BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Penyakit jantung koroner

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 883.447
orang, sedangkan berdasarkan diagnosis dokter/gejala sebesar 1,5% atau
diperkirakan sekitar 2.650.340 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
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
(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
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 2015. Analisis yang digunakan adalah metode elemen hingga
dengan menggunakan software Abaqus 6.11.
7. 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
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.