Tungkai Buatan

Latar Belakang

Lengan dan kaki palsu, atau prostesis, dimaksudkan untuk mengembalikan tingkat fungsi normal untuk diamputasi. Perangkat mekanis yang memungkinkan orang yang diamputasi untuk berjalan lagi atau terus menggunakan dua tangan mungkin telah digunakan sejak zaman kuno, yang paling menonjol adalah pasak kaki sederhana. Prosedur bedah untuk amputasi, bagaimanapun, sebagian besar tidak berhasil sampai sekitar 600 SM. Armorers dari Abad Pertengahan menciptakan prostesis canggih pertama, menggunakan besi yang kuat, berat, dan tidak fleksibel untuk membuat anggota badan yang hampir tidak bisa dikendalikan oleh orang yang diamputasi. Bahkan dengan sendi artikulasi yang ditemukan oleh Ambroise Paré pada tahun 1500-an, orang yang diamputasi tidak dapat melenturkan tubuhnya sesuka hati. Tangan tiruan pada waktu itu adalah tiruan yang cukup indah dan rumit dari tangan asli, tetapi tidak terlalu fungsional. Ekstremitas atas, yang dikembangkan oleh Peter Baliff dari Berlin pada tahun 1812 untuk diamputasi di bawah siku dan Van Peetersen pada tahun 1844 untuk diamputasi di atas siku, berfungsi, tetapi masih jauh dari ideal.

Abad kesembilan belas melihat banyak perubahan, sebagian besar diprakarsai oleh diamputasi sendiri. J. E. Hanger, seorang mahasiswa teknik, kehilangan kakinya dalam Perang Saudara. Dia kemudian merancang kaki palsu untuk dirinya sendiri dan pada tahun 1861 mendirikan perusahaan untuk memproduksi kaki palsu. Perusahaan J. E. Hanger masih ada sampai sekarang. Diamputasi lain bernama A. A. Winkley mengembangkan perangkat slip-socket di bawah lutut untuk dirinya sendiri, dan dengan bantuan Lowell Jepson, mendirikan Perusahaan Winkley pada tahun 1888. Mereka memasarkan kaki selama Reuni Veteran Perang Sipil Nasional, sehingga mendirikan perusahaan mereka.

Orang yang diamputasi lainnya bernama D. W. Dorrance menemukan perangkat terminal untuk digunakan sebagai pengganti tangan pada tahun 1909. Dorrance, yang kehilangan lengan kanannya karena kecelakaan, tidak senang dengan lengan palsu yang tersedia saat itu. Sampai penemuannya, mereka terdiri dari soket kulit dan rangka baja berat, dan memiliki tangan kosmetik yang berat di sarung tangan, tangan mekanik yang belum sempurna, atau pengait pasif yang tidak mampu menangkap. Dorrance menemukan pengait split yang ditambatkan ke bahu yang berlawanan dan dapat dibuka dengan tali di bagian belakang dan ditutup dengan karet gelang. Perangkat terminalnya (pengait) masih dianggap sebagai kemajuan besar bagi orang yang diamputasi karena itu memulihkan kemampuan pemahaman mereka sampai batas tertentu. Kait yang dimodifikasi masih digunakan sampai sekarang, meskipun mungkin tersembunyi oleh kulit yang tampak realistis.

Abad kedua puluh telah melihat kemajuan terbesar dalam kaki palsu. Bahan seperti plastik modern telah menghasilkan perangkat prostetik yang kuat dan lebih ringan dari kaki sebelumnya yang terbuat dari besi dan kayu. Plastik baru, pigmen yang lebih baik, dan prosedur yang lebih canggih bertanggung jawab untuk menciptakan kulit yang tampak cukup realistis.

Perkembangan paling menarik dari abad kedua puluh adalah perkembangan kaki palsu mioelektrik. Myoelectricity melibatkan penggunaan sinyal listrik dari otot lengan pasien untuk menggerakkan anggota badan. Penelitian dimulai pada akhir 1940-an di Jerman Barat, dan pada akhir tahun enam puluhan perangkat myoelectric tersedia untuk orang dewasa. Dalam dekade terakhir anak-anak juga telah dilengkapi dengan anggota badan myoelectric.

Dalam beberapa tahun terakhir komputer telah digunakan untuk membantu pasien yang diamputasi dengan kaki palsu. Delapan puluh lima persen fasilitas prostetik swasta menggunakan CAD/CAM untuk merancang model Setelah biaya plester tunggul amputasi dibuat, lembaran termoplastik dibentuk vakum di sekitar cetakan ini untuk membentuk soket uji. Dalam pembentukan vakum, lembaran plastik dipanaskan dan kemudian ditempatkan di ruang vakum dengan biaya (atau cetakan). Saat udara tersedot keluar dari ruangan, plastik menempel pada gips dan mengambil bentuknya. Setelah pengujian, soket permanen terbentuk dengan cara tertentu. lengan atau kaki pasien, yang dapat digunakan untuk menyiapkan cetakan dari mana anggota tubuh baru dapat dibentuk. Pengukuran dan pemasangan dipandu laser juga tersedia.

Bahan Baku

Perangkat prostetik tipikal terdiri dari soket yang dipasang khusus, struktur internal (juga disebut tiang), manset lutut dan ikat pinggang yang menempelkannya ke tubuh, kaus kaki prostetik yang melindungi area kontak, dan, dalam beberapa kasus, tampak realistis kulit. Pembuatan kaki palsu saat ini sedang mengalami perubahan di banyak tingkatan, beberapa di antaranya menyangkut pilihan bahan.

Perangkat prostetik terutama harus ringan; karenanya, sebagian besar terbuat dari plastik. Soket biasanya terbuat dari polypropylene. Logam ringan seperti titanium dan aluminium telah menggantikan banyak baja di tiang. Paduan bahan ini paling sering digunakan. Perkembangan terbaru dalam pembuatan prostesis adalah penggunaan serat karbon untuk membentuk pylon yang ringan.

Bagian-bagian tertentu dari anggota badan (misalnya, kaki) secara tradisional terbuat dari kayu (seperti maple, hickory basswood, willow, poplar, dan linden) dan karet. Bahkan saat ini kaki dibuat dari busa urethane dengan konstruksi lunas kayu bagian dalam. Bahan lain yang biasa digunakan adalah plastik seperti polietilen, polipropilen, akrilik, dan poliuretan. Kaus kaki prostetik terbuat dari sejumlah kain yang lembut namun kuat. Kaus kaki sebelumnya terbuat dari wol, seperti beberapa yang modern, yang juga dapat dibuat dari kapas atau berbagai bahan sintetis.

Penampilan fisik dari anggota badan prostetik penting untuk diamputasi. Mayoritas prostesis endoskeletal (pilon) ditutupi dengan penutup busa poliuretan lembut yang telah dirancang agar sesuai dengan bentuk anggota tubuh pasien yang sehat. Penutup busa ini kemudian ditutup dengan kaus kaki atau kulit buatan yang dicat agar sesuai dengan warna kulit pasien.

Manufaktur
Proses

Kaki palsu tidak diproduksi secara massal untuk dijual di toko. Mirip dengan cara pembuatan gigi palsu atau kacamata, kaki palsu pertama kali diresepkan oleh dokter, biasanya setelah berkonsultasi dengan orang yang diamputasi, ahli prostetik, dan ahli terapi fisik. Pasien kemudian mengunjungi prosthetist untuk dipasangi anggota badan. Meskipun beberapa bagian—soket, misalnya—dibuat khusus, banyak bagian (kaki, tiang) dibuat di pabrik, dikirim ke ahli prostetik, dan dirakit di fasilitas prosthetist sesuai dengan kebutuhan pasien. Pada beberapa fasilitas, anggota badan dibuat khusus dari awal hingga akhir.

Mengukur dan casting

• 1 Akurasi dan perhatian terhadap detail penting dalam pembuatan kaki palsu, karena tujuannya adalah untuk memiliki anggota badan yang sedekat mungkin agar senyaman dan berguna seperti yang alami. Sebelum pekerjaan fabrikasi anggota badan dimulai, ahli prostetik mengevaluasi orang yang diamputasi dan mengambil cetakan atau pembacaan digital dari sisa anggota badan.
• 2 Prostetis kemudian mengukur panjang segmen tubuh yang relevan dan menentukan lokasi tulang dan tendon di bagian tungkai yang tersisa. Menggunakan cetakan dan ukuran, prosthetist kemudian membuat gips dari tunggul. Ini paling sering dibuat dari plester paris, karena cepat kering dan menghasilkan kesan detail. Dari gips, model positif — duplikat yang tepat — dari tunggul dibuat.

Membuat soket

• 3 Selanjutnya, selembar termoplastik bening dipanaskan dalam oven besar dan kemudian dibentuk vakum di sekitar cetakan positif. Dalam proses ini, lembaran yang dipanaskan hanya diletakkan di atas cetakan di ruang vakum. Jika perlu, lembaran dipanaskan lagi. Kemudian, udara antara lembaran dan cetakan tersedot keluar dari ruangan, meruntuhkan lembaran di sekitar cetakan dan memaksanya ke dalam bentuk cetakan yang tepat. Lembaran termoplastik ini sekarang menjadi soket uji; transparan sehingga prosthetist dapat memeriksa kecocokannya.
• 4 Sebelum soket permanen dibuat, ahli prostetik bekerja dengan pasien untuk memastikan soket uji terpasang dengan benar. Dalam kasus kehilangan kaki, pasien berjalan sambil mengenakan soket tes, dan ahli prostetik mempelajari gaya berjalan. Pasien juga diminta untuk menjelaskan bagaimana rasanya pas; kenyamanan diutamakan. Soket uji kemudian disesuaikan menurut masukan pasien dan dicoba lagi. Karena bahan dari mana soket uji dibuat adalah termoplastik, soket tersebut dapat dipanaskan kembali untuk membuat sedikit penyesuaian bentuknya. Pasien juga dapat dipasangi kaus kaki yang lebih tebal agar lebih nyaman.
• 5 Soket permanen kemudian dibentuk. Karena biasanya terbuat dari polipropilena, maka dapat dibentuk vakum di atas cetakan dengan cara yang sama seperti soket uji. Biasanya tunggul menyusut setelah operasi, stabil kira-kira setahun kemudian. Jadi, soket biasanya diganti pada saat itu, dan setelah itu bila perubahan anatomi memerlukan perubahan.

Pembuatan prostesis

• 6 Ada banyak cara untuk membuat bagian kaki palsu. Potongan plastik—termasuk potongan busa lunak yang digunakan sebagai pelapis atau bantalan—dibuat dengan metode pembentukan plastik biasa. Ini termasuk pembentukan vakum (lihat no. 3 di atas), cetakan injeksi—memaksa plastik cair ke dalam cetakan dan membiarkannya dingin—dan ekstrusi, di mana plastik ditarik melalui cetakan berbentuk. Tiang yang terbuat dari titanium atau aluminium dapat die-cast; dalam proses ini, logam cair dipaksa menjadi cetakan baja dengan bentuk yang tepat. Potongan kayu dapat direncanakan, digergaji, dan dibor. Berbagai komponen disatukan dalam berbagai cara, menggunakan baut, perekat, dan laminating, untuk beberapa nama.
• 7 Seluruh anggota badan dirakit oleh teknisi prosthetist menggunakan alat seperti kunci momen dan obeng untuk mengunci Anggota tubuh buatan yang khas, dalam hal ini prostesis di atas lutut. Penutup busa ditutupi dengan kulit buatan yang runcing agar sesuai dengan warna kulit alami pasien. perangkat prostetik bersama-sama. Setelah ini, prosthetist kembali memasangkan soket permanen ke pasien, kali ini dengan anggota badan yang dibuat khusus terpasang. Penyesuaian akhir kemudian dilakukan.

Terapi Fisik

Setelah kaki palsu dipasang, pasien perlu merasa nyaman dengan perangkat dan belajar menggunakannya untuk menghadapi tantangan kehidupan sehari-hari. Pada saat yang sama, mereka harus mempelajari latihan khusus yang memperkuat otot yang digunakan untuk menggerakkan alat prostetik. Ketika pasien telah dipasangi perangkat myoelectric, terkadang benar bahwa otot terlalu lemah untuk memberi sinyal perangkat secara efektif, jadi sekali lagi otot dilatih untuk memperkuatnya. Beberapa orang yang baru diamputasi dilatih untuk mencuci perangkat—termasuk kaus kaki—setiap hari, dan berlatih memasang dan melepasnya.

Seorang pasien yang dipasangi lengan tiruan harus belajar menggunakan lengan dan alat penguncinya serta tangan. Jika diamputasi kehilangan lengan karena kecelakaan dan kemudian dilengkapi dengan perangkat myoelectric, ini relatif mudah. Jika kehilangan anggota badan adalah bawaan, ini sulit. Sebuah sistem instruksi telah dikembangkan untuk mengajar orang yang diamputasi bagaimana menyelesaikan banyak tugas kecil hanya dengan menggunakan satu tangan.

Beberapa pasien yang dipasangi kaki palsu juga menjalani terapi fisik. Biasanya dibutuhkan orang yang baru diamputasi 18-20 minggu untuk belajar berjalan lagi. Pasien juga belajar bagaimana naik dan turun dari tempat tidur dan bagaimana masuk dan keluar dari mobil. Mereka belajar bagaimana berjalan naik dan turun bukit, dan bagaimana jatuh dan bangun dengan aman.

Kontrol Kualitas

Tidak ada standar untuk kaki palsu di Amerika Serikat. Beberapa produsen menganjurkan untuk melembagakan Organisasi Standar Internasional Eropa, terutama karena eksportir kaki palsu AS ke Eropa harus tetap mematuhinya. Yang lain percaya bahwa peraturan ini membingungkan dan tidak realistis; mereka lebih suka melihat Amerika Serikat menghasilkan standar mereka sendiri yang lebih masuk akal.

Kurangnya standar tidak berarti bahwa produsen kaki palsu tidak menemukan cara untuk menguji produk mereka. Beberapa tes mengevaluasi kekuatan dan masa pakai perangkat. Misalnya, uji kekuatan beban statis. Sebuah beban diterapkan selama periode 30 detik, ditahan selama 20 detik, kemudian dihilangkan selama periode 30 detik. Anggota badan seharusnya tidak mengalami deformasi dari tes. Untuk menguji kegagalan, beban diterapkan pada tungkai sampai patah, sehingga menentukan batas kekuatan. Beban siklik menentukan masa pakai perangkat. Sebuah beban diterapkan dua juta kali pada satu beban per detik, sehingga simulasi lima tahun penggunaan. Eksperimental kaki palsu biasanya dianggap layak jika mereka bertahan 250.000 siklus.

Masa Depan

Banyak ahli optimis tentang masa depan kaki palsu; setidaknya, sebagian besar setuju bahwa ada ruang besar untuk perbaikan. Tungkai palsu adalah perangkat yang canggih, namun lebih disukai desainnya yang sederhana. Perangkat prostetik yang ideal harus mudah dipelajari pasien bagaimana cara menggunakan, memerlukan sedikit perbaikan atau penggantian, nyaman dan mudah dipasang dan dilepas, kuat namun ringan, mudah disesuaikan, terlihat alami, dan mudah dibersihkan. . Penelitian bertujuan untuk perangkat prostetik yang diakui utopis ini, dan langkah telah dibuat dalam beberapa tahun terakhir.

Serat karbon adalah bahan yang kuat dan ringan yang sekarang digunakan sebagai dasar bagian endoskeletal (tiang). Di masa lalu itu digunakan terutama untuk penguatan protesa eksoskeletal, tetapi beberapa ahli mengklaim bahwa serat karbon adalah bahan unggul yang pada akhirnya akan menggantikan logam di tiang.

Seorang peneliti telah mengembangkan perangkat lunak yang menempatkan kisi-kisi pada pemindaian CAT dari tunggul untuk menunjukkan jumlah tekanan yang dapat ditangani oleh jaringan lunak dengan rasa sakit yang minimal. Dengan melihat model komputer, ahli prostetik dapat merancang soket yang meminimalkan jumlah jaringan lunak yang dipindahkan.

Kaki yang sensitif terhadap tekanan eksperimental juga sedang dikerjakan. Transduser tekanan yang terletak di kaki mengirim sinyal ke elektroda yang dipasang di tunggul. Saraf kemudian dapat menerima dan menafsirkan sinyal yang sesuai. Orang yang diamputasi dapat berjalan lebih normal dengan perangkat baru karena mereka dapat merasakan tanah dan menyesuaikan gaya berjalan mereka dengan tepat.

Perkembangan revolusioner lainnya di bidang kaki palsu adalah pengenalan prostesis di atas lutut yang memiliki komputer built-in yang dapat diprogram untuk menyesuaikan gaya berjalan pasien, sehingga membuat berjalan lebih otomatis dan alami.