Simulasi Pengaruh Tekanan Dan Diameter Jarum Kyphoplasty Terhadap Kecepatan Dan Friksi Injeksi Silicone Rubber Dalam Aplikasi Medis Microdiscectomy

Perwira, Gilbert Radius Cakra (2023) Simulasi Pengaruh Tekanan Dan Diameter Jarum Kyphoplasty Terhadap Kecepatan Dan Friksi Injeksi Silicone Rubber Dalam Aplikasi Medis Microdiscectomy. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02511740000076-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2025. Download (4MB) | Request a copy

Abstract

Saraf terjepit merupakan suatu penyakit yang terjadi akibat nukleus pulposus yang terinflamasi di dalam invertebral disc. Saraf yang terjepit akan membuat rasa tidak nyaman akibat sakit yang dialami pada daerah punggung dan pada bagian alat gerak tubuh seperti pada bagian kaki akan seringkali terasa nyeri. Salah satu pengobatan saraf terjepit adalah dengan menggunakan prosedur microdiscectomy dengan melakukan injeksi material pengganti nukleus pulposus. Material pengganti nukleus pulposus salah satunya dapat menggunakan silicone rubber yang dapat diinjeksikan ke dalam invertebral disc sebagai ganti nukleus pulposus yang terdegenerasi atau rusak. Diperlukan juga alat injeksi yang baik untuk proses injeksi ke dalam invertebral disc tanpa menyebabkan herniasi. Dari hal tersebut, penelitian ini mensimulasikan beberapa tekanan dan ukuran diameter jarum yang sesuai untuk menghasilkan kecepatan aliran dan friksi yang diharapkan karena pengaruh apakah suatu jarum dengan tekanan dan ukuran diameter tertentu dengan spesifikasi alat kyphoplasty mampu menimbulkan kecepatan aliran dan koefisien friksi yang sesuai. Simulasi dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak ANSYS R1 2023 dan Autodesk Inventor 2015 untuk merekayasa jarum yang digunakan dalam prosedur pembedahan kyphoplasty agar dapat digunakan sebagai alternatif dari jarum injeksi untuk prosedur pembedahan microdiscectomy. Tujuan dari simulasi dari penelitian ini diharapkan bahwa nantinya dengan hasil yang didapatkan, akan memberikan referensi pada dimensi jarum injeksi yang dapat menyesuaikan diameter jarum dan tekanan pada saat melakukan injeksi. Tekanan yang diberikan pada saat melakukan proses injeksi adalah sebesar 200, 300 dan 400 dalam satuan psi, dengan diameter jarum injeksi mengikuti ukuran umum dari jarum injeksi itu sendiri yaitu 8, 12, 16, 20 dan 24 G. Didapatkan bahwa ketika diberikan tekanan 200 psi, kecepatan maksimum silikon ketika ditekan di dalam jarum injeksi ukuran 8, 12, 16, 20 dan 24 G berturut-turut sebesar 0.764 m/s, 0.416 m/s, 0.0806 m/s, 0.0332 m/s dan 0.0191 m/s; pada tekanan 300 psi sebesar 2.1 m/s, 0.987 m/s, 0.231 m/s, 0.0472 m/s dan 0.0249 m/s; dan pada tekanan 400 psi sebesar 2.72 m/s, 2.13 m/s, 0.54 m/s, 0.0748 m/s dan 0.0326 m/s. Didapatkan ketika diberikan tekanan 200 psi pada ukuran jarum 8, 12, 16, 20 dan 24 G berturut-turut sebesar 0.162, 0.0738, 0.0221, 0.0157 dan 0.0228; pada tekanan 300 psi sebesar 0.621, 0.291, 0.0693, 0.0231 dan 0.0294; dan pada tekanan 400 psi sebesar 0.771, 0.826, 0.826, 0.0313 dan 0.368. Hasil yang didapatkan dari penelitian simulasi ini adalah bahwa semakin besar tekanan yang diberikan, semakin besar pula kecepatan yang terjadi ketika fluida keluar dari jarum injeksi. Diameter yang digunakan berpengaruh pula pada friksi yang didapatkan bahwa semakin kecil ukuran diameter yang terjadi, koefisien friksi yang terjadi juga semakin besar nilainya.
================================================================================================================================
Herniated disc is a disease caused by inflammating nucleus pulposus in the intervertebral disc herniation. Herniated disc will promot symptoms such as pain around the back area and around the limbs such as legs. The treatment for herniated disc, microdiscectomy procedure is done by injecting substituting material for nucleus pulposus. One of the substituiting material is silicone rubber polymer that can be injected into the intervertebral disc to change the degenerated or broken nucleus pulposus. The injection procedure also needs a device that can optimally inject with the concern of cure time from silicone rubber so that it can solidify inside the intervertebral disc without causing further herniation after injection caused by the hole from injecting. This thesis research is focused on simulating various pressure values and diameters of injection needles to get the optimal result of flow rate and friction caused by the fluid substance used for injectable material to substitute nucleus pulposus. This thesis research also aims to analyze the effect of pressure and diameter of kyphoplasty needle that can optimalize the time and flow of injection. The simulation is done by using softwares such as ANSYS R1 2023 and Autodesk Inventor 2015 to form the needle dimensions and simulate the flow into it for microdiscectomy application and procedure. The goals of this research is to analyze the effect of the dimension of diameter of the needles and optimum pressure needed as well as giving a further reference for future medical device for microdiscectomy application, specifically the injection needle design. This simulation experiment uses pressure values of 200 psi, 300 psi and 400 psi with the diameter of needle of 8 G, 12 G, 16 G, 20 G, 24 G. The data obtained shows that when the needle is given 200 psi pressure, the maximum speed of silicone in the needle with size 8, 12, 16, 20 and 24 G respectively 0.764 m/s, 0.416 m/s, 0.0806 m/s, 0.0332 m/s and 0.0191 m/s; with 300 psi pressure are 2.1 m/s, 0.987 m/s, 0.231 m/s, 0.0472 m/s and 0.0249 m/s; and with 400 psi pressure are 2.72 m/s, 2.13 m/s, 0.54 m/s, 0.0748 m/s and 0.0326 m/s. The results of this simulation shows that the bigger of the initial pressure given, the faster the fluid goes out from the needle. The data obtained when the needle is given 200 psi pressure, the silicone will be in contact and gives friction coefficient on the needle wall with size of 8, 12, 16, 20 dan 24 G respectively are 0.162, 0.0738, 0.0221, 0.0157 and 0.0228; with 300 psi pressure are 0.621, 0.291, 0.0693, 0.0231 and 0.0294; and with 400 psi pressure are 0.771, 0.826, 0.826, 0.0313 and 0.368. Diameters used affect on the friction obtained shows that the smaller of the needle diameter size, the bigger friction coefficient it gets.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Silicone Rubber, Microdiscectomy, Rekayasa Ulang Instrumen, Invertebral Disc, Jarum Injeksi, Reverse Engineer Instrument, Intervertebral Disc, Injection Needle
Subjects:	T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA167.5 Neurotechnology. Neuroadaptive systems T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA174 Computer-aided design. T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA347 Finite Element Method T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA357 Computational fluid dynamics. Fluid Mechanics
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Material & Metallurgical Engineering > 28201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Gilbert Radius Cakra Perwira
Date Deposited:	24 Jul 2023 07:39
Last Modified:	17 Aug 2023 14:50
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/99219

Actions (login required)

View Item