Pengembangan Desain Optimal Bone Screw Untuk Implan Ortopedi Menggunakan Ansys : Pengaruh Diameter Screw Dan Pemilihan Material

Nashrulah, Muhammad (2016) Pengembangan Desain Optimal Bone Screw Untuk Implan Ortopedi Menggunakan Ansys : Pengaruh Diameter Screw Dan Pemilihan Material. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya.

[img]
Preview
Text
2714201010-master-theses.pdf - Published Version

Download (3MB) | Preview

Abstract

Penelitian di bidang biomekanik terkait implan ortopedik sedang berkembang pesat di dunia, khususnya untuk fiksasi patah tulang. Fiksasi yaitu pembedahan untuk menempatkan dan melekatkan pelat (plate) logam yang diperkuat dengan sekrup (screw) pada sekitar tulang yang patah. Tulang yang rentan patah yaitu tulang paha (femur) yang mayoritas disebabkan oleh kecelakaan kendaraan bermotor. Data terbaru yang dikeluarkan oleh World Health Organization (WHO) menunjukkan Indonesia menempati urutan kelima kasus kecelakan kendaraan bermotor di dunia. Data dari Kepolisian Republik Indonesia tercatat sepanjang tahun 2013 terjadi 93.578 kasus kecelakaan kendaran bermotor. Hampir 80% dari korban kecelakaan tersebut menderita patah tulang. Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian terkait implan ortopedik dan fiksasi patah tulang yang kompatibel dengan masyarakat Indonesia. Sebelum memproduksi plate dan screw yang cocok dengan kondisi tulang masyarakat Indonesia, maka sebelumnya diperlukan pemodelan dan simulasi terlebih dahulu. Agar kompatibel dengan masyarakat Indonesia, maka pemodelan dilakukan dengan menggunakan tulang femur dari ras Mongoloid. Jenis material yang dapat digunakan untuk membuat screw adalah logam stainless steel. Kelebihannya adalah biokompatibel cukup baik, murah, dan ulet. Penelitian ini difokuskan untuk pemodelan dan simulasi screw menggunakan logam SS316L dan SS304 untuk fiksasi tulang femur menggunakan perangkat lunak ANSYS 15.0. Variabel yang akan dianalisis adalah diameter screw, pemilihan jenis material, serta jumlah dan posisi screw. Variabel-variabel tersebut sangat mempengaruhi fiksasi internal terhadap kestabilan dan kekuatan biomekanik di dalam tulang. Respon yang diperoleh berupa tegangan, regangan, dan total deformasi dari masing-masing tulang dan screw. Berdasarkan penelitian didapatkan hasil desain optimal screw adalah untuk diameter 4,5 mm dengan kombinasi jenis plate slotted dan material penyusun SS316L karena memiliki nilai tegangan von Mises, regangan, serta deformasi terkecil dan berada di bawah nilai tegangan luluh material. ============================================================ Research in the field of biomechanics related orthopedic implants is rapidly growing in the world, especially for fixation of fractures. Fixation is a surgery to locate and attach the plate reinforced with metal screws at about a broken bone. Most of broken bones sited in thigh bone (femur) that the majority are caused by motor vehicle accidents. The latest data released by the World Health Organization (WHO) shows that Indonesia is the fifth case of motor vehicle accidents in the world. Data from the Indonesian National Police recorded during the year 2013 happened 93.578 cases of motor vehicle accidents. Almost 80% of the accident victims suffered broken bones. Therefore, it is necessary to research related to orthopedic implants and fixation of fractures that are compatible with the Indonesian people. Before producing the plate and screws that match the bone condition of Indonesian society, it previously required modeling and simulation beforehand. To be compatible with the Indonesian people, the modeling is done by using the femur of the Mongoloid race. Types of materials that can be used to make the metal screw is stainless steel. The surplus is good biocompatibility, cheap, and tenacious. This research focused on modeling and simulation using a metal screw SS316L and SS304 for the fixation of the femur using ANSYS 15.0. Variable that will be analyzed is the screw diameter, material selection, number and screw position. They are affect in internal fixation by stability and strength in the bone biomechanics. Responses obtained are stress, strain, and total deformation. It is obtained the optimum screw diameter is 4,5 mm combined with slotted plate and the best material is SS316L due the value of von Mises stress below the yield strength of material, minimum value of strain and deformation.

Item Type: Thesis (Masters)
Additional Information: RTMt 620.112 23 Nas p
Uncontrolled Keywords: ANSYS, Biomekanik, Screw, Femur, Mongoloid, Stainless Steel
Subjects: T Technology > TN Mining engineering. Metallurgy
T Technology > TN Mining engineering. Metallurgy > TN690 Metallography. Physical metallurgy
Divisions: Faculty of Industrial Technology > Material & Metallurgical Engineering > 27101-(S2) Master Thesis
Depositing User: EKO BUDI RAHARJO
Date Deposited: 19 Oct 2019 03:22
Last Modified: 19 Oct 2019 04:44
URI: http://repository.its.ac.id/id/eprint/71278

Actions (login required)

View Item View Item