UJI BIOMEKANIKA PERBANDINGAN

FIKSASI LUAR TULANG TIDIA DENGAN MENGGUNAKAN

U+o L

(!.t

KONEKTOR EKSTERNAL METHYL METHACRYLATE DIDANDINGKAN

KUNTSCHER NAIL- METHYL METHACRYLATE

(PE~~LITIAN EKSPERIMENTAL LABORATORIDM)

KARYA TULTS: Untuk memenuhi syarat ujian nasional Board ilmu Bedah Orthopaedi

Oleh: dr. DWIKORA NOVEMBRI UTOMO

Pennbimbing : Dr.dr. DJOKO ROESHADI

SEKST ORJHOPAEDT LABIUPF. ILMU BEDAH FAKULTAS KEDOKTERAN UNTVERSHAS ATRLANGGA I RSUD DR. SOETOMO

SURABAYA 1998

Karya ilmiah akhir PPDS 1 seksi Bedah Orthopaedi Lab/UPF. llmu Bedah FK. LTNAlR i RStJD Dr. Soetomo

Surabaya.

Judul: UJI BIOMEKANIKA PERBANDINGAN

FIKSASI LUAR TULANG TffiiA DENGAN MENGGUNAKAN KONEKTOR EKSTERNAL METHYL METHACRYLATE

DffiANDINGKAN KUNSTCHER NAIL- METHYL METIIACRYLATE (Penelitian Eksperimental . Laboratorium)

Dr.dr. Djoko Roeshadi

Ketua Program Studi Bedah Orthopaedi Lab/UPF. Bedah FK. UNAJRI RSUD Dr. Soetomo

Surabaya ,.

Dr.dr. Bambang Prijambodo.

II

KATAPENGANTAR

Penelitian ini sebagai salah satu persyaratan dalam rangka menempuh dan

melengkapi pendidikan spesialisasi Ilmu Bedah Orthopaedi di Laboratorium Ilmu

Bedah Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga I RSUD Dr. Soetomo Surabaya,

Ucapan terima kasih kami sampaikan kepada yang terhormat Prof dr. I Putu

Sukarna, Kepala SMF Bedah Orthopaedi FK UNAIR I RS Dr. Soetomo Surabaya

yang telah membimbing kami dengan penuh kesabaran dan dorongan selama kami

menempuh pendidikan spesialisasi Orthopaedi.

Ucapan terima kasih kepada yang terhormat Dr. dr. Bambang Prijambodo

sebagai ketua Program Studi Ilmu Bedah Orthopaedi yang selalu membimbing dan

memberi semangat untuk maju.

Ucapan terima kasih kepada yang terhormat Dr.dr. Djoko Roeshadi selaku

pembimbing dalam penyusunan karya ilrniah ini, yang selalu memberikan dorongan

dan bantuan secara moril maupun materiil, sehingga penelitian ini dapat terlaksana

dengan lancar.

Dengan tulus kami ucapkan terima kasih kepada guru - guru kami dr. Achmad

Syarwani, dr. Satrio, dr. Abdurrahman, dr, Bagyo S Wmoto, dr. Herman Santoso dan

dr Ketut Martiana yang telah banyak meinberikan dan mengarahkan kami dalam

pendidikan Ilmu Bedah Orthopaedi sehingga sangat bermanfaat untuk kemajuan kami.

Ucapan terima kasih kepada dr. H.M. Sajid Darmadipura selaku Kepala

Laboratorium Bedah FK UNAIR I RSUD Dr. Soetomo Surabaya yang telah

memberikan kesempatan kepada kami untuk mengikuti spesialisasi Ilmu Bedah

Orthopaedi.

Terima kasih kepada kepala laboratorium Dasar Bersama Universitas Ai rlangga

beserta staff terutama Dra Anik Setya Budiatin, Apt. yang telah memberikan ijin

kepada kami untuk melakukan penelitian dan menggunakan alat Authograph

Shimadzu, sehingga dapat terwujud karya ilmiah ini.

Ucapan terima kasih kami sampaikan kepada lr Sudiyono Kromodihardjo MSc.,

PhD. Atas kesediaan beliau sebagai konsultan biomekanika, sehingga penelitian ini

dapat terwujud.

Terima kasih kepada Dekan Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga dan

Direktur RSUD Dr. Soetomo Surabaya atas kesempatan yang diberikan kepada kami

untuk mengikuti pendidikan maupun untuk dapat bekerja dengan baik.

Kepada segenap sejawat residen, paramedis, tenaga administrasi, karyawan,

dokter muda dan semua pihak yang telah banyak membantu dan bekerja sama dengan

baik kami ucapkan terima kasih.

Akhimya kepada orang tua, istri dan anak anak kami atas do' a restu, dorongan,

toleransi serta pengorbanan yang diberikan kami ucapkan terima kasih.

Semoga Tuhan senantiasa memberikan rahmat dan petunjuk kepada kita semua.

IV

Surabaya, September 1998

Penyusun

dr. Dwikora Novembri U~omo .

Objective:

Design :

Setting :

Speciment:

Intervention :

ABSTRACT

To evaluate biomechanical analysis of external :fixator with external

conector, methyl methacrylate compared with Kuntscher Nail -

methyl methacrylate.

Experimentallaboratorium

Orthopaedic section Laboratory, Department of surgery Dr.

Soetomo Hospital I Medical Faculty of Airlangga University and

Basic Laboratory, Airlangga University.

Tibial bone, of the cow

Those two kind's of external fixator were performed : bending test

(600 N, Inter fulcrum distance 13,5 em) and torsion test (50 N,

moment arm, 11,5 em)

.Main Outcome : Opening fractured site (Bending) and shifting fractured site measure

(torsion)

Result: The result showed that eA1ernal :fixator with external conector

methyl _ methacrylate (mean 2,9000) superior stiffuess compared

with external conector K Nail- methyl methacrylate (mean 4,6514)

on bending test, and on Torsion test external conector methyl

methacrylate (mean 1,4986) superior than K Nail - methyl

methaL'!)ia~e (mean 5,4914), both were signifrcanl (p < 0,000)

Key word::: Biomecbanical test - external fixator - Methyl methacrylate -

Kuntscher Nail.

v

DAFTARISl

Hal

KATAPENGANTAR 111

ABSTRAK v

DAFTARISI Vl

DAFTAR GM1BAR DA..N T ABEL Vil

BAB I. PENDAHULUAN 1 I. I. LA TAR BELAKANG 2 1.2. IDENTIFIKASI MASALAH 2 I.3. RUMUSAN MASALAH 3 I.4.TUWAN PEN'ELITIAN 3 T.5. MANFAAT PENEUTTAN 3 1.6. HIPOTESIS 3

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA 4 IT. I. ANATOMT CRURIS ll. 2. BIOMEKANlKA FUNGSIONAL EKSTREMITAS BAIW AH 12 II. 3. BIOMATERIAL : STRENGTH DART MATERIAL 20

I3AI3 III. 1. LA!~DASfu"'J" TEORI 27 111.2. KERANGKA KONSEPTUAL 34

BAB TV. I'vffiTODE PENcLITTAN IV.l. RANCA.~G BANGUN IV.2. SAMPEL. IV.3. VARIABEL TV.4. TEJ\1PAT DAN \VAKTU PE!\TEUTTAN IV.5. BAHAN PENELITIAN TV. 6. DEF~TJSI OPERASIONAL

BAB V. TIASIL PENELTTTAN

BAB VI. PEMBAHASAN

BAB VTT. KESTMPULAN

BAB VIII. KEPUST AKAAN

LAMP IRAN

Vl

35 35 35 35

36 38

A 1 '-+I

43

45

46

DAFTAR GAMBAR DAN TABEL

Hal

Gambar IT. 1 Penampang melintang tungkai bawah 5

Gambar ll. 2 Anatomi cruris dilihat dari anterior 8

Gam bar IT. 3 Ar.atorni cruris dilihat dari posterior 9

Gambar II. 4 Two leg stance 14

GambariT. 5 One leg stance 15

Gambar II. 6 Salah satu fungsi patella pada sendi lutut 18

Gambar IT. 7 : Gaya-gaya pada sendi ankle pada posisi tubuh sedikit ke anterior 20

Gambar TT. 8 : Kurva stress- strain 22

Gambar TL 9 : Kurva tentang hubungan stress strain dari beberapa material 23

Gdmbar IT. 1 0 : Kurva tentang bending test pada fraktur transverse tulang tibia dengan fiksasi luar menggunakan self curing acrylic resm 26

Gambar TIT. 1 Gambar beberapa macam fiksasi luar. 28

Gambar III. 2 Beberapa macam konfieourasi fiksasi luar 30

Gam bar ITT. 3 Safe corridor pada cruris. 32

GambariV. 1 Sketsa ke 2 modifikasi fiksasi luar. 40

Tabel IT. 1. : " Physical Properties'" dari Blue Ostron (Self curing acrylic resin) 25

Tabel V. 1. : Hasil Penelitian Bending test 4i

Tabel V. 2. : Hasil Penelitian Torsion test A"l '"t.<.

V11

Lamp iran:

Gambar 1

Gambar 2.

Gambar 3

Gambar 4

Gambar 5

Gambar 6

Gambar 7

Gambar 8

Peralatan yang digunakan untuk menunjang penelitian

Aoutograph Shimadzu

Bending test pada fiksasi luar dengan konektor eksternal methyl methacrylate

Bending test pada fi.ksasi luar dengan konektor eksternal Kuntsher Nail - Methyl Methacrylate

Torsion test pada fik.sasi luar dengan konektor elsternal methyl methacrylate

Torsion test pada fiksasi luar dcngan koncktor ckstcmal Kuntscher Nail- Methyl Methacrylate.

Peralatan yang digunakan untuk menunjang penelitian (jangka sorong)

Alat khusus yang di disain untuk menunjang penelitian

viii

PENDAHULUAN

1.1. LA TAR BELAKANG PENELITIAN

Tibia sesuai dengan anatomi dan fungsinya merupakan tulang yj ng paling

sering serta mudah terkena trauma. Seiring dengan kemajuan dibidan tehnologi

dan transportasi, kualitas trauma meningkat dan sering didapatkan Hi h velocity

injuri yang mengakibatkan teijadinya patah tulang terbuka gradasi III (open

fracture grade !If), dalam penatalaksanannya menggunakan FIKSAISI LUAR

untuk imobilisasi.

Dengan mengingat kondisi sosial ekonomi sebagian besar penderita,

dilakukan modifikasi dalam teknik pemasangan FIKSASI LUI dengan

menggunakan konektor ekstemal methyl methacrylate atau kombinasi Kuncher

Nail dengan methyl methacrylate.

Tujuan imobilisasi dengan fiksasi luar adalah :

• mempercepat mobilisasi penderita

• mengurangi resiko infeksi karena pemasangan implant (minimal implant)

• mempermudah perawatan luka

Modifikasi FIKSASI LUAR dengan menggunakan konektor ekstemal

methyl methacrylate telah dipakai selama bertahun-tahun untuk l enangani

penderita-penderita dengan patah tulang terbuka di Rumah Sakit Dr. ~oetomo I FK lf.NAIR, dengan metode ini didapatkan fiksasi dengan biaya real if murah,

FIKSAl. I LUAR akan tetapi kurang baik dari segi kosmetika, sedangkan ~

1

dengan menggunakan konehor ekstemal Kuncher Nail diameter 9 mm

dikombinasikan dengan methyl methacrylate pada bagian bagian tertentu telah

digunakan oleh sebagian ahli bedah Orthopaedi di Rumah Sakit selain RS Dr.

Soetomo/ FK UNAIR, metode ini relatif lebih mahal, akan tet1api secara

kosmetik lebih baik.

Penelitian uji biomekanik.a idealnya menggunakan kadaver segar, namun

karena kesulitan dalam mendapatkan bahan, maka dipilih sapi. Pada Penelitian

ini dilakukan uji biomekanika fiksasi luar pada tibia sapi dengan gerakan bending

dan torsi (putar)

1.2. IDENTIFIKASI MASALAH

1. Tibia merupakan tulang yang paling mudah dan sering mendapatkan trauma

2. Dengan kemajuan tehnologi dan transportasi kualitas trauma meningkat,

sering didapatkan patah tulang terbuka gradasi tiga (open jract: tre grade

III)

3. Diperlukan fiksasi luar yang stabil serta mudah untuk perawatan I ka

4. Di Surabaya digunakan 2 macam modifikasi fiksasi luar dengan konehor

eksternal methyl methacrylate dan Kuncher nail diameter 9 mm dikombinasi

dengan methyl metacrylate

5. Diperlukan uji biomekanika untuk mengetahui stabilitas ke dua modifikasi

fiksasi luar tersebut.

2

1.3. RlJMUSAN MASALAH.

Belum diketahui stabilitas sistem fiksasi luar yang menggunakan konektor

ek.sternal methyl methacrylate atau Kuntscher Nail dalam hal gaya bending dan

torsion.

1.4. TUJUAN PENELITIAN

Mengetahui beda stabilitas sistem .fiksasi luar dengan konektor eksternal

methyl methacrylate dan Kuntscher nail methyl methacrylate melalui uji

Biomekanika Bending test dan Torsion test.

1.5. MANF AA T

Mendapatkan bentuk fiksasi luar yang cukup stabil, murah dan muda.IJ

serta dapat dilakukan perawatan patah tulang terbuka secara efisien dan dapat

dipertanggung jawabkan.

1.6. HIPOTESIS

Modifikasi fiksasi luar dengan konektor eksternal methyl methacrylate

lebih stabil dibandingkan kunektor eksternal Kuntscher Nail diameter 9 mm -

methyl methacrylate.

3

BABII

TINJAUAN KEPUSTAKAAN

11.1. ANATOMI

TIBIA

Tibia adalah tulang medial besar tungkai bawah, yang berartikulAsi dengan

condylus femoris dan caput fibula diatas serta talus dan ujung dit al fibula

dibawah.

Corpus tibiae berbentuk segitiga pada potongan melintang, dengan tiga

batas (margo) dan tiga permukaan (facies). Margo anterior dan medJ l, dengan

facies medialis diantaranya, terdapat subcutan. Margo anterior menbnjol dan

berbentuk "shin". Pada pertemuan margo anterior dengan ujung atas tibia

terdapat "tuberositas", yang menjadi tempat melekat lig patellae. Margl anterior

membulat dibagian bawah, tempat ia menyatu dengan maleolus medialls. Margo

lateral atau interosea menjadi tempat perlekatan membrana interosea.

Facies posterior corpus menampakkan sebuah garis serong, yaitu linea

musculi solei dibawah linea musculi solei terdapat sebuah tabunJ vertikal

membelah facies posterior menjadi area medialis dan lateralis. Ujung b, wah tibia

sedikit melebar dan pada aspek inferiomya tampak sebuah permukaan sendi

berbent•.tk pelana untuk talus. Ujung bawahnya memanjang ml mbentuk

I malleolus medialis, facies lateralis malleob.•s medialis berartik-ulasi den : an talus.

4

Ujung bawah tibia memiliki lek-ukan lebar dan kasar pada permukaan lateralnya

untuk berarti..blia.si dengan fibula..

Posisi analomi tibia, lerut.ama anleromedial dan k.rista anterior yang hanya

diliputi oleh kulit dan ja..ringan subkutan menga..icibatkan mudah terkena trauma,

sering mengalami patah tulang terbuka.

(Leach, RE 1984, Appley, AG; Solomon, L; 1993)

Cruris tcrdiri dari kompartcmcn:

• Anterior

• Laterai

• Posterior : - superficial

- profundus.

ANTERIOR

POIT!RIOA

Gambar II. 1.: Penarnpang rnelintang tungkai bawah (diarnbil dari Hoppendfeld; de 8oer 1984)

5

Kompartemen anterior:

Batas medial: tulang tibia, lateral: tulang fibula dan muse. Interosseous

disebelah posterior serta fascia disebelah anterior, berisi otot-otot:

tibialis anterior

Exterior digitorium longus

Exterior hallusis longus

Peroneus tertius

a. tibialis anterior, n. peroneus profundus.

a. tibia anterior dan n. peroneus profundus berjalan di dalam otot-otot, sehingga

secara normal terlindung dari trauma. Lesi n. peroneus dapat teijadi karena

peningkatan tekanan Intrakompartmental atau penurunan suplai pembuluh darah

ke nervus tersebut .

K ompartemen Lateral:

Berisi :

otot peroneus brevis dan peroneus longus yang melindungi shaft

fibula.

N . peroneus superfisial berjal·an pada septum inter muscularis antara

m. peroneus dan ekstensor digitorum longus, sehingga nervus ini

jarang menyertai fraktur shaft fibula.

6

Kompartemen posterior.

Terdiri dari otot-otot:

• soleus

• gastrocnemius

• tibialis posterior

• fleksor hallucis longus

• fleksor digitorum longus

• n. tibialis posterior

• a. tibialis posterior dan a. peroneal.

7

Extensor dig i torum longu

Superfic•al peroneal n .

Deep peroneal n .

Interosseous logament

Extensor hallucis longua

Gambar ll.2. Anatomi cruris dilihat dari anterior (diambil dari Hoppenfeld S; de Boer 1984)

8

·I ' .• :

\\; ~ ' ~

.I

I I i

Medial malleolus

Gambar IT. 3 : Anatomi cruris dilihat dari posterior (diambil dari : Hoppenfelds S; de Boer 1984)

9

SUPLAI·DARAH

•

•

Shaft mendapat suplai darah dari a. nutrisia dan pembuluh darah pJriosteal.

A nutrisia menerima suplai darah dari a. tibia posterior dan menl mbus sisi

lateral korteks tulang pada origo m. soleus, tepat dibawah garis bblik tibia

posterior (linea muskuli s9lei) arteri ini terbagi menjadi 3 cabang ascenden

dan 1 cabang descenden yang memasok aliran darah ke pf rmukaan

endosteal

• Periosteum mendapat suplai darah dari cabang a. tib. Anterior

• a. peroneus pada kompartemen posterior mempunyai cabang antenior yang

I berhubungan dengan a. dorsalis pedis, arteri tib. Anterior mungkin

mengalami oklusi meskipun pulsasi a. dorsalis pedis masih teraba ( karena

cabang-cabang yang berhubungan tersebut ). (Leach, RE 1984)

MEKANISME TRAUMA ( MECHANISME OF INJURI)

• ·Fraktur shaft tibia dapat disebabkan oleh trauma langsung :

• Kecelakaan lalu lintas dan luka tembak ataupu trauma tidak langsung : olah

raga ski dan jatuh dengan kaki terfiksasi

• Hoaglund dan States mengemukakan bahwa High energy fr<~.cture

mempunyai prognose lebih jelek dibarn!ing low energy fractur-e, karena

menyeb&bkan luka terbuka, kerusakan kulit dan jaringan lunak lebb berat

serta kerusakan tulang yang lebih parah (Leach, 1984)

10

• Twisting force rnenyebabkan frakture berbentuk spiral pada ke 2 tulang

pada level yang berbeda, angulatory force menghasilkan fraktur ~ransversal

atau short oblique pada level yang sarna

• Direct injuri merusak kulit diatas fraktur, kecelakaan sep da motor

merupakan penyebab tersering. ( Appley,AG;1993)

Untuk fraktur terbuka, digunakan grading dari Gustilo (Gustilo, ~erkow &

Templeman 1990)

Tipe I: simple fractur, luka bersih, perforasi oleh karena spike

dari tulang.

II: luka > 1 em tetapi tidak disertai kerusakan jaringan lunak

yang luas (moderately severe fracture).

ill: Trauma yang berat dengan kerusakan jaringan lunak yang

hebat dan luka terkontarninasi.

Kelompok ini (grade ill) dibagi menjadi bebrapa sub kelornpok

IliA- adequate soft tissue coverage.

IIIB - skin loss (Bone exposed).

III C - disertai kerusakan neurovaskuler.

Tipe III C memerlukan kerjasama multidisipliner.

- Insiden infeksi : 1 % untuk grade I sarnpai dengan 3 0 % untuk grade

ill (Appley, AG; 1992).

11

Penatalaksanaan pata.l} tulang terbuka

1. Anlibio tika.

2. Debridemant.

3. S tabilisasi.

4. Delayed closure.

5. Rehabilitasi.

Antibiotika diberikan s~jak awal, luka dilakukan debridemant, G1 tilo gr T

dapat ditutup primer, dan diterapi seperti fraktus tertutup, grade TT dan TIT luka

dibiarkan terbuka dan diobservasi setelah 3 hari hila diperlukan dapat dilakukan

debridemani ulang.

Stabilisasi pada grade ITT paling baik dengan menggunakan fiksasi luar, untuk

perawatan luka secara terbuka, segera setelah luka bersih dan terdapat jaringan

I granulasi, luka dapat ditutup dengan penjahitan langsung (tanpa tegangan) atau

dengan skingraft. (Appley, AG; 1993).

ll.2. BIOMEKANIKA FUNCSIONAL EKSTREMITAS BA \VAH:

GERAKANSENDIPANGGUL

I Sendi panggul merupakan salah satu sendi yang terbesar dan paling stabil,

tidak seperti sendi lutut, stabilitas intrinsik dilal.llkan oleh konfigurasi ~igid ball

and sockel dari sendi panggul Mobilitasnya ideal dan memungkinkan gerakan

12

normal dalam penampilan kehidupan sehari-hari range of motion illaksimum

pada manusia normaL

Fleksi - ekstensi = 140 o

Abduksil - Adduksi = 7 5 o

Rotasi = 90"

Rentang maksimum hanya pada posisi awal tertentu, sebagai contoh posisi

yang paling disukai untuk fleksi - ekstensi adalah :

-· sedikit alxiuksi dan rotasi netral

- Alxiuksi- Adduksi: "sedikit fleksi dan rotasi ~ksternal"

Gaya yang beketja pada sendi panggul, dalam hal ini gaya yang bekerja pada

caput femur selama single leg stance 2 - 3 kali berat badan, sesl dengan

penelitian inviro Rydell dari Swedia pada penderita yang dipasang prostesis,

subyek berdiri pada satu kaki didapatkan pengukuran gaya eks.werimental

I sebesar 2,6 kali berat badan.

Gaya dinamis selama stance in walking bervariasi, kurang dari berat bl dan pada

kecepatan yang sangat lambat, 1,6 kali Berat Badan pada kecepatan lambat dan

5 kali Berat Badan pada saat berlari. l Pada posisi berdiri (t\voleg stance), gaya yang bekerja pada sendi panggul

terbagi merata, setiap ekstermitas bawahmerupakan 1/6 Berat Bedan, maka 2/3

Berat Ba..t-dll terdapat diatas hip (1/3 Berat Badan pada setiap hip)

13

Gam bar . 11 .4. : Two leg stance. (diambil dari Cochran G.V. 1982)

Gaya yang bekelja selama one leg stance diperbesar oleh gaya oleh otot-otot

dan gaya gravitasi yang bekerja pada lengan gaya. Caput femur bertinda."k

sebagai fulcrum atau g_usat rotasi sementara otot-otot abduktor pada sisi yang

menyangga bekeija pada sudut tertentu untuk mempertahankan level pelvis,

deD!,>an resullanle g-aya 30 " dari garis vertikal ( 60 " lerhadap borizonL ).

Pada konfigurasi ill4 Abduktor dianggap mempunyai origo pada fek ur, dan

insersi pada pelvis, dan menghasilkan gaya ke bawah ber1awanan arah dengan

. . JaruiDJa!P.

Aksi gaya ini mengimbangi gaya kebawah oleh beral badan, yang menghasi1kan

gaya searah jarum jam. Berat badan yang bekerja pada sistim ini

mempresentasikan 5/6 total berat badan, karena ekstremitas bawah dibawah

14

daripada hip yang disangga tidak terlibat gaya oleh berat badan bekerja melalui

lengan gaya sepanjang pusat gravitasi ke caput femur, dan dengan satu

ekslremitas bawah yang diangk.at, struktur ini mempunyai massa yL g lebih

besar pada sisi yang tidak disangga ( unssuported side), sehingga pusat gravitasi

sedikit bergeser kearah sisi yang tidak disangga (Cochran, Gub,l982 Nordin F,

1989)

s;fi body weight above

support teg

gambar 11.5. : One leg stance (diambil dari Cochran GV!3, 1982)

LUTUT DAN EKSTREMITAS BA WAH

Sendi lutut tidak dapat disebut sebagai sendi engsel biasa, sendi lutut

sebagaimana -:.endi siku (elbow) mempunyai 2 bidang gerakan roJ i dalam

I bidang transversal dan longitudional. Gerakan fleksi - ekstensi dalarn bidang

transversal bisa mencapai 150 ". Sebesar 10-20" pada akhir gerakan bkstensi,

15

tibia mengalami rotasi eksternal, mekanisme ini terjadi antara meniscus dan tibia

dan menambah stabilitas pada posisi ekstensi (screw home mechanism).

Didapatkan abduksi-adduksi sebesar 10 o ( dibatasi oleh adanya Ligamenlwn

Kolateral, Stabilitas terbesar pada posisi ekstensi penuh.

Gerakan antero posterior pada lutut dikontrol oleh ligamentum cruoiatum dan

collateral, gerakan ke anterior tight pada ekstens~ dan gerakan kj posterior

tight pada posisi 30 o fleksi, pada posisi 90 o ke dua ligament tight..

Dalam aktivitas sehari-~ secara fungsional range of motion lutut : 5-110 "

( flexi - ekstensi) dan 10 - 15 o ( Abduksi - adduksi) sebagai ilustrasi gerakan

berjalan yang normal membutuhkan near full extension - 70 " flexi, untuk

menuruni anak tangga dibutuhkan minimum 90 ° fleksi, untuk memanlat kurang

dari hal tersebut, duduk yang nyamatl diatas kendaraan dibutuhkan lebih dari 90°

fleksi lutut.

Dan 110 " merupakan tujuan yang harus dicapai untuk kenyamanan dalam

aktivitas sehari-hari. I

GAYA YANG BEKERJA PADA SENDJ LUTUT

Pada saat seseorang berdiri tegak. gaya berat dari pusat gra-..1tasi berjalan

sedikit didepan pusat sendi lutu pada saat ekstensi Delluh, oleh kareJ itu tidak

ada aktivitas otot kecuali mempenahankan lutut dalam keadaan ekstensi, dalam

keadaan ini load pada sendi lutut pada orang normal secara sederhan.lt dapat

digambarkan sebagai gaya berat tubuh dikurangi berat d.ari kaki.

16

Bila terjadi defonnitas varus ataupnn valgus, load pada kompertemen medial I

atau lateral akan meningkat. I

Static load pada sendi lutu meningkat 3-5 kali berat badan pada kat berdiri

pada posisi sendi lutut ben/ knee slance atau menaiki anak tangga secara

per laban.

Meniscus medial dan lateral berfungsi mendistribusikan gaya pada kartilago

artil.'Ular dengan cara memperluas area kontak dari femur terhadap tibial

plateau, sehingga mengurangi beban yang berlebihan pada kartilagoj artikular

yang bis..1- menimbulkan destruksi pada kartilago artikular.

SENDI PATELLOFEMORAL:

Salah satu fungsi patella adalah bertindak sebagai katrol (pulley) yang merubah

arah tarikan otot Quadriceps untuk menggerakkan kaki, secara bermal na patella

meningkatkan moment arm Quadriceps terutama pada saat lutut b endekati

posisi ekstensi. Pada posisi 90 " fleksi fungsinya berkurang karena terfiksasi

diantara ke dua condilus. .A1omenL arm Quadriceps bervariasi pada berbagai

posisi sendi lutut, kurang lebih 6 em pada ekstensi penuh, dan 4 em J ada 120"

tleksi.

Tanpa patella, quadriceps kehilangan 30% dari keuntungan mekJ s kurang

lebih 45" dari gerakan fleksi dan muscle tension yang ,diperlukan unJuk meng-\

ekstensikan kaki melawan gravitasi meningkat 15-20%.

I

17

I moment arm I

I~'\ 6cmr~~J I II Yt '0, ~I

('-, ~ ~ \ I;/·: pulfeyU ·, , 1/// u I - C~:::l I

Gambar.li.6 : mcnggambarkan saiah satu fungsi patella pada scndi pada scndi Jutut (diambil dari Cochran GV, 1982.)

SENDIANKLE

Ankle merupakan contoh klasik dari saddle joint, dimana tibia m1 ngalami

sliding kedepan dan belakang terhadap talus dengan satu gerakan yang bebas:

rotasi pada aksis transversal dan beberapa derajat tilt atau rotasi pada aksis

vertikal. Sendi subtalor memegang peranan sangat penting pada gerakan rotasi

horizontal fool terhadap leg pada bidang frontal seperti gerakan rockfng~ bila

sendi ini mengalami kerusakan maka beban berlebihan akan ditransmisikan pada

ankle. Sendi chupari 's memungkinkan gtT"&um dalam 2 bidan~, bidang ~ontal:

gerakan pro nasi - supinas~ dan gerakan fleksi - ekstensi pada bidang sagital.

Bila seseorang berdiri pada posisi istirahat, atau pada two leg stance, J kanan I

beban pada sendi ankle ditingkatkan oleh 2 macam otm yang mempertl.an

keseimbangan yaitu otot-otot ansi flexor dan plantar jlexur. Otot-otot t.ersebut

18

bekerja hampir tegak lurus pada sendi ankle, beba..'l I gaya yang bekkrja pada

sendi anlde meningkat sesuai dengan besarnya tension dari otot-otot/ Pada

single leg stance.

Keseluruhan berat badan di aplikasikan pada sendi, sehingga diperlukan gaya­

gaya yang lebih besar dari otot -otot Wltuk mempertahankan keseimbangan pada

bidang frontal dan sagital.

Sebagai contoh pada posisi tubuh sedikit kedepan, dimana pusal gravitasi dari

tubuh terletak 2,0 em anterior sendi ankle, jika separuh berat badan ada pada

setiap fi>ot dan Berat Badan = 600 N (135 lb-f), maka 300 N bekerja dengan

moment arm 2 em (pada rnasing-masing fool). Gaya otot-otot plantar flexor

bekerja untuk melawan moment tersebut dan bekerja sebagai gaya yang

mempunyai lengan gaya (arm moment) sedikit lebih pm~ang (3cm).

Kalkulasi dari pada gaya-gaya tersebut:

Untuk: lvfoment Equilibrium, maka moment otot-otot (plantar flexor ccw) =

gravity mo ment (Berat Radan, cw) atau L moment= 0 dimana M (muscle torce)

belum diketahui.

DM (muscle moment arm) = 0,003 m; G (1/2 Berat Badan) = 30 N; dG

(Jengan gaya dari Berat Badan = 0,02 m), jadi:

- (M x 0,03 m) + (300 N x 0,02 m) = 0

M (pantar flexor force)= 6 Nn I 0,03 m

= 200 N ( 45 lb - f)

19

Dengan asumsi arah gaya-gaya tibia, gravitasional dan otot-otot harus

paralel, sehingga total gaya pada sendi ankle: 300 N + 200 N, atau spo N (5/6

Berat Badan) I

Dalam kenyataanya, arah dari gaya-gaya vertikal bervariasi pada sudut 5 -

10 u (Cochran, GVB; 1982, Nordin, F, 1989)

G

Gambar 11.7. Gaya-gaya yang bekelja pada sendi ankle pada posisi tubuh sedikit ke anterior. (diambil dari Cochran GV, 1982}

ll.3. BIOMATERIAL

STRENGTH DARI MATERIAL

Merupakan cabang mekanika yang mempelajari hubungan antara gaya

eksternal yang diaplikasikan serta terjadinya : mlernal effect dan perubahan

bentuk (deformation) terhadap bagian tubuh yang mengalami gaya eksternal

terse but:

20

• Loads

• Deformation :

gaya yang bekerja pada tubuh ( compression, tension,

shear, torsion ).

perubahan bentuk temporer ( elastic ) atau pennanent

(plastic) dari bagian tubuh.

• Perubahan Load menyebabkan perubahan deforrnation.

• Stress:

• Strain

Intensitas dari Internal Force

Stress = force I area

Normal stress (compressive atau tensile) bekelja tegak

lurus pada permukaan tempat gaya bekerja, sedangkan

shear stress bekerja paralel.

pengukmatl relatif dari perubahan bentuk tubuh

(deformation) sebagai akibat gaya yang bekerja.

(strain= perubahan panjang asal dari obyek).

• Modulus elastisitas dari Young : pengukuran dari "stiffness" material atau

kemampuan untuk menahan peruba.han bentuk

(deformation)

E = stress I strain. .

Setiap mater.;al mempunyaj -'-different stiffness" (E)

(Miller, .PM; 1996)

21

Kurva stress-strain

Stress

L-v-' Plastic Stral -

Defamation

Stroh

Gambar 11.8 : Kurva stress-strain ( diambil dari Miller, OM Review of Orthopaedic : 1996)

O rthopaedic material

Dikenal2 macam ''orthopaeic materiar' :

a metal

b non metal : polyethylene, PMMA (bone cement), silicone, ceramic dan jenis

material lain : po lylactidacid coated carbon.

Implan yang digunakan dibidang crthopaedi terbuat dari 316 L

stainless (L =Low Carbon), stainless stell: iron, chromium., nickel.

Supennetal alloy: C{"~alt- chremi1m1- molybdenum (65 %Co, 35

% Cr. 5 % Mo) titanium alloy (Ti - 6 Al - 4V). Tiap-tiap bahan

mempunyai d~tferent stiffness (E). (Miller DM; 1996)

22

I I

I

-1;1/34 I I I/>

Stress 1////// 1

ww iff£ Strcti

11

1_ Al~O:; ( cera.mic} 2- Co-Cr-Mo (Alloy) 3. Stainless steel 4. Titanium 5. Corticai bone 1 6. Matrix polymers (PS, PEEK)

~: ~~~~ylene I 9. Cancellous bone

iO. Tendon/ligament 11 . ~rti!age

Relaffve Vct.Jes of Yangs Moc:UJs · (NOt to scde)

Gb 11-9. Kurva tentang hubungan stress strain dari beberapa material ( diambil dari : Miller OM Review of Orthopaedic : 1996)

Bahan bak-u Irnplan (Intramedullary nail illlS : Kuntscher Nail)

semua Intramedlmry nail mempengaruhi st({{ness dan strength nya, hampir

terbuat dari stainless steel, beberapa terbuat dari titaniunl.

Titaniwn' s modulus elasticity (Eti = 110 G Pa) kurang lebih 50 i% 316 L

stainless steel (Ess = 200 GPa), Ultimate strength da..ri tita..'lium

(Uti = 800Mpa) kurang lebih 1,6 stainless stel! (Uss = 500 Mpa) (Rrowner,

DB, 1996}

23

Polymethyl methacrylate (PMMA : bone cement)

• Digunakan untuk fiksasi dan load distribution lmplan.

• Mempunyai tensile strength yang lemah, lebih lemal1 dari tulang \ terhadap

•

gaya kompresi dan mempunyai "E" yang rendah.

Pengurangan voids (porosity) pada saat melakukan insersi (vacuu

1

m, centri

fugatio n, tehnik yang baik) meningkatkan strength dan menurunkan resiko

cracking.

• PMMA berfungsi secara Mechanically Interlocking dengan tulang. \

• Cement Failure sering disebabkan oleh mikrofi-aktur dan fi-agmeliltasi dari

cement. (Miller, DM; 1996)

Pada November 1970, T noue, S. et al mendesain suatu fiksasi lua dengan

menggunakan self Curing Acrylic Resin sebagai konektor eksternalnya (Bar),

(setelah reduksi suatu fi-aktur, fi-agmen distal dan fragmen p oksima!

dihubungkan dengan self curing acrylic resin). Se(( Curing Acrylic Rekin yang

d. k b · ~- · · z · bo I 1guna an se agm suatu . JXInK matena menyerupm ne ceme t yang

digunakan pada kasus-kasus THR (Total Hip Replacement) dan juga sebagai

dental modelling material yang harganyamurah.

Hardness dari self curing acrylic n:sin harnpir sarna dengan compact bone,

serta mudah dipotong menggunakan cast cutter.

24

Tabel 11.1 :"Physical Properties" dari Blue Oslron (self curing acrylic resin) (diambil dari : Inoue, S. ct al : J. Jap. Orthop. Ass 47, 1973)

a. Heat evolution ( c ) 88 test pie.(;e 20x25x30 mm RT 22 oc

b. Volume shrinkage (in%) I 1.8 Shrinkage in unrestricted at setting reaction I state (or free)\

c. Transverse strength (load 6.5 Test piece 2.5 ?< 10x65 mm at fracture) (I{g)

d. Hardness (In Knoop)(-) 17 I Knoop Hart;ess number K.H.N. (l OOi 0)

e. Water absorption The same degree of absorption as M.M.A. (M. M. A.= methyl methacrylate)

£ Solvent resistance The same degree of solvent resistance as M.M.A. (Solube in chloroform and acetone)

ol

I

Beberapa test dilakukan untuk mempelajari strenglh dari lkonektor

eksternal (Bar) self curing acrylic resin setebal ibu jari orang dewasa, (pada

aplikasi klinis bar I konektor ·· eksternal ditempatkan 1-2 em dia as kulit

anteromedial tibia, dimana tulang terletak subcutan) .

Pada bending test konektor eksternal/ Bar dapat menahan 120 kg gaya bending

pada interfulemm distance 12 em, pada compression test (arah longitudinal)

marr>.pu menahan 1550 kg. Sedangkan pada test dari specimen fraktL tulang

tibia (cadaver) yang menggun.a..lam 3 buah screw untuk masing-masing fragmen

dan. difiksasi dengan self curing acrylic resin, pada compression test (arah

longitudinal) mampu menahan beban 238 kg dan 75 kg pada bending I st. Dari

25

I

data tersebut fiksasi luar dengan konektor eksternal (Bar) self curing acrylic

resin mampu menahan physiological weight bearing (Inoue S. et al, 1 ~73)

kg 70

60

50

40

30

20

10

lnterfulcrums distance: 3lcm

Pulling out of serer' from bone

0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 Smm

Gambar II. 10 :Kurva tentang bending test pada fraktur Tranverse tulang tibia dengan fiksasi luar menggunakan self cuting acrylic resin. (Diambil dari Inoue Seta!. J.Jap. Onthop. Ass, 47, th 1973) I

26

BAB HI

LANDASAN TEORI

lll.l. BIOMEKANIKA FIKSASI LUAR

Sejarah I I

• Terciptanya fiksasi luar pada rraktur bermula dari Dr. Malgaigne (abad XIX)

yang mengembangkan alat Strapped on metal points and c/ar r untuk

menstabilisasi fraktur yang displaced. (Malgaigne & Connaissance 1953~

1954) I • Parkhill dari Denver (1898) dan Lambotte dari Brusell (1907) meJ gunakan

fik:sasi luar yang pertama kali untuk pemakaian di klinik

• Cadivi lla (1905) dan Putti (1918) mengkombinasi pin dan plas er untuk I

pemanjangan tungkai

• Tahun 1930 mulai digunakan tranfixing pins untuk:

- Mekanisme kompresi dan distraksi longitudinal

- Universal articulations

(Anderson 1936) Stade: (1937) & Hoffinann (1954)

27

llizarov (1972):

Mengembangkan ring fixator untuk mengkoreksi:

• pemendekan ekstremitas (Limb length discrepancy)

• Malalignment

• Segmental transport setelah diiakukan kortikotomi

(Sisk, TD; 1983, Muller, ME; Algower, M; 1991)

n- ~ jfd. . v

~ ,£ .. . .. ~ /'.. .-tl .. ·- . ~

I

I

·n·· .. . ·· ·-. . '

I .. }_ L . -----JU OF.T (1~56 ! C tiA UEk {l q J7l

GOOSstNS 1 1939i JOI.\' ( IQllJ

~~j-l I

'

" -ANDF.~SO!" ( 193:<;

ViDAL-ADRE)' !!9701 CHARNI.F.Y (19411)

Gambar 111.1 : Gambar beberapa macam fiksasi lmr. (diambil dari : Clin Orthop. and related research, No. 180 ·Nov. 1983).

28

4 macam kegunaan fiksasi luar yang dik:enal

1. Neutralization Frame

memperlab.anka.n reduksi fragmen fraklur dengan minimum implant, untuk

memudahkan o bservasi dan kesembuhan jaringan lunak.

Mis: fraktur terbuka shaft, infected non-union + bone loss.

2. Lengthn.ing frame.

memberikan efek distraksi secara gradunal dari fragmen diaphisis dengan

cara melakukan osteotomi.

Mis: Anderson lengthening frame, Wagner lengthening frame, A ilizarov

3. Compression Frame

Melakukan kompresi antara 2 fragmen fraktur ataupun 2 tulang,

mis; - arthrodesis

- osteotomi

- non muon

4. Soft Tissue Frame

Stretching soft tissue secara gradual

Mis: deformitas equinus dapat dikQreksi secara gradual dengan bilateral

frame melewati sendi ankle (Weber BG, 1985)

Pada penelitian ini digunakan jenis Neutralization frame.

4 macam Konfigurasi Dasar F!ksasi Luar

1. Unilateral frame, 1 plane.

29

2. Unilateral frame, 2 planes (delta atau V frame).

3. Bilateral frame, 1 plane.

4. Bilateral frame, 2 planes (Weber BG; 1985).

Gambar 111.2. Beberapa macam konfigurasi fiksasi luar ( diambil dari Clin. Orthop. and related research No. 180 Nov. 1983)

30

Bukti klinis dan eksperimental (Behrens dan Johnson 1985).

(Behrens dkk 1983, Dehren dan Searls 1986) menunjukkart bahwa penggunaan

AO iuhular componenl unilateral frame, 1 alau 2 planes cukup kokoh untuk

mengatasi hampir semua jenis trauma:

7 karakteristik dari frame untuk meningkatkan Stiffness dan menurunkan

gerakan pada tempat fraktur:

Meletakkan principalframe pada bidang sagital.

1. Memperlebar jarak pin/ schanz screw pada setiap fragmen tulang.

2. Pre loading dari schanz crew, secara otomatis didapatkan dengan cara

slightly over sizing core ( +0,2 mm).

3. Menambah jumlah schanz screw pada setiap fragmen fraktur.

4. Mempersempit jarak antara tulang dan longitudinal tube (konektor

ekstemal).

5. Meletakkan Konek.1:or eksternal ke 2 (second longitudinal tube) pada

bidang schanz screw yang sama.

6. Membuat 2 bidang untuk unilateral frame (membentuk second half frame

di dalam zona aman (safe corridor).

31

A

. ! · ·. -. ·. =

;: < :.; B

c

E

F

Gambar 111.3 Safe eorridor pada cruis_<:_ (diambil dari Muller: Manual of Internal Fixation 1991)

32

ZONA AMAN UNTUK L~SERI PIN I SCHANZ SCRE'\1 (SAFE

CORRIDOR).

• Untuk melakukan insersi pin I schanz screw, ahli bedah harus menguasai

dengan baik anatomi potongan melintang dari tungkai, baik zlna aman

maupun zona yang berbahaya ..

• Schanz screw I pin di insersikan pada toogkai bawah tanpa melukai :

•

- Pcmbuluh darah utama

- Saraf.

Unit muskulotendineus.

Zona aman ini terletak pada sisi anteromedial dan bervariasi ~ari tibial

plateau (240 ") sampai daerah diatas sendi pergelangan kaki (ankle) (120 ")

dalam zona yang aman pin diinsersikan dengan tidak mengganggu rbservasi luka ( debridemant awal) atau untuk prosedur sekunder :

- free soft tissue flap.

pedicle flap.

bone graft.

(Vidal J , MD; 1983; Muller ME, Allgower M, Schneider R: 199 ).

KOMPLIKASI

• Lesi Neurovas:"!.ller.

• Iatrogenic joint stiffness.

33

• Kemerahan pada entry point schanz screw I pin dengan atau tan~a kultur

yang positif .

• Loosening pin I schanz screw (terutama pada daerah metafise).

• Ring squestrum .

• (Green, SA, 1993; Muller, ME; Augower, M, 1991).

lll.2. KERANGKA KONSEPTUAL

BEB.t\NPERCOBAAN

* Bending : 600N , IFD 13,5 em

* TORSION : 50 N, MA 11,5 em

Variabel Lebas

FIKSASI LUAR Dengan koneksi eksternal Methyl methacrylate

Variabel Terkenda!i

~ Umur ~ Berat Badan ~ Suhu => Jenis

FIKSASI LUAR

Dengan konektor ekstemal K-Nail -Methyl methacrylate

Variabel bebas

i I _j I * BENDING . 600 N, IFD 13,5 em * TORSION : 50 N, MA 11,5 em

BEBAN PERCOBAAN

34

/

/

""'

V~EL ~ERGANTUN

,.,Pembukaan aris frakttu

I '-Pergeseran garis fraktur

I

I

I 1,...-Pembukaan garis fraktur

I'Pergeseran gat!'3 fraktur

l

G

BABIV

METODE PENELITIAN

IV.l. RANCANG BANGUN.

. . k I' . k . l I bo . . I l Penelit ian tm . ~erupa ·an pene than e spenmenta. a, '"tonul sampe.

d1bedakan menJad1: \

_- 1. Tu!ang Tl BlA yang sudah dilakukan instabiliti, kemudian dipasang fiksasi

luar dengan konektor eksternal methyl methacrylate.

2. Tulang TIBIA yang sudah dilakukan instabiliti, kemudian dipasahg fiksasi

luar dengan konektor eksternal Kuntscher Nail diameter 9 mm, ' em dari

tulang.

IV.2. SAMPEL

A Sampel tulang dibuat homogen dalam haL

1. Jenis sapi.

2. Umur.

3. Berat badan.

B. Besar sampel : 7 untuk settap kelompok.

IV .3. V ARLJ\BEL

berlawanan dari konektor eksternal (Bending force) &

J. sr yang

pergeseran

1. Variabel tergantung, te~jadi pembukaan gans fraktur

35

(twisting/ torsion force).

2. Variabel bebas:

- Tulang TIBIA sapi unstable yang dilakukan fiksasi h. ar dengan

konektor eksternal Methyl methacrylate.

- Tulang TIBIA sapi unstable yang dilakukan fiksasi luar dengan

konektor eksternal Kuntscher Nail diameter 9 mm

- Beban percohaan : * Bending test : 600 N - TFD 13,5 em

* Tersion test : 50 N - MA 11,5 em

3. V ariabel terkendali.

- Umur.

- Berat badan.

- Suhu.

Jenis sapi

IV.4. TEMPAT DAN WAKTU PENELITIAN

Tempat dilaboratorium seksi Orthopaedi Lab/ UPF Bedah RSUD Dr.

Soetomo I FK UN AIR dan Laboratoriw;n Dasar Bersama UN AIR Surabaya.

Bulan September 1998

IV.S. BAHAN PENELITIAN.

A. Hewan pereobaan.

36

1. Tulang TIBIA Sapi dengan umur dan berat badan tertentu.

2. Bahan dilakuk:an diseksi otot sekitamya.

3. Bahan dibersihkan dengan PZ dan dibungkus dengan plaslik double

(rangkap) dan disimpan pada suhu - 4 "C.

4. Percobaan dilakukan pada suhu kamar.

5. Untuk mencegah agar tidak terjadi dehidras~ dilak-ukan pep1basar'um

denganPZ.

6. Selama percobaan pada suhu kamar, 3 jam harus selesai.

B. Alat dan Bahan operasi.

1. Sarung tangan.

2. Mess, Pen mess.

3. Guting, pisau, gergaji GTGU.

4. Shanz screw 4,5 mm- 13 em.

5. Chuck dengan T handle.

6. Boor.

7. Methyl methacrylate set. (HTLON, 170 g, 120 mlliq)

8. Kuntscher Nail No. 9.(Biomed)

9. Zeyde No. 0.

1 O.Frc.czcr, cmbc-. dan cs batu.

ll.Tang gajah.

12. Meja dan peralatan khusus yang didesain untuk percobaan ini.

37

C. Alat Pengukur

- Autograf dengan alat pengukur

- Computer

Jangka Sorong

IV. 6. DEFINISI OPERASIONAL

TV.6.1. Bahan.

A. Umur: umur herda<;arkan kartu dari petemak sapi.

B. Berat badan : berdasarkan hasil timbangan di tempat pemotongan

hewan Jl. Pegirikan Surabaya

C. Suhu penyimpanan dan ruangan diukur dengan termometer.

D. Tnstabiliti dcngan mcrnatahkan TIBIA dcngan gcrgaji GTGLT.

IV.6.2. INSTRUMENT AS I.

A. Digunakan Schanz screw 0 4,5 mm, panjang 13 em.

B. Methyl methacrylate dan Kuntscher Nail 0 9 mm sebagai konektor

eksternal.

C. Insersi Scha:lz screw dan pcma3angan konektor eksternal dikerjakan

ahli.

TV.6.3. Alat Pengukur.

- Autograf Shimadzu

- Jar.gka Sorong

38

IV.6.4. Cara Pelaksanaan

1. TIBIA dilakukan diseksi dari otot-otot disekitarnya

2. Kel I. Dibuat unstable dan dipasang liksasi luar dengan

II.

konektor eksternal methyl methacrylate diameter 20 mm

dan dilakllkan per co baan

Dibuat unstable dan dipasang :fiksasi luar\ dengatJ.

konektor eksternal Kuntscher Nail diameter 9 mm

dikombinasi dengan methyl methalcrylate kemudian

dilakukan perco baan.

3. Untuk percobaan torsion test: dibuat gans tegak lurus fraktur

menggunak:an spidol kecil untuk evaluasi pergeseran garis fraktur

TEKNIK OPERASI (Untuk Kelompok I dan II)

1. Tulang TTRTA dibuat unstable (fraktur) pada 1/3 tengah panjang tulang,

dengan memotong menggunakan gigli

2. Dilakukan pemboran pada tulang dengan 3 buah lubang pada setiap

fragmen disepanjang tulang pada jarak yang san1a

3. Jarak schanz screw terdekat 2 em dari garis fraktur.

4. Inscrsi schanz screw mcnggunakan chuck dcngan T Handle

5. Reduksi fragrnen fraktur

6. Pada kelompok T digunakan methyl methacrylate diameter 20 mm

(kurang lebih sebesar jempol orang dewasa sesuai dengan penelitian

39

Inoue dkk) sebagai konektor eksternal denganjarak 5 em dari ulang.

7. Pada kelompok II digunakan Kuntseher Nail diameter 9 mm

8. Untuk torsion test dipasang rod pada ujung tulang sebagai sualu

moment arm ( 11,5 em) dan untuk Bending test Inter fulcrJ distance

13,5 em

8: ~ ~ ~ r I

r- - - - - - - ·" ·- -- - - ,Konektor eksternal '-- t - --- -'-- ---\ --~ _j Methyl Methalcrytltte 0 20 mm

H ~Sc~ t j . \- -= ri=:~ _- l .___.- 2 em t 2 em ---- _)

Garis fraktur

Gam bar. IV. 1. Sketsa ke 2 modifikasi fiksasi luar.

IV. 7. 5. Metode Pengukuran

Dengan computerized Autograph shimadzu

. I Konektor Ekstefnal K-Nail 0 9mm - Methyl Methacrylate

Pengukuran pembukaan dan pergeseran garis fraktur dengan

jangka sorong.

IV. 7. 6. PengolahanData

Pengolahan dan Analisa data dihitung dengan t est for

Independent samples (uji 2 t sampel bebas)

40

BABY

HASIL PENELITIAN

Pada penelitian ini besar sampel adalah 7 tulang tibia sapi untuk masing-

masing kelompok, kelompok I fiksasi luar dengan konektor eksternal methyl

I methacrylate dan kelompok II fiksasi luar dengan konektor ekstemal K. Nail -

methyl methacrylate, test yang dilak.ukan Bending test (600 N, Interfulcrum

distance 13,5 em) dan torsion test (50 N, moment a.tm 11,5 em). lum!a.f seluruh

test pada seluruh sampel : 28 test.

Penelitian ini menggunakan analisa statistik dengan metode t test for

independent samples (uji 2t sampel bebas) dan diterimajika p<0,050.

Tabel V. I . HASIL PENELITIAN BENDING TEST (600 N, lnterfulcrum distance 13,5 em)

Variabel Jumlah mean± SD sam pel

methyl methacrylate 7 2,9000 ± 0,118 K Nail-methyl 7 4,6514 ± 0.169 methacrylate

Mean difference = - 1, 7 514

Levene's test for equality of variances f = 0,297 P = 0,596

t test for equality of means

Equal: t value = - 22,50 df= 12 2 tail sig (p) = 0,000 (significans)

Fiksasi luar dengan konektor eksternal methyl methacrylate lebih sta~il pada

bending test, menutYukkan perbedaan signifikan (p < 0,050)

4 1

Tabel V. 2. Hasil Penelitian TORSION TEST (50 N, moment arm : 11,5 em)

Variabel Jumlah sampel mean± SD I

methyl methacrylate 7 1,4986 ± 0,091 K Nail-methyl 7 5,4914 ± 0,059 methacrylate I

I

mean difterence =- 3,9929

Levene's test for equality ofvariance: F = 1,22 p = 0,3 10

t test for equality of means :

Equal= t - value:- 97,55 df= 12 2 tail sig (p) = 0,000

( significans)

Fiksasi luar dengan konektor eksternal methyl methacrylate lebih stabil pada

torsion lest, menunjukkan perbedaan signifikan ( p < 0,050)

42

BAB Vt

PEMBAHASAN

I

Tujuan dari penelitian in vitro ini adalah untuk mengetahui stabilitas ke 2

macam modifikasi fiksasi luar (masing-masing dengan konektor ekstemal methyl

methacrylate 0 20 mm (sebesar jempol orang dewasa pada penelitian Inoue

dkk.) dan kombinasi Kuntscher Nail 0 9mm dengan methyl methacry~te) yang

sudah digunakan I diaplikasikan secara klinis selama bertahun-tahun tanpa

adanya uji biomekanika perbandingan sebelumnya, dari penampakan fisik ke 2

macam .fiksasi luar tersebut konektor ekstemal methyl methacrylaJ tampak

lebih kokoh dan lebih stabil (hipotesa penelitia..1)

Hasil uji biomekanika perbandingan didapatkan bahwa .fiksasi luar

dengan konektor eksternal (Bar) methyl-methacrylate lebih stabil baik ~ada gaya

bending maupun torson. Hal ini tidak sesuai dengan kurva perbl 1dingan

modulus Young dari berbagai macam Orthopaedic material, dimana pada

pemberian stress yang sama (600 N = 67,4 kg) maka akan te~jadi deT nnitas I

perubahan panjang asal obyek yang lebih besar pada PM}.1A (polymethyl

methacrylat<.!) dibandingkan dengan K- Nail yang terbuat dari stainl~ss steei

maupun titanium. Tni dapat 0iterangkan hahwa dalam penggunaan I Aplikasi

klinis selama ini maupun dalam ~ji hiomekanika ini :

- K- Nail berbentuk clover leaf dan tidak masif seperti PMlv.tA

43

- Cross sectional area PivfMA lebih besar.

Behan pada percobaan ini 600 N atau setara dengan 67,1 kg gaya

(Bending) (I lb = 4,45 ~1) , terjadi pembukaan garis fi-aktur rata-rata s~besar 2,9

mm (methyl methacrylate) dan 4,65 mm (K.Nail-methyl methacrylate) (jarak

antara tulang dan konektor eksternal 5 em, pada penelitian Inoue, S . . eta!, jarak

tersebut sebesar 2 em) maka dengan menurunkan jarak tersebut akan didapatkan

stabilitas yang lebih baik.

Oengan mengacu pada penelitian Inoue, S. etal (grafik Bendhzg test in

transverse fracture of tibia fixed with se(l cur in!{ acrylic resin ) dan rata pad a

percobaan ini maka ke 2 modifikasi fiksasi luar tersebut dapat menahan

physiological weight bearing.

44

BAB Vll

KESIMPULAN

Dari penelitian ini disimpulkan bahwa modifikasi fiksasi luar dengan

konektor ekstemal (Bar) methyl methacrylate lebih stabil dibandingkan

kombinasi Kuntscher Nail dan methyl methacrylate, serta menunjukkan

perbedaan yang bermakna.

Kedua modifikasi fiksasi luar yang telah digunakan selama lbertahun­

tahun terse but mampu menahan physiological weight bearing.

45

BAB VIII

KEPUSTAKAAN

Apley, AG, Solomon, L; 1993: Apley's system of Orthopaedics and frdcture, 7th ed. Butter wort- Heiremann, Oxford- Welington ; 535- 528, 689- 693.

Browner, DB; 1996 : Biomechanics of intra medulaary nailir.k in the Science and pratice of Intramedullary nailing, 2 nd ed, Williams & Wilkins Co, Baltimore, Philadelhia, 91 - 94.

Cochran, GV; 1982: A Primer of Orthopaedic Biomechanics, Churchill Living Stone, New York, Edinburgh, 238 - 264.

Green, SA; 1983 : Complication of External Skeletal Fixation, Clin. Orthop 180: 109 - 115

Hoppenfeld, S; de Boer, P; 1984 : Orthopaedics The Anatomic Approach 1 st ed, J.B. LippinCott Company, Philadelphia; 458, 460, 464

Inoue S, et al; 1973: External skeletal Fixation using self curing acrylic resin, J.Jap. Orthop. Ass: 47, 451 - 457.

Leach, RE: 1984 : Fracture of the Tibia and Fibula in Rockwood, CA Jr~ Green DP; Fractures in adult 2 nd ed, JB Lippincott Co, Philadelphi~ 1593 -1611

Miller, DM; 1996: Basic science in Re\iew of the Orthopaedics, 2 nd, WB Saunders Co, Philadelphia, 101 - 103.

Muller. ME; Allgower, M; Schneider, R; Willenegger, IT; 1991 : Manual of internal Fixations, 3 rd ed, springer verlag, Berlin, tokyo: 367 - 408.

Noerdin, M; Frankel, V; 1989: Basic Biomechanics of the Musculoskeletal System, 2nd ed, Lea & Febiger, Philadelphia, London: 135- 160. I

Snell, RS 1986: Clinical anatomy for medical students, 3 rd, Brown and company (Inc), washington DC: 328 - 3 3 L

46

Sisk, TD; 1983 External FixationHistoril review, adr antage, disadvantages, complications and indications. Clin. Orthop 180 : 15 - 20

Sisk TD; 1983 : Gener-.11 Principle and tehniques of esternal skeletal fixation. Clin. Orthop. 180: 96 - 100

Vidal, J; 1983: External fixation, Y cstcrday, today and tomorrow. Clin. Orthop. 180: 7-13

Weber, BG; Magel, F; 1985: The external Fixator, Springer - verlag 1985: 26.

Ys, Edmund TA; Hanny; 1991 : Biomechanic of Fracture Fixation. Basic Orthopaedic Biomechanic : 3 t t - 315

47

r..vu..;;I\. lul , c l\.::m::mru !Vletnyl Methacrylate danK- Nail- Methyl Methacrylate.

1. Bending Test (Interfulcrwn Distance 13,5 em, 600 N = 67,4 Kg gaya)

No. Sampel Pembukaan Garis Fraktur I Methy Methacrylate K Nail- Methyl Methacryla~e

1. 2,72mm 4,68 nun

2. 3,05 mm 4,53 nun II 3. 2,90 mm 4,72 mm

4. 2,77 mm 4,56 nun I

5. 3,01 mm 4,94 nun \ I

6. 2,84mm 4,47 nun

7. 2,98 mm 4,62mm \ I

\I

II. Torsion Test Moment Arm: 11,5 em, 50 N ( )

I

No. Sampel Pergeseran Garis Fraktur

Methy Methacrylate K Nail- Methyl Methacrylat~

1. 1,55 mm 5,54 nun I '

2. 1,60 mm 5,51 nun

3. 1,34mm 5,38 mm

4. 1,51 mm 5,46mm

5. 1,42 mm 5,49 mm II

6. 1,57 mm 5,56 nun I

7. I 1,50 mm 5,50 mm

I.