Yunandaru Sahid Putra NRP. 2107.100.011 Dosen Pembimbing Ir. Sudiyono Kromodihardjo Msc. PhD
262.999 kasus patah tulang* http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/ency/ima gepages/18026.htm
Usaha pembuatan prostetik sendi panggul didalam negeri masih belum berhasil karena rancangan yang dibuat beserta prosedur manufakturnya belum memenuhi persyaratan medis maupun fungsi anatomis dari sendi, sehingga tidak bisa dipakai.
10-25 juta per Unit http://en.wikipedia.org/wiki/Hip_fracture
*Sumber : Health Technology Assessment (HTA)
Rumusan Masalah
Prosthesis buatan dalam negeri
Bagaimana mengembangkan desain dari prosthesis sendi panggul menggunakan material AISI 316L agar dihasilkan prosthesis yang ringan dan kuat.
Bagaimana proses manufaktur dari prosthesis tersebut, sehingga dihasilkan biaya produksi yang murah dan terjangkau bagi masyarakat Indonesia.
TUJUAN 1. Mengembangkan desain protesis sendi panggul yang kuat dan ringan menggunakan material AISI 316L. 2. Membuat prosedur manufaktur prosthesis sendi panggul agar dapat diproduksi di Indonesia dengan harga yang murah & terjangkau oleh masyarakat Indonesia.
Batasan Masalah 1. Dynamic (gait) load didefinisikan sebesar 4 kali berat tubuh 2. Penelitian tidak meneliti bagaimana cara membuat material yang kuat dan ringan sebagai bahan sendi panggul buatan. Oleh karena itu material prototype dipilih dari bahan yang ada di pasaran dan telah sering digunakan sebagai material implant yakni stainless steel AISI 316L. 3. Tulang, cement, dan prosthesis diasumsikan terikat sempurna. 4. Efek thermal selama proses simulasi diabaikan. 5. Berat Pasien adalah 70 kg 6. Jenis prosthesis yang dianalisa adalah prosthesis non-porous (cemented) 7. Dimensi utama prosthesis terdiri dari diameter ball head (40mm), panjang stem (150mm)
Anatomi Sendi Panggul
Sendi panggul manusia http://www.hipsurgery.co.il/english/introduction.htm
Sendi panggul Buatan/ HipJoint Prosthesis http://www.zimmerindia.com/z/ctl/op/global/acti on/1/id/1461/template/PC/navid/7502
Prosedur Operasi Total Hip Prosthesis http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/ency/presentations/100006_1.htm
Beban yang diterima oleh sendi panggul saat berjalan normal. Diketahui bahwa beban paling besar terjadi saat posisi kaki seperti menjinjit atau bendiri dengan tumpuan ujung kaki. Beban paling besar yang diterima sendi panggul adalah sebesar 4x berat tubuh *
*Oleh Adams, D.,& Swanson,S
Beban maksimum yang terjadi sebesar 405% berat badan pasien tersebut* *http://www.orthoload.com
STUDI PUSTAKA Cheung-Hwa Hsu, 2005 •Tujuan mencari parameter desain yang berpengaruh pada nilai stress dari prosthesis. •Variasi geometri stem, ball head, dan jarak offset dari prosthesis. •Metode finite element di software ANSYS •Kesimpulannya dengan pembesaran geometri ujung stem didapatkan penurunan nilai stress yang terjadi. Sedangkan pada ball-head dengan pengecilan diameter maka didapatkan penurunan nilai stress yang diterima.
Original Stem
Shrink 30% at end
Enlarge 15% at end
STUDI PUSTAKA M. Shivasankar, 2010 • Tujuan untuk mengetahui stress yang terjadi pada model prosthesis dengan 3 jenis material yang berbeda (CoCr, Ti6Al4V, UHMWPE). • Metode Finite Element di ANSYS 10. • Hasil yang didapatkan akan dipergunakan untuk memprediksi life cycle(fatigue). • Model prosthesis dianalisa bersama dengan cortikal bone • Nilai stress maksimal terjadi pada daerah leher dari prosthesis. • Material Ti6Al4V adalah meterial terbaik yang memiliki life time terlama
Stress maksimal yang terjadi pada prosthesis
Diagram Alir Tugas Akhir
Dimensi Hip-Joint Prothesis Geometri sendi panggul buatan setelah dimodifikasi sesuai dengan ukuran orang Asia. Bagian
Range
Tulang
Dimensi
Diameter
38
Ball Head
mm
Panjang
130 - 160
Stem
mm
-
45
Density
7.99 g/cm3
Tensile Strength, Ultimate
558 Mpa
Tensile Strength, Yield
290Mpa
Elongation at Break
50%
Modulus of Elasticity
193Gpa (in tension)
Modulus of Elasticity
77Gpa (in torsion`)
Density
1.1 g/cm3
Young Modulus
7000 - 30000 Mpa
Poisson Ratio
0.3
Yield Strength
50 - 150 Mpa
Density
1.125 g/cm3
Tensile Strength
55 - 90 Mpa
Young Modulus
2800 Mpa
Poisson Ratio
0.38
Yield Strength
48 - 70 Mpa
Bahan yang digunakan pada semen tulang disebut polymethylmethacrylate (PMMA) yang mana biasa digunakan sebagai material pengisi antara rongga pada stem dan tulang. Selain itu PMMA juga berfungsi merangsang pertumbuhan sel tulang sehingga daya ikat pada prosthesis semakin tinggi
Solid Modelling dengan CATIA V5R20 Ada 4 macam model stem yang akan diuji :
Dengan modifikasi penambahan slot dan hole pada stem didapatkan pengurangan berat 15% hingga 30% dari model awal.
Stem Solid
