PENERAPAN GAYA DI BIDANG KEDOKTERAN

Tujuan dari praktikum Ayunan Matematis adalah agar supaya mahasiswa

memperoleh pemahaman yang lebih mendalam tentang gaya khususnya gaya gravitasi.

Keberadaan Gaya dilandasi oleh Hukum Newton I, II dan III. Menurut hukum Newton

yang dimaksud gaya adalah sesuatu yang menyebabkan benda mengalami perubahan

kecepatan (percepatan). Gaya persatuan luas disebut tekanan. Sedangkan gaya berat

adalah massa tubuh dikalikan gaya gravitasi.

Ahli fisika mengenal empat gaya pokok. Urutan berdasarkan kekuatan relatif gaya

dari yang terlemah sampai terkuat adalah: gravitasi, listrik, nuklir lemah dan nuklir kuat.

Hanya gaya listrik/ elektris dan gravitasi yang penting dalam kajian mengenai gaya

penerapannya di bidang kedokteran atau tubuh manusia. Gaya listrik penting pada tingkat

molekuler dan sel, misal mempengaruhi hubungan antar tulang dan mengendalikan

kontraksi otot. Gaya gravitasi, walaupun jauh lebih lemah daripada gaya listrik, penting

karena relatif besarnya massa tubuh manusia.

Ada juga ahli fisika membagi gaya berdasarkan sifat-sifat khusus dan arah gerakan.

Mereka membagi gaya menjadi 1) gaya gravitasi, gaya yang menyebabkan benda

bergerak menuju pusat bumi 2) gaya pegas, gaya yang disebabkan oleh benda berbentuk

pegas 3) gaya kontak, gaya yang dikenakan oleh benda padat pada benda-benda lainnya

secara tegak lurus 4) gaya gesek, gaya yang dikenakan oleh benda pada pada benda

lainnya secara sejajar dengan permukaan, 5) gaya gerak, gaya yang menyebabkan benda

bergerak lurus ke arah depan atau ke belakang dan 6) gaya torka, gaya yang

menyebabkan benda bergerak melingkar.

Gaya mempengaruhi tubuh manusia

Kita menyadari dan merasakan gaya-gaya yang bekerja pada tubuh, misalnya gaya-

gaya yang terlibat saat kita bertabrakan dengan suatu benda. Kita biasanya tidak

menyadari gaya-gaya penting yang terdapat pada tubuh, misalnya gaya otot yang

menyebabkan darah mengalir dan paru menghirup udara. Contoh gaya yang lebih ringan

adalah gaya yang menentukan apakah suatu atom atau molekul tertentu akan tetap berada

di suatu tempat tertentu di dalam tubuh. Sebagai contoh, di tulang terdapat banyak kristal

mineral tulang (kalsium hidroksiapit) yang membutuhkan kalsium. Sebuah atom kalsium

akan menjadi bagian dari kristal tersebut apabila atom tersebut dapat mendekati tempat

khusus untuk kalsium dan gaya-gaya listrik tidak lagi dapat menahannya di tempat

tersebut.

Dokter spesialis yang banyak berurusan dengan gaya adalah 1) physiatrists ( spesialis

dalam kedokteran fisika) yang menggunakan metode fisika untuk mendiagnosis dan

mengobati penyakit, 2) spesialis ortopedi yang mendiagnosis dan mengobati penyakit dan

kelainan sistem muskuloskeletal, 3) ahli terapi fisik, 4) chiropractor, yang menangani

kolumna spinalis dan saraf, 5) ahli rehabilitasi medis dan 6) ahli ortodentik yang

menangani pencegahan dan pengobatan gigi yang tidak teratur.

Gaya gravitasi pada tubuh manusia

Beberapa efek medis yang penting dari gravitasi adalah terbentuknya varises di

tungkai, terbentuknya penyakit haemoroid (wasir), bertambah beratnya penyakit hernia,

bengkak (odem) pada tumit dan tungkai bawah pada penderita gagal jantung dan masih

banyak lagi contoh-contoh lainnya.

Varises bukan sekedar masalah kosmetik karena dapat menimbulkan berbagai

penyulit. Vena permukaan yang melebar di tungkai terjadi akibat kegagalan katup satu

arah di vena. Tekanan (gaya per satuan luas) di vena tungkai sekitar 90 mmHg akibat

adanya kolom darah di atasnya. Kontraksi otot mendorong darah vena kembali ke

jantung. Di berbagai titik di sepanjang perjalanan vena terdapat katup-katup satu arah

yang mencegah darah mengalir balik. Apabila katup mengalami gangguan dan akhirnya

darah mengalir balik, darah akan menumpuk di vena dan vena akan mengalami pelebaran

(varises).

Pada penderita gagal jantung (heart failure), jantung gagal memberikan tekanan guna

mengalirkan darah secukupnya ke seluruh tubuh dan kembali lagi ke jantung untuk

memenuhi kebutuhan sirkulasi tubuh. Pada waktu berdiri maupun melakukan aktivitas

aliran balik akan melawan gravitasi, khususnya pada waktu aliran darah dari vena di

daerah kaki akan kembali menuju ke jantung. Dalam keadaan normal pompa jantung dan

pompa otot (pada waktu kontraksi otot) mampu mengalirkan darah kembali ke jantung

meskipun harus melawan gravitasi. Pada penderita gagal jantung kanan atau kongestif,

fungsi tersebut tidak bisa dijalankan secara sempurna atau bahkan gagal sama sekali.

Keadaan inilah yang menyebabkan sebagian darah vena gagal kembali ke jantung dan

menetap di daerah pergelangan kaki sehingga menyebabkan odem tumit dan tungkai

bawah.

Wasir adalah varikositis akibat dilatasi vena pleksus haemoroidalis, mekanismenya

mirip varises. Pada penderita penyakit haemoroid (wasir) biasanya disarankan untuk

buang air besar secara teratur, makan makanan berserat dan dilarang jongkok atau duduk

terlalu lama, atau mengangkat barang-barang yang berat. Tujuannya untuk mengurangi

tekanan (gaya persatuan luas) pada vena pleksus haemoroidalis di daerah perianal.

Disamping itu keadaan yang menyebabkan tekanan intra abdominal meningkat

(kegemukan, kehamilan, konstipasi, tumor abdomen) akan memperberat penyakit.

Tekanan yang kuat dan terus-menerus akan menyebabkan dilatasi vena menjadi semakin

parah dan permanen. Demikian juga pada kasus-kasus hernia, mengedan, mengangkat

barang-barang berat, kenaikan tekanan intra abdominal sangat berpotensi memperberat

penyakit.

Gaya gravitasi pada kerangka tulang juga sedikit banyak bermanfaat bagi kesehatan

tulang. Apabila seseorang kehilangan beratnya (seightless), seperti pada astronut yang

mengorbit, ia akan kehilangan sebagian mineral tulang. Hal ini dapat menjadi masalah

serius pada perjalanan di luar angkasa yang lama. Tirah baring yang berkepanjangan juga

serupa, yaitu bahwa sebagian gaya berat tubuh tidak bertumpu pada tulang sehingga

dapat terjadi kehilangan mineral tulang yang serius.

Dilain pihak pada manusia yang massa tubuh besar (berat), gaya gravitasi akan

menjadi masalah. Massa tubuh yang besar akan menyebabkan gaya gesek pada daerah

persendian meningkat dan ini kan berakibat munculnya penyakit artritis.

Tekanan terbesar di tubuh, yang biasanya disebut dengan stres, terdapat di sendi-

sendi penyangga berat tubuh. Apabila semua berat tubuh ditumpukan pada satu tungkai,

tekanan pada lutut bisa mencapai 10 atm. Apabila luas permukaan sendi tidak terlalu

besar, tekanan akan semakin besar. Untungnya sendi memiliki struktur sedemikian

sehingga semakin tinggi tekanan, semakin baik pelumasannya.

Pada kasus traumatologi (fraktur), gaya gravitasi dimanfaatkan untuk melakukan

traksi. Secara umum traksi dilakukan dengan menempatkan beban dengan tali pada

ekstermitas pasien. Tempat tarikan disesuaikan sedemikian rupa sehingga arah tarikan

segaris dengan sumbu panjang tulang yang patah. Tujuannya adalah, mengurangi nyeri

akibat spasme otot, memperbaiki dan mencegah deformitas, immobilisasi, difraksi

penyakit dan mengencangkan pada perlekatannya.

Dilain pihak gaya gravitasi (gaya berat, gaya gesek) bisa juga menjadikan faktor

penyulit proses penyembuhan terutama pada tahap fiksasi/ imobilisasi. Misalnya fraktur

pada daerah penyangga berat badan atau ektremitas bawah (femur, tibia, fibula, dsb).

Sehingga penanganan fraktur tulang penyangga tubuh agak berbeda dengan penaganan

fraktur tulang yang bukan penyangga tubuh.

Semua orang pernah melihat seorang anak memasukkan jempol ke dalam mulutnya.

Tindakan ini merupakan bagian dari tumbuh kembang dan hampir semua anak

melakukannya walaupun akhirnya kebiasaan ini akan terhenti. Mengisap jempol secara

berlebih dapat mengubah bentuk mulut karena tindakan ini dapat menyebabkan gigi-gigi

depan bergeser. Biasanya dua gigi seri tengah terdorong keluar dan merenggang yang

dapat menyebabkan overbite (tongos).

Untuk mengatasi kondisi tersebut biasanya dokter gigi membuat suatu penghubung

mekanis ke gigi yang perlu digeser dan diberikan gaya melalui headgear eksternal.

Metode lain, misalnya penambahan pita karet untuk menghasilkan tegangan di antara gigi

agar gigi dapat digeser bersama-sama, bergantung kondisi awal gigi. Kadang-kadang

sebuah gigi perlu digeser sedikit, hal ini sering dapat dilakukan dengan penggunaan

kawat pegas yang sesuai. Ternyata gaya yang diperlukan sangat kecil, yaitu sekitar 1 N.

Uraian singkat di atas hanya sekedar contoh gaya dalam bidang kedokteran. Masih

banyak contoh-contoh penerapan gaya yang lain. Uraian lengkap dan contoh-contoh

penerapan gaya di bidang kedokteran lainnya dapat dibaca di buku-buku yang terdaftar

dalam daftar pustaka di bawah.

DAFTAR PUSTAKA

Cameron J., Skofronick J., Grant.R.M., 2006. Fisika Tubuh Manusia. Alih bahasa, Brahm.U., Editor edisi Bahasa Indonesia, Chairunnisa-Ed.2, EGC, Jakarta.

Cromer A.H., 1994. Fisika Untuk Ilmu-Ilmu Hayati, Alih bahasa, Prawirosusanto S., Penyunting, Koesminarto. Gadjah Mada University Press., Jogyakarta.

Ekajati B.M., Priyambodo T.K., 2007. Fisika Dasar Untuk Mahasiswa Ilmu-Ilmu Eksakta dan Teknik. Andi Jogyakarta.

Bresnick S., 2002. Intisari Fisika. Alih bahasa, Gabriel J.F., Editor Bahasa Indonesia, Saputra V., Hartanto H., Hipokrates, Jakarta.