BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Abad 20 ditandai ditandai dengan perkembangan perkembangan yang menakjubkan menakjubkan di bidang ilmu dan pengetahuan (iptek), termasuk iptek kedokteran kedokteran dan kesehatan, sehingga memberikan sumbangan yang sangat berharga dalam diagnosis dan terapi berbagai penyakit. Penggunaan isotop radioaktif dalam bidang kedokteran telah dimulai tahun 1901 oleh Henri Danlos yang menggunakan Radium untuk pengobatan penyakit Tuberculosis pada kulit. Tetapi T etapi yang dianggap Bapak Ilmu Kedokteran Nuklir adalah George C de Havessy. Dialah yang meletakkan dasar prinsip perunut dengan menggunakan menggunakan zat radioaktif. Waktu itu yang digunakan adalah radioisotop alam Pb212. Teknik perunut oleh Hevesy pada tahun 1 923 menambah kemajuan teknik nuklir untuk di gunakan dibidang kedokteran dan industri. Sebagai perunut, radoisotop ditambahkan ke dalam suatu sistem untuk mempelajari sistem itu, baik sistern fisika, kimia maupun sistem biologi. Oleh karena radioisotop mempunyai sifat kimia yang sama seperti isotop stabilnya, maka radioisotop dapat digunakan untuk menandai suatu senyawa sehingga perpindahan perubahan senyawa itu dapat dipantau. Ada beberapa sumber sumber radiasi dilingkungan dilingkungan kita, antara lain televisi, lampu penerangan, komputer. Selain itu ada sumber radiasi yang bersifat unsur alamiah yaitu berada di air, udara dan lapisan bumi. Sumber radiasi dari unsur alamiah adalah thorium dan uranium berada di lapisan bumi, sedangkan karbon dan radon berada di udara. Selain sumber radiasi alami terdapat juga sumber radiasi buatan manusia Dengan ditemukannya radioisotop buatan, maka radioisotop alam tidak lagi digunakan.Radioisotop digunakan.Radioisotop buatan yang banyak dipakai pada masa awal perkembangan kedokteran nuklir adalah I131. Pemakaiannya kini t elah terdesak oleh Tc99m, selain karena sifatnya yang ideal dari segi proteksi radiasi dan pembentukan citra juga dapat diperoleh dengan mudah, serta harga relatif murah. Namun demikian, I131 masih sangat diperlukan untuk diagnostik dan terapi, khususnya kanker kelenjar tiroid. 1
1.2 Rumusan masalah 1. Bagaimana peranan radioisotop dalam bidang kedokteran? 2. Bagaimana mekanisme kerjanya? 3. Apa saja aplikasi radioisotop dalam bidang kedokteran serta resiko yang
dapat ditimbulkan?
1.3 Tujuan Adanya tujuan dari penulisan makalah ini adalah sebagai berikut : 1. Untuk memenuhi tugas mata kuliah Kimia 2. Memberi informasi kepada pembaca tentang manfaat radioisotop 3. Menambah pengetahuan kepada penulis dan pembaca
1.4 Manfaat 1. memberikan informasi mengenai manfaat dan aplikasi dari radioisotop dalam bidang kedokteran. 2. mengetahui resiko yang dapat ditimbulkan oleh radiasi.
2
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Definisi Radioaktif Radioaktif atau radiasi yang berasal dari bahan radioaktif adalah satu bentuk energi yang dipancarkan oleh atom atau molekul yang disebarkan melalui ruang atau materi sebagai partikel / partikel ataupun gelombang elektromagnetik. Radioaktivitas (juga disebut radioaktif juga merupakan fenomena alami atau buatan, dimana ditimbulkan oleh zat tertentu atau bahan kimia. Ada dua radio aktif yang ada pada umumnya yaitu Radioaktivitas spontan atau alami: Hal ini diwujudkan dalam unsur-unsur radioaktif dan isotop ditemukan di alam dan mencemari lingkungan seperti uranium dan thorium dalam lingkungan (tanah, pohon, air dan udara) dan Radioaktivitas buatan atau induksi: radioaktif ini merupakan salah satu yang disebabkan oleh transformasi nuklir buatan seperti Technitium-99m yang digunakan dalam medis dan Iridium-192 yang digunakan dalam industri termasuk pembangkit listrik tenaga nuklir. Radioaktivitas atau peluruhan radioaktif adalah perubahan atau konversi secara spontan inti nuklida stabil ke inti lainnya di mana ada radiasi pengion. Setiap kali jumlah proton dalam inti, maka akan ada unsur perubahan. Radioaktivitas ditemukan pada tahun 1896 oleh Henri Becquerel pada garam uranium. Untuk memperjelas sifat radioaktivitas signifikan,fisikawan Perancis Pierre Curie dan Marie Curie asal Polandia berkontribusi untuk hal ini. Sinar radioaktif ini berbentuk seperti gelombang cahaya, gelombang radio, sinar infra-red (panas), microwave dan sinar X. Antara sinar mengion yang ada adalah partikel Alfa, partikel beta, sinar Gamma, sinar X dan juga Neutron. Radioaktivitas digunakan untuk memperoleh energi nuklir, dan juga digunakan dalam pengobatan (radioterapi dan radiologi) dan aplikasi industri (misalnya mengukur ketebalan dan ukuran kerapatan).
Contoh isotop radioaktif alami 1. uranium 2. thorium isotop radioaktif
3
2.2 Definisi Radioisotop
Reaksi nuklir merupakan reaksi yang melibatkan inti dari suatu atom. Reaksi nuklir ada yang terjadi secara spontan ataupun buatan. Reaksi nuklir spontan terjadi pada inti-inti atom yang tidak stabil. Zat yang mengandung inti tidak stabil ini disebut zat radioaktif . Adapun reaksi nuklir tidak spontan dapat terjadi pada inti yang stabil maupun inti yang tidak stabil. Reaksi nuklir disertai perubahan energi berupa radiasi dan kalor. Berbagai jenis reaksi nuklir disertai pembebasan kalor yang sangat dasyat, lebih besar dari suatu reaksi kimia biasa. Unsur yang secara alami bersifat radioaktif banyak terdapat di alam. Semua isotop yang bernomor atom diatas 83 bersifat radioaktif. Unsur yang bernomor atom 83 atau kurang mempunyai isotop yang stabil kecuali teknesium dan promesium. Isotop yang bersifat radioaktif disebut isotop radioaktif atau radio isotop, yaitu isotop yang memancarkan radiasi. Suatu unsur dikatakan radioisotop atau isotop radioaktip ialah apabila unsur tersebut dapat memancarkan radiasi. Pada umumnya radioisotop digunakan untuk berbagai keperluan seperti dalam bidang kedokteran dan industri. Radioisotop yang digunakan tersebut tidak terdapat di alam, disebabkan waktu paruh dan beberapa factor lainnya yang kurang memenuhi persyaratan. Untuk beberapa tujuan radioisotop harus dikombinasikan dengan senyawa tertentu melalui bebarapa cara reaksi kimia. Dengan demikan tujuan utama produksi radioisotop ialah menyediakan unsur atau senyawa radioaktif tertentu yang memenuhi persyaratan sesuai penggunaanya. Radioisotop adalah produk reaksi nuklir yang memiliki kemampuan memancarkan sinar radiasi pengion, baik yang terbentuk secara alami maupun secara buatan. radioisotop mempunyai peranan penting dalam melengkapi kebutuhan manusia di berbagai bidang seperti kesehatan, industri, pertanian dan hidrologi. Sedangkan isotop yang tidak radioaktif disebut isotop stabil. Radioisotop juga dibuat dari isotop stabil. Jadi disamping radioisotop alami juga terdapat radioisotop buatan. Dua kegiatan utama dari pemanfaatan tekhnologi nuklir khususnya mengenai radioisotop adalah pemanfaatan dalam bidang energi dan pemanfaatan di luar energi. Pemanfaatan di luar energi misalnya pada reaktor penelitian. Di dalam teras reaktor penelitian dapat digunakan untuk memproduksi radioisotop dan melakukan berbagai penelitian dengan radiasi. Produksi radioisotop dengan proses aktivasi dilakukan dengan cara menembaki isotop stabil dengan neutron di dalam teras reaktor. Proses ini lazim disebut irradiasi neutron, sedang bahan yang disinari disebut target atau sasaran. Neutron yang 4
ditembakkan akan masuk ke dalam inti atom target sehingga jumlah neutron dalam inti target tersebut bertambah. Peristiwa ini dapat mengakibatkan ketidakstabilan inti atom sehingga berubah sifat menjadi radioaktif. Reaktor penelitian juga dilengkapi dengan fasilitas Xenon Loop yang terletak di dalam tabung berkas dan merupakan tempat untuk melakukan irradiasi gas xenon-124 (124 Xe) sehingga menjadi radioisotop 125 I yang banyak dimanfaatkan untuk kegiatan medis.
5
BAB III PEMBAHASAN
3.1
Radioisotop dalam bidang kedokteran Kedokteran Nuklir adalah cabang ilmu kedokteran yang menggunakan sumber radiasi terbuka dari disintegrasi inti radionuklida buatan (radiofarmaka) untuk tujuan diagnostik, terapi dan lain sebagainya. Pada kedokteran nuklir, penunjang diagnostik di dibagiatas in-vivo (non- iamging dan imaging) dan in-vitro menggunakan radioisotop tertentu sebagai perunut (tracer). 3.1.1
pemeriksaan In Vivo pemeiksaan in vivo dilakukan di dalam tubuh, maksudnya pasien diberi radioisotop dengan cara oral (melalui mulut), suntikan, inhalasi (pernafasan) dan dideteksi aktivitasnya dari luar tubuh. Di bidang kedokteran teknologi ini telah lama dimanfaatkan. Radioisotop Teknesium-99m (Tc-99m) merupakan radioisotop primadona yang mendekati ideal untuk mencari jejak di dalam tubuh. Hal ini dikarenakan radioisotop ini memiliki waktu paro yang pendek sekitar 6 jam sehingga intensitas radiasi yang dipancarkannya berkurang secara cepat setelah selesai digunakan. Radioisotop ini merupakan pemancar gamma murni dari jenis peluruhan electron capture dan tidak memancarkan radiasi partikel bermuatan sehingga dampak terhadap tubuh sangat kecil. Selain itu, radioisotop ini mudah diperoleh dalam bentuk carrier free (bebas pengemban) dari radioisotop molibdenum-99 (Mo-99) dan dapat membentuk ikatan dengan senyawa-senyawa organik. Radioisotop ini dimasukkan ke dalam tubuh setelah diikatkan dengan senyawa tertentu melalui reaksi penandaan (labelling). Di dalam tubuh, radioisotop ini akan bergerak bersama-sama dengan senyawa yang ditumpanginya sesuai dengan dinamika senyawa tersebut di dalam tubuh. Dengan demikian, keberadaan dan distribusi senyawa tersebut di dalam tubuh yang mencerminkan beberapa fungsi organ dan metabolisme tubuh dapat dengan mudah diketahui dari hasil pencitraan. Pencitraan dapat dilakukan menggunakan kamera gamma. Cara pemeriksaan in vivo di pakai untuk melacak keberadaan kanker di dalam tubuh dengan cara menyuntikkan oksida Tc-99, unsur radioaktif ini akan mengalir mengikuti darah. Bagian tubuh yang tidak terdapat tumor tidak akan menyerap unsur itu, sedangkan bagian tubuh yang terkena tumor akan menyerap unsur itu. Dengan begitu di daerah yang terdapat tumor, keaktifan radioisotop lebih besar dibandingkan 6
dengan daerah lain yang sehat. Hal ini menyebabkan daerah yang terdapa tumor mudah dilacak atau dirunut. Radioisotop sebagai perunut juga digunakan untuk mencari bagian yang mengalami penyempitan pada pembuluh darah yang disebut trombosit. Pasien yang akan diperiksa disuntik dengan radioisotop natrium. Darah akan mengalirkan isotop ini ke selurun bagian tubuh. Bagian yang mengalami penyempitan darah akan mempunyai jumlah natrium yang berbeda dengan bagian lain yang sehat. Dengan menggunakan detektor radioaktif dapat diketahui bagian yang terkena penyempitan. Radioisotop juga dapat digunakan untuk mempelajari kecepatan penyerapan suatu unsur oleh kelenjar misalnya kelenjar gondok yang ada dalam tubuh. Unsur yang digunakan adalah iodium yang bersifat radioaktif sebagai radioisotop.
3.1.2
Pemeriksaan In Vitro Pemeriksaan in vitro dilakukan di luar tubuh, maksudnya dengan mengambil sempel dari pasien selanjutnya akan dianalisis dengan metoda yang menggunakan radioisotop. Peralatan kedokteran yang digunakan adalah : a. Scanner b. Renograf c. Thyroid uptake d. RIA (Radio Immuno Assay)
3.1.3
Sterilisasi alat-alat kedokteran Prinsip sterilisasi adalah membebaskan alat tersebut dari semua jasad hidup terutama jasad renik (mikroba). Alat kedokteran kebanyakan berbahan plastik sehingga tidak tahan terhadap sterilisasi panas, untuk itu dilakukan sterilisasi cara radiasi menggunakan radioisotop. Alat-alat kedokteran yang disterilkan dengan cara radiasi harus tahan terhadap dosis radiasi yang digunakan. Bila bahan tersebut terurai karena radiasi maka hasil urainya tidak berpengaruh negatif. Karena itu strelisasi yang dapat digunakan adalah sterilisasi dingin menggunakan gas etilen oksida (ETO) atau radiasi. Tetapi karena gas ETO memiliki banyak kelemahan yang merugikan bagi manusia dan lingkungan seperti bersifat toksik pada manusia, meninggalkan residu gas yang bersifat karsinogenik pada produk, polusi terhadap 7
lingkungan, dan memerlukan karantina produk 7-14 hari. Sehingga radiasi pengion merupakan pilihan yang tepat untuk sterilisasi dingin terhadap produk yang tidak tahan panas seperti alat kedokteran dan tissue graft . Adapun keuntungan dari teknik sterilisasi radiasi dibanding teknik lain antara lain:
a. Sterilisasi dilakukan pada suhu kamar. b. Tidak menimbulkan kenaikan temperatur yang berarti. c. Bahan atau alat dapat disterilkan dalam keadaan sudah terbungkus rapi, siap untuk dipasarkan.
d. Tidak merusak bahan yang disterilisasi. e. Lebih efektif karena dapat mencapai 100% steril pada dosis tinggi. f.
Dapat
mesterilkan bahan dalam jumlah banyak untuk sekali proses
radiasi.
3.2
Manfaat Radioisotop dalam Bidang Kesehatan dan Kedokteran
Banyak radioisotop yang digunakan dalam bidang kesehatan dan kedokteran dan masing-masing radioisotop tersebut memiliki manfaat yang berbeda, antara lain: 1. I-131 Terapi penyembuhan kanker Tiroid, mendeteksi kerusakan pada kelenjar gondok, hati dan otak. 2. Pu-238 energi listrik dari alat pacu jantung. 3. Tc-99 & Ti-201 Mendeteksi kerusakan jantung. 4. Na-24 Mendeteksi gangguan peredaran darah. 5. Xe-133 Mendeteksi Penyakit paru-paru. 6. P-32 Penyakit mata, tumor dan hati. 7. Fe-59 Mempelajari pembentukan sel darah merah. 8. Cr-51 Mendeteksi kerusakan limpa. 9. Se-75 Mendeteksi kerusakan Pankreas. 10. Tc-99 Mendeteksi kerusakan tulang dan paru-paru. 11. Ga-67 Memeriksa kerusakan getah bening. 12. C-14 Mendeteksi diabetes dan anemia. 13. Co-60 Membunuh sel-sel kanker.
8
3.3
Mekanisme Kerja 1. Radiodiagnostik I-131 digunakan sebagai terapi pengobatan untuk kondisi tiroid yang over aktif atau kita sebut hipertiroid. I-131 ini sendiri adalah suatu isotop yang terbuat dari iodin yang selalu memancarkan sinar radiasi. Jika I-131 ini dimasukkan kedalam tubuh dalam dosis yang kecil, maka I-131 ini akan masuk ke dalam pembuluh darah traktus gastrointestinalis. I-131 dan akan melewati kelenjar tiroid yang kemudian akan menghancurkan sel-sel glandula tersebut. Hal ini akan memperlambat aktifitas dari kelenjar tiroid dan dalam beberapa kasus dapat merubah kondisi tiroid.
2. Radioterapi Bila jaringan terkena radiasi penyinaran, maka jaringan akan menyerap energi radiasi dan akan menimbulkan ionisasi atom-atom. Ionisasi tersebut dapat menimbulkan perubahan kimia dan biokimia yang pada akhirnya akan menimbulkan kerusakan biologik. Kerusakan sel yang terjadi dapat berupa kerusakan kromosom, mutasi,
perlambatan
pembelahan
sel
dan
kehilangan
kemampuan
untuk
berproduksi. Radiasi pengion adalah berkas pancaran energi atau partikel yang bila mengenai sebuah atom akan menyebabkan terpentalnya elektron keluar dari orbit elektron tersebut. Pancaran energi dapat berupa gelombang elektromagnetik, yang dapat berupa sinar gamma dan sinar X. Pancaran partikel dapat berupa pancaran elektron (sinar beta) atau pancaran partikel netron, alfa, proton. Dengan pemberian setiap terapi, maka akan semakin banyak sel-sel kanker yang mati dan tumor akan mengecil. Sel-sel yang mati akan hancur, dibawa oleh darah dan diekskresi keluar dari tubuh. Sebagian besar sel-sel sehat akan bisa pulih kembai dari pengaruh radiasi. Tetapi bagaimanapun juga, kerusakan yang terjadi pada sel-sel sehat merupakan penyebab terjadinya efek samping radiasi.
3.4 Efek radioaktif dalam bidang kesehatan dan kedokteran Efek samping radioterapi bervariasi pada tiap pasien. Secara umum efek samping tersebut tergantung dari dosis terapi, target organ dan keadaan umum pasien. Beberapa efek samping berupa kelelahan, reaksi kulit (kering, memerah, nyeri, perubahan warna dan ulserasi), penurunan sel-sel darah, kehilangan nafsu makan, diare, mual dan muntah bisa terjadi pada setiap pengobatan radioterapi. Kebotakan bisa terjadi tetapi hanya pada area yang terkena radioterapi. Radiasi tidak menyebabkan kehilangan rambut yang total. Pasien yang menjalani radiasi eksternal tidak bersifat radioaktif 9
setelah pengobatan sehingga tidak berbahaya bagi orang di sekitarnya. Efek samping umumnya terjadi pada minggu ketiga atau keempat dari pengobatan dan hilang dua minggu setelah pengobatan selesai. Efek radiasi pada sistem, organ atau jaringan: 1. Darah dan Sumsum Tulang Merah Darah putih merupakan komponen seluler darah yang tercepat mengalami perubahan akibat radiasi. Efek pada jaringan ini berupa penurunan jumlah sel. KompOnen seluler darah yang lain ( butir pembeku dan darah merah ) menyusun setelah sel darah putih. Sumsum tulang merah yang mendapat dosis tidak terlalu tinggi masih dapat memproduksi sel-sel darah merah, sedang pada dosis yang cukup tinggi akan terjadi kerusakan permanen yang berakhir dengan kematian ( dosis lethal 3 – 5 sv). Akibat penekanan aktivitas sumsum tulang maka orang yang terkena radiasi akan menderita
kecenderungan
pendarahan
dan
infeksi,
anemia
dan
kekurangan
hemoglobinefek stokastik pada penyinaran sumsum tulang adalah leukemia dan kanker sel darah merah. 2. Saluran Pencernaan Makanan Kerusakan pada saluran pencernaan makanan memberikan gejala mual, muntah, gangguan pencernaan dan penyerapan makanan serta diare. kemudian dapat timbul karena dehidrasi akibat muntah dan diare yang parah. Efek stokastik yang dapat timbul berupa kanker pada epithel saluran pencernaan.
3. Organ Reproduksi Efek somatik non stokastok pada organ reproduksi adalah sterilitas, sedangkan efek genetik (pewarisan) terjadi karena mutasi gen atau kromosom pada sel kelamin.
4. Sistem Syaraf Sistem syaraf termasuk tahan radiasi. Kematian karena kerusakan sistem syaraf terjadi pada dosis puluhan sievert.
5. Mata Lensa mata peka terhadap radiasi. Katarak merupakan efek somatik non stokastik yang masa tenangnya lama (bisa bertahun-tahun).
10
6. Kulit Efek somatik non stokastik pada kulit bervariasi dengan besarnya dosis, mulai dengan kemerahan sampai luka bakar dan kematian jaringan. efek somatik stokastik pada kulit adalah kanker kulit.
7. Tulang Bagian tulang yang peka terhadap radiasi adalah sumsum tulang dan selaput dalam serta luar pada tulang. kerusakan pada tulang biasanya terjadi karena penimbunan stontium-90 atau radium-226 dalam tulang. Efek somatik stokastik berupa kanker pada sel epithel selaput tulang.
8. Kelenjar Gondok Kelenjar gondok berfungsi mengatur metabolisme umum melalui hormon tiroxin yang dihasilkannya. Kelenjar ini relatif tahan terhadap penyinaran luar namun mudah rusak karena kontaminasi internal oleh yodium radioaktif.
9. Paru-paru Paru-paru pada umumnya menderita kerusakan akibat penyinaran dari gas, uap atau partikel dalam bentuk aerosol yang bersifat radioaktif yang terhirup melalui pernafasan.
11
BAB IV PENUTUP 4.1 Kesimpulan 1.
Suatu unsur dikatakan radioisotop atau isotop radioaktip ialah apabila unsur tersebut dapat memancarkan radiasi.
2.
Radiasi mempunyai dua sifat yaitu sifat merusak dan sifat yang dapat dimanfaatkan untuk kesejahteraan masyarakat dalam berbagai bidang, salah satunya adalah dalam bidang kedokteran.
3.
Aplikasi radioisotop dalam bidang kedokteran antara lain: pemeriksaan fungsi kelenjar gondok, ginjal, hati, terapi tumor dan kanker, mengukur kandungan hormon tertentu dalam darah, steriliasasi alat kedokteran serta rontgen dan CT-Scan.
4.
Mekanisme kerja terbagi dua yaitu : A. Radiodiagnostik adalah kegiatan penunjang diagnostik menggunakan perangkat radiasi sinar pengion (sinar x), untuk melihat fungsi tubuh secara anatomi. B. Radioterapi adalah Radioterapi adalah tindakan medis menggunakan radiasi pengion untuk mematikan sel kanker sebanyak mungkin, dengan kerusakan pada sel normal sekecil mungkin.
5.
Resiko yang dapat ditimbulkan oleh radiasi tergantung dari dosis terapi, target organ dan keadaan umum pasien.
4.2 saran Adapun saran yang dapat disampaikan adalah perlu dikaji lebih lanjut mengenai pemanfaatan radiasi dan radioisotop dalam berbagai bidang. Khususnya dalam bidang kesehatan dan kedokteran.
12
Lampiran
Sterilisasi alat-alat kedokteran
Pengobatan kelenjar tiroid menggunakan radiasi
13
