DESAIN, ANALISIS ELEMEN HINGGA DAN FABRIKASI PROTOTIPE IMPLAN PLAT PENYAMBUNG TULANG DARI BAHAN ULTRA HIGH MOLECULAR WEIGHT POLYETHYLENE (UHMWPE)

YULIA ANGGRIANI, Muslim Mahardika, S.T., M.Eng., Ph.D.

2012 | Tesis | S2 Mag.Sistem Teknik

Plat penyambung tulang awalnya dibuat dari logam, seperti stainless steel 316L dan titanium. Material ini sangat bagus terhadap korosi, kuat, ulet, keras dan bersifat permanen. Akan tetapi plat logam yang kaku mengganggu fisiologi tulang yang di bawah plat, sehingga penggunaan plat sering terjadi patah kembali setelah proses pengangkatan. Oleh karena itu dapat diberi alternatif dengan menggunakan polimer Ultra-high Molecular Weight Polyethylene (UHMWPE). UHMWPE ini merupakan material polimer yang termasuk biomaterial dan biokompatibel . Pada penelitian ini plat didesain sebagai plat penyambung tulang tangan pada bagian lengan atas (humerus) dan lengan bawah (radius dan ulna). Plat didesain dengan 4 tipe: tipe 1 dengan lubang berbentuk elips dan posisi lubang lurus terhadap plat, tipe 2 dengan lubang berbentuk elips dan posisi lubang saling silang terhadap plat, tipe 3 dengan lubang berbentuk lingkaran dan posisi lubang lurus terhadap plat, tipe 4 dengan lubang berbentuk lingkaran dan posisi l ubang saling silang terhadap plat . Dari semua desain dilakukan analisis elemen hingga dengan menggunakan software inventor untuk mengetahui nilai distribusi tegangannya. Desain plat penyambung tulang dari bahan polimer UHMWPE setelah dianalisa memenuhi syarat sebagai plat penyambung tulang karena nilai distribusi tegangan yang diperoleh lebih kecil dari nilai tegangan luluh UHMWPE. Prototipe implan plat penyambung tulang dengan lubang berbentuk lingkaran dan posisi lubang lurus pada plat menghasilkan nilai distribusi tegangan maksimum yang kecil dari nilai tegangan luluh UHMWPE 21-28 MPa. Untuk plat 2 lubang dengan dimensi 35 mm × 14 mm × 5 mm dengan radius lubang 5 mm, plat 4 lubang dengan dimensi 70 mm × 14 mm × 4 mm dengan radius lubang 5 mm, plat 6 lubang dengan dimensi 105 mm × 14 mm × 4 mm dengan radius lubang 5 mm.

Osteosynthesis plates originally made of metal, such as 316L stainless steel and titanium. This is great material to corrosion, strong, tough, hard and permanent. However, a rigid metal plate interfere with the physiology of bone under the plate, so the use of plate fractures often occur after the appointment process. Therefore, it can be an al ternative to the use of polymer Ultra High Molecular Weight Polyethylene (UHMWPE). UHMWPE is a polymer material including biomaterials and biocompatible. In this study the plate is designed as osteosynthesis plates on the hand bones of the upper arm (humerus) and forearm (radius and ulna). Plate designed with 4 types: type 1 with an elliptical hole and the hole position perpendicular to the plate, type 2 with an elliptical hole and the hole position cross each other on the plate, type 3 with a circle hole and the hole position perpendicular to the plate, type 4 with a circle hole and the hole position cross each other on plate. Of all the designs done finite element analysis using software inventors to find out the value of the stress distribution. Osteosynthesis plates design of the polymer material UHMWPE having analyzed qualify as an osteosynthesis plates due to the stress distribution obtained is smaller than the yield stress value of UHMWPE. The prototype implant osteosynthesis plates with a circle hole and the hole position perpendicular to the plate produces the maximum value stress distribution smaller than the yield stress value of UHMWPE. To plate two holes with dimensions 35 mm × 14 mm × 5 mm by 5 mm radius hole, 4 hole plate with dimensions 70 mm × 14 mm × 4 mm by 5 mm radius hole, 6 hole plate with dimensions 105 mm × 14 mm × 4 mm by 5 mm radius hole.

Kata Kunci : plat penyambung tulang, UHMWPE