BIOMEKANIK SENDI A.Klasifikasi sendi Pada ahli anatomi telah mengelompokkan sendi dalam beberapa hal yaitu berdasarkan pada kompleksitas sendi, sejumlah axis yang terjadi, geometris sendi, atau kapabiltas/ kemampuan gerakan. Dalam bab ini kami memfokuskan pada gerakan manusia sehingga sistem klasifikasi sendi berdasarkan pada kapabilitas/kemampuan gerakan yang terjadi. Sendi-sendi Tak Bergerak (Immovable Joints) 1.Synarthroses (tak bergerak) : sendi-sendi fibrous ini dapat meminimalkan gaya yang terjadi (shock absorber) tetapi memberikan sedikit atau tidak ada gerakan pada tulang yang membentuk sendi. a.Sutura : pada sendi ini, alur-alur yang tidak beraturan dari lapisan tulang saling merapat membentuk sendi dan dihubungkan dengan kuat oleh serabut-serabut yang bersambung dengan periosteum (lihat gambar 1). Serabut-serabut tersebut mulai mengeras pada awal usia remaja dan pada akhirnya diganti dengan sempurna oleh tulang. Sebagai contoh pada tubuh manusia adalah sutura tengkorak. b.Syndesmoses : pada sendi ini, jaringan fibrous yang padat mengikat tulang secara bersamaan, memberikan gerakan yang sangat terbatas. Sebagai contoh adalah coracoacromial, mid-radioulnar, mid-tibiofibular dan inferi or t ibiofibular joints. Gambar 1. Struktur sutura kepala Sendi-sendi yang Sedikit Bergerak2.Amphiarthroses : sendi-sendi kartilaginous ini dapat meminimalkan gaya yang terjadi dan memberikan lebih banyak gerakan daripada synarthrodial joint.
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Pada ahli anatomi telah mengelompokkan sendi dalam beberapa hal yaitu berdasarkan
pada kompleksitas sendi, sejumlah axis yang terjadi, geometris sendi, atau kapabiltas/
kemampuan gerakan. Dalam bab ini kami memfokuskan pada gerakan manusia sehingga
sistem klasifikasi sendi berdasarkan pada kapabilitas/kemampuan gerakan yang terjadi.
Sendi-sendi Tak Bergerak (Immovable Joints)
1. Synarthroses (tak bergerak) : sendi-sendi fibrous ini dapat meminimalkan gaya yang
terjadi (shock absorber) tetapi memberikan sedikit atau tidak ada gerakan pada tulang
yang membentuk sendi.
a. S
utura : pada sendi ini, alur-alur yang tidak beraturan dari lapisan tulang salingmerapat membentuk sendi dan dihubungkan dengan kuat oleh serabut-serabut yang
bersambung dengan periosteum (lihat gambar 1). Serabut-serabut tersebut mulai
mengeras pada awal usia remaja dan pada akhirnya diganti dengan sempurna oleh
tulang. Sebagai contoh pada tubuh manusia adalah sutura tengkorak.
b. Syndesmoses : pada sendi ini, jaringan fibrous yang padat mengikat tulang secara
bersamaan, memberikan gerakan yang sangat terbatas. Sebagai contoh adalah
coracoacromial, mid-radioulnar, mid-tibiofibular dan inferior tibiofibular joints.
Gambar 1. Struktur sutura kepala
Sendi-sendi yang Sedikit Bergerak
2. Amphiarthroses : sendi-sendi kartilaginous ini dapat meminimalkan gaya yang terjadi dan
memberikan lebih banyak gerakan daripada synarthrodial joint.
Gambar 4. Contoh-contoh Sendi Sinovial pada Tubuh Manusia
e. S
addle (sellar) : kedua permukaan tulang yang membentuk sendi adalah berbentuk seperti tempat duduk pada pelana kuda. Kemampuan gerakan adalah sama dengan
condyloid joint, tetapi ROM gerakannya lebih besar. Sebagai contoh adalah
carpometacarpal joint pada ibu jari (lihat gambar 4).
f. Ball and socket (spheroidal) : pada sendi ini, permukaan tulang yang membentuk
sendi adalah saling sebangun antara konveks dan konkaf. Rotasi pada seluruh bidang
gerak (3 bidang gerak) dapat terjadi pada sendi ini. Sebagai contoh adalah hip dan
shoulder joint (lihat gambar 4).
Sendi sinovial sangat beragam strukturnya dan kemampuan gerakannya. Sendi-
sendi sinovial umumnya dikelompokkan sesuai dengan jumlah axis rotasi yang terjadi.
Sendi-sendi yang memberikan gerakan sekitar satu, dua, dan tiga axis rotasi masing-
masing dikenal sebagai uniaxial, biaxial dan triaxial joint. Beberapa sendi yang hanya
terbatas memberikan gerakan pada satu arah dikenal sebagai nonaxial joint. Kemampuan
gerakan sendi juga kadang-kadang menggambarkan istilah derajat kebebasan (df = degree
freedom), atau sejumlah bidang gerak pada sendi tersebut. Pada uniaxial joint memiliki
satu df, biaxial joint memiliki dua df, dan triaxial joint memiliki tiga df.
Dua struktur sinovial seringkali berkaitan dengan diarthrodial joint yaitu bursa dan
pembungkus tendon. Bursa adalah kapsul yang kecil, berbatasan dengan membran
sinovial dan terisi dengan cairan sinovial, dan merupakan struktur bantalan yang terpisah
dengan sendi. Sebagian besar bursa memisahkan (memberi jarak) tendon dari tulang,
mengurangi gaya friksi pada tendon selama gerakan sendi. Beberapa bursa seperti bursa
olecranon elbow yang memisahkan tulang dari kulit. Pembungkus tendon merupakan
struktur sinovial yang berlapis ganda, yang mengelilingi tendon yang terletak sangatdekat dengan tulang. Beberapa tendon otot yang panjang yang melewati wrist dan sendi
jari-jari tangan terlindungi oleh pembungkus tendon.
Tendon yang menghubungkan otot ke tulang, dan ligamen yang menghubungkan
tulang ke tulang lainnya, adalah jaringan pasif yang secara utama terdiri dari serabut
collagen dan serabut elastik. Tendon dan ligamen tidak memiliki kemampuan untuk
berkontraksi seperti jaringan otot, tetapi dapat memanjang. Kedua jaringan ini bersifat
elastik dan akan kembali ke posisi panjang awalnya setelah distretching (diregangkan),
kecuali jaringan tersebut diregang melampaui batas elastiknya. Suatu tendon atau
ligamen yang mengalami peregangan (stretch) melampaui batas elastiknya selama injury
akan tetap dalam posisi teregang dan dapat dikembalikan ke posisi panjang awalnya
hanya melalui pembedahan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa secara rutinitas tendon
akan mengalami penyembuhan untuk memperbaiki kerusakan kecil yang bersifat internal
sepanjang daur kehidupan agar jaringan tetap utuh.
Tendon dan ligamen seperti tulang, dapat merespon terhadap perubahan stress
mekanikal yang habitual dengan menghasilkan hipertropi atau atropi. Penelitian telah
menunjukkan bahwa latihan yang teratur dalam jangka waktu yang lama dapat
menghasilkan peningkatan ukuran dan kekuatan pada tendon dan ligamen, serta
peningkatan kekuatan hubungan antara tendon dan tulang atau antara ligamen dan tulang.
Fakta (Evidence) juga menunjukkan bahwa ukuran ligamen seperti ligamen
cruciatum anterior adalah proporsi dengan kekuatan antagonisnya (dalam hal ini adalahotot quadriceps). Tendon dan ligamen tidak dapat hanya mengalami penyembuhan
setelah ruptur, tetapi pada beberapa kasus/kondisi akan mengalami regenerasi secara
keseluruhan, seperti dalam fakta (evidence) terjadi regenerasi sempurna pada tendon
semitendinosus setelah tindakan pelepasan secara bedah untuk memperbaiki ruptur
ligamen cruciatum anterior.
E.Struktur Jaringan Tulang Rawan
Sendi-sendi dari alat mekanikal harus selalu diminyaki pelumas jika bagian-bagian
mesin tersebut dapat bergerak bebas dan tidak aus satu sama lainnya. Pada tubuh
manusia, tipe khusus yang padat dengan jaringan konektif putih dikenal sebagai cartilago
sendi yang memberikan proteksi lubrikasi (perlindungan pelumas). Lapisan proteksi dari
bahan/unsur ini yang tebalnya 1 ± 5 mm melapisi ujung tulang yang membentuk sendi
pada diarthrodial joint. Cartilago sendi memiliki 2 tujuan penting. Pertama, cartilago
fragmen, sebagai akibat dari kerobekan pada salah satu permukaan dan terjadi
perlengketan satu sama lain. A brasi terjadi ketika suatu material yang lunak
tergores oleh salah satu permukaan yang jauh lebih keras, dimana dapat
disebabkan oleh permukaan lawanannya atau adanya partikel-partikel yang
hilang.
Kerusakan permukaan cartilago dapat diobservasi pada in vitro. Jika terjadi
kerusakan ultrastruktural dan atau hilangnya massa permukaan, maka lapisan
permukaan cartilago menjadi lebih lunak dan lebih permeabel. Dalam keadaan ini,
tahanan terhadap gerakan cairan akan berkurang, yang memungkinkan cairan
bocor keluar dari fluid film melalui permukaan cartilago sehingga terpecah di atas
permukaan. Hilangnya cairan akan meningkatkan kemungkinan kontak yang
tajam pada permukaan solid cartilago dan akhirnya dapat lebih memperberat
terjadinya proses abrasi.
Kerusakan fatigue dapat terjadi pada permukaan tumpuan yang baik
lubrication-nya. Kerusakan ini terjadi akibat adanya deformasi yang berulang
secara periodik. Kerusakan fatigue terjadi karena adanya akumulasi dari
kerusakan material secara mikroskopik ketika terjadi stress secara berulang-kali.
Meskipun besarnya stress yang terjadi jauh labih kecil daripada kekuatan
material, tetapi pada akhirnya kerusakan akan terjadi jika cukup sering mengalamistress. Pada sendi sinovial, adanya gerakan rotasi dan slide dapat menyebabkan
area permukaan sendi bergerak kedalam dan keluar dari area kontak. Proses ini
menyebabkan stress yang berulang pada cartilago dan dapat terjadi selama
aktivitas fisiologis manusia. Ketika cartilago terbebani, beban akan disanggah
oleh matriks collagen/proteoglycan dan disanggah pula oleh adanya tahanan
(resisten) dari gerakan cairan yang melewati cartilago. Dengan demikian, beban
yang berulang dan gerakan sendi dapat menyebabkan stress yang berulang pada
solid matriks serta terjadi exudasi dan inhibisi yang berulang dari cairan
interstitial jaringan.
Stress yang berulang pada matriks collagen/proteoglycan akan menyebabkan
2) Interface (ruang) antara serabut-serabut dan matriks interfibrillar.
Dari sebagian besar hipotesis yang populer, salah satu hipothesis
menyatakan bahwa kelelahan cartilago disebabkan oleh kerusakan akibat beban
tension pada kerangka serabut collagen. Begitu pula, semakin bertambah usia dan
adanya penyakit sebelumnya dapat menyebabkan perubahan yang berat di dalam
populasi molekul proteoglycan. Perubahan ini merupakan bagian dari akumulasi
kerusakan pada jaringan tersebut.
Exudasi dan inhibisi cairan interstitial yang terjadi secara berulang-kali
dapat menyebabkan pengeluaran molekul proteoglycan dari matriks cartilago
mendekati permukaan sendi. Dengan kata lain, gerakan cairan akan jauh dari area
stress yang terkonsentrasi (area kontak). Menurut Radin and Paul (1977) bahwa
fenomena ini dapat menjelaskan mengapa beban yang tinggi sangat berbahaya
bagi cartilago ; beban yang terjadi dengan cepat dan tiba-tiba akan menyebabkan
cairan tidak sempat untuk bergerak jauh dari area kontak stress yang tinggi,
sehingga dengan demikian akan menghasilkan stress yang tinggi pada matriks
collagen/proteoglycan.
Kerusakan struktural pada cartilago dapat diobservasi melalui X-foto.
Bagian vertikal dari cartilago yang memperlihatkan keretakan disebut denganfibrillasi, yang akhirnya dapat meluas melewati lapisan cartilago yang sangat
dalam. Kadang-kadang, lapisan cartilago mengalami lebih banyak erosi daripada
retak. Sekali terjadi kerusakan mikrostruktur pada cartilago, maka mekanisme
kerusakan yang bersifat mekanikal akan terjadi secara progresif ; terjadi
pengeluaran molekul proteoglycan oleh gerakan cairan yang keras dan
kemampuan self lubrikasi dari cartilago mengalami kerusakan. Proses ini
mempercepat kerusakan interfasial dan terjadi kelelahan cartilago yang telah
merusak matriks collagen/proteoglycan.
Fibrocartilago Sendi
Pada beberapa sendi, fibrocartilago sendi bisa dalam bentuk diskus
fibrocartilaginous atau parsial diskus yang dikenal sebagai meniskus, yang juga terdapat
diantara tulang pembentuk sendi. Diskus intervertebralis dan meniskus knee joint adalah
Meskipun sebagian besar sendi memiliki bentuk permukaan sendi secara reciprokal,
kedua permukaan tersebut tidak simetris, dan secara khas terjadi satu posisi yang paling
rapat dimana terjadi area kontak yang maksimum. Hal ini dikenal sebagai close-packed
position, dan dalam posisi ini stabilitas sendi biasanya sangat besar. Suatu gerakan tulang
pada sendi yang menjauhi dari close-packed position menghasilkan suatu posisi yang
dikenal sebagai loose-packed position, dimana terjadi penurunan area kontak. Sedangkan
suatu posisi sendi yang menghasilkan kelonggaran maksimal didalam sendi atau tidak
ada kontak dalam sendi dikenal sebagai maximally loose-packed position.
Beberapa permukaan sendi memiliki bentuk yang berbeda-beda sehingga dalam
close-packed position dan loose pack position menghasilkan area kontak yang bervariasi
(area kontak besar atau kecil) dan stabilitas yang berbeda-beda (bisa lebih stabil atau
kurang stabil). Sebagai contoh, acetabulum memberikan socket yang relatif dalam untuk
caput femur, dan selalu terjadi area kontak yang relatif besar antara kedua tulang, hal ini
yang menjadi salah satu alasan bahwa hip adalah sendi yang stabil. Namun demikian
pada shoulder, fossa glenoidalis yang kecil memiliki diameter vertikal sekitar 75% dari
diameter vertikal caput humeri dan diameter horizontal yang 60% dari ukuran caput
humeri. Olah karena itu, area kontak antara kedua tulang tersebut relatif kecil sehingga
memberikan kontribusi terhadap instabilitas relatif pada shoulder kompleks. Ditemukan
adanya variasi anatomikal dalam bentuk dan ukuran permukaan tulang pembentuk sendidiantara beberapa individu ; oleh karena itu, beberapa orang memiliki sendi-sendi yang
lebih atau kurang stabil daripada rata-rata.
2. Susunan ligamen dan otot
Ligamen, otot, dan tendon otot relatif mempengaruhi stabilitas sendi. Pada
beberapa sendi seperti knee dan shoulder, dimana konfigurasi tulang pembentuk sendinya
terutama tidak stabil, namun ketegangan ligamen dan otot dapat memberikan kontribusi
secara signifikan terhadap stabilitas sendi dengan membantu mempertahankan ujung
tulang pembentuk sendi secara bersama-sama. Jika jaringan otot lemah akibat disuse
(inaktivitas) atau ligamen laxity akibat overstretch (peregangan berlebihan), maka
stabilitas sendi akan menurun. Ligamen dan otot yang kuat seringkali dapat
meningkatkan stabilitas sendi. Sebagai contoh, latihan penguatan (strengthening) pada
group otot quadriceps dan hamstring dapat meningkatkan stabilitas knee joint. Susunan