Optimalisasi Parameter Desain Kombinasi Open dan Close Cell untuk Memperoleh Desain Stent Dengan Fleksibilitas Terbaik Menggunakan Response Surface Methodology

DARYWAN DAMAR BAASITH, Prof. Ir. Alva Edy Tontowi, M.Sc., Ph.D., IPU., ASEAN Eng.

2024 | Skripsi | TEKNIK INDUSTRI

Penyakit kardiovaskular adalah penyakit dengan kematian tertinggi di dunia. Di Indonesia, kematian tertinggi disebabkan oleh penyakit-penyakit akibat dari penyempitan pembuluh darah. Penanganan yang paling diminati oleh pasien dengan permasalahan penyempitan pembuluh darah adalah pemasangan stent. Permintaan stent meningkat setiap tahunnya, sehingga performa stent perlu diperhatikan. Stent yang ideal adalah stent yang memiliki fleksibilitas yang tinggi dan tegangan von mises yang aman agar tidak mudah patah dan memberikan rasa nyaman di pembuluh darah.

Stent yang diteliti pada penelitian ini adalah biodegadable polymer stent berbahan baku poly l-lactic acid (PLLA) dengan struktur cell kombinasi open dan close cell. Desain yang digunakan adalah stent batik (BT) dengan strut searah (S>>). Metode analisis desain yang digunakan pada penelitian ini adalah finite element method (FEM) menggunakan bantuan perangkat lunak Abaqus 6.14. Pengambilan data dilakukan dengan simulasi pemberian momen di setiap kombinasi desain pada setiap konfigurasi, crimped dan expanded dengan variasi ketebalan stent: 120, 130, 140 µm. Hasil simulasi tersebut digunakan untuk dioptimasi. Pada penelitian ini, response surface methodology (RSM) adalah metode yang digunakan untuk mengoptimasi momen dan ketebalan stent agar mendapatkan respon optimal.

Hasil dari penelitian ini didapatkan kombinasi momen dan tebal optimal. Pada konfigurasi crimped, kombinasi desain pertama memiliki respon optimal pada momen 0,0154 N.mm dan tebal 115,8579 µm, sedangkan kombinasi desain kedua memiliki respon optimal pada momen 0,0042 N.mm dan tebal 120 µm. Pada konfigurasi expanded, kombinasi desain pertama memiliki respon optimal pada momen 0,0170 N.mm dan tebal 120,7148 µm, sedangkan kombinasi desain kedua memiliki respon optimal pada momen 0,0102 N.mm dan tebal 115,8579 µm. Jika melihat perbandingan dari kedua kombinasi desain berdasarkan fleksibilitas terbaik, kombinasi desain pertama lebih baik untuk konfigurasi crimped, sedangkan kombinasi desain kedua lebih baik untuk konfigurasi expanded.

Cardiovascular disease is the leading cause of death worldwide. In Indonesia, the highest mortality rate is due to diseases resulting from blood vessel narrowing. Stent implantation is the most favored treatment by patients with vascular narrowing issues. The demand for stent increases annually, necessitating attention to their performance. An ideal stent should have high flexibility and safety von mises stress to prevent fractures and ensure comport in blood vessels.

This study focuses on biodegradable polymer stent made of poly l-lactic acid (PLLA) with a combination of open and close cell structures. The design used is the batik stent (BT) with unidirectional struts (S>>). The design analysis method employed is the finite element method (FEM) using Abaqus 6.14 software. Data were collected by simulating the application of moments to each design combination in both crimped and expanded configurations, with stent thickness variation of 120, 130, 140 µm. These simulation results were then optimized. The response surface methodology (RSM) was utilized to optimize the moment and stent thickness for an optimal response.

The study yielded optimal combinations of moment and thickness. For the crimped configuration, the first combination design had an optimal response at 0,0154 N.mm and 115,8579 µm, while the second combination had an optimal response at 0,0042 N.mm and 120 µm. For expanded configuration, the first combination design had an optimal response at 0,0170 N.mm and 120,7148 µm, while the second combination had an optimal response at 0,0102 N.mm and 115,8579 µm. Comparing the two design combinations based on the best flexibility, the first combination is better for crimped configuration, while the second combination is better for expanded configuration.

Kata Kunci : Stent, Optimasi, Kombinasi Open dan Close Cell, Fleksibilitas, Von Mises, Response Surface Methodology, Finite Element Method