Rekonstruksi Tulang Menggunakan Metode Function Analysis System Technique (FAST) atau Taylor Spatial Frame (TSF) lebih dikenal sebagai produk fiksasi eksternal dari beberapa jenis perangkat fiksasi di bidang ortopedi. Laboratorium Perencanaan dan Perancangan Produk telah memproduksi TSF atau disebut juga fiksasi eksternal OrthoLPPDUNS. Desain OrthoLPPDUNS menemukan bahwa ketidakstabilan frame yang membentuk sudut ring-strut yang disebabkan oleh rotasi sekrup strut terasa kasar akibat serangan balik. Tujuannya adalah bagaimana mendesain ulang OrthoLPPDUNS dengan Function Analysis System Technique (FAST). Metode FAST diterapkan pada setiap tahap mulai dari tahap informasi hingga interpretasi hasil. Desain OrthoLPPDUNS dengan sistem sambungan menggunakan komponen custom yang menyebabkan kelemahan pada kestabilan frame. Penggunaan komponen standar pada sistem sambungan dapat memberikan solusi terhadap fiksasi eksternal walaupun masih terdapat kelemahan pada sudut ring-strut. Desain ulang OrthoLPPDUNS memiliki tingkat keberhasilan yang lebih baik dalam hal parameter stabilitas, memungkinkan rekonstruksi tulang yang lebih presisi.
Teknik fiksasi eksternal dipopulerkan pada pertengahan abad ke-20 ketika Hoffman memperkenalkan alat yang menggunakan jeruji Steinman dan half-pin untuk menstabilkan tulang patah yang panjang (Drijber et al., 1990). Fiksasi eksternal adalah bingkai logam yang dirancang untuk menahan dan menstabilkan tulang pada tempatnya (Dubowy dan Nichols, 2018). Fiksasi eksternal untuk merekonstruksi tulang anggota tubuh akibat patah tulang atau kelainan pada tulang dan memiliki batang yang dapat disesuaikan (disebut penyangga) yang diputar perlahan dalam merekonstruksi tulang. Dengan kata lain, fiksasi eksternal adalah metode untuk merawat cedera tulang atau sendi dan untuk mengoreksi deformitas tulang dengan cara memasang perangkat eksternal ke tulang yang bertujuan untuk menstabilkan anggota tubuh yang terluka (Solomin, 2008). Selain itu, memungkinkan manipulasi segmen ekstremitas untuk melakukan panjang dan penyelarasan yang direncanakan. Pada tahun 1989 Behrens menjelaskan bahwa tiga konsep dasar yang mengatur penggunaan rangka luar secara aman dan efektif untuk trauma tulang, yaitu K-wire dan half-pin, merupakan struktur mekanis yang vital dan harus dilindungi dari kerusakan, memungkinkan akses ke area cedera, dan harus memenuhi kebutuhan mekanik pasien. Secara umum, ada tiga jenis fiksasi eksternal yang banyak digunakan dalam rekonstruksi tulang (Solomin, 2012). Fiksasi eksternal Ilizarov adalah fiksasi melingkar yang terdiri dari cincin logam atau serat karbon yang dihubungkan dengan batang logam dan bilah geser (Gbr. 1a). Fiksasi Ilizarov dihubungkan ke tulang dengan kawat tipis dan peniti setengah tebal yang digunakan untuk menahan tulang pada tempatnya. Fiksasi eksternal monolateral adalah batang fiksasi yang terdiri dari batang logam yang dihubungkan ke tulang dengan pin tebal (Gbr. 1b). Alat ini digunakan untuk memanjangkan atau menahan tulang di tempatnya setelah diluruskan. Gunakan sekrup untuk menahan palang di tempatnya saat tulang melampaui palang. Taylor’s Spatial Frame (TSF) adalah fiksasi melingkar yang terdiri dari dua cincin logam dan enam penyangga teleskopik pada sambungan universal, menciptakan sistem perangkat heksapoda (Gbr. 1c). TSF adalah sistem fiksasi eksternal melingkar, yang memungkinkan koreksi kelainan bentuk kerangka dari yang paling sederhana hingga yang paling kompleks dengan menggunakan kerangka yang sama. Bingkai ini memiliki dua lingkaran penuh atau dua per pertiga dari cincin yang dihubungkan oleh enam penyangga. Gunakan kawat tipis dan penjepit setengah tebal untuk menghubungkan ke tulang. Pada tahun 1998 H.S. dan J.C. Taylor pertama kali menciptakan Taylor Spatial Frame (TSF, Smith & Nephew, Memphis, TN, USA) dan menerapkan metode ini pada ortopedi (Taylor H.S. dan J.C., 2000; Tan et al., 2014). Frame ini terdiri dari ring dan strut (Bone Fixation, 2018), ring yang terbuat dari alumunium, titanium, atau serat karbon, tersedia dalam berbagai ukuran ring yang ditentukan dengan diameter internal, 80 mm, 105 mm, 130 mm, 155 mm, 180 mm, 205 mm, 230 mm, 255 mm, dan 300 mm. Penyangga tersedia dalam empat kelompok panjang, yaitu ekstra pendek (75-96 mm), pendek (90-125 mm), sedang (116-178 mm) dan panjang (169-283 mm). Penempelan rangka pada tulang dilengkapi dengan kawat dari baja tahan karat atau paduan titanium dengan diameter 1,6 atau 1,8 mm (disebut K-wire) yang menembus kulit dan masuk ke dalam tulang. Frame ini dipasangkan dengan half-pin (disebut pin) pada ring yang menembus kulit dan masuk ke tulang menggunakan stack rancho cubes, tersedia dalam diameter 4, 5, dan 6 mm. Konstruksi dua cincin (atas untuk proksimal dan bawah untuk distal) dapat mensimulasikan deformitas tingkat tunggal; konstruksi tiga cincin dengan enam penyangga di setiap pasangan cincin dapat mensimulasikan deformitas dua tingkat (Paley, 2011). Modifikasi sambungan universal panjang penyangga dengan mengubah ukuran penyangga dalam konfigurasi bingkai memungkinkan perubahan dalam satu orientasi cincin (Keshet dan Eidelman, 2017), yang mengarah ke koreksi simultan dari setiap deformitas (perbedaan dalam panjang kaki, angulasi, terjemahan, dan rotasi). Posisi cincin yang dihasilkan komputer didasarkan pada pengukuran yang diambil dari sinar-X dan pemeriksaan klinis. Setelah semua parameter deformitas dalam perangkat lunak, jadwal set harian dapat diusulkan dan dicetak, dan penyangga diputar setiap hari untuk meluruskan atau memperpanjang tulang. Konstruksi sudut enam penyangga pada TSF dengan berat aksial masing-masing penyangga tanpa menerapkan gaya lentur pada kemiringan penyangga yang terpasang pada cincin ketika kita melihat titik penyangga pada cincin, mereka berbentuk seperti segitiga, bukan lingkaran . Paley, 2011 menjelaskan bahwa semua struktur pada konstruksi ini, konfigurasi strut yang membentuk segitiga samping, memiliki bentuk yang sama dengan struktur kristal intan (oktahedron). Konstruksi ini kokoh. Akurasi mekanis manual untuk menyesuaikan posisi penyangga dalam koreksi deformitas enam sumbu telah diukur hingga 0,7 derajat dan 2 mm. Fiksasi TSF mampu mengoreksi semua aspek deformitas enam sumbu secara bersamaan (Keshet dan Eidelman, 2017). Komponen deformitas membaginya menjadi angulasi, rotasi, translasi, dan pemendekan atau pemanjangan (Heidari et al., 2013). Sudut dan rotasi adalah deformitas sudut, diukur dalam derajat. Terjemahan dan panjang adalah perpindahan, diukur dalam satuan jarak (misalnya, milimeter, inci). Menurut Paley (2002), enam parameter deformitas yang diperlukan untuk mendefinisikan deformitas klinis meliputi angulasi bidang anterior-posterior, angulasi bidang lateral, angulasi bidang aksial, translasi bidang anterior-posterior, translasi bidang lateral, dan translasi bidang aksial. Koreksi deformitas antara dua segmen tulang dapat ditandai dengan tiga sudut proyeksi (rotasi) dan tiga proyeksi perpindahan (translasi). Oleh karena itu, enam parameter deformitas diperlukan untuk menentukan letak deformitas tulang pada pasien. Pada tahun 2015 peneliti dari Teknik Industri, Laboratorium Perencanaan dan Desain Produk Universitas Sebelas Maret, Solo, dan seorang dokter ortopedi berhasil membuat produk replika TSF yang disebut dengan fiksasi eksternal OrthoLPPDUNS atau OrthoLPPDUNS. Pembuatan produk Rekonstruksi Tulang Menggunakan Metode Function Analysis System Technique (FAST) ini untuk membantu dokter ortopedi dalam mengoreksi tulang tibia pada pasien Blount’s disease atau dikenal dengan sebutan tibia vara lainnya di Rumah Sakit Unggulan Pendidikan (RSUP) Kabupaten Klaten Jawa Tengah, Indonesia. Pasien-pasien ini membutuhkan operasi osteotomi untuk memperbaiki penyakit Blount; Kelainan bentuk ini dapat terjadi pada masa bayi, masa kanak-kanak, dan remaja (Putra, 2018; Sabharwal, 2016). Operasi osteotomi pada pasien ini bertujuan untuk memperbaiki deformitas, menyamakan panjang kedua kaki, dan memperbaiki gejala. Osteotomi korektif akut pada pasien telah dipersulit oleh kelumpuhan saraf peroneal, sindrom kompartemen, deformitas residual (Eralp et al., 2016), ketidakseimbangan tungkai panjang (Henderson et al., 1992), penyatuan tulang yang tertunda, atau kejadian dengan perangkat fiksasi emergensi kegagalan (Birringer et al., 2016). Hasil review beberapa literatur jurnal bahwa penggunaan bingkai melingkar telah menunjukkan kemampuan untuk mengoreksi angulasi, translasi, rotasi, dan pemanjangan atau pemendekan secara bertahap, sehingga meminimalkan kejadian komplikasi pasca operasi. Sebelum operasi osteotomi dilakukan pada pasien, alat Ortho-LPPDUNS terlebih dahulu dinilai pada sistem sendi pada sudut ring-strut. Hasil studi perancangan OrthoLPPDUNS dibuat dari komponen custom melalui proses pembuatan. Setelah beberapa kali pengujian simulasi gerak menggunakan software Fusion 360, didapatkan bahwa gerakan rotasi dengan nilai displacement untuk komponen sekrup penyangga tampak lebih kasar atau tidak mulus. Penyebabnya adalah ulir pada komponen penyangga sudah aus. Fondasi kelemahan ini menghasilkan rangka yang tidak stabil pada jarak tertentu, dilihat dari massa massanya menggunakan inner ring diameter 155 mm dan kombinasi enam struts dengan panjang medium 150 mm. Konfigurasi frame pada sudut ring-strut menunjukkan ketidakstabilan ini karena serangan balik. Munculnya serangan balik pada sistem sambungan antara ring-strut angels karena desain fiksasi eksternal membutuhkan jarak antar komponen. Desain ini dihasilkan dari pertimbangan paten desain TSF no. US6.030.386 (Taylor H.S. dan J.C., 2000) menjelaskan bahwa pemberian izin diperlukan untuk sambungan antara komponen pada baut bahu tepi dan tepi sambungan universal, yang diterapkan pada setiap komponen sambungan universal. Pemberian jarak bebas antar komponen bertujuan agar konfigurasi rangka dapat berpindah ke sistem tiga sumbu (Shah et al., 2012). Sebaliknya, komponen sambungan universal merupakan sistem sambungan dua sumbu (Wijaya et al., 2019). Pemberian izin Rekonstruksi Tulang Menggunakan Metode Function Analysis System Technique (FAST) memungkinkan penyangga dipasang pada ring dalam kondisi ketat tetapi masih bisa diputar oleh pasien. Namun, memberikan izin di luar kendali akan menyebabkan serangan balik dan membuat proses pelintiran strut menjadi berat dan ukuran yang benar yang ditentukan sebelumnya di sekitar jadwal tidak akurat. Jika kondisi ini tidak menjadi perhatian, maka akan menyebabkan pergeseran tulang yang tidak diinginkan selama rekonstruksi tulang pada pasien. Meskipun prosesRekonstruksi Tulang Menggunakan Metode Function Analysis System Technique (FAST) pada pasien berhasil, hasil koreksi tetap tidak akurat. Beberapa penelitian telah mengevaluasi parameter yang mempengaruhi stabilitas fiksasi sirkuler. Faktor-faktor tersebut, seperti ukuran dan bahan cincin, jenis kawat, diameter, dan tegangan; jumlah, ukuran, dan lokasi setengah pin, telah terbukti memiliki efek yang sama pada stabilitas fiksasi TSF. Namun, studi stabilitas frame yang terkait dengan sudut ring-strut belum dilaporkan dalam literatur. Perangkat ini kami rancang ulang, memperhatikan perubahan, ketidakstabilan pada sistem sambungan antara sudut ring-strut akibat penggunaan komponen alternatif pada fiksasi eksternal menggunakan Function Analysis System Technique (FAST) untuk mengatasi backlash dan struts screw yang aus. keluar dengan cepat.