Volume 4, Nomor 2, Desember 2022 e-ISSN: 2684-8988 p-ISSN: 2684-8996 DOI   : https://doi.org/10.31539/joting.v4i2.4040

## UJI FILTRASI HEAT AND MOISTURE EXCHANGERS (HME) DALAM

## MENYARING GAS FORMALDEHIDA
Jumanto 1 , Supangat 2 , Al Munawir 3
Universitas Jember 1,2,3 drsupangat@unej.ac.id 2

## ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk menguji penggunan filter Heat and Moisture Exchangers (HME) dalam memfilter volatile organic compound (formaldehida) yang dihasilkan dari asap bedah, efek samping dari penggunaan instrumen bedah berbasis listrik yang sangat berbahaya.  Metode  yang  digunakan  adalah  metode  deskriptif  dengan  jumlah  sampel sebanyak 15 yang terbagi menjadi tiga kelompok yaitu HME1, HME2 dan HME3. Hasil penelitian  menunjukkan  bahwa  filter  HME1  memperoleh  nilai  formaldehida  tertinggi sebesar  15,95  ppm  dan  terendah  sebesar  10  ppm  dengan  nilai mean 12,99  ppm;  filter HME2  dengan  nilai  formaldehida  tertinggi  yaitu  13,98  ppm,  terendah  7,98  ppm  dan angka mean sebesar  9,58  ppm;  filter  HME3  memperlihatkan  angka  formaldehida tertinggi  sebesar  11,98  ppm  dan  terendah  4,99  ppm  dengan  angka mean sebesar  4,99 ppm.  Simpulan,  terdapat  perbedaan  jumlah  rata-rata  asap  setelah  diberikan  tindakan metode  modifikasi  filter  (HME1,  HME2  dan  HME3).  Modifikasi  filter  tersebut  dapat digunakan untuk menangkap/memfilter asap bedah.
Kata Kunci:  Asap  Bedah, Electrosurgical Unit,  Filter  HME,  Formaldehida,  Kanker Payudara

## ABSTRACT
This study aims to examine the use of Heat and Moisture Exchangers  (HME) filters in filtering  volatile  organic  compounds  (formaldehyde)  produced  from  surgical  fumes, a side effect of using hazardous electrical-based surgical instruments. The method used is the  descriptive  method  with  a  total  sample  of  15,  divided  into  three  groups,  namely HME1, HME2 and HME3. The results showed that the HME1 filter obtained the highest formaldehyde value of 15.95 ppm and the lowest of 10 ppm with a mean value of 12.99 ppm;  HME2  filter  with  the  highest  formaldehyde  value  of  13.98  ppm,  the  lowest  7.98 ppm and the mean value of 9.58 ppm; the HME3 filter showed the highest formaldehyde value  of  11.98  ppm  and  the  lowest  of  4.99  ppm  with  a  mean  number  of  4.99  ppm.  In conclusion, there is a difference in the average amount of smoke after being given the action of the filter modification method (HME1, HME2 and HME3). The modified filter can be used to capture/filter surgical fumes.
Keywords:  Surgical  Fumes,  Electrosurgical  Unit,  HME  Filter,  Formaldehyde,  Breast Cancer

## PENDAHULUAN
Asap  bedah  merupakan  efek  samping  dari  pembedahan  menggunakan electrosurgical unit  (Liu  et  al.,  2021).  Konsentrasi  asap  bedah  dalam  kamar  operasi dapat menganggu kinerja tim bedah (York & Autry, 2018) dikarenakan bau asap bedah sangat  menyengat,  gangguan  konsentrasi  saat  bekerja  dan  gangguan  pandangan  area insisi operasi (Van Gestel et al., 2020). Komposisi asap bedah terdiri dari bahan kimia dan  biologis  yang  berdampak  langsung  terhadap  kesehatan  tim  bedah  adalah  iritasi selaput mata, infeksi saluran pernafasan dan malignansi (Limchantra et al., 2019).
Komposisi  asap bedah 95% adalah air, 5% bahan kimia dan biologis  yang dapat dibawa  terbang  bersama  asap  bedah  mengikuti  pergerakan  udara  dalam  kamar  operasi (Barnes  et  al.,  2018).  Bahan  kimia  berbahaya  yang  mudah  menguap benzene,  volatile organic  compounds,  polycyclic  aromatic  compounds,  aldehydes,  cresols,  phenol, hydrogen cyanide, and carbon monoxide. Bahan biologis baik hidup atau mati termasuk virus yang sangat berbahaya bagi kesehatan team bedah (Lee et al., 2018).
Asap  bedah  terbentuk  ketika  perangkat  penghasil  energi  menaikkan  suhu intraseluler  jaringan  hingga  100ºC  (212ºF),  menyebabkan  penguapan  jaringan  dalam bentuk asap bedah (Mintz et al., 2020). Occupational Safety and Health Administration (OSHA)  amerika  mencatat  jumlah  tenaga  kesehatan  yang  bekerja  di  lingkungan perioperatif  lebih  dari  500.000  terpapar  asap  bedah  setiap  tahun  dan  perawat perioperatif melaporkan dua kali kejadian masalah kesehatan yang berhubungan dengan pernapasan pada setiap tahunnya (Spruce, 2021).
Heat  and  Moisture  Exchangers (HME)  adalah  sebuah  alat  filtrasi  mekanik digunakan  untuk  memfiltrasi  virus  dan  bakteri  biasa  digunakan  pada  mesin  anestesi yaitu  pada  alat  pernafasan  pasien  selama  menjalani  tindakan  pembiusan  (Dewi  et  al., 2020).  Filter  HME  melindungi  mesin  anestesi  dari  kuantitas  bakteri  dan  virus, penggunaan  filter  HME  bisa  digunakan  di  kamar  operasi,  ruang  pulih  sadar, Intensive Care  Unit dan  tempat  lainnya  membantu  mengatasi  permasalahan  yang  umumnya terkait dengan ventilasi  mekanis  pelembapan  yang tepat  untuk udara  yang dihirup dan infeksi silang (Gillies et al., 2017).
Sejauh  ini  HME  hanya  dimanfaatkan  sebagai  agen  filtrasi  biologi  (virus  dan bakteri).  Namun  berbeda  dengan  pemanfaatan  sebelumnya,  pada  penelitian  ini  HME diaplikasikan  untuk  melakukan  filtrasi  kimia.  Peneliti  melakukan  pengujian  terhadap HME  untuk  menyaring  zat  formaldehida  yang  terdapat  pada  asap  bedah  hasil  dari penggunakan alat bedah berbasis listrik ( electrosurgical unit ). Studi ini perlu dilakukan mengingat  saat  ini  tidak  semua  rumah  sakit  memiliki  peralatan  yang  mampu mengurangi risiko paparan asap bedah. Oleh karena itu, pelaksanaan dan informasi yang dihasilkan pada penelitian ini ditujukan guna memberikan gambaran bahwa HME bisa digunakan  sebagai  pilihan  alternatif  yang  terjangkau  untuk  menyaring  bahan  kimia berbahaya yang dihasilkan dari prosedur bedah yang dilakukan.

## METODE PENELITIAN
Metode  yang digunakan  adalah metode deskriptif dengan  menganalisis  sebanyak 15 sampel yang terbagi menjadi tiga kelompok yaitu HME 1, HME 2 dan HME 3. Pada penelitian ini digunakan sampel dari jaringan kanker payudara yang sudah terlepas dari tubuh pasien melalui operasi modifikasi radikal mastektomi. Jaringan kanker payudara yang digunakan hanya 1/3 bagian kanker dengan kriteria ukuran sampel panjang 10 cm, lebar 7 cm dan tinggi 5 cm. Selanjutnya sampel akan dilakukan intervensi menggunakan electrosurgical unit selama maksimal 10 menit. Asap bedah yang dihasilkan kemudian
ditangkap  menggunakan suction  pump dan  langsung  masuk  ke  dalam  filter  yang  telah dimodifikasi  menggunakan  rangkaian  filter  HME1,  HME2  dan  HME3,  sehingga didapatkan residu hasil filtrasi yang diukur berupa kadar formaldehida. Pengolahan data dilakukan menggunakan excel untuk mencari rumus kemampuan filtrasi dari HME.

## HASIL PENELITIAN
Kemampuan filtrasi dari rangkaian modifikasi filter HME yang diuji pada sampel penelitian  memperoleh  data  berupa  kadar  formaldehida  seperti  yang  ditunjukkan  pada tabel 1 berikut ini:
Tabel. 1 Hasil Pengujian Filtrasi HME Sampel HME1 HME2 HME3 1 10,00 8,00 5,00 2 15,05 7,98 4,95 3 15,95 13,98 11,98 4 11,98 9,98 9,98 5 11,98 7,98 4,99 Rerata 12,99 9,58 7,38
Data  Tabel  1  menunjukkan  bahwa  ada  perbedaan  jumlah  rata-rata  asap  setelah diberikan  tindakan  metode  modifikasi  filter.  Hasil  filtrasi  tertinggi  ditunjukkan  oleh modifikasi pada filter HME 3. Selanjutnya dari hasil tersebut dilakukan pengolahan data untuk  memperoleh  rumus  kemampuan  filtrasi  HME  dari  data  yang  telah  diperoleh (gambar  1).  Kemampuan  filtrasi  HME  bisa  dikalkulasikan  ke  dalam  rumus: y  =  -0,2159x + 1,2004  R² = 0,9847. Artinya  residu  akan bernilai  0 jika jumlah filtrasi HME yang dilakukan sebanyak 5,56 kali (pembulatan menjadi 6).
Gambar. 1 Formulasi Kemampuan Filtrasi HME y = -0,2159x + 1,2004 R² = 0,9847 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% 0 1 2 3 4 Resid u F o rm a ldehi da Jumlah Filter HME Prosentase Penurunan Linear (Prosentase Penurunan)

## PEMBAHASAN
Sampel  asap  bedah  yang  dikumpulkan  dari  kanker  payudara  menggunakan electrosurgical unit  memiliki  konsentrasi  VOC  ( volatile  organic  compound )  yang sangat  tinggi  (Cheng  et  al.,  2020).  Bahan  kimia  formaldehida  pada  filter heat  and moisture exchanger pertama nilainya cukup besar kemungkinan dapat disebabkan jenis jaringan  kulit  dan  otot  yang  lebih  banyak  dilakukan  intervensi electrosurgical unit. Rata-rata  arus  listrik  atau  voltase  yang  digunakan  selama  intervensi  kanker  payudara adalah  60  volt.  Arus  listrik  60  volt  dapat  membuat  jaringan  menjadi blanching, sloughing dan denaturasi  collagen, voltase  tersebut  secara  umum  digunakan  untuk pembedahan yang lain (Vilos, 2018).
Filter heat  and  moisture  exchanger adalah  sebuah  alat  mekanik  murni  dengan bahan polypropylene tanpa ada bahan lain dalam filter tersebut, yang difungsikan untuk memfilter  bahan  biologis  yaitu  bakteri  dan  virus.  Filter heat  and  moisture  exchanger memiliki  berat  40  gram  dan dead  space 60  ml.  Mekanisme  filtrasi  filter heat  and moisture  exchanger adalah Brownian  diffusion yaitu inertial  impaction,  interception, diffusion dan electrostatic attraction (Tcharkhtchi et al., 2021).
Inertial  impaction adalah  mekanisme  yang  mendominasi  untuk  menangkap aerosol  berukuran  mikron.  Efisiensi Inertial  impaction tergantung  pada  besar  ukuran partikel dan kecepatan gerakan, besaran partikel dan sangat berpengaruh pada tahap ini (Zhang et al., 2018). Intersepsi tidak secara eksplisit ditentukan oleh kecepatan partikel, tetapi  lebih jelas  ketika ukuran partikel berkurang. Perbedaan penting antara intersepsi dan  impaksi  inersia  adalah  besaran  partikel,  pergerakan  partikel  dan  untuk  intersepsi adalah  zat  penyaring/filter  memotong  partikel.  Gerakan diffusion Brownian  membuat partikel  memantul  ke  media  filter,  ini  adalah  mekanisme  yang  paling  efektif  untuk menangkap  partikel  dengan  ukuran  kurang  dari  0,2  µ.  Gerakan  partikel  yang  tidak normal  meningkatkan  kemungkinan  tumbukan  antara  partikel  dengan  serat  filter (Tcharkhtchi et al., 2021).
Formaldehida  merupakan  bahan  kimia  bentuk  gas  tidak  berwarna  dengan  sifat mudah menguap dan memiliki 500 kali lebih kecil dari 0,1 µ (Soltanpour et al., 2022). Kemampuan filtrasi filter heat and moisture exchanger 99,99% yang berarti masih ada kebocoran  dari  filter  tersebut  (Dewi  et  al.,  2020).  Gas  formaldehida  ukurannya  sangat kecil, sehingga kebocoran filtrasi heat and moisture exchanger sangat mungkin terjadi. Penggunaan  perangkat  pembangkit  energi  ( electrosurgical unit)  selama  operasi menimbulkan  efek  samping  yaitu  bahan  kimia  mengandung  zat  beracun  dan biohazardous yang menimbulkan risiko bagi anggota tim perioperatif dan pasien (Fencl, 2017). Asap bedah juga mengandung banyak senyawa gas yang diketahui menyebabkan kanker, tingkat senyawa penyebab kanker yang tidak aman telah ditemukan dalam asap bedah (Limchantra et al., 2019).
Paparan  kronis  formaldehida  melalui  pencemaran  lingkungan  yaitu  polusi  udara dalam  ruangan  menimbulkan  risiko  kesehatan  yang  serius.  Studi  pada  manusia  telah menunjukkan  bahwa  paparan  formaldehida  melalui  inhalasi  dikaitkan  dengan  gejala pernapasan, serta iritasi mata, hidung, dan tenggorokan (Soltanpour et al., 2022; Tokuda et  al.,  2020).  Sistem  ventilasi  aliran  udara  laminar  dirancang  untuk  mengurangi kontaminasi  udara  selama  proses  pembedahan  (Sabherwal  et  al.,  2020). Smoke evacuator merupakan  alat  satu-satunya  pada  saat  ini  yang  dapat  digunakan  untuk mengurangi  asap  bedah,  yang  secara  empiris  terbukti  secara  klinis  dapat  mengurangi paparan kimia selama proses pembedahan (Liu et al., 2020).
Filter  HME  sejauh  ini  hanya  dimanfaatkan  sebagai  agen  filtrasi  biologi  untuk virus  dan  bakteri.  Akan  tetapi  pada  penelitian  lain  disebutkan  bahwa  filter  HME  juga berpotensi  untuk  dapat  digunakan  dalam  mengurangi  nilai  ambang  baku  bahan  kimia yang mudah menguap VOC ( volatile organic compound ) termasuk formaldehida. Filter ini  dapat  dimodifikasi  untuk  terapi  aerosol  dengan  memanfaatkan suction  pump (Plotnikow et al., 2018).
Hasil  temuan  penelitian  menunjukkan  bahwa  nilai  formaldehida  yang  diperoleh setiap  filter  HME  sangat  bervariasi.  Kemungkinan  penyebabnya  adalah  teknik pengambilan asap bedah secara manual, tergantung dari tingkat konsentrasi tim selama proses  operasi  dan  posisi  kanula suction  pump yang  menempel  pada  ujung  elektroda aktif  tidak  sepenuhnya  menempel,  sehingga  kemungkinan  ada  asap  bedah  yang  tidak tertangkap. Pengaruh lain nilai formaldehida kemungkinan dapat disebabkan oleh jenis jaringan  yang  dilakukan  tindakan  operasi.  Nilai  formaldehida  kulit,  otot  dan  lemak memiliki nilai yang berbeda-beda (Mintz et al., 2020).
Kondisi  saat  pengumpulan  data  penelitian  yang  mungkin  mempengaruhi  hasil penelitian  adalah  peneliti  tidak  menggunakan  kontrol.  Kontrol  dalam  penelitian diperlukan  guna  melihat  hasil  sebelum  penelitian  dan  sesudah  penelitian,  sehingga benar-benar  didapatkan  hasil  yang  nyata.  Namun  secara  umum,  penelitian  ini menunjukkan  bahwa  filter  HME  yang  sedianya  hanya  digunakan  sebagai  agen  filtrasi biologi  mampu  digunakan  untuk  menyerap  bahan  kimia  yang  mudah  menguap  seperti formaldehida. Pada penelitian ini juga ditemukan bahwa modifikasi terbaik filter HME yang digunakan untuk penyerapan formaldehida ditunjukkan pada rangkaian modifikasi filter HME 3.

## SIMPULAN
Kuantitas  formaldehida  pada  pembedahan  kanker  payudara  menggunakan modifikasi  filter  HME1  belum  menghasilkan  tingkat  penurunan  formaldehida.  Hal  ini disebabkan  karena  filter  pertama  menerima  paparan  langsung  asap  bedah  dengan konsentrasi  formaldehida  yang  belum  terfilter.  Namun,  adanya  modifikasi  filter  HME dengan tiga rangkaian membuat filter ini dapat digunakan untuk menangkap/memfilter asap bedah.

## SARAN
Penelitian memiliki keterbatasan pada sampel penelitian, sehingga perlu dilakukan penelitian  lanjutan  dengan  sampel  yang  lebih  besar.  Penggunaan  filter  HME  bisa digunakan  sebagai  alternatif  penggunaan  filter  pada  kamar  operasi  dengan  harga  yang lebih  terjangkau  sebagai  upaya  preventif  terhadap  dampak  dari  zat  formaldehida  yang dihasilkan.

## DAFTAR PUSTAKA
Barnes, S., Twomey, C., Carrico, R., Murphy, C., & Warye, K. (2018). OR Air Quality: Is  It  Time  to  Consider  Adjunctive  Air  Cleaning  Technology? AORN  Journal , 108 (5), 503–515. https://doi.org/10.1002/aorn.12391
Cheng, J., Niu, X., Zhang, R., Zhu, X., Lu, S., Zhou, B., & Li, X. (2020). Experimental Study  on  Influence  of  Personnel  Activity  and  Surgical  Smoke  on  Indoor Environment Inside Clean Operating Room. International Journal of Ventilation , 20 (1), 50–64. https://doi.org/10.1080/14733315.2019.1704539
Dewi, F. H., Purwoko, P., & Siwi, G. N. (2020). Heat and Moisture Exchanging Filter
pada  Pasien  COVID-19  yang  Menjalani  Sectio  Caesarea. Majalah  Anestesia  &
Critical Care , 38 (2), 131–141. https://doi.org/10.55497/majanestcricar.v38i2.192
Fencl, J. L. (2017). Guideline Implementation: Surgical Smoke Safety. AORN Journal ,
105 (5), 488–497. https://doi.org/10.1016/j.aorn.2017.03.006
Gillies, D., Todd, D. A., Foster, J. P., & Batuwitage, B. T.  (2017). Heat  and Moisture Exchangers  versus  Heated  Humidifiers  for  Mechanically  Ventilated  Adults  and
Children. Cochrane Database of Systematic Reviews , 2017 (9). https://doi.org/10.1002/14651858.CD004711.pub3
Lee, K., Choi, J. H., Lee, S., Park, H. J., Oh, Y. J., Kim, G. B., Lee, W. S., & Son, B. S. (2018).  Indoor  Levels  of  Volatile  Organic  Compounds  and  Formaldehyde  from Emission  Sources  at  Elderly  Care  Centers  in  Korea. PLoS  One , 13 (6),  1–15. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0197495
Limchantra,  I.  V.,  Fong,  Y.,  &  Melstrom,  K.  A.  (2019).  Surgical  Smoke  Exposure  in Operating  Room  Personnel:  A  Review. JAMA  Surgery,  154 (10),  960-967. https://doi.org/10.1001/jamasurg.2019.2515
Liu,  N.,  Filipp,  N.,  & Wood, K. B.  (2020). The  Utility  of  Local  Smoke Evacuation in Reducing  Surgical  Smoke  Exposure  in  Spine  Surgery:  A  Prospective  Self-
Controlled Study. The Spine Journal , 20 (2), 166–173.
https://doi.org/10.1016/j.spinee.2019.09.014
Liu,  Y.,  Zhao,  M.,  Shao,  Y.,  Yan,  L.,  &  Zhu,  X.  (2021).  Chemical  Composition  of Surgical  Smoke  Produced  during  the  Loop  Electrosurgical  Excision  Procedure when  Treating  Cervical  Intraepithelial  Neoplasia. World  Journal  of  Surgical Oncology , 19 (1), 1-8. https://doi.org/10.1186/s12957-021-02211-8
Mintz,  Y.,  Arezzo,  A.,  Boni,  L.,  Baldari,  L.,  Cassinotti,  E.,  Brodie,  R.,  Uranues,  S., Zheng, M. H., & Fingerhut, A. (2020). The  Risk of COVID-19 Transmission by Laparoscopic Smoke May Be Lower Than for Laparotomy: A Narrative Review. Surgical  Endoscopy , 34 (8),  3298–3305.  https://doi.org/10.1007/s00464-020- 07652-y
Plotnikow, G. A., Accoce, M., Navarro, E., & Tiribelli, N. (2018). Humidification  and
Heating  of  Inhaled  Gas  in  Patients  with  Artificial  Airway.  A  Narrative  Review. Revista Brasileira de Terapia Intensiva , 30 (1), 86–97.
https://doi.org/10.5935/0103-507X.20180015
Sabherwal,  S.,  Chaku,  D.,  Mathur,  U.,  Sangwan,  V.  S.,  Majumdar,  A.,  Gandhi,  A., Dubey, S., & Sood, I. (2020). Are High-Efficiency Particulate Air (HEPA) Filters and  Laminar  Air  Flow  Necessary  in  Operating  Rooms  to  Control  Acute  Post- Operative Endophthalmitis? Indian Journal of Ophthalmology , 68 (6), 1120–1125. https://doi.org/10.4103/ijo.IJO_1493_19
Soltanpour, Z., Mohammadian, Y., & Fakhri, Y. (2022). The Exposure to Formaldehyde in  Industries  and  Health  Care  Centers:  A  Systematic    Review  and  Probabilistic Health  Risk  Assessment. Environmental  Research , 204 (Pt  B),  112094. https://doi.org/10.1016/j.envres.2021.112094
Spruce,  L.  (2021).  Back  to  Basics:  Protection  from  Surgical  Smoke  1.2 www.aornjournal.org/content/cme.
AORN Journal,
108 (1), 24-32. https://doi.org/10.1002/aorn.12273
Tcharkhtchi,  A.,  Abbasnezhad,  N.,  Seydani,  M.  Z.,  Zirak,  N.,  Farzaneh,  S.,  & Shirinbayan, M. (2021). An Overview of Filtration Efficiency Through the Masks: Mechanisms  of  the  Aerosols  Penetration. Bioactive  Materials , 6 (1),  106–122. https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2020.08.002
Tokuda, Y., Okamura, T., Maruta, M., Orita, M., Noguchi, M., Suzuki, T., & Matsuki, H. (2020). Prospective Randomized Study Evaluating the Usefulness of a Surgical Smoke  Evacuation  System  in  Operating  Rooms  for  Breast  Surgery. Journal  of Occupational Medicine and Toxicology , 15 (1), 1–10. https://doi.org/10.1186/s12995-020-00259-y
Van Gestel, E. A. F., Linssen, E. S., Creta, M., Poels, K., Godderis, L., Weyler, J. J., De Schryver,  A.,  &  Vanoirbeek,  J.  A.  J.  (2020).  Assessment  of  the  Absorbed  Dose after Exposure to Surgical Smoke in an Operating Room. Toxicology Letters , 328 , 45–51. https://doi.org/10.1016/j.toxlet.2020.04.003
Vilos, G. A. (2018). Understanding and Practising Safe Electrosurgery in the Operating Room. Journal  of  Obstetrics  and  Gynaecology  Canada , 40 (10),  1337–1347. https://doi.org/10.1016/j.jogc.2018.03.004
York, K., & Autry, M. (2018). Surgical Smoke: Putting the Pieces Together to Become Smoke-Free. AORN Journal , 107 (6), 692–703. https://doi.org/10.1002/aorn.12149 Zhang, X., Zhang, W., Yi, M., Wang, Y., Wang, P., Xu, J., Niu, F., &  Lin, F. (2018). High-Performance  Inertial  Impaction  Filters  for  Particulate  Matter  Removal. Scientific Reports , 8 (1), 1-8. https://doi.org/10.1038/s41598-018-23257-x