Bab 2 membahas kajian pustaka tentang penyembuhan luka dan cellular automata. Proses penyembuhan luka meliputi pembekuan darah, pembentukan benang fibrin, dan pertumbuhan sel baru. Model cellular automata digunakan untuk mensimulasikan proses ini dengan mengganti elemen luka menjadi benang fibrin secara bertahap. Kedalaman luka mempengaruhi lamanya penyembuhan.

1. BAB 2
KAJIAN PUSTAKA
2.1 Penyembuhan Kulit yang Terluka
Penyembuhan luka merupakan proses yang kompleks namun sistematik.
Dalam proses penyembuhan luka, dapat diamati tahapan-tahapan perbaikan sel
kulit yang rusak menjadi seperti semula. Darah sangat berperan dalam proses
penyembuhan luka, karena unsur penyusun darah dapat menghentikan pendarahan
bila terjadi luka. Pada manusia normal, bila mengalami luka, maka darah yang
keluar dari luka tersebut secara otomatis akan membeku. Keping darah atau
trombosit, yang merupakan unsur penyusun darah, sangat berperan dalam proses
pembekuan darah ini.
Soewolo, dkk (2003: 229) menjelaskan bahwa ketika terjadi luka,
trombosit yang berada di tempat terjadinya luka mengeluarkan suatu zat berupa
asam lemak yang kemudian beberapa asam lemak diubah menjadi thromboxane.
Thromboxane dan protrombin bereaksi di dalam darah merangsang trombosit.
Selanjutnya, enzim-enzim pembantu proses penyembuhan luka mengumpulkan
protein yang dusebut fibrinigen. Dalam waktu singkat, terbentuklah benang-
benang yang membentuk jaring pada tempat keluarnya darah. Sementara itu,
trombosit terperangkap dalam jaring yang di bentuk oleh benang fibrin dan
mengumpul. Trombosit yang bereaksi dengan udara luar akan mengeras dan
mengalami penandukan sehingga membentuk keropeng. Di bawah keropeng atau
5

2. lapisan pelindung, sel-sel baru sedang dibentuk. Ketika luka telah sembuh dan sel-
sel yang rusak telah selesai diperbaruhi, keropeng tersebut akan mengelupas dan
jatuh.
Adapun mekanisme penyembuhan luka adalah sebagai berikut:
• Luka mengeluarkan darah.
• Thromboxane dan protrombin bereaksi di dalam darah merangsang trombosit.
• Akibat reaksi kimia, terbentuklah jalinan benang-benang fibrin yang
membentuk jaring lapisan pelindung.
• Trombosit terperangkap dalam jaring yang di bentuk oleh benang fibrin yang
kemudian mengeras.
• Lapisan sel-sel paling atas akhirnya mati, dan mengalami penandukan sehingga
membentuk keropeng.
• Di bawah keropeng, atau lapisan pelindung, sel-sel baru sedang dibentuk.
Ketika sel-sel yang rusak telah selesai diperbaharui, keropeng tersebut akan
mengelupas dan jatuh.
Gambar 2.1 Trombosit yang terperangkap dalam benang fibrin
6

3. Gambar 2.2 Mekanisme penutupan luka
Berikut beberapa gambar luka yang mewakili proses penyembuhan luka.
a. Luka saat mengeluarkan darah
b. Luka saat mulai terjadi penutupan oleh benang fibrin
7

4. c. Luka mengering
d. Luka setelah keropeng mengelupas
e. Luka telah sembuh, kulit kembali seperti semula
Luka juga memiliki variasi kedalaman luka. Proses penyembuhan luka,
juga tergantung pada kedalaman luka. Semakin dalam luka, maka proses
penyembuhannya lebih lama dari luka dengan kedalaman dangkal dan sebaliknya.
8

5. 2.2 Cellular Automata
Cellular automata adalah sehimpunan proses fundamental penciptaan
pola-pola keteraturan dari suatu sistem dinamis dengan menggunakan komputer
(computer generated ordering process) dimana ruang dan waktu dipandang
diskrit dan memiliki sel-sel bernilai diskrit yang terus diperbarui secara serempak
menurut aturan tertentu (Harvey Gould and Jan Tobochnik, 1996).
2.3 Substitution Systems Cellular Automata
Sistem substitusi merupakan salah satu contoh cellular automata yang
dibentuk dengan cara mengubah elemen-elemen awal menjadi blok elemen baru.
Perubahan elemen tergantung pada aturan (rule) yang ditentukan untuk sistem
tersebut. Cellular automata sistem substitusi pada mulanya disusun dengan tujuan
supaya jumlah komponen sistem dapat berubah-ubah dan tidak tetap dalam usaha
mempelajari perilaku-perilaku program sederhana oleh Stephen Wolfram
(Stephen Wolfram, 2002: 187).
Aturan yang digunakan pada cellular automata sistem substitusi, misalnya
perubahan jumlah bangun dan jumlah warna pada selnya. Dengan menggunakan
aturan tertentu, setiap langkah dalam tiap elemen diganti dengan blok elemen baru
dengan ukuran yang lebih kecil. Demkian seterusnya untuk langkah-langkah
selanjutnya, sehingga dihasilkan suatu pola. Contoh sistem substitusi dua dimensi
(Stephen Wolfram, 2002: 932):
9

6. Keterangan:
Aturan yang digunakan pada contoh di atas adalah:
 Jika satu kotak hitam dengan ukuran A, maka pada langkah selanjutnya
menjadi empat kotak dengan ukuran 1 A dan pola warnanya hitam –
4
hitam – hitam – putih.
 Jika satu kotak putih dengan ukuran A, maka pada langkah selanjutnya
menjadi empat kotak dengan ukuran 1 A dan pola warnanya putih – putih
4
– putih – putih.
Jika aturan di atas diterapkan sampai langkah ke 6, maka akan di hasilkan pola
seperti pada gambar 3.
Gambar 2.3 Pola pada langkah ke-6
10

7. Contoh di atas merupakan salah satu contoh sistem substitusi dua dimensi
dengan elemen awal berupa bujur sangkar. Pada sistem substitusi dua dimensi,
elemen awalnya dapat berupa lingkaran, persegi panjang, bujursangkar, segilima,
segienam, dll.
2.4 Model Substitution Systems Cellular Automata Untuk Simulasi
Penyembuhan Luka pada Kulit
Program yang dibuat bertujuan untuk mensimulasikan penyembuhan luka
pada kulit secara umum di bagian permukaan dengan menggunakan visualisasi
dua dimensi. Luka pada kulit yang disimulasikan berupa luka kulit tanpa infeksi.
Proses pembekuan darah dan penutupan luka oleh benang fibrin yang dijelaskan
dengan menggunakan substitution systems cellular automata merupakan bagian
utama dalam program ini. Dalam proses penutupan luka, benang fibrin akan
menutupi sel darah (trombosit) yang digambarkan dalam program benang fibrin
akan mengganti sebagian ruang daerah yang terluka.
Program ini menggunakan permodelan Cellular Automata, spesifiknya
Substitution Systems Cellular Automata. Konfigurasi yang dimiliki substitution
systems cellular automata dapat dipakai untuk menjelaskan proses simulasi
penyembuhan luka dengan menggunakan aturan-aturan tertentu.
Adapun perubahan dalam mensimulasikan penyembuhan luka yaitu
sebagai berikut:
1. Keadaan awal
Kulit berwarna coklat.
11

8. 2. Kulit dilukai
3. Luka mengalami perubahan
Keterangan:
: sekumpulan trombosit
: jaring benang fibrin
4. Luka mengering
5. Luka mengelupas
6. Kulit kembali seperti semula.
Dalam program penyembuhan luka ini, terdapat variasi kedalaman luka
yang digunakan untuk membedakan lama proses penyembuhan. Karakteristik
kedalaman luka (dalam skala 1 mm -10 mm) digambarkan dalam variasi warna
sebagai berikut.
12

9. Kedalaman Kedalaman Kedalaman Kedalaman
1 mm 2 mm 3 mm 4 mm
Kedalaman Kedalaman Kedalaman Kedalaman
5 mm 6 mm 7 mm 8 mm
Kedalaman Kedalaman
9 mm 10 mm
Gambar 2.4 Karakteristik kedalaman luka (dalam skala 1 mm - 10 mm)
13

10. Kedalaman Kedalaman Kedalaman Kedalaman
1 mm 2 mm 3 mm 4 mm
Kedalaman Kedalaman Kedalaman Kedalaman
5 mm 6 mm 7 mm 8 mm
Kedalaman Kedalaman
9 mm 10 mm
Gambar 2.4 Karakteristik kedalaman luka (dalam skala 1 mm - 10 mm)
13

11. Kedalaman Kedalaman Kedalaman Kedalaman
1 mm 2 mm 3 mm 4 mm
Kedalaman Kedalaman Kedalaman Kedalaman
5 mm 6 mm 7 mm 8 mm
Kedalaman Kedalaman
9 mm 10 mm
Gambar 2.4 Karakteristik kedalaman luka (dalam skala 1 mm - 10 mm)
13

12. Kedalaman Kedalaman Kedalaman Kedalaman
1 mm 2 mm 3 mm 4 mm
Kedalaman Kedalaman Kedalaman Kedalaman
5 mm 6 mm 7 mm 8 mm
Kedalaman Kedalaman
9 mm 10 mm
Gambar 2.4 Karakteristik kedalaman luka (dalam skala 1 mm - 10 mm)
13