PEMETAAN ELEKTROPORASI PADA JARINGAN BIOLOGIS TERPAPAR DENYUT LISTRIK (Electroporation Mapping on Electric Pulse Exposed Biological Tissue)

Abstract

ABSTRAK

Elektroporasi jaringan telah dipakai sebagai teknik untuk memudahkan masuknya molekul-molekul ke dalam sel dengan memberikan denyut listrik pada suatu luasan jaringan dalam tubuh. Kesuksesan suatu elektroporasi ditentukan oleh prosedur penerapan, property dan obyek paparan. Tujuan penelitian ini adalah untuk membuat peta elektroporasi pada jaringan biologis tertentu yang terpapar denyut listrik. Jaringan biologis dimodelkan sebagai bahan dielektrika dengan parameter konduktivitas dan permitivitas. Medium dielektrika ini adalah suatu sistem elektrostatik yang memiliki model matematis berbentuk persamaan diferensial parsial. Metode elemen hingga (Finite Element Method, FEM) digunakan sebagai cara untuk penyelesaian masalah. Hasilnya berupa grafik yang memperlihatkan potensial dan medan listrik. Dari simulasi numerik diperoleh hasil bahwa kerapatan medan lebih tinggi pada tempat di sekitar elektroda dan lebih rendah di tempat lainnya yang jauh dari elektroda. Melalui simulasi numeris, suatu peta elektroporasi reversible jaringan biologis yang terpapar denyut medan listrik dapat dibuat dan dapat digunakan sebagai petunjuk bagi praktisi untuk terapi berbasis elektroporasi dengan lebih akurat, berhasil, dan aman.

ABSTRACT

Tissue electroporation is a technique that facilitates the introduction of molecules into cells by applying an electric pulse to certain areas of body. The success of electroporation is determined by procedur of application and the properties of the exposure and object. The aims of this research is to develop an electroporation map on a specific biological tissue being electric pulse exposed. The biological tissue is modeled as dielectric medium with conductivity and permittivity. This medium as a system of electrostatic, modeling of this system leads to get a mathematical model in the form of partial different equation problems. A Finite Element Method (FEM) is used as a tool to solve the problem. The simulation results are graphical presentations showing  the potential dan electric field. It is also shown that the density of the field is higher in the location near electrode and smaller in remote location. A map of electroporation, based on the map of electric field exposure is then can be used as a guidance to practitioner for accurate, successfully and safe electroporation therapy.