Electronic Theses and Dissertation

Kebutuhan akan perangkat bantu medis teruma pelat implan semakin meningkat seiring dengan tingginya tingkat kecalakaan baik dalam berkendara maupun didunia kerja. Kontur tulang manusia yang tidak beragam dan sangat kompleks mengakibatkan kebutuhan desain perlu perhatian khusus. Salah satu jenis tulang yang sering mengalami kerusakan akibat beban aksial yang diperoleh saat kecelakan adalah tulang calcaneus, dimana fungsi tulang ini pada struktur anatomi manusia sebagai tumpuan saat beraktifitas. Perancangan pelat calcaneus perlu memperhatikan sifat-sifat mekanik seperti deformasi dan regangan. Secara umum untuk mengukur sifat mekanik ini dapat menggunakan metode kontak melalui strain-gauge dan non-kontak melalui optic. Kekurangan metode kontak tidak kokoh menuntut pelaku biomedik mengembangkan metode pengukuran baru. Kemajuan teknologi komputer dan perangkat optic sebagai alat perekam gambar sangat membantu pengamatan dan pengukuran deformasi dan regangan. Digital Image Correlation (DIC) merupakan metode yang digunakan dalam penelitian ini berbasis citra dua dimensi untuk mengukur sifat mekanik pelat implan. Material uji yang digunakan berupa pelat implan stainless 316 medical-grade dengan metode pengujian three poin bending mengacu pada standar ASTM F382. Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh nilai deformasi dan regangan maksimum yang terjadi pada pelat implan calcaneus menggunakan metode DIC yang selanjutnya akan dibandingkan kembali nilai deformasi dan regangan menggunkan strain-gauge dan Finite Elemen Analisis (FEA). Sebelum melakukan pengujian, maka dibutuhkan suatu alat uji khusus yang dapat digunakan untuk penerapan metode-metode ukur yang digunakan. Pembebanan dalam bentuk tekanan akan diberikan pada penampang replikasi uji pelat implan, dilakukan dengan variasi 0.1 – 0.6 MPa dengan lima kali pengulangan. Pengulangan pembebanan uji dilakukan sebanyak lima kali. Hasil nilai deformasi maksimum 2.678 mm pada tekanan 0.3 MPa. Sedangkan nilai regangan maksimum sebesar 0.00157 pada tekanan 0.2 MPa. Hal ini menunjukkan bahwa pelat implant calcaneus tersebut hanya mampu menahan beban penekanan akibat kecelakaan dalam rentang 0.2-0.3 MPa.

The need for medical assistive devices especially implantable plates is increasing along with the high rate of accidents both in driving and in the world of work. The contours of human bones are not diverse and very complex resulting in the need for design needs special attention. One type of bone that is often damaged due to axial loads obtained during accidents is the calcaneus bone, where the function of this bone in the human anatomical structure is as a fulcrum during activities. The design of the calcaneus plate needs to pay attention to mechanical properties such as deformation and strain. In general, to measure these mechanical properties, contact methods can be used through strain-gauge and non-contact methods through optics. The shortcomings of the non-contact method require biomedical practitioners to develop new measurement methods. Advances in computer technology and optical devices as image recording devices have greatly assisted the observation and measurement of deformation and strain. Digital Image Correlation (DIC) is a two-dimensional image-based method used in this study to measure the mechanical properties of implant plates. The test material used is a medical-grade 316 stainless implant plate with a three-point bending test method referring to the ASTM F382 standard. This study aims to obtain the maximum deformation and strain values that occur in the calcaneus implant plate using the DIC method which will then be compared back to the deformation and strain values using strain-gauge and Finite Element Analysis (FEA). Before conducting the test, a special test equipment is needed that can be used for the application of the measurement methods used. Loading in the form of pressure will be applied to the replicated cross-section of the implant plate test, carried out with a variation of 0.1 - 0.6 MPa with five repetitions. Repetition of the loading test was carried out five times. The maximum deformation value was 2.678 mm at a pressure of 0.3 MPa. While the maximum strain value was 0.00157 at a pressure of 0.2 MPa. This shows that the calcaneus implant plate is only able to withstand the pressing load due to accidents in the range of 0.2-0.3 MPa