Secanggih Apa Pil Elektronik Yang Bisa Mendeteksi Pendarahan Pada Perut Manusia ?

Siapa yang ingin terjadi pendarahan perut secara tiba-tiba?

Tentunya banyak faktor yang melatarbelakangi terjadi pendarahan pada perut manusia dan itu sungguh membahayakan sekali.

Penyebab Dan Efek Pendarahan Pada Manusia
Menurut Dr. Muslim Suardi, MSi., Apt, pendarahan bisa saja terjadi di saluran cerna sejak dari mulut, lambung sampai ke bagian akhir usus atau anus. Pada pendarahan lambung tinja akan bewarna kehitaman. Namun perlu diketahui bahwa tinja yang bewarna kehitaman tidak selamanya disebabkan oleh pendarahan. Pendarahan lambung dapat ditimbulkan oleh berbagai keadaan seperti penyakit dan dapat disebabkan oleh obat. Pendarahan lambung dapat disebabkan oleh penyakit seperti kanker, infeksi oleh sejenis kuman berukuran kecil Helicobacter pylory, adanya kelainan pembuluh darah, dll. Obat-obat yang dapat menyebabkan pendarahan adalah obat-obat dari golongan anti peradangan non steroid, seperti asetosal, ibuprofen dll. Orang-orang yang sudah mengalami tukak lambung akan lebih beresiko mengalami pendarahan lambung bila menggunakan obat-obat tersebut.^[2]

Pasalnya pendarahan, baik yang terjadi di dalam ataupun luar tubuh, dapat menyebabkan kematian. Apabila seseorang kehilangan setengah atau sepertiga darahnya, risiko kematian sangatlah tinggi. Harus diingat bahwa seseorang dapat meninggal akibat pendarahan walaupun tidak ada darah yang terlihat. Pendarahan dalam yang sangat parah dapat menyebabkan pasien kehilangan banyak darah yang tidak langsung keluar dari tubuh.^[1]

Setelah kita mengetahui tentang penyebab pendarahan, selanjutnya akan kami bahas tentang ada tidaknya teknologi yang bisa mendeteksi sebelum terjadinya pendarahan pada perut ? Secanggih dan se Istimewa apa teknologinya ?

Mari Kita Simak !

Tim Peneliti MIT telah membangun sebuah sensor ingestible dilengkapi dengan bakteri rekayasa genetika yang dapat mendiagnosa pendarahan di perut atau masalah pencernaan lainnya.

Pendekatan “bakteri dalam sebuah pil” ini menggabungkan sensor yang dibuat dari sel-sel hidup dengan elektronik ultra-daya rendah yang mengubah respon bakteri menjadi sinyal nirkabel yang dapat dibaca oleh smartphone.

“Dengan menggabungkan sensor biologis direkayasa bersama dengan elektronik nirkabel berdaya rendah, kita dapat mendeteksi sinyal biologis dalam tubuh dan mendekati real-time, memungkinkan kemampuan diagnostik baru untuk aplikasi kesehatan manusia,” kata Timothy Lu, seorang profesor MIT dari teknik elektro dan ilmu komputer dan teknik biologi.

Dalam studi baru, muncul dalam edisi 24 Mei Online Science, para peneliti menciptakan sensor yang merespon pada jaringan darah pada tubuh manusia. Mereka juga mendesain sensor yang dapat merespon molekul sebagai penanda peradangan.

Lu dan Anantha Chandrakasan, dekan MIT School of Engineering dan Vannevar Bush Professor Teknik Elektro dan Ilmu Komputer, adalah penulis senior studi ini. Penulis utamanya adalah mahasiswa pascasarjana Mark Mimee dan mantan MIT postdoc Phillip Nadeau.

Komunikasi Nirkabel
Dalam dekade terakhir, ahli biologi sintetis telah membuat langkah besar dalam rekayasa bakteri untuk menanggapi rangsangan seperti pencemar lingkungan atau penanda penyakit. Bakteri ini dapat dirancang untuk menghasilkan output seperti cahaya ketika mereka mendeteksi stimulus target, tetapi peralatan laboratorium khusus biasanya diperlukan untuk mengukur respons ini.

Untuk membuat bakteri ini lebih berguna untuk aplikasi dunia nyata, tim MIT memutuskan untuk menggabungkan mereka dengan chip elektronik yang dapat menerjemahkan respons bakteri menjadi sinyal nirkabel.

“Ide kami adalah untuk mengemas sel bakteri di dalam perangkat,” kata Nadeau. “Sel-sel akan terperangkap dan ikut naik saat perangkat melewati perut.”

Untuk demonstrasi awal mereka, para peneliti fokus pada pendarahan di saluran pencernaan. Mereka merekayasa strain probiotik E. coli untuk mengekspresikan rangkaian genetik yang menyebabkan bakteri memancarkan cahaya ketika mereka bertemu jaringan darah.

Dalam uji cobanya, mereka menempatkan bakteri ke dalam empat lubang sumur pada sensor yang dirancang khusus, lalu ditutupi oleh membran semipermeabel yang memungkinkan molekul kecil dari lingkungan sekitarnya menyebar melalui lubang sumur-sumur tersebut hingga kebawah. Bakteri tersebut merupakan fototransistor yang dapat mengukur jumlah cahaya yang dihasilkan oleh sel bakteri dan menyampaikan informasi ke mikroprosesor yang mengirim sinyal nirkabel ke komputer atau smartphone terdekat. Para peneliti juga membangun sebuah aplikasi Android yang dapat digunakan untuk menganalisis data tersebut.

Bakteri Sensor tersebut, yang merupakan silinder sepanjang 1,5 inci, membutuhkan sekitar daya 13 microwatt. Para peneliti melengkapi sensor dengan baterai 2,7 volt, yang mereka perkirakan dapat memberi daya perangkat selama sekitar 1,5 bulan dalam penggunaan terus-menerus. Mereka mengatakan itu juga dapat didukung oleh sel volta yang ditopang oleh cairan asam di lambung, menggunakan teknologi yang dikembangkan Nadeau dan Chandrakasan sebelumnya.

“Fokus dari pekerjaan ini adalah pada desain sistem dan integrasi untuk menggabungkan kekuatan penginderaan bakteri dengan sirkuit ultra-daya rendah untuk mewujudkan aplikasi penginderaan kesehatan yang penting,” kata Chandrakasan.

Mendiagnosis Penyakit
Para peneliti menguji pil elektronik tersebut pada babi dan menunjukkan bahwa ia dapat menentukan dengan tepat apakah ada darah di lambung. Mereka mengantisipasi bahwa jenis sensor ini dapat dikerahkan untuk penggunaan satu kali atau dirancang untuk tetap saluran pencernaan selama beberapa hari atau minggu, mengirim sinyal terus menerus.

Saat ini, jika pasien diduga pendarahan dari bagian lambung, mereka harus menjalani endoskopi untuk mendiagnosis masalah, yang sering membutuhkan pasien untuk dibius.

“Tujuannya dengan sensor ini adalah Anda akan dapat menghindari prosedur yang tidak perlu dengan hanya menelan kapsul, dan dalam waktu yang relatif singkat Anda akan tahu apakah ada peristiwa perdarahan atau tidak,” kata Mimee.

Untuk membantu memindahkan teknologi ke arah penggunaan pasien, para peneliti berencana untuk mengurangi ukuran sensor dan untuk mempelajari berapa lama sel bakteri dapat bertahan hidup di saluran pencernaan. Mereka juga berharap untuk mengembangkan sensor untuk kondisi gastrointestinal selain pendarahan.

Dalam makalah Science, para peneliti mengadaptasi sensor yang dideskripsikan sebelumnya untuk dua molekul lain, yang belum diuji pada hewan. Salah satu sensor mendeteksi ion yang mengandung sulfur yang disebut tiosulfat, yang terkait dengan peradangan dan dapat digunakan untuk memantau pasien dengan penyakit Crohn atau kondisi peradangan lainnya. Yang lain mendeteksi molekul sinyal bakteri yang disebut AHL, yang dapat berfungsi sebagai penanda untuk infeksi gastrointestinal karena berbagai jenis bakteri menghasilkan versi yang sedikit berbeda dari molekul.

“Sebagian besar pekerjaan yang kami lakukan di artikel jurnal terkait dengan darah, tetapi mungkin Anda bisa merekayasa bakteri untuk merasakan apa pun dan menghasilkan cahaya sebagai respons terhadap itu,” kata Mimee. “Siapa pun yang mencoba merekayasa bakteri untuk merasakan molekul yang terkait dengan penyakit dapat memasukkannya ke salah satu sumur tersebut, dan itu akan siap untuk pergi.”

Para peneliti mengatakan sensor juga bisa dirancang untuk membawa beberapa strain bakteri, memungkinkan mereka untuk mendiagnosis berbagai kondisi.

“Saat ini, kami memiliki empat situs deteksi, tetapi jika Anda dapat memperpanjangnya menjadi 16 atau 256, maka Anda dapat memiliki beberapa jenis sel yang berbeda dan dapat membaca semuanya secara paralel, memungkinkan penyaringan lebih tinggi,” Nadeau kata.

Penelitian ini didanai oleh Texas Instruments, Hong Kong Inovasi dan Dana Teknologi, Kantor Penelitian Angkatan Laut, Yayasan Sains Nasional, Pusat Mikrobiom Informatika dan Therapeutik, Rumah Sakit Brigham dan Perempuan, Fellowship Inovasi Qualcomm, dan Ilmu Pengetahuan Alam dan Dewan Teknik Kanada. Chip fabrikasi diberikan oleh Program Antar Universitas TSMC.^[4]

Terima Kasih dan Semoga Bermanfaat. Bila Berkenan Silahkan Bagikan Ke Rekan-rekan Kalian ya

Penulis : Dzul Fiqri

---

Referensi :

[1] Cornwell EE. Initial approach to trauma. In: Tintinalli JE, Kelen GD, Stapczynski JS, Ma OJ, Cline DM, eds. Emergency Medicine: A Comprehensive Study Guide. 6th ed. New York, NY: McGraw-Hill; 2004: chap 251 Dibaca tanggal 05-09-2018 Pukul 05.09 WIB

[2] Lammers, RL. Principles of Wound Management. In: Roberts JR, Hedges JR eds. Roberts: Clinical Procedures in Emergency Medicine. 5th ed.Philadelphia, Pa. Saunders Elsevier; 2009: chap 39 Dibaca tanggal 05-09-2018 Pukul 05.09 WIB

[3] The Ingestible Bacterial Electronic Sensor. https://engineering.mit.edu/ di akses pada tanggal 05-09-2018 Pukul 05.09 WIB

[4] Bacteria On a Chip. https://www.medindia.net/news/healthinfocus/ di akses pada tanggal 05-09-2018 Pukul 05.09 WIB

[5] Pil Elektronik. http://www.elektromedikindonesia.com/ di akses pada tanggal 05-09-2018 Pukul 05.09 WIB

[6] Pil Deteksi Pendarahan Pada Manusia. http://medx.emedis.id/ di akses pada tanggal 05-09-2018 Pukul 05.09 WIB

[7] https://www.youtube.com/watch?v=Jg2aD4mc-bw di akses pada tanggal 05-09-2018 Pukul 05.09 WIB

[8] http://ffarmasi.unand.ac.id/ di akses pada tanggal 11-09-2018 Pukul 11.09 WIB