ASTM F3161-16 Metode Uji Standar untuk Analisis Elemen Hingga (FEA) Komponen Femoral Lutut Total Ortopedi Logam Dalam Kondisi Shutdown

Dalam standar "ASTM F3161-16 Metode uji standar untuk analisis elemen hingga (FEA) komponen femoral lutut total ortopedi logam dalam kondisi penutupan" yang dikembangkan oleh American Society for Testing and Materials (ASTM), teknik analisis elemen hingga (FEA) adalah digunakan untuk memperkirakan tegangan dan regangan. Persyaratan dan pertimbangan untuk simulasi numerik komponen femoral lutut total yang disemen ortopedi logam dan tanpa semen menggunakan Standar ini hanya berlaku untuk tegangan di bawah kekuatan luluh, sebagaimana ditentukan dalam sertifikat material.

Metode pengujian ini berisi persyaratan untuk pengembangan model elemen hingga yang digunakan dalam evaluasi desain komponen femoral lutut total ortopedi logam untuk tujuan memprediksi tegangan dan regangan implan statis. Prosedur ini digunakan untuk evaluasi kasus terburuk dalam kelompok ukuran implan guna memastikan efisiensi dalam jumlah pengujian fisik yang harus dilakukan. Prosedur yang direkomendasikan untuk melakukan pemeriksaan dan validasi model disediakan untuk membantu menentukan apakah analisis mengikuti pedoman yang direkomendasikan. Terakhir, disajikan isi laporan teknik yang mencakup simulasi mekanis.

Dalam hal keterbatasan, standar ini terbatas pada analisis struktur statis komponen femoral lutut total ortopedi logam (tidak termasuk estimasi kekuatan lelah).

Analisis elemen hingga (Finite Element Analysis/FEA) adalah proses memprediksi perilaku suatu objek berdasarkan perhitungan yang dilakukan menggunakan metode elemen hingga (Finite Element Method/FEM). Metode elemen hingga adalah teknik matematika, sedangkan analisis elemen hingga adalah interpretasi dari hasil yang diberikan oleh metode elemen hingga. Analisis elemen hingga membantu para insinyur membuat keputusan desain yang lebih tepat dengan memberikan wawasan tentang sistem dan struktur yang kompleks.

Metode elemen hingga menggunakan matematika untuk memecah sistem yang kompleks menjadi bagian atau elemen yang lebih kecil dan sederhana. Kemudian, dengan menggunakan kekuatan komputer, ia menerapkan persamaan diferensial pada setiap elemen secara terpisah dan membaginya serta memecahkan masalah teknik. Analisis elemen hingga adalah dasar dari banyak perangkat lunak simulasi. Ini digunakan untuk memvalidasi dan menguji desain secara aman, cepat, dan ekonomis dengan membuat model virtual aset dunia nyata. Model-model ini digunakan untuk menyelesaikan berbagai kondisi dan skenario di berbagai industri, terutama yang memiliki lingkungan kompleks atau berisiko tinggi seperti dirgantara dan biomekanik.

Implan terbuat dari paduan logam, bahan keramik, dan bagian plastik yang kuat. Hingga tiga permukaan tulang dapat diganti dalam penggantian lutut total:

• Ujung bawah tulang paha. Komponen logam femoral melengkung di sekitar ujung femur (tulang paha). Bentuknya beralur sehingga tempurung lutut dapat bergerak naik turun dengan mulus menempel pada tulang saat lutut ditekuk dan diluruskan.
• Permukaan atas tibia (tulang kering). Komponen tibialis biasanya berupa platform logam datar dengan bantalan plastik kuat dan tahan lama yang disebut polietilen. Beberapa desain tidak memiliki bagian logam dan sebagai gantinya polietilen dilekatkan langsung ke tulang. Untuk stabilitas tambahan, bagian logam dari komponen mungkin memiliki betis yang dipasang di tengah tulang tibia.
• Permukaan posterior patela. Komponen patela adalah potongan polietilen berbentuk kubah yang meniru bentuk patela (tempurung lutut). Dalam beberapa kasus, patela tidak perlu dimunculkan kembali.

Komponen didesain sedemikian rupa sehingga logam selalu bersentuhan dengan plastik, sehingga menghasilkan pergerakan yang lebih mulus dan mengurangi keausan implan.

Di antara banyak studi pengujian, pengukuran, analisis dan evaluasi yang disediakan untuk bisnis di berbagai sektor, organisasi kami, dengan staf terlatih dan ahli serta peralatan teknologi canggih, telah mengembangkan ASTM F3161-16 untuk analisis elemen hingga (FEA) total ortopedi logam komponen femoral lutut dalam kondisi penutupan. Ini juga menyediakan layanan pengujian yang ditentukan dalam standar "metode pengujian standar".