1
BAB I PENDAHULUAN 1.1.
Latar Belakang Persendian adalah suatu hubungan antara dua buah tulang atau lebih yang
dihubungkan melalui pembungkus jaringan ikat. Fungsi dari sendi secara umum adalah untuk melakukan gerakan pada tubuh. Sendi lutut merupakan bagian dari extremitas inferior yang menghubungkan tungkai atas (paha) dengan tungkai bawah. Sendi lutut merupakan sendi paling besar dan paling rumit pada tubuh manusia (Kulowski, 1932). Osteoarthritis adalah penyakit pada persendian yang mempengaruhi tulang rawan. Tulang rawan adalah jaringan yang melindungi ujung tulang pada persendian. Tulang rawan yang sehat akan memungkinkan tulang untuk meluncur di atas satu sama lain dan membantu menyerap beban kejut. Kondisi osteoarthritis adalah saat lapisan terluar tulang rawan rusak dan menipis, sehingga tulang di bawah lapisan tulang rawan saling bergesekan dan menimbulkan rasa nyeri, pembengkakan hingga kesulitan pergerakan sendi. Osteoarthritis dapat disebabkan karena faktor usia yang mempengaruhi keausan tulang rawan, massa tubuh yang mempengaruhi besar beban, atau karena cedera. Ilustrasi osteoarthritis dapat dilihat pada Gambar 1. 1.
Gambar 1. 1. Ilustrasi sendi lutut yang sehat (kiri) dan sendi lutut yang telah cedera hingga mengalami osteoarthritis (kanan)
2
Knee replacement atau knee arthroplasty adalah prosedur pembedahan untuk menggantikan permukaan yang menahan beban pada sambungan lutut untuk meringankan rasa sakit dan disabilitas (Simon, 2012). Total knee arthroplasty (TKA) adalah sebuah metode yang efektif untuk menyembuhkan late osseus arthritis, atrophic arthritis, dan jenis arthritis lainnya (Lin dkk, 2004). Tahap-tahap pada total knee replacement secara umum, yaitu:
1.1.1. Femoral Preparation Femoral preparation adalah tahap pemotongan tulang paha (femur) dengan sudut dan bentuk tertentu yang sesuai dengan femoral component yang akan dipasang. Ilustrasi tulang paha (femur) sebelum dipotong dan sesudah dipotong dapat dilihat pada Gambar 1. 2.
Gambar 1. 2. Tulang paha (femur) sebelum dipotong (a) dan sesudah dipotong (b)
1.1.2. Tibial Preparation Tibial preparation adalah tahap pemotongan tulang kering (tibia) tanpa sudut potong tertentu. Bagian sendi tulang kering dipotong mendatar horizontal yang nantinya akan diimplankan dengan tibial baseplate. Ilustrasi tulang kering sebelum dipotong dan setelah dipotong dapat dilihat pada Gambar 1. 3.
3
Gambar 1. 3. Tulang kering (tibia) sebelum dipotong (a) dan setelah dipotong (b)
1.1.3. Trial Preparation Trial preparation adalah tahap pengujian hasil pemotongan tulang paha dan tulang kering yang terdiri dari: a. Extension and flexion gap confirmation dengan menggunakan gap gauge 9 mm hingga 18 mm untuk mengetahui celah antara tulang paha dan tulang kering yang telah dipotong dan mengevaluasinya apabila terlalu sempit atau miring, b.
Initial femoral trial insertion dengan menggunakan femoral trial untuk mengetahui kecocokan hasil potongan tulang paha,
c. Initial tibial baseplate trial insertion dengan menggunakan tibial base plate trial dan pemegangnya untuk mengetahui kelurusan hasil potongan tulang kering dan d. Creating stem space for tibial baseplate.
1.1.4. Patellar Preparation Patellar preparation adalah tahap pemotongan bagian belakan tempurung lutut secara datar yang nantinya akan diimplan dengan patellar component.
1.1.5. Implant Fixation Implant fixation adalah tahap pemasangan seluruh komponen sendi lutut buatan secara presisi dan tepat.
4
Secara garis besar, uraian tahap-tahap total knee replacement di atas dapat dilihat pada Gambar 1. 5.
Gambar 1. 4. Tahap-tahap total knee replacement (www.jnjgateway.com)
Salah satu faktor yang menyebabkan kegagalan operasi penggantian sendi lutut adalah pemasangan artificial knee joint tidak tepat. Hal tersebut mengakibatkan kaki yang panjang sebelah dan kemiringan kaki yang terlalu berubah pasca operasi penggantian sendi lutut sehingga menyebabkan hilangnya rasa nyaman. Hal tersebut dapat dihindari dengan melakukan pemasangan artificial knee joint dengan benar dan menggunakan alat pemasang yang handal. Alat bantu operasi yang selama ini digunakan di Indonesia merupakan produk impor. Produk alat bantu operasi impor mempunyai beberapa kekurangan, yaitu harga yang relatif mahal dan kurangnya ketersediaan produk. Harga yang relatif mahal tersebut bisa diatasi dengan cara melakukan proses manufaktur dengan menggunakan sumber daya manusia, alat, dan bahan baku yang tersedia di Indonesia. Perancangan alat bantu operasi pemasang artificial knee joint yang handal membutuhkan banyak pertimbangan yang teliti mengenai bagian-bagian tulang sendi lutut yang harus dipotong sesuai dengan kebutuhan komponen sendi buatannya serta pertimbangan anatomi sendi lutut kaki manusia. Namun hal tersebut berbanding lurus dengan tingkat kerumitan dalam pembuatannya, bahkan tidak dapat dibuat dengan menggunakan teknologi manufaktur yang umumnya ada
5
di Indonesia. Oleh karena itu, dibutuhkan rancangan alat bantu operasi pemasang artificial knee joint yang handal dan dapat dibuat di Indonesia. Teknologi manufaktur yang umumnya ada di Indonesia dapat dimanfaatkan untuk proses pembuatan alat bantu operasi pemasang artificial knee joint dengan menggunakan material yang juga tersedia di Indonesia seperti baja tahan karat AISI 301 serta material lain seperti nylon dan kayu. Ketersediaan bahan baku dan teknologi manufaktur yang umumnya ada di Indonesia dapat menekan biaya produksi alat bantu operasi pemasang artificial knee joint sebagai alat bantu operasi penggantian sendi lutut.
1.2.
Rumusan Masalah Rumusan masalah pada penelitian ini adalah: 1. Bagaimana membuat rancangan alat bantu operasi pemasang artificial knee joint yang dapat dibuat dengan menggunakan teknologi manufaktur yang umumnya ada di Indonesia? 2. Bagaimana membuat rancangan alat bantu operasi pemasang artificial knee joint khususnya cutting guide yang dapat digunakan untuk berbagai ukuran tulang sendi lutut manusia?
1.3.
Batasan Masalah Penelitian ini dibatasi pada: 1. Perancangan alat bantu operasi pemasang artificial knee joint menggunakan software Autodesk Inventor Professional 2013. 2. Proses perancangan didasarkan pada: A. Estimasi besar kecilnya dimensi alat-alat bantu operasi pemasang artificial knee joint yang terdapat pada buku produk United U2 Knee Surgical Protocol dan penelitian perancangan artificial knee joint pada penelitian (skripsi) sebelumnya.
6
B. Kemudahan proses pembuatan alat-alat bantu operasi pemasang artificial knee joint.
1.4.
Tujuan Perancangan Tujuan penelitian ini adalah untuk: 1. Memperoleh rancangan alat-alat bantu operasi pemasang artificial knee joint yang handal dan dapat menyesuaikan berbagai macam ukuran tulang sendi lutut manusia. 2. Memperoleh rancangan alat-alat bantu operasi pemasang artificial knee joint yang dapat dibuat dengan menggunakan teknologi manufaktur yang umumnya ada di Indonesia.
1.5.
Manfaat Perancangan Manfaat perancangan ini adalah: 1. Diharapkan penelitian ini dapat digunakan sebagai acuan dalam perancangan alat bantu operasi penggantian sendi lutut pada penelitian berikutnya. 2. Diharapkan hasil perancangan ini dapat diproduksi dengan menggunakan alat dan bahan yang umumnya tersedia di Indonesia dan diproduksi secara massal sekaligus digunakan di dunia medis sesuai dengan peruntukannya. 3. Diharapkan perancangan ini dapat berkontribusi dalam memacu produksi dan meningkatkan kualitas alat-alat medis buatan Indonesia.
1.6.
Sistematika Penulisan Sistematika penulisan perancangan ini adalah sebagai berikut: BAB I. PENDAHULUAN Pendahuluan memuat latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan perancangan dan manfaat perancangan. Latar belakang masalah berisi hal-hal yang menjadi alasan penulis melakukan perancangan. Rumusan masalah merupakan penarikan kesimpulan dari bagian latar
7
belakang, sehingga didapatkan suatu hal yang akan diteliti. Batasan masalah berisi
batasan-batasan
permasalahan
yang
diambil
untuk
lebih
memfokuskan kegiatan perancangan. Tujuan perancangan menyebutkan secara spesifik tujuan yang ingin dicapai melalui perancangan. Bagian ini akan dijawab dengan kesimpulan tugas akhir pada bab selanjutnya. Manfaat perancangan berisi hal-hal yang dapat diraih dari kegiatan perancangan, baik manfaat bagi penulis maupun bagi masyarakat. BAB II. TINJAUAN PUSTAKA Tinjauan pustaka memuat uraian sistematis tentang hasil penelitian yang didapat oleh peneliti terdahulu dan yang berhubungan dengan perancangan yang akan dilakukan. Tinjauan pustaka ini lebih digunakan sebagai referensi dalam memperoleh hasil perancangan yang maksimal. BAB III. LANDASAN TEORI Landasan teori memuat materi yang mendukung berjalannya perancangan, seperti materi tentang baja tahan karat AISI 301, macammacam sambungan, pegas kompresi dan pegas torsi. Landasan teori berbentuk uraian dasar yang kualitatif, serta model matematis atau persamaan-persamaan yang berkaitan erat dengan proses perancangan. BAB IV. METODE PERANCANGAN Metode perancangan menjelaskan secara detail cara melakukan perancangan yang mencakup rancangan, alat, bahan dan metode/jalan penelitian. BAB V. HASIL DAN PEMBAHASAN Memuat hasil perancangan dan prototip atau analisa pembahasan yang sifatnya terpadu. Hasil perancangan dan prototip disajikan dalam bentuk foto/gambar atau bentuk lain dan ditempatkan dekat dengan pembahasan. Pembahasan berisi tentang hasil yang diperoleh berupa penjelasan teoritis.
8
BAB VI. PENUTUP Merupakan bagian akhir dari sistematika penulisan yang berisi kesimpulan terhadap hasil perancangan yang telah dilakukan serta saran untuk perbaikan atau pengembangan terhadap perancangan yang telah dilakukan. Kesimpulan merupakan pernyataan singkat dan tepat yang dijabarkan dari hasil perancangan dan pembahasannya. Saran dibuat berdasarkan pengalaman dan pertimbangan penulis yang ditujukan kepada para peneliti lain yang ingin melanjutkan atau mengembangkan perancangan dan prototip yang sudah diselesaikan.
