Mekanisme Proses Deposisi Gadolinium Pada Dentate Nucleus: Sebuah Studi Monte Carlo
DOI:
https://doi.org/10.24246/juses.v7i1p52-57Keywords:
contrast agent, difusi, gadolinium, Monte Carlo Cell, transmetalasiAbstract
GBCA (Gadolinium-Based Contrast Agent) adalah material kontras yang digunakan untuk peningkatan pencitraan MRI (Magnetic Resonance Image). Gadolinium beracun bagi manusia, oleh karena itu diberikan kepada manusia dalam bentuk kelat. Gadolinium memiliki efek toksik yaitu terlepas dari kelat dan mengendap dalam jaringan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui mekanisme gadolinium yang terdeposit dan mengendap dalam otak di dentate nucleus yang disebabkan oleh karena terlepasnya elat dari gadolinium yang menjadi penangkal ketoksikan. Analisa simulasi dilakukan dengan menggunakan simulasi Monte Carlo Cell untuk mensimulasikan pergerakan dari reaksi molekul di dalam organ dan menggunakan aplikasi Originlab untuk analisis grafik yang dihasilkan dari setiap molekul gadolinium yang dilihat dari react data hasil simulasi. Visualisasi dan pembuatan model cerebellum serta dentate nucleus menggunakan aplikasi blender 2.93. Bentuk geometri yang digunakan dalam simulasi dibuat menyerupai cerebellum dan dentate nucleus. Kecepatan difusi gadolinium akan meningkat seiring dengan jumlah molekul gadolinium yang masuk. Dalam penelitian ini, pada simulasi dengan jumlah molekul gadolinium 8000 dan berinteraksi dengan zat besi menunjukkan proses transmetalasi yang paling cepat dibanding jumlah molekul Gadolinium yang dibawah 8000. Gadolinium yang masuk ke dalam dentate nucleus bereaksi dengan zat besi yang ada di organ tersebut sehingga kelat yang mengikat gadolinium terlepas lalu mengikat zat besi dan kemudian gadolinium menjadi ion bebas dan terdeposisi di dentate nucleus.
Downloads
References
Adhipatria, A., Kartamihardja, P., Ariyani, W., Hanaoka, H., Taketomi-Takahashi, A., Koibuchi, N., & Tsushima, Y. (2021). diagnostics The Role of Ferrous Ion in the Effect of the Gadolinium-Based Contrast Agents (GBCA) on the Purkinje Cells Arborization: An In Vitro Study. https://doi.org/10.3390/diagnostics
Anderson, M. A., Harrington, S. G., Kozak, B. M., & Gee, M. S. (2020). Strategies to reduce the use of gadolinium-based contrast agents for abdominal MRI in children. In American Journal of Roentgenology (Vol. 214, Issue 5, pp. 1054–1064). American Roentgen Ray Society. https://doi.org/10.2214/AJR.19.22232
Andresta, E. D., Wibowo, N. A., & Sutresno, A. (2019). Investigasi Pengaruh Jarak Celah Sinapsis dengan menggunakan Metode Monte Carlo. Jurnal Fisika Dan Aplikasinya, 16(3), 111. https://doi.org/10.12962/j24604682.v16i3.5095
Budiman, J., Muninggar, J., & Sutresno, A. (2020). Investigasi Difusi pada Sistem Urinari untuk Gangguan Fungsi Ginjal Model Empat Kompartemen menggunakan Metode Monte Carlo. 3–7.
Budiman, S., Bahti, H. H., Mutalib, A., & Anggraen, A. (2017). Pemisahan Gadolinium Sebagai Contrast Agent Pada Mri (Magnetic Resonance Imaging) Dengan Ligan Asam Di-(2-Etilheksil) Fosfat. Jurnal Sains Dan Kesehatan, 1(9), 510–516.
Casanova, H., Berman, F., Bartol, T., Gokcay, E., Sejnowski, T., Birnbaum, A., Dongarra, J., Miller, M., Ellisman, M., Faerman, M., Obertelli, G., Wolski, R., Pomerantz, S., & Stiles, J. (2004). The virtual instrument: Support for grid-enabled mcell simulations. International Journal of High Performance Computing Applications, 18(1), 3–17. https://doi.org/10.1177/1094342004041290
Choi, J. W., & Moon, W.-J. (2019). Gadolinium Deposition in the Brain: Current Updates. Journal of the Belgian Society of Radiology, 103(1), 134–147. https://doi.org/10.5334/jbsr.1945
Conti, A., Magnin, R., Gerstenmayer, M., Tsapis, N., Dumont, E., Tillement, O., Lux, F., Le Bihan, D., Mériaux, S., Della Penna, S., & Larrat, B. (2019). Empirical and theoretical characterization of the diffusion process of different gadolinium-based nanoparticles within the brain tissue after ultrasound-induced permeabilization of the blood-brain barrier. Contrast Media and Molecular Imaging, 2019. https://doi.org/10.1155/2019/6341545
Hramov, A. E., Maksimenko, V. A., & Pisarchik, A. N. (2021). Physical principles of brain–computer interfaces and their applications for rehabilitation, robotics and control of human brain states. Physics Reports, 918(xxxx), 1–133. https://doi.org/10.1016/j.physrep.2021.03.002
Kanda, T., Oba, H., Toyoda, K., Kitajima, K., & Furui, S. (2016). Brain gadolinium deposition after administration of gadolinium-based contrast agents. Japanese Journal of Radiology, 34(1), 3–9. https://doi.org/10.1007/s11604-015-0503-5
Kuntari, F. R., Pranoto, S., Tiswati, K. A., & Sutresno, A. (2019). Studi Proses Difusi melalui Membran dengan Pendekatan Kompartemen. Jurnal Fisika Dan Aplikasinya, 15(2), 62. https://doi.org/10.12962/j24604682.v15i2.4617
Mouawad, M., Biernaski, H., Brackstone, M., Lock, M., Yaremko, B., Sexton, T., Yu, E., Dinniwell, R. E., Lynn, K., Hajdok, G., Prato, F. S., Thompson, R. T., Gelman, N., & Gaede, S. (2019). Reducing the dose of gadolinium-based contrast agents for DCE-MRI guided SBRT: The effects on inter and intra observer variability for preoperative target volume delineation in early stage breast cancer patients. Radiotherapy and Oncology, 131, 60–65. https://doi.org/10.1016/j.radonc.2018.11.020
Puji Gumati, N. (2013). Noviandhini Puji Gumati, 2013 Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu. Aplikasi Metode Monte Carlo Pada Penentuan Harga Opsi Amerika, 25.
Rasschaert, M., Weller, R. O., Schroeder, J. A., Brochhausen, C., & Idée, J. M. (2020). Retention of Gadolinium in Brain Parenchyma: Pathways for Speciation, Access, and Distribution. A Critical Review. Journal of Magnetic Resonance Imaging, 52(5), 1293–1305. https://doi.org/10.1002/jmri.27124
Sari, E. R., Maslebu, G., & Sutresno, A. (2020). Studi Difusi Ca2+ Pada Sinapsis Menggunakan Metode Monte Carlo Cell. Jurnal Fisika Dan Aplikasinya, 16(1), 50. https://doi.org/10.12962/j24604682.v16i1.5076
Sutresno, A., Haryanto, F., Viridi, S., & Arif, I. (2020). Influence blocking by gadolinium in calcium diffusion on synapse model: A monte carlo simulation study. Journal of Biomedical Physics and Engineering, 10(3), 251–260. https://doi.org/10.31661/jbpe.v0i0.1155
Taoka, T., & Naganawa, S. (2018). Gadolinium-based contrast media, cerebrospinal fluid and the glymphatic system: Possible mechanisms for the deposition of gadolinium in the brain. Magnetic Resonance in Medical Sciences, 17(2), 111–119. https://doi.org/10.2463/mrms.rev.2017-0116
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2024 Jurnal Sains dan Edukasi Sains
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
