## Inovasi desain dan simulasi model prostesis bawah lutut berdasarkan antropometri orang indonesia
Donny Suryawan 1 , Muhammad Ridlwan 2 , Ari Setiadi 3
1 Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Islam Indonesia Jl. Kaliurang km 14,5, Ngemplak, Sleman, Yogyakarta 55583, Email korespondensi: donny.suryawan@uii.ac.id

## Abstrak
Data  kesehatan  tahun  2012  menunjukkan  bahwa  2,45  %  dari  jumlah  penduduk  Indonesia  merupakan penyandang  disabilitas.  Penderita  tuna  daksa  menempati  posisi  kedua  setelah  gangguan  pada  penglihatan. Amputasi bawah lutut adalah salah satu bentuk tuna daksa yang banyak terjadi di Indonesia. Pasien amputasi bawah lutut akan kesulitan berjalan karena ketiadaan organ akibat amputasi. Prostesis bawah lutut merupakan alat pengganti organ bawah lutut. Prostesis bawah lutut akan membantu penderita amputasi bawah lutut agar dapat berdiri dan berjalan. Saat ini, produk prostesis bawah lutut yang ada di Indonesia masih memiliki banyak kekurangan. Pembuatan prostesis masih menggunakan metode custom sehingga membutuhkan proses pembuatan yang lama dan harga yang relatif mahal. Produksi massal tentu dapat menjadi solusi untuk menekan harga dan waktu  pembuatan.  Desain  prostesis  bawah  lutut  yang  dapat  mengakomodasi  rentang  antropometri  orang Indonesia  diperlukan  agar  prostesis  bawah  lutut  dapat  diproduksi  secara  massal.  Hasil  pembuatan  desain kemudian diuji melalui simulasi sesuai standar ISO 10328 sebelum pembuatan prototipe dan produksi. Prostesis bawah lutut tersebut dirancang untuk mampu menahan beban 100 kg dengan safety factor 4. Selain itu, prostesis bawah lutut yang telah dirancang dapat digunakan untuk penderita yang memiliki rentang tinggi badan antara 150 cm hingga 180 cm.
Kata kunci : desain, inovasi, prostesis.

## Abstract
Health data in 2012 shows that 2.45% of Indonesia's population are people with disabilities. Sufferers of forced tuna are second only to impaired vision. Under-knee amputation is one form of a physical disability that is common in Indonesia. Under knee amputation, patients will have difficulty walking because of the  absence of organs due to amputation. Under knee, the prosthesis is an organ replacement under the knee. Under-knee prostheses will help  amputation  sufferers  under  the  knee  to  stand  up  and  walk.  At  present,  under-knee  prosthesis  products  in Indonesia  still  have  many  disadvantages.  The  manufacture  of  prostheses  still  uses  a  custom  method  so  that  it requires a long manufacturing process and a relatively high price. Mass production can certainly be a solution to reduce the cost and time of manufacture. Under-knee prosthetic designs that can accommodate the anthropometric range of Indonesians are needed so that the under-knee prosthesis can be mass-produced. The results of the model are  then  tested  through  simulations  according  to  the  ISO  10328  standard  before  making  prototypes  and production. Under knee, the prosthesis is designed to be able to withstand a load of 100 kg with safety factor 4. Also, a prosthesis under the knee that has been developed can be used for patients who have a range of height between 150 cm to 180 cm.
Keywords: design, innovation, prosthesis

## 1. Pendahuluan
Perkembangan  dari  tahun-ketahun  menunjukkan bahwa penderita disabilitas terus mengalami peningkatan. Tahun 2012 Badan Pusat Statistik telah melakukan  survei  mengenai  penderita  cacat  di Indonesia. Menurut pengamatan yang telah dilaksanakan terdapat 2,45% dari keseluruhan jumlah penduduk  Indonesia  yang  mengalami  cacat,  baik  itu cacat mental maupun cacat fisik. Berdasarkan sensus yang  dilaksanakan  2  tahun  sebelumnya  yaitu  tahun 2010 diperoleh data bahwa terdapat sekitar 2432000 jiwa  yang  mengalami  sedikit  gangguan  pada
kemampuan  berjalan  atau  naik  tangga  dan  terdapat sekitar  656000  jiwa  yang  menderita  gangguan  pada kemampuan  berjalan  atau  naik  tangga  yang dikategorikan dalam kondisi parah [1].
Amputasi bawah lutut adalah salah  satu bentuk tuna daksa  yang  banyak  terjadi  di  Indonesia.  Pasien amputasi bawah lutut akan kesulitan berjalan karena ketiadaan  organ  akibat  amputasi.  Prostesis  bawah lutut  merupakan  alat  pengganti  organ  bawah  lutut yang dapat membantu penderita amputasi bawah lutut agar  dapat  berdiri  dan  berjalan.  Saat  ini,  produk prostesis  bawah  lutut  yang  ada  di  Indonesia  masih
memiliki  banyak  kekurangan.  Pembuatan  prostesis masih  menggunakan  metode  custom  sehingga membutuhkan proses pembuatan yang lama dan harga yang relatif mahal. Waktu tunggu produksi yang lama dapat mengakibatkan terkendalanya berbagai aktivitas  keseharian  dari  penggunanya.  Produksi massal  tentu  dapat  menjadi  solusi  untuk  menekan harga dan waktu pembuatan. Berdasarkan kekurangan produk  tersebut  dapat  dipecahkan  dengan  cara merancang sebuah desain prostesis bawah lutut yang sesuai  dengan  antropometri  orang  Indonesia  yaitu dengan  ketinggian  antara  150  hingga  180  cm  dan dapat digunakan oleh beberapa orang dengan kondisi tertentu sehingga dapat diproduksi secara massal dan dapat  menekan  biaya  produksinya.  Prostesis  ini diharapkan mampu menggantikan fungsi kaki sebagai mana  mestinya  dengan  memperhatikan  aspek antropometri orang Indonesia sesuai dengan Tabel 1.
Jenis  prostesis  seperti  yang  terlihat  pada  Gambar  1 sudah  banyak  dikembangkan,  baik  itu  tanpa  motor penggerak  maupun  menggunakan  motor  penggerak. Namun jenis motor penggerak yang digunakan hanya untuk menggerakan bagian ankle. Selain menggunakan  motor  jenis  foot  yang  memiliki penyangga  di  bagian  bawah  akan  mempengaruhi seseorang ketika berjalan. Bagian ini akan memberikan  daya  lenting  kearah  depan  ketika digunakan [2].
Tabel 1. Antropometri orang Indonesia
Kriteria Dimensi Minimum Dimensi Maksimum Tinggi badan 150 cm 180 cm Berat badan 41,9 kg 93,45 kg Tinggi popliteal 36 cm 50 cm Tinggi lutut 42 cm 62 cm Panjang kaki 21 cm 29 cm Lebar kaki 7 cm 12 cm
Gambar 1. Foot [3].
Kemampuan  foot  untuk  memberikan  dorongan  ke depan  ketika  berjalan  sangat  diperlukan  oleh pengguna prostesis bawah lutut. Pada penelitian yang telah dilaksanakan sebelumya telah dibahas mengenai prostesis yang akan memberikan dorongan ke depan. Dorongan  ke  depan  ini  diakibatkan  karena  adanya cekungan  yang  terletak  pada  bagian  tumit  yang terlihat pada gambar 2. Selain jenis foot tersebut pada bagian shank terdapat sebuah pengikat yang langsung mengikat pada bagian amputasi [4].
Gambar 2. Foot dan socket [4]
Gambar 3. Shank [5].
Pengatur  ketinggian  pada  shank  sangat  diperlukan jika ingin dibuat prostesis  yang dapat  menyesuaikan ketinggian seseorang. Gambar 3 menunjukkan shank yang memiliki mekanisme pergerakan untuk bergeser ke  atas  dan  ke  bawah  sedangkan  penggunaan pengunci  hanya  menggunakan  baut  pada  bagian bawah shank yang akan mencekam bagian poros pada shank. Selain itu penggunaan material yang berrongga akan memperringan massa prostesis yang dibuat [5].
Jenis shank pada gambar 4 dikembangkan agar bagian shank  tidak  mengalami  puntiran.  Pemberian  pitch yang  memanjang  ke  bawah  dapat  mengurangi pergerakan memutar dari bagian shank. Namun jenis pengunci  yang  digunakan  hanya  mampu  mencekam agar  tidak  terjadi  putaran  pada  bagian  shank  akan
tetapi  masih  memungkinkan  terjadinya  pergeseran kearah vertikal  [6].
Gambar 4. Shank [6]

## 2. Metode
Pembuatan  prostesis  bawah  lutut  akan  melalui beberapa  tahapan  yang  tersusun  secara  berurutan sesuai  dengan  alur  penelitian  yang  telah  ditentukan. Gambar  5  menunjukkan  alur  penelitian  yang  akan dilaksanakan dalam pembuatan prostesis bawah lutut.
Gambar 1. Alur Penelitian Pemilihan kriteria desain didasarkan pada permasalahan  pada  prostesis  yang  telah  ada sebelumnya. Tabel 2 merupakan daftar kriteria desain yang dijadikan sebagai tujuan akhir dalam pembuatan prostesis bawah lutut ini.
Tabel 2. Kriteria Desain
Kriteria Deskripsi Kuat Mampu  menahan  berat  badan  hingga 100 kg [7] Kemampuan setting ketinggian Prostesis dapat digunakan pria maupun wanita dengan ketentuan tinggi badan antara 150 cm – 180 cm [7] Ringan Memiliki massa lebih ringan dari pada kaki  sesungguhnya  yaitu  kurang  dari 2,3883 kg [8] Jenis Prostesis Prostesis merupakan prostesis dengan jenis  endoskeletal  yang  bentuknya tidak menyerupai kaki sesungguhnya Kenyamanan Mudah  dalam  kembali  ke  posisi mendatar  ketika  digunakan  dalam kondisi berjalan maupun berdiri Umur tak hingga Memiliki safety factor empat kali dari beban maksimal yang diterima.
Tahapan  ketiga  adalah  pembuatan  desain  prostesis bawah lutut menggunakan software CAD. Pembuatan desain  prostesis  perlu  memperhatikan  massa  bagian tubuh  yang  mengalami  amputasi.  Desain  prostesis diharuskan  memiliki  massa lebih rendah dari bagian kaki  yang  diamputasi.  Menurut  Tayyari  tahun  1997 berat  bagian  kaki  dibawah  lutut  memiliki  berat sebesar  5,7  %  dari  berat  manusia[8].  Dari  nilai tersebut maka dapat dihitung berat maksimal prostesis senilai :
Massa maksimal= 5,7% x massa orang Indonesia
= 5,7% x 41,9 kg
= 2,3883 kg
Berdasarkan perhitungan di atas maka berat prostesis harus berada di bawah 2,3883 kg, sehingga tidak akan membebani  penggunanya.  Massa  terendah  orang Indonesia diambil dari data yang telah diperoleh yaitu seberat  41,9  kg,  diambil  nilai  paling  rendah  karena jika diambil berat badan paling tinggi akan membuat pengguna  yang  memiliki  berat  badan  penggunanya maka  prostesis  yang  dibuat  tidak  dapat  digunakan oleh keseluruhan orang Indonesia.
Pembuatan desain prostesis ini merupakan pengembangan  dari  desain-desain  yang  telah  ada. Terdapat  perbaikan  pada  bagian  foot,  shank,  socket, dan  sistem  suspensi  sehingga  dapat  menyesuaikan antropometri  orang  Indonesia  dengan  ketinggian antara  150  sampai  180  cm.  Pengembangan  yang paling  menonjol  terdapat  pada  bagian  shank.  Pada bagian ini terdapat bagian berupa pitch yang bertujuan untuk  mengatur  ketinggian  prostesis.  Konsep  awal hanya  dibuat  dalam  bentuk  sketsa,  hal  ini  bertujuan agar desain selanjutnya sesuai dengan kriteria desain yang  telah  ditentukan  sebelumnya.  Selain  itu diharapkan prostesis memiliki desain yang tidak jauh berbeda dari konsep awal yang telah ditentukan. Dari
Mulai Studi Pustaka Pembuatan Desain Simulasi dan Pengujian
Tidak Apakah sesuai kriteria desain? Ya Pembuatan Model Selesai Kriteria Desain
pembuatan  sketsa  prostesis  bawah  lutut  yang  telah dilaksanakan  dapat  diperoleh  sketsa  desain  seperti gambar 6.
Gambar 6. Sketsa Prostesis Bawah Lutut
Berdasarkan  sketsa  prostesis  pada  gambar  6  dapat diuraikan  mengenai konsep awal dari prostesis  yang akan  dibuat.  Agar  konsep  awal  dari  desain  dapat dipaparkan secara rinci maka pembahasan dilaksanakan  dalam  setiap  komponen.  Bagian  foot memiliki  bentuk  yang  meyerupai  alas  kaki  secara menampang. Bagian ini terdiri dari dua buah bagian yang dihubungkan menggunakan mur dan baut seperti yang terlihat pada gambar 6 bagian a. Bagian pertama merupakan  bagian  utama  yang  akan  menyangga prostesis. Pada bagian tumit dibuat melengkung agar memiliki dapat memiliki efek pegas ketika digunakan berjalan.  Sementara  itu  pada  bagian  kedua  terdapat sebuah  penyangga  yang  akan  memperkuat  prostesis ketika dalam kondisi menumpu dan akan memeberikan dorongan ketika akan melangkah. Foot harus  memiliki  sifat  elastis  oleh  karena  itu  kedua bagian foot menggunakan material berupa carbonfiber.  Desain  foot  dikembangkan  dari  bagian foot  yang  diambil  dari  Google  Patent  yang  terlihat pada gambar 1.
Shank harus memiliki kekuatan yang tinggi sehingga ketika  mengalami  tekanan  dari  atas  akan  tetap  kuat dan  tidak  patah.,  akan  tetapi  bagian  ini  harus menggunakan  material  yang  ringan.  Penggunaan alumuniaum  pejal  merupakan  pilihan  yang  tepat karena  material  ini  memiliki  kekuatan  yang  tinggi dengan  massa  yang  ringan.  Selain  penggunaan material yang kuat bagian shank ini dibuat agar dapat diatur sehingga dapat menyesuaikan rentang ketinggian dari orang Indonesia. Oleh karena itu pada bagian shank terdapat pitch seperti gambar 6 bagian b yang  akan  memudahkan  pengguanan,  hal  ini merupakan  pengambangan  dari  desain  diambil  dari gambar 3.
Sketsa socket pada gambar 6 bagian c dikembangkan dari  desain  pada  gambar  2,  dibuat  dengan  bagian belakang  lebih  rendah  dibandingkan  pada  bagian samping maupun depan. Hal ini bertujuan agar bagian popliteal masih dapat menekuk selain itu diharapkan socket mampu menyesuaikan bagian yang diamputasi
sehingga  dapat  digunakan  dengan  ukuran  yang berbeda-beda.  Untuk  mengurangi  kondisi  lembab pada bagian amputasi maka bagian luar socket dibuat memiliki lubang sehingga akan terjadi sirkulasi udara pada  bagian  socket.  Bahan  utama  dari  socket  ini berupa karet silikon dan pada bagian  dalam terdapat dakron yang akan langsung bersentuhan dengan kulit penggunanya.
Sistem suspensi terdiri dari tiga buah pengikat, ketiga buah  pengikat  tersebut  hanya  difungsikan  untuk mengikat  bagian  belakang  dari  sisa  amputasi.  Tiga bagian  ini  terbuat  dari  bahan  yang  elastis  sehingga tidak  akan  menggores  kulit  saat  digunakan.  Sistem suspensi ini memiliki tujuan agar socket tidak mudah lepas dari bagian amputasi, selain itu diharapkan agar ukuran  sistem  suspensi  dapat  menyesuaikan  ukuran bagian  amputasi.  Jenis  sistem  suspensi  yang  akan digunakan akan terlihat pada gambar 6 bagian d.
Setelah  keseluruhan  desain  selesai  dibuat  maka tahapan selanjutnya Simulasi dan pengujian. Pengujian  dilakukan  pada  3  buah  kondisi  ketika seseorang  berjalan,  yaitu  ketika  posisi  heal  loading, midfoot  loadong  dan  forefoot  loading.  Pengujian  ini didasarkan  pada  ISO  10328  yang  menerapkan beberapa  sudut  dan  tumpuan  yang  berbeda  pada pengujian protesis bawah lutut. Untuk lebih jelasnya dapat  terlihat  pada  gambar  7,  akan  terlihat  posisi pembebanan dan daerah yang akan menjadi tumpuan.
a). Heal loading b). Midfoot loading c). Forefoot loading
Gambar 7. Kondisi pengujian
Ketika  keadaan  heal  loading  seperti  terlihat  pada gambar  7a  bagian  foot  hanya  bertumpu  pada  bagian belakang yaitu bagian tumit. Hal tersebut mengakibatkan telapak kaki dan bidang pijakkan akan membentuk  sudut  15°.  Sedangkan  pada  kondisi midfoot loading mengakibatkan kondisi telapak kaki menumpu pada dua bagian telapak kaki. Gambar 7b menunjukkan  kondisi  pijakan  yang  mendatar  dan membentuk sudut 0°  dengan telapak kaki. Sementara itu  pada  pengujian  dengan  kondisi  forefoot  loading memiliki  letak  titik  tumpu  berada  di  ujung  bagian depan dari telapak kaki. Posisi tersebut seperti gambar 7c menunjukkan telapak kaki akan membentuk sudut 20° dengan bidang pijakan dengan titik tumpu berada
c). Socket d). Sistem Suspensi b). Shank
a). Foot
pada  bagian  jari  kaki.  Beban  yang  diberikan  pada ketiga kondisi pengujian berasal dari bagian atas atau bagian socket sebesar 100 kg dengan safty factor 4.
Tahapan  terakhir  berupa  pembuatan  model  prostesis bawah  lutut  dengan  menggunakan  2  metode pembuatan yaitu 3D Printing dan proses permesinan. Komponen  yang  dibuat  menggunakan  3D  Printing berupa bagian foot, penyambung foot dengan shank, mur penguat dan socket. Bagian shank dibuat dengan menngunakan mesin bubut dikarenakan material yang digunakan  berupa  alumunium  dan  memiliki  pitch melingkar yang menyerupai ulir. Setelah keseluruhan komponen  dari  prostesis  ini  selesai  dibuat  baik  itu melalui  proses  3D  print  maupun  proses  permesinan maka  selanjutnya    dilakukan  proses  perakitan. Perakitan  model  prostesis  bawah  lutut  dihubungkan menggunakan mur dan baut.

## 3. Hasil dan Pembahasan
Setelah dilakukan pemodelan menggunakan software CAD  diperoleh  desain  yang  menyesuaikan  kriteria desain  dan  menyesuaikan  jenis  barang  yang  ada dipasaran.  Dari  perancangan  prostesis  bawah  lutut yang telah dilaksanakan dapat diperoleh desain akhir seperti pada gambar 8. Terdapat beberapa perubahan jika  dibandingkan  dengan  konsep  awal,  perubahan yang  mencolok  terlihat  pada  bagian  shank  dengan foot dan sistem suspensi.
Gambar 8. Hasil Perancangan Prostesis Berdasarkan  hasil  perancangan  yang  telah  dibuat seperti  yang  terlihat  pada  gambar  8  telah  memiliki massa dibawah massa rata-rata terrendah yaitu seberat 1,74 kg. Selanjutnya untuk memperjelas hasil desain secara lebih mendalam maka akan didibahas menjadi masing-masing  komponen  dari  setiap  bagian prostesis.
Desain  foot  yang  terlihat  pada  gambar  8  memiliki beberapa  perbaikan  sehingga  dapat  digunakan  oleh beberapa  orang  dengan  kondisi  antropometri  yang hampir  sama.  Hal  tersebut  dipengaruhi  karena
penggunaan  ukuran  kaki  terkecil  dalam  pembuatan bagian foot.
Gambar 9. Desain Foot
Telapak kaki hanya menggunakan ukuran panjang 21 cm dan lebar 7 cm agar orang yang memiliki ukuran kaki  lebih  besar  tetap  dapat  mengguankannya. Penggunaan  material  berupa  carbonfiber  akan memberikan gaya lenting kedepan ketika digunakan. Gaya  lenting  ini  akan  mempermudah  pergerakan prostesis ketika digunakan untuk berjalan. Selain itu gaya  lenting  ini  diakibatkan  karena  bagian  ankle memiliki  bentuk  menekuk  dan  bagian  penyangga sendiri memiliki jarak untuk memberi tuang tekukan pada  tumit  sehingga  dorongan  akan  menjadi  lebih besar. Selain akan memberikan gaya dorong ke depan, bagian  tumit  juga  akan  meredam  pergerakan  bagian tumit sehingga ketika digunakan prostesis tidak akan terasa kaku.
Bagian  atas  foot  dibuat  memanjang  agar  dapat memberikan  ruang  pergeseran  pada  bagian  shank. Penghubung antar bagian menggunakan baut dan mur sehingga  akan  memudahkan  jika  akan  dilakukan proses bongkar pasang.
Gambar 10. Desain Shank
Shank  memiliki  kemampuan  pergeseran  setinggi  14 cm, hal ini menyesuaikan pergeseran tinggi popliteal dari  orang  Indonesia.  Kemampuan  pergeseran  ini dapat  menyesuaikan  dengan  kondisi  tinggi  badan penggunanya.  Terdapat  pitch  yang  akan  menjadi pengunci  pergerakan  keatas  maupun  kebawah  pada bagian  shank.  Masing-masing  pitch  memiliki ketinggian  setinggi  3,5  mm,  oleh  harena  itu mengakibatkan terdapat 40 tingkatan pergeseran pada
Socket Sistem Suspensi Shank Foot
bagian  shank. Dapat  terlihat  pada gambar 10  bagian penghubung  shank  dengan  foot  dan  sekaligus digunakan  sebagai  pengunci  shank  agar  tidak bergerak.  Bagian  atas  penyambung  dibuat  tertutup sehingga bagian foot terpasang dengan baik dan dapat memperkuat bagian baut akibat tegangan yang terjadi.
Penggunaan  material  berupa  alumunium  pejal  pada bagian shank akan membuat rangka prostesis menjadi lebih  ringan  dan  kuat.  Selain  itu  penggunaan  shank dengan  tipe  endoskeletal  akan  membuat  prostesis menjadi lebih stabil dan seimbang ketika digunakan. Sementara  itu  pada  bagian  bagian  penyambung  dan bagian  mur  penguat  terbuat  dari  bahan  ABS  yang memiliki  massa  yang  ringan.  Mur  penguat  pada bagian  atas  dibuat  melebar  dan  menyesuaikan  luas darah  pada  bagian  bawah  socket,  hal  ini  disebabkan karena bagian ini berfungsi sebagai penyangga bagian socket  agar  tidak  menekuk  kebagian  bawah  saat dipasang pada bagian amputasi.
Gambar 11. Desain Socket
Gambar  11  menunjukkan  desain  socket  yang  telah dibuat menggunakan software CAD. Socket ini dapat digunakan oleh penderita disabilitas dengan diameter sisam  amputasi  antara  90  mm  hingga  150  mm. Sedangkan  tinggi  dari  bagian  amputasi  yang  dapat masuk  pada  bagian  socket  setinggi  130  sampai  160 mm.  Penggunaan  material  pada  bagian  luar  socket akan membuat socket menjadi lebih elastis, sementara pada bagian dalam akan dilapisi bahan berupa dakron untuk  mengurangi  gesekan  langsung  pada  bagian amputasi selain itu dalam dapat menjadi lebih nyaman ketika  digunakan.  Bagian  belakang  socket  dibuat menjadi  lebih  rendah  jika  dibandingkan  dengan bagian  depan  dan  samping  dikarenakan  bagian  ini dibuat  agar  mampu  menyesuaikan  diameter  bagian amputasi.  Selain  itu  akan  dugunakan  sebagai peletakan  titik  popliteal  sehingga  dapat  menekuk dengan baik.
Desain  sistem  suspensi  pada  gambar  12  terlihat berbeda  dengan  kosep  awal  pembuatan  desain dikarenakan ditambahkan pengikat pada bagian paha. Pengikat  pada  bagian  paha  ini  dapat  diatur  untuk diameter  11  cm  hingga  22  cm.  Selain  itu  pengikat pada bagian belakang akan mengikat bagian amputasi secara  langsung.  Jenis  sistem  suspensi  ini  didesain sesuai dengan barang yang ada di pasaran.
Gambar 12. Desain Sistem Suspensi Setelah keseluruhan desain dibuat kemudian dilakukan  pengujian  terhadap  prostesis  bawah  lutut sesuai dengan ISO 10328. Simulasi ini menggunakan software  CAE  yang  diharapkan  dapat  mewakili pengujian secara langsung
Gambar 13. Hasil Pengujian Prostesis Kondisi Heal Loading
Berdasarkan  hasil  pengujian  dengan  kondisi  heal loading  pada  gambar  10  diperoleh  hasil  bahwa prostesis mampu menahan beban yang diterima kaki ketika  berjalan.  Terlihat  pada  gambar  10  bahwa prostesis  berwarna  biru  yang  menandakan  prostesis mampu menahan beban yang diberikan. Kondisi pada bagian  atas  dari  prostesis  akan  bergerak  ke  depan dikeranakan  bagian  tumpuan  berada  di  ujung belakang.  Sementara  itu  tegangan  maksimum  yang terjadi  senilai  653,9  Mpa  pada  baut  bagian penghubung  shank  dengan  foot.  Penumpukan tegangan terjadi pada sudut dalam bagian baut dengan luasan  yang  kecil.  Kondisi  ini  masih  dapat  ditahan oleh  baut  karena  pada  bagian  sekitarnya  tegangan yang terjadi relatif kecil.
Terlihat  pada  gambar  14  bahwa  pengujian  dengan kondisi  midfoot  loading  akan  memberikan  dampak berupa  dorongan  ke  depan  yang  mengakibatkan prostesis cenderung condong ke depan. Pada kondisi ini  beban  maksimum  terjadi  pada  bagian  baut  pada penyambung shank dengan foot. Tegangan maksimum yang terjadi memiliki besar senilali 458,9 Mpa.  Disini  terjadi  penumpukan  distribusi  tegangan yang memiliki daerah kecil pada bagian baut, hal ini masih  dapat  ditahan  baut  karena  pada  bagian penghubung  shank  dengan  foot  terdapat  bagian penumpu yang berada pada bagian atas baut.
Gambar 14. Hasil Pengujian Prostesis Kondisi Midfoot
Loading
Gambar 15. Hasil Pengujian Prostesis Kondisi Forefoot Loading
Tegangan  maksimum  pada  kondisi  forefoot  loading ketika  diberi  baban  100  kg  yaitu  899,6  MPa  yang terjadi  pada  baut  dibagian  foot.  Seperti  gambar  15 menunjukkan tingginya tegangan yang terjadi karena titik  tumpuan  berada  di  ujung  depan  dari  prostesis. Hal  ini  mengakibatkan  perbedaan  arah  kemiringan prostesis  yang  condong  ke  belakang.  Pergerakan prostesis  yang  cenderung  condong  ke  belakang  ini sangat berguna karena ketika digunakan ketika terjadi pergerakan  sehingga  akan  memberikan  dorongan kedepan ketika berjalan.
Pengujian  melalui  simulasi  menunjukan  bahwa tegangan terkecil berada pada kondisi midfoot loading sedangkan  tegangan  tertinggi  berada  pada  kondisi forefoot  loading.  Tegangan  terjadi  bada  baut pengunci,  sehingga  dibutuhkan  baut  yang  mampu menahan  tegangan  minimal  sebesar  899,6  MPa. Spesifikasi material menunjukan bahwa material yang memiliki tegangan luluh diatas kebutuhan adalah baja austenitik  301  seperempat  keras  yang  memiliki tegangan luluh sebesar 931 Mpa.
Tabel 3. Spesifikasi Material Baja Tahan Karat

## 4. Kesimpulan
Inovasi desain yang dilakukan menunjukan prostesis dapat digunakan oleh orang Indonesia dengan rentang tinggi  badan  antara  150  cm  sampai  180  cm. Sedangkan    hasil  simulasi  dari  desain  menunjukan bahwa  prostesis  tersebut  mampu  menahan  beban hingga 100 kg  dengan safety factor 4.

## Daftar Pustaka
[1] A.  Diono,  F.  A.  Prasetyo,  dan  D.  Budijanto, “Situasi  Penyandang  Disabiltas,”  Kemtrian Kesehatan RI, 2014.
[2] R.  Arinbjörn  Viggo  Clausen  dan  H.  Magnus
Oddsson,  “TRANSFEMORAL  PROSTHETIC SYSTEMS AND METHODS FOR OPERATING THE SAME,” US 8,057,550 B2.
[3] Arinbjörn  Viggo  Clausen,  R.,  &  Magnus Oddsson, H. (n.d.). US 8,057,550 B2. 1: United States Paten.
[4] R.  A.  F.  Fauziah  dan  A.  B.  Sriwarno, “Pengembangan  Desain  Kaki  Prostetik  yang Berbasis  Low-Cost  untuk  Industri  Kecil  Kaki Palsu  Di  Indonesia,”  Program  Studi  Sarjana Desain Produk, Fakultas Seni Rupa dan Desain (FSRD) ITB, 2014.
[5] A.  Prakoso,  “Perancangan  dan  Pembuatan Prototype shank Prostheses Kaki Bagian Bawah Lutut,”  Program  Studi  Aeronautika  STT Adisutjipto, 2016.
[6] Chuan,  T.  K.,  &  Kumar,  M.  (2010). Anthropometry  of  Sungapuren  and  Indonesian Population. International Journal of Industrial E, 40.
[7] D. Jumeno dan A. W. Adlis, “Desain Prosthesis Endoskeletal  Bawah  Lutut  Untuk  Penyandang Cacat,” Jurusan Teknik Industri, Fakultas Teknik Universitas Andalas, 2010.
[8] Tayyari,  &  Smith.  (1997).  Occupational Egronomics  Principles  and  Applications.  New York: Chapment & Hall.
Tegangan
Maksimum