tugas 3-1412201204-farradina

7/22/2019 TUGAS 3-1412201204-FARRADINA

http://slidepdf.com/reader/full/tugas-3-1412201204-farradina 1/14

MEMBRAN KESEHATAN

KIMIA MEMBRAN-SK092222 1

FARRADINA CHORIA SUCI

1412201204

TUGAS IIIMATERIAL MEMBRAN, MODUL MEMBRAN, DAN SINTESIS MEMBRAN

Material membran dialisis

Material membran yang digunakan dalam dialisis menurut bahan penyusunnya terbagi

menjadi dua bagian yaitu material membran selulosa dan material membran sintetik. Adapun

pengelompokkan material membran ditunjukkan pada Tabel 1 (Hoenich, 2004):

Tabel 1. Pengelompokkan material membran

Selulosa klasik Diproduksi oleh proses regenerasiCellulosa

Cuprophane

Modifikasi selulosa Gugus hidroksil pada molekul

selulosa diubah selama proses

manufaktur dengan gugus lain

Hemophan

Excerban

SMC

Selulosa asetat (CA)

Selulosa triasetat (CTA)

Selulosa modifikasi PEG

Membran Sintetik Bersifat hidrofilik atau dapat juga

bersifat hidrofilik melalui pencampuran atau proses

manufaktur

Etilena vinil alcohol

Polisulfon (PSf)Polietersulfon (PES)

Poliamida

Poliakrilonitril (AN69)

Polimetilmetakrilat

(PMMA)

Poloariletersulfon (PAES)

Poliamik

7/22/2019 TUGAS 3-1412201204-FARRADINA


MEMBRAN KESEHATAN


TABEL MATERIAL, MODUL, DAN SINTESIS MEMBRAN UNTUK KASUS GAGAL GINJAL

No

Material Membran

Metode

sintesis

Modul Aplikasi Hasil ReferensiJenis

membran

Spesifikasi Sifat membran

(+/-)

Variabel

eksperimen

1. Membran

selulosa,

Membran

Sintetik,

dan

Membran

Anorganik

Selulosa :selulosa

diasetat dan

selulosa

triasetat

Sintetik:

polysulfone, polymethylm

ethacrylate, polyacrylo-

nitrile, polyamide

Anorganik :

Zeolit

silicalite(MFI)

Membran :(+)

afinitas kuat p-

kresol hanya

untuk membran polysulfone dan polyamide

(-) membran

dialisis memilikiukuran pori

meso yg kurangsesuai untuk

mengadsorpsi p-

kresol

Zeolit :(+)

diameter pori

silikalit

memiliki ukuran

yang miripdengan p-kresol

Variasi jenis

membran

dialisis yang

digunakan

untuk

mengetahui

kinerja

penyerapan

p-kresol

dalam darah

MembranSelulosa

dan

Sintetik:

Inversifasa

Membranzeolit :

Sesuaidengan

metodeJ.L.

Guth,

H.Kessler

,R.Wey

(Robson,2001)

Flat

plate

Adsorpsi p-kresol

sebagai

proses

pelengkapuntukhemo-

dialisis.

P-kresolzat terlarut

yang

terikat protein

yang tidakdihilang-

kan secaraefisien

dengansistem

hemodia-

lisis

Kinetika adsorpsi p - kresol kemembran lebih lambat dibandingkan

dengan zeolit silikalit . Waktu yang

diperlukan untuk mencapai 90 %

dari konsentrasi kesetimbanganadalah sekitar 2 menit untuk zeolitsilikalit dan lebih dari 3 jam untuk

membran dialisisAdsorpsi p - kresol ke semua

membran (adsorpsi maksimum < 37mg.g-1 ) yang relatif rendah

dibandingkan dengan zeolit silikalit(adsorpsi maksimum 106 mg.g-1) Adsorpsi dengan adsorben mikro

dapat menjadi cara baru untuk

menghilangkan racun uremik dari

darahZeolit menjanjikan adsorben

alternatif untuk

racun uremik karena selektivitasnya

tinggi, sehingga racun uremik dapat

difilter dengan hemodialisis danadsorpsi

V´eroniqueWernert

(2006)

7/22/2019 TUGAS 3-1412201204-FARRADINA


MEMBRAN KESEHATAN


Gambar

hasil

Gambar 1. Kinetika adsorpsi p-kresol ke membran dialisis dan zeolit silikalit ([p-kresol]0 200µM, 50 mM buffer fosfat, 9 gL-1 NaCl, pH 7,4

dengan suhu 37°C)

Gambar 2. Isoterm adsorpsi p-kresol ke membran dialisis dan silikalit (buffer fosfat 50mm, 9 g L-1 NaCl, pH 7,4, dengan suhu 37°C), data

eksperimen (poin) dan Isoterm Langmuir (garis). Ce adalah konsentrasi kesetimbangan p-kresol dalam larutan, qe adalah jumlah

p-kresol teradsorpsi pada kesetimbangan

7/22/2019 TUGAS 3-1412201204-FARRADINA


MEMBRAN KESEHATAN


2

Membran

Selulosadan

MembranPolimer

Selulosa :

Cuprophan

Polimer :Polyacrylo-

nitrile(AN69)

Cuprophan :

(-)aktivitaskomplemen

rendah sehinggadapat menunda

pemulihanfungsi ginjal,

termasukmembran low

flux

AN69 :(+)aktivitas

komplemen

tinggi dan

termasukmembran high

flux

Variasi jenis

membrandialisis yang

digunakanuntuk

mengetahuitingkat

mortalitas penderita

gagal ginjal

akut

Tidak

disebutkan

Tidak

disebutkan

Biokom-

patibilitasmembran

hemodia-lisis pada

gagal ginjalakut

Prosentase kematian pasien gagal

ginjal akut dengan menggunakanmembrane cuprophane yakni

sebanyak 65% , sedangkan denganmenggunakan memban

polyacrylonitrile kematian mencapai38 % pasien gagal ginjal akut.

R.T.

Krediet

(1995)

Selulosa :Cuprophan

Polimer :

Polymethyl-

methacrylate(PMMA)

PMMA :(+)Polimer

PMMA memilikisifat yang tahanterhadap

perubahan pH.

Tidakdisebut

kan

Tidakdisebut

kan

Sebanyak 62% pasien gagal ginjalkembali normal setelah dialisis

menggunakan membran polymethyl-

methacrylate dan 37% kembali

normal setelah dialisis menggunakan

membran cuprophane.Dalam kasus pemulihan fungsi

ginjal, ditemukan sebagian penderitamemiliki oliguria dan didapatkan

hasil bahwa oliguria merupakan

faktor penyebab kematian terbesardaripada material membran dialisisyang digunakan.

Selulosa :

Cuprophan

Polimer :

Polysulfone

Tidak

disebutkan

Tidak

disebutkan

Prosentase kematian 83 % pada

pasien gagal ginjal akut yang dirawatdengan hemodialisis cuprophane

konvensional dan 71 % pada pasien

yang dirawat dengan hemodialisis

membran polysulphone.

7/22/2019 TUGAS 3-1412201204-FARRADINA


MEMBRAN KESEHATAN


3 Membran

selulosa

klasik dan

selulosa

termodi-

fikasi

Selulosa

klasik :Cuprophane

Selulosa

termodifikasi:

Hemophan,seluosa

asetat,

selulosatriasetat,

diaphen

Sintetik :Polysulphone

Kelebihan

Selulosa klasiktermodifikasi :

aktivasikomplemen

tinggi membranselulosa

termodifikasidan membran

sintetik

Kelemahanmembran

selulosa

termodifikasi

dan membransintetik :

menghasilkan

struktur yang

simetri

Variasi jenis


digunakanuntuk

mengetahuiaktivasi

komplemendan

neutropenia

Tidak

disebutkan

Tidak

disebutkan

Untk

mencari

membrane

dengan

biokompa-

tibilitas

yang bagus

aktivasi komplemen tinggi untuk

membran selulosa klasik

dibandingkan membran selulosa

termodifikasi dan membran sintetik,

ini dikarenakan pada membran

selulosa termodifikasi adanya

penggantian gugus hidroksil

menyebabkan penurunan aktivasi

komplemen sehingga lebih

biokompatibilitas daripadamembran selulosa klasik.

Pada membran selulosa

termodifikasi dan membran sintetik

dalam penelitian ini menghasilkan

struktur yang simetri. Struktur

simetri ini memiliki kelemahan

yakni kurang selektif dalam

melewatkan molekul yang akan

dihilangkan

Hoenich,et al; 1995

Grafik

aktivitas

komplemen

7/22/2019 TUGAS 3-1412201204-FARRADINA


MEMBRAN KESEHATAN


4 Membran

selulosa

Selulosa

asetat dengan

penambahan

PEG

(+) Selulosa

astat + PEG :

mampu untuk

meningkatkan

sifat hidrofilik

dari membrane

Variasi berat

molekul PEG

yang

digunakan

adalah 200,

400, dan 600

Tidak

disebutkan

Tidak

disebutkan

Untk

meningkat-

kan sifat

hidrofilik

membran

Penambahan PEG 200

menghasilkan membran yang baik

untuk penghilangan urea dengan

permeabilitas urea tinggi.

Pada PEG sebesar 600, tidak

mengalami kenaikan hasil

pengurangan urea, dikarenakan

terjadi peningkatan viskositas dobe

dan penurunan susunan dinding

makrovoid. Hal itu disebabkan lajudifusi molekul aditif (PEG) lebih

rendah daripada pelarut.

Konsentrasi PEG kurang dari 5%

sangat baik untuk meningkatkan

penghilangan urea, namun berbeda

dengan konsentrasi PEG yang

tinggi, dimana PEG lebih dari 10%

menyebabkan pembentukan inti

berlangsung lambat dibandingkan

dengan difusi non pelarut dalam

larutan polimer.

Idris dan

Yet, 2006

Tabel Hasil

7/22/2019 TUGAS 3-1412201204-FARRADINA


MEMBRAN KESEHATAN


5 Membran

Selulosa

Selulosa :

Asetat, yang

ditambahkan

MSG

(+) : MSG ini

memiliki

karakteristik

yang sama

dengan PEG

karena bersifat

sangat hidofilik.

Adapun

penambahan

MSGkemungkinan

dapat

meningkatkan

sifat hidrofiik

membran

Variasi berat

molekul

MSG yang

digunakan

adalah 0%,

1%, 2%, 3%,

4%, 5%, 6%,

7%, dan 8%,

Inversi

fasa

Flat

Plate

selulosa

asetat +

MSG untuk

membentuk

struktur

asimetri

dan

mengamati

kinerjanya

dalammenghilang

kan

kandungan

urea

Peningkatan MSG mampu

meningkatkan kinerja membran

dialisis dalam penghilangn urea.

Pada saat penambahan MSG 2%

terlihat adanya pembentukan

makrovoid, sedangkan pada MSG

4% dan 6% struktur makrovoid

menghilang dan terjadi

pembentukan struktur seperti jari.

Ketika konsentrasi aditif > 6 %maka masuknya pelarut dari larutan

polimer ke dalam non pelarut

menurun. Tidak adanya inti dengan

konsentrasi pelarut tinggi

menyebabkan terbentuk struktur

seperti spon. Hasil ini menunjukkan

bahwa makrovoid menguntungkan

dalam proses dialisis seperti yang

ditunjukkan oleh kenaikan

penghilang kandungan urea.

Idris,

Chan, dan

Iqbal

(2008)

Tabel Hasil

7/22/2019 TUGAS 3-1412201204-FARRADINA


MEMBRAN KESEHATAN


6 Membran

Polimer

Polimer :

PES + PVP

(+) : Membran

PES+PVP

mempunyai

struktur lapis

ganda dengan

lapisan bagian

dalam hidrofilik

dan bagian luar

benar-benar

hidrofobik yang berukuran kecil

Variasi

penambahan

PES/PVP

sebesar 18/6

dibandingkan

dengan

PES/PVP

sebesar 18/3

Metode

spinning

basah-

kering.

Sintesis

hollow

fiber

dilakukandengan

pemana-

san

dalam air

panas

(T=95°C)

dan

pemana-

san di

udara

(T=150

°C).

Hollow

fiber

Kinerja

membran

hemodiali-

sis PES-

PVP

hollow

fiber yang

dibuat

dengan

metodespinning

basah-

kering

Adanya peningkatan PVP membuat

struktur pori lebih sempit dan

muncul struktur makroskopik pada

lapisan aktif membran yakni

ditemukan di lapisan bagian dalam.

Hal inilah yang menyebabkan

adanya peningkatan kelarutan PES.

Pada membran PES/PVP ini nilai

MWCO sebelum perlakuan panas

adalah lebih dari 200 kDa. Setelah

pemanasan dalam air panas

(T=95°C) MWCO menurun drastis,

sedangkan pemanasan di udara

(T=150°C) MWCO menurun

menjadi 45-35 kDa.

Berdasarkan hasil MWCO yang

didapatkan maka membran hollow

fiber PES/PVP dengan pemanasan di

udara (T=150°C), cocok untuk

hemodialisis karena molekul yang

akan dihilangkan kurang dari 12 kDa

dan molekul yang ditahan 66 kDa.

Distribusi pori pada membran hollow

fiber sebelum perlakuan panas dan

setelah perlakuan dalam air panas

menghasilkan distribusi pori yang

luas sedangkan perlakuan panas di

udara menghasilkan distribusi pori

yang sempit.

Barzin

(2004)

7/22/2019 TUGAS 3-1412201204-FARRADINA


MEMBRAN KESEHATAN


7 Membran

Polimer

Polimer :

PEPA, PVP

Stuktur pori

membran PEPA

bersifat

hidrofobik dan

struktur pori

membran PVP

bersifat

hidrofilik

Variasi jenis


digunakanuntuk

mengetahuiadanya

kandunganendotoksik

yang harus

dihilangkan

Metode

spinning

kering

Hollow

fiber

Untuk

menghilang

kan

kandungan

endotoksik

pada cairan

dialisat

Struktur pori membran PEPA

dengan penambahan PVP mampu

membentuk struktur membran yang

sesuai untuk bloking endotoksik.

Membran dialisis yang sesuai untuk

bloking Et dengan memiliki

permeabilitas difusi tinggi dan

hemokompatibilitas tinggi yakni

harus mempunyai struktur lapis

ganda dimana lapisan bagian dalam

bersifat hidrofilik dan bagian luar

hidrofobik yang berukuran kecil.

Hal ini dikarenakan sifat yang bagus

untuk bloking Et adalah bersifat

hidrofobik dengan ukuran pori lebih

sempit dan struktur pori yang

homogen.

Oleh karena itu, perpaduan antara

membran PEPA dan PVP ini efektif

untuk menghilangkan kandungan

endotoksik (Et).

Hayama,

2003

7/22/2019 TUGAS 3-1412201204-FARRADINA


MEMBRAN KESEHATAN


8 Membran

selulosa

dan

Polimer

Selulosa :

CTA

Polimer :

PES, PS, dan

PAES

Stuktur pori

membran PEPA

bersifat

hidrofobik dan

struktur pori

membran PVP

bersifat

hidrofilik

Variasi jenis


digunakandan untuk

mengetahui permeabilitas

hidrolik, permeabilitas

difusi zat

terlarut, dankoefisien

refleksi zat

terlarut.

Empatmolekul yang

digunakan

adalah urea

(MW,60 Da),

kreatinin(113 Da),

vankomisin

(1448 Da)

dan inulin(5200 Da).

Tidak

disebut-

kan

Hollow

fiber

Penguku-

ran serat

berongga

pada empat

membran

untuk

mengetahui

sifat

transport

dalamhemodiali-

sis

Membran PES menghasilkan

permeabilitas hidrolik 4,5 kali lebih

besar dari membran CTA,

sedangkan membran PAES dan PS

berada diantara nilai membran PES

dan CTA.

Perbedaan permeabilitas hidrolik

dikarenakan perbedaan porositas

yang merupakan fungsi dari ukuran pori, kepadatan pori, dan ketebalan

membran.

Permeabilitas difusi membran PES

paling tinggi, sedangkan membran

PAES memiliki nilai terendah. Hal

ini dikarenakan permeabilitas difusi

adalah rasio membran difusivitas

dengan panjang jalur difusi,

beberapa perbedaan permeabilitas

dapat dijelaskan oleh perbedaan

dalam ketebalan dinding membran

serat berlubang.

Koefisien reflaksi merupakan sifar

intrinsik dari membran, dimana

PAES memiliki nilai terbesar, nilai

ini berhubungan dengan besarnya

penolakan asimptotic koefisien

inulin.

Liao, 2005

7/22/2019 TUGAS 3-1412201204-FARRADINA


MEMBRAN KESEHATAN


9 Membran

Polimer

Polimer :

PES, PU,

dengan

penambahan

anti koagulan

asam sitrat

Rantai PU yang

bersifathidrofobik ini

mampu untukmengalami

penurunanmigrasi menjadi

rantai hidrofilikketika

berinteraksi

dengan PES.Pencampuran

secara efektif

PU-CA dalam

membran PESmampu

meningkatkan

kepadatan pori,

diameter pori,

serta ukuran poridan distribusi

ukuran pori

homogen.

Variasi PES

dengan

kopolimer,

antara lain

16%:1%;

16%:2%;

16%:4%;

dan 16%:8%

Metode

spinning

basah-

kering.

Hollow

fiber

Menguji

kemam-

puan

campuran

PES/PU-

CA yang

sangat

kompatibel

untuk

membrandialisis.

Pencampuran kopolimer (PU-CA)

mampu menekan adsorpsi protein,

ini disebabkan akibat adanya

fenomena migrasi permukaan.

Selain itu adhesi dan aktivasi

trombosit juga diuji dengan uji in

vitro adhesi platelet, dimana hasil

penelitian menunjukkan bahwa

membran dimodifikasi memiliki

aktivasi platelet yang lebih rendah

dan meningkatkan kompatibilitas

darah.

Adhesi trombosit secara signifikan

menurun dan aktivasi platelet

ditekan dengan kenaikan

pencampuran kopolimer pada

membran.

Adhesi platelet pada membran

dimodifikasi disebabkan oleh asam

sitrat dalam kopolimer dan adsorpsi

protein yang rendah.

Pada uji adsorpsi kalsium

menunjukkan aktivitas anti

koagulan yang baik, dimana asam

sitrat yang dicangkokkan pada PU

dapat mengikat kalsium dalam

darah, sehingga dapat

memperpanjang waktu pembekuan

darah.

Li, 2012

7/22/2019 TUGAS 3-1412201204-FARRADINA


MEMBRAN KESEHATAN


Pada uji compatibility yakni uji

yang dilakukan untuk

biokompatibilitas hati buatan

menunjukkan bahwa, kopolimer

PU-CA dapat mempromosikan

hepatosit untuk berkumpul dan

membentuk bola agregat

multiseluler ( spheroids), adanya

spheroid hepatosit ini mampu untuk

mempertahankan fungsi khusus hati

dan kinerjanya dapat optimal dalam

jangka waktu yang panjang.

Membran PES dengan campuran

aditif PU-CA ini menunjukkan

kinerja yang baik sebagai membran

dialisis dan memiliki potensi yang

sangat baik dalam bidang biomedia

untuk pendukung hati buatan

7/22/2019 TUGAS 3-1412201204-FARRADINA


MEMBRAN KESEHATAN


tugas 3-1412201204-farradina

Documents