Perancangan Dan Analisis Metode Elemen Hingga Pada Desain Total Knee Replacement Berdasarkan Mri / Ct – Scan Tulang Lutut Untuk Penderita Osteoarthritis
Abstract
Osteoarthritis (OA) merupakan penyakit yang bersifat degeneratif yang berkaitan
dengan kerusakan sendi kartilago. Penyakit ini menyebabkan rasa nyeri pada sendi
dengan keterbatasan pada berbagai derajat fungsi dan tentunya dapat mengurangi
kualitas hidup dari penderita OA. Terdapat banyak macam pengobatan bagi
penderita OA namun bila sudah parah solusinya yaitu dengan menggunakan sendi
prostetik yang biasa disebut Total Knee Replacement (TKR). Operasi TKR
memiliki kelebihan seperti dapat mengembalikan luas gerak sendi dan mengobati
nyeri. Namun, terdapat kekurangan dari operasi ini seperti malalignment, dan
kegagalan pada implant TKR. Pada penelitian ini, berfokus pada rekonstruksi
tulang agar tidak terjadi malalignment dan membuat desain TKR berdasarkan MRI
/ CT – Scan tulang pasien, analisis dengan metode elemen hingga untuk
memprediksi nilai tegangan von mises, total deformasi, dan tekanan kontak, dan
perancangan alat peraga visual berupa 3-D Printed model implant TKR untuk
keperluan tenaga medis. Analisis TKR akan menggunakan beban sebesar 3000 N
dan diaplikasikan ketika lutut membentuk tiga macam sudut sehingga beban 3000
N tersebut menjadi tiga beban yang berbeda. Hasil dari simulasi dan analisis desain
TKR merupakan prediksi nilai tegangan von mises, total deformasi, dan tekanan
kontak dan tentunya memiliki hasil yang berbeda – beda serta hasil ini dibagi
menjadi dua yaitu hasil analisis pada seluruh bagian TKR (TKR full part) dan TKR
bagian tibial insert saja. Hasil yang didapat pada TKR full part yaitu nilai
maksimal tegangan von mises dan total deformasi paling besar terdapat pada sudut
30 derajat dengan nilai 65,5 Mpa untuk tegangan von mises dan 1,6 mm untuk total
deformasi. Sedangkan tekanan kontak terbesar terjadi pada sudut 0 derajat dengan
nilai 43,1 Mpa. Pada analisis TKR bagian tibial insert didapatkan nilai maksimal
tegangan von mises, total deformasi, dan tekanan kontak tertinggi disudut 0 derajat
dengan nilai tegangan von mises 24,3 Mpa untuk tegangan von mises, kemudian
total deformasi sebesar 0,2 mm, dan tekanan kontak sebesar 43,1 Mpa. 3-D Printed
model implant TKR dari desain TKR yang sudah dibuat dapat memperlihatkan
bagian tulang mana saja yang dipotong, dan bagaimana bila desain TKR
dipasangkan pada tulang pasien berdasarkan hasil CT – Scan tadi. Harapan untuk pembuatan 3-D Printed model implant TKR ini nanntinya dapat disimulasikan
proses pemotongan tulangnya sesuai prosedur medis dan juga proses pemasangan
TKR-nya.
Collections
- Mechanical Engineering [559]