Penulisan

            Metode penelitian yang digunakan penulis dalam makalah ini adalah kepustakaan. Sumber data penulis berupa buku dan artikel yang dikutip dari media elektronik.

1.5 Sistematika Penulisan

            Sistematika penulisan dari makalah ini yaitu ditulis secara sistematis dengan penjabaran awal, yaitu bab pendahuluan diiringi dengan latar belakang masalah, pembatasan masalah, tujuan penulisan, metode penelitian, dan sistematika penyajian. Setelah itu, bab isi dimana terdapat pengertian hemodialisis, fungsi dialisis, sejarah penemuan hemodialisis, cara kerja hemodialisis, kelebihan dan kekukrangan hemodialisis, serta cara penggunaannya. Makalah ini diakhiri dengan bab penutup yang terdiri dari kesimpulan dan saran.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Hemodialisis

Hemodialisis adalah sebuah terapi medis. Kata ini berasal dari kata haemo yang berarti darah dan dilisis yang berarti dipisahkan. Hemodialisis merupakan salah satu dari Terapi Pengganti Ginjal, yang digunakan pada penderita dengan penurunan fungsi ginjal, baik akut maupun kronik. Hemodialisis dapat dikerjakan untuk sementara waktu (misalnya pada Gagal Ginjal Akut) atau dapat pula untuk seumur hidup (misalnya pada Gagal Ginjal Kronik).

Hemodialisis berawal dari beberapa penemuan yang berhasil maupun yang menemukan kegagalan oleh beberapa tokoh antara lain, Abel dan Roundtree, Hass, dan Necheles, serta Kjellstrand. Banyak tokoh yang memegang peranan penting dalam memanfaatkan dialisis sebagai salah satu cara menangani kasus gagal ginjal, dimulai oleh Thomas Graham dari Glasgow, orang pertama yang mengemukakan prinsip transportasi larutan melalui membran semipermeabel pada tahu 1854. Lalu, pemanfaatan prinsip ginjal yang dikemukakan oleh Abel, Roundtree, dan Turner pada tahun 1913, Dialisis Peritoneal ditemukan oleh Georg Ganter pada tahun 1923, penggunaan hemodialisis pada manusia pertama kali oelh Hass pada 28 Februari 1924 dan pengaplikasian prinsip ginjal pada alat kesehatan ditemukan oleh Kolff pada tahun 1943-1945. Penelitian yang ia lakukan menunjukkan bahwa hidup seorang pasien yang mengalami gagal ginjal dapat tertolong dengan penggunaan hemodialisis.

Dr. Willem Kolff adalah orang pertama yang merancang mesin dialisis darah (dialiser) pada tahun 1943. Hasil penemuannya ini pertama kali sukses pada seorang pasien wanita berumur 67 tahun yang koma dan mulai sadar setelah 11 jam menjalani hemodialisis menggunakan dialiser Kolff pada tahun 1945. Setelah beberapa waktu kesuksesannya, Kolff bertujuan mengembangkan alat bantu hidup ini untuk mengatasi gagal ginjal akut. Pada akhir Perang Dunia II, Kolff menyumbangkan 5 mesin dialisis untuk beberapa rumah sakit di dunia, salah satunya Mt. Sinai Hospital in New York. Kolff memberikan satu set  ”blueprints” untuk mesin hemodialisisnya kepada George Thorn di Peter Bent Brigham Hospital di Boston. Hal ini bertujuan untuk menyempurnakan dialiser Kolff pada masa yang akan datang, yaitu dialiser Kolff-Brigham dari bahan stainless steel.

Pada tahun 1950-an, mesin penemuan Willem Kolff digunakan untuk menangani pasien gagal ginjal akut, tetapi ini tidak dapat menangani pasien penyakit ginjal stadium akhir. Kemudian, para dokter percaya bahwa alat ini tidak mungkin untuk mendialisis pasien secara sempuran karena dua alasan. Pertama, Mereka berpendapat bahwa tidak ada alat buatan manusia yang dapat menggantikan fungsi ginjal dalam waktu yang cukup lama. Kedua, pasien yang telah sering mengalami dialisis menyebabkan kerusakan pada pembuluh vena dan arteri, jadi setelah beberapa kali penanganan medis, akan sulit menemukan pembuluh sebagai akses darah pasien.

Penemuan Kolff tidak memungkinkan untuk digunakan karena tidak mampu untuk proses pemindahan fluida. Dr. Nils Alwal, pada tahun 1946 di University of Lund, mencoba memodifikasi alat ginjal ini dalam sebuah tabung stainless steel agar ada tekanan yang mempengaruhi, cara ini bekerja efektif pada aplikasi hemodialisis. Alwall juga membantah penemu dari arteri vena pelangsir untuk dialisis. Ia pertama kali melaporkan ini pada tahun 1948, dimana dia menggunakan pelangsir vena itu  untuk melangsir kelinci. Secara berkelanjutan dia menggunakan tabung pengalir yang terbuat dari bahan kaca, sama fungsinya dengan dialisator ciptaannya yang terbuat dari bahan kanister, untuk menangani 1500 pasien gagal ginjal antara tahun 1946 dan 1960, sebagai laporan pada Kongres Nefrologi Internasional yang pertama di Evian pada September 1960.  Kemudian Alwall dengan Holger Crafoord, seorang pebisnis berkebangsaan Swedia, untuk membangun sebuah perusahaan di bidang pembuatan mesin dialisis, Gambro.

Dr. Belding H. Scribner berkolaborasi dengan seorang dokter bedah, Dr. Wayne Quinton, memodifokasi tabung pengalir dengan menggantinya dengan bahan Teflon. Hal lain yang menjadi kunci pengembangan mereka yaitu dengan menghubungkan tabung yang satu dengan yang lain.gelas tersebut kemudian memindahkan media ke kepingan tabung silikon yang ukurannya pendek.ini akan membentuk basis yang kemudian dinamakan tabung scribner.mungkin bagian-bagian yang lain akan lebih umum dikatakan sebagai tabung Quinton-scribner.setelah proses perawatan,akses sirkulasi akan disimpan dalam keadaan terbuka dengan menghubungkan dua tabung bagian luar dengan menggunakan tabung teflon berbentuk huruf U,yang kemudian akan mengalirkan darah dari tabung arteri belakang menuju vena.

2.2 Fungsi Hemodialisis

Hemodialisis berfungsi membuang produk-produk sisa metabolisme seperti potassium dan urea dari darah dengan menggunakan mesin dialiser. Mesin ini mampu berfungsi sebagai ginjal menggatikan ginjal penderita yang sudah rusak kerena penyakitnya, dengan menggunakan mesin itu selama 24 jam perminggu, penderita dapat memperpanjang hidupnya sampai batas waktu yang tidak tertentu.

BAB III

METODOLOGI HEMODIALISIS

3.1 Cara Kerja Hemodialisis

            Prinsip dari Hemodialisis adalah dengan menerapkan proses osmotis dan ultrafiltrasi pada ginjal buatan, dalam membuang sisa-sisa metabolisme tubuh. Pada hemodialisis, darah dipompa keluar dari tubuh lalu masuk kedalam mesin dialiser ( yang berfungsi sebagai ginjal buatan ) untuk dibersihkan dari zat-zat racun melalui proses difusi dan ultrafiltrasi oleh cairan khusus untuk dialisis (dialisat). Tekanan di dalam ruang dialisat lebih rendah dibandingkan dengan tekanan di dalam darah, sehingga cairan, limbah metabolik dan zat-zat racun di dalam darah disaring melalui selaput dan masuk ke dalam dialisat. Proses hemodialisis melibatkan difusi solute (zat terlarut) melalui suatu membrane semipermeable. Molekul zat terlarut (sisa metabolisme) dari kompartemen darah akan berpindah kedalam kompartemen dialisat setiap saat bila molekul zat terlarut dapat melewati membran semipermiabel demikian juga sebaliknya. Setelah dibersihkan, darah dialirkan kembali ke dalam tubuh. (Nephrology Channel, 2001).

            Mesin hemodialisis (HD) terdiri dari pompa darah, sistem pengaturan larutan dialisat, dan sistem monitor. Pompa darah berfungsi untuk mengalirkan darah dari tempat tusukan vaskuler ke alat dializer. Dializer adalah tempat dimana proses HD berlangsung sehingga terjadi pertukaran zat-zat dan cairan dalam darah dan dialisat. Sedangkan tusukan vaskuler merupakan tempat keluarnya darah dari tubuh penderita menuju dializer dan selanjutnya kembali lagi ketubuh penderita. Kecepatan dapat di atur biasanya diantara 300-400 ml/menit. Lokasi pompa darah biasanya terletak antara monitor tekanan arteri dan monitor larutan dialisat. Larutan dialisat harus dipanaskan antara 34-39 C sebelum dialirkan kepada dializer. Suhu larutan dialisat yang terlalu rendah ataupun melebihi suhu tubuh dapat menimbulkan komplikasi. Sistem monitoring setiap mesin HD sangat penting untuk menjamin efektifitas proses dialisis dan keselamatan.

Dialisator tersedia dalam berbagai jenis ukuran. Dialisator yang ukurannya lebih besar mengalami peningkatan dalam membran area, dan biasanya akan memindahkan lebih banyak padatan daripada dialisator yang ukurannya lebih kecil, khususnya dalam tingkat aliran darah yang tinggi. Hal ini juga tergantung pada koefisien permeabilitas membran untuk tiap padatan pada masing-masing pertanyaan sehingga efisiensi dialisator bekerja sebagai KoA yang pada akhirnya menghasilkan koefisien permeabilitas dan area

Kebanyakan jenis dialisator memiliki permukaan membran area sekitar 0,8 sampai 2,2 meter persegi dan nilai KoA memiliki urutan dari mulai 500-1500 ml/min. KoA yang dinyatakan dalam satuan ml/min dapat diperkirakan melalui pembersihan maksimum dari dialisator dalm tekanan darah yang sangat tinggi dari grafik tingkat alirannya.

            Secara singkat konsep fisika yang digunakan dalam hemodialisis adalah konsep fluida bergerak. Syarat fluida yang ideal yaitu cairan tidak viskous (tidak ada geseran dalam), keadaan tunak (steady state) atau melalui lintasan tertentu, mengalir secara stasioner, dan tidak termampatkan (incompressible) serta mengalir dalam jumlah cairan yang sama besarnya (kontinuitas).

Secara matematis, ada tiga teorema fluida bergerak yang digunakan,yaitu :

1. Hukum Kontinuitas

      ρ1 A1 ν1 = ρ2 A2 ν2

      dimana,           ρ =  massa jenis fluida (kg/m³)

                              A = luas permukaan penampang (m²)

                              ν = kecepatan fluida (m/s)

2. Hukum Bernoulli

      P + ½ρν² + ρgh = konstan

      dimana,           P = tekanan (Pa)

                              ρ =  massa jenis fluida (kg/m³)

                              ν = kecepatan fluida (m/s)

                              g = kecepatan gravitasi (m/s²)

                              h = tinggi pipa atau selang (m)

3. Hukum Poiseuille

      V   =  π (r²)² (P1 – P2)

       t            8 η L

      dimana,           V = volume (m³)

                              t = waktu (s)

                              π = 3,14

                              r = jari-jari pembuluh (m)

                              P = tekanan (Pa)

                              η = viskousitas = 0,003 – 0,004 Pa (untuk darah)

                              L = panjang pembuluh (m)                             

3.2 Keuntungan Hemodialisis

Hemodialisis mempunyai beberapa keuntungan,diantaranya sebagai berikut.

1.        Tidak ada nyeri/sakit selama prosedur.

2.        Dilaksanakan secara santai, pasien bisa sambil makan/nonton TV, baca buku dll.

3.        Hemodialisis sebagai terapi dapat meningkatkan kualitas hidup pasien dan memperpanjang usia.Namun, tindakan itu tak bebas risiko. Selain kesiapan tenaga kesehatan di unit dialisis untuk mengatasi komplikasi, kesiapan pasien secara psikologis dan dukungan keluarga berperan penting dalam keberhasilan hemodialisis.

4.        Hemodialisis dapat sedini mungkin menghambat progresivitas penyakit. Yaitu, jika pengeluaran kreatinin 9-14 ml/menit/1,73 m2, baik pada penderita diabetes maupun nondiabetes. Hemodialisis bisa dimulai lebih awal pada pasien malnutrisi, pasien mengalami kelebihan cairan tubuh, penurunan kesadaran, kejang, radang kandung jantung, hiperkalemia (meningginya kadar kalium darah), serta asidosis metabolik berulang. Kreatinin adalah zat racun dalam darah, terdapat pada seseorang yang ginjalnya sudah tidak berfungsi dengan normal.

5.        Hemodialisis dapat dilakukan pada pasien gagal ginjal akut dan gagal ginjal kronik.

       Hemodialisis dapat dilakukan pada pasien gagal ginjal karena sumbatan batu yang akan menjalani operasi dan pasien yang menunggu cangkok ginjal.

3.3 Kerugian Hemodialisis

Di samping memiliki beberapa keuntungan, hemodialisis juga mempunyai beberapa kerugian, diantaranya sebagai berikut.
1.   Fungsi ginjal yang tersisa cepat menurun.
2.   Pembatasan asupan cairan dan diet lebih ketat.
3.   Kadar hemoglobin lebih rendah, sehingga kebutuhan akan eritropoietin lebih tinggi.  4.   Efek samping hemodialisis antara lain tekanan darah rendah, anemia, kram otot, detak  jantung tak teratur, mual, muntah, sakit kepala, infeksi, pembekuan darah (trombus), dan udara dalam pembuluh darah (emboli). (Haven,2005).

3.4 Cara Penggunaan Hemodialisis

            Hemodialisa merupakan suatu prosedur dimana darah dikeluarkan dari tubuh penderita dan beredar dalam sebuah mesin diluar tubuh yang disebut dialyzer.
prosedur ini memerlukan jalan masuk ke aliran darah. Untuk memenuhi kebutuhan ini, maka dibuat suatu hubungan buatan diantara arteri dan vena (fistula arteriovenosa), lebih populer disebut (Brescia-) Cimino Fistula,  melalui  pembedahan yang cukup baik agar dapat diperoleh aliran darah yang cukup besar. Fistula arteriovenosa dapat berupa kateter yang dipasang di pembuluh darah vena di leher atau paha dan bersifat temporer.

            Kemudian aliran darah dari tubuh pasien masuk ke dalam sirkulasi darah mesin HD yang terdiri dari selang Inlet/arterial (ke mesin) dan selang Outlet/venous (dari mesin ke tubuh). Kedua ujungnya disambung ke jarum dan kanula yang ditusukkan ke pembuluh darah pasien. Selama proses HD, darah pasien diberi Heparin agar tidak membeku ketika berada di luar tubuh yaitu dalam sirkulasi darah mesin. Selama menjalani HD, posisi pasien dapat dalam keadaan duduk atau berbaring
            Selain menjalani HD, dalam jangka panjang, obat-obat yang diperlukan antara lain obat yang mengatasi anemia seperti suntikan hormon eritropoetin serta pemberian zat besi. Selain itu obat yang menurunkan kadar fosfat darah yang meningkat yang dapat mengganggu kesehatan tulang, diberikan obat pengikat fosfat (Phosphate binder).  Obat-obat lain yang diperlukan sesuai kondisi pasien misalnya obat hipertensi, obat-obat antigatal, vitamin penunjang (yang bebas fosfor maupun mineral yang tidak perlu).

BAB IV

PENUTUP

4.1 Kesimpulan

            Hemodialisis adalah sebuah terapi medis. Hemodialisis merupakan salah satu dari Terapi Pengganti Ginjal, yang digunakan pada penderita dengan penurunan fungsi ginjal, baik akut maupun kronik. Berdasarkan pembahasan di atas dapat disimpulkan bahwa hemodialisis merupakan alat medis yang berteknologi canggih dengan menggunakan konsep ilmu fisika fluida. Alat yang berperan dalam dunia kesehatan ini membantu menangani pasien gagal ginjal.

4.1 Saran

            Seiring dengan perkembangan dunia kedokteran khususnya aplikasi dalam kesehatan masyarakat indonesia, hemodialisis sebagai alat pencuci darah sangat dibutuhkan dalam upaya peningkatan mutu kesehatan masyarakat indonesia. Dengan demikian, penggunaan hemodialisis harus lebih diterapkan dalam bidang kesehatan. Selain itu, pemerintah dalam hal ini harus lebih meningkatkan fasilitas kesehatan dengan cara menambah fasilitas kesehatan di rumah sakit umum dan puskesmas, mengingat puskesmas merupakan tempat pelayanan kesehatan utama bagi masyarakat umum, teruama masyarakat yang tergolong tidak mampu. Hal yang paling penting dalam upaya pemerataan kesehatan bagi seluruh masyarakat indonesia adalah mahalnya biaya pengobatan. Pemerintah harus memberi keringanan biaya kesehatan bagi rakyat miskin sehingga mereka yang menderita gagal ginjal dapat ditangani dengan alat pengobatan yang canggih seperti mesin hemodialisis dengan biaya yang murah.

DAFTAR PUSTAKA

Gabriel, J. F. 1996. Fisika Kedokteran. Jakarta : Penerbit Buku Kedokteran, EGC.

Soedarto, Herriyadi. 1982. Gagal Ginjal Akut. Bandung : Penerbit Buku Kedokteran

Universitas Padjajaran.

Tipler, Paul. A. 1998. Fisika untuk Sains dan Teknik. Jakarta : Erlangga.

Share this post