Hemodialisis adalah suatu metode dalam pengobatan medis untuk menggantikan fungsi ginjal dalam mengeluarkan senyawa toksik dari sisa metabolisme. Prinsip proses hemodialisis adalah difusi senyawa toksik dari aliran darah ke dalam larutan dialisat melalui membran semipermeabel. Dalam proses hemodialisis, hal yang paling penting untuk diperhatikan adalah penggunaan membran semipermeabel dengan kompatibilitas, pori-pori kecil dengan kemampuan untuk mengangkut zat-zat beracun dengan berat molekul rendah dari darah dan dapat menampung protein plasma dan sel-sel dengan berat molekul besar.
Saat ini penelitian membran hemodialisis difokuskan pada bahan membran hemodialisis dan peningkatan kinerja membran. Kelemahan membran hemodialisis yang hanya bergantung pada mekanisme difusi dalam pemisahannya diatasi dengan kombinasi pendekatan mekanisme difusi adsorpsi dari bahan membran. Membran hemodialisis dengan dua kemampuan ini dapat menghilangkan senyawa toksik tanpa bergantung pada berat molekul racun. Racun uremik berukuran sedang dan molekul yang lebih besar dapat dihilangkan dengan adsorpsi. Sifat adsorpsi membran hemodialisis dapat dimodifikasi dengan menambahkan gugus fungsi pada bahan membran atau dengan mengintegrasikan partikel adsorben dalam polimer membran. Komponen hemodialisis yang paling kritis terdiri dari aliran darah atau sirkulasi darah, dialiser, dan dialisat. Dialyzer adalah komponen dengan membran semipermeabel yang berisi darah dan dialisat. Dengan semakin banyaknya penderita gagal ginjal yang membutuhkan terapi hemodialisis, maka membran semipermeabel yang digunakan dalam hemodialisis menjadi sangat penting. Selama ini membran hemodialisis yang paling banyak digunakan adalah membran selulosa dan turunannya seperti selulosa asetat, metilselulosa, selulosa triasetat, selulosa nitrat, dan etil selulosa. Perlu dilakukan kajian membran hemodialisis berbahan dasar alam untuk mendapatkan alternatif membran hemodialisis polimer alam.
Kitosan dapat digunakan sebagai alternatif bahan dasar alami pembuatan membran semipermeabel yang digunakan dalam proses dialisis. Kitosan merupakan polimer alam dengan sifat dan fungsi yang hampir setara dengan polimer sintetik dan dapat dimodifikasi untuk berbagai aplikasi. Kitosan dapat dikomposit dengan polimer lain untuk menghasilkan sifat dan fungsi yang khas. Oleh karena itu, perlu dilakukan modifikasi bahan dasar kitosan pada membran dengan cara menggabungkannya dengan bahan lain sehingga diharapkan dapat membentuk membran dengan karakter yang lebih baik, misalnya meningkatkan stabilitas membran dengan menambahkan polimer penguat. Modifikasi permukaan membran secara kimiawi merupakan teknik yang cukup efektif dalam mengatasi kelemahan kitosan. Strategi modifikasi umum termasuk memodifikasi membran dengan polimer komposit dan cross-linking. Karakteristik membran kitosan yang dimodifikasi dapat dilihat dari peningkatan stabilitasnya. Membran kitosan yang dibuat pada penelitian ini akan dimodifikasi dengan menambahkan pati kemudian disambung menggunakan asam sitrat. Tumbuhan unik bernama Janeng (Dioscorea hispida) adalah ubi hutan yang digunakan dalam penelitian ini sebagai sumber pati. Pati basa D.hispida digunakan sebagai sumber pati alami yang murah dan mudah ditemukan di daerah tropis. Pati berbasis D.hispida dapat digunakan untuk berbagai aplikasi, termasuk preparasi membran. Reaksi ikatan silang adalah reaksi yang digunakan untuk menghubungkan rantai polimer untuk membentuk ikatan permanen melalui ikatan kovalen/ionik. Reaksi ikatan silang terbukti meningkatkan stabilitas polimer, memutuskan ikatan polimer intramolekul dan menggantinya dengan ikatan yang lebih fleksibel melalui reagen ikatan silang. Membran kitosan telah dimodifikasi dengan asam sitrat ikat silang pati dalam penelitian ini. Membran pati kitosan diteliti kemampuannya dalam proses hemodialisis senyawa kreatinin.
Hasil
Pengembangan dan penerapan metode membran dalam bidang medis sangat penting untuk memisahkan dan menghilangkan racun dan kotoran dalam aliran darah melalui proses hemodialisis. Untuk dapat menghilangkan semua zat toksik dalam cairan tubuh, membran hemodialisis harus memiliki kemampuan ganda yaitu sifat adsorpsi dan difusi melalui membran pori. Membran hemodialisis pati-kitosan yang tidak berikatan dengan yang beikatan telah dibuat untuk memisahkan senyawa kreatinin dengan senyawa yang memiliki kemampuan ganda untuk menggabungkan difusi dan adsorpsi dari membran. Membran pati pengikat kitosan dibuat menggunakan asam sitrat sebagai bahan pengikat silang. Membran pati kitosan ikat silang memiliki fluks air bersih sebesar 96 Lh-1 m-2, sedangkan membran ikat silang kitosan memiliki fluks air bersih 90 Lh-1 m-2. Membran pati kitosan yang tidak berikatan silang dapat menghilangkan kreatinin sebesar 11,89 mg/gram dimana jumlah yang dikeluarkan melalui adsorpsi mencapai membran 8,66 mg/gram. Membran ikatan silang pati kitosan dapat menghilangkan kreatinin pada membran 9,86 mg/gram dengan jumlah yang dihilangkan melalui adsorpsi mencapai membran 5,14 mg/gram. Membran pati kitosan memiliki karakteristik hemodialisis yang terintegrasi dengan adsorpsi, dimana toksin darah dilepaskan dalam satu langkah.
Penulis: Yanuardi Raharjo, Ph.D.
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
Saiful, Lidiya Mardiyana, Rahmi, Khairi Suhud, Yanuardi Raharjo
Tautan Silang Kitosan-Pati menggunakan Asam Sitrat sebagai Membran Adsorptif pada Aplikasi Hemodialisis, Materialstoday: Proceedings, 2022.
