BIOMEKANIK SENDI

BIOMEKANIK SENDI

A.Klasifikasi sendi Pada ahli anatomi anatomi telah mengelompokkan mengelompokkan sendi dalam beberapa hal yaitu yaitu berdasarkan berdasarkan

  pada pada komple kompleksi ksitas tas sendi, sendi, sejuml sejumlah ah axis axis yang yang terjad terjadi, i, geometr geometris is sendi, sendi, atau atau kapabi kapabilt ltas/ as/ kemampuan gerakan. Dalam bab ini kami memfokuskan pada gerakan manusia sehingga sistem klasifikasi sendi berdasarkan pada kapabilitas/kemampuan gerakan yang terjadi. Sendi-sendi Tak Bergerak (Immovable Joints)

1. Synart Synarthro hroses ses (tak bergerak bergerak)) : sendisendi-sen sendi di fibrous fibrous ini dapat dapat meminima meminimalka lkan n gaya gaya yang yang terjadi (shock absorber) tetapi memberikan sedikit atau tidak ada gerakan pada tulang yang membentuk sendi. a. Sutura Sutura : pada sendi sendi ini, alur-al alur-alur ur yang tidak tidak beratu beraturan ran dari lapisa lapisan n tulang tulang saling saling merapat membentuk sendi dan dihubungkan dengan kuat oleh serabut-serabut yang   bersambung bersambung dengan periosteum periosteum (lihat gambar 1). Serabut-se Serabut-serabut rabut tersebut mulai mengeras pada awal usia remaja dan pada akhirnya diganti dengan sempurna oleh tulang. Sebagai contoh pada tubuh manusia adalah sutura tengkorak.  b. Syndesmoses Syndesmoses : pada pada sendi ini, ini, jaringan jaringan fibrous fibrous yang yang padat mengikat mengikat tulang tulang secara   bersa bersamaa maan, n, member memberika ikan n gerakan gerakan yang yang sangat sangat terbat terbatas. as. Sebaga Sebagaii contoh contoh adalah adalah coracoacromial, mid-radioulnar, mid-tibiofibular dan inferior tibiofibular joints.

Gambar 1. Struktur sutura kepala Sendi-sendi yang Sedikit Bergerak 

2. Amphiarthr Amphiarthroses oses : sendi-sendi sendi-sendi kartil kartilaginou aginouss ini dapat meminima meminimalkan lkan gaya yang yang terjadi terjadi dan memberikan lebih banyak gerakan daripada synarthrodial joint.

a. Sync Synchon hondr dros oses es : pada pada send sendii ini, ini, tula tulang ng yang yang memb memben entu tuk k send sendii dipe dipert rtaha ahank nkan an secara bersamaan oleh lapisan cartilago hyalin yang tipis. Sebagai contoh adalah sternocostal joint dan epiphyseal plates (sebelum ossification/mengeras)  b. Symphy Symphyses ses : pada sendi sendi ini, dataran dataran cartilag cartilago o hyalin hyalin yang tipis tipis dipisah dipisahkan kan oleh sebuah diskus fibrocartilago dari tulang. Sebagai contoh adalah sendi-sendi vertebra dan symphisis pubis (lihat gambar 2).

Gambar 2. Contoh intervertebral joint dan symphisis pubis Sendi-sendi yang Bebas Bergerak  3. Diart Diarthro hroses ses atau synovi synovial al : pada sendi sendi ini, permukaa permukaan n tulang tulang yang membent membentuk uk sendi tertutup dengan cartilago sendi, kapsul sendi yang membungkus sendi, dan membran sinovi sinovial al yang yang membat membatasi asi kapsul kapsul sendi sendi bagian bagian dalam dalam dimana dimana terdapa terdapatt cairan cairan yang yang mengeluarkan suatu pelumas/lubrikasi dikenal sebagai cairan sinovial (lihat gambar 3).

Gambar 3. Struktur Sendi Sinovial

B.Arsitektur Sendi

Pada ahli anatomi anatomi telah mengelompokkan mengelompokkan sendi dalam beberapa hal yaitu yaitu berdasarkan berdasarkan   pada pada komple kompleksi ksitas tas sendi, sendi, sejuml sejumlah ah axis axis yang yang terjad terjadi, i, geometr geometris is sendi, sendi, atau atau kapabi kapabilt ltas/ as/ kemampuan gerakan. Dalam bab ini kami memfokuskan pada gerakan manusia sehingga sistem klasifikasi sendi berdasarkan pada kapabilitas/kemampuan gerakan yang terjadi. Sendi-sendi yang Bebas Bergerak 

Diarthroses atau synovial : pada sendi ini, permukaan tulang yang membentuk sendi tertutup dengan cartilago sendi, kapsul sendi yang membungkus sendi, dan membran sinovial yang membat membatasi asi kapsul kapsul sendi sendi bagian bagian dalam dalam dimana dimana terdap terdapat at cairan cairan yang yang mengel mengeluar uarkan kan suatu suatu  pelumas/lubrikasi dikenal sebagai cairan sinovial (lihat gambar 3).

Gambar 3. Struktur Sendi Sinovial C.Bentuk dan tipe sendi synovial a. Glidin Gliding g (plane (plane;; arthro arthrodia dial) l) : pada pada sendi sendi ini, permukaa permukaan n tulang tulang yang membent membentuk  uk 

sendi hampir datar, dan gerakan yang terjadi hanya gerakan nonaxial gliding. Sebagai contoh contoh adalah adalah interm intermeta etatar tarsal sal,, interc intercarp arpal al dan intert intertars arsal al joint, joint, serta serta facet facet joint joint vertebra (lihat gambar 4).  b. Hinge Hinge (ginglym (ginglymus) us) : salah salah satu permukaa permukaan n tulang tulang yang membent membentuk uk sendi adalah adalah konveks dan permukaan tulang lainnya adalah konkaf. Ligamen collateral yang kuat

membatasi gerakan pada suatu bidang, seperti gerakan engsel. Sebagai contoh adalah humeroulnar dan interphalangeal joints (lihat gambar 4). c. Pivot Pivot (sekrup (sekrup;; trochoid trochoid)) : pada sendi sendi ini, rotasi rotasi terjadi terjadi disekit disekitar ar salah satu satu axis. axis. Sebagai Sebagai contoh adalah atlantoaxi atlantoaxial al joint, joint, proksimal proksimal dan distal distal radioulnar radioulnar joint (lihat (lihat gambar 4). d. Condylo Condyloid id (ovoid/s (ovoid/sepe eperti rti telur; telur; ellipsoi ellipsoidal dal)) : salah salah satu satu permuk permukaan aan tulang tulang yang yang membentuk sendi adalah berbentuk konveks ovular, dan permukaan tulang lainnya adalah berbentuk konkaf dimana saling sebangun/bertautan. Gerakan fleksi, ekstensi, abduksi, adduksi dan sirkumduksi dapat terjadi pada sendi ini. Sebagai contoh adalah metacarpophalangeal joint II – V dan radiocarpal joint (lihat gambar 4).

Gambar 4. Contoh-contoh Sendi Sinovial pada Tubuh Manusia

e. Sadd Saddle le (sel (sella lar) r) : kedu keduaa perm permuk ukaa aan n tula tulang ng yang yang memb memben entu tuk k send sendii adal adalah ah  berbentuk seperti tempat duduk pada pelana kuda. Kemampuan gerakan adalah sama dengan condyloid joint, tetapi ROM gerakannya lebih besar. Sebagai contoh adalah carpometacarpal joint pada ibu jari (lihat gambar 4). f. Ball Ball and socket socket (spheroi (spheroidal dal)) : pada sendi sendi ini, ini, permukaa permukaan n tulang tulang yang membent membentuk  uk  sendi adalah saling sebangun antara konveks dan konkaf. Rotasi pada seluruh bidang gerak (3 bidang gerak) dapat terjadi pada sendi ini. Sebagai contoh adalah hip dan shoulder joint (lihat gambar 4). Sendi sinovial sangat beragam strukturnya dan kemampuan gerakannya. Sendisendi sinovial umumnya dikelompokkan sesuai dengan jumlah axis rotasi yang terjadi. Sendi-sendi yang memberikan gerakan sekitar satu, dua, dan tiga axis rotasi masingmasing dikenal sebagai uniaxial, biaxial dan triaxial joint. Beberapa sendi yang hanya terbatas memberikan gerakan pada satu arah dikenal sebagai nonaxial joint. Kemampuan gerakan sendi juga kadang-kadang menggambarkan istilah derajat kebebasan (df = degree freedom), freedom), atau sejumlah sejumlah bidang gerak pada sendi tersebut. tersebut. Pada uniaxial joint memiliki memiliki satu df, biaxial joint memiliki dua df, dan triaxial joint memiliki tiga df. Dua struktur sinovial seringkali berkaitan dengan diarthrodial joint yaitu bursa dan   pembu pembungku ngkuss tendon. tendon. Bursa Bursa adalah adalah kapsul kapsul yang yang kecil, kecil, berbat berbatasa asan n dengan dengan membra membran n sinovial dan terisi dengan cairan sinovial, dan merupakan struktur bantalan yang terpisah dengan sendi. Sebagian besar bursa memisahkan (memberi jarak) tendon dari tulang, mengurangi gaya friksi pada tendon selama gerakan sendi. Beberapa bursa seperti bursa olecranon elbow yang memisahkan tulang dari kulit. Pembungkus tendon merupakan struktur struktur sinovial yang berlapis berlapis ganda, yang mengelilingi mengelilingi tendon yang terletak sangat dekat dengan tulang. Beberapa tendon otot yang panjang yang melewati wrist dan sendi  jari-jari tangan terlindungi oleh pembungkus tendon.

D.Jaringan Penyambung (konnektif) Sendi

Tendon yang menghubungkan otot ke tulang, dan ligamen yang menghubungkan tulang ke tulang lainnya, adalah jaringan pasif yang secara utama terdiri dari serabut collagen dan serabut elastik. Tendon dan ligamen tidak memiliki kemampuan untuk   berkontraksi seperti jaringan otot, tetapi dapat memanjang. Kedua jaringan ini bersifat elastik dan akan kembali ke posisi panjang awalnya setelah distretching (diregangkan), kecuali kecuali jaring jaringan an terseb tersebut ut direga diregang ng melamp melampaui aui batas batas elasti elastikny knya. a. Suatu Suatu tendon tendon atau atau ligamen yang mengalami peregangan (stretch) melampaui batas elastiknya selama injury akan tetap dalam posisi teregang dan dapat dikembalikan ke posisi panjang awalnya hanya melalui pembedahan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa secara rutinitas tendon akan mengalami penyembuhan untuk memperbaiki kerusakan kecil yang bersifat internal sepanjang daur kehidupan agar jaringan tetap utuh. Tendon Tendon dan ligame ligamen n sepert sepertii tulang tulang,, dapat dapat meresp merespon on terhad terhadap ap peruba perubahan han stress stress mekanikal yang habitual dengan menghasilkan hipertropi atau atropi. Penelitian telah menu menunj njuk ukka kan n bahwa bahwa lati latihan han yang yang tera teratu turr dala dalam m jangk jangkaa waktu waktu yang yang lama lama dapat dapat meng mengha hasi silk lkan an peni pening ngka kata tan n ukur ukuran an dan dan kekua kekuata tan n pada pada tend tendon on dan ligam ligamen, en, sert sertaa  peningkatan kekuatan hubungan antara tendon dan tulang atau antara ligamen dan tulang. Fakta Fakta (Evide (Evidence) nce) juga juga menunj menunjukk ukkan an bahwa bahwa ukuran ukuran ligame ligamen n sepert sepertii ligame ligamen n cruciatum cruciatum anterior adalah proporsi proporsi dengan kekuatan kekuatan antagonisny antagonisnyaa (dalam hal ini adalah otot otot quadri quadriceps ceps). ). Tendon Tendon dan ligam ligamen en tidak tidak dapat dapat hanya hanya mengal mengalami ami penyemb penyembuha uhan n setelah setelah ruptur, ruptur, tetapi tetapi pada beberapa beberapa kasus/kondi kasus/kondisi si akan mengalami regenerasi secara keseluruhan, keseluruhan, seperti dalam fakta (evidence) (evidence) terjadi terjadi regenerasi regenerasi sempurna pada tendon semite semitendi ndinos nosus us setela setelah h tindaka tindakan n pelepa pelepasan san secara secara bedah bedah untuk untuk memper memperbaik baikii ruptur  ruptur  ligamen cruciatum anterior. E.Struktur Jaringan Tulang Rawan

Sendi-sendi dari alat mekanikal harus selalu diminyaki pelumas jika bagian-bagian mesin mesin terseb tersebut ut dapat dapat berger bergerak ak bebas bebas dan tidak tidak aus satu satu sama sama lainny lainnya. a. Pada Pada tubuh tubuh manusia, tipe khusus yang padat dengan jaringan konektif putih dikenal sebagai cartilago sendi yang memberikan proteksi lubrikasi (perlindungan pelumas). Lapisan proteksi dari  bahan/unsur ini yang tebalnya 1 – 5 mm melapisi ujung tulang yang membentuk sendi   pada diarthrodial joint. Cartilago sendi memiliki 2 tujuan penting. Pertama, cartilago

sendi berperan menyebarkan beban diatas area yang luas pada sendi sehingga besarnya stress stress pada suatu titik titik kontak antara kedua tulang tulang dapat diminimalkan. diminimalkan. Kedua, cartilago cartilago sendi sendi berper berperan an member memberika ikan n geraka gerakan n pada pada tulang tulang-tu -tulan lang g pemben pembentuk tuk sendi sendi dengan dengan meminimalkan gaya friksi dan keausan. Cartilago sendi adalah jaringan lunak, berpori-pori (porous), dan permeabel yang dapat mengeluarkan cairan. Cartilago sendi dapat mengalami deformasi (kelainan bentuk) dibawah pembebanan, dan meneteskan/memancarkan cairan sinovial. Pada sendi sinovial yang sehat, ujung tulang yang membentuk sendi ditutup/dilapisi dengan cartilago sendi sehingga gerakan salah satu ujung tulang terhadap tulang lainnya secara khas disertai dengan aliran cairan sinovial yang tertekan keluar didepan area kontak yang bergerak dan  juga terhisap dibelakang area kontak yang bergerak. Pada saat yang sama, permeabilitas cartilago menurun pada area kontak langsung sehingga memberikan suatu permukaan dengan cairan pelumas film film (film lubrikasi) yang dapat terbentuk dibawah pembebanan. Carti Cartilag lago o dapat dapat mengur mengurang angii stress stress kontak kontak maksim maksimum um yang yang bekerj bekerjaa pada sendi sendi sekita sekitarr 50% atau atau lebih. lebih. Lubrik Lubrikasi asi (pelum (pelumasa asan) n) yang yang disupl disuplai ai atau atau disedi disediaka akan n oleh oleh cartilago sendi begitu efektif sehingga gaya friksi yang terjadi hanya sekitar 17% - 33% dari gaya friksi yang dihasilkan oleh skateboard diatas es/salju dibawah beban yang sama, dan hanya ½ dari penumpuan yang dilumasi/diminyaki. Komposisi cartilago sendi

Solid matriks dari cartilago bertanggung jawab terhadap 20 – 40 % berat air jaringan tersebut, yang tersusun dari serabut collagen (60%) dan interfibrillar proteoglycan gel (40% (40%)) yang yang memp mempuny unyai ai daya daya tari tarikk-me menar narik ik ting tinggi gi terh terhad adap ap air, air, sert sertaa selsel-se sell chondrosit chondrosit (+ 2%). 60 – 80 % dari jaringan jaringan tersebut tersebut mengandung mengandung banyak air, yang yang dapat ditekan keluar dibawah pengaruh beban (lihat gambar 5).

Gambar 5. Komposisi Cartilago Sendi

Sifat biomekanik cartilago sendi

Sifat biomekanis dari cartilago sendi hanya dapat dipahami berdasarkan sifatsifat sifat material material jaringan tersebut dan interaksi interaksi yang terjadi terjadi selama pembebanan. pembebanan. Yang menent menentukan ukan sifat sifat materi material al jaring jaringan an terseb tersebut ut adalah adalah solid solid matrik matrikss (colla (collagen gen dan  proteogly  proteoglycan) can) dan interstit interstitial ial water (kandungan air dalam jaringan interstit interstitial) ial) yang dapat bergerak bebas. Dengan demikian, cartilago sendi dapat dilihat sebagai suatu   porou porouss medium medium yang yang berisi berisi cairan cairan (analo (analog g dengan dengan spon spon yang yang berisi berisi penuh air). air). Faktor-fak Faktor-faktor tor yang mempengaruhi mempengaruhi sifat sifat cartilago cartilago dibawah dibawah pengaruh pengaruh beban adalah karakteristik material dari solid matriks dan permeabilitasnya. 

 Permeabilitas Permea Permeabil bilita itass merupa merupakan kan suatu suatu parame parameter ter materi material al di dalam dalam jaring jaringan an

cartil cartilago ago yang yang menggam menggambar barkan kan tahana tahanan n friks friksion ional al dari dari solid solid matrik matrikss yang yang memi memili liki ki

poro porous us

mate materi rial al

sehi sehing ngga ga

cair cairan an

bisa bisa

meng mengal alir ir

mele melewa wati tiny nya. a.

Permea Permeabil bilit itas as jaring jaringan an yang yang rendah rendah akan akan mengha menghasil silkan kan lebih lebih besar besar tahanan tahanan terhada terhadap p geraka gerakan n cairan cairan dibawah dibawah pengaru pengaruh h beban, beban, begitu begitu pula pula sebali sebalikny knya. a. Dibandingkan dengan spon biasa, maka cartilago sendi yang normal memiliki  permeabilitas yang sangat rendah. Ada 2 cara mekanikal untuk mengalirkan cairan melalui media yang berporous seperti cartilago sendi (Mow and Torzilli, 1975) yakni : 1) Cair Cairan an dapat dapat dipa dipaks ksaa menga mengali lirr mela melalu luii soli solid d matr matrik ikss yang yang berp berpor orous ous dengan cara mengaplikasikan tekanan gradient yang tinggi yakni tekanan pada sisi atas cartilago lebih besar daripada tekanan pada sisi bawah cartilago (lihat gambar 6).

Gambar 6. Hukum Darcy tentang mekanisme aliran cairan melalui cartilago

2).Jik 2).Jikaa carti cartilag lago o sendi sendi berada berada dibawa dibawah h balok balok kaku yang yang berpor berporous ous,, kemudi kemudian an dilakukan kompresi maka cairan akan mengalir juga. Dalam keadaan ini, gerakan cairan disebabkan oleh compressi yang menghasilkan peningkatan tekanan secara lokal, dan menghasilkan gaya yang menyebabkan eksudasi cairan dari jaringan tersebut (lihat gambar 6). Kedua mekanisme ini bekerja secara simultan pada cartilago sendi selama gerakan sendi. Hal ini telah ditunjukkan secara experimental oleh Mansour and Mow (1976), bahwa permeabilitas dari cartilago normal akan menurun secara dramatis pada saat terjadi peningkatan tekanan dan deformasi. Dengan demikian, cartilago sendi mempunyai suatu mekanisme regulator  feedback mekanikal yang bertujuan untuk mencegah pelepasan total dari cairan interstit interstitial. ial. Sistem Sistem regulator regulator biomekanis biomekanis ini mempunyai mempunyai implikasi implikasi yang dalam terhadap terhadap jaringan jaringan normal normal yang membutuhkan membutuhkan nutrisi, nutrisi, lubrikasi lubrikasi (peminyakan (peminyakan)) sendi, kapasitas menahan beban dan kelelahan jaringan. Pada umumnya, selama terjadi kondisi patologis maka continuitas dari solid matrik matrikss (coll (collagen agen dan proteo proteogly glycan can)) menjad menjadii tergan terganggu ggu oleh oleh adanya adanya stress stress mekanikal atau efek biochemis dari aksi enzim yang abnormal. Dengan demikian,  permeabilitas jaringan akan menjadi lebih besar pada jaringan yang osteoarthritis daripada jaringan yang normal (karena terjadi kerusakan pada jaringan serabut collagen dan hilangnya makromolekul proteoglycan). Selama aktivitas fungsional seperti melompat maka cairan interstitial tidak  sempat tertekan keluar sehingga jaringan cartilago akan bersifat lebih elastis atau kurang kurang elasti elastis. s. Dengan Dengan demiki demikian, an, akan akan terjad terjadii peruba perubahan han bentuk bentuk pada pada saat saat  pembebanan dan dengan segera akan kembali ke bentuk semula pada saat tanpa   beban. Jika beban terjadi dengan perlahan dan tetap konstan terhadap jaringan cartil cartilago ago (seper (seperti ti selama selama berdir berdirii dalam dalam waktu waktu yang yang lama), lama), maka maka deform deformasi asi  jaringan akan terus meningkat pada saat cairan tertekan keluar. 

Lubrication (Peminyakan) Ada 2 jenis fundamental dari lubrication yakni : Boundary lubrication dan

Fluid Film lubrication. Boundary lubrication bergantung pada absorbsi kimiawi dari molekul-molekul lubricant yang monolayer terhadap permukaan kontak padat

(Bow (Bowde den n and and Tabo Tabor, r, 1967) 1967).. Secar Secaraa rela relati tif, f, sela selama ma geraka gerakan n terj terjadi adi maka maka   permuk permukaan aan kompone komponen-ko n-kompo mponen nen yang yang menump menumpu u dilind dilindung ungii oleh oleh moleku molekullmolekul molekul lubri lubricant cant yang yang slide slide satu satu sama sama lain lain di atas atas permuk permukaan aan lawanan lawanannya nya,, mencegah terjadinya adhesif dan abrasi (luka lecet) yang secara alamiah terjadi  pada permukaan kontak. Ada bukti eksperimen yang kuat bahwa cairan sinovial di dalam dalam sendi sendi sinovi sinovial al dapat dapat bekerja bekerja dibawah dibawah kondisi kondisi pembeb pembebanan anan,, sepert sepertii halnya halnya dengan boundary lubrication lubrication pada cartilago sendi dimana kemampuan  peminyakannya tidak bergantung pada viscositas (kekentalan) cairan sinovial. Hal ini memungkinkan terjadinya absorbsi kimiawi dari cairan sendi ke permukaan sendi pada saat kondisi pembebanan yang berat. Jika Jika dalam dalam kondisi kondisi pembeba pembebanan nan yang yang rendah rendah dan atau atau terjad terjadii gerakan gerakan osci oscila lasi si sert sertaa kecep kecepat atan an yang yang rela relati tiff ting tinggi gi pada pada perm permuka ukaan an kont kontak ak,, maka maka kemungkinan fluid film lubrication sangat diperlukan oleh sendi dalam kondisi tersebut. Dalam fluid film lubrication, lapisan peminyakannya jauh lebih tebal dari daripa pada da

ukur ukuran an

mole moleku kull

pemi peminy nyak akan an

boun bounda dary ry

lubr lubric icat atio ion n

sehi sehing ngga ga

menyeb menyebabk abkan an pemisa pemisahan han yang yang relati relatiff besar besar dari dari kedua kedua permuk permukaan aan tumpuan tumpuan.. Kapasitas penumpuan beban dari cairan tersebut dapat melalui 3 mekanisme, yaitu : 1) Mekani Mekanisme sme hydrosta hydrostatik tik lubricat lubrication ion : Mekani Mekanisme sme ini terjad terjadii ketika ketika tidak  ada gerakan slide dari permukaan tumpuan (cartilago sendi) sehingga tekanan dida didala lam m flui fluid d film film dapat dapat diba dibang ngki kitk tkan an oleh oleh teka tekanan nan exte extern rnal al mela melalu luii mekanisme hydrostatik lubrication (lihat gambar 7). 2) Meka Mekani nism smee hydr hydrod odin inam amik ik lubr lubric icat atio ion n : Meka Mekani nism smee ini ini terj terjad adii keti ketika ka  permukaan tumpuan bergerak secara tangensial terhadap permukaan tumpuan lawanannya dan membentuk convergensi pada tepi cairan sehingga tekanan tersebut tersebut dapat dibangkitkan dibangkitkan oleh viskositas viskositas cairan cairan yang menyebabkan cairan terserap ke dalam celah diantara kedua permukaan tersebut (lihat gambar 7). 3) Meka Mekani nism smee sque squeeze eze film film lubr lubric icat atio ion n : Meka Mekani nism smee ini ini terj terjadi adi ketik ketikaa   permu permukaa kaan n tumpua tumpuan n berger bergerak ak secara secara perpen perpendic dicula ularr terhad terhadap ap permuk permukaan aan lawana lawananny nnya, a, dan cairan cairan harus harus diteka ditekan n keluar keluar dari dari celah celah terseb tersebut ut sehing sehingga ga tekana tekanan n terseb tersebut ut dapat dapat dibang dibangkit kitkan kan didala didalam m fluid fluid film film lubric lubricati ation on untuk  untuk 

memaksa keluar peminyakan. Dengan demikian, beban tidak dapat disanggah dalam jangka waktu yang tidak menentu oleh proses squeeze film lubrication. Pada akhirnya, fluid film akan menjadi tipis ketika terjadi kontak yang tajam antara kedua permukaan sendi. Meskipun demikian, mekanisme ini cukup untuk menumpu beban yang tinggi dalam durasi yang pendek (lihat gambar  7).

Gamb Gambar ar 7.



Kapa Kapasi sita tass suat suatu u cair cairan an atau atau lubr lubrik ikas asii dala dalam m pemb pembeb ebab aban an.. A. Mekani Mekanisme sme hidros hidrostat tatik ik lubri lubrikas kasi, i, B. Mekani Mekanisme sme hidrod hidrodina inamik  mik  lubrikasi, dan C. Mekanisme tekanan film lubrikasi.

 Kerusakan / kelelahan (Wear)

Kerusakan adalah terjadinya pelepasan material dari permukaan solid oleh karena adanya aksi mekanikal. Kerusakan tersebut dapat dibagi kedalam 2 komponen, yakni : 1)

Kerusakan int interfacial yan yang ter terjadi aki akibat adanya interaksi dari

 permukaan tumpuan. 2)

Kerusakan fa fatigue ya yang te terjadi adi ak akibat ada adan nya de deform ormasi da dari bo body

kontak (permukaan sendi). Jika kedua permukaan tumpuan terjadi kontak maka kerusakan interfacial dapat dapat terjad terjadi, i, oleh oleh adanya adanya adhesif adhesif atau atau abrasi abrasi (luka (luka lecet) lecet).. Kerusa Kerusakan kan adhesif  adhesif  dapat dapat terjad terjadii jika jika kedua kedua permuk permukaan aan solid solid mengal mengalami ami kontak kontak yang yang lebih lebih kuat daripada material yang terletak di bawahnya. Kemudian akan muncul fragmen-

fragmen, sebagai akibat dari kerobekan pada salah satu permukaan dan terjadi   perlen perlengke gketan tan satu satu sama sama lain. lain. Abrasi Abrasi terjad terjadii ketika ketika suatu suatu materi material al yang yang lunak  lunak  terg tergor ores es oleh oleh sala salah h satu satu permu permuka kaan an yang yang jauh jauh lebi lebih h kera keras, s, dima dimana na dapa dapatt diseba disebabkan bkan oleh oleh permuk permukaan aan lawanan lawanannya nya atau atau adanya adanya partik partikelel-par partik tikel el yang yang hilang. Kerusakan permukaan cartilago dapat diobservasi pada in vitro. Jika terjadi kerusakan kerusakan ultrastru ultrastruktural ktural dan atau hilangnya hilangnya massa permukaan, permukaan, maka lapisan lapisan  permukaan cartilago menjadi lebih lunak dan lebih permeabel. Dalam keadaan ini, tahanan tahanan terhadap terhadap gerakan gerakan cairan cairan akan berkurang, yang memungkinkan memungkinkan cairan  bocor keluar dari fluid film melalui permukaan cartilago sehingga terpecah di atas   permuk permukaan. aan. Hilang Hilangnya nya cairan cairan akan mening meningkat katkan kan kemungk kemungkina inan n kontak kontak yang yang tajam tajam pada permuk permukaan aan solid solid cartil cartilago ago dan akhirny akhirnyaa dapat dapat lebih lebih memper memperber berat at terjadinya proses abrasi. Keru Kerusa saka kan n fati fatigue gue dapat dapat terj terjadi adi pada pada perm permuka ukaan an tump tumpua uan n yang yang baik  baik  lubrication lubrication-nya. -nya. Kerusakan ini terjadi terjadi akibat adanya deformasi deformasi yang berulang berulang seca secara ra perio periodi dik. k. Keru Kerusa saka kan n fati fatigue gue terj terjadi adi kare karena na adany adanyaa akumu akumula lasi si dari dari kerusakan material secara mikroskopik ketika terjadi stress secara berulang-kali. Mesk Meskip ipun un besa besarn rnya ya stre stress ss yang yang terj terjadi adi jauh jauh labi labih h keci kecill dari daripa pada da kekua kekuata tan n material, tetapi pada akhirnya kerusakan akan terjadi jika cukup sering mengalami stress. Pada sendi sinovial, adanya gerakan rotasi dan slide dapat menyebabkan area permukaan sendi bergerak kedalam dan keluar dari area kontak. Proses ini menyeb menyebabk abkan an stress stress yang yang berula berulang ng pada cartil cartilago ago dan dapat dapat terjad terjadii selama selama aktivitas aktivitas fisiologi fisiologiss manusia. manusia. Ketika Ketika cartilago cartilago terbebani, terbebani, beban akan disanggah disanggah oleh oleh matrik matrikss collag collagen/ en/pro proteog teogly lycan can dan disangg disanggah ah pula pula oleh oleh adanya adanya tahana tahanan n (resisten) dari gerakan cairan yang melewati cartilago. Dengan demikian, beban yang berulang dan gerakan sendi dapat menyebabkan stress yang berulang pada soli solid d matr matrik ikss sert sertaa terj terjad adii exud exudas asii dan inhi inhibi bisi si yang yang berul berulan ang g dari dari cair cairan an interstitial jaringan. Stress Stress yang berulang berulang pada matriks matriks collagen/pr collagen/proteogl oteoglycan ycan akan menyebabkan menyebabkan kerusakan pada : 0) Serabu Serabutt collag collagen en

1) Jaringan Jaringan makromolekul makromolekul proteogly proteoglycan, can, atau 2) Interface (ruang) antara serabut-serabut dan matriks interfibrillar. Dari Dari seba sebagi gian an besa besarr hipo hipote tesi siss yang yang popu popule ler, r, sala salah h satu satu hipo hipoth thes esis is menyatakan bahwa kelelahan cartilago disebabkan oleh kerusakan akibat beban tension pada kerangka serabut collagen. Begitu pula, semakin bertambah usia dan adanya penyakit sebelumnya dapat menyebabkan perubahan yang berat di dalam  populasi  populasi molekul molekul proteoglyc proteoglycan. an. Perubahan Perubahan ini merupakan bagian dari akumulasi akumulasi kerusakan pada jaringan tersebut. Exudasi Exudasi dan inhibisi inhibisi cairan cairan interstit interstitial ial yang terjadi terjadi secara berulang-kali berulang-kali dapat menyebabkan menyebabkan pengeluaran molekul molekul proteoglyc proteoglycan an dari matriks cartilago cartilago mendekati permukaan sendi. Dengan kata lain, gerakan cairan akan jauh dari area stress yang terkonsentrasi (area kontak). Menurut Radin and Paul (1977) bahwa fenomena ini dapat menjelaskan mengapa beban yang tinggi sangat berbahaya  bagi cartilago ; beban yang terjadi dengan cepat dan tiba-tiba akan menyebabkan cairan tidak sempat untuk bergerak jauh dari area kontak stress yang tinggi, sehingga dengan demikian akan menghasilkan stress yang tinggi pada matriks collagen/proteoglycan. Kerusa Kerusakan kan strukt struktura urall pada carti cartilag lago o dapat dapat diobse diobserva rvasi si melalu melaluii X-foto X-foto.. Bagian vertikal dari cartilago cartilago yang memperlihatkan memperlihatkan keretakan disebut dengan fibrillasi fibrillasi,, yang akhirnya dapat meluas melewati melewati lapisan lapisan cartilago cartilago yang sangat dalam. Kadang-kadang, lapisan cartilago mengalami lebih banyak erosi daripada retak. Sekali terjadi kerusakan mikrostruktur pada cartilago, maka mekanisme kerus kerusak akan an yang yang bers bersif ifat at meka mekani nika kall akan akan terj terjad adii seca secara ra progr progres esif if ; terj terjad adii   pen penge gelu luar aran an mole moleku kull prot proteo eogl glyc ycan an oleh oleh gera geraka kan n cair cairan an yang yang kera kerass dan dan kemam kemampu puan an self self lubr lubrik ikas asii dari dari cart cartil ilago ago meng mengal alam amii keru kerusa sakan kan.. Pros Proses es ini ini memper mempercepa cepatt kerusa kerusakan kan interf interfasi asial al dan terjad terjadii kelela kelelahan han cartil cartilago ago yang yang telah telah merusak matriks collagen/proteoglycan. Fibrocartilago Sendi 

Pada ada

bebe beberrapa apa

sendi endi,,

fibr ibrocar ocarti tillago ago

send sendii

bisa bisa

dala dalam m

bent bentuk uk

dis diskus kus

fibrocartilaginous atau parsial diskus yang dikenal sebagai meniskus, yang juga terdapat diantara tulang pembentuk sendi. Diskus intervertebralis dan meniskus knee joint adalah

contoh fibrocartilago sendi. Diskus intervertebralis berperan sebagai bantalan diantara verteb vertebra, ra, mengur mengurang angii level/ level/tin tingkat gkat stress stress dengan dengan menyeb menyebark arkan an beban beban yang yang terjad terjadi. i. Meskipun fungsi diskus dan meniskus tidak jelas, tetapi memungkinkan memiliki peran sebagai berikut : 1. Mendistri Mendistribusika busikan n berbagai berbagai beban diatas diatas permukaan permukaan sendi 2. Memperbaiki Memperbaikin n kesesuai kesesuaian/kec an/kecocokan ocokan dari permukaan permukaan sendi. 3. Membatasi Membatasi transla translasi si atau atau slip salah salah satu satu tulang tulang dengan dengan tulang lainnya. lainnya. 4. Melind Melindung ungii perif perifer er (tep (tepi) i) sendi. sendi. 5. Lubr Lubrik ikas asii (pel (pelum umas asan) an) 6. Shock hock abso absorp rpssi

F.Stabilitas Sendi

Stabilitas suatu sendi adalah kemampuan sendi untuk menahan terjadinya dislokasi. Secara spesifik, stabilitas sendi adalah kemampuan sendi untuk menahan pergeseran salah satu tulang terhadap tulang lainnya, sambil mencegah injury pada ligamen, otot, tendon otot disekitar sendi. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi stabilitas sendi : 1.Bentuk permukaan tulang pembentuk sendi Pada beberapa sendi mekanikal, bagian-bagian yang membentuk sendi selalu dalam  bentuk yang berlawanan sehingga saling cocok satu sama lain dengan kuat (lihat gambar  8). Pada Pada tubuh tubuh manusi manusia, a, ujung ujung tulang tulang pembent pembentuk uk sendi sendi biasan biasanya ya perpadu perpaduan an antara antara  permukaan konveks dan konkaf.

Gambar 8. Beberapa bentuk permukaan sendi

Meskipun sebagian besar sendi memiliki bentuk permukaan sendi secara reciprokal, kedua permukaan tersebut tidak simetris, dan secara khas terjadi satu posisi yang paling rapat dimana terjadi area kontak yang maksimum. Hal ini dikenal sebagai close-packed   position, dan dalam posisi ini stabilitas sendi biasanya sangat besar. Suatu gerakan tulang

  pada sendi yang menjauhi dari close-packed position menghasilkan suatu posisi yang dikenal sebagai loose-packed position, dimana terjadi penurunan area kontak. Sedangkan suatu posisi sendi yang menghasilkan kelonggaran maksimal didalam sendi atau tidak  ada kontak dalam sendi dikenal sebagai maximally loose-packed position. Beberapa permukaan sendi memiliki bentuk yang berbeda-beda sehingga dalam close-packed position dan loose pack position menghasilkan area kontak yang bervariasi (area kontak besar atau kecil) dan stabilitas yang berbeda-beda (bisa lebih stabil atau kurang stabil). Sebagai contoh, acetabulum memberikan socket yang relatif dalam untuk  caput femur, dan selalu terjadi area kontak yang relatif besar antara kedua tulang, hal ini yang menjadi salah satu alasan bahwa hip adalah sendi yang stabil. Namun demikian  pada shoulder, fossa glenoidalis glenoidalis yang kecil memiliki memiliki diameter diameter vertikal sekitar 75% dari diameter vertikal caput humeri dan diameter horizontal yang 60% dari ukuran caput humeri. Olah karena itu, area kontak antara kedua tulang tersebut relatif kecil sehingga memberikan kontribusi terhadap instabilitas relatif pada shoulder kompleks. Ditemukan adanya variasi anatomikal dalam bentuk dan ukuran permukaan tulang pembentuk sendi diantara beberapa individu ; oleh karena itu, beberapa orang memiliki sendi-sendi yang lebih atau kurang stabil daripada rata-rata. 2.

Susunan ligamen dan otot Ligamen, otot, dan tendon otot relatif mempengaruhi stabilitas sendi. Pada beberapa

sendi seperti knee dan shoulder, dimana konfigurasi tulang pembentuk sendinya terutama tidak stabil, namun ketegangan ligamen dan otot dapat memberikan kontribusi secara signifikan signifikan terhadap stabilitas stabilitas sendi dengan membantu mempertahan mempertahankan kan ujung tulang   pem pembe bent ntuk uk send sendii seca secara ra bers bersam amaa-sa sama ma.. Jika Jika jari jaring ngan an otot otot lema lemah h akib akibat at disu disuse se (inakt (inaktivi ivitas tas)) atau atau ligame ligamen n laxit laxity y akibat akibat overst overstret retch ch (pereg (peregang angan an berleb berlebiha ihan), n), maka maka stab stabil ilit itas as send sendii akan akan menu menuru run. n. Liga Ligame men n dan dan otot otot yang yang kuat kuat seri sering ngka kali li dapa dapatt meningkatkan stabilitas sendi. Sebagai contoh, latihan penguatan (strengthening) pada group otot quadriceps dan hamstring dapat meningkatkan stabilitas knee joint. Susunan

yang kompleks dari ligamen dan tendon yang membungkus knee dapat dilihat pada gambar 9. Sudut Sudut perlek perlekata atan n sebagi sebagian an besar besar tendon tendon pada pada tulang tulang tersus tersusun un sedemi sedemikia kian n rupa rupa sehingga ketika otot menghasilkan ketegangan maka ujung tulang pembentuk sendi akan tertar tertarik ik saling saling merapat merapat satu satu sama sama lain, lain, hal ini akan mening meningkat katkan kan stabil stabilit itas as sendi. sendi. Keadaan ini biasanya ditemukan ketika otot sisi lawanannya (antagonis) menghasilkan ketega ketegangan ngan secara secara simult simultan an (bersa (bersamaa maan). n). Namun Namun demiki demikian, an, ketika ketika otot otot mengal mengalami ami kelelahan, maka otot kurang mampu memberikan kontribusi terhadap stabilitas sendi, dan injury mungkin lebih sering terjadi. Ruptur ligamen cruciatum paling sering terjadi ketika ketegangan pada otot yang lelah disekitar knee tidak cukup untuk melindungi ligamen cruciatum dari peregangan (stretch) yang melampaui b atas elastiknya.

Gambar 9. Susunan ligamen dan tendon yang membungkus knee joint

3.

Jari Jaring ngan an peny penyam ambu bung ng lain lainny nyaa (con (conne nect ctiv ivee tiss tissue ue). ). Jaringan penyambung fibrous yang berwarna putih dikenal sebagai fascia. Fascia

mengelilingi atau membungkus otot dan bundel serabut otot didalam otot, memberikan  proteksi dan support. Suatu fascia yang sangat kuat atau traktus fascia yang menonjol dikenal sebagai traktus iliotibial band yang melintas pada sisi lateral knee (lihat gambar  10), dapat memberikan kontribusi terhadap stabilitas knee. Fascia dan kulit pada lapisan luar tubuh merupakan jaringan lainnya yang memberikan kontribusi terhadap integritas sendi.

Gambar 10. Traktus Iliotibial band pada sisil lateral knee

G.Luas Gerak Sendi (ROM) dan Rasa Akhir Gerakan (Endfeel)

1).Regio Shouder joint a. Fleksi&Ekstensi  

b. ABD Shoulder

: 900&450-600 0

: 90

c.Eksternal Rotasi Shoulder

: 800-900

d.ADD Horizontal

: 350- 450

(endfeel tissue stretch) (endfeel tissue stretch) (endfeel tissue stretch) (endfeel tissue stretch)

e.ABD Horizontal

: 200-300

f.Elevasi & Depresi

: 200-400 & 50-100

(endfeel bone to bone)

g.Protraksi & Retraksi

: 300

(endfeel bone to bone)

: 1400-1500

(elastis endfeel)

2).Regio Elbow joint a. Fleksi Elbow b. Ekstensi Elbow

: 0 0-100

(hard endfeel)

c.Supinasi Lengan Bawah

: 900

(endfeel tissue stretch)

d.Pronasi Lengan Bawah

: 800-900

(endfeel tissue stretch)

: 150

(elastis endfeel)

3).Regio Wrist joint dan Finger joint a. Radial Deviasi

0-

450

(elastis endfeel)

c. Fleksi Wrist

: 800-900

(elastis endfeel)

d. Ekstensi Wrist

: 700-900

(hard endfeel)

b. Ulnar Deviasi

: 35

e. Finger Fleksi 1.MCP

: 850-900

2.PIP

: 1000-1150

3.DIP

: 800-900

f.Finger Ekstensi 1.MCP

: 300-450

2.PIP

: 00

3.DIP

: 200

g.Finger Abduksi

: 200-300

h.Finger Adduksi

: 00

i.Thumb Fleksi 1.CMC

: 450-500

2.MCP

: 500-550

3.IP

: 850-900

J.Thumb Ekstensi 1.MCP

: 00

2.IP

: 00-50

k.Thumb Abduksi

: 600-700

l.Thumb Adduksi

: 300

4). Regio Hip joint : 1100-1200

a. Fleksi Hip b. Ekstensi Hip

:0

0

-150

(soft endfeel) (hard endfeel)

c. Abduksi Hip

: 300-500

(endfeel tissue stretch)

d. Adduksi Hip

: 300

(endfeel tissue stretch)

e. Medial Rotasi Hip

: 300-400

(endfeel tissue stretch)

f. Lateral Rottasi Hip

: 400-600

(endfeel tisssue stretch)

: 00-1350

(elastis endfeel)

5). Regio Knee joint a. Fleksi b. Ekstensi

0

:0

-150

(hard endfeel)

c. Endorotasi

: 200-300

(endfeel tissue stretch)

d. Eksorotasi

: 300-400

(endfeel tissue stretch)

: 500

(endfeel tissue stretch)

6). Regio Ankle joint a. Plantar Fleksi b. Dorso Fleksi

: 20

0

(hard endfeel)

c. Supinasi

: 450-600

(endfeel tissue stretch)

d. Pronasi

: 150-300

(hard endfeel)

B. Asas