Pembuluh Darah Buatan untuk Mengatasi Penyakit Kardiovaskuler

Untuk mengatasi penyakit yang berkaitan dengan kerusakan pembuluh darah yang dilakukan adalah dengan operasi cangkok. Dengan pembuluh dari buatan yang mampu tumbuh dan hidup, dapat menggantikan metode lama yang kurang efisien.

Menurut Organisasi Kesehatan Dunia (WHO), penyakit kardiovaskular merupakan penyakit tidak menular dengan angka kematian tertinggi kedua di dunia, mencapai 46 persen dari tiga puluh delapan kematian. Sedangkan di Indonesia menyebabkan 37 persen dari total kematian penyakit tidak menular (WHO, 2014).

Kemudian tiga juta kasus operasi bypass vaskuler menggunakan cangkok pembuluh darah dilakukan setiap tahun untuk mengatasi aterosklerosis. Cangkok dari donor dan hewan ditinggalkan karena dapat menimbulkan reaksi penolakan oleh tubuh pasien. Sedangkan cangkok dari tubuh pasien sendiri memiliki masalah kualitas karena pasien pernah mengalami penyakit pembuluh darah.

Memang, untuk mengatasi kerusakan pembuluh darah (blood vessel) yang mengakibatkan sumbatan, sejauh pilihan tindakan yang dilakukan dokter berupa operasi penggantian. Caranya dengan mendapatkan pembuluh darah dari donor atau diambil dari tempat lain di tubuh pasien sendiri.

Namun belakangan para ilmuwan dari University of Sydney sedang mencari alternatif dengan menciptakan pembuluh darah yang dikembangkan melalui laboratorium. Para ilmuwan menyatakan berhasil menciptakan bahan baru yang memiliki struktur seperti pembuluh darah hidup dan dapat tumbuh.

Selama ini memang pada ilmuwan berupaya menciptakan pembuluh darah di laboratorium. Para peneliti telah memajukan teknologi untuk meningkatkan fungsi dan juga keamanannya. Mereka mengklaim alat yang dihasilkan menjanjikan membantu mengatasi penyakit lain seperti yang berkaitan dengan pembuluh darah seperti penyakit kardiovaskuler, termasuk juga diabetes dan kanker.

Penulis utama Dr Ziyu Wang dari University of Sydney, Australia, mengatakan pembuluh darah baru yang berhasil diproduksi ini, menandai langkah maju lainnya karena menjadi yang pertama yang memiliki kemiripan dengan pembuluh darah asli atau alami.

Pembuluh darah normal memiliki cincin protein yang disebut elastin yang memungkinkannya meregang saat darah mengalir melaluinya. Para ilmuwan mereplikasi atribut ini melalui penggunaan dua bahan biokompatibel yang dibuat menjadi semacam tabung yang diproduksi.

"Pembuluh sintetis ini elegan karena dibuat hanya dari dua bahan alami yang dapat ditoleransi dengan baik oleh tubuh," kata dia seperti dikutip dari laman University of Sydney.

"Tropoelastin (bahan pembangun alami untuk elastin) dikemas dalam selubung elastis yang menghilang secara bertahap dan mendorong pembentukan mimik alami yang sangat terorganisir dari pembuluh darah yang berfungsi," imbuh dia.

Pembuluh darah yang diproduksi juga dapat disimpan dengan aman dalam plastik steril sampai saatnya dipergunakan untuk transplantasi. Dalam pengujian praklinis, tim menanamkan tabung ke tikus dan menemukan bahwa mereka dapat ditoleransi dengan baik.

Jaringan Sintetis

Namun, yang lebih menjanjikan yaitu kemampuan pembuluh buatan mulai mengembangkan sel dan jaringan baru di tempat yang tepat. Seiring waktu, pembuluh darah buatan ini berubah menjadi hidup seperti pembuluh darah alami.

"Alam mengubah tabung yang diproduksi ini dari waktu ke waktu menjadi tabung yang terlihat, berperilaku, dan berfungsi seperti pembuluh darah asli," kata penulis senior penelitian tersebut Profesor Anthony Weiss.

Kemampuan teknologi untuk menciptakan kembali struktur kompleks jaringan biologis menunjukkan bahwa teknologi ini memiliki potensi untuk tidak hanya memproduksi pembuluh darah untuk membantu dalam operasi saja. Lebih dari itu juga berpotensi untuk pembuatan jaringan sintetis lain di masa depan misalnya untung mengganti katup jantung.

Dengan kemampuan menjadi sel jaringan baru, para ilmuwan optimis tentang potensi penggunaan pembuluh darah buatan mereka. Namun ada pekerjaan yang harus dilakukan sebelum mereka memasuki penggunaan klinis yaitu mengetahui perilakunya di dalam tubuh manusia, seperti digunakan untuk mengatasi kerusakan pembuluh darah anak-anak.

"Saat ini ketika anak-anak menderita pembuluh darah yang tidak normal, ahli bedah tidak punya pilihan selain menggunakan pembuluh sintetis yang berfungsi dengan baik untuk waktu yang singkat. Mereka perlu operasi tambahan saat mereka tumbuh," kata rekan penulis dari Center for Regenerative Medicine di Nationwide Children's Hospital dan Wexner Medical Center di Columbus, AS, Dr Christopher Breuer.

Berbeda dengan pembuluh darah sintetis teknologi sebelumnya, teknolog ini mampu tumbuh dan di dalam tubuh sehingga tidak perlu lagi tindakan. "Teknologi baru ini memberikan landasan yang menarik bagi pembuluh darah yang diproduksi untuk terus tumbuh dan berkembang dari waktu ke waktu," ujar dia.

Dr Ziyu menerangkan, laporan penelitian ini mempelopori teknologi yang dikembangkan sebagai bagian dari penelitian doktoral yang dilakukan. Apa yang dikembangkan dalam penelitian ini meneruskan penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Dr Suzanne Mithieux, juga di Charles Perkins Centre, Australia. hay/I-1

Cocok untuk Pengobatan Aterosklerosis

Pengembangan pembuluh darah buatan pernah dilakukan oleh lima mahasiswa Universitas Airlangga (Unair) Surabaya. Mereka yang berasal dari Teknik Biomedik Fakultas Sains dan Teknologi (FST) berhasil membuat inovasi berupa biodegradable sintetis pembuluh darah untuk aterosklerosis.

Aterosklerosis adalah penyempitan dan pengerasan pembuluh darah arteri akibat penumpukan plak di dinding pembuluh darah. Kondisi ini merupakan penyebab umum bagi munculnya penyakit jantung koroner (aterosklerosis heart disease).

Saat ini menurut Organisasi Kesehatan Dunia (WHO) setiap tahun tiga juta kasus operasi bypass vaskuler menggunakan cangkok pembuluh darah untuk mengatasi aterosklerosis. Cangkok sintetis komersial terbuat dari dacron, sehingga rentan terhadap pengapuran.

"Oleh karena itu dibutuhkan cangkok buatan (sintetis) yang aman bagi tubuh pasien," kata Iffa Aulia Fiqrianti, ketua tim inovasi pada laman Unair, seperti seperti dilansir laman Unair News.

Di bawah bimbingan Dr Prihartini Widiyanti, drg Kes, tim peneliti mencoba membuat pembuluh darah buatan berbahan poly L. asam laktat (PLLA), kitosan, dan kolagen. Kemudian disusun dalam proposal Program Kreativitas Mahasiswa Penelitian Exacta (PKMPE).

Proposal berjudul Studi In Vivo Vascular Graft Hollow Fiber PLLA Coating Kitosan-Kolagen Solusi Penyakit Kardiovaskular Akibat Aterosklerosis telah lolos Dikti dan memperoleh hibah penelitian dalam program PKM Kemenristekdikti 2016-2017.

"Kami mencoba membuat pembuluh darah dari poly L asam laktat (PLLA), kitosan dan kolagen. PLLA aman bagi tubuh, karena akan terurai menjadi asam laktat yang dapat diserap oleh tubuh. Kombinasi kitosan dan kolagen dapat membantu perlekatan sel, sehingga ke depan cangkokan terurai dan akan digantikan oleh sel tubuh pasien sendiri," kata Iffa.

Hal ini berbeda dengan cangkok sintetis komersial yang terbuat dari dacron yang sulit terurai dan dianggap sebagai bagian benda asing oleh tubuh pasien. Oleh karena itu, kami berharap karakteristik ini dapat meningkatkan kualitas hidup pasien yang telah menjalani operasi bypass vaskular," tambah Iffa.

"Hasil penelitian ini sangat bagus untuk diterapkan, karena sel endotel dapat tumbuh di permukaan rongga cangkok, sehingga darah dapat mengalir dengan lancar dan mengurangi kemungkinan terjadinya trombosis. Untuk tahap aplikasi klinis tentu prosesnya masih lama, tapi ini awal yang baik," ujar dr Herry Wibowo M Kes Sp B.

Pembuluh darah adalah tabung berbentuk serat yang dibuat dengan electrospinning. Uji komposisi pembuluh darah buatan menggunakan FTIR menunjukkan kitosan, kolagen dan PLLA telah terkandung dalam cangkok. Uji kontak darah menunjukkan bahwa cangkok tidak menyebabkan hemolisis dengan persentase 1,04 persen.

Pengamatan di bawah mikroskop elektron menunjukkan bahwa diameter serat yang terbentuk berkisar antara 300-150 nano meter, dengan ketebalan dinding 379,3 m, 262,5 m, dan 97,98 m. Hasil uji sitotoksisitas menunjukkan bahwa pembuluh darah buatan tidak bersifat toksik sehingga aman bagi tubuh. hay/I-1