Ilmuwan Kembangkan Hati Buatan yang Lembut dan Lebih Tahan Lama

DokterSehat.Com– Periset di Swiss berharap eksperimen mereka pada akhirnya akan menghasilkan hati buatan yang lembut yang lebih awet dan dipersonalisasi dibanding model saat ini.

doktersehat-kesehatan-jantung

Nicholas Cohrs dan rekan-rekannya di Laboratorium Bahan Fungsional ETH Zurich University di Swiss, memiliki konsep baru untuk apa yang mereka sebut sebagai hati buatan yang lembut.

Dengan mengembangkan hati buatan yang sangat mirip dengan hati penerima. Cohrs dan timnya berharap bisa menciptakan alat yang dapat membuat pasien tetap hidup selama bertahun-tahun tanpa memerlukan operasi transplantasi berisiko lagi, mengutip Healthline, Rabu (3/1/2018).

Selama hampir 50 tahun, ahli bedah telah melakukan transplantasi hati buatan ke pasien yang mati jika gagal jantung.

Perangkat ini terbuat dari plastik dan logam. Mereka dapat mempertahankan kehidupan selama berhari-hari dan bahkan berbulan-bulan. Sementara pasien menunggu donor hati.

Dalam beberapa kasus, transplantasi jantung buatan bisa bersifat permanen dan bisa berlangsung selama beberapa tahun, namun kemungkinan bertahan lebih dari empat tahun kurang dari 60 persen. Rekor untuk waktu terlama yang hidup dengan hati buatan adalah lima tahun.

Komplikasi yang mungkin terjadi akibat transplantasi jantung buatan meliputi pendarahan, infeksi, dan kegagalan organ.

Masalah umum dengan hati buatan adalah kecenderungan mereka untuk membiarkan darah menggumpal karena komposisi kaku mereka. Kebekuan darah bisa menyebabkan stroke.

Jantung buatan dengan sedikit kekakuan, kemudian, bisa memperbaiki aliran darah dan mengurangi kemungkinan pembekuan.

Awalnya, Cohrs dan timnya bereksperimen dengan silikon, zat yang umumnya tidak bereaksi, stabil, dan tahan terhadap lingkungan yang ekstrem. Ini juga memiliki beberapa aplikasi ilmu hayati.

“Tentu saja, silikon adalah bahan buatan, yang bukan jaringan manusia dan tidak bisa langsung menyerupai itu. Namun, ini adalah bahan yang lembut dan bisa meniru sifat material jaringan manusia sampai batas tertentu. Kami menggunakannya karena merupakan bahan yang mampu untuk implan dan tersedia dari berbagai pemasok,” kata Cohrs.

Hati silikon dirancang dengan menggunakan perangkat lunak dibantu komputer (CAD), menghasilkan organ lembut yang menyerupai hati manusia dalam komposisi, bentuk, dan fungsinya.

Baca Juga:  Mengenal Atresia Bilier pada Bayi Baru Lahir

Sebenarnya untuk transplantasi, CT scan jantung pasien akan menjadi dasar perancangan, memastikan bahwa ini sangat sesuai.

Desain modifikasi pada jantung diperlukan untuk memungkinkannya bergerak sendiri, termasuk ruangan yang mengembang dan mengempis dengan udara bertekanan.

Dalam percobaan mereka, tim Cohrs menggunakan printer 3 dimensi (3D) untuk membuat cetakan jantung yang terbuat dari plastik.

“Kami memproduksi buatan hati kami tidak secara langsung dengan pencetakan 3D, tapi kami membutuhkan printer 3D, karena tidak memungkinkan memproduksi perangkat lunak dengan teknik manufaktur tradisional. Printer 3D kami mencetak negatif dari hati dan menggunakan ini sebagai cetakan, yang kemudian kita larutkan,” jelas Cohrs.

Awalnya, cetakan itu diisi dengan silikon, menghasilkan jantung 13 ons —perangkat yang kira-kira sepertiga lebih berat daripada rata-rata jantung orang dewasa.

Saat ditanamkan, akan dijahit ke katup, arteri, dan vena, serta didukung oleh pengemudi pneumatik portabel eksternal.

Cohrs dan timnya menguji jantung silikon mereka pada April 2016, dengan menempatkannya di mesin sirkulasi tiruan hibrida. Hasilnya membuktikan bahwa aliran darah jantung silikon meniru hati manusia yang sebenarnya.

Namun, jantung silikon berlangsung sekitar 3.000 detak jantung sebelum pecah karena stres. Dengan detak jantung 60 denyut per menit, jantung akan gagal dalam waktu kurang dari satu jam.

Sejak percobaan awal mereka, tim Cohrs telah beralih dari silikon ke bahan lainnya. “Kami menguji berbagai polimer untuk membuat jantung buatan lebih stabil dan meningkatkan umur. Kami juga mengubah dan mengoptimalkan geometri,” papar Cohrs.

Hati terakhir mereka yang bertahan, berlangsung selama 1 juta detak jantung atau sekitar 10 hari kehidupan.

Modifikasi lebih lanjut akan memperbaiki jantung, meski mungkin puluhan tahun sebelum seseorang siap menjalani pengujian kehidupan nyata.

Tujuan utama Cohrs dan timnta, menciptakan hati buatan yang lembut yang bisa menghasilkan aliran darah alami fisiologis, memiliki masa hidup yang cukup, dan tidak menimbulkan efek samping.

Proses yang dilakukan Cohrs telah menggunakan dan memanfaatkan perangkat lunak CAD dan pencetakan 3D sederhana, yang dapat memungkinkan ketersediaan hati buatan secara luas.