Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Kordoma adalah jenis tumor ganas dan langka yang biasanya terjadi di tulang belakang, terutama sakrum atau lumbosakrum. Tumor tersebut mengakibatkan gangguan struktur anatomi tulang belakang yang mengarah ke kondisi cacat ketika daerah yang terkena diangkat. Operasi rekonstruksi menggunakan implan tulang belakang yang terdiri atas kombinasi batang dan sekrup saat ini masih menunjukkan tingkat kegagalan dan kompleksitas pembedahan yang tinggi. Selain itu, hanya sedikit prostesis yang dapat memfasilitasi preservasi saraf dan rekonstruksi parsial. Oleh karena itu diperlukan prostesis baru untuk memenuhi kebutuhan rekonstruksi tulang belakang.Penelitian ini merupakan proses pengembangan desain baru prostesis lumbal dan sakrum berdasarkan studi antropometri yang berpotensi untuk diproduksi dalam skala besar dan memfasilitasi preservasi saraf maupun rekonstruksi parsial. Desain dikembangkan dengan tahapan identifikasi kebutuhan, pembuatan konsep, pemilihan konsep dan material, pengembangan detail desain, dan tahap akhir berupa pembuatan prototipe. Pada tahap akhir dilakukan pengujian fisik dan instalasi pada kadaver menggunakan bahan polylactic acid (PLA) dan aluminium serta pengujian virtual dengan finite element method (FEM). Proses ini dilanjutkan dengan diskusi ahli dan uji biomekanik menggunakan prostesis berbahan dasar titanium. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Anatomi Departemen Anatomi Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia (FKUI) dan Laboratorium Teknik Mesin Fakultas Mesin Universitas Indonesia (FTUI) pada Januari 2020–Juni 2022.Dimensi ukuran morfometri tulang lumbal laki-laki lebih besar dibandingkan perempuan, kecuali parameter spinal canal depth, vertebral body height anterior, ventral straight breadth, dan transverse diameter of the base (p < 0,05). Pada proses pengembangan desain dan konsep, terdapat 3 spesifikasi produk utama yaitu desain yang menyerupai anatomi asli, sistem modular, dan implan dengan beberapa ukuran. Ti-6Al-4V dipilih untuk material berdasarkan skor terbaik untuk evaluasi material dan persyaratan kinerja kepadatan rendah, kekuatan tarik tinggi, kekuatan luluh tinggi, young modulus rendah, ketahanan aus tinggi, ketahanan korosi tinggi, dan biaya rendah. Pembobotan faktor properti dilakukan menggunakan metode logika digital. Selanjutnya pada pengujian FEM, desain yang telah dikembangkan memenuhi kriteria untuk penggunaan sehari-hari dengan tegangan tertinggi 149,53 MPa dan faktor keamanan 2,56 kali. Berdasarkan uji biomekanik kondisi nyata, tegangan terkoreksi terbesar untuk prostesis adalah pada kondisi pembebanan fleksi 118,6 MPa pada komponen sakrum S2 kanan. Semua kondisi pembebanan pada masing-masing komponen menunjukkan ketahanan terhadap tegangan dan tidak mengalami kegagalan sama sekali.Prostesis lumbosakral yang baru dirancang ini menunjukkan hasil yang memuaskan dari segi teknik bedah, pemasangan, maupun uji biomekanik serta dapat menjadi pilihan metode bedah untuk rekonstruksi defek tulang vertebra.

---

Cordoma is a rare and malignant type of tumor that usually occurs in the spine, especially the sacrum or lumbosacrum. The tumor resulted in disruption of the anatomical structure of the spine leading to a deformed condition when the affected area was removed. Reconstructive surgery using spinal implants consisting of a combination of rods and screws currently still shows a high failure rate and surgical complexity. Moreover, few prostheses can facilitate nerve preservation and partial reconstruction. Therefore a new prosthesis is needed to meet the needs of spinal reconstruction.

This research is the process of developing a new design of lumbar and sacral prostheses based on anthropometric studies that have the potential to be produced on a large scale and facilitate nerve preservation and partial reconstruction. The design is developed with the stages of needs identification, concepts generation, concepts and materials selection, detailed designs development, and prototype production. In the final stage, physical testing and installation was carried out on the cadaver using polylactic acid (PLA) and aluminum as well as virtual testing using the finite element method (FEM). This process was followed by expert discussions and biomechanical tests using titanium-based prostheses. This research was conducted at the Anatomy Laboratory of the Department of Anatomy, Faculty of Medicine, University of Indonesia (FMUI) and Mechanical Engineering Laboratory, Faculty of Engineering, University of Indonesia (FEUI) in January 2020–June 2022.

The morphometric dimensions of the male lumbar spine were larger than those of the female, except for the parameters spinal canal depth, anterior vertebral body height, ventral straight breadth, and transverse diameter of the base (p <0.05). In the design and concept development process, there are 3 main product specifications, namely designs that mimic the original anatomy, modular systems, and implants of several sizes. Ti-6Al-4V was selected for the material based on the best score for material evaluation and performance requirements of low density, high tensile strength, high yield strength, low young modulus, high wear resistance, high corrosion resistance and low cost. Property factor weighting is done using a digital logic method. Furthermore, in the FEM test, the design that has been developed meets the criteria for daily use with a maximum stress of 149.53 MPa and a safety factor of 2.56 times. Based on real-condition biomechanical tests, the largest corrected stress for the prosthesis is at a flexion load of 118.6 MPa on the right sacral component S2. All loading conditions on each component show resistance to stress and no failure at all.

This newly designed lumbosacral prosthesis has shown satisfactory results in terms of surgical technique, fitting, and biomechanical tests and can be the preferred surgical method for reconstruction of vertebral defects."

"Penelitian tentang material komposit yang diperkuat serat alami telah mendapatkan urgensi dalam beberapa dekade terakhir, terutama untuk menghasilkan produk mekanis yang lebih baik sambil memahami perilaku mekanisnya melalui pembebanan siklik dan multiaksial yang kompleks. Oleh karena itu, penelitian ini dikhususkan untuk merekayasa dan mengembangkan proses preparasi dan proses manufaktur serta mengarakterisasi perilaku mekanik multiaksial dari prepreg komposit asam polilaktat yang diperkuat serat rami. Proses preparasi dan proses manufaktur telah dilakukan melalui tiga stase rekayasa dan pengembangan: Alpha, Beta, dan Gamma. Prosedur, tujuan, dan hasil terperinci dari setiap stase telah ditampilkan. Beberapa jenis spesimen juga telah dipreparasi untuk diuji melalui pembebanan aksial maupun multiaksial. Uji statis dan fatig telah dilakukan pada arah longitudinal dan transversal dari spesimen prepreg asam polilaktat yang diperkuat serat rami dengan menggunakan sebuah perangkat Arcan yang dimodifikasi untuk meniru kondisi tegangan tarik-geser biaksial pada spesimen. Kerusakan pada spesimen yang gagal juga telah diamati dengan menggunakan mikroskop digital dan modul SEM. Data eksperimental kemudian dibandingkan dengan data prediksi dari perhitungan amplop kegagalan Empiris, Semi-empiris, dan Quasi-eksperimental dengan menggunakan kriteria kegagalan konvensional, yaitu tegangan maksimum, Tsai-Hill, Hashin, dan Tsai-Wu. Kriteria Tsai-Hill dan Hashin memberikan hasil prediksi yang lebih baik karena perhitungannya yang berbeda untuk setiap kuadran pembebanan. Setelah melalui pembebanan dinamis, material memiliki kekuatan fatig sebesar 36-40% dari kekuatan ultimat untuk lamina dan sebesar 42-55% dari kekuatan ultimat untuk laminasi yang mana diperoleh pada sekitar 106 siklus sebagaimana kurva S-N melandai untuk setiap pembebanan berdasarkan rasio biaksial.

---

Research on natural fiber-reinforced composite materials has gained urgency in the last decades, especially in producing a better mechanical product while understanding its mechanical behavior through complex cyclic and multiaxial loading. Thus, this work is devoted to engineer the preparation and manufacturing process and characterize the multiaxial mechanical behavior of a novel ramie fiber-reinforced polylactic-acid composite prepreg. The preparation and manufacturing processes have been carried out through three engineering and developing phases: Alpha, Beta, and Gamma. The detailed procedures, aims, and results of each stage are presented. Various specimen types have also been prepared to be subjected to axial and or multiaxial loading. Static and fatigue tests were performed on the longitudinal (warp) and transversal (weft) direction of the ramie fiber-reinforced polylactic-acid prepreg specimen using a novel modified Arcan fixture to mimic the biaxial tensile-shear stress state on the specimen. The damage on failed specimens has also been observed on a digital microscope and a SEM module. The experimental data are then compared to the predictive data from empirical, semi-empirical, and quasi-experimental calculation of failure envelopes using known failure criteria, e.g., maximum stresses, Tsai-Hill’s, Hashin’s, and Tsai-Wu’s. The Tsai-Hill and Hashin criteria yield a better predictive result due to their distinctive computation for each loading quadrant. During the dynamic loading, the material had its fatigue strength at 36-40% of the ultimate strength for lamina and at 42-55% of the ultimate strength for the quasi-isotropic laminate, obtained around 106 cycles as the S-N curve flattened for each loading based on the biaxial ratio."