ULTRAFILTRASI (CUF / MUF )

ULTRAFILTRASI

History
Perkembangan pemakaian hemofiltrasi pada operasi CPB dimulai dari terjadinya peningkatan cairan di dalam tubuh pasien setelah fase CPB. Peningkatan cairan yang masif pada pasien khususnya diakibatkan oleh respon inflamasi yang dapat menyebabkan peningkatan permeabilitas kapiler. Peningkatan permeabilitas ini yang nantinya akan mengkakibatkan udem paru, gangguan kontraksi ventrikel, asites dan gangguan fungsi ginjal (Pacifico et al., 1970; Brans et. Al., 1981; Kirklin et al., 1987). Pada sumber yang lain, ditemukan kemungkinan penyebab peningkatan volume cairan tubuh adalah karena BB rendah, temperatur yang rendah selama CPB, dan waktu CPB yang lama : hemodilusi (Novak, et al., 1992)
Untuk mengatasi hal tersebut, maka dibuatlah tindakan untuk mengurangi efek post by pass, yaitu :
1. Optimalisasi teknik by pass : flow rate, perfusion pressure, vasodilatasi
2. Meminimalisasi volume priming
3. Penggunaan diuresis paska by pass
4. Peritoneal dialysis
5. Penggunaan terapi anti-inflamasi
6. Penggunaan ultrafiltrasi


Awalnya ultrafiltrasi dikembangkan oleh Brull pada tahun 1928 untuk mengatasi udem akibat gagal ginjal. Dalam hal penggunaan di dalam mesin jantung paru sendiri, mulai dikembangkan oleh Ramognoli pada tahun 1976 untuk mengkonsentrasi darah. Saat ini, penggunaan ultrafiltrasi sendiri diperluas tidak hanya pada saat operasi, tetapi juga sebelum dan setelah operasi.


Definisi
Ultrafiltrasi adalah sebuah proses perjalanan cairan melalui membran berpori dimana molekul dengan ukuran masa yang kecil dapat melawati membran tersebut karena adanya perbedaan tekanan transmembran
Hemofiltrasi adalah proses mentransfusikan cairan untuk menkompensasi kehilangan cairan dikarenakan proses ultrafiltrasi
Prinsip kerja utama ultrafiltrasi adalah memisahkan secara selektif cairan plasma dan larutan yang memiliki berat molekul rendah dari komponen intravascular dan plasma darah menggunakan membrane semipermiabel. Kekuatan yang menggerakan ultrafiltrasi adalah perbedaan tekanan hidrostatik yang ada pada membrane. (ingat prinsep kerja filtrasi Ginjal)

Indikasi Penggunaan Hemofiltrasi(Royal Children Hospital)

1. Over hidrasi
2. Pembatasan nutrisi cairan
3. Penanganan hiperkalemia dan azotemia
4. Gangguan difusi pernafasan akibat kegagalan system sirkulasi
5. Hipernatremia

Manfaat Penggunaan Ultrafiltrasi

1. Mengurangi risiko over volum post by pass
2. Mengkonsentrasi darah : kenaikan hematokrit sebesar 40 %. Hematokrit optimum sebesar 35% pada saat weaning CPB dapat berperan dalam membuat hemodinamik yang optimal, oksigen delivery, trombogenik
3. Menyaring udara, bakteri dan partikel yang berbahaya
4. Mengurangi risiko penggunaan transfusi darah
5. Mengurangi respon inflamasi dan aktivasi imunologi yang berhubungan dengan perbaikan fungsi jantung paru dan otak
6. Ultrafiltrasi juga memperbaiki fungsi organ.(Gravlee 105-130) dan (john W, Andrew Cardiac Anesthesia 574 -592)

Paru-paru, disingkirkannya C3a dengan ultrafiltrasi selama operasi, pada pasien dengan PJB akan menurunkan resistensi vascular paru, menyingkirkan agen-agen pro inflamatori, berkurangnya cairan paru yang akan meningkatkan komplaian paru.

Jantung, penggunaan ultrafiltrasi akan memperbaiki hemodinamik paska operasi, karena disebabkan berkurangnya respon inflamasi miokard, sehingga menurunnya edema jantung dan meningkatkan kompaliens ventrikel.

Ginjal, endotel vascular jaringan ginjal bereaksi serupa dengan jaringan paru terhadap agen-agen pro inflamatori. Interkulin I, factor nekrose jaringan dan interkulin 8 merupakan agen proinflamatori yang menyebabkan induksi perlekatan leukosit dan sel endotel, sehingga mengganggu aliran darah intravascular dan mengawali terjadinya inflamasi. Dengan penggunaan ultrafiltrasi juga mengurangi metabolic toksik sehingga akan memperbaiki fungsi ginjal.

Otak, ultrafiltrasi menyebabkan berkurangnya edema otak yang mungkin digambarkan atas berkurangnya cairan total tubuh. Kemungkinan hilangnya mediator aktivasi leukosit juga.
Memang secara umum dapat dilihat bahwa penggunaan ultrafiltrasi selama bypass lebih banyak manfaatnya daripada efek-efek merusaknya terhadap respon imun tubuh.

Prinsip Penggunaan Ultrafiltrasi
Ultrafiltrasi dalam penggunaannya menggunakan dua jenis fiber khusus yaitu fiber dalam bentuk pararel dan dalam bentuk gulungan (hollow), hanya saja dalam perkembangannya hollow fiber memiliki lebih banyak keuntungan karena mampu memfiltrasi lebih baik dari filter yang yang berbentuk pararel karena sifatnya yang mampu regard trombogencity (Bjornson, 1978), aktivasi leukosit (Horl et. Al., 1985) dan aktivasi kompenen (Cheung dan Henderson, 1986). Tetapi walaupun dari segi praktis, kedua fiber memiliki efek yang berbeda, tetapi keduanya tidak dapat memiliki fungsi yang baik jika keduanya digunakan dalam waktu 10 – 15 menit (Wegmuller et al., 1985; Ringoir and Vanholder, 1986). Ukuran pori-pori membrane sekitar 10-35 A, sehingga molekul-molekul berukuran kurang dari 20.000 Da dapat diulfiltrasi. Oleh karena itu untuk molekul dibawah 10000 Da seperti Na, K, Cl, Urea, Kreatinin, glukosa akan diultrafiltrasi. Sedangkan molekul yang lebih besar seperti komponen darah dan molekul dengan ukuran 65000 Da tak akan difiltrasi.
Dibawah ini adalah beberapa faktor yang mempengaruhi keefektifan dari penggunaan ultrafiltrasi :

• Transmembrane Pressure (TMP) : filtrasion rate
• Blood flow rate : Optimal flow selama by pass sebesar 100 ml/min dan 300 ml/min : menurunkan tekanan tanpa menambah cairan terlalu banyak…remember teknik ZIBAF
• Depth of pores (membran thickness)
• Number of pores (luas area membran)
• Size of pores (komposisi membran)
• Nilai hematokrit darah : nilai hematokrit yang rendah – hemokonsentrasi pada ultrafiltasi – peningkatan nilai hematokrit

Penempatan / Peletakan Ultrafiltrasi pada Mesin CPB
Penempatan ultrafiltrasi di sirkuit bypass dapat ditempatkan dimana saja, asalkan terdapat jalur tambahan (shunt) pada kanul. Hal terpenting dalam penempatannya adalah tidak terdapat udara didalamnya yang dapat menyebabkan blok sehingga fungsi optimal filtrasinya terganggu.
Penempatan pada line vena atau system Vein to Vein(V-V Loop) atau di line arteri(Arteri to Vein/A-V Loop)

• Penempatan pada line vena memiliki kerugian, salah satunya adalah kemungkinan untuk masuknya udara ke ultrafiltrasi yang dapat menyebabkan blok. Pada vena, untuk mendapatkan TMP yang cukup, maka perlu dibantu dengan menggunakan roller pump
• Penempatan pada arterial line dapat mengurangi pressure ke kanula aorta. Sehingga perlu penambahan flow sesuai dengan kondisi.

Jenis Ultrafiltasi :

1. Convencional Ultrafiltrasi
2. Modified Ultrafiltrasi

Convencional Ultrafiltrasi (CUF)

• Ultrafiltrasi dapat digunakan selama bypass
• Ultrafiltrasi direkomendasikan penggunaannya dimulai pada fase rewarm setelah temperatur berada pada suhu 28ºC. Dimana ini dapat menghasilkan hemoglobin yang cukup tinggi pasca operasi
• Tetapi penggunaannya dapat digunakan juga pada normotermi, yang terpenting adalah keadekuatan distribusi oksigen ke jaringan.
• Kesulitan penggunaan sistem ini : tidak bisa mengurangi cairan setelah bypass pada pasien karena klem kanul vena ataupun arterial line.

Modified Ultrafiltratin (MUF) or Great Osmond Street (GOS)
Inlet placed close to the arterial cannule and outlet of the filter is left as free sterile tube which can later be inserted into the right atrium
Kekurangan MUF :

1. Waktu 10 menit – Obstruksi kanul aorta karena penggunaan protamin – blok
2. Ketidakstabilan hemodinamik : Darah dari venous reservoir tidak dikembalikan sepenuhnya ke pasien : penurunan MAP
3. Membuat shunt baru pada pasien

Penelitian MUF :

1. Mengurangi efek afterload cairan after by pass
2. Meningkatkan hematokrit (40%) after by pass
3. Peningkatan MAP dapat disebabkan karena :

- Peningkatan viskositas darah
- Penurunan udem miocard
- Pembuangan medikasi yang bersifat vasodilatasi
- Pembuangan racun

1. Penurunan PVR bukan karena ultrafiltrasinya saja, tetapi juga karena warm delivery menyebabkan vasodilatasi(tapi diprotokol Harkit sistem MUF tak adasistem heat exchanger). (Elliot, 1993 dan Naik et. Al., 1993)

Dan dengan ultrafiltrasi tadi maka akan banyak darah yang teroksigenasi masuk ke atrium kanan sehingga banyak pula yang masuk ke paru-paru sehingga menurunkan PVR
Kerugian Penggunaan Ultrafiltrasi

1. Dilema dalam menambahkan cairan tambahan pada venous reservoir sebagai kompensasi berkurangnya cairan akibat filtrasi
2. Pemaparan zat asing baru
3. Flow yang tidak baik dapat menimbulkan blok atau hemolisis