PROSIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan Yogyakarta, 26 September 2012
PENGARUH KONSENTRASI PALADIUM TERHADAP SERAPAN RADIOISOTOP I-125 PADA KAWAT PERAK BERLAPIS PALADIUM Anung Pujiyanto, Mujinah , Moch Subechi, Hotman Lubis, Dede K, Umi Nur Sholikah Pusat Radioisotop dan Radiofarmaka (PRR)-BATAN Email :
[email protected]
ABSTRAK PENGARUH KONSENTRASI PALADIUM TERHADAP SERAPAN RADIOISOTOP I125 PADA KAWAT PERAK BERLAPIS PALADIUM. Penggunaan radioisotop I-125 dengan cara mengimplan ke dalam jaringan kanker terbukti effektif untuk mematikan jaringan kanker. Penyerapan I-125 pada kawat perak berlapis paladium merupakan alternatif penggunaan Radioisotop I-125 untuk pengobatan kanker dengan cara mengimplan atau lebih dikenal dengan cara brakiterapi yang permanent. Pembuatan Radioisotop I-125 untuk pengobatan brakiterapi dapat dilakukan dengan melapisi kawat perak dengan paladium menggunakan paladium klorida (PdCl 2). Kemudian, kawat perak berlapis paladium direndam dalam larutan NaI bertanda I-125 selama 2 jam pada suhu 70 0C. Hasil penelitian menunjukkan pada konsentrasi PdCl2 0,014 M mempunyai efisiensi penempelan paladium pada lawat perak yang paling tinggi yaitu 7,44% sedangkan efisiensi penyerapan I-125 pada kawat perak berlapis paladium yang tertinggi yaitu 48,58 % pada konsentrasi PdCl2 0,014 M. Kata Kunci : Iodium-125, Paladium Klorida , kawat perak. ABSTRACT THE EFFECT OF PALADIUM CONCENTRATION ON RADIOISOTOPE UPTAKE OF I-125 IN SILVER WIRE COATED PALLADIUM. The use of I-125 radioisotope by implan into the cancerous tissue is proven effective to kill it. Absorption of I-125 on a paladium-coated silver wire as alternative I-125 radioisotopes application for cancer treatment by implan or known as permanent brachytherapy. Manufacturing of I-125 radioisotopes for brachytherapy treatment can be done by coating the silver wire with paladium as paladium chloride (PdCl2). Then, silver wires coated paladium were immersed in NAI marked I-125 solution for 2 hours at 70 oC. The results showed that the concentration of 0.014 M PdCl2 gave the highest absorption efficiency of silver wire coated paladium at 7.44%, whereas the highest I-125 uptake efficiency on paladium-coated silver wire is 48.58% at concentration of PdCl2 0.014 M. Keywords : Iodium-125, Palladium Chloride, Silver Wire
PENDAHULUAN
P
enggunaan radioisotop dengan cara mengimplan radioisotop kedalam jaringan kanker terbukti effektif untuk mematikan jaringan kanker tanpa merusak jaringan yang sehat. Radioisotop Iodium-125 (I-125) dan Paladium-103 banyak digunakan sebagai sumber radiosotop yang diimplan ke jaringan kanker, penggunaan kedua radioisotop untuk implan dikarenakan keduanya dapat memancarkan sinar gamma dengan energi yang rendah yaitu 35,5 Kev untuk I-125 sedangkan Anung Pujiyanto, dkk.
Pd-103 mempunyai energy gamma 25 Kev. Keuntungan dari energy gamma rendah tersebut dapat menyebabkan effek foto listrik pada logam yang terkena sinar gamma rendah dimana sinar x yang dihasilkan dari effek foto listrik digunakan untuk merusak sell kanker. Untuk saat ini di Indonesia radiosotop yang digunakan untuk implan kanker adalah iodium-125 hal ini disebabkan teknologi pembuatan radioisotop I-125 dari gas Xenon (Xe-124) telah dikuasai oleh Pusat Radioisotop dan Radiofarmaka BATAN, sedangkan pembuatan Pd-103 sampai saat ini masih terkendala
ISSN 1410 – 8178
Buku I hal. 7
PROSIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan Yogyakarta, 26 September 2012
oleh fasilitas siklotron yang belum siap untuk iradiasi Pd-102. Pembuatan I-125 sebagai bahan implan pada proses pengobatan kanker sangat tergantung dari penyerapan I-125 pada bahan implan. Ada beberapa metoda penyerapan I-125 pada bahan implat yaitu penyerapan I-125 pada tungsten [Meigooni], kawat paladium [Hedtjran, H], resin penukar ion , dan butiran keramik [Weaver, Popescu]. Aplikasi penggunaan metoda diatas untuk saat ini penerapannya sangat sulit karena terkendala oleh bahan baku yang mahal dan kurang effektif pada proses pembuatan bahan implan I-125. Salah satu metoda yang sangat cocok untuk pembuatan bahan implan I-125 yang bisa diaplikasikan di Indonesia yaitu metoda penyerapan radiosotop I125 pada kawat perak berlapis paladium [Mathew, C]. Hal ini dikarenakan untuk penggunaan metoda ini bahan baku mudah diperoleh di pasaran dan proses pembuatannya sangat mudah. Pembuatan Bahan implan I-125 dari kawat berlapis pallasium dapat dilakukan dengan cara merendam kawat perak dalam larutan paladium klorida. Kemudian, kawat perak dikeringkan setelah itu kawat perak berlapis paladium tersebut direndam kembali dalam larutan NaI bertanda I-125 .Pada penelitian ini akan dilakukan pembuatan bahan implan I-125 dari proses penyerapan I-125 pada kawat perak berlapis dengan panjang 3 mm dan 0.8 mm. Diharapkan dari penelitian ini bisa diperoleh kondisi optimal penyerapan I-125 yang bisa diaplikasikan pada penggunaan I-125 unuk pengobatan kanker.
setelah itu diultrasonik selama 15 menit selanjutnya kawat perak dikeringkan menggunakan lampu infra red (IR) , setelah itu kawat perak yang dikering ditimbang. Pelapisan Kawat Perak dengan Paladium Dipipet 1 ml larutan PdCl2 0.056 M. Kemudian larutan dimasukkan Kedalam vial kaca 5 ml selanjutnya dimasukkan 1 buah kawat perak dengan diameter 0.5 mm dan panjan 5 mm , setelah itu larutan dipanaskan sampai mendidih selama 30 menit , kawat perak yang sudah berlapis paladium dikeringkan menggunakan lampu IR selanjutnya dilakukan penimbangan. Dilakukan pengulangan pengerjaan diatas dengan konsentrasi PdCl2 0.028 M dan 0.014 M . Penyerapan I-125 pada Kawat Perak Berlapis Paladium. Kedalam vial polietilen berukuran 2,5 ml dimasukkan 1 buah kawat perak berlapis paladium yang sudah dikeringkan, setelah itu ditambahkan 50 µl larutan NaI bertanda I-125. Kemudian vial polietilen dimasukkan kedalam penangas yang berisi larutan parafin selanjutnya dipanaskan selama 2 jam dengan suhu 700C. Kawat perak yang sudah ditandai dengan I-125 dikeringkan menggunakan lampu IR setelah kering, kawat perak bertanda I125 dimasukkan ke vial polietilen 2,5 ml yang kering selanjutnya dilakukan pengukuran menggunakan gamma ionisasi chamber. HASIL DAN PEMBAHASAN
TATA KERJA Bahan Bahan kimia yang dipakai mempunyai tingkat kemurnian p.a buatan merck diantaranya asam klorida (HCl), paladium klorida (Pd Cl2 ), parafin, aseton, kertas pH universal, sedangkan kawat perak yang digunakan buatan sigma aldrich dengan diameter 0,5 mm dan panjang 3 mm. Alatalat yang digunakan diantaranya hotplate, ultrasonik, penangas parafin, fume hood, pinset, kaca pembesar, lampu infra red (IR) . Instrumen pendukung meliputi : neraca analitik dan Dose Calibrator Atomlab-100-Biodex. Cara Kerja Penyiapan Kawat Perak Kawat perak dengan diameter 0.5 mm dipotong menggunakan mesin pemotong laser, dengan panjang masing-masing kawat perak 3 mm. Kemudian kawat perak dicuci dengan 10 ml aseton selanjutnya larutan aseton yang berisi kawat perak di ultrasonik selama 5 menit, setelah itu kawat perak dikeringkan dengan menggunakan lampu infra red (IR). Setelah kering kawat perak dicuci kembali menggunakan 10 ml larutan HCl 1 M Buku I hal. 8
Pelapisan Kawat Perak dengan Paladium Jumlah berat paladium yang melapisi kawat perak dihitung berdasarkan persamaan jumlah kawat perak berlapis paladium dikurangi kawat perak sebelum dilapisi paladium. Jumlah berat paladium yang melapisi kawat perak dapat dilihat pada Tabel 1. Dari tabel 1 terlihat bahwa pada konsentrasi PdCl2 0.056 M mempunyai nilai ratarata pelapisan tertinggi yaitu 0.53 mgr dibandingkan dibandingkan dengan konsentrasi 0.028 M dan 0.014 M yaitu 0.42 mgr dan 0.19 mgr. Persentase penempelan paladium pada kawat perak dihitung dengan persamaan jumlah kawat perak berlapis paladium dikurangi kawat perak sebelum dilapisi paladium dibagi dengan jumlah paladium dalam larutan PdCl2 dikali 100 % . persentase paladium yang menempel pada kawat perak dapat dilihat pada tabel 2 dan Gambar 1. Dari tabel 2 terlihat bahwa pada konsentrasi PdCl2 0.056 M mempunyai nilai persentase rata-rata penempelan paladium paling rendah yaitu 5.28 %. Pada Gambar 2 memperlihatkan jumlah konsentrasi PdCl2 0.056 M mempunyai jumlah paladium yang menempel pada kawat perak yang tertinggi akan tetapi mempunyai
ISSN 1410 – 8178
Anung Pujiyanto, dkk
PROSIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan Yogyakarta, 26 September 2012
persentase penempelan paladium yang rendah, sedangkan pada konsentrasi 0.028 M mempunyai persentase penempelan tertinggi. Persentase penempelan paladium pada kawat perak dihitung dengan persamaan jumlah kawat perak berlapis paladium dikurangi kawat perak sebelum dilapisi paladium dibagi dengan jumlah paladium dalam larutan PdCl2 dikali 100 %. Persentase paladium yang menempel pada kawat perak dapat dilihat pada tabel 2 dan Gambar 1. Dari tabel 2 terlihat bahwa pada konsentrasi PdCl2 0.056 M mempunyai nilai persentase rata-rata penempelan paladium paling rendah yaitu 5.28 %. Pada Gambar 2 memperlihatkan jumlah konsentrasi PdCl2 0.056 M mempunyai jumlah paladium yang menempel pada kawat perak yang tertinggi akan tetapi mempunyai persentase penempelan paladium yang rendah, sedangkan pada konsentrasi 0.028 M mempunyai persentase penempelan tertinggi. Tabel 1. Pengaruh konsentrasi PdCl2 terhadap jumlah berat paladium yang melapisi kawat perak. Konsentrasi PdCl2, mgr 0.056 M 0.028 M 0.014 M Proses I 0.38 0.48 0.23 Proses II 0.43 0.51 0.15 Proses III 0.64 0.50 0.17 Proses IV 0.55 0.28 0.18 Proses V 0.64 0.32 0.20 Rata-rata 0.53 0.42 0.19
Adanya fenomena tersebut dimungkinkan pada proses perendaman kawat perak dengan larutan PdCl2 terjadi penempelan paladium pada kawat perak karena ada perbedaan nilai standard redoks antara paladium dengan perak, sehingga dimungkinkan paladium menempel pada perak membentuk lapisan hitam. Dari Tabel 1 terlihat jumlah Paladium yang terdeposit pada kawat perak dipengaruhi oleh konsentrasi PdCl2 . Tabel 2. Pengaruh konsentrasi PdCl2 terhadap penempelan paladium Konsentrasi PdCl2 0.056 M 0.028 M 0.014 M 3.8 % 9.6 % 9.2 % 4.3 % 10.2 % 6% 6.4 % 10 % 6.8 % 5.5 % 5.6 % 7.2 % 6.4 % 6.4 % 8% 5.28 % 8.36 % 7.44 %
Proses I Proses II Proses III Proses IV Proses V Rata-rata
Penyerapan I-125 pada Kawat Perak Berlapis Paladium. Proses perendaman kawat perak dalam larutan PdCl2 selain terbentuk penempelan paladium pada kawat perak , juga terbentuk pula senyawaan komplek Ag2PdCl4 dimana pada senyawaan ini ion Cl- akan menempel pada lapisan permukaan paladium menjadi PdCl4 -. Adanya ion Cl- dipermukaan paladium memudah reaksi subtitusi Cl- dengan ion Iodida (I-) bertanda I-125 membentuk PdI4 bertanda I-125 yang merupakan bahan untuk membuat seed I-125.
70
% penyerapan
60 50 40 30 20
10
0.056 M
0.028 M
0 1
2
3 No kawat perak
4
5
Gambar 1. Pengaruh konsentrasi paladium klorida (PdCl2) terhadap persentase penempelan paladium
Anung Pujiyanto, dkk.
ISSN 1410 – 8178
Buku I hal. 9
PROSIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan Yogyakarta, 26 September 2012
60 % penempelan
50 40 30 20 10 0
0.056 M
0.028 M Konsentrasi PdCl2
0.014 M
Gambar 2. Perbandingan persentase penempelan paladium dan berat paladium yang melapisi kawat perak 70 % penyerapan
60 50 40 30 20 10
0.056 M
0 1
2
0.028 M 3 Proses ke
4
5
Gambar 3. Pengaruh Konsentrasi PdCl2 terhadap persentase penyerapan I-125 pada kawat perak berlapis paladium. Tabel 3. Pengaruh konsentrasi PdCl2 terhadap penyerapan I-125 pada kawat perak berlapis paladium.. Konsentrasi PdCl2 0.056 M 0.028 M 0.014 M Proses I 35.50 % 20.93 % 41.77 % Proses II 20.33 % 37.65 % 63.19 % Proses III 25.35% 26.25 % 41.52 % Proses IV 33.73 % 30.31 % 49.74 % Proses V 19184 % 26.48 % 46.68 % Rata-rata 26.82 % 28.32 % 48.58 % Hasil penyerapan I-125 pada kawat perak berlapis paladium ditampilkan tabel 3 dan Gambar 2. Pada tabel 2 terlihat pada konsentrasi PdCl2 0.014 M mempunyai nilai rata-rata serapan yang paling tinggi yaitu 48.58 % sedangkan pada konsentrasi 0.056 M mempunyai nilai rata-rata serapan yang rendah yaitu 26.82 % .Adanya perbedaan itu dimungkinkan pada konsentrasi PdCl 2 0.014 M mempunyai jumlah berat paladium yang Buku I hal. 10
kecil sehingga Ion Cl- yang ada dipermukaan paladium lebih kecil dibandingkan dengan konsentrasi paladium pada 0.028 M dan 0.056 M. Dampak dari jumlah ion Cl- kecil mengakibatkan subtitusi Cl- dengan Iodida bertanda I-125 yang lebih besar peluangnya sehingga penyerapan I-125 pada kawat perak berlapis paladium dengan konsentrasi 0.014 M mempunyai nilai rata-rata serapan yang paling tinggi. KESIMPULAN DAN SARAN Pelapisan kawat perak dengan palladilum dapat dilakukan menggunakan larutan palladium klorida (PdCl2,), konsentrasi PdCl2 sangat berpengaruh pada jumlah berat paladium yang melapisi kawat perak. Proses penyerapan radiosotop I-125 pada kawat perak berlapis paladium dapat dilakukan dengan cara merendam kawat perak berlapis paladium dengan larutan NaI bertanda I125, efisiensi penyerapan I-125 pada kawat perak
ISSN 1410 – 8178
Anung Pujiyanto, dkk
PROSIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan Yogyakarta, 26 September 2012
berlapis paladium sipengruh oleh konsentrasi paladium klorida (PdCl2). DAFTAR PUSTAKA 1. Meigooni, A.S., Darren, M., Gearheart, Sowards, K., 2000. Experimental determination of dosimetri characteristic of Best 125I brachyterapi sources. Med, Phys 27, 2168-2173. 2. Hedtjran, H., Carlsson,G.A., Willianson, J.F., 2000. Monte Carlo Aided dosimetry of symmetra model 125.506 125I,interstitial brachytherapy seed. Med. Phys. 27, 1076-1085. 3. Weaver, K.A., 1986. The dosimetry of 125I seeds eye plaque . Med.Phys. 13, 78-83. 4. Popescu, C.C., Wise J., Soward, K., Meigooni, A., Ibbo G.S., Dosimetric characteristic of the pahram seed model BT 125I Source, Med. Phys27, 2174-2181. 5. Mathew, C., Majali, M,A., Balakrishan S.A., 2002. A novel approach for adsorption of iodine on silver wire as matrix for bracchytherapy source for treatment of eye and prostate cancer, Applied Radiation and Isotope 57, 359-367. 6. Perez, C.A., Grisby, P.W., Williamson, J.F., 1997. Clinical applications of brachyther- apy. In: Perez, C.A., Brady, L.W. (Eds.), I: Low Dose Rate in Principles and Practice of Radiation Oncology, third ed. Lippincott-Raven, Philadelphia, pp. 487–559. 7. SAITOH,N., Hand Book of Radioisotope, Maruzen, Tokyo (1996).
Anung Pujiyanto, dkk.
8. Sanjay Kumar Saxena, S.D.Sharma b, AshutoshDash a, _, MeeraVenkatesh a Developmentof a new design 125I-brachytherapy seed for its application in the treatmentof eye and prostate cancer. Journal Applied Radiation and Isotopes 67 (2009) 1421–1425.
TANYA JAWAB Prayitno Tidak dicantumkan pada abstrak konsentrasi dan kesimpulan dalam mgrm/ml Bagaimana Mekanisme reaksi Bagaimana kalau tidak digunakan palladium Anung P Pada penelitian ini konsentrasi yang digunakan dalam Satuan Molaritas yaitu jumlah mol /liter atau mol/1000 ml tidak menggunakan satuan ppm . Ag + PdCl2 → AgPdCl4 AgPdCl4 + I- → AgPdI4 Catatan : pada penelitian ini ion I- yang digunakan dalam I- bertanda I-125 Penggunaan palladium harus digunakan untuk menambah daya serap Iodium bertanda I-125 pada kawat perak selain itu palladium menambah daya ikat I-125 yang terserap pada kawat perak
ISSN 1410 – 8178
Buku I hal. 11
