More Related Content
Similar to Biomekanik Jaringan dan Struktur Sistem Muskuloskeletal.pptx
Similar to Biomekanik Jaringan dan Struktur Sistem Muskuloskeletal.pptx (20)
Recently uploaded
Recently uploaded (12)
Biomekanik Jaringan dan Struktur Sistem Muskuloskeletal.pptx
- 1. Biomekanik Jaringan dan Sturktur Sistem Muskuloskeletal
- 2. • Biomekanik Tulang • Biomekanik Kartilago Sendi • Biomekanik Otot Skeletal
- 3. Biomechanics of the Bone
- 4. Tulang • Alat gerak pasif • Memiliki fungsi-fungsi penting • Mempunyai unsur mekanikal
- 5. Struktur Tulang • Terdiri dari : Bagian luar,yg padat → SUBSTANTIA COMPACTA Bagian dalam yg spongios → SUBSTANTIA SPONGIOSA Dicentral,yg berongga →MEDULLA OSSEUM
- 6. Sifat Tulang Terhadap Bentuk Pembebanan yang Beragam • Tension • Kompresi • Bending (Pembengkokan) • Shear • Torsion • Kombinasi beban
- 7. Biomechanics of the Cartilage Joints
- 8. Jaringan ikat khusus avaskuler Berperan sebagai bantalan mengandung agregat proteoglikan dalam konsentrasi tinggi
- 9. Rawan Sendi Fungsi utama cartilago sendi, yaitu: 1. Menyebarkan beban yg terjadi pada sendi sehingga beban tsb ditransmisikan di atas area yg luas dan kontak stress dpt berkurang. 2. Memberikan gerakan relatif pd permukaan tulang lawanannya dengna meminimalkan gaya friksi dan kerusakan.
- 11. Kandungan Matriks Rawan Sendi Kolagen Proteoglikan
- 12. KOLAGEN Kolagen merupakan molekul protein yang sangat kuat. Ada beberapa tipe kolagen pada matriks ekstraseluler tetapi sebagian besar ialah kolagen tipe B. Kolagen berfungsi sebagai kerangka bagi rawan sendi yang akan membatasi pengembangan berlebihan agregat proteoglikan.
- 13. Proteoglikan Molekulkompleks yang tersusun atas inti protein dan molekul glikosaminoglikan Sebagai reseptor permukaan sel untuk enzim yang berbeda atau inhibitor Berfungsi terhadaptulang dan rawan sendi
- 14. Sifat Biomekanis Cartilago Sendi Sifat biomekanis dari cartilago sendi hanya dpt dipahami berdasarkan sifat-sifat material jaringan tsb. Yang menentukan sifat material jaringan tsb adalah solid matriks (collagen dan proteoglycan) dan interstitial water yg dpt bergerak bebas.
- 17. Squeeze film lubrication mechanism
- 19. Kerusakan/kelelahan (wear) Kerusakan adalah terjadinya pelepasan material dari permukaan solid oleh karena adanya aksi mekanikal. WEAR MECHANISM IN THE CARTILAGE INTERFACIAL WEAR FATIGUE WEAR
- 20. Stress yang berulang pada matriks collagen/ proteoglycan akan menyebabkan kerusakan pada: Serabut collagen Jaringan makromolekul protoglycan Inteface (ruang) antara serabut dan matriks interfibrillar
- 21. Hipotesis menyatakan bahwa kelelahan cartilago disebabkan oleh kerusakan akibat beban tension pada kerangka serabut collagen. Begitu pula, semakin bertambah usia dan adanya penyakit dapat menyebabkan perubahan yg berat dalam populasi moleku proteoglycan.
- 22. Biomekanik Degenerasi Cartilago Cartilago sendi mempunyai kapasitas yg terbatas untuk perbaikan dan regenerasi. Jika stress yg besar terjadi pada cartilago maka kerusakan total dapat terjadi dengan cepat. Peningkatan kerusakan secara progresif berkaitan dgn : Besarnya stress yg dialami Jumlah stress yg dialami Molekul-molekul intrinsik dan struktur mikroskopik dari matriks collagen/ proteoglycan.
- 23. Beberapa orang dengan pekerjaan atau hobby tertentu mempunyai insiden degenerasi yg tinggi, karena pekerjaan atau hobinya berkaitan dgn frekuensi pembebanan yg tinggi pada sendi dan besarnnya beban total yg terjadi pada sendi. Sbg contoh, sendi knee pd pemain sepakbola, sendi ankle pd penari ballet, dll.
- 24. Biomechanics of the Skeletal Muscle
- 25. MUSCLE FUNGSI OTOT Pergerakan (gerak aktif) Beri “bentuk” pd tubuh Proteksi PERANAN OTOT pada gerakan Prime mover (agonist) Antagonist Synergist Fixator
- 26. Produksi tenaga pada otot 1.Hubungan length-tension
- 29. Efek dari arsitektur otot rangka Terdapat dua pola dasar arsitektur miofibril (long or thick) : 1. Tenaga yang dapat diproduksi otot sebanding dengan cross-section dari miofibril. otot yang memiliki serabut pendek dan cross-sectional yang lebih besar didesain untuk memproduksi tenaga. 2. Kecepatan dan jangkauan kerja yang dapat diproduksi otot sebanding dengan panjang miofibril. otot dengan serabut panjang didesain untuk jangkauan kerja dan kecepatannya.
- 30. Isomentic and isotonic properties of muscle with different architecture
- 31. Pengaruh aktivitas otot terhadap distribusi stress dalam tulang Ketika tulang terbebani, kontraksi otot yang melekat pada tulang tersebut akan mengubah distribusi stress dalam tulang. Kontraksi otot ini dapat menurunkan stress tensile pada tulang dengan menghasilkan stress compressi yg baik.
- 32. Stress tensile yang tinggi terjadi pada aspek posterior tibia dan stress compressi yg tinggi terjadi pada aspek posterior tibia, sehingga menetralisir stress tensile yang tinggi dan dapat melindungi tibia dari kerusakan akibat tension. Kontraksi otot ini menghasilkan stress compressi yang lebih tinggi pada permukaan anterior tibia.
- 33. Kelelahan tulang di bawah pembebanan berulang Fraktur dapat dihasilkan oleh beban tunggal atau aplikasi suatu beban yang terjadi secara berulang kali. Suatu fraktur akan terjadi pada aplikasi beban tunggal jika beban tsb memiliki kekuatan maksimal tulang. Aplikasi beban yang rendah dan terjadi secara berulang kali dpt menghasilkan fraktur, fraktur tsb dinamakan fatigue fraktur.
- 34. Penyembuhan tulang Ketika tulang mulai sembuh setelah fraktur, callus terbentuk disekitar tempat fraktur yang menstabilisasi area tsb. Secara signifikan callus dpt meningkatkan area dan polar moment inersia shg dapat meningkatkan strength dan stiffness tulang.
- 35. Penyembuhan tulang Ketika tulang mulai sembuh setelah fraktur, callus terbentuk disekitar tempat fraktur yang menstabilisasi area tsb. Secara signifikan callus dpt meningkatkan area dan polar moment inersia shg dapat meningkatkan strength dan stiffness tulang.
Editor's Notes
- TISAM
- TISAM Tulang merupakan alat gerak pasif yang memiliki peranan penting bagi manusia karena tulang-tulang pada manusia selain menyusun rangka, juga memiliki beberapa fungsi diantaranya adalah: Memberi bentuk tubuh Melindungi alat tubuh yang vital Menahan dan menegakkan tubuh Tempat melekatnya otot rangka (skelet) Sumsum merah tulang membentuk sel-sel darah Sebagai cadangan mineral terutama Calsium dan Fosfat Tulang mempunyai unsur mekanikal yang unik dan dapat berubah unsur-unsur dan konfigurasinya jika terjadi kerusakan (fraktur). Perubahan bentuk tulang dapat diobservasi selama proses penyembuhan tulang dan setelah operasi tertentu.
- TISAM
- TISAM Gaya dan momen dapat diaplikasikan pada sebuah struktur tulang dalam berbagai arah, sehingga menghasilkan beban tension, kompresi, bending (pembengkokan), shear, torsion dan kombinasi beban. Tension: Pada beban tensile, beban yang sama besar dan berlawanan arah diaplikasikan ke arah luar (menjauh) dari permukaan struktur tulang, dan menghasilkan stress tensile dan strain di bagian dalam struktur tersebut. Mekanisme kerusakan dari jaringan tulang akibat beban tension adalah terutama terpecahnya garis-garis semen di dalam tulang dan tertarik keluar dari sel-sel tulang. Kompresi: Pada beban kompresi, beban yang sama besarnya dan berlawanan arah teraplikasi ke arah permukaan struktur tulang dan stress kompresi serta strain terjadi di dalam struktur tulang. Stress kompresi dapat dianggap sebagai beberapa gaya yang kevcil, yang diarahkan ke dalam permukaan struktur tulang. Shear: Pada beban shear, beban teraplikasi secara paralel terhadap permukaan struktur tulang, dan stress shear serta strain terjadi di dalam struktur tersebut. Stress shear dapat dianggap sebagai beberapa gaya kecil yang bekerja pada permukaan struktur tulang dalam bidang paralel terhadap beban yang teraplikasi. Bending: Bending terjadi ketika suatu beban diaplikasikan pada suatu struktur dalam pola yang menyebabkan struktur tersebut membengkok di sekitar axis. Struktur yang mengalami pembengkokan disebabkan oleh kombinasi beban tension dan compressi. Torsion: Torsion terjadi ketika beban teraplikasi pada suatu struktur dalam pola yang menyebabkan struktur tersebut terputar di sekitar axis. Kombinasi Beban: Meskipun setiap bentuk beban telah dijelaskan secara terpisah, tetapi dalam kehidupan sehari-hari tulang jarang terbebani hanya dalam satu bentuk. Pembebanan tulang pada manusia adalah kompleks karena dua alasan utama: struktur geometrik tulang yang tidak beraturan, dan secara konstan tulang mengalami beragam beban yang tidak menentu.
- yUL Sendi adalah hubungan fungsional antara tulang-tulang skeleton yang berbeda. Pada sendi sinovial, ujung tulang yg bersendi ditutupi oleh 1-5mm lapisan putih yg tebal dari jaringan connective yang disebut cartilago sendi. . Rawan sendi merupakan jaringan ikat khusus avaskuler dan tidak memiliki jaringan saraf yang melapisi permukaan tulang dari sendi diartrodial. Rawan sendi berperan sebagai bantalan yang menerima (meredam) beban benturan yang terjadi selama gerakan sendi normal dam meneruskannya ke tulang di bawah sendi. Keunikan rawan sendi terletak pada komposisi dan struktur matriks ekstraseluler yang terutama mengandung agregat proteoglikan dalam konsentrasi tinggi dalam sebuah ikatan yang erat dengan serabut kolagen (collagen fiber) dan sejumlah besar air.
- YULI
- Komposisi Cartilago 60% collagen 40% interfibrillar proteoglycan gel Sel-sel chondrosit: kondrosit yang berperan dalam mensintesis dan memelihara matriks ekstraseluler.
- Matriks rawan sendi terutama mengandung kolagen, proteoglikan dan air.
- ULMI Kolagen adalah salah satu jenis protein fungsional di dalam tubuh yang memiliki peran cukup krusial dalam menjalankan fungsi tubuh. Kolagen diproduksi oleh sel jaringan ikat yaitu fibroblast dalam bentuk fibril. Secara histologi, kolagen ada di hampir setiap jaringan pada organ di tubuh. Kolagen berisi asam amino spesifik-Glycine, prolina, hidroksiprolina dan arginin
- ULMI Proteoglikan merupakan molekul kompleks yang tersusun atas inti protein dan molekul glikosaminoglikan. Bersama-sama dengan asam hialuronat, proteoglikan membentuk agregat yang dapat mengisap air dari sekitarnya sehingga mengembang sedemikian rupa membentuk bantalan yang baik sesuai dengan fungsi rawan sendi. Bagian proteoglikan yang melekat pada asam hialuronat adalah terminal-N dari inti proteinnya, pada terminal ini juga melekat protein link. Terminal karboksi dari inti protein proteoglikan merupakan ujung bebas yang mungkin berperan dalam interaksinya dengan matriks ekstraseluler lainnya. Proteoglikan merupakan susunan 3 globular utama (G1, G2, G3) yang dipisahkan oleh perpanjangan segmen (E1 dan E2) yang membawa kondroitin sulfat (CS, pada domain kaya CS) dan keratan sulfat (KS, pada domain yang kaya keratan sulfat, pada segmen El dan sebagian pada domain kaya CS). Pada domain G1 dam G2 serta LP (link protein) terdapat struktur loop ganda yang disebut proteglycan tandem repeat (RPT), selain itu pada domain Gl dam LP terdapat pula bentuk loop lainnya yang disebut Immunoglabulin fold (Ig fold) yang secara selektif berinteraksi dengan asam hialuronat membentuk agregat . Proteoglikan, sering kali, bertindak sebagai reseptor permukaan sel untuk enzim yang berbeda atau inhibitor mereka. Beberapa proteoglikan yang hadir dalam matriks ekstraselular dapat mengikat sitokin yang berbeda, faktor pertumbuhan, dan senyawa lain dan mencegah degenerasi mereka dengan protease. Fungsi Proteoglikan pada tulang rawan Matriks ekstraselular tulang rawan berisi lima proteoglikan. Dari semua proteoglikan ini, aggrekan adalah yang paling melimpah. Ini memiliki lebih dari seratus kondroitin sulfat dan keratan sMereka berinteraksi dengan molekul Hyaluronan untuk membentuk agregat besar. Aggrekan menyediakan tulang rawan dengan properti ulfat. untuk mengikat dengan air untuk membentuk matriks terhidrasi. Molekul-molekul ini bertindak sebagai pengisi ruang antara sel. Mereka yang hadir dalam tulang rawan dan bentuk agregat dengan Hyaluronan. Mereka membantu untuk membentuk matriks yang stabil dan mampu menahan kekuatan tekan tinggi tanpa mengubah bentuknya. Mereka melakukan hal ini baik dengan desorpsi atau penyerapan air. Proteoglikan terkait erat lain seperti dekorin, biglycan, dan fibromodulin hadir juga. Dekorin dan biglycan mengandung satu dan dua rantai dari DS, masing-masing. Fibromodulin, di sisi lain, memiliki beberapa rantai keratan sulfat. Dekorin dan fibromodulin berinteraksi dengan serat kolagen, merangsang fibrogenesis, dan meningkatkan interaksi antara serat. Akhirnya, jenis IX kolagen (sejenis proteoglikan) bertindak sebagai jembatan yang menghubungkan serat kolagen dengan molekul aggrekan sekitarnya.
- RINA Permeabilitas Merupakan suatu parameter material di dalam jaringan cartilago yang menggambarkan friksional dan solid matriks yg memiliki porous material shg cairan bisa melewatinya.. Cartilago sendi mempunyai suatu mekanisme regulator feedback mekanikal yg bertujuan untuk mencegah pelepasan total cairan intersisial. Pada umumnya, selama terjadi kondisi patologis maka continuitas dari solid matriks menjadi terganggu oleh adanya stress mekanikal atau efek biochemis dari aksi enzim yg abnormal. Selama aktivitas fungsional seperti melompat maka cairan interstitial tidak sempat tertekan keluar shg jaringan cartilago akan bersifat lebih elastis . Lubrication Boundary lubrication: Bergantung pada absorbsi kimia dari molekul-molekul lubricant yang monolayer terhadap permukaan kontak padat. (bowden and tabor, 1967) Tipe ini mencegah permukaan sendi yang satu dan yang lainnya bersentuhan secara langsung shg meminimalisir luka akibat benturan dari kedua sendi. Boundary lubrication bersifat independent dimana kemampuan perminyakannya tidak bergantung pada viskositas cairan sinovial. Pada sinovial joint, glycoprotein, lubricant, yang ditemukan pada cairan synovial dipercaya berfungsi pada adsorpsi molekul. Tebalnya sekitar 1-100 nanometer. Fluid-film lubrication Lapisan perminyakannya jauh lebih tebal daripada ukuran molekul perminyakan boundary lubrication shg menyebabkan pemisahan yg relatif besar dari kedua permukaan tumpuan.
- RINA
- RINA
- RINA
- IBO Interfacial Terjadi akibat adanya interaksi dari permukaan tumpuan. Jika kedua permukaan tumpuan terjadi kontak maka kerusakan interfacial dapat terjadi, oleh adanya adhesif atau abrasi (luka lecet). Fatigue Terjadi akibat adanya deformasi dari body kontak (permukaan sendi) yg berulang. Terjadi karena adanya akumulasi dari kerusakan material secara mikroskopik ketika terjadi stress secara berulang-ulang.
- IBO
- IBO
- IBO
- IBO
- TUTI Bersama-sama otot skeletal dan tulang memberikan kekuatan dan tenaga pada tubuh kita. Pada banyak kasus, otot skeletal ini melekat pada salah satu ujung tulang. Otot-otot ini menekan seluruh bagian sendi dan lantas melekat lagi pada ujung tulang yang lain. Otot-otot skeletal melekat pada tulang dengan bantuan tendon. Tendon adalah semacam cord yang terbuat dari material kuat dan bekerja sebagai penghubung khusus antara tulang dan otot. Tendon ini juga melekat dengan bagus sehingga saat kita menggerakkan salah satu otot kita, tendon dan tulang akan bergerak bersama pula. Otot skeletal ini muncul dalam banyak bentuk dan ukuran yang berbeda yang membuat mereka mampu melakukan banyak pekerjaan.
- TUTI
- TUTI
- TUTI
- PUTE
- PUTE
- PUTE
- PUTE
- YULI
- YULI
- EFI
- EFI