Pemodelan Dan Simulasi Distribusi Konsentrasi Urea Dan Kreatinin Pada Membran Hollow Fiber Untuk Aplikasi Hemodialisis

Fauziah, Melinda Nur (2025) Pemodelan Dan Simulasi Distribusi Konsentrasi Urea Dan Kreatinin Pada Membran Hollow Fiber Untuk Aplikasi Hemodialisis. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 6008211004-Master_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (2MB) | Request a copy

Abstract

Manusia merupakan makhluk dinamis yang terus mengikuti perkembangan zaman. Perkembangan ini juga berdampak besar pada perubahan kebiasaan hingga berdampak pada kesehatan setiap individu yang perlu menjadi perhatian khusus di era globalisasi ini. Diketahui pada tahun 2021, American Society of Nephrology, European Renal Association dan International Society of Nephrology menyatakan bahwa ada lebih dari 850 juta orang menderita penyakit ginjal, Salah satu penanganan untuk pasien gagal ginjal adalah dengan cara terapi penggantian fungsi ginjal yaitu hemodialisis. Terapi hemodialisis merupakan teknologi tinggi untuk mengganti fungsi ginjal dalam mengeluarkan sisa-sisa metabolisme (air, natrium, kalium, hidrogen, urea, kreatinin, asam urat dan zat lain) melalui membran semi permeabel sebagai pemisah darah dan cairan dialisat pada ginjal buatan (dializer) dimana terjadi proses difusi, osmosis, dan ultrafiltrasi. Pada penelitian ini digunakan dialyzer tipe hollow fiber yang terdiri dari tiga bagian, yaitu shell (daerah aliran dialisat), membran berpori, dan tube (daerah aliran darah). Secara garis besar penelitian ini akan dilakukan secara teoritis dengan mengembangkan model matematis perpindahan massa pada membran hollow fiber dalam proses hemodialisis untuk mempelajari distribusi konsentrasi urea dan kreatinin pada bagian tube, membran, dan shell secara aksial dan radial, pengaruh luas area membrane terhadap clearance urea dan kreatinin, serta pengaruh flowrate dialisat terhadap clearance urea dan kreatinin. Pemodelan matematis berhasil menggambarkan distribusi konsentrasi urea dan kreatinin dalam membran hollow fiber secara aksial dan radial, dengan penurunan konsentrasi dari darah menuju dialisat yang dipengaruhi oleh mekanisme difusi dan konveksi. Hasil simulasi menunjukkan bahwa peningkatan flowrate dialisat meningkatkan efisiensi hemodialisis, tetapi efeknya mulai melambat setelah mencapai batas tertentu. Sementara itu, peningkatan luas membran dari 1.3 m² menjadi 1.8 m² hanya menghasilkan penurunan kecil pada konsentrasi keluar urea, dari 16.67 mol/m³ menjadi 16.62 mol/m³, dan kreatinin, dari 8.85 mol/m³ menjadi 8.83 mol/m³, menunjukkan bahwa luas membran memiliki dampak yang lebih kecil.
===================================================================================================================================
Humans are dynamic creatures who continue to follow developments over time. This development also has a big impact on changes in habits and has an impact on the health of each individual, which needs special attention in this era of globalization. It is known that in 2021, the American Society of Nephrology, the European Renal Association and the International Society of Nephrology stated that there are more than 850 million people suffering from kidney disease. One of the treatments for kidney failure patients is kidney function replacement therapy, namely hemodialysis. Hemodialysis therapy is a high technology to replace the function of the kidneys in removing metabolic waste (air, sodium, potassium, hydrogen, urea, creatinine, uric acid and other substances) through a semi-permeable membrane as a separator for blood and dialysate fluid in an artificial kidney (dializer). where the processes of diffusion, osmosis, and ultrafiltration occur. In this study, a hollow fiber type dialyzer was used which consisted of three parts, namely the shell (dialysate flow area), porous membrane, and tube (blood flow area). In general, this research will be carried out theoretically by developing a mathematical model of mass transfer in hollow fiber membranes in the hemodialysis process to study the distribution of urea and creatinine concentrations in the tube, membrane, and shell axial and radial section, the effect of pore area of membrane on urea and creatinine clearance, and the influence of dialysate flowrate on urea and creatinine clearance. The mathematical modeling successfully illustrates the distribution of urea and creatinine concentrations within the hollow fiber membrane both axially and radially, with a concentration decrease from blood to dialysate, influenced by diffusion and convection mechanisms. Simulation results indicate that increasing dialysate flowrate enhances hemodialysis efficiency, but its effect diminishes after reaching a certain threshold. Meanwhile, increasing the membrane surface area from 1.3 m² to 1.8 m² results in only a slight reduction in the urea concentration from 16.67 mol/m³ to 16.62 mol/m³ and creatinine from 8.85 mol/m³ to 8.83 mol/m³, demonstrating that membrane surface area has a smaller impact.

Item Type:	Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:	Darah, Dialisat, Hemodialisis, Hollow Fiber, Membrane, Blood, Dialysate, Hemodialysis
Subjects:	T Technology > TP Chemical technology > TP159.M4 Membranes (Technology)
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Chemical Engineering > 24101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	Melinda Nur Fauziah
Date Deposited:	05 Aug 2025 02:14
Last Modified:	05 Aug 2025 02:14
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/126585

Actions (login required)

View Item