Gagal ginjal kronis atau penyakit ginjal kronis (PGK) adalah penyakit yang mempengaruhi sepersepuluh populasi dunia. Solusi untuk pasien dengan PGK stadium lanjut adalah transplantasi organ, tetapi kemungkinan menerima transplantasi sangat rendah. Dengan demikian, solusi alternatif untuk pasien PGK adalah dengan menjalankan hemodialisis. Jumlah pasien aktif dan pasien hemodialisis baru di Indonesia mengalami peningkatan dari tahun ke tahun. Pada tahun 2007, jumlah pasien baru dan aktif adalah 4.977 dan 66.433. Pada tahun 2020, jumlah pasien baru dan aktif adalah 61.786 dan 130.931.
Hemodialisis adalah proses pengobatan untuk pasien yang menderita PGK, yang melibatkan pembersihan darah pasien dari limbah metabolisme dan zat beracun. Hemodialisis melibatkan pemurnian darah melalui membran semipermeabel atau berdasarkan membran serat berongga (HFM), dengan membersihkan darah kotor dari tubuh pasien. Kemudian darah bersih tersebut diedarkan kembali ke tubuh pasien. HFM memiliki beberapa keunggulan, yaitu fleksibilitas dan kebutuhan energi yang rendah. Beberapa bahan polimer yang banyak digunakan untuk membran hemodialisis komersial adalah polisulfon, polietersulfon, poliamida, selulosa triasetat, dan poliakrilonitril. Membran komersial ini memiliki kelemahan karena hidrofobik, ketahanan kimia rendah, dan biokompatibilitas rendah. Membran berbasis polysulfone telah semakin banyak digunakan di berbagai bidang industri dan medis dengan keunggulan ketahanan kimia dan suhu yang baik serta. kekuatan mekanik dan stabilitas yang baik. Membran polisulfon dalam aplikasi hemodialisis menunjukkan biokompatibilitas yang optimal dalam penghilangan zat terlarut, stabilitas termal yang baik, dan sifat mekanik.
Bahan yang digunakan untuk pembuatan membran hemodialisis adalah eugenol yang berasal dari minyak daun cengkeh dan digunakan sebagai bahan awal sintesis. Eugenol memiliki 3 gugus fungsional, yaitu gugus alil, hidroksi, dan metoksi. Eugenol terdegradasi menjadi polieugenol melalui gugus alil dan polieugenol (PE) dapat terdegradasi menjadi asam asetat polieugenoksi (PA) melalui gugus hidroksil. Turunan eugenol telah terbukti efektif sebagai pembawa membran cair, dengan selektivitas yang dapat diubah berdasarkan gugus fungsi yang disertakan. Djunaidi dan Wenten membuat membran datar selektif urea menggunakan eugenol untuk hemodialisis di mana eugenol dihubungi dengan urea yang dikombinasikan dengan polietilen vinil alkohol (PVA) dan polietilen glikol diglisidil eter (PEGDE). Hasil penelitian menunjukkan bahwa urea membran yang dicetak molekuler (MIM) lebih baik daripada membran yang tidak dicetak (NIM).
Membran lebih selektif untuk urea dan kreatinin tetapi tidak untuk vitamin B12. Djunaidi dkk. menyiapkan membran datar sebagai kandidat membran hemodialisis menggunakan PA-urea yang dikombinasikan dengan PVA dan PEGDE. Hasil penelitian menunjukkan bahwa MIM mengangkut lebih baik daripada NIM dan membran urea selektif untuk kreatinin dan vitamin B12, meskipun tidak sebesar urea. Untuk PA-urea yang dikombinasikan dengan polisulfon dan polietilen glikol (PEG), MIM juga lebih selektif untuk urea daripada NIM, dengan urutan selektivitas urea >kreatinin > vitamin B12.
Kebaruan dari penelitian ini adalah menggunakan HFM dengan polisulfon sebagai membran dasar, variasi ikatan silang PEG dan PEGDE, transportasi campuran, dan karakterisasi sifat fisik HFM. Dalam penelitian ini, PA digunakan sebagai polimer aditif yang dapat menyediakan gugus dan saluran fungsional yang sesuai dengan struktur dan ukuran molekul urea. Sintesis MIM dilakukan dengan menggunakan polysulfone yang dikombinasikan dengan PA-urea, PEG 6000 atau PEGDE, NMP, dan NaOH sebagai katalis. Pencetakan MIM dilakukan dengan menggunakan metode inversi fase dalam bak koagulan yang mengandung air dengan pemintal, larutan obat bius melewati pemintal dan direndam dalam aqua DM. Sintesis NIM dilakukan untuk membandingkan kinerja transportasi MIM. Penelitian ini akan menjelaskan selektivitas MIM dan NIM untuk pengangkutan urea, kreatinin, vitamin B12, dan campurannya untuk kandidat membran hemodialisis.
METODE
Awalnya, langkah pertama adalah sintesis PE. Eugenol (5,8 g) dimasukkan ke dalam labu dua leher, 0,25 mL BF3-dietil eter ditambahkan setiap jam selama 4 jam dan diaduk. Reaksi polimerisasi dilakukan selama 14-16 jam pada suhu dan tekanan kamar. Polimerisasi dihentikan dengan menambahkan 1 mL metanol. Gel yang terbentuk dilarutkan dalam 30 mL kloroform dan dicuci dengan aqua DM hingga mencapai pH 7. Larutan disaring menggunakan Na2SO4 anhidrat agar bebas dari air. Larutan dipindahkan ke mortar dan diuapkan pada suhu kamar. Endapan yang terbentuk dikeringkan, ditimbang, dan dianalisis dengan FTIR. Langkah selanjutnya adalah sintesis PA dengan Jumlah 5,0 g PE dimasukkan ke dalam labu tiga leher dan kemudian 17,5 mL NaOH 33% ditambahkan dan diaduk selama 30 menit pada suhu 80–90 °C. Kemudian, 50% asam kloroasetat (12,5 mL) ditambahkan secara tetes ke dalam larutan dan diaduk selama 24 jam. Endapan yang terbentuk didinginkan dan diasamkan dengan 6 M HCl hingga pH 1, diekstraksi dengan 30 mL dietil eter tiga kali. Kemudian dipisahkan dan diekstraksi dengan 30 mL 5% w/v natrium bikarbonat tiga kali. Endapan diasamkan dengan 6 M HCl hingga pH 1 kemudian disaring, dikeringkan, ditimbang, dan dianalisis dengan FTIR. Sebanyak 1 g PA dihubungi dengan 20 mL larutan urea 1000 ppm. Tujuan dari kontak ini adalah untuk memasukkan molekul urea sebagai templat. Kontak dilakukan dengan pengaduk selama 24 jam, kemudian disaring dan dikeringkan untuk membentuk PA-urea. Larutan kontak sebelum dan sesudah diukur menggunakan spektrofotometer UV-vis. PEG 6000 (0.833 g) atau PEGDE (0.731 mL), polysulfone (3.333 g), PA-urea (0.833 g) dengan rasio berat 1:4:1 dilarutkan dalam 12 mL NMP dan ditambahkan 0.249 mL NaOH (0.1 M) sebagai katalis. Larutan membran diaduk selama 10 jam pada suhu 90–100 °C. Setelah homogen, larutan membran dicetak dengan metode inversi fase. Bak koagulan berisi air dengan pemintal dengan jarak 30 cm. Larutan obat bius dimasukkan ke dalam tabung 1 dan aqua DM di tabung 2 yang memiliki flowmeter terpasang. Tabung 1 dan 2 dihubungkan ke tabung gas nitrogen menggunakan selang, dan kemudian flowmeter larutan membran dan gas nitrogen dibuka untuk memulai proses pembentukan membran serat berongga. Setelah larutan obat bius melewati pemintal dan memasuki bak koagulan, flowmeter aqua DM dibuka untuk membentuk serat berongga yang padat. Setelah itu, membran serat berongga direndam dalam aqua DM untuk menghilangkan sisa pelarut. Membran yang dicirikan menggunakan FTIR, SEM-EDX, dan TGA. Kinerja membran diuji dengan menggunakan uji porositas, fluks, uji tarik, dan transpor urea, kreatinin, dan B12.
HASIL
PE dan PA telah berhasil disintesis pada 95,22% dan 95,23%. Berat molekul PE dan PA adalah 6186.29 dan 4279.76 g/mol. HFM MIM menghasilkan membran PEGDE 6000 dan PEGDE sedangkan sintesis NIM menghasilkan membran PEG 6000 dan PEGDE. Urutan selektivitas MIM adalah urea > kreatinin > vitamin B12.
Penulis: Yanuardi Raharjo, Ph.D.
Informasi detail dari penelitian ini dapat dilihat pada artikel kami di:
https://journal.ugm.ac.id/ijc/article/view/83068
Muhammad Cholid Djunaidi, Denandha Putri Ayuningrum, Nesti Dwi Maharani, Khabibi Khabibi, Pardoyo Pardoyo, Yanuardi Raharjo, Heru Susanto, Abdullah Malik Islam Filardli
Synthesis of Printed Hollow Fiber Membranes Urea as a Membrane Candidate Hemodialysis, Indonesian Journal of Chemistry, Jurnal Kimia Indonesia, 2024, Vol 24 (6), 1583-1601.
