BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Penyakit jantung koroner merupakan salah satu penyakit tidak menular yang paling mematikan. Berdasarkan diagnosis dokter, prevalensi penyakit jantung koroner di Indonesia tahun 2013 sebesar 0,5% atau diperkirakan sekitar orang, sedangkan berdasarkan diagnosis dokter/gejala sebesar 1,5% atau diperkirakan sekitar orang (Kementerian Kesehatan RI, 2013). Penyakit jantung koroner merupakan penyakit jantung yang disebabkan adanya penyumbatan pada pembuluh darah jantung. Pembuluh darah koroner yang mengalirkan darah menuju jantung mengalami penyumbatan karena adanya kerak (plak) pada dinding pembuluh darah jantung, sehingga aliran darah menuju jantung menjadi terhambat. Terdapat 2 macam operasi jantung koroner yang telah dikenal, yaitu bypass dan pemasangan stent. Operasi bypass dilakukan dengan membentuk saluran pembuluh darah baru untuk menggantikan pembuluh darah arteri jantung yang telah tersumbat dan tidak memungkinkan untuk dipasang stent. Pembentukan saluran pembuluh darah baru ini dapat menggunakan pembuluh arteri di bagian tubuh lain. Operasi pemasangan stent dilakukan pada pembuluh darah jantung yang mengalami penyumbatan, stent ini berfungsi sebagai penyangga pada pembuluh darah jantung agar fungsi pembuluh darah tersebut normal kembali sehingga aliran darah kembali lancar. Pemasangan stent termasuk salah satu operasi yang sering menjadi pilihan bagi pasien. Operasi ini dapat berlangsung lebih cepat. Metode pemasangan stent menunjukkan beberapa keuntungan dibandingkan dengan metode bypass, seperti tidak dibutuhkan pembedahan, risiko komplikasi yang terjadi lebih rendah, dan masa penyembuhan yang lebih cepat (Balossino, dkk., 2008). Kebutuhan stent di Indonesia sangat tinggi. Pada tahun 2012 jumlah permintaan stent terbanyak terdapat di RSJPD Harapan Kita dengan permintaan Drug Eluting Stent (DES) sebanyak 1387 buah dan Bare Metal Stent (BMS) 1

2 2 sebanyak 1366 buah, selanjutnya di RSUP Dr. Sardjito dengan permintaan DES sebanyak 621 buah dan BMS sebanyak 387 buah, kemudian di RSUD Dr. Soetomo dengan permintaan DES sebanyak 320 buah dan BMS sebanyak 391 buah (Tontowi, dkk., 2013) Selain 3 rumah sakit tersebut, terdapat 12 rumah sakit lain yang dapat mengatasi penyakit jantung koroner. Jika pada tahun yang sama pada ketiga rumah sakit tersebut memiliki permintaan sekitar 4000 buah stent BMS dan DES, dan 12 rumah sakit lain diasumsikan memiliki permintaan 100 buah stent BMS dan DES per tahunnya, maka seluruhnya berjumlah sekitar 5200 buah stent dibutuhkan di Indonesia (Tontowi, dkk., 2013) Kebutuhan stent ini masih dipenuhi oleh stent impor, karena tidak ada perusahaan lokal yang produksi stent. Pembuatan stent harus memenuhi kriteria dari sudut pandang dokter selaku pelaku tenaga kesehatan dan sudut pandang engineer selaku produsen. Bagian tubuh manusia sangat sensitif apabila terdapat benda-benda asing, oleh karena itu pemasangan stent harus sesuai dengan standar kesehatan tertentu agar setelah pemasangan bagian tubuh pasien atau pada pembuluh darah tidak terdapat masalah. Pemasangan pun harus dapat dikontrol oleh dokter itu sendiri. Untuk sudut pandang engineer yang paling memengaruhi yaitu desain stent. Stent yang ideal adalah dapat diproduksi dengan biaya yang rendah, dapat dengan mudah untuk diantarkan dan dikembangkan, cukup kaku untuk memberikan support pada pembuluh darah, mampu memberikan agen terapi, serta tidak adanya masalah dalam tubuh setelah pemasangan seperti terjadinya restenosis. Beberapa persyaratan desain untuk mengoptimalkan sifat mekanik stent dapat diteliti menggunakan desain dan analisis (Lally, dkk., 2006). Desain dan analisis ini dapat digunakan untuk meningkatkan karakteristik stent dalam keadaan sebelum berkembang (crimped) dan keadaan setelah mengembang atau ekspansi (expanded). Metode yang dapat digunakan untuk menyelidiki sifat mekanik stent adalah dengan metode numerik. Dibandingkan dengan percobaan yang dilakukan di rumah sakit dan laboratorium, simulasi numerik yang dilakukan dengan komputer memiliki keunggulan dalam fleksibilitas dan biaya (Li, dkk., 2009). Pada dasarnya proses pemodelan stent dapat dikategorikan menjadi tiga bagian utama, pertama yaitu studi numerik mengenai solid mechanical aspects stent

3 3 (misalnya evaluasi tekanan pada pembuluh darah yang disebabkan oleh berkembangnya stent) berdasarkan metode elemen hingga. Kedua yaitu studi numerik mengenai dampak desain stent (bentuk strut, tebal strut, dan lain-lain) pada aliran darah menggunakan Computational Fluid Dynamics (CFD). Ketiga yaitu studi numerik mengenai kinetika pelepasan obat (dalam kasus Drug Eluting Stent) (Beule, 2008). Stent ketika akan dimasukan ke pembuluh darah dalam kondisi belum berkembang (crimped), kemudian ketika sampai di pembuluh darah yang dituju akan diekspansikan dengan tekanan tertentu sehingga stent akan berkembang mencapai diameter ekspansinya yang selanjutnya akan mendesak dan menyangga plak dari pembuluh darah yang tersumbat. Dengan mengacu bagaimana cara kerja stent, sehingga dapat diketahui stent dengan jenis mekanisme teknik pengembangan kateter balon (balloon-expandable stent) terdapat 2 cara memodelkan dengan metode elemen hingga untuk mengetahui sifat mekanik stent, yaitu: dengan mengabaikan balon dan memberikan tekanan pada permukaan bagian dalam stent atau mengasumsikan balon sebagai bentuk yang silinder (Beule, 2008). Upaya untuk meningkatkan sifat mekanik stent terus berlanjut. Namun, sampai saat ini tidak ada desain stent komersial yang sempurna sehingga perbaikan desain masih terus diperlukan (Tontowi, dkk., 2015). Tontowi, dkk. (2015) telah merancang 2 desain stent berjenis open cell stent berbahan stainless steel 316L dengan tebal 100 µm. Hasil perancangan tersebut selanjutnya dilakukan penelitian mengenai uji ekspansi stent untuk mengetahui besar tegangan von misses yang dialami stent terhadap variasi tekanan yang berbeda pada kedua desain stent tersebut menggunakan metode elemen hingga pada software Autodesk Inventor. Penelitian tersebut dapat disimpulkan bahwa desain stent memengaruhi besar tegangan von misses yang dialami stent dan semakin bertambahnya tekanan, maka tegangan von misses yang dialami stent semakin besar. Pada penelitian ini akan dilakukan penelitian uji ekspansi namun dengan metode elemen hingga pada software Abaqus. Untuk melengkapi penelitian yang dilakukan oleh Tontowi, dkk. (2015), pada penelitian ini akan ditambah material sebagai perbandingan yaitu cobalt chromium L605. Selain itu ketebalan stent akan

4 4 divariasikan. Analisis yang akan dilakukan yaitu analisis tegangan von misses, dan untuk melengkapi penelitian sebelumnya akan dilakukan analisis recoil dan foreshortening. Melalui proses simulasi ini dapat diketahui sifat mekanik yang optimum dari masing-masing komposisi desain ini. 1.2 Rumusan Masalah Permasalahan pada penelitian ini adalah belum adanya pengujian ekspansi stent desain S>> dan S>< (Tontowi, dkk., 2015) menggunakan metode elemen hingga (software Abaqus 6.11) untuk analisis tegangan von misses, recoil dan foreshortening. 1.3 Asumsi dan Batasan Masalah 1. Stent yang akan digunakan adalah stent koroner. 2. Jenis stent yang akan digunakan adalah stent dengan teknik pengembangan kateter balon (balloon-expandable). 3. Jenis desain stent yang digunakan sebagai dasar komposisi adalah bare metal stent (BMS). 4. Material yang digunakan 2 macam, yaitu cobalt-chromium L605 dan stainless steel 316L. 5. Material properties sebelum annealing. 6. Desain dilakukan dengan menggunakan software Autodesk Inventor Professional Analisis yang digunakan adalah metode elemen hingga dengan menggunakan software Abaqus Simulasi yang dilakukan yaitu simulasi ekspansi dengan cara memberikan tekanan pada permukaan dalam stent. 1.4 Tujuan Penelitian. 1. Mengetahui pengaruh variasi tekanan terhadap tegangan von misses yang dialami masing-masing komposisi desain stent.

5 5 2. Mengetahui pengaruh variasi tekanan terhadap persentase recoil yang dialami masing-masing komposisi desain stent. 3. Mengetahui pengaruh variasi tekanan terhadap persentase foreshortening yang dialami masing-masing komposisi desain stent. 1.5 Manfaat Penelitian Manfaat penelitian ini adalah untuk mengetahui komposisi desain stent dengan sifat mekanik yang optimum yang dapat dijadikan sebagai acuan produksi.