Termodinamika Dan Metabolisme

HUKUM TERMODINAMIKA DAN METABOLISME

Termodinamika ilmu mengenai fenomena-fenomena tentang enersi yang berubah-ubah karena pengaliran panas dan usaha yang dilakukan

TERMOMETER Alat yang dipakai untuk pengukuran suhu ; prinsip dasar dari alat ukur ini ialah fenomena pemuaian yang merupakan indeks temperatur.

JENIS Termometer air raksa/ alkohol. Termometer tahanan (termistor termometer) Termometer elemen (termocoupel) Pyrometer optik Termometer gas yang bervolume tetap

SKALA TEMPERATUR Di Amerika banyak mempergunakan skala Fahrenheit (OF)

Didang kedokteran banyak menggunakan skala Celcius

O c O K O F O

Rankin

(oTg)

O R

0 273,15

100 373,15

32 471,67

212 671,67

0

80

TC TK TF TTg TR

32212

0100

32

F

C

T

OT

Hubungan antar skala

325

9 CF TT

0100

080

0

0

C

R

T

TCR TT

5

9

HUKUM TERMODINAMIKA

Hk TERMODINAMIKA NOL Dalam keadaan adiabatik suatu gas ideal dalam ruangan tertutup pemuaian sangat lambat, tidak ada panas yang dimasukkan maupun dilepaskan

Apabila ada dua sistem A dan B dalam keadaan setimbang termal maka sistem ketiga C juga dala keadaa setimbsng termal

Sistem A Sistem B

Sistem C

R = Cp – Cv

3

5

dE = - pdv

HUKUM TERMODINAMIKA

Hk TERMODINAMIKA I

Suatu zat dirubah dari keadaan I ke keadaan ke 2 menurut lintasan tertentu maka panas Q yang diberikan itu akan diserap dan menyebabkan usaha sebesar W (yang diukur dalam satuan panas)

Keadaan

E1

Keadaan

E2

Q Proses

Panas Q

Usaha W

Q = E + W

PROSES TERMODINAMIKA

ISOBARIS

ISOTHERMIS

ISOKORIS

ADIABATIS

P

V

AB

C TA

TB

)(

dV RT

B

A

V

V

A )(w

ABA

AAC

VVP

V

n

Q(AB) = n CP (TB - TA)

Q(AB) = n CV (TB - TA)

Q(AC) = 0

HUKUM TERMODINAMIKA

Hk TERMODINAMIKA IISadi Carnot (1796-1832) berpendapat bahwa dalam mesin kalor terjadi proses dimana energi panas diambil oleh sejumlah energi mekanik tetapi selang waktu tertentu jumlah panas yang masuk mesin sama denagn yang keluar. Q

W

2

12

Q

QQ

2

11Q

Q

Q1 = banyaknya kalor yang diberikan.

Q 2 = banyaknya kalor yang diterima.

= efisiensi.

HUKUM TERMODINAMIKA

Hk TERMODINAMIKA IIIInterpretasi statistikdari entrophy adalah suatu pengukuran yang menyimpang dari suatu sistem. Jika suhu diturunkan lebih lanjut segala sistem masuk kedalam status orde besar. Vibrasi suatu kristal secara graduil akan mati (berhenti) seraya atom-atom berada pada temperatur absolut nol. Demikia pula kemungkinan vibrasi suatu zat padat akan berhenti. Nersnt (1906) telah melakukan eksperimen pada temperatur absolut nol, beliau mengambil dua kesimpulan dari percobaan ini yang kemudian diberi nama hukum termodinamika ketiga atau disebut hukum Nernst.Kesimpulan yang diambil dari percobaan itu :

METABOLISME SEBAGAI KONVERSI ENERSI

Metabolisme berarti “change” ialah kata yang dipakai untuk mengidentifikasi perubahan yang terjadi dalam kehidupan organisme yang bernyawa

Metabolisme sinonim dengan jumlah total reaksi kimia atau fisika yang diperlukan untuk kehidupan. Metabolisme juga dipakai dalam batasan untuk menunjukkan serangkaian reaksi dari tipe-tipe makanan (food stuf) atau derivatnya

Turunannya metabolisme karbohidrat misalnya metabolisme karbohidrat atau beberapa kompound partikel seperti metabolisme glukosa. Kadang-kadang menyatakan suatu objek seperti “Water metabolisme” dimana substansi masuk kedalam badan, bergerak ke berbagai bagian tubuh dan meniggalkan ginjal, kulit atamelalui route yang lain.Ada dua kata yang terkandung dalam metabolisme yaitu anabolisme dan katabolisme.


dipergunakan untuk menunjukkan reaksi sintesis menjurus ketempat penyimpanan enersi di dalam tubuh.

Anabolisme

Katabolisme menggambarkan kerusakan jaringan dan dan penggunaandari sumber enersi

Katabolisme

Kedua kata itu luas dalam pemakaian tetapi sering sulit diartikan dan sering pula tercampur dalam pengertian.Suatu contoh : sintesis dan penyimpanan lemak tubuh. Ketika lemak dibentuk dari karbohidrat dan disimpan dalam jaringan lemak tampak dalam proses ini pengertian anabolisme, katabolisme dapat terjadi pada saat yang sama dalam proses penggunaan enersi dalam sintesis.


Tetapi jelas dalam proses reaksimetabolisme akan tampak panas. Tubuh walaupun bukan mesin panas, yang dapat membakar makanan seperti api yang membakar makanan namun energi yang dihasilkan merupakan suatu substansi yang dioksidasi didalam badan serupa dengan material yang dibakar di luar tubuh. Berdasarkan hal ini para ahli telah menkonstruksikan “bom kalori meter“ (oleh Ricard dan Barry) u ntuk mencari beberapa kalori apabila suatu bahan dibakar.

Hasil pembakaran dengan kalorimeter pada bahan-bahan hewan

Untuk karbohidrat • Sukrose menghasilkan 3,94 Kcal/gram.• Glukose menghasilkan 3,74 Kcal/gram• Glikogen menghasilkan 4,19 Kcal/gram• Tepung menghasilkan 4,18 Kcal/gram

Untuk lemak

Rata-rata menghasilkan 9,3 Kcal/gram


Hasil pembakaran dengan kalorimeter pada bahan-bahan hewan

Untuk protein• Rata-rata menghasilkan 5,6 Kcal/gram

Untuk lemak

Rata-rata menghasilkan 9,3 Kcal/gram

Untuk manusia diperoleh nilai :

masing-masing : 4,1 Kcal/gram

Untuk protein dan karbohidrat

Untuk lemak 9,3 Kcal/gram

PENGATURAN SUHU TUBUH

KESETIMBANGAN PANAS

Kedua proses ini dalam keadaan tertentu aktivitasnya diatur oleh susuabn syaraf pusat yang mana mengatur metabolisme, sirkulasi (peredaran darah) perspirasi (penguapan dan pekerjaan otot-otot skeletal;

Pengaturan atau regulasi termal ialah uatu pengaturan secara kompleks dari suatu proses fisiologis di mana terjadi kesetimbangan antara dan kehiangan panas sehingga suhu tubuh dapat dipertahankan secara konstan.Burung atau mamalia secara fisiologis digolongakan dalam “Worm-Blooded” atau Homotermal. Organisme homotermal ini secara umum dapat dikatakan temperatur tubuh tetap konstan walaupun suhu lingkungan berubah. Hal ini oleh kaarena ada interaksi secara berantai antara heat produksi (pembentukan panas) dan heat loss (kehilangan panas).


sebagai contoh kontraksi otot banyak menghasilkan panas rumusnya dapat ditulis

H

W

H

WK

K = efisiensi H = energi total (dalam kalori) pada waktu

kerjaW = usaha dinyatakan dalam kg m.


Topografi temperatur badan dan kulit

H

W

Pada gambar (115) terlihat topografi temperatur pada ku;iot manusia. Daerah maupun kepala mempunyai temperatur kulit lebih tinggi dari pada anggota badan. Untuk mengetahui rata-raat temperatur kulit banyak metode yang diergunakan untuk menghitungnya

Temperatur 37 oC diterima sebagai temperatur normal tubuh manusia. Untuk mengukur rata-rata temoperatur badan dan kulit terdapat banyak kesukaranDi klinik sering dipakai pengukuran temperatur pada ketiak (aksila), sub lingual (di bawah lidah) atau rektal (dubur). Temperatur liang dubur

(rektal) 0,3 sampai dengan 0,5 oC lebih tinggi temperatur aksila


Topografi temperatur badan dan kulit

H

W

0,07 T kepala + 0,14 T lengan + 0,05T tangan + 0,07T

kaki+

0,13 T betis + 0,09T paha + 0,035 T batang tubuh

Tetapi metode yang lazim dipakai untuk menghitung temperatur kulit rata-rata ialah :

Dengan mengetahui temperatur kulit rata-rata tersebut dapat menghitung temperatur tubuh rata-rata: Mean body temperature = (0,69 x temp. Rektal) +

(0,33 x temp. Kulit rata-rata).

Kuantitas ini berkaitan dengan panas yang tertampung di dalam tubuh manusia (heat storage). Untuk menghitung banyaknya panas yang tertampung di dalam tubuh, harus menghitung perubahan temperatur tubuh rata-rata dikalikan dengan panas spesifik dan massa badan maka diperoleh persamaan:

Heat storage = temp. Change x spesifik heat x massa.

Nilai spesifik heat/panas spesifik diperoleh dari hasil eksperimen sebesar 0,83 g kalori/gram/0C. Dengan mengetahui persamaan temperatur kulit rata-rata dapat menghitung variabel yang lain yaitu heat conductance/konduksi panas.

Heat conductance ialah ratio rata-rata transfer panas (rate of heat transfer)/rata-rata alih panas dengan perbedaan antara temperatur internal/rektal dengan temperatur kulit rata-rata sehingga:

skin tempmean temp.rectal

ferheat trans of rateconductancHeat

PENGATURAN TEMPERATUR TANPA UMPAN BALIK DAN DENGAN UMPAN

BALIK

a. Pengaturan temperatur tanpa umpan balikmengatur heat loss dan heat produksi. Untuk manusia hal ini dapat terjadi tetapi benda-benda mati tidak, oleh karena benda mati tidak produksi panas sehingga umpan balik terjadi Contoh sebuah logam dipanaskan berarti temperatur akan meninggi dengan demikian logam tersebut akan memuai sesuai dengan persamaan:

)](1( 1 oot ttLL pada temperatur tinggi ini logam akan memancarkan radiasi (heat loss). Apabila logam tersebut diletakkan pada tempat yang dingin, logam tersebut akan dingin perlahan-lahan dan tidak mungkin dapat memanaskan diri sendiri, sehingga dapat kita katakan bahwa pada benda mati tidak akan terjadi umpan balik akibat perbedaan temperatur .

PENGATURAN TEMPERATUR TANPA UMPAN BALIK DAN DENGAN UMPAN

BALIK

b. Pengaturan temperatur Dengan umpan balikTubuh selalu berikhtiar agar temperatur tetap konstan walaupun lingkuangan ada perubahan temperatur. Pengaturan fisik panas secara implisit adalah sejumlah total dari proses fisiologis dimana terjadi peningkatan dan penurunan panas dari tubuh kita. Panas dapat hilang dan masuk ke dalam lingkungan dengan cara konveksi, radiasi dan evaporasi; konduksi tidak pernah terjadi. Kehilangan panas melalui radiasi dapat terjadi apabila temperatur udara berhubungan langsung dengan tubuh dan temperatur sekeliling objek tersebut sangat rendah. Kehilangan panas melalui konveksi apabila temperatur sekeliling objek lebih rendah dari pada suhu tubuh. Kehilangan panas akibat evaporasi adalah hubungan antara output dari evaporasi kulit dan pernafasan dari paru-paru. Pada temperatur 15-200C sekitar 0,4-0,5 liter penguapan melalui kulit disebut perspirasi insensibilis

Dikatakan penguapan 0,7-1 liter cairan seimbang dengan kehilangan panas sekitar 400-600 kalori besar. Pada temperatur 100C 70-80% panas akan hilang melalui proses konveksi dan radiasi. Peristiwa konveksi, radiasi dan evaporasi ini semuanya dikontrol oleh susunan syaraf pusat agar mencapai kesetimbangan termal.

Pada keadaan kritis misalnya panas atau dingin yang menyengat, keadaan ini langsung mempengaruhi fisiologis termostat yaitu hipothalamus dan preoptik. Hipothalamus posterior mengatur suhu dingin yang kritis.

Di kulit terdapat Krause’s end bulb dan “Meismer’s Corspuscle” mengatur temperatur panas dan dingin. Melalui syaraf motor somatis dan syaraf visero motoris via hipofise anterior dan kelenjar endokrin maka produksi panas dan pelepasan panas dapat diatur. Di kulit ada “Counter Current” di mana terjadi pembesaran pembuluh darah pada satu bagian sedangkan pada bagian lain terjadi konstruksi penguncupan dan ini pula diatur oleh susunan syaraf pusat.

TRANSFER PANAS Sesuai dengan seluruh reaksi kimia, rata-rata reaksi kimia di dalam tubuh tergantung pada temperatur. Menurunnya reaksi kimia tubuh, seiring dengan menurunnya temperatur (hukum Vantt Hoff).Apabila ular dimasukkan ke dalam mesin pendingin maka ia akan memberi respons normal walaupun dalam keadaan dingin. Tetapi dalam keadaan dingin yang ekstrim mekanisme pengaturan suhu (Homeostatic mekanisme) terganggu bahkan sama sekali tidak dapat bekerja seingga tampak suhu tubuh turun secara drastis, di klinik dikenal dengan nama hipotermia. Keadaan hipotermia digunakan pada operasi jantung sebagai proteksi metabolisme agar dapat mencegah keadaan anoksia/kekurangan oksigen, aliran darah dapat berhenti pada waktu singkat yangtidak membahayakan jaringan, oleh karena jaringan yang hipotermia membutuhkan oksigen yang sangat rendah. Fungsi pengaturan suhu terutama terletak pada reaksi biokimia dari organisme itu sendiri

Energi panas yang hilang atau masuk ke dalam tubuh melalui kulit ada empat cara :

1. Konduksi (conduction).2. Konveksi (convection).3. Radiasi (radiation).4. Evaporasi (evaporation).

ENERGI PANAS DALAM BIDANG KEDOKTERAN

Sejak beribu-ribu tahun, energi panas telah banyak digunakan dalam bidang kedokteran. Romans (600 tahun sebelum Masehi) memakai minyak panas untuk memijat. Tahun 1774, Tuan Faure mempergunakan “hotsbrichs” dalam pengobatan nyeri yang disebabkan oleh rheumatik.Roebereiner (1816) membicarakan pemakaian sinar dalam bidang pengobatan. Seabad kemudian tepatnya 1913 penggunaan sinar ungu ultra oleh Reyn dalam irradiasi tubuh manusia.

Dan sejak diketemukan piezo elektrik generator oleh Langevin pada tahun 1917 mulailah para klinisi mempergunakan ultrasonik dalam pengobatan.Sepuluh tahun kemudian Schliepluke melaporkan hasil pengobatan dengan mempergunakan short wve diathermy.Dan hingga kini masih banyak orang bahkan di klinik masih menggunakan air panas atu dingin sebagai bahan kompres.

EFEK PANAS Sukar dikatakan secara pasti efisiensi panas apabila

ada energi panas mengenai salah satu bagian tubuh.Tetapi jelas apabila energi panas mengenai salah satu bagian tubuh akan menaikan temperatur daerah tersebut.

Panas menyebabkan zat cair, padat, dan gas mengalami pemuaian segala arah. Sebuah logam berbentuk kubus mengalami pemuaian isi.

Fisik

KimiaKecepatan reaksi kimia meningkat dengan peningkatan temperatur.Hal ini terlihat pada reaksi oksidasi. Pada reaksi oksidasi akan meningkat dengan peningkatan suhu, ini sesuai dengan hukum Vant Hoff.Permeabilitas membran sel akan meningkat sesuai dengan peningkatan suhu, pada jaringan akan terjadi peningkatan metabolisme seiring dengan peningkatan pertukaran antara zat kimia tubuh dengan cairan tubuh.

Biologis

Efek panas terhadap biologis merupakan sumasi dari efek panas terhadap fisik dan kimia.Adanya peningkatan sel darah putih secara total dan fenomenal reaksi peradangan serta adanya dilatasi (pelebaran) pembuluh darah yang mengakibatkan sirkulasi (peredaran) darah serta peningkatan tekanan kapilar. Tekanan O2 dan CO2 di dalam darah akan meningkat sedangkan pH darah akan mengalami penurunan.

PENGGUNAAN ENERGI PANAS DALAM PENGOBATAN

Telah dibicarakan bahwa hamparan energi panas dapat melalui konduksi, konveksi, dan evaporasi.Dengan mengetahui sifat hamparan energi panas ini diusahakan agar dengan cara apa saja dapat mentransferkan panas tersebut serta bagaimanakah agar energi panas tersebut dapat mencapai tubuh. Energi panas mula-mula akan penetrasi ke dalam jaringan kulit dalam bentuk berkas cahaya (dalam bentuk radiasi atau konduksi). Kemudian akan menghilang di daerah jaringan yang lebih dalam berupa panas. Panas tersebut kemudian diangkat ke jaringan lain dengan cara konveksi yaitu diangkut ke jaringan seluruh tubuh melalui cairan tubuh.

Metode-metode yang dipakai dalam pengobatan

a. Metode konduksiMetode ini merupakan dasar dari sifat fisik kedua benda. Apabila terdapat perbedaan temperatur antara kedua benda maka panas akan ditransfer secara konduksi yaitu dari benda yang lebih panas ke benda yang lebih dingin. Pemindahan energi panas total tergantung kepada:

1. luas daerah kontak. 2. Perbedaan temperatur3. Lama melakukan kontak.4. Material konduksi panas

Melalui metode konduksi ini dapat berupa:1. kantong air panas atau botol berisi air panas. Cara ini sangat efisien dalam pengobatan penderita nyeri. Misalnya nyeri

daerah abdomen (perut). 1. handuk panas.

Cara ini sangat berhasil apabila pengobatan dilakukan pada daerah otot yang sakit. Misalnya sepasme otot, fase akut poliomyelitis.

1. turkish butsh (mandi uap)mandi uap ini sangat populer dalam masyarakat. Tetapi manfaat dari metode ini belum diketahui dengan pasti. Hanya dikatakan sebagai penyegar atau dikatakan mempunyai efek relaksasi otot.

1. mud packs (lumpur panas)lumpur panas dapat mengkonduksi panas ke dalam jaringan serta dapat pula mencegah kehilangan panas tubuh (heat loss).

1. Wax bath (parafin bath)Dengan cara ini sangat efisien untuk mentransfer panas pada tungkai bawah terutama pada orang tua.Cara wax bath:Waxd diletakkan ke dalam bak dan dipanaskan sampai temperatur 115o sampai 120o F. Lama merendam kaki berkisar antara 30 menit sampai 1 jam.

1. elektric padscaranya dengan melingkari kawat elemen panas yang dibungkus asbes atau plastik. Untuk amannya dilengkapi dengan termostat. Output berkisar antara 8-10 Watt/Foot.

Dikatakan dengan metode konduksi (1 s/d 6) ini dapat melakukan pengobatan terhadap penyakit:

neuritis. Sprains Strain Contusio Siausitis Low back pain

b. METODE RADIASIMetode ini digunakan untuk pemanasan permukaan tubuh serupa dengan pemanasan dengan sinar matahari atau nyala api.

Sumber radiasi berasal dari:

1. ELECTRIC FIRE

mempunyai daya 750 Watt dengan range radiasi antara merah dan mendekati infra red serta panjang gelombang, lebih pendek dari 15.000 Ao. Ini sering dipergunakan pada home treatment.

a. Old type fire

b. Pensil bar tipe. Ini mempergunakan reflektor rektanguler dan “shapelike acoustic type.”

2. INFRA MERAH

Untuk mendapat infra red maka dipakai lampu pijar berkisar antara 250 W s/d 1.000 serta diberi filter merah.Gelombang infra red yang dipergunakan antara 800 s/d 40.000 nm (1 nm = 10-9 m).Penetrasi energi/gelombang pada kulit + 3 mm dan meningkat di permukaan kulit.Bila kita mempergunakan large lamp maka radiasi yang diperoleh mendekati infra red, tetapi kualitas emisi gelombang panjang radiasi lebih dari pada radient infra red heat lamp.Lampu radient infra red berkisar antaar 7.500 s/d 12.000 Ao tetapi kenyataan maksimal 40.000 Ao. Kalau memakai selikon yang mengandung chlorium resistant element di dalamnya maka benda ini memproduksi cahaya serupa dengan sinar tampak. Metode radiasi dengan infra merah ini (radient infra red) secara umum serupa dengan metode konduksi panas, namun lebih efektif bila dibandingkan dengan metode konduksi. Oleh karena penetrasi energi panas ke jaringan lebih dalam.

C. METODE ELEKTROMAGNETISAda dua metode yang dipakai untuk transfer panas ke dalam jaringan tubuh:

C1. Short wave diathermy

a. teknik kondensor (conductor technique). Bagian tubuh sebelah menyebelah diletakkan dua metal plate like electrode sPada permukaan elektrode diberikan larutan elektrolit. Dengan adanya aliran bolak balik (AC) molekul-molekul tubuh menjadi agitasi dengan akibat kenaikan temperatur. Hal ini sesuai dengan hukum Joule:

J

VITH

H = energi panas dalam kaloriV = tegangan dalam voltaseI = arus dalam amperT = waktu dalam detikJ = ekivalen Joule (1 Joule = 0,239 kalori = 0,738 ft/lb).

2. Inductothermy (diatermi metode induksi)Bagian-bagian tubuh yang akan dipanasi dililitkan dengan kabel kemudian dialiri listrik, dengan cara ini jaringan tubuh tidak berada dalam sirkuit tetapi terletak dalam medan magnet dari satu koil Aliran bolak balik di dalam koil akan menimbulkan medan magnet yang bolak balik di dalam jaringan. Sebagai konsekwensinya timbul arus Eddy yang memproduksi panas di daerah yang bersangkutan.Frekwensi yang digunakan pada short wave diathermy 1 MHz sudah cukup untuk memanas jaringan. Kegunaan short wave diathermy pada keadaan kra otot (muscle spasm), nyeri pada intervertebraldisk, penyakit degeneratif pada persendian dan bursitis (radang bursa).

C2. Micro wave diathermy Penggunaan micro wave diathermy lebi h mudah dari pada short wave diathermy. Micro wave diathermy termasuk gelombang radio dengan ossilasipada frekwensi yang sangat tinggi. Energinya terletak antara short wave diathermy dan infra merah.Pada tahu 1940, frekwensi ossilasi yang dipakai 2.450 MHz. Ternyata pada penelitian selanjutnya frekwensi 900 MHz lebih efektif. Untuk memperoleh frekwensi 900 MHz dipakai magnetron.

Penyakit-penyakit yang memerlukan pengobatan dengan micro wave diathermy patah tulang

(fractur) sprains dan strains bursitis radang tendon arthritis

d. Gelombang ultrasonik

Gelombang ultra sonik ini sangat berbeda dengan gelombang elektro magnetis. Gelombang ultrasonik diperoleh dari gelombang bunyi (Audible soung ) dengan frekwensi mendekati 1 MHz.Pada waktu penggunaan ultrasonik maka piezo elektric transduser diletakkan langsung pada jaringan yang akan diobati. Intensitas yang dipergunakan sekitar % watt/cm2. Penggunaan ultrasonik lebih efektif pada tulang dibandingkan pada soft tissue oleh karena tulang lebih banyak menyerap panas.Ultra sonik selain dipergunakan untuk terapi (pengobatan) juga dipergunakan untuk diaganostik.

ENERGI DINGIN (COLD ENERGI) DALAM KEDOKTERANKriogenik adalah ilmu pengetahuan dan teknologi yang menghasilkan dan menggunakan suhu yang sangat rendah. Dalam mempelajari efek suhu rendah pada bidang biologi dan kedokteran, ilmu ini disebut Kriobiologi. Pada kriobiologi akan timbul efek fatologis pada jaringan yang terkena temperatur di bawah titik beku.

Efek fatologis yang di maksud :

a. Krioadhesia (menghasilkan adhesi)b. Krionekkrosis (merusakkan jaringan)

Melalui :• pecahnya membran sel• dehidrasi intraseluler• denaturasi protein • hipometabolisme selular• Iskemik lokal• respon imunologik

c. Efek hemostasisd. Efek anastesia Penggunaan temperatur rendah sudah dikenal sejak 2500 tahun sebelum

masehi.Pada tahun 1840 John Gorrie telah berhasil mendinginkan udara yang dipakai sebagai “air conditioning” bagi penderita malaria. Beliau telah berhasil membuat es dengan mengguanakan efek pendinginan udara serta berhasil mencairkan udara ( - 1960C) pada tahun 1877 dan pada tahun 1908 mencairkan Helium pada temperatur - 2690C.James Dewar (1892) telah berhasil membuat termos untuk penyipanan material dalam keadaan panas atau dingin. Tetapi penggunaan temperatur rendah untuk operasi (Cryosurgery) mulai berkembang pada abad XX tepatnya pada ahun 1961 yaitu mula-mula dilakukan Cooper (putra Amerika ahli bedah syaraf) yang mempergunakan dasar kriobiologik untuk mengntrl gerakan-gerakan pada penderita parkinson.

Penggunaan temperatur rendah pada bidang kedokteran : Penyimpanan darah (Bank darah) Penyimpanan sperma (Bank sperma) Penyimpanan bone marrow (sumsum tulang) Penyimpanan jaringan tubuh lainnya Penyimpanan obat-obatan Pengobatan edema yang diakibatkan rudapaksa mendadak (trauma akut) dan sakit kepala. Untuk ini biasanya dipakai ice bag/kantong es. Pengobatan nyeri dan bengkak yang lokal, biasanya dipakaikompres dingin Operasi jaringan kankerDalam hal penyimpanan jaringan perlu dipikirkan sistem

mana yang dipakai serta survival life/ kemampuan hidup dari suatu jaringan. Untuk memperpanjang kemampuan hidup dari suatu jaringan biasanya dipakai jaringan Nitrogen dengan titik didih – 1960C dari pada CO2 padat (- 790). Pada gambar di hlm. 135 menunjukkan pegukuran kemampuan hidup dari dua biomaterial sebagai fungsi pendingin.

Untuk memperoleh suhu rendah bisa juga memakai :- N2O (-89,50C)- Freon 22 (-410C)

Tetapi dalam hal pengobatan kanker, oleh karenadiperlukan merusak jaringan kanker yang sangat luas maka pilihan cairan nitrogen adalah sangat cepat. Untuk beberapa macam sel dapat dibantu gliserol atau dimethil sulfonat dengan tujuan sebagai proteksi agent. Cara konvensional non kriogenik method dalam penyimpanan darah adalah campuran antara wholeblood dengan anti koagulant dan disimpan pada suhu 40C. Dengan metodhe ini kira-kira 1% sel darah akan mengalami hemolysa setiap hari sehingga dalam waktu 25 hari darah itu dapat dipergunakan lagi.

Agar supaya penyimpanan darah dapat bertahan lama dipakai 2 teknik:

Thin walled container/wadah berdinding tipis.Wadah dibuat/dikonstruksi dari metal tipis yang terdiri dari dua dinding sehingga volume darah terletak di antara dua dinding tersebut. Setelah darah dimasukkan dengan segera masukkan Liquid Nitrogen, sehingga terbentuk darah Frozen/darah beku. Darah ini kemudian disimpan pada Nitrogen cair (-1960C).

Blood sand method.Darah disemprot pada permukaan cairan Nitrogen sehingga terbentuk butir-butir. Butir-butir darah ini kemudian dikumpulkan lalu disimpan di wadah khusus.Perlu diketahui pekerjaan untuk pembentukan Bank kulit, tulang, otot dan organ-organ alin sangat sulit dibandingkan dengan Bank darah.

TERMOGRAFIA. Slonim telah melukiskan distribusi temperatur permukaan kulit dari satu titik ke titik yang lain berbeda-beda. Variasi ini tergantung kepada faktor fisik luar dan metabolik internal serta proses sirkulasi yang dekat dengan kulit.Telah diketahui pula bahwa setiap objek akan memancarkan radiasi. Besar kecilnya radiasi tergantung kepada perbedaan temperatur yang ada.Max Planck (1901) telah meletakkan basis mengenai besarnya radiasi tubuh manusia. Pada T = 300 K (270C) akan memberi spektra radiasi L (T) dan panjang gelombang infra red berkisar antara 0,8 um <lamda < 1 mm.

PENGGUNAAN TERMOGRAFI UNTUK DIAGNOSIS

Berdasarkan setiap benda memancarkan radiasi (W = e σT4) maka pada tahu1950 telah ada usaha untuk membuat termogram dari infra red radiasi permukaan tubuh manusi. Dan teknik ini banyak dipergunakan dalam bidang klinik.

Hal-hal yang dapat didiagnosis dengan mempergunakan teknik termografi antara lain :

Carcinoma mammia (kanker mamma) Vascular diseasse (penyakit pembuluh darah) Untuk follow up pada penderita post operatif oleh karena diabetes (penyakit kencingmanis) Untuk cerebral vascular diseasse Arthritis acuta Patello (femoral pain (nyeri pada persendian lutut) Primary erythemalgia

Termodinamika Dan Metabolisme

Documents