Telapak kaki palsu merupakan salah satu bagian penting dalam prostesis tungkai bawah. Komponen ini berfungsi menopang berat tubuh dan membantu pengguna melakukan berbagai aktivitas sehari-hari. Salah satu jenis yang dikembangkan adalah telapak kaki palsu single axis berbahan Thermoplastic Polyurethane (TPU).
Penelitian yang dilakukan oleh Wardoyo dkk. dalam Jurnal Rekayasa Mesin Vol. 15 No. 3 Tahun 2024 membahas proses perancangan, pembuatan, dan pengujian telapak kaki palsu jenis single axis. Penelitian tersebut bertujuan menghasilkan produk yang memiliki bentuk menyerupai kaki manusia, ringan, dapat digunakan dengan berbagai jenis alas kaki, serta mampu menerima beban secara berulang.
Latar Belakang Pengembangan Telapak Kaki Palsu
Telapak kaki merupakan salah satu bagian penting pada prostesis tungkai bawah. Selain menopang berat tubuh, telapak kaki palsu juga membantu pengguna menjaga keseimbangan dan melakukan gerakan saat berjalan.
Salah satu jenis yang digunakan adalah single axis foot. Jenis ini memiliki mekanisme gerakan pada satu sumbu sehingga dapat membantu menyesuaikan pergerakan kaki ketika digunakan.
Namun, telapak kaki palsu masih dapat mengalami kerusakan setelah menerima beban berulang dalam jumlah besar. Oleh karena itu, diperlukan pengembangan produk yang tidak hanya memiliki bentuk dan ukuran sesuai, tetapi juga mampu menahan beban serta penggunaan berulang.
Selain itu, produk yang dikembangkan dalam penelitian ini dirancang agar dapat digunakan dengan berbagai jenis alas kaki, terutama sandal. Dengan demikian, pengguna diharapkan dapat menggunakan telapak kaki palsu dalam aktivitas sehari-hari dengan lebih fleksibel.
Tujuan Penelitian Telapak Kaki Palsu
Penelitian ini bertujuan untuk merancang dan membuat telapak kaki palsu single axis yang memenuhi beberapa kriteria.
Kriteria tersebut meliputi:
- Memiliki bentuk yang menyerupai telapak kaki manusia.
- Memiliki bobot yang ringan.
- Dapat digunakan dengan berbagai jenis alas kaki.
- Dapat digunakan dengan sandal.
- Memiliki tingkat kekerasan yang sesuai.
- Mampu menerima beban tekan.
- Mampu menahan beban secara berulang.
Dengan demikian, penelitian tidak hanya berfokus pada bentuk produk, tetapi juga pada kemampuan material dan ketahanannya ketika digunakan.
Perancangan Telapak Kaki Palsu Single Axis
Penelitian diawali dengan studi literatur mengenai prostesis tungkai bawah, khususnya telapak kaki palsu. Berdasarkan hasil kajian tersebut, peneliti menentukan beberapa kriteria desain yang harus dipenuhi.
Telapak kaki palsu yang dibuat menggunakan ukuran men’s shoe size EU 42. Produk memiliki panjang sekitar 26,5 cm, lebar 8,6 cm, dan tinggi 9,4 cm.
Selain itu, bentuk produk dirancang menyerupai telapak kaki manusia. Pada bagian depan dibuat celah di antara ibu jari dan jari telunjuk. Celah tersebut memungkinkan pengguna memakai sandal dengan lebih mudah.
Material utama yang digunakan adalah Thermoplastic Polyurethane (TPU). Produk dirancang agar memiliki massa tidak lebih dari 1,7% berat badan pengguna. Tingkat kekerasan yang ditargetkan berada pada rentang 50–55 Shore Hardness A.
Setelah itu, model tiga dimensi atau CAD dimodifikasi agar sesuai dengan adaptor ankle single axis dan kebutuhan penggunaan sandal.
Selanjutnya, cetakan dibuat menjadi dua bagian menggunakan mesin CNC milling. Cetakan tersebut dilengkapi inlet sebagai saluran masuk material dan wood support sebagai penguat struktur.
Proses Pembuatan Telapak Kaki Palsu
Pembuatan telapak kaki palsu dilakukan menggunakan metode casting. Material resin TPU dimasukkan ke dalam cetakan yang telah disiapkan menggunakan suntikan.
Setelah proses pencetakan selesai, produk diperiksa untuk memastikan bentuk dan ukurannya sesuai dengan desain.
Hasil produksi menunjukkan bahwa telapak kaki palsu memiliki bentuk yang baik dan menyerupai bentuk telapak kaki manusia. Produk memiliki massa sekitar 654 gram.
Massa tersebut masih berada di bawah batas maksimal yang ditentukan, yaitu sekitar 680 gram untuk pengguna dengan berat badan 40 kg.
Namun, pada produk ditemukan sedikit cacat berupa sobekan kecil di bagian belakang. Menurut peneliti, cacat tersebut diduga terjadi karena resin TPU kurang terisi dan terkompresi secara optimal selama proses casting.
Penggunaan suntikan, bukan mesin injection molding, juga menjadi salah satu faktor yang dapat memengaruhi hasil pencetakan.
Hasil Pengujian Kekerasan
Pengujian kekerasan dilakukan menggunakan durometer Shore A berdasarkan standar ASTM D2240. Pengujian dilakukan pada lima titik berbeda pada spesimen.
Hasil pengujian menunjukkan bahwa telapak kaki palsu memiliki nilai kekerasan rata-rata sebesar 54,3 ± 0,3 HA.
Nilai tersebut masih berada dalam rentang 50–55 HA yang telah ditentukan sebagai kriteria desain.
Selain itu, hasil tersebut mendekati produk pembanding berupa telapak kaki palsu single axis impor dari China yang memiliki nilai kekerasan sekitar 52,7 HA.
Dengan hasil tersebut, material TPU yang digunakan dinilai telah memenuhi kriteria kekerasan yang ditetapkan dalam penelitian.
Hasil Pengujian Tekan Telapak Kaki Palsu
Selanjutnya, pengujian tekan dilakukan berdasarkan standar ASTM D695. Pengujian ini bertujuan mengetahui kemampuan material dalam menerima beban tekan.
Sebanyak lima spesimen diuji menggunakan ukuran yang sama. Selama pengujian, seluruh spesimen mengalami fenomena buckling ketika mencapai batas beban maksimum.
Meskipun demikian, setelah pembebanan dihentikan, sebagian besar spesimen dapat kembali mendekati bentuk semula. Kondisi tersebut menunjukkan bahwa material TPU memiliki sifat elastis.
Beban tekan tertinggi yang diperoleh mencapai sekitar 259,76 kgf dengan deformasi sebesar 24,67 mm.
Sementara itu, beban tekan terendah tercatat sekitar 153,35 kgf dengan deformasi 19,97 mm. Spesimen dengan beban terendah mengalami sobekan ketika terjadi buckling.
Dengan demikian, hasil pengujian menunjukkan bahwa material TPU mampu menerima beban tekan dalam jumlah tertentu. Namun, bentuk dan kondisi spesimen tetap dapat memengaruhi kemampuan menerima beban.
Hasil Pengujian Fatigue
Pengujian fatigue dilakukan untuk mengetahui kemampuan telapak kaki palsu dalam menerima beban secara berulang.
Pengujian menggunakan standar ISO 10328 dengan pembebanan P5 yang setara dengan massa tubuh 100 kg. Total pembebanan yang diberikan mencapai 90.000 siklus.
Pada 20.000 siklus, mulai ditemukan goresan pada bagian jari telunjuk. Kemudian, goresan serupa kembali terlihat pada 40.000 siklus.
Pada 50.000 siklus, ditemukan goresan yang memanjang dari bagian ibu jari hingga jari telunjuk.
Selanjutnya, peneliti melakukan perbaikan pada bentuk penampang mesin pengujian. Bagian yang sebelumnya memiliki sudut lancip diubah menjadi lebih tumpul.
Setelah perubahan tersebut, pada siklus 60.000 hingga 90.000 tidak ditemukan perubahan signifikan pada produk.
Hasil pengamatan makro dan mikro menunjukkan bahwa perubahan yang terjadi lebih banyak disebabkan oleh tekanan dari penampang mesin pengujian. Sementara itu, tidak ditemukan crack yang menunjukkan adanya kerusakan serius akibat beban fatigue.
Secara keseluruhan, produk mampu melewati 90.000 siklus pengujian tanpa mengalami kerusakan yang signifikan.
Keunggulan Telapak Kaki Palsu Berbahan TPU
Berdasarkan hasil penelitian, telapak kaki palsu single axis berbahan TPU memiliki beberapa karakteristik yang mendukung penggunaannya.
Beberapa di antaranya adalah:
- Massa produk sekitar 654 gram.
- Kekerasan rata-rata 54,3 HA.
- Memiliki bentuk menyerupai telapak kaki manusia.
- Dapat digunakan dengan sandal.
- Mampu menerima beban tekan.
- Mampu melewati pengujian fatigue hingga 90.000 siklus.
- Tidak menunjukkan crack serius setelah pengujian fatigue.
Selain itu, penggunaan material TPU memberikan sifat elastis yang memungkinkan produk kembali mendekati bentuk semula setelah menerima pembebanan tertentu.
Pentingnya Pengujian Telapak Kaki Palsu
Pengujian menjadi bagian penting dalam pengembangan telapak kaki palsu. Produk prostetik tidak cukup hanya dibuat dengan bentuk yang menyerupai kaki manusia.
Sebaliknya, produk juga perlu diuji untuk mengetahui kekuatan, kekerasan, kemampuan menerima beban, serta ketahanannya terhadap penggunaan berulang.
Melalui pengujian tersebut, peneliti dapat mengetahui apakah rancangan yang dibuat telah memenuhi kriteria yang ditentukan.
Dengan demikian, proses pengembangan prostesis dapat dilakukan berdasarkan data pengujian, bukan hanya berdasarkan bentuk atau tampilan produk.
=====
Amanahkan kebutuhan Kaki Palsu / Kaki Tiruan / Prostesis Bapak Ibu pada Profesional Ortotis Prostetis yang Memiliki Surat Ijin Praktik (SIPOP) maupun Surat Ijin Kerja (SIKOP).
Sesuai dengan PERMENKES NO 22 TAHUN 2013.
Dengan memiliki SIPOP atau SIKOP, berarti Profesional tersebut benar benar berkompeten dan berwenang karena :
1. Telah menempuh pendidikan formal Ortotik Prostetik D3 maupun Sarjana Terapan.
2. Lolos Uji Kompetensi.
3. Terdaftar secara resmi sebagai Tenaga Kesehatan Republik Indonesia dibuktikan dengan kepemilikan STR.
4. Memiliki tempat praktik maupun tempat kerja untuk melayani Bapak Ibu secara Profesional
Kami siap melayani secara Profesional.
SIPOP : 010/SIPOP/33.11/XI/2017
Konsultasi gratis : 081327721518