Review Study Case Home Hemodialysis Devi (1)

Review Study Case Home Hemodialysis Device

Nirmala Sari1, Yuthia Aulia Riani1
Jurusan Teknik Kimia,Program Studi S1, Universitas Riau
Jln.HR Soebrantas, Kampus Bina Widya KM 12,5 Panam, Pekanbaru
1. PENDAHULUAN
Hemodialisis adalah salah satu dari dua jenis perawatan dialisis buatan
(yang lainnya adalah dialisis peritoneal) yang mengganti fungsi ginjal, yaitu
untuk mengatur komposisi dari sel-sel merah darah yang mengandung sel darah
putih, trombosit, dan plasma-dengan menghapus pengotor dalam darah dan
mengumpankan cairan berlebih dengan tetap menjaga keseimbangan kimiawi
yang tepat. Plasma merupakan komponen darah sekitar 55 % vol dari darah ,
terdiri dari sekitar 92 % air, dengan keseimbangan yang anorganik garam , bahan
kimia organik , dan gas-gas terlarut. Seorang pria dewasa memiliki volume darah
5 L dengan curah jantung istirahat dari 5 L/menit dan tekanan darah sistemik dari
120/80 mm Hg. Aplikasi yang paling umum dari hemodialisis adalah untuk
pasien gagal ginjal sementara atau permanen . Ini adalah satu-satunya perawatan
yang tersedia untuk pasien dengan stadium akhir penyakit ginjal ( ESRD ) ,
karena ginjal mereka tidak lagi mampu berfungsi . Pengobatan ini dibutuhkan
tiga kali per minggu untuk rata-rata 3-4 jam per dialisis. Kelebihan dari
hemodialisis adalah pasien hanya datang ke rumah sakit minimal 3 kali per

minggu sedangkan cangkok ginjal hanya dapat digantikan dengan ginjal asli yang
diberikan oleh donor ginjal.
Mekanisme proses pada mesin hemodialisis, darah dipompa dari
tubuh masuk kedalam mesin dialisis lalu dibersihkan pada dializer (ginjal
buatan), lalu darah pasien yang sudah bersih dipompakan kembali ke tubuh
pasien. Mesin dialisis yang paling baru dipasaran telah dilengkapi dengan sistem
komputerisasi dan secara terus-menerus memonitor array safety-critical
parameter, mencakup laju alir darah dan dialysate, tekanan darah, tingkat detak
jantung, daya konduksi, pH, dan lain lain. Bila ada yang tidak normal, alarm
akan berbunyi.

Gambar 1.1 Sirkulasi darah pada proses hemodialisis
Dalam proses hemodialisis diperlukan Akses Vaskuler (pembuluh darah)
Hemodialisis (AVH) yang cukup baik agar dapat diperoleh aliran darah
yang cukup besar, yaitu diperlukan kecepatan darah sebesar 200-300 ml/menit
secara kontinu selama hemodialisis 4-5 jam. AVH dapat berupa kateter yang
dipasang di pembuluh darah vena di leher atau paha dan bersifat temporer. Untuk
yang permanen dibuat hubungan antara arteri dan vena, biasanya di lengan
bawah disebut Arteriovenous Fistula, lebih populer disebut (Brescia-) Cimino
Fistula. Kemudian aliran darah dari tubuh pasien masuk ke dalam sirkulasi darah

mesin hemodialisis yang terdiri dari selang inlet/arterial (ke mesin) dan selang
outlet/venous (dari mesin ke tubuh). Kedua ujungnya disambung ke jarum dan
kanula yang ditusukkan ke pembuluh darah pasien. Darah setelah melalui selang
Inlet masuk ke dialiser. Jumlah darah yang menempati sirkulasi darah di mesin
berkisar 200 ml. Dalam dialiser ini darah dibersihkan, sampah-sampah secara
kontinu menembus membran dan menyeberang ke kompartemen dialisat.
Di pihak lain cairan dialisat mengalir dalam mesin hemodialisis dengan
kecepatan 500 ml/menit masuk ke dalam dialiser pada kompartemen dialisat.
Cairan dialisat merupakan cairan yang pekat dengan bahan utama elektrolit dan
glukosa, cairan ini dipompa masuk ke mesin sambil dicampur dengan air bersih
yang sudah menjalani proses pembersihan yang rumit (water treatment).

Selama proses hemodialisis, darah pasien diberi Heparin agar tidak membeku
ketika berada di luar tubuh yaitu dalam sirkulasi darah mesin.

Gambar 1.2 Diagram alir proses hemodialisis
Prinsip hemodialisis sama seperti metoda dialisis. Melibatkan difusi zat
terlarut

keseberang


suatu

selaput

semipermeable.

Prinsip

pemisahan

menggunakan membran ini terjadi pada dialyzer. Darah yang mengandung sisasisa metabolisme dengan konsentrasi yang tinggi dilewatkan pada membran
semipermeabel yang terdapat dalam dialyzer, dimana dalam dialyzer tersebut
dialirkan dialysate dengan arah yang berlawanan (counter current).

Gambar 1.3 Aliran counter current antara darah dan dialysate pada dialyzer

Driving force yang digunakan adalah perbedaan konsentrasi zat terlarut

berupa racun seperti parrikel-partikel kecil, seperti urea, kalium, uric acid, fosfat

dan kelebihan klorida pada darah dan dialysate. Semakin besar beda konsentrasi
racun tersebut di dalam darah dan dialysate maka proses difusi akan semakin
cepat. Berlawanan dengan peritoneal dialysis, dimana pengangkutan adalah antar
kompartemen cairan yang statis, hemodialisis bersandar pada pengangkutan
konvektif dan menggunakan konter mengalir, dimana jika diasylate mengalir
berlawanan arah dengan mengalir extracorporeal sirkuit. Metoda ini dapat
meningkatkan efektifitas dialisis.
Dialysate yang digunakan adalah larutan ion mineral yang sudah

disterilkan. Urea dan sisa metabolisme lainnya, seperti kalium dan fosfat,
berdifusi ke dalam dialysate.

Gambar 1.4 Proses difusi partikel racun dari darah ke dialysate melalui
membran semipermeabel pada mesin hemodialisis

Selain itu, untuk memisahkan yang terlarut dalam darah digunakan prinsip
ultrafiltrasi. Driving force yang digunakan pada ultrafiltrasi ini adalah perbedaan
tekanan hidrosatik antara darah dan dialyzer . Tekanan darah yang lebih tinggi dari
dialyzer memaksa air melewati membran. Jika tekanan dari dialyzer diturunkan


maka kecepatan ultrafiltrasi air dari darah akan meningkat.

Gambar 1.5 Proses ultrafiltrasi partikel air dari darah ke dialysate
melalui

membran

semipermeabel

pada

mesin

hemodialisis

Jika kedua proses digabungkan, maka akan didapatkan darah yang bersih
setelah dilewatkan melalui dialyzer. Prinsip inilah yang digunakan pada mesin
hemodialisi modern, sehingga keefektifitasannya dalam menggantikan peran
ginjal sangatlah tinggi.


Gambar 1.6 Proses yang terjadi di dalam dialyzer pada mesin hemodialisis

2. INOVASI PERANGKAT HEMODIALISIS
Sebelum membuat sebuah peta inovasi untuk mesin home hemodialisis,
langkah pertama dalam desain produk yaitu pengetahuan tentang teknologi yang
tersedia, termasuk sejarah menjadi hal yang menarik .

Gambar 2.1 Beberapa modul membran yang biasa dipakai untuk hemodialisis
a. Reaktor enzim
Salah satu teknologi pertama , Packed column dengan mikrokapsul
mengandung enzim urease dan atau aspartase dalam membran gel polimer
semipermeabel , diperkenalkan oleh Chibata et al . (US Patent 3.865.726 ) pada
tahun 1975 . Dalam mikrokapsul, urea terurai oleh urease menjadi NH3 dan CO2 .
NH3 bereaksi dengan fumarat di larutan dialisis untuk membentuk asam aspartat
dari reaksi aspartase. Asam aspartat tidak beracun bagi manusia dan dapat mudah
dihilangkan menggunakan resin ion - exchange .

b. Hollow-Fiber Module

Sebuah perangkat komersial yang sangat umum untuk hemodialisis adalah

C-DAK 4000 ginjal buatan Cordis Dow Corporation. Perangkat ini dilindungi
oleh US Patent 4276173 , diterbitkan pada tanggal 30 Juni 1981. Membran ini

disterilkan seperti

skematis diperlihatkan pada Gambar 2.2, menyerupai alat

penukar panas shell and tube . Jumlah tube yaitu 10.000 berupa hollow fiber (serat
berongga) ukuran diameter dalam 200 mikron, ketebalan dinding 10 mikron
panjang 22 cm terbuat dari hidrofilik selulosa asetat dengan diameter pori 15
sampai 100 A ˚. Selain itu dapat juga dibuat dari serat polikarbonat , polisulfon ,
dan polimer lain. Pada bagian Shell, terbuat dari acrylonitrilebutadiene - styrene (
ABS ) plastik dengan inlet dan sisi outlet port dari polikarbonat, adalah dengan
panjang 24 cm dan diameter luar 4 cm dengan port berpusat di kedua ujung dari
shell untuk memberikan aliran darah keluar dari hemodialyzer . Serat dibagian
akhir berupa poliuretan yang teriris untuk membuka serat , dan disegel ke kepala
shell untuk mencegah kebocoran antara tabung sisi dan sisi shell . Total luas
membran , berdasarkan daerah dalam serat berongga 1,38 m2 . Densitas packing
adalah 4.670 m2 dari luas membran per m3 dari membran Volume modul . Pada
tahun 1992 berhasil dijual 60 juta unit yang memiliki massa kurang dari 100 g

masing-masing unit , dengan harga 5 sampai $ 6 per unit. Berdasarkan total luas
membran yang digunakan dan nilai dolar , ginjal buatan adalah aplikasi tunggal
terbesar dari membran .

Gambar 2.2 Perangkat Hemodialisis (a) Single tube (b) Complete Module
Sebuah pengobatan hemodialisis dengan ginjal buatan C – DAK
melibatkan penyisipan dua jarum ke pembuluh darah pasien ,untuk membawa
darah pasien ke tabung plastik dan ginjal buatan. Darah mengalir melalui serat

berongga pada laju aliran dipantau dan dikendalikan sebesar 200 ml / menit
dengan larutan dialisis machine. Dialisat

air , glukosa , dan garam secara

berlawanan dengan darah melewati sisi shell dari ginjal buatan dengan laju 500
ml / menit. Perbedaan tekanan melintasi membran dari sisi tabung ke sisi shell
adalah kurang lebih sama dengan tekanan diastolik pasien ( misalnya , 120 sampai
150 mmHg ), hal ini terjadi karena dialisat ditarik melalui modul dengan prinsip
hisap . Penurunan tekanan pada sisi tabung adalah 30mmHg , sedangkan pada sisi
shell adalah 12 mmHg . Perbedaan tekanan di seluruh membran menyebabkan

kelebihan cairan dalam aliran darah untuk lolos ke

dialisat . Perbedaan

konsentrasi antara darah dan dialisat menyebabkan urea CH4ON2, asam urat
(C5H4O3N4), kreatinin (C4H7ON3), fosfat , dan molekul yang memilki berat
molekul kecil untuk mentransfer dengan cara difusi dari darah ke dialisat , dan
juga menyebabkan glukosa dan garam mentransfer dengan cara difusi dari dialisat
ke darah. Ketika ginjal orang dewasa berfungsi secara normal urea dalam darah
dipertahankan pada kisaran 10 – 20 mg per 100 ml nitrogen.
c. Ginjal Buatan C-DAK 4000
Desain ginjal buatan C - DAK 4000 sama seperti perangkat hemodialisis
lainnya (Daugirdas dan Ing, 1988), tingkat perembesan spesies menjadi hal yang
perlu dperhatikan melalui membran. Perkiraan untuk permeabilitas spesies murni
dalam membran mikro dapat terbuat dari difusivitas molekul ,diameter pori,
porositas, dan ketidaseragaman dari membran ( Seader dan Henley , 2006).
Alasan ini menjadi langkah desain berupa uji coba laboratorium ketika memilih
membran dengan memperhatikan struktur molekul.

d. Home Hemodialisis Devices


Ketidaknyamanan pasien untuk menjadi proses hemodialisis sebanyak tiga
kali seminggu dengan perawatan selama empat jam mendorong ahli medis untuk
mengevaluasi cara yang berbeda dalam memberikan hemodialisis , khususnya
dapat dilakukan di rumah pada malam hari ketika pasien dalam keadaan tidur (
Talamini , 2005). Jumlah pasien hemodialisis 281.600 di Ameriaka Serikat pada
tahun 2002 , hanya 843 ( 0,3 % ) pasien melakukan dialisis di rumah tanpa

perangkat home hemodialisis. Pusat dialisis konvensional menyertai perangkat
hemodialisis, termasuk darah, pompa dialisis, tekanan dan transduser suhu , dan
sistem udara - deteksi . Alarm berupa instrumen yang mengukur tekanan dan suhu
ketika terjadi kebocoran darah , emboli udara, dan untuk memutus akses vaskular.
Untuk home dialisis, perangkat tambahan berupa perangkat sorben dialisis untuk
memulihkan urea dari larutan dialisat, pengamanan untuk mencegah pemutusan
akses darah, alarm untuk mendeteksi kebocoran cairan (darah atau dialisat ),
perangkat lunak yang memungkinkan koneksi ke Internet untuk pemantauan jarak
jauh, pemantauan pusat pengobatan terhadap

parameter pasien (misalnya ,


tekanan darah , denyut nadi , vena dan tekanan arteri ). Pendirian homedialis
dalam jumlah besar di Amerika Serikart

diharapkan bahwa penggunaan

homedialysis akan meningkat pesat di tahun-tahun mendatang .

Innovation Map

Untuk pengembangan produk hemodialisis terlebih dahalu mempertimbangkan
peta inovasi seperti Gambar 2.2 berawal 2000- an . Selama desain produk , peta
inovasi awal dapat siap ketika tim desain menjawab pertanyaan-pertanyaan
tentang teknologi baru. Kemudian

peta inovasi dapat disempurnakan

menggunakan SGPDP mengikuti langkah-langkah dalam desain produk. Untuk
membangun peta inovasi, informasi sejarah dibutuhkan, ditambah dengan
pengamatan kebutuhan pelanggan, menyediakan unsur-unsur yang harus
diposisikan dalam enam tingkat, bergerak dari bawah ke atas peta. Gambar 2.2
merupakan peta inovasi dari Hemodialis :

Gambar 2.3 Peta inovasi dari Perangkat Home Hemodialisis

Dari peta dinovasi pada Gambar 2.3 di atas, enam tingkat unsur
mengalami perubahan-perubahan seperti :
1. Teknologi Material : mikrokapsul dengan enzim, hidrofobik selulosa
asetat berpori , polikarbonat , dan polisulfon ; hibrida mikro polimer protein .
2. Proses / Manufaktur Teknologi : reaksi kimia untuk asam aspartat ,
fabrikasi hollow fiber Mass exchanger, low –throughput hollow fiber mass
exchanger , dan unit sorben dialisat .
3. Teknis Diferensiasi ( Technical –Value Proposition ) : Reaksi perembesan
dan kimia , laju permeabilitas tinggi, model yang memungkinkan
pengurangan cepat dalam urea konsentrasi - konsentrasi urea pelacakan
dinamika , dan laju aliran darah dan dialisat yang lebih rendah.

4. Teknologi Produk : reaktor packed- bed , Pengoptimalan hollow fiber
exchanger , alarm dan kontrol yang handal , dan komunikasi internet untuk
pemantauan .
5. Produk : modul reaktor packed- bed , C - DAK 4000 Ginjal Buatan ,
alarm , kontrol , dan komunikasi modul ( s ) .
6. Customer value Proposition: biaya rendah, mengurangi waktu dialisis,
rasa nyeri dan ketidaknyamanan, digunakan di rumah pada malam hari.

Mengingat unsur-unsur ini , konektivitas tersebut akan ditambahkan ke
acara interaksi antara unsur-unsur teknologi, Technical value Proposition, dan
Customer value Proposition. Sebagai kebutuhan pelanggan yang belum terpenuhi

yang dihadapi, hal-hal yang belum terpenuhi dari produk sebelumnya dapat
ditambahkan untuk generasi produk berikutnya.
Penemuan awal dapat dilihat pada kolom paling kiri dari Gambar 2.2 ,
melibatkan mikrokapsul dengan enzim ( bahan teknologi ) dan reaksi kimia asam
aspartat ( proses / teknologi manufaktur ) untuk memberikan teknik yang berbeda
pada perembesan dan reaksi kimia . Hal ini menyebabkan reaktor packed- bed
(produk teknologi) dan packed bed yang produk modul reaktor , yang diciptakan
untuk memenuhi kebutuhan pelanggan dengan biaya rendah, mengurangi waktu
dialisis, mengurangi rasa sakit dan ketidaknyamanan, dan sedikit cacat (Customer
value Proposition) .

Kemudian

1970-an memungkinkan menggunakan hollow fiber yang

handal . Teknologi bahan termasuk asetat mikro selulosa , polikarbonat , dan
polisulfon , menyebabkan fabrikasi penukar massa hollow fiber ( teknologi proses
/ manufaktur ) . Dengan memperhatikan potensi teknologi material baru , yang
melibatkan pengembangan hibrida mikro polimer protein , juga ditampilkan pada
peta inovasi. Teknologi proses / manufaktur ini menyebabkan dengan diferensiasi
teknis tingkat permeabilitas yang lebih tinggi dan model memungkinkan
pengurangan secara cepat konsentrasi urea dan

dinamika konsentrasi urea.

Pengoptimalan penukar massa serat berongga (produk teknologi) dan C - DAK
4000 produk Ginjal Buatan memberikan kepuasan pelanggan lebih baik
(proposisi nilai).

Tahun 2000-an pada bagian paling kanan dari peta inovasi Gambar 2.2,
kebutuhan pelanggan akan hemodialis yang dapat digunakan di rumah pada
malam hari mengambil keuntungan dari teknologi produk / manufaktur baru , low
throughput serat berongga dan Unit sorben dialisis. Teknik yang berbeda pada
laju aliran darah dan aliran dialisat yang lebih rendah ,alarm yang handal pada
kontrol dan Komunikasi internet untuk monitoring. Konsep baru ini memberikan
produk baru yaitu, alarm , kontrol , dan komunikasi modul.
Aspek

penemuan teknologi baru ini akan

dibahas subbagian: ( a)

Teknologi Proses / Teknologi Manufaktur , dan ( b ) Perlindungan .
a . Proses / Teknologi Manufaktur
Perangkat hemodialisis
Pertama memilih

membran polimer , seperti yang dibahas di atas

membran yang tersedia membran hollow fiber, tantangan utama dalam
pengembangan C – DAK 4000 Ginjal Buatan adalah untuk membuat sebuah
hollow fiber baru penukar massa (teknologi proses / manufaktur baru). Model ini
untuk melacak dinamika konsentrasi urea, dengan memberikan teknik yang
berbeda yang konfigurasi diijinkan dan optimalkan (produk teknologi). Dalam
prakteknya (untuk hemodialisis normal, bukan home hemodialisis), laju aliran
darah berkisar 100-400 ml / menit , sedangkan laju aliran dialisat berkisar 200-800
ml / min. Keputusan mengenai diametar dalam serat, ketebalan dinding, panjang,
jumlah serat, pengaruh tekanan dari cairan di setiap sisi , luas permukaan untuk
perpindahan massa , dan tingkat perpindahan massa untuk menggambarkan
pengembangan model agar menciptakan desain yang optimal.
Model yang sudah ada pada perangkat hemodialisis dapat digunakan untuk
mendesain ulang perangkat home hemodialisis yang dapat digunakan pada malam
hari. Dalam kasus ini dialisis dapat dilakukan tujuh malam per minggu dengan
lama waktu dialisis enam jam per malam. Kemungkinan yang terjadi laju aliran
darah dan dialisat jauh lebih kecil, dan konsentrasi urea yang terkandung dalam
tubuh pasien setiap harinya lebih rendah.
sorbent Dialisis
Sebagian besar

hemodialisis , cairan

dialisat yang terpakai tidak

regenerasi atau didaur ulang , tapi dibuang melalui saluran air dan diganti dengan

dialisat baru yang diencerkan. Proses ini dikenal sebagai single-pass dialisis.
Single-pass dialisis membutuhkan volume besar air murni, biasanya disiapkan

menggunakan reverse osmosis, karbon aktif, deionisasi, dan sejenisnya . Peralatan
yang diperlukan dan tangki penampung yang mahal dan membutuhkan banyak
ruang, akibatnya sangat tidak cocok untuk produk home hemodialisis .
Dalam Sistem Allient1 Sorbent Hemodialisis dialisat habis

secara

kimiawi diregenerasi dengan melewati cartridge sekali pakai yang mengandung
lapisan karbon aktif , enzim urease , dan membran ion exchange. Larutan di
makeup itu disebut infusate yang mengisi ulang setiap ion penting yang hilang

dalam saringan. Proses regenerasi ini hanya memerlukan 6 L dialisat untuk setiap
sesi pengobatan, jika dibandingkan dengan single -pass dialisis diperlukan 120 L.
Selain menghilangkan urea dari dialisat , cartridge juga dapat menghilangkan
bakteri, logam berat, dan kontaminan lainnya yang biasanya berasal dari keran air,
sehingga menghilangkan kebutuhan peralatan pengolahan air. Perangkat baru ini
benar-benar portabel karena hanya membutuhkan sumber listrik.
Sistem sorben dialisis pertama kali dikembangkan tahun 1970-an dan
dijual di bawah nama merek REDY1 (untuk sirkulasi DYalysis ). Penggunaannya
berlanjut selama 1980-an dan pada tahun 1993 perangkat portabel telah dibuat.
FDA persetujuan untuk perangkat ini belum selesai,sehingga produksi ditunda
sampai 1999 ketika SORBTM Technology Inc , memperoleh merek REDY1 dan
memperbaharui

minat sorben dialisis. Setelah penggabungan dengan ginjal

Solutions Inc pada tahun 2001 , mereka mulai mengembangkan sistem untuk
digunakan di rumah . Solusi ginjal , Inc memperoleh FDA yang merupakan
persetujuan untuk memasarkan produk, Allient1 Sorbent Dialisis System, baik
untuk pusat -dan perawatan di rumah. Seperti ditunjukkan dalam Gambar 2.3,
dialisat yang digunakan dari unit hemodialisis memasuki lapisan pemurnian ,
yang terdiri dari karbon aktif , untuk menghapus partikulat , logam berat ,dan lainlain. Selanjutnya dialisat melewati lapisan urease yang enzim , yang mengubah
urea menjadi ammonium dan ion karbonat ion menjadi amonium karbonat
.Selanjutnya dialisat melewati lapisan zirkonium fosfat ( penukar kation ), di mana
ion amonium berbahaya dipertukarkan untuk hidrogen dan sodium. Sebuah
lapisan zirkonium oksida (anion exchanger) mengikat fluorida dan fosfat yang

telah dihilangakan dari darah. Enzim urease dapat memecah urea dalam jumlah
yang terbatas,inilah

keterbatasan utama dari cartridge yaitu kapasitas untuk

mengikat amonia . Cartridge saat ini (dikenal sebagai SORBTM dan
HISORBTM) yang dapat memproses 20-30 g urea sebelum kehilangan
kemampuan mereka untuk mengikat amonia . Sebuah terobosan amonia , ketika
konsentrasi melebihi 2 wt % , menunjukkan bahwa kapasitas telah terlampaui dan
cartridge harus diganti.

Gambar 2.4 Skema dari cartridge sorben oleh Allient

b . teknologi Perlindungan
Untuk melindungi teknologi mereka, sebelum merancang produk home
hemodialisis, tim pengembangan produk perlu mencari paten yang ada . Pada
bulan Juli 2007 sudah tersedia 37 paten untuk home hemodialisis. Rincian oleh
dekade adalah sebagai berikut :
Dekade
1960-an
1970-an
1980-an
1990-an
2000-an

Jumlah paten
1
1
0
33
2

Pada tabel diatas terlihat bahwa pada tahun 1990-an paten lebih banyak
diterbitkan dibandingkan dengan dekade yang lain.

Penemuan ini beridekan

rendah persentase pasien yang menjalani dialisis di rumah dan solusi yang
ditawarkan sehingga perusahaan percaya isu ini akan meningkatkan popularitas
pengobatan. Kategori-kategori berikut telah terwakili di hasil pencarian:
Kategori
Mesin Dialisis dan komponen
Larutan dialisat

Paten
12
6

Atas dasar pencarian berbagai sumber tampak jelas bahwa kepala sekolah
teknologi yang terkait dengan perangkat hemodialisis dan sorbent dialisis
cartridge telah diidentifikasi (Paten AS 3.865.726, 4.276.173, D282, 578,

5783124, 3669878; 4.473.449, 6.878.283, 4.148.314, 6.804.991). sebelum
memulai desain produk rumah hemodialisis pada pembahasan selanjutnya,
pencarian lebih spesifik harus dilakukan untuk paten terkait dengan perangkat
untuk meningkatkan keselamatan dan untuk mesin desinfeksi. Ketika teknologi
yang signifikan ditemukan mereka dapat ditambahkan ke peta inovasi. Referensi
lain pada perangkat hemodialisis, secara umum, termasuk Misra (2005) dan
Shapiro (2004).

3. HOME HEMODIALYSIS DEVICE CASE STUDY
Sebagaimana dibahas dalam Bagian sebelumnya, studi kasus ini
didasarkan pada dokumen yang disiapkan untuk sebuah panel ahli medis dirakit
untuk mengevaluasi potensi yang diberikan oleh home hemodialisis di rumah ,
khususnya pada malam hari saat pasien tidur ( Talamini , 2005). Teknologi baru
yang mendasari dikembangkan selama tahun 1970-an dan 1980-an dan disajikan
pada bagian sebelumnya yang menunjukkan hubungan antara teknologi baru dan
produk yang memenuhi kebutuhan pasien hemodialisi, yaitu Customer value
Proposition. Dalam studi kasus ini, Tahap - Pengembangan Produk (SGPDP)

adalah diterapkan untuk desain produk home hemodialisis, mulai dengan
pembentukan tim desain produk. Penekanan pada studi kasus ini adalah
pengembangan piagam proyek dan konsep tahap SGPDP tersebut . Beberapa
pilihan proses dialisis ditawarkan :



In Center Hemodialisis
Beberapa pasien dan dokter mereka memilih hemodialisis di-pusat

pengobatan mereka. Salah satu manfaat termasuk memiliki perawatan kesehatan
profesional untuk mengurus atau membantu pengobatan. Orang juga dapat
menikmati interaksi sosial melihat pasien lain dan perawatan profesional
kesehatan secara teratur.


In Center self care Hemodialisis
Bagi orang yang menikmati memiliki kontrol lebih besar atas perlakuan

mereka dan masih seperti keamanan memiliki perawat profesional terdekat
dengan mereka termasuk

perawatan diri di pusat dialisis. Pasien melakukan

dengan rasa nyaman.


In Center Nocturnal Hemodialisis
Beberapa pusat hemodialisis nocturnal dialisis tersedia, pasien tiba di

pusat dialisis di malam hari dan menerima perawatan selama enam sampai
delapan jam selama waktu tidur yang khas. Orang-orang yang melakukan di
pusat-hemodialisis nocturnal mengalami perawatan lebih lama, umumnya dua kali
lebih lama.


Home Hemodialisis
Umumnya pergi dua kali sebulan untuk praktikum dan untuk berbicara

dengan profesional perawatan kesehatan mereka setelah melakukan perawatan
dirumah. Pasien akan memiliki mesin hemodialisis di rumah mereka dengan
pasokan yang diperlukan untuk melakukan dialisis. Pasien HHD (Home
Hemodialisis)

biasanya memiliki mitra perawatan untuk membantu mereka

dengan pengobatan mereka. Banyak pasien menikmati menghabiskan malam
mendialisis dan tidak kehilangan waktu yang bisa dihabiskan di tempat kerja atau
sekolah atau dengan keluarga dan teman-teman di siang hari. Karena hemodialisis
nokturnal dilakukan untuk waktu yang lama,

a. Piagam proyek
Langkah-langkah skema pengembangan produk , awalnya Tim desain
menyiapkan piagam proyek , seperti yang ditunjukkan pada Tabel 3.1. Tantangan
dari piagam proyek adalah untuk mengembangkan produk yang akan mengizinkan

penggunaan yang aman dari perangkat home hemodialisis , nyaman pada malam
hari saat pasien tidur . Ruang Lingkup proyek meliputi tim desain mengakui
perlunya untuk mengatur jadwal home hemodialisis dan untuk mengkonfigurasi
ulang perangkat hemodialisis mematuhi jadwal tersebut . Sementara produk yang
melibatkan perangkat hemodialisis dan peralatan operasi yang terkait ( pompa ,
tangki , sorben dialisis , dll ) , sensor , dan alarm, instalasi operasi sistem tidak
termasuk dalam paket produk. instalasi Instruksi akan diberikan , tetapi tidak
layanan instalasi. Selain itu

kamar tidur untuk memberikan

standar tinggi

kebersihan juga tidak tercakup oleh biaya produk baru . Tim desain
membayangkan demonstrasi sistem prototipe bekerja dalam waktu 12 bulan.
Tabel 3.1 Project charter dari perangkat home hemodialisis

Setelah menciptakan sebuah proyek charter yang menjanjikan dan dapat
diterima pada peta inovasi, maka selanjutnya diasumsikan bahwa tim desain
berwenang untuk melanjutkan ke tahap konsep SGPDP tersebut .

b. Tahap konsep
Tahap konsep dimulai dengan penilaian peluang , yang mengidentifikasi
potensial pasar. Pada tahun 2002, 281.600 pasien mengunjungi pusat-pusat
hemodialisis di Amerika Serikat, tiga kali seminggu , untuk menerima perawatan

hemodialisis selama empat jam, hanya 843 pasien ( 0,3 % ) menerima perawatan
hemodialisis di rumah . Mengingat ketidaknyamanan perjalanan ke pusat-pusat
hemodialisis untuk menerima memakan waktu perawatan selama siang hari ,
bersaing dengan kegiatan lain, hasil wawancara pelanggan menunjukkan bahwa
perawatan di rumah murah, sementara pasien tidur, akan jauh lebih baik.
Diharapkan mudah digunakan dan aman sistem home hemodialisis penggunanya
akan meningkat secara signifikan lebih tinggi dari 0,3 % .
Menurut Talamini (2005) , ini pelanggan potensial membutuhkan sistem
hemodialisis yang beroperasi andal di rumah dengan tidak adanya tenaga medis,
nyaman , lessdisruptive perawatan yang diinginkan. Hal ini dapat dilakukan
dengan melibatkan tingkat darah dan aliran dialisat yang lebih rendah, tanpa
terlihat efek (yaitu halus,operasi terus-menerus tanpa bergelombang) saat tidur.
Karena perawatan akan diberikan selama waktu yang lebih lama , sebanyak tujuh
hari mingguan, konsentrasi urea dalam darah harus lebih rendah dari rata-rata,
sehingga membutuhkan jumlah yang lebih kecil dari solusi dialisat per perawatan.
Jika mungkin dengan biaya rendah, dengan meregenerasi dialisat pada perangkat
home hemodialisis.
Tabel 3.2 Kebutuhan pelangggan terhadap produk home hemodialisis

Kebutuhan pelanggan yang paling jelas dirangkum dalam Tabel 3.2.
Perhatikan bahwa kebutuhan ini sulit untuk memuaskan , dan akibatnya
diklasifikasikan sebagai baru - unik - dan – sulit ( NUD ) daripada fitness - tostandar ( FTS ) . Persyaratan teknis yang harus dipenuhi dapat dilihat Tabel 3.3.
Pada bagian terakhir biasanya disesuaikan oleh tim desain sebagai product
development hasil proses .

Operasi yang dilakukan di rumah yang handal membutuhkan pemantauan
hati-hati terhadap banyak variabel, seperti tekanan , suhu , dan laju alir sepanjang
sesi pengobatan. Criticalto – The Quality ( CTQ ) variabel yang dipilih harus
dipantau dan dikontrol dalam rentang yang ditunjukkan pada Tabel 3.3 . Suhu

dialisat merupakan ukuran penting yang harus diset dekat suhu tubuh. Suhu di
atas 42 oC dapat menyebabkan denaturasi protein sedangkan suhu di atas 45oC
dapat menyebabkan hemolisis ( pecahnya sel darah merah ).
Tabel 3.3 Teknik yang diperlukan dalam Produk Home Hemodialisis

Tekanan biasanya diukur pada dua titik : hulu pompa darah (tekanan
arteri) dan hilir pada dialyser (tekanan vena). Alarm keamanan harus dipicu
ketika tekanan bergerak 10 % dari setpoint nilai, PSP (yang tergantung pada laju
aliran). Tekanan dimonitor sama di sirkuit dialisat. Akhirnya , monitor harus
mendeteksi embolisms udara dan kebocoran darah. Untuk perpanjangan jadwal
dialisis 7 hari / minggu dengan 6 jam / hari, konsentrasi urea dalam darah pasien
CPi, hanya 0,6 mg/cm3 , seperti yang terlihat dengan memecahkan persamaan
berikut :

Sebagian besar sumber produk home hemodialisis menyarankan laju aliran
yang lebih rendah daripada di pusat dialisis , yaitu, laju aliran darah dan laju aliran
dialisat masing-masing pada 200 dan 300 cm3/min,dengan Konsentrasi urea awal
dalam darah dihilangkan menjadi 0,6 mg/cm3, jika ingin mengurangi kadar urea
dalam darah menjadi 0,3 mg/cm3 selama enam jam, maka dapat menggunakan
laju aliran 125 dan 150 cm3/min. Dalam hal ini , darah dan dialisat pompa yang
tersedia untuk laju aliran rendah .

Untuk menjaga pasien nyaman selama dialisis, lonjakan dalam laju aliran
darah harus dikendalikan . Pada tahap konsep , batas 10 % dari laju aliran
setpoint tampaknya masuk akal. Kisaran ini harus hati-hati dinilai dalam tahap

kelayakan , ketika produk prototipe dibangun dan diuji. Mengingat jadwal dialisis
lebih sering , rata-rata Konsentrasi urea dikurangi menjadi 0,45 mg/cm3 , tengahtengah antara 0,6 dan 0,3 mg/cm3 .
Ketika dialisat didaur ulang , dalam tahap konsep batas atas konsentrasi
urea dari 1 ppm tampaknya wajar. Ini batas atas juga harus dinilai dalam tahap
kelayakan. Ketika sorben dialisis diimplementasikan, urea terurai menjadi amonia
tidak boleh melebihi 2 % berat dalam dialisat daur ulang . Perhatikan bahwa
catriged menyimpan hingga 20-30 g urea , lebih dari akumulasi dalam dialisis

tunggal pengobatan. Ketika penuh , konsentrasi amonia dalam limbah dialisat
dibangun sebagai amonia mulai menerobos . Namun pertimbangan lain adalah
terikat pada konsentrasi bakteri dialisat tidak boleh melebihi 200 koloni unit
pembentuk bakteri per mililiter.
Aspek penting lain dari operasi di rumah dapat diandalkan adalah
antarmuka pengguna , yang biasanya akan menjadi komputer atau touchsensitive
layar. Selama operasi normal layar menampilkan

rincian seperti tekanan ,

temperatur , dan laju aliran . Bila alarm dipicu , antarmuka pengguna harus jelas
mengkomunikasikan masalah kepada pasien dan memberikan petunjuk untuk
memperbaiki itu .
Setelah mendefinisikan variabel CTQ , tetap menghasilkan konsep produk
dan mengevaluasi konsep-konsep ini terhadap solusi terbaik yang ada (
Hemodialisis Center ) . Hal ini menyebabkan pemilihan konsep superior . Produk

paling menjanjikan akan mencakup sorben dialisis untuk menghilangkan
kebutuhan untuk peralatan pengolahan air dan dialisat penyimpanan .

c. Tahap kelayakan
Tiga Kegiatan utama dalam tahap kelayakan meliputi:
1 . Menyesuaikan desain unit dialisis untuk meningkatkan kinerjanya.
2 . Membangun dan menguji prototipe produk .
3 . Pembuatan rencana bisnis

Setelah memperoleh hasil yang menjanjikan , tim desain akan biasanya
melewati review gerbang dan melanjutkan ke pengembangan tahap SGPDP
tersebut . Produk desain dan rencana bisnis termasuk analisis profitabilitas sangat
penting.

d. Tahap pengembangan
Tahap ini biasanya akan mencakup desain yang optimal . Selain itu desain
dari sistem pemantauan akan selesai dengan kegagalan -mode analisis, untuk
memastikan home hemodialisis merupakan produk aman dan dapat menangani
berbagai mode kegagalan .

DAFTAR PUSTAKA
History of Sorbent Dialysis, Renal Solutions, Inc., Web site: http://
www.renalsolutionsinc.com/.
Janssen M, van der Meulen J (1996). "The bleeding risk in chronic haemodialysis:
preventive strategies in high-risk patients.". Neth J Med 48 (5): 198-207.
PMID 8710039.
Raja R, Kramer M, Rosenbaum J, Bolisay C, Krug M. "Hemodialysis without
heparin infusion using Cordis Dow 3500 hollow fiber.". Proc Clin
Dial Transplant Forum 10: 39-42. PMID 7346852.
Talamini, M.,‘‘Guidance for Nocturnal Home Hemodialysis Devices,’’ prepared
for the Nocturnal Home Hemodialysis Devices Panel Meeting, 2005.
[Report was found in response to a Google search. It contains a
discussion of the key issues and a lengthy list of references.]
U.S. Patent 4,276,173, Kell, M.J., and R.D. Mahoney, Cellulose Acetate Hollow
Fiber and Method of Making the Same (1981).