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.