Bagaimana teknik pencegahan penyumbatan pembuluh darah agar pembuluh darah yang tersumbat atau menyempit tidak bereaksi terhadap benda asing stent yakni implan—alat bantu buatan. Penyempitan pembuluh darah menyebabkan serangan jantung dan stroke.
Penyempitan dan penyumbatan pembuluh darah memicu serangan jantung dan stroke. Bagaimana menghindari penyempitan dan penyumbatan pembuluh darah itu? Memasang bahan stent di dalam pembuluh darah.
Oleh sebab itu, pelapisan permukaan stent dengan menggunakan bahan biokompatibel bertujuan untuk meningkatkan keamanan profil stent itu sendiri saat dipasangkan di dalam pembuluh darah pasien.
Teknik Pencegahan Penyumbatan Pembuluh Darah
Proses itu dikembangkan untuk melapisi titanium-nitrida-oksida pada permukaan bahan stent dengan menggunakan teknologi plasma berbasis sintesis nano gas dan logam.
Bahan stent digunakan oleh tim medis untuk pembuluh darah yang menyempit sehingga saluran darah semakin lebar—terutama pembuluh darah yang tersumbat. Bahan stent merupakan implan yang dimasukkan ke dalam pembuluh darah yang tersumbat atau menyempit.
Akan tetapi, kadang-kadang sistem kekebalan tubuh pasien bertahan terhadap implan stent ini dan lazim mempunyai reaksi tertentu terhadap benda asing yang dimasukkan ke dalam pembuluh darah.
Bagaimana mengatasi jika terjadi reaksi yang tidak signifikan? Tim peneliti mengoptimalkan bahan pelapis yang secara signifikan meningkatkan biokompatibilitas atau kesesuaian bahan stent.
Kita catat bahwa pembuluh darah yang tersumbat dengan endapan, berpotensi terjadi serangan jantung atau stroke yang menimpa seseorang penderita.
Untuk mengatasi keadaan seperti itu, tim dokter memasang bahan stent pada pembuluh yang tersumbat. Posisinya berbentuk tubular stainless steel yang halus dan berguna untuk meningkatkan dan menjaga aliran darah tetap teratur dan normal.
Tim peneliti mengakui bahwa sekitar seperempat pasien dari jumlah pasien yang pembuluh darah menyempit, memiliki respons imun dan menghasilkan efek yang tidak diinginkan.
Sebagian pasien mengalami peradangan, penolakan benda asing atau terjadi sesuatu perlekatan dalam jaringan pembuluh darah.
Reaksi tubuh seperti dijelaskan di atas, menyebabkan pembuluh darah yang dirawat lebih mudah ditutup. Oleh karena itu, produsen melapisi bahan stent dan meningkatkan kompatibilitasnya dengan cara baru.
Cara ini berhasil dan berdaya guna misalnya dengan menggunakan titanium oxynitride, lapisan titanium, oksigen, dan nitrogen.
Masalahnya, lapisan tidak selalu berhasil, kadang-kadang memiliki celah. Selain itu, lapisannya tidak sama tebal di semua titik.
Meskipun pelapis dapat mengurangi risiko reaksi benda asing, bahan tidak dapat sepenuhnya menyingkirkan kemungkinan komplikasi tersebut.
Bagaimana cara mengoptimalkan pelapisan? Tim peneliti Institut Fraunhofer untuk Teknologi dan Sistem Keramik IKTS mampu mengoptimalkan pelapis stent. Hasilnya secara signifikan meningkatkan biokompatibilitasnya.
Proyek bersama yang didanai oleh Kementerian Pendidikan dan Penelitian Federal Jerman (BMBF) diwujudkan bersama dengan produsen stent Balton dari Polandia, perusahaan VIP Technologies dari Rusia, dan POLITEHNICA dari Universitas Bucharest.
“Biokompatibilitas bergantung pada sejumlah besar parameter material—termasuk kekasaran permukaan, keterbasahan dan komposisi kimia pelapis,” jelas Dr. med. Natalia Beshchasna, ilmuwan dari Fraunhofer IKTS meranghkap kepala proyek.
“Kami menyesuaikan parameter ini dengan mengembangkan proses deposisi secara teknologi, yang pada gilirannya meningkatkan kompatibilitas bahan stent. Dimungkinkan untuk meningkatkan cakupan lapisan stent sebesar sepuluh persen, bukan 80 persen menjadi 90 persen.”
Pekerjaan ini bukan tugas yang mudah karena permukaan luar stent harus kompatibel dengan jaringan dan permukaan bagian dalam pun harus sesuai dengan darah pasien.
Selain itu, lapisan di semua sudut dan tepi wire mesh harus memiliki ketebalan dan elastis yang sama agar bahan stent dapat diperluas tanpa merusak lapisan di dalam aliran darah.
Biasanya, lapisan dihasilkan oleh plasma. Untuk tujuan ini, target titanium dibombardir dengan ion argon di bawah vakum sehingga atom tersingkir.
Selain itu, campuran gas oksigen dan nitrogen dimasukkan ke dalam ruang vakum. Hasilnya adalah lapisan dibuat pada stent yang mengandung titanium dan oksigen dan nitrogen.
Sebagai titik awal untuk optimasi, para peneliti memilih komposisi kimia lapisan—khususnya rasio oksigen dan nitrogen.
“Kami telah membuat matriks untuk memvariasikan rasio pencampuran gas,” ujar Natalia Beshchasna.
Campuran yang berbeda ini dapat disesuaikan dengan jumlah gas yang sesuai yang dimasukkan ke dalam ruang vakum. Setelah memproduksi lapisan, para peneliti menyelidiki sifat-sifat bahan, termasuk morfologi permukaan, komposisi kimia, dan keterbasahan.
Hasilnya menunjukkan bahwa perbandingan optimal oksigen dengan nitrogen adalah tiga banding lima.
Pertanyaan penting adalah, apakah pelapis dapat menahan tekanan darah yang mengalir?
Untuk menjawab ini, para peneliti mengembangkan sistem di mana permukaan stent dialiri dengan plasma darah buatan—pada suhu, tekanan dan kecepatan aliran yang berbeda.
Lebih dari dua bulan, para ilmuwan melakukan pelapisan dengan prosedur ketat. Tim mencapai kesuksessan berupa lapisan bertahan, dan tidak ada komponen lapisan yang terlarut dalam cairan uji.
Mitra proyek Balton juga menyelidiki perilaku lapisan selama deformasi stent. Dalam tes ini, fleksibilitas lapisan yang cukup ditunjukkan.
Perusahaan VIP Technologies mengembangkan sistem pelapisan di mana 14 stent secara bersamaan dibersihkan oleh plasma dan kemudian—dipantau oleh analisis spektral optik –dapat dilapisi dalam beberapa jam.
Dengan cara ini, biaya stent dapat dikurangi hingga 30 persen dibandingkan dengan stent yang dilapisi secara komersial.
Selamat kepada para peneliti yang terus mengembangkan penemuan mereka agar dapat dipasarkan ke masyarakat yang lebih luas.
Dengan teknik pencegahan penyumbatan pembuluh darah diharapkan para penderita penyempitan pembuluh darah semakin berkurang.
Kolaborasi Manusia dan Robot, Pengelasan Mudah Dilakukan 