Perpustakaan Digital ITB

Adaptasi vaskular merupakan proses perubahan struktur pembuluh darah sebagai respons terhadap perubahan kondisi mekanik setelah prosedur Coronary Artery Bypass Grafting (CABG). Proses ini melibatkan dua mekanisme utama, yaitu intimal hyperplasia dan outward remodeling, yang dipengaruhi oleh perubahan wall shear stress dan wall tension. Kompleksitas interaksi antara faktor mekanik dan respons biologis menjadikan pemodelan matematika sebagai salah satu pendekatan untuk mempelajari dinamika adaptasi vaskular. Penelitian ini bertujuan mengembangkan dan mengimplementasikan dua pendekatan pemodelan matematika, yaitu Dynamical System (DS) dan Agent-Based Model (ABM), untuk mensimulasikan proses adaptasi vaskular. Model DS dibangun menggunakan sistem persamaan diferensial biasa yang merepresentasikan perubahan kontinu pada area intima, area media, dan geometri pembuluh darah. Sementara itu, model ABM merepresentasikan jaringan sebagai kumpulan agen pada grid heksagonal dengan perilaku yang ditentukan oleh aturan proliferasi dan apoptosis dari smooth muscle cell (SMC), serta sintesis dan degradasi dari extracellular matrix (ECM) yang dipengaruhi oleh kondisi mekanik lokal. Kedua model diimplementasikan menggunakan bahasa pemrograman Python. Hasil simulasi menunjukkan bahwa kedua model menghasilkan kecenderungan dinamika yang konsisten terhadap proses adaptasi vaskular. Pada skenario intimal hyperplasia terjadi peningkatan area intima yang diikuti penurunan lumen, sedangkan pada skenario outward remodeling terjadi peningkatan area media disertai pelebaran geometri pembuluh darah sehingga lumen relatif tetap terjaga. Model DS memberikan representasi dinamika global secara efisien, sedangkan model ABM mampu menggambarkan heterogenitas spasial dan interaksi lokal antaragen. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kedua pendekatan saling melengkapi dalam memodelkan adaptasi vaskular pada tingkat jaringan maupun tingkat sel.