Sebuah tabung logam kecil, seukuran ujung jari kelingking, ditanam seumur hidup di dalam pembuluh darah. Tugasnya sederhana: menahan dinding arteri agar tidak kolaps dan membiarkan darah mengalir bebas. Tapi ada pertanyaan yang selama ini menggantung di komunitas riset biomaterial, apakah logam itu benar-benar diam setelah terpasang?
Jawabannya, ternyata, tidak.
drg. Bonifasius Primario Wicaksono, M.Biotech, peneliti dari Program Studi Teknik Biomedis Sekolah Pascasarjana Universitas Gadjah Mada, menerbitkan sebuah artikel tinjauan ilmiah yang menelaah fenomena pelepasan ion dari dua material stent intravaskular paling populer di dunia: baja tahan karat 316L (stainless steel 316L) dan paduan kobalt-kromium L605. Riset ini dipresentasikan dalam forum internasional 5th ICICI-BME di Bandung, November 2017, dan menjadi bagian dari program penelitian stent intravaskular UGM yang didanai Kementerian Pendidikan Tinggi RI.
Ketika Arteri Menyempit dan Logam Menjadi Jawaban
Penyakit kardiovaskular adalah pembunuh nomor satu di Indonesia. Data Riset Kesehatan Dasar Kementerian Kesehatan RI mencatat bahwa 26,4 persen kematian di Indonesia disebabkan oleh penyakit ini, dengan prevalensi 0,5 persen dari populasi. Salah satu pemicunya adalah aterosklerosis, kondisi di mana plak menumpuk di dinding arteri hingga aliran darah terhambat.
Solusi yang paling banyak dipilih dokter adalah pemasangan stent intravaskular, sebuah tabung logam jaring-jaring yang disisipkan ke dalam pembuluh darah menyempit melalui prosedur minimal invasif. Stainless steel 316L dan kobalt-kromium L605 mendominasi pasar stent global karena kekuatan mekaniknya yang tinggi. SS 316L unggul dalam keseimbangan antara kekuatan dan elongasi, sehingga mudah dibentuk saat balon ekspansi mengembangkan stent di dalam arteri. Sementara CoCr L605 memiliki modulus elastisitas lebih tinggi, 210 GPa dibanding 190 GPa milik SS 316L, sehingga bisa dibuat dengan strut yang jauh lebih tipis tanpa kehilangan kekuatan radial.
Di atas kertas, keduanya tampak ideal. Masalah muncul justru setelah stent terpasang, saat logam mulai berinteraksi dengan lingkungan biologis yang kompleks.
Ion Nikel, Asam, dan Reaksi yang Tidak Terduga
Permukaan SS 316L dan CoCr L605 dilapisi lapisan oksida tipis yang berfungsi sebagai pelindung. Pada SS 316L, lapisan ini mengandung Fe, Cr, Ni, Mo, dan Mn. Pada CoCr L605, komposisinya adalah Co dan Cr. Kedua lapisan mengandung ion OH⁻. Inilah yang menjadi titik kerentanan.
Ion H⁺ dalam cairan tubuh, terutama saat pH turun, akan mengikat OH⁻ di lapisan oksida dan merusak stabilitas ikatan antar-ion. Akibatnya, ion-ion logam terlepas ke jaringan sekitar. Penelitian yang dikutip dalam tinjauan ini membuktikan korelasi langsung: semakin rendah pH cairan, semakin tinggi konsentrasi ion nikel yang terlepas. Pada pH 4,3, pelepasan ion jauh lebih besar dibanding pH 6,3. Untuk CoCr L605, ion kromium bahkan mendekati nol saat pH di atas 6, tapi melonjak tajam saat pH turun ke bawah angka itu.
Selain faktor kimia, desain stent sendiri berperan. Stent dengan banyak lekukan tajam rentan mengalami celah mikro di area kurva tinggi, yang memicu korosi celah (crevice corrosion) dan memperparah pelepasan ion. Pemindaian menggunakan scanning electron microscopy mengungkap adanya mikrofraktur di area kurva tersebut pada kedua jenis material.
“Nickel and chromium ions released from stainless steel and cobalt chromium as intravascular biomaterial may cause damage to human tissues, where the stent was placed. Other investigation and research to reduce the amount of nickel and chromium ion release is needed, to make a safer biomaterial for intravascular stents.” — drg. Bonifasius Primario Wicaksono, M.Biotech, et al.
Dari Alergi hingga Restenosis: Taruhan Seumur Hidup
Ion nikel yang terlepas bukan sekadar kontaminan pasif. Secara klinis, paparan nikel dapat memicu dermatitis, alergi, bahkan asma. Di dalam pembuluh darah, dampaknya lebih serius: reaksi imun lokal, inflamasi akut, dan pada kasus tertentu, mutasi DNA. Ion nikel dan molibdenum dari SS dan CoCr bahkan dikaitkan langsung dengan in-stent restenosis, yakni penyumbatan kembali arteri di dalam stent itu sendiri. Risiko ini meningkat berlipat pada pasien yang memang memiliki riwayat alergi logam.
Yang membuat situasi ini pelik adalah fakta bahwa stent dipasang untuk seumur hidup. Tidak ada prosedur “penggantian rutin”. Artinya, tubuh pasien terpapar potensi pelepasan ion selama puluhan tahun.
Namun tinjauan ini juga memberi catatan penting: selama laju pelepasan ion masih terkendali, kadar nikel yang terlepas umumnya masih berada di bawah ambang batas alergi dan di bawah asupan diet harian. Kuncinya ada pada stabilisasi pH cairan tubuh dan pemilihan desain stent yang tepat, dua faktor yang sepenuhnya bisa diintervensi.
Riset ini bukan titik akhir, melainkan peta jalan. Pertanyaan tentang bagaimana merancang stent yang lebih inert, atau melapisi permukaannya agar lebih tahan terhadap serangan ion H⁺, masih terbuka lebar. Dan di laboratorium-laboratorium teknik biomedis, pencarian itu terus berjalan, demi sebuah tabung logam kecil yang betul-betul bisa dipercaya seumur hidup.
Sumber DOI :
Penulis : Anny Anggraini ,
Foto : Pexels
