BIOMEKANIK SENDIOLEH SUDARYANTO, S.St, M.Fis

INTRODUKSISendi merupakan axis gerakan yang menuntun kemampuan arah gerakan dari segmen tubuh.Struktur anatomi sendi mempengaruhi stabilitas sendi dan luas gerak sendi.Adanya ketegangan (tight), kelemahan, atau laxitas pada jaringan lunak disekitar sendi sangat mempengaruhi luas gerak sendi.

BIOMEKANIK SENDIARSITEKTUR SENDI

STABILITAS SENDI

FLEKSIBILITAS SENDI

ARSITEKTUR SENDISendi-sendi tak bergerak (Immovable Joints)

Sendi-sendi yang sedikit bergerak

Sendi-sendi yang bebas bergerak

Sendi-sendi Tak BergerakSynarthroses (tak bergerak) adalah sendi fibrous yang dapat meminimalkan gaya yang terjadi (shock absorber) tetapi memberikan sedikit atau tidak ada gerakan pada tulang pembentuk sendi.Terdiri atas : sutura kepala dan syndesmosesSutura : alur-alur yang tidak beraturan dari lapis-an tulang, saling merapat membentuk sendi & di-hubungkan dengan kuat oleh serabut-serabut yang bersambung dengan periosteum contoh : sutura tengkorak.

Syndesmoses : jaringan fibrous padat yang me-ngikat tulang secara bersamaan, memberikan gerakan yang sangat terbatas contohnya : coracoacromial, mid-radioulnar, mid-tibiofibular dan inferior tibiofibular joint.

Sendi-sendi Yang Sedikit BergerakAmphiarthroses : sendi cartilaginous yang dapat meminimalkan gaya yang terjadi dan memberi-kan lebih banyak gerakan daripada synarthrodial joint.Terdiri atas : synchondroses dan symphysesSynchondrosis : tulang pembentuk sendi diper-tahankan secara bersamaan oleh lapisan cartilago hyalin yang tipis contoh : sternocostal joint dan epiphyseal plates.

Symphyses : dataran car-tilago hyalin yang tipis dipisahkan oleh sebuah diskus fibrokartilago dari tulang contoh : sendi-sendi vertebra dan symphisis pubis

Sendi-sendi Yang Bebas BergerakDiarthroses atau sinovial : permukaan tulang pembentuk sendi tertutup dengan cartilago sendi, kapsul sendi yang membungkus sendi, & mem-bran sinovial yang membatasi kapsul sendi ba-gian dalam dimana terdapat cairan sinovial.Ada beberapa tipe sendi diarthroses/sinovial : gliding/plane (arthrodial), hinge (ginglymus), pi-vot/sekrup (trochoid), condyloid (ovoid/ellipsoi-dal), saddle (sellar), ball and socket (spheroidal).

Sendi sinovial juga dapat dikelompokkan berda-sarkan jumlah axis yang terjadi terdiri atas : uniaxial joint, biaxial joint, dan triaxial joint. Ada sendi yang hanya terbatas memberikan gerakan pada satu arah dikenal sebagai nonaxial joint.Ada 2 struktur sinovial yang berkaitan dengan sendi sinovial (diarthrodial joint) yaitu : bursa dan pembungkus tendon.

Bursa adalah kapsul yang kecil, berbatasan de-ngan membran sinovial & terisi cairan sinovial.Bursa merupakan struktur bantalan yang terpisah dengan sendi.Bursa berperan dalam memberikan jarak antara tendon & tulang, mengurangi gaya friksi pada tendon selama gerakanPembungkus tendon : struktur sinovial yang ber-lapis ganda, yang mengelilingi tendon yang ter-letak sangat dekat dengan tulang.

Cartilago SendiSendi dari alat mekanikal harus selalu diminyaki pelumas jika bagian2 mesin tersebut dapat berge-rak bebas & tidak aus satu sama lain.Pada tubuh manusia, dikenal sebagai cartilago sendi. Cartilago sendi adalah jaringan konektif putih yang padat & memberikan proteksi lubrikasi. Cartilago memiliki tebal sekitar 1 5 mm yang melapisi ujung tulang pembentuk sendi pada sendi sinovial (diarthrodial joint).

Fungsi cartilago sendi adalah :Berperan menyebarkan beban diatas area yang luas pada sendi sehingga besarnya stress dapat diminimal-kanBerperan memberikan gerakan pada tulang-tulang pembentuk sendi dengan meminimalkan gaya friksi dan keausan.Cartilago sendi merupakan jaringan lunak yang berpori-pori & permeabel (cairan dapat keluar masuk).Pada sendi sinovial yang sehat, ujung tulang pembentuk sendi dilapisi oleh cartilago sendi.

Komposisi cartilago sendiTersusun dari serabut collagen (60%), interfibril-lar proteoglycan gel (40%) yang mempunyai da-ya tarik menarik yang tinggi terhadap air, & sel-sel chondrosit (2%).Sekitar 60 80% dari jaringan tersebut banyak mengandung air dapat keluar masuk dibawah pengaruh beban.

Sifat biomekanik cartilago sendiSifat biomekanik cartilago sendi adalah sifat permeabilitas dan lubrikasi (pelumasan).Permeabilitas adalah suatu parameter material dari solid matriks yang memiliki porositas material sehingga cairan bisa mengalir melewatinya.Permeabilitas yang rendah akan menghasilkan lebih besar tahanan terhadap gerakan cairan dibawah pengaruh beban, begitu pula sebaliknya

Ada 2 cara mekanikal un-tuk mengalirkan cairan melalui media berporosi-tas seperti cartilago.

Selama aktivitas fungsional, akan terjadi perubahan bentuk pada cartilago saat pembeban-an dan segera kembali ke bentuk semula saat tan-pa bebanUmumnya pada kondisi patologis, kontinuitas dari solid matriks (collagen & proteoglycan) menjadi terganggu oleh adanya stress mekanikal atau efek biokimiawi dari aksi enzim yang abnormal. Karena terjadi kerusakan pada serabut collagen & hilangnya proteoglycan maka permeabilitas jaringan akan menjadi lebih besar (terjadi pada osteoarthritis)

Lubrikasi adalah sistem pelumasan yang terjadi dalam cartilago sendi.Adanya lubrikasi pada cartilago dapat menye-babkan penurunan stress kontak maximum yang bekerja pada sendi sekitar 50% atau lebih.Lubrikasi yang terdapat pada cartilago sendi dapat meminimalkan gaya friksi yang terjadi dalam sendi penurunan terjadi sekitar 17 33% dari gaya friksi yang dihasilkan oleh skate-board diatas es dibawah beban yang sama.

Kerusakan pada cartilago sendi adalah terjadinya pelepasan material dari permukaan solid akibat adanya aksi mekanikal.Kerusakan tersebut dapat dibagi kedalam 2 kom-ponen yaitu :Kerusakan interfacial yang terjadi akibat adanya interaksi dari permukaan tumpuan.Kerusakan fatigue yang terjadi akibat adanya defor-masi dari body kontak (permukaan sendi).

Biomekanik degenerasi cartilagoCartilago sendi memiliki kapasitas yang terbatas untuk perbaikan/regenerasi.Jika cartilago mengalami kerusakan maka dapat terjadi kerusakan yang lebih berat secara progre-sif.Hipotesis menjelaskan bahwa peningkatan keru-sakan secara progresif berkaitan dengan :Besarnya stress yang dialamiJumlah stress tinggi yang dialamiMolekul2 intrinsik & struktur mikroskopik dari matriks (collagen & proteoglycan)

Fibrocartilago sendiFibrocartilago sendi bisa dalam bentuk diskus fibrocartilaginous atau parsial diskus (dikenal se-bagai meniskus), yang terdapat diantara tulang pembentuk sendi.Contohnya : diskus intervertebralis dan meniskusDiskus intervertebralis berperan sebagai bantalan diantara vertebra, mengurangi tingkat stress de-ngan menyebarkan beban yang terjadi

Peran diskus dan meniskus adalah :Mendistribusikan berbagai beban diatas permukaan sendi.Memperbaiki kesesuaian dari permukaan sendiMembatasi translasi/slip dari salah satu ujung tulangMelindungi perifer/tepi sendiLubrikasi (pelumasan)Shock absorber

Jaringan Konektif/Penyambung SendiJaringan konektif/penyambung sendi adalah ten-don dan ligamen.Tendon dan ligamen merupakan jaringan pasif yang secara utama terdiri dari serabut collagen & serabut elastik.Kedua jaringan ini bersifat elastik karena dapat memanjang dan kembali ke posisi awal.Jika peregangan yang terjadi melampaui batas elastiknya (akibat injury/trauma) maka jaringan ini tidak akan kembali ke panjang awalnya.

STABILITAS SENDIStabilitas sendi adalah kemampuan sendi untuk menahan terjadinya pergeseran/perubahan posisi sendi (subluksai/luksasi/dislokasi), atauKemampuan sendi untuk menahan pergeseran salah satu tulang terhadap tulang lainnya, sambil mencegah injury pada ligamen, otot, tendon dise-kitar sendi.Faktor2 yang mempengaruhi stabilitas sendi ada-lah : bentuk permukaan tulang pembentuk sendi, susunan ligamen & otot, serta jaringan konektif lainnya.

FLEKSIBILITAS SENDI Fleksibilitas sendi merupakan istilah yang digu-nakan untuk menggambarkan ROM yang terjadi pada sendi. Statik fleksibilitas : ROM yang dihasilkan ketika segmen tubuh digerakkan secara pasif.Dinamik fleksibilitas : ROM yang dihasilkan ke-tika gerakan segmen tubuh secara aktif dihasilkan oleh kontraksi otot. Untuk mengukur ROM sendi biasa digunakan : goniometer, elektrogoniometer, Leighton flexo-meter.

Faktor2 yang mempengaruhi fleksibilitas sendi adalah :Bentuk permukaan tulang pembentuk sendiKeterlibatan otot atau jaringan lemakKeterlibatan jaringan konektif Aktivitas gerak yang dominan, dan lain-lain