"Studi ini telah menghasilkan desain prototipe prostetik tungkai bawah untuk individu dengan amputasi tungkai. Prostetik yang dikembangkan juga menggabungkan nilai keberlanjutan dengan memanfaatkan Asam Polilaktat (PLA) yang diperkuat serat rami yang dapat terurai secara hayati sebagai bahan komposit utamanya. Untuk aplikasi biomedis struktural seperti prostetik tungkai bawah, komposit berbasis PLA harus memenuhi persyaratan kinerja mekanis dan kelelahan yang ketat di bawah beban berulang. Studi ini menyelidiki pengembangan prototipe kaki prostetik transtibial menggunakan komposit rami-PLA prepreg layup kuasi-isotropik yang dibuat melalui metode pengepresan panas. Karakterisasi material dilakukan mengikuti standar ASTM, dan desain dievaluasi menggunakan Metode Elemen Hingga. Prototipe tersebut menjalani pengujian statis, dinamis, dan kelelahan menurut ISO 22675. Laminasi tersebut menunjukkan kekuatan tarik ultimit sebesar 48,36 ± 0,95 MPa, modulus elastisitas sebesar 4,125 ± 0,25 GPa, dan kekuatan lentur sebesar 62,06 ± 3,43 MPa. Hasil FEM menunjukkan bahwa semua tegangan normal dan geser selama fase heel strike (17,78 MPa dan 1,71 MPa) dan toe-off (12,38 MPa dan 5,69 MPa) tetap berada di bawah batas kelelahan. Tegangan statis eksperimental adalah heel strike (12,72 MPa) dan toe-off (20,09 MPa), keduanya dalam rentang yang aman. Pengujian dinamis menunjukkan efisiensi pengembalian energi sebesar 78,78% pada heel strike dan 68,48% pada toe-off. Setelah 10ⶠsiklus kelelahan, tidak ada kegagalan struktural yang diamati, dan pengembalian energi meningkat hingga 94,78%. Temuan ini menyoroti kelayakan struktural dan keberlanjutan lingkungan komposit rami-PLA, yang mendukung potensinya untuk pengembangan kaki prostetik generasi berikutnya.
This study has produced a prototype design of a lower limb prosthetic for individuals with limb amputation. The developed prosthetic also incorporates sustainability values by utilizing biodegradable Ramie Fiber Reinforced Polylactic Acid (PLA) as its primary composite material. For structural biomedical applications such as lower limbs prosthetic, PLA-based composites must meet rigorous mechanical and fatigue performance requirements under repetitive loading. This study investigates the development of a transtibial prosthetic foot prototype using a quasi-isotropic layup prepreg ramie-PLA composite fabricated via hot press method. Material characterization was conducted following ASTM standards, and the design was evaluated using the Finite Element Method. The prototype underwent static, dynamic, and fatigue testing according to ISO 22675. The laminate exhibited an ultimate tensile strength of 48.36 ± 0.95 MPa, an elastic modulus of 4.125 ± 0.25 GPa, and a flexural strength of 62.06 ± 3.43 MPa. FEM results showed that all normal and shear stresses during heel strike (17.78 MPa and 1.71 MPa) and toe-off (12.38 MPa and 5.69 MPa) phases remained below fatigue limits. Experimental static stresses were heel strike (12.72 MPa) and toe-off (20.09 MPa), both within safe ranges. Dynamic testing demonstrated energy return efficiencies of 78.78% at heel strike and 68.48% at toe-off. After 10ⶠfatigue cycles, no structural failure was observed, and energy return increased to 94.78%. These findings highlight the structural viability and environmental sustainability of ramie-PLA composites, supporting their potential for next-generation prosthetic foot development."
