1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Tubuh

BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Tubuh manusia selalu mengalami pembelahan sel yang dikendalikan oleh
gen. Keberadaan zat karsinogen dalam tubuh menyebabkan gen tidak bisa
mengendalikan pembelahan sel. Zat karsinogen yang mengendap dalam suatu sel
mengakibatkan DNA yang ada pada gen terganggu sehingga pembelahan sel tidak
terkendali. Proses pembelahan tanpa kendali ini disebut kanker(Anonim 1, 2013 ).
Kanker jenis baru yang ditemukan pada organ tubuh manusia merupakan
penyebab kedua kematian pada anak usia 0 sampai 14 tahun (Anonim 3, 2012).
Kanker tersebut meliputi leukemia, kanker paru paru dan sistem saraf lainnya.
Kanker untuk sistem saraf lainnya meliputi Neuroblastoma, Wilms tumor, NonHodgkin limfoma dan limfoma Hodgkin (Anonim 2, 2012). Berdasarkan data dari
World Health Organization (WHO), penyakit penyebab kematian pertama adalah
cardiovascular (48%), kedua kanker (21%), ketiga penyakit pernafasan (12%) dan
keempat diabetes (3,5%). Berbagai jenis penyakit kanker di dunia antara lain
paru-paru (13%, 1,8 juta), payudara (11,9%, 1,7 juta), colorectum (9,7%, 1,4 juta).
Penderita penyakit kanker payudara meningkat 20% dari tahun 2008 dengan
persentasi kematian mencapai 14% (Anonim 4, 2012). Terapi kanker dibutuhkan
untuk mengurangi persentasi kematian yang semakin bertambah.
Terapi kanker sudah diterapkan adalah terapi radiasi konvensional
menggunakan sinar-x, sinar gamma atau proton. Terapi ini bertujuan untuk
membunuh sel kanker dan mengecilkan sel kanker. Kelemahan dari terapi radiasi
konvensional ini sering merugikan jaringan sehat dan organ sekitar kanker, selain
itu terapi ini membutuhkan waktu yang cukup lama (Zargarzadeh, 2013).
Berdasarkan American College of Radiology (ACR) dan Radiological
Society of North America (RSNA) terdapat berbagai terapi yang digunakan untuk
menyembuhkan kanker antara lain :
a.
Reseksi bedah merupakan pengobatan yang direkomendasikan untuk
mengobati kanker pada stadium awal. Sayangnya reseksi bedah ini
1
2
mempunyai resiko yaitu luka bedah yang luas dan kerusakan fungsi otak
lebih parah. Terapi radiasi pengion menimbulkan efek kerusakan jaringan
otak normal baik ringan, sedang, ataupun berat akibat jaringan sehat ikut
terradiasi (Kondrashina, 2013).
b.
Kemoterapi adalah menyuntikkan obat kemoter api ke arteri terdekat yang
mensuplai darah ke kanker menggunakan kateter sehingga kandungan obat
kemoterapi pada area kanker jauh lebih tinggi dibandingkan area yang sehat.
Kelemahan dari kemoterapi ialah obat dengan cepat mengikuti darah
mengalir ke seluruh tubuh sehingga menimbulkan efek samping seperti
mual, muntah, rambut rontok dan kemungkinan kambuh.
c.
Immunoterapi adalah upaya meningkatkan sistem imunitas tubuh untuk
mengalahkan sel-sel kanker dengan cara meningkatkan reaksi kekebalan
tubuh terhadap sel kanker. Immunoterapi merupakan gangguan fungsi
immunologi tubuh sehingga dengan dilakukannya peningkatan sistem imun
maka dapat menekan pertumbuhan kanker. Efek imunoterapi memerlukan
waktu yang lama untuk penyembuhan kanker.
Pengembangan terapi radiasi untuk kanker dengan teknologi 3D antara lain
dengan penggunaan Stereotactic Radiosurgery, External Beam Therapy, Linear
Accelerator, Gamma Knife, dan Brachytherapy. Stereotactic Radiosurgery
merupakan pemberian radiasi tunggal dosis tinggi pada target luka yang telah
ditentukan secara stereometri dalam mencapai sasaran di dalam otak.
Brachytherapy adalah tipe terapi radiasi dimana sumber radiasi (radioaktif)
ditempatkan secara langsung di dalam kanker (Owen, 2013).
Untuk itu diperlukan teknologi terapi kanker yang berbasis cell targeting
yang tidak merusak sel yang sehat seperti Boron Neutron Capture Therapy
(BNCT). Kelebihan terapi kanker dengan BNCT adalah sebagai berikut
a.
Mematikan sel kanker dan meminimalkan resiko sel yang sehat.
b.
Reaksi
10
B dengan neutron termal akan menjadi
11
B yang tidak stabil dan
menghasilkan sinar gamma yang berenergi 0,48 MeV,atom 7Li dan partikel
α yang memiliki jangkauan 5 µm dan 9 µm. Jangkauan partikel 7Li dan α
3
tersebut jika dibandingkan dengan diameter sel terkecil 10 µm maka tidak
akan mencapai sel yang sehat sekitar kanker.
c.
Daya Ionisasi Sangat Tinggi dan Radiasinya Nyaris Tak Berbekas. Waktu
paro boron yang hanya 10-12 detik maka tidak ada pengaruh radiasi dalam
sel yang sehat.
d.
Boron Terlokalisasi Hanya di Sel Kanker
Senyawa Boron hanya terdeposit di sel kanker sehingga reaksi tangkapan
neutron dengan Boron yang menghasilkan partikel alfa (Helium) dan
Lithium hanya terjadi di sel kanker dan tidak akan terjadi di sel yang sehat
sehingga ionisasi dan daya rusak yang terjadi hanya pada sel kanker saja
sedangkan sel yang sehat tetap aman.
e.
Tingkat Toksisitasnya Sangat Rendah
Boron
merupakan
senyawa
yang
mengandung
racun
jika
dalam
penggunaanya tidak mengikuti dosis yang telah ditetapkan. Boron akan
menjadi sangat bermanfaat jika konsentrasi yang dipakai diukur dengan
dosis yang tepat. Konsentrasi optimum boron dalam sel kanker adalah 20
g/g. Konsentrasi tersebut merupakan konsentrasi optimum boron yang tidak
beracun. Pada konsentrasi boron yang lebih dari 20 g/g maka boron akan
bersifat racun (toksisitas). Namun jika kurang maka daya serap dari sel
kanker yang sudah terboronisasi kurang optimum, sehingga daya serap pada
neutronnya kurang maksimal. Oleh karena itu,batas optimum yang dipakai
ialah 20 μg/g.
BNCT sangat berguna untuk pengobatan Glioblastoma karena semua
pengobatan (pembedahan, radiotherapy dan kemoterapy) hanya meningkatkan
umur pasien sekitar 75% dan pasien akan meninggal setelah prognosis.
Glioblastoma termasuk jenis kanker yang ganas sehingga mampu menyebar
dalam waktu singkat dan sulit dibasmi (Sun, 2013).
Selama ini teknologi terapi kanker dengan BNCT menggunakan sumber
neutron dari reaktor nuklir. Regulasi pemanfaatan sumber neutron dari reaktor
nuklir untuk BNCT sangat ketat karena terkait dengan keselamatan dan proteksi
fisik. Untuk itu ke depan sumber neutron dari reaktor nuklir akan dialihkan
4
dengan menggunakan sumber neutron portable yang salah satunya adalah CNG.
Kelebihan CNG antara lain harga relatif terjangkau, ukurannya yang kecil
sehingga bisa digunakan di rumah sakit dan merupakan sumber neutron yang
bebas radiasi gamma (Alotib, 2012). Selain itu CNG juga dapat diaktifkan dan
dinonaktifkan sesuai keinginan sehingga lebih efisien dalam pengobatan BNCT.
Produsen CNG pertama oleh Thermo Electron, Sodern EADS dan
Schlumberger yang mampu menghasilkan neutron dari reaksi D-T sekitar 108
sampai 1011 neutron/s. Selanjutnya produsen CNG terkini oleh Lawrence Barkeley
National Laboratory (LBNL) dan secara komersial oleh Adelphi,inc. USA dengan
menghasilkan neutron dengan reaksi D-D sebesar 1011 neutron/s dan reaksi D-T
sebesar 1014 neutron/s (Anonim 5, 2012).
Terapi kanker menggunakan BNCT harus seusai dengan kriteria IAEATECDOC-1223. Penelitian ini diharapkan bisa mendesain kolimator neutron
untuk BNCT dari sumber CNG dengan reaksi D-D dan D-T. Dalam melakukan
desain kolimator digunakan metode Monte Carlo N-Partikel 5 (MCNP 5) yang
dapat diakses oleh public domain.
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang tersebut, penulis mengajukan perumusan
masalah sebagai berikut:
1.
Bagaimanakah perbandingan desain CNG untuk reaksi D-D dan D-T untuk
BNCT?
2.
Bagaimana desain kolimator dengan sumber CNG yang dapat memenuhi
kriteria IAEA TECDOC-1223 untuk BNCT?
1.3 Batasan Masalah
Dalam penelitian ini masalah dan asumsi dibatasi sebagai berikut:
1.
Compact Neutron Generator yang dipakai adalah tipe koaksial.
2.
CNG Deuterium-Deuterium (D-D) dengan neutron yield 1011 neutron/s pada
arus 1 A dan tegangan 120 kV.
5
3.
CNG Deuterium-Tritium (D-T) dengan neutron yield 1014neutron/s pada
arus 1 A dan tegangan 120 kV.
4.
Hasil yang diperoleh berupa desain kolimator untuk Boron Neutron Capture
Therapy dengan sumber neutron CNG.
5.
Penyelesaian permasalahan melalui simulasi menggunakan software Monte
Carlo N-Particle 5 (MCNP-5) sehingga besaran-besaran dan unsur data
mengikuti data base software tersebut.
1.4 Tujuan
Penelitian ini dilaksanakan dengan tujuan
1.
Membuat desain kolimator berkas neutron dari CNG untuk BNCT sesuai
dengan kriteria IAEA TECDOC-1223 dengan memvariasikan geometri dan
jenis material pada reflektor, moderator, filter dan perisai gamma.
2.
Membedakan hasil desain kolimator berkas neutron dari sumber neutron
CNG reaksi D-D dan D-T untuk BNCT sesuai dengan kriteria IAEA
TECDOC-1223 .
1.5 Manfaat
Manfaat penelitian ini adalah :
1.
Memahami bentuk kolimator CNG yang sesuai dengan kriteria IAEA
TECDOC-1223 untuk BNCT
2.
Mengetahui jenis reaksi di dalam CNG yang paling efisien digunakan untuk
BNCT.
3.
Memahami material dan dimensi bagian penyusun kolimator pada CNG
untuk menghasilkan keluaran neutron yang optimal.
4.
Melengkapi penelitian sebelumnya yang berkaitan dengan BNCT.
5.
Menjadi referensi untuk penelitian lebih lanjut BNCT.