PEMBUATAN SUMBER RADIASI TERBUNGKUS IRIDIUM-192 ( 192 Ir) UNTUK BRAKITERAPI

Transkripsi

1 PEMBUATAN SUMBER RADIASI TERBUNGKUS IRIDIUM-192 ( 192 Ir) UNTUK BRAKITERAPI PRODUCTION OF ( 192 Ir) IRIDIUM-192 SEALED SOURCES RADIATION FOR BRACHYTHERAPY Moch Subechi, Anung Pujiyanto, Abidin, Cahyana Amiruddin, Mujinah, Dede K, Hambali, Herlan Setiawan, Umi Nur Sholikhah Pusat Teknologi Radioisotop dan Radiofarmaka Badan Tenaga Nuklir Nasional Kawasan Puspiptek Serpong,Tangerang Selatan, Banten Telp , , Fax mobechi@batan.go.id Abstrak. Jumlah kasus kanker serviks atau leher rahim di Indonesia masih cukup tinggi. Kanker ini merupakan jenis kanker terbanyak yang diderita perempuan Indonesia. Setiap hari diperkirakan muncul kasus baru dan sekitar perempuan meninggal setiap harinya karena kanker leher rahim. Metode penyembuhan penyakit kanker ini yang lebih baru dan dipandang lebih aman adalah teknik brakiterapi yaitu suatu sistem radioterapi yang mana sumber radiasi ditempatkan di dalam atau di dekat kanker yang memerlukan pengobatan. Pengobatan kanker leher rahim dapat efektif dengan mengunakan sumber radioaktif iridium-192. Pembuatan sumber radiasi terbungkus iridium-192 dilakukan dari rod logam berbahan stainless steel 316L. Kemudian, bahan stainless steel difabrikasi menjadi bodi mikrokapsul dan tutup mikrokapsul serta tensionlink, Selanjutnya, bodi mikrokapsul di isi dengan radionuklida iridium-192 hasil iradiasi di reaktor nuklir, setelah itu dilakukan penyambungan dengan wirerope stainless steel dan dilakukan pengelasan menggunakan mesin berkas las laser. Dari hasil penelitian pembuatan sumber radiasi terbungkus iridium-192 sudah dilakukan uji mutu untuk setiap tahap proses pembuatannya diantaranya pengujian uji tarik, uji kebocoran dan wipe test yang menunjukkan bahwa sumber radiasi terbungkus iridium-192 lolos uji akhir sesuai dengan ISO 9978 dan ISO Hasil pengukuran radioaktifitas untuk 2 (dua) buah sumber radiasi terbungkus iridium-192 dengan bahan 70 % platina dan 30 % iridium diperoleh aktivitas sebesar mci dan mci. Kata kunci: sumber radiasi terbungkus iridium-192 ( 192 Ir), mikrokapsul, pengelasan laser, brakiterapi Abstract. The number of cases of cervical cancer or cervical in Indonesia is still quite high. This cancer is a type of cancer that affects most women in Indonesia. Every day new cases estimated to emerge and women die each day from cervical cancer. Methods of healing cancer is newer and more secure is seen brachytherapy technique, namely a system of radiotherapy where a radiation source is placed inside or near the cancer that requires treatment. The treatment of cervical cancer effective use of radioactive iridium-192 source. Making the radiation source encased in iridium-192 made from a metal rod made of stainless steel 316L. Then fabricated into a stainless steel body and lid microcapsules microcapsules and tensionlink, then the body microcapsules filled with iridium-192 radionuclides irradiated in a nuclear reactor, after it is done dialing wirerope made of stainless steel and welding using laser welding beam machine. From the research manufacture of a iridium-192 ( 192 Ir) sealed sources radiation encased've done quality test for each stage of the manufacturing process include tensile testing, leak testing and wipe tests which show that the a iridium-192 ( 192 Ir) sealed sources radiation passes the final test in accordance with ISO 9978 and ISO Radioactivity measurement results for two (2) pieces of a iridium-192 ( 192 Ir) sealed sources radiation with a material 70% platinum and 30% iridium activity was obtained at mci and mci. Keywords: iridium-192 ( 192 Ir) sealed sources radiation, microcapsules, laser welding, brachytherapy C - 19

2 PENDAHULUAN Penyakit kanker leher rahim di Asia Pasifik, setiap tahun ditemukan sekitar kasus, di antaranya meninggal dunia di usia produktif. Di seluruh dunia, setiap tahunnya terdapat kurang lebih kasus baru kanker leher rahim, 80 persen di antaranya terjadi pada perempuan yang hidup di negara berkembang. Di Indonesia, jumlah kasus kanker serviks atau leher rahim masih cukup tinggi. Kanker ini merupakan jenis kanker terbanyak yang diderita perempuan Indonesia. Setiap hari diperkirakan muncul kasus baru dan sekitar perempuan meninggal setiap harinya karena kanker leher Rahim[1]. Upaya penanganan dan penyembuhan pada kasus penyakit kanker yang banyak dilakukan adalah dengan teknik kemoterapi, teleradioterapi atau gabungan dari kedua teknik tersebut. Namun, kedua teknik penyembuhan kanker tersebut berpotensi menimbulkan dampak negatif yang mungkin justru lebih besar dari dampak penyembuhan yang dihasilkan. Metode penyembuhan penyakit kanker yang lebih baru dan dipandang lebih aman adalah teknik brakiterapi yaitu suatu teknik terapi menggunakan sumber radiasi yang diimplantasikan secara tetap pada jaringan kanker atau ditempatkan pada posisi berdekatan dengan jaringan kanker secara temporer[2,3]. Brakiterapi berasal dari kata Yunani brachy, yang berarti "jarak pendek", jadi brakiterapi artinya terapi jarak pendek. Brakiterapi juga dikenal sebagai radioterapi internal yaitu suatu sistem radioterapi yang mana sumber radiasi ditempatkan di dalam atau di dekat daerah yang memerlukan pengobatan. Sejarah pengobatan dengan cara brakiterapi telah dimulai seabad yang lalu. Pada1901, tidak lama setelah penemuan zat radioaktif oleh Becquerel pada tahun 1896, ketika Pierre Curie menyarankan kepada Henri-Alexandre Danlos bahwa sumber radioaktif dapat dimasukkan ke dalam tumor, ternyata bahwa radiasi itu menyebabkan tumor menjadi menyusut. Pengobatan brakiterapi ini mempunyai keuntungan dibandingkan dengan jenis radioterapi yang lain, yaitu; waktu terapi lebih pendek, efek samping paparan radiasi bagi dokter, operator, pasien dan lingkungan sekelilingnya minimum, pasien tidak perlu dirawat inap di rumah sakit, lestarinya fungsi organ-organ sehat dan normal di sekitar organ yang diterapi, telah diketahuinya distribusi dosis radiasi di dalam organ yang menjadi target dan optimalnya distribusi dosis di dalam organ yang menjadi target, tidak ada sumber radiasi yang bermigrasi ke organ lain dan serbaguna dapat diaplikasikan untuk berbagai jenis kanker dengan ukuran yang kecil dan besar dalam berbagai organ tubuh pasien[4]. Pusat Teknologi Radioisotop dan Radiofarmaka (PTRR) BATAN telah berhasil membuat sumber radiasi terbungkus 192 Ir untuk brakiterapi kanker serviks. Radionuklida 192 Ir dibuat dari 191 Ir dengan reaksi penangkapan neutron (n,γ) di reaktor nuklir sehingga dihasilkan radionuklida 192 Ir. Radionuklida ini memiliki waktu paro 73,83 hari, memancarkan radiasi beta dengan energi maksimum 675 KeV serta radiasi gamma dengan energi 317 kev dengan intensitas tertinggi (82,8%). Brakiterapi menggunakan sumber 192 Ir dapat dibagi menjadi 3 berdasarkan besarnya laju dosis yang diberikan, yaitu radioterapi laju dosis rendah, menengah dan tinggi. Besarnya laju dosis yang diberikan sebesar 0,40-2 Gy/jam untuk laju dosis rendah, di atas 12 Gy/jam untuk laju dosis tinggi dan di antara keduanya untuk laju dosis menengah. [5] BAHAN DAN METODE Alat Beberapa alat yang digunakan antara lain : Seperangkat mesin berkas laser merk han, s laser C - 20

3 yang dilengkapi dengan work station berbasis CNC, ultrasonic cleaner, Dose calibrator, pinset, neraca analitik, lampu infrared, pinset, desikator, seperangkat peralatan uji tarik, seperangkat peralatan uji kebocoran yang dilengkapi pompa vakum, kaca pembesar, CCTV, monitor radiasi, kontainer Pb, perangkat mesin las TIG, cawan petri dan hotcells. Bahan Bahan-bahan yang di butuhkan adalah bodi mikrokapsul, tutup mikrokapsul dan tensionlink SS 316L berdiameter 1,2 mm, wirerope SS 316L berdiameter 1 mm dengan panjang 2 meter, gas argon UHP, gas nitrogen HP, kapsul Aluminium inner dan outer untuk irradiasi, batang grafit mandreal, aluminium foil, kawat iridium alam 70 % platina dan 30 % iridium dengan diameter 0,5 mm, sarung tangan karet, vial plastik, kain katun. Sedangkan zat kimia isopropanol dengan tingkat kemurnian p.a buatan merck, aquabidest buatan IPHA Bandung. Prosedur Penelitian Tahap Pra Pengelasan Persiapan pengelasan terhadap benda kerja yang berupa mikrokapsul, tutup, tensionlink dan wire rope dilakukan pengukuran dimensinya masing-masing seperti ditunjukkan pada gambar 1. Bodi mikrokapsul ( in = 0,6 mm, out =1,2 mm, panjang 4,5 mm), tutup mikrokapsul ( in = 1,0 mm, out =1,2 mm panjang 1,5 mm), tensionlink ( in = 1,0 mm, out =1,2 mm, panjang 5,4 mm) dan wirerope ( out = 1,0 mm, panjang 2000 mm), rod SS 316L berdiameter 1,2 mm. Selanjutnya dilakukan pencucian dengan cara memasukkan mikrokapsul, wirerope dan tensionlink kedalam ultrasonic cleaner yang berisi larutan isopropanol. Kemudian dilakukan pengeringan dengan menggunakan lampu infra merah. Mikrokapsul, wirerope dan tensionlink yang sudah dicuci dimasukkan ke dalam desikator yang berisi silica gel. Tahap Preparasi Bahan Sasaran 191 Ir Bahan sasaran iradiasi yang digunakan terbuat dari paduan platinium dan iridium dengan 70 % berat platina : 30% berat iridium dengan panjang 3,5 mm sebanyak 2 buah dimasukkan kedalam gelas piala 25 ml yang sudah berisi isopropanol sebanyak 5 ml dan dilakukan pencucian menggunakan ultrasonic cleaner selama 10 menit. Pembilasan bahan sasaran dilakukan dengan menggunakan aquabidest sebanyak 2 kali. Bahan sasaran iradiasi yang telah dicuci dan dibilas tersebut dikeringkan dengan lampu infra merah selama 15 menit. Pendinginan bahan sasaran dilakukan pada suhu kamar dan selanjutnya dilakukan penimbangan. Penimbangan bahan sasaran menggunakan neraca analitik. Bahan sasaran hasil penimbangan dimasukkan ke dalam batang grafit dan dibungkus menggunakan aluminium foil yang selanjutnya target dimasukkan ke dalam kapsul yang terbuat dari aluminum. Kapsul aluminium yang sudah terisi target diaktivasi selama 300 menit dengan menggunakan neutron termal di reaktor nuklir G.A. Siwabessi pada CIP dengan posisi tegak di Pusat Reaktor Serba Guna Serpong. Tahap Pembuatan sumber Radiasi Terbungkus 192 Ir Pengelasan mikrokapsul dan tutup sumber radiasi terbungkus iridium-192. Mikrokapsul dan tutup yang sudah dicuci dimasukkan ke dalam chuck setelah itu dimasukkan iridium -192 ke dalam mikrokapsul yang berada kedalam chuck. Bila iridum -192 sudah masuk kedalam mikrokapsul ditambahkan tutup maka selanjutnya dilakukan pengelasan menggunakan las laser. Sebelum pengelasan mikrokapsul dan tutup terlebih dahulu dilakukan penentuan set home menggunakan program CNC komputer pada mesin las laser setelah didapat data set home pada program CNC komputer selanjutnya dilakukan pengujian program CNC komputer bila terdapat masalah pada pengujian program CNC dilakukan pengulangan set home. Pengelasan mikrokapsul dan tutup dilakukan dengan menyalakan mesin laser dengan mengubah posisi off ke on, setelah itu gas argon dinyalakan pada aliran 15 L/menit dan C - 21

4 selang gas argon yang berada pada workstastion diarahkan pada mikrokapsul menggunakan manipulator hotcells. Selanjutnya tombol start welding yang berada pada program CNC komputer mesin las laser di klik. Dilakukan pengamatan pengelasan untuk melihat overlapping pengelasan kemudian dilakukan pencatatan parameter pengelasan yang berada pada mesin las laser. Bila hasil pengelasan belum baik dilakukan pengaturan ulang parameter pengelasan. Selanjutnya mikrokapsul yang sudah dilas dipindahkan ke tabung pengujian kebocoran untuk diuji menggunakan metode bubble test dengan menggunakan manipulator hotcells. Pengelasan mikrokapsul dengan wirerope dan tensionlink. Wirerope yang sudah dilengkapi dengan tensionlink dimasukkan kedalam area worktable. Kemudian, bila sudah terhubung maka dilakukan pengamatan dengan menggunakan kamera untuk melihat ketepatannya. Bila sudah tepat dan terpasang ke dalam mikrokapsul dan wirerope maka siap untuk dilakukan pengelasan. Untuk pengelasan mikrokapsul dan wirerope terlebih dahulu dilakukan penentuan set home menggunakan program CNC komputer mesin las laser setelah didapat data set home pada program CNC komputer selanjutnya dilakukan pengujian program CNC komputer bila terdapat masalah pada pengujian program CNC dilakukan pengulangan set home. Pengelasan mikrokapsul dan wirerope ( in = 1,2 mm, panjang 4,0 mm) dilakukan dengan menyalakan mesin laser dengan mengubah posisi off ke on, setelah itu gas argon dinyalakan pada aliran 15 L/menit dan selang gas argon yang berada pada workstastion diarahkan pada wirerope dan mikrokapsul menggunakan manipulator hotcells. Selanjutnya tombol start welding yang berada pada program CNC komputer mesin las laser di klik. Dilakukan pengamatan pengelasan untuk melihat overlapping pengelasan kemudian dilakukan pencatatan parameter pengelasan yang berada pada mesin las laser. Bila hasil pengelasan belum baik dilakukan pengaturan ulang parameter pengelasan. Bila hasil pengelasan baik maka dilakukan pengujian uji tarik dengan tekanan 2,5 bar selama 2 menit dan pengujian uji kontaminasi sampai 185 Bq dengan metode wipe test. Pengujian sumber Radiasi Terbungkus 192 Ir Uji kebocoran mikrokapsul yang telah terpasang tutup dilakukan melalui metode bubble test pada tekanan -20 mmhg. Uji tarik dilakukan terhadap daerah pengelasan antara mikrokapsul dengan wirerope dan tensionlink menggunakan metode tensile test (uji tarik) dengan kekuatan 15 N, uji kontaminasi sampai 185 Bq dengan metode wipe test dan pengukuran radioaktifitas menggunakan dose calibrator. HASIL DAN PEMBAHASAN Pusat Teknologi Radioisotop dan Radiofarmaka- Badan Tenaga Nuklir Nasional (PTRR BATAN) telah berhasil membuat sumber radiasi terbungkus 192 Ir untuk brakiterapi. Preparasi awal telah dilakukan pengukuran dimensi bodi mikrokapsul, tutup mikrokapsul, dari hasil pengukuran menggunakan jangka sorong untuk bodi mikrokapsul diperoleh diameter dalam 0.6 mm, diameter luar 1.2 mm dan panjang 4,5 mm sedang tutup mikrokapsul adalah diameter dalam 0.9 mm, diameter luar 1.2 mm panjang 1.5 mm adapun bahan mikrokapsul dan tutup adalah stainless steel 316 L seperti ditunjukkan pada Gambar 1. Dari Gambar 1 diperoleh hasil bahwa pengukuran ini telah memenuhi syarat untuk pengelasan pembuatan sumber radiasi terbungkus 192 Ir, Kualitas pengelasan sangat bergantung pada ukuran dan dimensi dari mikrokapsul, tutup dan tensionlink yang sangat kecil, Jika tidak diperiksa dengan teliti berakibat ada kebocoran dan keropos pada saat dilakukan pengelasan sehingga C - 22

5 menyebabkan kontaminasi radioaktif yang keluar dari mikro kapsul. frekuensi 6 Hz dan energi laser 1,28 joule memberikan hasil pengelasan bagus dan memenuhi prasyarat dan digunakan untuk pengelasan sumber radiasi terbungkus iridium-192 seperti ditunjukkan pada Gambar 3[6]. Gambar 1. Tutup mikrokapsul (A), Pengukuran dimensi tensionlink(b), Tensionlink(C), Mikrokapsul (D) Preparasi target iradiasi dilakukan dengan memasukkan target kawat iridium alam sebanyak 2 buah dengan berat 16.5 mgr dan 17.2 mgr ke dalam batang grafit mandreal yang dibungkus menggunakan aluminium foil dan selanjutnya target dimasukkan ke dalam kapsul iradiasi yang terbuat dari aluminum seperti ditunjukkan pada Gambar 2. Dari Gambar 2 semua target sasaran iridium alam telah lolos uji diantaranya pengujian kebocoran menggunakan metode bubble test sampai -30 mmhg, uji wipe test dan selanjutnya diserahkan ke Pusat Reaktor Serba Guna Serpong untuk diaktivasi dengan neutron selama 300 menit dengan menggunakan neutron termal di reaktor nuklir G.A. Siwabessi pada CIP dengan posisi tegak. A B C D Gambar 2. Penyiapan target iridium alam untuk diiradiasi dengan neutron, Iridium alam(a), grafit mandreal(b), grafit mandreal terbungkus aluminium(c), kapsul aluminium untuk diiradiasi (D) Gambar 3. Parameter pengelasan dengan mesin las laser untuk bahan rod SS 316L[6] Pembuatan dua buah sumber radiasi terbungkus iridium-192 dilakukan di hotcells dengan memasukkan iridium alam hasil aktivasi neutron ke dalam kapsul mikro SS 316 L dan diberi tutup setelah itu dilakukan pengelasan menggunakan las laser pada parameter tabel 1 seperti ditunjukkan pada Gambar 4A. Dari hasil pengamatan menggunakan monitor CCTV menunjukkan tidak adanya cacat fisik secara visual seperti ditunjukkan pada Gambar 4B. Sumber radiasi terbungkus iridium-192 ini kemudian dihubungkan dengan wirerope dan tensionlink, proses pengelasan wirerope dengan tensionlink seperti ditunjukkan pada Gambar 4C dan proses pengelasan wirerope dengan sumber radiasi terbungkus iridium-192 seperti ditunjukkan pada Gambar 4D. Dari Gambar 4A, 4B, 4C dan 4D diperoleh sumber radiasi terbungkus iridium-192 hasil perakitan dan pengelasan menggunakan mesin berkas laser sehingga terintegrasi antara mikrokapsul dengan pengait / penyambung wirerope dan tensionlink sehingga memenuhi syarat secara visual untuk dilakukan pengujian bubble test, tensile test dan wipe test. Kemudian dilakukan preparasi bahan rod SS 316L yang digunakan untuk setting parameter pada mesin las laser, Selanjutnya hasil parameter ini digunakan untuk pengelasan mikrokapsul dan tutup seperti ditunjukkan pada Tabel 1. Dari Tabel 1 terlihat bahwa pada parameter pengelasan nomor 1 dengan C - 23

6 Gambar 7. Proses pengujian uji tarik sumber radiasi terbungkus iridium-192 Dari Gambar 7 diperoleh sumber radiasi terbungkus iridium-192 tidak mengalami kerusakan atau tidak mengalami lepas pada daerah pengelasan serta cacat fisik dan putus pada wirerope setelah diberi beban tarik sebesar 2,5 bar sampai dengan 3 bar selama 3 menit. Proses pengujian uji tarik sesuai dengan ISO 2919 tentang klasifikasi standar sealed source. Gambar 4. Proses pengelasan sumber radiasi terbungkus iridium-192 (A), hasil pengelasan sumber radiasi terbungkus iridium-192 (B), penghubung wirerope dengan mikrokapsul (C), wirerope sudah terhubung dengan mikrokapsul setelah dilakukan pengelasan (D) Hasil pengujian dengan metode bubble test sumber radiasi terbungkus iridium-192 seperti ditunjukkan pada Gambar 6. Sumber radiasi terbungkus iridium-192 kemudian dilakukan pengujian kontaminasi pada permukaanya dan diperoleh nilai sebesar 89 dan masih dibawah 185 Bq sehingga dinyatakan lolos uji sesuai dengan ISO Kemudian sumber radiasi terbungkus iridium- 192 yang sudah lolos uji dengan berbagai macam metode diatas, Selanjutnya dilakukan pengukuran radioktivitasnya menggunakan dose calibrator dan diperoleh tingkat radioaktifitas masing-masing sebesar mci dan mci. Produk akhir untuk kedua umber radiasi terbungkus iridium-192 kemudian digulung untuk disimpan di dalam kontainer berperisai Pb seperti ditunjukkan pada Gambar 8. Gambar 6. Proses pengujian kebocoran sumber radiasi terbungkus iridium-192 Dari Gambar 6 diperoleh bahwa sumber radiasi terbungkus iridium-192 diberi tekanan di dalam bejana bertekanan sampai -20mmHg tidak mengalami kebocoran. Sedangkan untuk pengujian metode tensile test diperoleh hasil seperti ditunjukkan pada Gambar 7. Gambar 8. Kontainer berperisai Pb untuk penyimpanan sumber radiasi terbungkus iridium-192. Produk akhir sumber radiasi terbungkus iridium- 192 untuk brakiterapi yang tersimpan di dalam kontainer berperisai Pb dilakukan pengukuran paparan radiasi dan wipe test uji kontamiasi pada permukaan kontainer berperisai Pb, jika hasil pengujian telah memenuhi persyaratan yang ditetapkan oleh PP. No. 33 Tahun 2007 tentang C - 24

7 keselamatan radiasi pengion dan keamanan sumber radioaktif maka produk ini bisa digunakan di rumah sakit. KESIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa : 1. Pembuatan sumber radiasi terbungkus iridium- 192 untuk brakiterapi sudah bisa dilakukan dari iridium alam ( 191 Ir) hasil aktifasi neutron yang di masukkan kedalam mikrokapsul SS 316L dan terkoneksi dengan wirerope dan tensionlink dengan metode pengelasan laser. 2. Pengujian menggunakan standar ISO 9978 dan ISO 2919 menunjukkan bahwa sumber radiasi terbungkus iridium-192 untuk brakiterapi sudah lolos uji akhir, Hal ini ditunjukkan dengan tidak adanya kebocoran, tidak adanya cacat fisik dan putus pada wirerope dan tidak ada kontaminasi. 3. Pengukuran radioaktifitas sumber radiasi terbungkus iridium-192 yang diperoleh masing masing sebesar mci dan mci Prosiding Seminar Nasional Kimia, ISBN: DAFTAR PUSTAKA 1. Panduan lengkap menghadapi bahaya kanker, tiaojaJTAEF9FAJjoefjj99/eb_pand_ks.php Diakses tanggal 31 Agustus Gerbaulet.A, et al Cervix carcinoma. in Gerbaulet A, Pötter R, Mazeron J, Limbergen EV. The GEC ESTRO handbook of brachytherapy. Belgium: ACCO. 3. Thomadsen B.R, et al Brachytherapy Physics. Medical Physics Publishing. 4. Tjokronagoro.S.M, Peranan radioterapi dalam penanggulang penyakit kanker, 2004.Mgb.ugm.ac.id/media/download/pidatopengukuhan.html. Diakses tanggal 14 November SAITOH, N., et al Handbook of Radioisotop. 3rd Ed, Maruzen, Tokyo, Pujiyanto.A, dkk Penentuan parameter pengelasan las laser untuk pembuatan sumber iridium-192 HDR, prosiding seminar penelitian dan pengelolaan perangkat nuklir, PTAPB- BATAN, 11 September 2013, Yogyakarta C - 25