Alfensa Dinda Gestara Febrananda yang akrab disapa Dinda, mahasiswa Program Magister Teknik Biomedis Sekolah Pascasarjana (SPs) UGMa, telah menyelesaikan penelitian tesis dengan judul “Simulasi Kekuatan Mekanis Femoral Stem dengan Struktur Pori Triply Periodic Minimal Surface (TPMS) Lattice”.
Dinda telah lulus dan telah mengikuti Wisuda Pascasarjana UGM pada 24 Oktober 2024 dengan predikat pujian atau cumlaude.
Penelitian Dinda memfokuskan pada inovasi desain implan femoral stem menggunakan pendekatan rekayasa pori mikro untuk mengatasi masalah stress-shielding yang kerap muncul pada pasien pasca-implantasi.
Stress-shielding merupakan fenomena biomekanik yang terjadi ketika beban tubuh terlalu banyak diserap oleh implan dan tidak tersalurkan dengan baik ke jaringan tulang di sekitarnya. Dalam jangka panjang, kondisi ini dapat menyebabkan penurunan kepadatan tulang bahkan fraktur.
“Penelitian ini mengusulkan penambahan struktur lattice berpori pada bagian femoral stem implan, dengan tujuan untuk memperbaiki distribusi beban dan mengurangi resiko stress-shielding,” jelas Dinda.
Melalui metode Finite Element Analysis (FEA), dilakukan simulasi pada berbagai desain pori Triply Periodic Minimal Surface (TPMS), termasuk lattice tipe Schwarz-D dengan variasi porositas. Hasil simulasi menunjukkan bahwa peningkatan porositas lattice memiliki pengaruh signifikan terhadap nilai von Mises stress pada tulang kortikal.
Dinda memaparkan bahwa semakin tinggi nilai porositas pada lattice, maka von Mises stress yang dihasilkan pada tulang kortikal pasca-implantasi akan semakin besar dan mendekati kondisi tulang sehat. Hal ini mengindikasikan bahwa distribusi beban menjadi lebih seimbang, sehingga mengurangi selisih stres antara tulang dengan dan tanpa implan.
Perhitungan indeks Stress-Shielding Increase (SSI) juga mendukung temuan ini. Nilai SSI menurun seiring peningkatan porositas, yang berarti risiko terjadinya stress-shielding dan fraktur tulang ikut berkurang. Dari seluruh model yang diteliti, desain femoral stem dengan struktur lattice Schwarz-D berporositas 50% menunjukkan kinerja terbaik dengan nilai SSI paling rendah pada tiga kondisi pembebanan yang berbeda: hip contact, single-leg stance, dan walking load.
Penelitian ini membuka peluang besar untuk pengembangan desain implan ortopedi yang lebih biomekanis dan bersifat patient-specific. “Saya berharap penelitian ini dapat memberikan kontribusi terhadap desain implan masa depan yang tidak hanya kuat, tetapi juga mampu mempertahankan kesehatan jaringan tulang jangka panjang,” ujar Dinda.
Kegiatan ini juga selaras dengan pelaksanaan SDGs ke 3 tentang Kehidupan Sehat dan Sejahtera, Nomor 4 Tentang Pendidikan Berkualitas.
Penulis : Arni W
Editor : Rini Dharmastiti, Dinda