2019 : PENGEMBANGAN TREATMENT MAGNETIC FLUID HYPERTHERMIA DAN SINTESIS MAGNETIC NANO-PARTICLE UNTUK APLIKASI MEDIS TERAPI TUMOR

Mas Irfan Purbawanto Hidayat S.T., M.Sc., Ph.D
Dr. Widyastuti S.Si., M.Si
Dr. Eng Hosta Ardhyananta S.T., M.Sc.
Amaliya Rasyida ST., M.Sc


Abstract

Salah satu resiko kesehatan yang penting adalah resiko pertumbuhan tumor di bagian tubuh. Hyperthermia adalah salah satu bentuk treatment mengatasi tumor, dimana jaringan tissue tubuh tersebut diekspos terhadap temperature tinggi (40°-46°C) sehingga mendapat deposisi panas. Panas tersebut dapat diberikan dengan tiga cara: (i) gelombang energi tinggi dari mesin diluar tubuh, ditujukan untuk tumor yang berada dekat permukaan tubuh, (ii) probe yang memancarkan energi dan memanaskan tumor dan jaringan di sekitarnya dimasukkan ke tubuh, dan (ii) bahan magnetic nano-particle (MNP) dimasukkan dan dengan medan magnet MNP tersebut menjadi thermal agent dalam tubuh. Tantangannya adalah monitoring distribusi temperature dan memberi deposisi panas yang sesuai, agar efektif namun meminimumkan pengaruh terhadap jaringan sehat di sekitar tumor tersebut. Untuk suksesnya treatment tersebut tentunya diperlukan pemahaman dari proses-proses thermal, baik pada tissue yang terkena tumor maupun pada tissue yang sehat. Pada teknik invasive, sejumlah sensor harus ditanam di dalam tubuh, namun dapat menimbulkan ketidaknyamanan bila terlalu banyak, selain masalah efisiensi waktu. Pada teknik non-invasive, distribusi temperature bisa didapat tanpa sensor dengan memakai magnetic resonance temperature imaging (MRTI). Sayangnya penggunaannya masih terbatas. Pengembangan treatment magnetic fluid hyperthermia (MFH) dan sintesis MNP untuk aplikasi medis terapi tumor diusulkan dalam penelitian ini. Penelitian ini memiliki tiga komponen: (i) studi numerikal perpindahan panas didalam tissue saat treatment (MFH), (ii) sintesis material MNP sebagai thermal agent pada treatment MFH, dan (iii) studi eksperimental emulasi dari tissue. Melalui penelitian tersebut: (i) penentuan deposisi panas yang diperlukan untuk treatment hyperthermia dapat dilakukan dengan efisien, namun tetap akurat melalui model Pennes maupun model gelombang panas. Solusi dari model tersebut didapat dengan metode numerikal dengan fungsi basis B-spline, (ii) dihasilkan sintesis material MNP yang sesuai untuk treatment MFH dengan mempertimbangkan penggunaan bahan alam lokal, dan (iii) dihasilkan prosedur teknik eksperimental yang memberikan emulasi kondisi radiasi laser dengan memakai phantom dari polyvinyl chloride plastisol (PVCP), dengan alternatif pembuatan memakai 3D printing. Output penelitian ini adalah model optimisasi komputer, patent treatment MFH serta sintesis material MNP.