Pengaruh penambahan kitosan nano dari blangkas terhadap compressive strength Semen Ionomer Kaca modifikasi resin nano ( In Vitro).

PENGARUH PENAMBAHAN KITOSAN NANO DARI

BLANGKAS TERHADAP COMPRESSIVE STRENGTH

SEMEN IONOMER KACA MODIFIKASI RESIN NANO

(IN VITRO)

SKRIPSI

Diajukan untuk memenuhi tugas dan melengkapi syarat guna memperoleh gelar Sarjana Kedokteran Gigi

OLEH : SIMFO FERAWATI

NIM : 070600095

DEPARTEMEN ILMU KONSERVASI GIGI FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2011

Fakultas Kedokteran Gigi Departemen Ilmu Konservasi Gigi Tahun 2011

Simfo Ferawati

Pengaruh penambahan kitosan nano dari blangkas terhadap compressive strength Semen Ionomer Kaca modifikasi resin nano ( In Vitro)

xi + 70 halaman

Karies merupakan masalah kesehatan gigi yang umum terjadi di Indonesia sedangkan perawatannya masih memerlukan biaya yang tinggi. Oleh karena itu, WHO memperkenalkan Atraumatic Restorative Treatment (ART) untuk minimal intervensi, sejalan dengan perkembangan Semen Ionomer Kaca (SIK). SIK terus dikembangkan hingga menjadi SIK modifikasi resin berpartikel nano, dan juga dimodifikasi dengan penambahan biopolimer alami yaitu kitosan. Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan sifat mekanik dari SIK modifikasi resin nano dengan penambahan kitosan nano dari blangkas.

Penelitian ini menggunakan spesimen campuran SIK modifikasi resin nano dengan kitosan nano dari blangkas yang diletakkan dalam cetakan silinder berukuran diameter 4 mm x tinggi 6 mm. Pasta SIK modifikasi resin nano menjadi kelompok kontrol. Kelompok uji I adalah campuran SIK modifikasi resin nano dengan 0,015% berat kitosan nano. Kelompok uji II adalah campuran SIK modifikasi resin nano

dengan 0,45% berat kitosan nano. Pengujian compressive strength ini dilakukan dengan menggunakan alat Torsee Universal Testing Machine.

Hasil penelitian menunjukkan rerata compressive strength untuk kelompok kontrol: 93.794 ± 21.647 MPa; kelompok uji I: 99.100 ± 18.423 MPa; dan kelompok uji II: 72.187 ± 9.543 MPa. Uji ANOVA satu arah menunjukkan adanya perbedaan signifikan antar ketiga kelompok dengan p=0.004. Pengujian Post Hoc Test menunjukkan kelompok uji II mempunyai perbedaan yang paling signifikan dan kelompok uji I tidak mempunyai perbedaan yang signifikan terhadap kontrol ( p=0.774).

Penambahan 0,015% berat kitosan nano meningkatkan compressive strength SIK modifikasi resin nano , sedangkan penambahan 0,45% berat kitosan nano dapat menurunkan compressive strength.

PENGARUH PENAMBAHAN KITOSAN NANO DARI

BLANGKAS TERHADAP COMPRESSIVE STRENGTH

SEMEN IONOMER KACA MODIFIKASI RESIN NANO

(IN VITRO)

SKRIPSI

Diajukan untuk memenuhi tugas dan melengkapi syarat guna memperoleh gelar Sarjana Kedokteran Gigi

OLEH : SIMFO FERAWATI

NIM : 070600095

DEPARTEMEN ILMU KONSERVASI GIGI FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2011

KATA PENGANTAR

Pertama-tama puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkat, rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana Kedokteran Gigi pada Falkutas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara.

Dalam penulisan skripsi ini, penulis telah banyak mendapat bantuan, bimbingan, saran, masukan, kritikan dan pengarahan dari berbagai pihak. Oleh karena itu dalam kesempatan ini juga, dengan segala kerendahan hati, penulis juga mengucapkan terima kasih kepada:

1. Prof. H. Nazruddin, drg., C. Ort., Ph. D., Sp.Ort, selaku dekan Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara;

2. Cut Nurliza, drg., M. Kes, selaku Ketua Departemen Ilmu Konservasi Gigi Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara;

3. Prof. Trimurni Abidin, drg., M.Kes., Sp.KG (K), selaku pembimbing I penulis yang telah banyak meluangkan waktu, memberikan ide, dan bersedia membimbing dan mengarahkan penulis dalam menyelesaikan penelitian maupun penulisan skripsi ini dengan baik;

4. Wandania Farahanny, drg., selaku pembimbing II penulis yang juga telah banyak meluangkan waktu dan bersedia membimbing dan mengarahkan penulis dalam menyelesaikan penelitian maupun penulisan skripsi ini dengan baik;

5. Prof. Dr. H. Harry Agusnar, M.Sc, M.Phil, selaku konsultan dalam penelitian dan penulisan skripsi ini, sekaligus Kepala Bagian Laboratorium Pusat

Penelitian FMIPA USU, beserta Bapak Sukirman atas izin, bantuan fasilitas, dan bimbingan untuk pelaksanaan penelitian ini;

6. Drs. Abdul Jalil A.A, M.Kes, selaku pembantu dekan III FKM USU, dan Ibu Erna Mutiara yang telah bersedia meluangkan waktu untuk berdiskusi mengenai penyelesaian perhitungan dan diskusi statistika.

7. Seluruh staf pengajar Fakultas Kedokteran Gigi terutama staf pengajar dan pegawai di Departemen Konservasi Gigi Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara;

8. Erna Sulistyawati, drg., Sp.Ort., selaku penasehat akademik yang telah membimbing penulis selama menyelesaikan program akademik.

9. Melinda dan Hendra, orang tua penulis, yang selalu memberikan dukungan, semangat, perhatian, dan kasih sayang, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi;

10. Sahabat-sahabat terbaik penulis Suli, Trijayanti, Wenti, Stephanie, Jefri, Robert, Chihargo, serta teman-teman angkatan 2007 yang tidak dapat disebutkan namanya satu-persatu, dan teman seperjuangan skripsi di bagian Konservasi Gigi.

Akhirnya penulis memohon maaf apabila ada kesalahan selama melakukan penelitian dan penyusunan skripsi ini dan berharap semoga skripsi ini dapat memberikan sumbangan pikiran yang berguna bagi fakultas, pengembangan ilmu dan masyarakat.

Medan, 26 Juni 2011 Penulis,

( SIMFO FERAWATI ) NIM: 070600095

LEMBAR PENGESAHAN

SKRIPSI INI TELAH DISETUJUI UNTUK DISEMINARKAN PADA TANGGAL 19 JULI 2011

Oleh

Pembimbing I,

Prof. Trimurni Abidin, drg. M.Kes. Sp.KG (K)

NIP: 19500828 197902 2 001

Pembimbing II

Wandania Farahanny, drg. NIP : 19780813 200312 2 003

Mengetahui

Ketua Departemen Ilmu Konservasi Gigi Fakultas Kedokteran Gigi

Universitas Sumatera Utara

(Cut Nurliza, drg., M. Kes) NIP : 19560105 198203 2 002

PERNYATAAN PERSETUJUAN

Skripsi berjudul

PENGARUH PENAMBAHAN KITOSAN NANO DARI BLANGKAS TERHADAP COMPRESSIVE STRENGTH SEMEN IONOMER KACA

MODIFIKASI RESIN NANO (IN VITRO) Yang dipersiapkan dan disusun oleh:

SIMFO FERAWATI NIM: 070600095

Telah dipertahankan di depan tim penguji Pada tanggal 19 Juli 2011

Dan dinyatakan telah memenuhi syarat untuk diterima Susunan Tim Penguji Skripsi

Ketua Penguji

Prof. Trimurni Abidin, drg. M.Kes. Sp.KG (K)

NIP: 19500828 197902 2 001

Anggota tim penguji lain

Wandania Farahanny, drg. Bakri Soeyono, drg.     Nevi Yanti, drg., MKes

NIP : 19780813 200312 2 003 NIP: 19450702 197802 1 001 NIP: 19631127 199203 2 004

Medan, 3 Mei 2010 Fakultas Kedoketran Gigi Departemen Ilmu Konservasi Gigi

Ketua,

(Cut Nurliza, drg., M. Kes) NIP : 19560105 198203 2 002

DAFTAR ISI

Hal. HALAMAN JUDUL ……….

HALAMAN PENGESAHAN JUDUL………... HALAMAN TIM PENGUJI SKRIPSI………...

KATA PENGANTAR ……… iv

DAFTAR ISI ……….. vi

DAFTAR TABEL………... viii

DAFTAR GAMBAR……….. ix

DAFTAR LAMPIRAN………... xi

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ……….. 1

1.2 Rumusan Masalah ………. 6

1.3 Tujuan Penelitian ……….. 6

1.4 Manfaat Penelitian ……… 6

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Semen Ionomer Kaca (SIK) ……….. 7

2.1.1 Penggunaan SIK dalam ART ……….. 9

2.2 SIK Modifikasi Resin Nano ……….. 11

2.2.1 Komposisi SIK Modifikasi Resin Nano ………. 15

2.2.2 Indikasi SIK Modifikasi Resin Nano ……….. 16

2.2.3 Cara Manipulasi SIK Modifikasi Resin Nano ………… 16

2.2.4 Perkembangan Penelitian SIK modifikasi resin nano … 17 2.3 Kitosan ……….. 20

2.3.1 Kitosan Blangkas (Lymulus Polyphemus) ……….. 22

2.3.2 Kitosan dan Aplikasi Klinisnya ……….. 23

2.3.3 Kitosan Nanopartikel ……….. 25

2.4 Compressive Strength ……… 26

BAB 3 KERANGKA KONSEP DAN HIPOTESA PENELITIAN 3.1 Kerangka Konsep ……….. 28

3.2 Hipotesa Penelitian ……… 30

BAB 4 METODOLOGI PENELITIAN 4.1 Desain Penelitian ………... 31

4.2 Tempat dan Waktu ……… 31

4.3 Sampel Penelitian ………. 31

4.4 Besar Sampel ………. 32

4.5 Variabel Penelitian ……… 33

4.6 Definisi Operasional ……….. 35

4.7 Alat dan Bahan Penelitian ………. 36

4.8 Prosedur Penelitian ……… 37

4.9 Analisa Statistik ……… 43

BAB 5 HASIL PENELITIAN ……….. 44

BAB 6 PEMBAHASAN ……….. 48

BAB 7 KESIMPULAN DAN SARAN 7.1 Kesimpulan ………... 55

7.2 Saran ………. 56

DAFTAR PUSTAKA ……… 57

DAFTAR TABEL

Tabel Hal.

1. Definisi Operasional, Cara, Hasil, dan Alat Ukur dari Variabel Bebas

dan Variabel Tergantung dari Penelitian……….. 35

2. Data hasil pengukuran compressive strength dalam kgf………. 44

3. Data hasil pengukuran compressive strength dalam MPa……… 45

4. Rerata hasil pengukuran compressive strength……… 45

5. Standar deviasi dan Standar error dari data penelitian……… 45

DAFTAR GAMBAR

Gambar Hal.

1. Struktur SIK Konvensional………... 8

2. Reaksi asam- basa dari SIK konvensional……….. 8

3. Reaksi asam-basa dan polimerisasi penyinaran pada SIKMR…….…. 12

4. Jenis SIK modifikasi resin konvensional ……….. 13

5. Jenis SIK modifikasi resin nano ……… 14

6. Struktur SIK modifikasi resin dan SIK nano……… 14

7. Manipulasi pengunaan SIK nano. ………..………. 17

8. Struktur kitin dan kitosan……….. 20

9. Blangkas (Horseshoe-crab) ……….. 22

10. Skema ilustrasi dari compressive strength………. 27

11. Ketac N100 light cured……… 37

12. Serbuk kitosan Blangkas……… 37

13. Syringe insulin………... 38

14. Mould tempat pencetakan spesimen………... 38

15. Pengadukan campuran kitosan dan asam asetat 1% ……….. 39

16. Penambahan amoniak dan pengadukan campuran kitosan………... 39

17. Pasta kitosan nano dari blangkas yang siap dipakai………... 39

18. Neraca Analitik……….. 40

19. Proses pengadukan SIK modifikasi resin nano ……… 40

20. Penekanan spesimen dengan pelat kaca ………..… 41

22. Inkubator……… 42

23. spesimen yang akan diuji……….. 42

24. Universal Testing Machine………. 42

25. Spesimen sebelum dan sesudah pengujian……… 43

26. Struktur kitosan nano dari blangkas ………. 49

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran Hal.

1. Skem

a Alur Pikir ……….. 62

2. Keran

gka Teori ………. 65

3. Skem

a pembuatan variasi berat kitosan nano ………... 66

4. Skem

a Alur Penelitian ……….. 67

5. Hasil

Fakultas Kedokteran Gigi Departemen Ilmu Konservasi Gigi Tahun 2011

Simfo Ferawati

Pengaruh penambahan kitosan nano dari blangkas terhadap compressive strength Semen Ionomer Kaca modifikasi resin nano ( In Vitro)

xi + 70 halaman

Karies merupakan masalah kesehatan gigi yang umum terjadi di Indonesia sedangkan perawatannya masih memerlukan biaya yang tinggi. Oleh karena itu, WHO memperkenalkan Atraumatic Restorative Treatment (ART) untuk minimal intervensi, sejalan dengan perkembangan Semen Ionomer Kaca (SIK). SIK terus dikembangkan hingga menjadi SIK modifikasi resin berpartikel nano, dan juga dimodifikasi dengan penambahan biopolimer alami yaitu kitosan. Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan sifat mekanik dari SIK modifikasi resin nano dengan penambahan kitosan nano dari blangkas.

Penelitian ini menggunakan spesimen campuran SIK modifikasi resin nano dengan kitosan nano dari blangkas yang diletakkan dalam cetakan silinder berukuran diameter 4 mm x tinggi 6 mm. Pasta SIK modifikasi resin nano menjadi kelompok kontrol. Kelompok uji I adalah campuran SIK modifikasi resin nano dengan 0,015% berat kitosan nano. Kelompok uji II adalah campuran SIK modifikasi resin nano

dengan 0,45% berat kitosan nano. Pengujian compressive strength ini dilakukan dengan menggunakan alat Torsee Universal Testing Machine.

Hasil penelitian menunjukkan rerata compressive strength untuk kelompok kontrol: 93.794 ± 21.647 MPa; kelompok uji I: 99.100 ± 18.423 MPa; dan kelompok uji II: 72.187 ± 9.543 MPa. Uji ANOVA satu arah menunjukkan adanya perbedaan signifikan antar ketiga kelompok dengan p=0.004. Pengujian Post Hoc Test menunjukkan kelompok uji II mempunyai perbedaan yang paling signifikan dan kelompok uji I tidak mempunyai perbedaan yang signifikan terhadap kontrol ( p=0.774).

Penambahan 0,015% berat kitosan nano meningkatkan compressive strength SIK modifikasi resin nano , sedangkan penambahan 0,45% berat kitosan nano dapat menurunkan compressive strength.

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Karies merupakan masalah kesehatan gigi yang umum terjadi di Indonesia. Survei departemen kesehatan Republik Indonesia menyatakan prevalensi karies di Indonesia tahun 2007 mencapai 72,1%, namun perawatan masih belum sepenuhnya dilakukan, terutama di daerah pedalaman yang tidak terjangkau aliran listrik dan mahalnya bahan tambalan. Oleh karena itu, WHO memperkenalkan Atraumatic

Restorative Treatment (ART) untuk minimal intervensi.1 ART berkembang sejalan

dengan adanya bahan restorasi Semen Ionomer Kaca (SIK) atau Glass Ionomer Cement (GIC). Pemakaian SIK dalam ART berhubungan dengan sifat SIK yaitu adhesi ke permukaan gigi. 2 

SIK adalah material restorasi gigi yang saat ini dianggap paling biokompatibel. Beberapa penelitian telah dilakukan untuk menguji biokompatibilitas SIK, pada tahun 1983 diteliti efek SIK pada jaringan pulpa gigi anjing dan dinyatakan aman, serta telah dilaporkan bahwa SIK aman terhadap pulpa gigi manusia. Pengujian sitotoksisitas SIK konvensional dan SIK modifikasi resin oleh Hatton et al (2003) (cit Suprastiwi, 2009), menyatakan bahwa SIK modifikasi resin yaitu Compoglass, Fuji II LC toksik terhadap sel pulpa, begitu juga dengan SIK konvensional seperti Fuji IX, GIC FX dan Fuji II SC toksik, tetapi hasilnya lebih rendah dari SIK modifikasi resin.3 

Wilson & McLean (1988) (cit Armalia M, 2006) menjelaskan bahwa bila kandungan lebih banyak silikat, SIK terlihat lebih translusen, tetapi bila lebih banyak

kalsium fluorida atau alumina, SIK terlihat radiopak. Kandungan fluor dalam SIK merupakan keuntungan dalam menurunkan temperatur fusi dan dapat mencegah terjadinya karies sekunder, namun penambahan bahan ini dapat menurunkan kekuatan semen.2 Selama ini diyakini bahwa fluor pada SIK dapat menurunkan aktivitas mikroflora kariogenik yang menetap dalam rongga mulut dan tumbuh pada plak gigi. Namun, telah dilaporkan bahwa pelepasan fluor memiliki sedikit atau tidak ada efek dalam menurunkan karies. Survei dari University of Florida melaporkan adanya kegagalan pada restorasi SIK dengan penyebab utamanya adalah terjadinya karies sekunder. Namun hal ini masih memerlukan penelitian lebih lanjut, karena banyak faktor penyebab kegagalan restorasi, seperti larutnya semen, erosi, abrasi, dan fraktur.4 Hasil penelitian Markovic et al (2008) memperkuat bahwa SIK tidak terlalu tahan terhadap agen perantara dari luar dan pH lingkungan yang rendah, sehingga mengalami kerusakan yang nyata. Di sisi lain, kerusakan dari permukaan SIK diikuti oleh pelepasan fluor yang banyak yang dibutuhkan untuk melawan serangan karies.5 Penelitian Sidharta (1991) (cit Armilia M, 2006) juga menunjukkan bahwa SIK melepaskan ion fluor dalam jangka cukup lama sehingga dapat menghilangkan sensitivitas dan mencegah terjadinya karies sekunder, serta dapat berikatan secara fisikokimiawi dengan email dan dentin.2

Bahan restorasi SIK memiliki sifat adhesif dan mampu melepaskan ion fluor sehingga dapat digunakan dalam prinsip minimal intervensi. Minimal intervensi dalam kedokteran gigi dimaksudkan sebagai suatu perawatan terhadap karies dengan mengambil jaringan gigi yang terdemineralisasi saja dan memelihara sebanyak mungkin struktur gigi yang sehat. Atraumatic Restorative Treatment (ART)

merupakan bagian dari minimal intervensi meliputi komponen restorasi dan pencegahan.6,7 Kekurangan SIK jika dibandingkan dengan bahan tumpatan lain adalah kurang estestik bila dibandingkan dengan resin komposit, bersifat poreus dan sulit dipolish sehingga menghasilkan permukaan restorasi yang kurang halus.1  

Beberapa penelitian terus dilakukan dalam upaya untuk memperbaiki serta mempelajari sifat dari SIK, uji kekuatan tekan (compressive strength) dan diameter tensile strength merupakan metode yang digunakan untuk menentukan sifat mekanik bahan tersebut.8 Pengujian ini perlu memperhatikan compressive strength dari gigi itu sendiri, yaitu enamel 400 MPa dan dentin 297 Mpa.9 

Dalam hal estetis dan kekuatannya, SIK terus dikembangkan dan diharapkan dapat memiliki compressive strength yang lebih tinggi. Pada akhir tahun 1980-an dan awal 1990-an, resin monomer yang disebut dengan 2-HEMA (HydroxyEthyl MetaAcrylate) ditambahkan ke SIK dan kemudian disebut hybrid ionomer atau SIK modifikasi resin, yang lebih estetis dibandingkan SIK konvensional karena kandungan resinnya.9,10 SIK modifikasi resin kemudian dikembangkan lagi dengan menambahkan nano filler pada partikel kacanya. Pada tahun 2007, dikembangkan SIK modifikasi resin berpartikel nano.11 Kelebihan SIK modifikasi resin nano adalah ketahanan terhadap mikroleakage lebih baik, permukaan setelah pemolesan lebih halus dan pelepasan fluornya lebih tinggi jika dibandingkan dengan SIK modifikasi resin tanpa partikel nano.3

Penelitian El-Rougby et al (2010) mengenai pemakaian SIK modifikasi resin nano menyatakan banyaknya endapan kalsifikasi atau pengerasan sehubungan dengan pemakaian SIK modifikasi resin nano, yang menunjukkan adanya kemampuan

signifikan untuk meremineralisasi struktur dentin dalam pemakaian bahan restorasi yang dapat melepaskan fluor ini.12 Pada penelitian Waleed et al (2007) dikatakan bahwa penambahan nano filler kedalam SIK modifikasi resin hanya meningkatkan ikatannya ke dentin, akan tetapi flexural dan compressive strength tidak meningkat jika dibandingkan dengan SIK konvensional.13 Kemudian El-Askary (2011) menguji SIK modifikasi resin nano dan hasilnya tidak terbukti mempunyai shear bond strength secara langsung ke permukaan dentin, tetapi memerlukan conditioner berupa nano-primer sebelum restorasi SIK modifikasi resin nano dan hasilnya shear bond strength ke permukaan dentin lebih baik. Hal ini disebabkan karena conditioner memiliki kemampuan menghilangkan smear layer sehingga perlekatannya maksimal.14 Untuk memperbaiki sifat mekanik SIK, para peneliti terus menguji SIK dengan penambahan bahan alami. Salah satu bahan alami yang dapat dijadikan alternatif untuk mengurangi sifat brittle dari SIK adalah kitosan.15

Penelitian Petri et al (2006) menunjukkan bahwa SIK modifikasi kitosan molekul rendah dengan penambahan 0,0044% berat kitosan dapat meningkatkan sifat mekanik seperti flexural strength dan meningkatkan pelepasan ion fluor, penambahan 0,012% berat kitosan tidak memiliki efek yang yang terlihat secara statistik, dan penambahan lebih dari 0,022% berat kitosan justru memperendah sifat mekaniknya.15

Kitosan [2-amino-2-deoxy-D-glucan] adalah suatu polisakarida derivat kitin yang dihilangkan gugus asetilnya dengan menggunakan basa kuat (NaOH) yang dihasilkan dari proses N-deasetilasi dan merupakan biopolimer alami dengan struktur molekul menyerupai selulosa. Kitosan dapat diperoleh dengan hasil konversi dari

kitin. Sedangkan kitin dapat diperoleh dari kulit udang, kulit kepiting, dan serangga. Konversi kitin menjadi kitosan ditemukan oleh C. Rouge pada tahun 1859.16

Pada penelitian Linden (1995) (cit Petri et al, 2006) dijelaskan bahwa campuran polimer hidrogel terutama asam poliakrilat dan logam garam, dan kitosan, yang dibentuk secara langsung pada mikrochanel jaringan keras gigi dapat memperkuat ikatan antar komponen bahan restorasi tersebut.15

Dalam bidang kedokteran gigi telah dikembangkan kitosan untuk berbagai tujuan. Trimurni et al (2006) menyatakan Kitosan molekul tinggi yang diperoleh dari blangkas (Lymulus polyphemus) dapat memacu dentinogenesis jika dipakai sebagai bahan pulp caping.17 Szeto et al (2007) (cit Ningsih, 2010) membuat kitosan nanopartikel dengan melarutkan serbuk kitosan kedalam larutan asam lemah ditambah larutan yang bersifat basa, seperti amoniak, kemudian ditempatkan dalam ultrasonic bath untuk memecah partikel-partikel gel kitosan menjadi lebih kecil. Ukuran partikel kitosan berskala nanometer, meningkatkan luas permukaan sampai ratusan kali dan memungkinkan adanya interaksi pada permukaan yang lebih besar.18 Petri et al (2006) menguji flexural strength bahan restorasi SIK konvensional dengan penambahan kitosan bermolekul rendah (fluka) dengan variasi persen beratnya yaitu 0.0044%, 0.012%, 0.025%, dan 0.045%. Maka timbul pemikiran oleh peneliti untuk melihat pengaruh penambahan kitosan nano dari blangkas (molekul tinggi) terhadap compressive strength bahan restorasi SIK modifikasi resin nano dengan persen berat kitosan 0.015% dan 0.45%, dimana angka persen berat yang diuji berdasarkan berat minimum yang dapat ditimbang oleh alat yang dipergunakan di laboratorium.

1.2 Rumusan Masalah

Dari uraian diatas timbul permasalahan yaitu apakah ada pengaruh penambahan kitosan nano dari blangkas terhadap compressive strength dari semen ionomer kaca modifikasi resin nano.

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh penambahan kitosan nano dari blangkas terhadap compressive strength dari semen ionomer kaca modifikasi resin nano.

1.4 Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Untuk memperoleh SIK modifikasi resin nano yang mempunyai compressive strength yang tinggi dengan penambahan kitosan nano dari blangkas (molekul tinggi),

2. Menghasilkan material restorasi yang dapat dipakai pada ART dalam menanggulangi terjadinya karies di suatu wilayah,

3. Sebagai dasar dalam usaha peningkatan pelayanan kesehatan gigi masyarakat terutama dalam bidang konservasi gigi, dan

4. Sebagai dasar penelitian selanjutnya, misalnya: uji toksisitas dari SIK modifikasi resin nano yang ditambahkan kitosan nano dari blangkas, Pengujian SIK modifikasi resin nano ditambahkan kitosan bermolekul rendah atau sedang, dan lain-lain.

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

Glass ionomer cement atau Semen Ionomer Kaca (GIC atau SIK) merupakan bahan restorasi yang banyak digunakan oleh dokter gigi dan terus dikembangkan. SIK memiliki kemampuan berikatan secara fisikokimiawi baik pada email maupun dentin.2,6 Kekurangan SIK jika dibandingkan dengan bahan tumpatan lain adalah kurang estestik, sulit dipolish, dan mempunyai sifat brittle. Kitosan adalah salah satu bahan alami yang dapat dijadikan alternatif untuk mengurangi sifat brittle dari SIK dengan meningkatkan sifat mekanik SIK tersebut.15

Kitosan dapat diperoleh dengan hasil konversi dari kitin. Sedangkan kitin dapat diperoleh dari kulit udang, kulit kepiting, dan serangga.15 Konversi kitin menjadi kitosan ditemukan oleh C. Rouge pada tahun 1859. Kitosan memiliki sifat-sifat tertentu yang menguntungkan sehingga banyak diaplikasikan di berbagai industri maupun bidang kesehatan.16

2.1 Semen Ionomer Kaca (SIK)

SIK diperkenalkan pada tahun 1972 oleh Wilson dan Kent.1,3,8 Sifat fisik SIK yang adhesif ke permukaan enamel dan dentin, melepaskan fluor ke jaringan gigi, biokompatibel pada jaringan pulpa, dan koefisien termal ekspansi sama dengan gigi membuat SIK banyak digunakan.1,2 Selain itu, menurut Sidharta (1991) cit Armilia M (2006), SIK melepaskan ion fluor dalam jangka waktu yang cukup lama sehingga dapat menghilangkan sensitivitas dan mencegah terjadinya karies sekunder.2

SIK sering disebut dengan ASPA (Alumine Silicate and polyacrylic acid). Struktur SIK dapat dilihat pada Gambar 1. Reaksi yang terbentuk dari SIK adalah reaksi antara alumina silikat kaca dalam bentuk powder dengan asam poliakrilik sebagai liquid (Gambar 2).4,20 Selain sebagai bahan restorasi, SIK dapat digunakan sebagai bahan perekat, bahan pengisi untuk restorasi gigi anterior dan posterior, pelapis kavitas, penutup pit dan fisur, bonding agent pada resin komposit, serta sebagai semen adhesif pada perawatan ortodontik.2,4 Ukuran partikel gelas SIK bervariasi, yaitu sekitar 50 m sebagai bahan restorasi dan sekitar 20 m sebagai bahan luting.4

Gambar 1. Struktur SIK Konvensional 21

Gambar 2. Reaksi asam- basa dari SIK konvensional.21

Dalam penelitian Xu et al (2000) yang mengukur kemampuan bahan material dalam melepaskan ion fluor terhadap compressive strength dari bahan restorasi SIK,

menyimpulkan bahwa terjadi korelasi negatif antara pelepasan ion fluoride dengan compressive strength. Bahan material yang memiliki tingkat pelepasan ion fluoride yang lebih tinggi, secara umum mempunyai kekuatan yang lebih rendah dari material yang memiliki tingkat pelepasan ion fluoride yang rendah.21 Compressive strength SIK konvensional umumnya adalah 188 Mpa. Nilai ini menunjukan bahwa SIK cukup mampu menahan tekanan oklusal, namun masih tergolong rendah sehingga terus dikembangkan lagi. SIK konvensional berkembang menjadi SIK viskositas tinggi yang memiliki compressive strength yang lebih tinggi.22

Selama ini SIK juga digunakan sebagai restorasi intermediate, bahan pelapik adhesif pada kavitas (teknik sandwich), ART ( Atraumatic Restorative Treatment ), restorasi gigi desidui; sementasi mahkota, mahkota jembatan, veneer secara permanen; sebagai pelindung bahan restorasi lain; dan sebagai pelapik komposit. Beberapa keuntungan SIK yaitu melepaskan ion fluor dan menurunkan sensitivitas dengan memberikan dasar yang kuat untuk komposit dan pelindung pulpa. Dengan adanya kemampuan SIK dalam melepaskan ion fluor dan bersifat adhesif, maka SIK juga secara luas digunakan untuk memperbaiki kehilangan struktur gigi pada akar gigi sebagai akibat dari kerusakan gigi seperti abrasi servikal dan sering digunakan pada kavitas non-undercut. 4,7,23

2.1.1 Penggunaan SIK dalam ART

Sebagai bahan restorasi adhesif yang mampu melepaskan ion fluor, SIK dapat digunakan dalam prinsip minimal intervensi. ART merupakan bagian dari minimal intervensi meliputi komponen restorasi dan pencegahan.6,7 Prinsip ART adalah suatu

metode restorasi kavitas yang sederhana, yang didahului dengan pembersihan kavitas dengan hanya menggunakan hand instruments kemudian kavitas direstorasi dengan bahan adhesif seperti SIK.23 Ada dua prinsip dalam melakukan ART, yaitu:24

a. Menyingkirkan jaringan karies gigi dengan hand instruments b. Merestorasi kavitas dengan bahan adhesif yang melepaskan fluor.

Hal ini menjadi pertimbangan pengunaan SIK untuk perawatan preventif dan kuratif dalam prosedur kerja.

Alasan SIK digunakan dalam ART adalah:24

a) Karena SIK berikatan secara kimiawi ke enamel dan dentin, sehingga mengurangi kebutuhan untuk mengambil jaringan gigi yang sehat

b) Pelepasan fluor dari restorasi dapat mencegah karies sekunder c) Lebih mirip dengan jaringan keras gigi dan biokompatibel.

Namun, ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam melakukan ART. Hal ini disebabkan adanya beberapa kondisi yang tidak boleh dilakukan ART. ART tidak boleh digunakan ketika:24

a. Dijumpai adanya pembengkakan (abses) atau fistula (terbukanya abses terhadap lingkungan rongga mulut) berdekatan dengan gigi yang karies,

b. Pulpa gigi terbuka,

c. Dijumpai adanya rasa sakit yang lama dan mungkin terjadi inflamasi pulpa, d. Terdapat kavitas karies yang tersembunyi yang tidak dapat diakses dengan hand instruments,

e. Dijumpai adanya tanda-tanda yang jelas dari kavitas sebagai contoh pada permukaan proksimal tetapi kavitas tidak dapat dimasuki dari arah proksimal ataupun oklusal.

Kemampuan SIK dalam melepaskan fluor dan hanya memerlukan preparasi minimal, maka penggunaannya semakin meluas untuk restorasi gigi desidui. Pada tahun 1977, dianjurkan pengunaan SIK sebagai bahan restorasi gigi desidui karena kemampuannya melepaskan ion fluoride dan melekat ke jaringan keras gigi.22 Kelemahan SIK yaitu kurang resisten terhadap abrasi, tensile dan compressive

strength lebih rendah dari resin, bersifat poreus, dan sulit di polish.21,23

Untuk mengatasi kekurangan-kekurangan SIK dan memberikan keuntungan klinis yang lebih baik, maka dikembangkanlah SIK modifikasi resin.25 Kemudian pada tahun 2007, dikembangkan SIK modifikasi resin dengan nano teknologi menjadi SIK modifikasi resin nano.26

2.2 SIK Modifikasi Resin Nano

SIK modifikasi resin nano merupakan perkembangan dari SIK modifikasi resin dan SIK Modifikasi Resin, yang dikenal dengan glass ionomer hybrid cements, merupakan bagian dari perkembangan SIK pada tahun 1980-an.20,26 Pengerasan SIK modifikasi resin merupakan kombinasi dari reaksi asam basa dan polimerisasi photo-chemical.27

Resin modified menggantikan SIK dengan tambahan reaksi polimerisasi dengan cahaya (light cure). Untuk mencapai keberhasilan bahan ini, ditambahkan

monomer yang larut dalam air, seperti HEMA (hidroxyethyl methacrylate) ke cairan asam poliakrilat yang larut air.25 Ukuran partikelnya sekitar 15 m atau lebih kecil.4

Pertama kali, SIK modifikasi resin dikembangkan sebagai lining tetapi kemudian dikembangkan sebagai bahan restorasi. Keuntungan yang diberikan SIK modifikasi resin adalah kemudahan dalam memanipulasi, meningkatkan ketahanannya terhadap sensitivitas air, dan mampu melepaskan ion fluor sehingga dapat mencegah karies kambuhan.25,27 Ciri utama semen SIK modifikasi resin adalah ketika bubuk dan cairan dicampur akan terjadi reaksi pengerasan dengan bantuan sinar (light cure). Tahap-tahap reaksinya sebagai berikut:25,27

1) Reaksi pengerasan dengan terjadinya reaksi asam-basa antara bubuk alumino silikat dengan asam poliakrilat.

2) Reaksi polimerisasi dari partikel-partikel resin yang ada di dalam semen. 3) Reaksi antara garam logam poliakrilat dengan resin hingga menbentuk matriks semen yang lebih kuat (Gambar 3).

Gambar 3. Reaksi asam-basa dan polimerisasi penyinaran pada SIK modifikasi resin.22

Dari tiga reaksi diatas, sebenarnya semen SIK modifikasi resin mengeras dengan system “Dual Cure” yaitu reaksi penggaraman (asam-basa) yang terjadi

secara kimia (auto setting) dan polimerisasi yang terjadi akibat penyinaran (light cured). Kedua reaksi ini memberikan sifat-sifat yang lebih baik bagi SIK. Contoh bahan SIK modifikasi resin yang dikenal sebagai bahan restorasi adalah Fuji II LC, Vitremer dan Photac Fill (Gambar 4).25

A B C

Gambar 4. Jenis SIK modifikasi resin konvensional (A) Fuji II LC, (B) Vitremer, (C) Photac Fill27

Namun sekarang ini SIK modifikasi resin masih terus dikembangkan. Pada tahun 2007, dikeluarkan SIK modifikasi resin nano yang pertama yaitu Ketac Nano (Ketac N100) yang menggunakan nano teknologi.26 Nanoteknologi atau nanoteknologi molekuler merupakan penghasil bahan fungsional dengan struktur yang berukuran antara 0,1 hingga 100 nanometer dengan metode fisika ataupun kimia.12 Ketac Nano (Gambar 5) merupakan pasta SIK modifikasi resin pertama yang dibuat dengan teknologi nanofiller dan nanocluster dengan ukuran partikel 5-25 nm.

Ketac™ Nano Light Curing Glass Ionomer Restorative dan Ketac™ Nano

Primer merupakan perkembangan terakhir dari teknologi SIK modifikasi resin yang saat ini digunakan dalam bidang kedokteran gigi.11,26 SIK modifikasi resin nano mempunyai kemampuan melepaskan fluor dari SIK modifikasi resin dan ikatan

Gambar 5. Jenis SIK modifikasi resin nano, Ketac Nano light curing11

Perkembangan teknologi SIK modifikasi resin nano diarahkan pada pengabungan antara keuntungan dari SIK modifikasi resin light cure dan teknologi ikatan nanofiller dan nanocluster.11 Keuntungan dari kedua teknologi ini adalah tersedianya SIK modifikasi resin nano dengan peningkatan polis dan estetik.11,26 Teknologi nano filler dapat memperkecil jarak antar partikel, sehingga meningkatkan sifat mekanik dan estetisnya.28 Rumus kimia dari SIK modifikasi resin nano ini didasarkan pada metakrilat yang dimodifikasi dalam asam polialkenoat dari gugus SIK modifikasi resin konvensional.11,29

Perbandingan struktur dari SIK modifikasi resin dan SIK modifikasi resin nano dapat dilihat pada gambar berikut.( Gambar 6)

Gambar 6. Struktur SIK modifikasi resin dan SIK modifikasi resinnano.29

Keunikan SIK modifikasi resin nano adalah kombinasi dari ikatan nanofiller, nanocluster, dan partikel kaca FAS, sehingga lebih estetis dan mudah dipolis, sejalan

dengan pelepasan ion fluoride. Selain itu, compressive strength SIK modifikasi resin nano lebih tinggi dibandingkan SIK konvensional dan juga menunjukkan pelepasan

fluoride yang lebih tinggi.11,26 Pada penelitian Waleed et al (2007) dikatakan bahwa

penambahan nano filler kedalam SIK modifikasi resin hanya meningkatkan ikatannya ke dentin, akan tetapi flexural dan compressive strength tidak meningkat jika dibandingkan dengan SIK konvensional.13 Kemampuan adhesi SIK modifikasi resin nano ke struktur gigi diperkuat dengan pengunaan primer sebagai bahan etsa dan bonding sama halnya dengan komposit resin. Ketac nano primer digunakan untuk adhesi ke struktur gigi secara adekuat. SIK modifikasi resin nano juga mudah dipolis, dapat dengan penyelesaian restorasi SIK konvensional secara umum.11

2.2.1 Komposisi SIK Modifikasi Resin Nano

KetacTM nano light curing glass ionomer restorative terdiri atas:11

- Dua sistem pasta:

 Aqueous paste ( asam polialkenoat, resin yang reaktif, dan nanofillers)

 Non aqueous paste ( FAS glass, resin yang reaktif, dan nanofillers)

- Filler (69%):

 27% FAS glass

 42% Metacrylate yang berfungsi sebagai nanofiller. - Reaksi pengerasan:

 Memerlukan light cure

2.2.2 Indikasi SIK Modifikasi Resin Nano

Indikasi pemakaian SIK modifikasi resin Nano yang dilaporkan dalam profil produk Ketac Nano N100 adalah:11,26

- Restorasi gigi desidui, - Restorasi kelas I yang kecil, - Restorasi kelas III dan V, - Restorasi transisi,

- Kegagalan pengisian dan undercut, - Teknik laminasi dan sandwich, dan

- Pembuatan pasak yang sekurang-kurangnya 50% dari struktur mahkota gigi tersisa sehingga dapat dijadikan sebagai dukungan.

Penelitian Wadenya et al (2010) dengan menggunakan gigi molar desidui menunjukkan bahwa tidak ada perbedaan leakage pada enamel dan dentin antara SIK konvensional dan SIK modifikasi resin nano. Celah mikro dapat dipengaruhi oleh sifat dari bahan restorasi. Peningkatan perubahan dimensi selama berpolimerisasi dan kurangnya adaptasi bahan restorasi ke dinding kavitas dan margin dapat menyebabkan celah marginal. 28

2.2.3 Cara manipulasi SIK modifikasi resin nano

Pada umumnya SIK modifikasi resin nano ini tersedia dalam bentuk pasta.11 Berikut adalah cara manipulasi SIK modifikasi resin nano sebagai bahan restorasi gigi (Gambar 7).26 Buka tutup dari pencampur clicker, keluarkan sedikit bahan pada mixing pad dengan menekan pasta 2-3 detik, biasa penekanan selama 2 detik, pasta

akan keluar dalam jumlah yang sama (rasio beratnya 1,3:1,0). Campurkan bahan dengan spatula selama 20 detik sampai warna merata terbentuk, hindari terbentuknya rongga udara. Kavitas yang akan direstorasi sebelumnya diberikan conditioner berupa nano primer dan disinari dengan light cure selama 15 detik. Pengerasan SIK modifikasi resin nano membutuhkan sinar light cure, kedalaman maksimum bahan untuk penyinaran tidak boleh lebih dari 2 mm. Sinari SIK modifikasi resin nano ini selama kira-kira 20-30 detik dan kemudianbahan restorasi dapat dipolis.11,26

a b c d

e f g h

Gambar 7. Manipulasi pengunaan SIK modifikasi resin nano. a dan b. membuka penutup pasta, c dan d. penempatan pasta pada mixing pad selama 2 detik penekanan , e. campurkan secara merata selama 20 detik, f. kedalaman restorasi kurang dari 2mm, g dan h. rapikan kemudian dilight cured selama 20-30 detik.11

2.2.4 Perkembangan Penelitian SIK Modifikasi Resin Nano

Waleed et al (2007) menyatakan bahwa penambahan nano filler kedalam SIK modifikasi resin hanya meningkatkan ikatannya ke dentin, akan tetapi flexural dan

compressive strength tidak meningkat jika dibandingkan dengan SIK konvensional.13

Pada penelitian Coutinho et al (2009) dengan menggunakan SIK modifikasi resin nano, dikatakan bahwa ikatan SIK modifikasi resin nano ke enamel dan dentin sebaik ikatan SIK konvensional, tetapi lebih rendah dibandingkan dengan SIK modifikasi

resin konvensional, oleh karena itu diperlukan penggunaan primer nano. Dalam penelitian tersebut juga dijelaskan gambaran TEM (Transmission Electron Microscopy) dari SIK modifikasi resin nano dengan dentin, menunjukkan adanya interaksi yang kuat, namun tidak ada demineralisasi nyata yang terlihat pada permukaan intertubular dentin dan juga tidak ada indikasi pembentukkan lapisan hibridisasi.30

Penelitian Wadenya et al (2010) dengan menggunakan gigi molar desidui menunjukkan bahwa tidak ada perbedaan leakage pada enamel dan dentin antara SIK konvensional dan SIK modifikasi resin nano.28 El-Askary et al (2011) menyatakan bahwa diperlukan tindakan pre-conditioning yaitu penggunaan nano primer pada pemakaian SIK modifikasi resin nano karena ia tidak dapat membuktikan adanya shear bond strength dari SIK modifikasi resin nano itu sendiri jika tidak menggunakan primer. Hasil Scanning Elektron Microscope (SEM)dari penelitiannya menunjukkan adanya lapisan smear layer diatas permukaan dentin dan kurangnya pembentukan jaringan hibridisasi dalam pengunaan SIK modifikasi resin nano sesuai dengan anjuran pabriknya. Hal ini dapat dijelaskan dengan ketidakmampuan nano-primer untuk dekalsifikasi dasar dentin, yang mungkin berhubungan dengan tingginya pH nano primer ( 3).14

Deepali et al (2010) melakukan preparasi kavitas intra orifisi, kemudian dilakukan pengaplikasian primer dan pengeringan dengan udara, untuk kemudian direstorasi dengan Ketac N100, menyatakan penggunaan SIK modifikasi resin nano sebagai perintang intra orifisi menunjukkan hasil yang lebih baik pada coronal seal

dibandingkan restorasi komposit, dengan perbedaan yang tidak signifikan terhadap celah mahkota (coronal leakage) antara SIK viskositas tinggi dengan SIK modifikasi resin nano.31

Penelitian El-Rouby (2010) yang melakukan restorasi pada jaringan ikat subkutan dari tikus dengan bahan Ketac N100, menyatakan adanya infiltrasi peradangan yang parah, baik akut maupun kronis, setelah pemakaian Ketac N100 setelah satu minggu, terjadi proliferasi sel angioblast dan fibroblast, disertai hiperemi pembuluh darah dan penebalan jaringan granulasi disekitar jaringan yang direstorasi. Namun setelah 8 minggu pemakaian tidak dijumpai adanya sel yang nekrosis. Ia juga melaporkan adanya kemampuan remineralisasi pada bahan yang melepaskan fluor ini.12 Sharathchandra (2010) juga telah meneliti efek bleaching terhadap SIK modifikasi resin nano, hasil penelitiannya menyatakan bahwa tidak ada efek bleaching terhadap tekstur permukaan dan warna dari SIK modifikasi resin nano secara Scanning Elektron Microscopic (SEM).32

SIK modifikasi resin nano ini memiliki kelebihan jika dibandingkan dengan SIK konvensional maupun SIK modifikasi resin tanpa partikel nano. SIK modifikasi resin nano memiliki compressive strength yang lebih tinggi dibandingkan dengan SIK konvensional (Fuji IX dan Ionofil Molar) dan beberapa SIK modifikasi resin konvensional (Vitremer, Photac Fill, dan Fuji Filling LC), hampir sama dengan Fuji II LC (SIK modifikasi resin konvensional). Flexural strength SIK modifikasi resin nano lebih tinggi dari Fuji IX, Ionofil Molar, dan Fuji Filling LC; hampir sama dengan Vitremer; namun lebih rendah dari Fuji II LC.11 Pada pengujian celah mikro antara SIK modifikasi resin nano (Ketac Nano) dengan SIK modifikasi resin

konvensional (Fuji II LC) menunjukkan bahwa pada enamel SIK modifikasi resin nano memiliki celah mikro lebih tinggi dari SIK modifikasi resin konvensional, namun sebaliknya pada dentin SIK modifikasi resin nano memiliki celah mikro jauh lebih rendah dari SIK modifikasi resin konvensional.11,31 Pada perbandingan SIK modifikasi resin nano dengan SIK konvensional tidak terlihat adanya perbedaan celah mikro antara kedua bahan tersebut.28 Pelepasan fluor pada SIK modifikasi resin nano juga lebih tinggi dibandingkan SIK modifikasi resin konvensional.15

2.3 Kitosan

Kitosan merupakan polimer alam yang mempunyai rantai linear dengan rumus (C6H11NO4)n dan merupakan turunan utama kitin (Gambar 8a) yang mempunyai

derajat kereaktifan tinggi disebabkan oleh adanya gugus amino bebas sebagai gugus fungsional. Kitosan diperoleh dari hasil deasetilasi kitin dalam larutan NaOH pekat.16,17 Pada tahun 1859, Rouget menemukan modifikasi kitin yang akhirnya oleh Hoppe-Seiler pada tahun 1894 diberi nama kitosan (Gambar 8b). Sejak saat itu penelitian kitin dan kitosan berkembang sampai pertengahan abad 1900-an. Pada tahun 1930-an Rigby mempatentkan kitin dan kitosan berserta cara isolasi dan preparasinya dan pemanfaatannya dalam bidang industri.33

a b

Dunn et al. (1997) (cit Ningsih, 2011) menyatakan kitin dan kitosan tidak dapat larut hanya dalam air, kecuali dengan subsitusi. Keduanya dapat larut dalam asam encer seperti asam asetat. Adanya gugus karboksil dalam asam asetat memudahkan pelarutan kitin dan kitosan karena terjadi interaksi hidrogen antara gugus karboksil dengan gugus amina dari keduanya. Pernyataan Agusnar (2006) (cit Ningsih,2010) menyebutkan hidrolisis gugus asetil pada kitin dapat dilakukan dengan larutan NaOH kuat, diikuti pencucian, pengubahan pH dan proses pengeringan. Pada tahap ini kitosan yang terbentuk masih berupa kepingan kasar dan dapat dihaluskan mengikuti ukuran tertentu.19

Penelitian Marganov (2003) mengatakan bahwa kulit udang mengandung protein 25-40%, kalsium karbonat 45-50%, dan kitin 13-20%, tetapi besarnya kandungan komponen tersebut tergantung pada jenis udang dan tempat hidupnya. Cangkang kepiting mengandung protein 15,6-23,9%, kalsium karbonat 53,7-78,4%, dan kitin 18,7-32,2% yang juga tergantung pada jenis kepiting dan tempat hidupnya.18,34 Perbedaan antara kitin dan kitosan didasarkan pada kandungan nitrogennya. Bila nitrogen kurang dari 7% maka polimer tersebut disebut kitin dan apabila kandungan total nitrogennya lebih dari 7% maka disebut kitosan.35

Kitosan memiliki sifat-sifat tertentu yang menguntungkan sehingga banyak diaplikasikan di berbagai industri maupun bidang kesehatan. Kitosan mempunyai sifat khas antara lain bioaktivitas dan biodegradasi yang dihubungkan dengan adanya gugus-gugus amino dan hidroksil yang terikat.36

Berdasarkan viskositasnya, berat molekul kitosan terbagi tiga, yaitu: kitosan bermolekul rendah, bermolekul sedang dan bermolekul tinggi. Kitosan bermolekul

rendah dengan berat molekul dibawah 400.000 Mv dan bermolekul sedang dengan berat molekul 400.000-800.000 Mv berasal dari hewan laut dengan cangkang atau kulit yang lunak misalnya udang, cumi-cumi dan rajungan. Untuk kitosan bermolekul tinggi biasanya berasal dari hewan laut bercangkang keras, misalnya kepiting, kerang dan blangkas, dengan berat molekulnya 800.000-1.100.000 Mv.17

2.3.1 Kitosan Blangkas ( Limulus polyphemus)

Kitosan blangkas merupakan kitosan bermolekul tinggi yang diperoleh dari cangkang blangkas.  Blangkas disebut juga dengan Horseshoe-crab (Gambar 9). Penemuan Universiti Malaysia Terengganu (UMT) membuktikan kulit hewan yang dianggap tidak berharga itu mempunyai khasiat kitosan yang berpotensi dalam industri farmaseutikal.36

Gambar 9. Blangkas (Horseshoe-crab).36

Kitosan Blangkas yang diuji oleh Trimurni et al (2006) mempunyai derajat deasetilasi 84,20% dengan berat molekul 893.000 Mv. Dari penelitian tersebut diketahui bahwa kitosan molekul tinggi yang diperoleh dari blangkas (Lymulus

polyphemus) dapat memacu dentinogenesis jika dipakai sebagai bahan pulp caping.17

Tarigan Gita dan Trimurni (2008) juga membuktikan bahwa kitosan blangkas dapat menghambat pertumbuhan Streptococcus mutans.16 Feby dan Trimurni (2008) juga

membuktikan bahwa kitosan blangkas (Lymulus polyphemus) bermolekul tinggi memiliki efek antibakteri terhadap Fusobacterium nucleatum.37 Daya hambat kitosan terhadap bakteri disebabkan karena terjadinya proses pengikatan sel bakteri pada dindingnya oleh kitosan. Kitosan tersebut memiliki gugus NH2 yang merupakan sisi

reaktif yang dapat berikatan dengan protein dinding sel bakteri, terjadinya proses pengikatan ini disebabkan oleh perbedaan keelektronegatifan antara kitosan dengan permukaan sel bakteri.38

2.3.2 Kitosan dan Aplikasi Klinisnya

Kitosan adalah jenis polimer alam yang mempunyai rantai linear polisakarida, yang terdiri atas -(1-4)-D-glukosamin dan N-asetil-D-glukosamin.17,18 Kitosan pada umumnya berbentuk serat dan merupakan kopolimer berbentuk lembaran tipis, berwarna putih atau kuning dan tidak berbau. Ciri-ciri kitosan bergantung pada sumber (asal) bahan baku, derajat deasetilasi (DD), distribusi gugus asetil, gugus amino, panjang rantai dan distribusi bobot molekul. Sifat-sifat kitosan dihubungkan dengan adanya gugus-gugus amino dan hidroksil yang terikat. Adanya gugus tersebut menyebabkan kitosan mempunyai reaktifitas kimia yang tinggi dan penyumbang sifat polielektrolit kation, sehingga dapat berperan sebagai amino pengganti (amino

exchanger).38

Dalam bidang kesehatan, kitosan relatif banyak digunakan karena dapat berinteraksi dengan zat-zat organik lainnya seperti protein.35,36 Dalam kedokteran gigi, Kitosan telah diteliti oleh Sapeli et al (1986) dan Muzzarelli et al (1989) pada perawatan jaringan periodontal baik dengan pemakaian kitosan bubuk maupun

kitosan membran. Dari hasil penelitian ini dapat terlihat bahwa kitosan dapat menurunkan nyeri, sebagai hemostatik yang baik, melambatkan pembebasan antibiotik, mempercepat penyembuhan, dan menghasilkan lingkungan yang asepsis.35 Chung et al (2004) menunjukkan bahwa terdapat hubungan antara aktivitas antibakterial kitosan yang menghambat permukaan dinding sel bakteri. Kitosan dan derivatnya (75% DD dan 95%) terbukti lebih efektif untuk bakteri gram negatif daripada bakteri gram positif. Penelitian Tarsi et al (1997) menunjukkan bahwa kitosan dengan berat molekul rendah dapat menghambat aktivitas bakteri Streptococcus mutans yang berperan dalam adsorbsi hidroksiapatit dan kolonisasinya. Sifat-sifat kitosan yang mendukung kemampuannya dalam menghambat perlekatan bakteri yaitu kitosan dapat mencegah kerusakan permukaan gigi oleh asam organik dan menghasilkan efek bakterisidal terhadap bakteri patogen termasuk bakteri

Streptococcus mutans.35

Percobaan pada bahan restorasi SIK dimodifikasi kitosan bermolekul rendah oleh Petri et al (2006) menunjukan bahwa penambahan kitosan bermolekul rendah (fluka) pada SIK konvensional dapat meningkatkan kekuatan flexural dan juga mengkatalisasi pelepasan ion fluoride. Ia menggunakan SIK konvensional modifikasi kitosan bermolekul rendah dengan variasi persen berat yaitu 0.0044, 0.012, 0.025 dan 0.045 % berat kitosan. Percobaan tersebut menggunakan masing-masing 10 spesimen berupa lempeng berbentuk balok dengan ukuran 10mm x 2mm x 2mm untuk pengujian flexural strength dan lempeng bebentuk silinder dengan ukuran diameter 10 mm x tinggi 2mm untuk menguji pelepasan fluor. Penelitian menunjukkan bahwa SIK modifikasi kitosan molekul rendah dengan penambahan 0,0044% berat kitosan

dapat meningkatkan sifat mekanik seperti flexural strength dan meningkatkan pelepasan ion fluor, penambahan 0,012% berat kitosan tidak memiliki efek yang terlihat secara statistik, dan penambahan lebih dari 0,022% berat kitosan justru memperendah sifat mekaniknya. Meningkatnya sifat mekanik SIK dikarenakan kitosan mempunyai gugus hidroksil dan gugus asetamida yang mampu mengikat partikel hidroksil dan gugus karboksilat dari asam poliakrilat pada SIK oleh ikatan hidrogen. Ikatan yang dibentuk oleh kitosan dan asam poliakrilat di sekitar partikel anorganik dapat mengurangi tegangan pada permukaan antar komponen SIK. Pada penambahan kitosan dalam persen berat tinggi, gugus kitosan terpisah dan berinteraksi satu dengan yang lain, tidak lagi berinteraksi dengan permukaan partikel SIK, sehinggga sifat mekanik SIK menurun. 15

2.3.3 Kitosan Nanopartikel

Dalam perkembangannya, kitosan dimodifikasi dalam bentuk magnetic kitosan nanopartikel dengan ukuran partikelnya 100-400 nm untuk meningkatkan daya adsorpsinya. Szeto dan Zhigang Hu (2007) (cit Siregar, 2009) menyiapkan kitosan nanopartikel dengan melarutkan kitosan dalam larutan asam lemah ditambahkan larutan yang bersifat basa, seperti amoniak, NaOH, atau KOH diaduk pada kecepatan 300 rpm sehingga diperoleh gel kitosan putih dan dibilas dengan aquadest sampai netral kemudian ditempatkan dalam ultrasonic bath untuk memecah partikel-partikel gel kitosan menjadi lebih kecil. Cheung (2008) (cit Siregar, 2009) menyiapkan kitosan nano dengan metode lain, yaitu dengan menambahkan larutan tripolipospat kedalam larutan kitosan sehingga diperoleh emulsi kitosan sambil diaduk dengan

kecepatan 1200 rpm, kemudian ditambahkan asam asetat agar pH-nya menjadi 3,5 dengan hasil berupa suspensi kitosan.18 Lu E-Shi (2008) (cit ningsih, 2010) menyiapkan kitosan nanopartikel dengan menambahkan larutan tripolipospat (TPP) kedalam larutan suspensi kitosan yang dibuat dengan menambahkan asam asetat, kemudian diaduk dengan kecepatan 1200 rpm hingga terbentuk emulsi.19

Ukuran partikel kitosan yang berskala nanometer akan meningkatkan luas permukaan sampai ratusan kali dibandingkan dengan partikel yang berukuran mikrometer, sehingga dapat meningkatkan efektifitas kitosan dalam hal mengikat gugus kimia lainnya. Dalam penelitian, kitosan nano juga dapat meningkatkan efisiensi proses fisika-kimia pada permukaan kitosan tersebut karena memungkinkan interaksi pada permukaan yang lebih besar. Penelitian sebelumnya menyimpulkan bahwa kitosan nano memiliki potensi penting dalam perkembangan industri farmaseutikal.39 Kitosan nanopartikel dapat dipakai sebagai pembawa penyaluran obat karena stabilitasnya yang baik, rendah toksik, metode persiapannya sederhana, dan dapat mengikuti rute pemberian obat. Kitosan nano partikel sebagai agen penyalur obat sangat bermanfaat karena kitosan nano merupakan biopolimer alam yang biokompatibel, dapat larut dalam air, dapat menyalurkan obat dalam bentuk makromolekul, mempunyai berat molekul yang bervariasi sehingga mudah dimodifikasi secara kimia, membantu absorpsi antara substrat dan membran sel, dan ukuran partikel nano nya memiliki efektivitas yang lebih baik.40

2.4 Compressive Strength

Uji kekuatan tekan (compressive strength) merupakan tes yang biasa dilakukan untuk menentukan sifat-sifat mekanik dari SIK.8 Untuk bahan yang rentan

pecah secara partikel, uji tarik sulit untuk dilakukan. Sebuah alternatif uji kekuatan tekan (compressive strength) lebih mudah dilakukan terhadap bahan yang rentan pecah. Konfigurasi dari uji compressive strength seperti pada Gambar 10, terlihat sampel diberikan gesekan pada titik yang berkontak dengan bahan silinder yang diuji.7 Ukuran sampel dalam pengujian compressive strength umumnya mengikuti ADA specification No.661 for dental cement yaitu 12 mm untuk tinggi x 6 mm untuk diameter atau mengikuti ISO yaitu 6 mm untuk tinggi x 4 mm untuk diameter.7,8 Pada Penelitian Mallmann et al (2007) menegaskan bahwa penggunaan spesimen dengan ukuran lebih kecil (6mm x 4mm) lebih tepat untuk pengujian sifat mekanik SIK.8

BAB 3

KERANGKA KONSEP DAN HIPOTESA PENELITIAN

SIK modifikasi resin nano

- Compressive strength tidak terlalu meningkat.

- Dapat melepaskan ion fluor. - Ukuran partikel nano.

- Ikatan ke dentin lebih baik dari SIK konvensional.

Kitosan Nano dari blangkas

- Ukuran partikel nano dan bermolekul tinggi - Memiliki anti bakterial

- Dipakai dalam bidang medis

- Beratnya divariasikan 0.015% dan 0.45% berat - Memiliki gugus fungsional, yaitu gugus amin.

Meningkat ???

Menurun ???

SIK

- Compressive strength rendah.

- Koefisien ekspansi thermal mendekati koefisien ekspansi termal struktur gigi.

- Mampu melepaskan Fluor.

SIK + Kitosan molekul rendah

- Meningkatkan flexural strength SIK konvensional. - Meningkatkan pelepasan ion fluoride.

- Semakin tinggi persen berat kitosan yang ditambahkan ke dalam SIK, semakin rendah strength SIK.

COMPRESSIVE STRENGTH ???

Ikatan amin dari kitosan mengikat partikel hidroksi dari SIK

modifikasi resin nano oleh ikatan Hidrogen.

3.1 Kerangka Konsep

Penelitian ini diarahkan ke bahan restorasi sewarna gigi yaitu Semen Ionomer Kaca dengan tujuan untuk meningkatkan sifat compressive strength-nya. Namun kekurangan SIK adalah memiliki sifat compressive strength yang rendah, tidak resisten terhadap abrasi, mudah rapuh / brittle dan estetisnya kurang baik dibandingkan dengan komposit. SIK terus dikembangkan hingga dikeluarkannya SIK modifikasi resin nano yang merupakan SIK modifikasi resin dengan kelebihan pada ikatan nano filler dan nano cluster sehingga mudah dipolis. Namun, dalam penelitian Walled et al menunjukkan bahwa flexural dan compressive strength SIK modifikasi resin nano tidak terlalu meningkat.

Pada penelitian Petri et al (2006), kitosan dipakai untuk meningkatkan sifat mekanik SIK konvensional, menunjukkan bahwa semakin rendah persen berat kitosan bermolekul rendah yang ditambahkan kedalam SIK konvensional, maka sifat mekanik SIK konvensional semakin meningkat. Hal ini dikarenakan kitosan memiliki keuntungan berupa ikatan amina yang mengikat partikel hidroksi dari SIK modifikasi resin nano oleh ikatan hidrogen. Pada peningkatan persen berat kitosan, sifat mekanik SIK konvensional menjadi turun.

Dalam penelitian ini, SIK modifikasi resin nano akan dimodifikasi dengan kitosan nano dari blangkas (molekul tinggi) dengan variasi persen berat yaitu 0.015% berat dan 0.45% berat. Dengan adanya penambahan nanofiller pada SIK modifikasi resin dan juga nano partikel dan ikatan amin dari kitosan, maka diharapkan penambahan kitosan nano dari blangkas (molekul tinggi) pada persen berat yang lebih rendah dapat meningkatkan compressive strength SIK modifikasi resin nano.

3.2 Hipotesa Penelitian

Dari uraian diatas dapat dibuat hipotesa yaitu ada pengaruh penambahan kitosan nano dari blangkas terhadap compressive strength SIK modifikasi resin nano, semakin rendah persen berat kitosan nano dari blangkas yang ditambahkan kedalam SIK modifikasi resin nano, semakin tinggi compressive strength SIK modifikasi resin nano tersebut.

BAB 4

METODOLOGI PENELITIAN

4.1 Desain Penelitian

Eksperimental Laboratorium Komparatif

4.2 Tempat dan Waktu

Tempat : 1. Departemen Konservasi Fakultas Kedokteran Gigi USU 2. Laboratorium pusat penelitian FMIPA USU

Waktu : 6 bulan

4.3 Sampel Penelitian

Pada penelitian ini, disiapkan spesimen yang dicetak dalam mould berbahan poly

tetrafluoro ethylene (PTFE) atau teflon, sesuai dengan penelitian Petri et al (2006).15

Ukuran spesimen untuk mengukur compressive strength dari bahan SIK modifikasi resin nano ini adalah diameter 4 mm x tinggi 6 mm. Ukuran ini sesuai dengan ketentuan ISO untuk pengukuran compressive strength.7,8

Untuk pembuatan mould tersebut, peneliti menggunakan syringe insulin yang berdiameter 4 mm karena syringe terbuat dari bahan PTFE. Spesimen terdiri dari SIK modifikasi resin nano dan SIK modifikasi resin nano yang ditambahkan dengan kitosan nano dari blangkas dengan persen berat 0,015% dan 0,45%.

4.4 Besar Sampel

Penentuan besar sampel dan penambahan persen berat kitosan berdasarkan penelitian Petri et al (2006) terhadap flexural strength dan pelepasan ion fluor SIK konvensional dengan penambahan kitosan (fluka) bermolekul rendah dengan variasi persen berat yaitu 0.0044%, 0.012%, 0.025%, dan 0.045%, yang mana dalam satuan gram berat kitosan yang ditambahkan masing-masing adalah 0.00001 gram, 0.00003 gram, 0.00006 gram, dan 0.00012 gram / 0.27 gram. Namun karena keterbatasan sarana dan prasarana, timbangan mencapai 6 digit tidak ada, sehingga persen berat kitosan tidak dapat dibuat sedemikian rupa, sehingga berdasarkan aturan laboratorium berat kitosan dinaikan hingga mencapai berat minimum yang dapat ditimbang oleh alat yang dipergunakan di laboratorium. Maka dalam penelitian ini, persen berat kitosan nano dari blangkas yang akan ditambahkan ke dalam SIK modifikasi resin nano dinaikkan menjadi 0.015% (0.0001 gram / 3 klik) dan 0.45% berat (0.0001gram / 1 klik), dengan berat SIK modifikasi resin nano perklik adalah 0.22 gram. Perhitungan berat dapat dilihat pada lampiran 3.

Penelitian eksperimen dengan rancangan acak kelompok, berdasarkan jumlah minimal yang ditetapkan rumus Federer (1995) (cit Yuniarti, 2008), secara sederhana dirumuskan41: (t-1) (n-1)  15. . (3-1) (n-1) 15 n  8,5….

Keterangan : t = banyaknya kelompok perlakuan n = jumlah replikasi.

Besar sampel yang dipakai pada setiap kelompok perlakuan pada penelitian ini digenapkan menjadi 10 spesimen per kelompok.

Penelitian ini membagi kelompok perlakuan menjadi tiga kelompok:

 Kelompok I : 10 spesimen SIK modifikasi resin nano (Ketac N100)  sebagai kelompok  kontrol;

 Kelompok II : 10 spesimen SIK modifikasi resin nano ditambah kitosan nano dari  blangkas sebanyak 0,015% berat sebagai kelompok Uji I (lihat lampiran  ); 

 Kelompok III: 10 spesimen SIK modifikasi resin nano ditambah kitosan nano dari  blangkas sebanyak 0,45% berat sebagai kelompok Uji II. 

4.5 Variabel Penelitian 4.5.1 Variabel bebas

 SIK modifikasi resin Nano

 SIK modifikasi resin Nano ditambahkan kitosan nano dari blangkas yang beratnya divariasikan  yaitu 0,015% berat dan 0,45% berat. 

4.5.2 Variabel Tergantung

 Ketahanan terhadap kekuatan tekan ( Compressive Strength ) SIK modifikasi resin nano dan  SIK modifikasi resin nano yang ditambahkan kitosan nano dari blangkas..

4.5.3 Variabel terkendali

 Besar ukuran sampel

 Cara pengadukan (satu operator) 

 Waktu pengadukan (20 detik)   Cara meletakkan bahan ke mould 

 Waktu setting(20 detik) 

 Proses pembuatan kitosan nano dari blangkas  

 Perbandingan berat kitosan dan SIK nano (0,015% dan 0,45% w/w kitosan nano)   Cara pencampuran antara SIK nano dengan kitosan 

 Teknik pengujian tekanan. 

4.5.4 Variabel tidak terkendali

 Daya alir bahan kedalam mould

 Terperangkapnya udara kedalam mould saat pencetakan spesimen sehingga menimbulkan  porositas 

 Lama penyimpanan kitosan blangkas   Proses pembuatan serbuk kitosan blangkas. 

4.6 Definisi Operasional

Definisi operasional, cara ukur, hasil ukur, dan alat ukur dari masing-masing variabel penelitian dapat dijelaskan pada Tabel 1.

Tabel 1. DEFINISI OPERASIONAL, CARA, HASIL, DAN ALAT UKUR DARI VARIABEL BEBAS DAN TERGANTUNG DARI PENELITIAN

No. Variabel Definisi Operasional Cara Ukur Hasil Ukur Alat

Ukur

1. Variabel bebas a. SIK modifikasi

resin nano

Jenis SIK modifikasi resin dengan ukuran partikel kaca nano (Ketac TM N100).

Pengadukan pasta yang keluar dari dispense sebanyak 2 klik selama 20 detik, kemudian pengerasan dilakukan dengan penggunaan light

Dua klik pasta SIK modifikasi resin nano SIK modifikasi resin nano (Kontrol). Nominal Variabel Bebas

 SIK modifikasi resin nano

 Modifikasi SIK modifikasi resin nano  dengan kitosan nano dari blangkas  yang  beratnya  divariasikan  yaitu  0,015 % w/w dan 0,45% w/w. 

Variabel Tergantung

Ketahanan terhadap Kekuatan Tekan (Compressive Strength) SIK modifikasi resin nano dan SIK  modifikasi resin nano yang ditambahkan kitosan nano dari blangkas.

Variabel tidak terkendali

 Daya alir bahan kedalam  mould

 Terperangkapnya udara  kedalam mould saat  pencetakan spesimen  sehingga menimbulkan  porositas 

 Lama penyimpanan  kitosan blangkas 

 Proses pembuatan serbuk  kitosan blangkas. 

Variabel terkendali

 Besar ukuran sampel

 Cara pengadukan (satu operator)   Jarak light cure ke permukaan bahan 

restorasi (2 mm) 

 Waktu pengadukan (20 detik)   Cara meletakkan bahan ke mould 

 Waktu setting (20 detik) 

 Proses pembuatan kitosan nano dari  blangkas  

 Perbandingan berat kitosan dan SIK nano  (0,015% dan 0,45% w/w) 

 Cara pencampuran antara SIK nano dengan  kitosan nano dari blangkas

cured selama 20 detik. b. SIK modifikasi

resin nano + kitosan nano dari blangkas

SIK modifikasi resin nano ditambahkan dengan kitosan nano dari blangkas.

Pengadukan pasta yang keluar dari dispense sebanyak 2

klik dengan penambahan gel kitosan nano sekaligus selama 20 detik, kemudian pengerasan dilakukan dengan penggunaan light cured selama 20 detik.

SIK modifikasi resin nano ditambah kitosan nano dengan variasi berat 0,015% dan 0,45% berat kitosan. SIK modifikasi resin nano + kitosan nano 0,015% berat dapat

meningkatkan sifat mekanik, SIK nano + kitosan nano 0,45% berat dapat menurunkan sifat mekanik SIK nano. Nominal 2. Variabel tergantung

Compressive

Strength SIK modifikasi resin nano dan SIK modifikasi resin nano yang ditambahkan

kitosan nano dari blangkas

Ketahanan terhadap kekuatan tekan dari bahan restorasi Dengan penekanan pada spesimen uji. Dalam satuan MegaPascal (MPa). Numerik Torsee’s universal testing machine

4.7 Alat dan Bahan Penelitian 4. 7.1 Alat

  Syringe  insulin berdiameter 4 mm sebagai mould cetakan spesimen  Pisau / cutter untuk memotong syringe insulin  

 Gelas ukur  ( Pyrex®, USA)   Labu ukur ( Pyrex®, USA)   Jar Test (Aztec) 

 Neraca analitik (Sartorius, Germany) untuk menimbang berat SIK modifikasi resin nano dan  berat gel kitosan nano  

 Neraca elektrik (Chyo Balance, Japan) untuk menimbang serbuk kitosan yang akan dibuat  menjadi kitosan nano dalam bentuk gel 

 Kamera digital 

 Spatula plastik untuk pengadukan pasta SIK modifikasi resin nano 

 Instrumen plastis untuk memadatkan bahan yang dimasukan kedalam mould 

 Inkubator  (Isotemp®Incubator  Fisher Scientific,USA)   Pelat kaca 

 Alat uji tekan (Torsee Universal testing machine, Japan)    Light curing ( Runyes®, China) untuk mengeraskan semen   Ultrasonic Bath (Kerry Fulsatron, Sonic, USA) 

 Kertas saring (Whatman®, USA) 

4. 7.2 Bahan

SIK modifikasi resin nano ( Ketac Nano light curing Glass Ionomer Restorative)

Gambar 11. Ketac N100 light cured

Gambar 12. Serbuk kitosan Blangkas

Asam asetat 1% Amoniak  Aquadest 

4. 8 Prosedur Penelitian

Pembuatan Mould cetakan

Mould dibuat dari syringe insulin yang berukuran  diameter 4 mm (Gambar 13). Syringe  insulin diukur sepanjang 6 mm dengan penggaris besi kemudian tandai. Potong syringe tepat pada  tanda yang dibuat yaitu sepanjang 6 mm. Mould cetakan yang selesai diukur kembali yaitu  diameter 4 mm dan tinggi 6 mm (Gambar 14). 

 

 

Gambar 14. Mould tempat pencetakan spesimen 

Pembuatan gel kitosan nano 

Kitosan nano dibuat dengan melarutkan 1 gram kitosan dalam 50 ml larutan asam lemah  (asam asetat 1%) lalu diaduk dengan jar test (Gambar 15) pada kecepatan 200 rpm sehingga  diperoleh gel selama ± 30 menit. Kemudian larutan kitosan ditetesi dengan amoniak sebanyak 20  tetes sambil diaduk. Campuran larutan kitosan dengan amoniak diaduk kembali dengan jar test  selama ± 30 menit (Gambar 16). Penambahan amoniak dilakukan agar permukaan larutan halus.  Larutan  yang  telah  membentuk  gel  tersebut  dimasukkan ke  dalam  Ultrasonic  bath  untuk  memecahkan partikel kitosan tersebut menjadi nano. Selanjutnya disaring dan residunya dicuci  dengan aquadest untuk menghilangkan bau amoniak. Hasil residu yang berbentuk gel kitosan  nano inilah yang akan ditambahkan ke dalam SIK nano untuk melihat pengaruhnya dalam persen  berat yang berbeda ( Gambar 17). 

Gambar 16. Penambahan amoniak dan pengadukan Campuran kitosan

Gambar 17. Gel kitosan nano dari blangkas yang siap dipakai.

Pembuatan Spesimen

Spesimen dibuat dengan mengaduk pasta SIK modifikasi resin nano sebagai kontrol,  campuran SIK modifikasi resin nano dengan kitosan nano dari blangkas 0,015% berat kitosan  sebagai uji I, dan campuran SIK modifikasi resin nano dengan kitosan nano dari blangkas 0,45%  berat kitosan sebagai uji II. Pengukuran berat pasta SIK modifikasi resin nano dan kitosan nano dari  blangkas menggunakan neraca analitik empat digit (Gambar 18). 

Spesimen kontrol dibuat dengan mengaduk pasta SIK modifikasi resin nano sebanyak 2 klik  (0,44 gram) dengan mengunakan spatula plastik selama ±20 detik hingga membentuk campuran  homogen, kemudian pasta dimasukkan kedalam mould. Untuk spesimen uji dibuat dengan  mengaduk pasta SIK modifikasi resin nano ditambahkan kitosan nano sebanyak 0,015% berat  (0,0001 gram gel kitosan nano/ 3 klik pasta SIK modifikasi resin nano) untuk spesimen uji I dan SIK  modifikasi resin nano ditambahkan kitosan nano sebanyak 0,45% berat (0,0002 gram gel kitosan  nano/ 2 klik pasta SIK modifikasi resin nano) untuk spesimen uji II (Gambar 19). 

Gambar 19. Proses pengadukan SIK modifikasi resin nano

Pengadukan spesimen ini mengunakan spatula plastik dilakukan selama ±20 detik hingga  membentuk campuran homogen, kemudian pasta dimasukkan kedalam mould.  Bagian alas dan  atas dari mould cetakan ditahan dengan pelat kaca (Gambar 20), kemudian sinari dengan light  cure selama 20 detik pada bagian atas dan bawah spesimen (Gambar 21). 

Gambar 21. Penyinaran spesimen dengan alat light cure

Setelah SIK modifikasi resin nano mengeras maka lepaskan pelat kaca dan spesimen  dikeluarkan dari mould, kemudian spesimen disimpan dalam air dan disesuaikan suhu dengan  kondisi suhu rongga mulut yaitu 37,5o selama 20 jam dengan menyimpannya dalam inkubator  (Gambar 22). Setelah itu, spesimen dikeluarkan dari inkubator dan dikeringkan, maka spesimen SIK  modifikasi resin  nano dapat diuji kekuatan tekannya ( Gambar 23) .

Gambar 22. Inkubator

Gambar 23. spesimen yang akan diuji

Spesimen diuji dengan menggunakan Torsee’s Universal Testing Machine (Gambar 24).  Spesimen diberi tekanan 200 kilogramforce (kgf) dengan kecepatan 1,0 mm/menit hingga pecah  (Gambar 25). Besar beban dicatat dari alat uji ( Torsee’s Universal Testing Machine, Japan) dalam  satuan  kilogramforce  (kgf)  dan dikonversikan kedalam satuan  newton  (N).  Kemudian  hasil  pengujian kekuatan dihitung dan dicatat dalam satuan MPa. 

Gambar 24. Universal Testing Machine

( a ) sebelum penekanan ( b ) sesudah penekanan Gambar 25. Spesimen sebelum dan sesudah pengujian

4. 9 Analisa Statistik

Untuk melihat adanya perbedaan compressive strength secara keseluruhan pada sampel  uji, data dianalisis secara statistik dengan mengunakan uji ANOVA satu arah dengan tingkat  kemaknaan (α = 0,05). Kemudian data dianalisa kembali dengan Tukey’s Test (Post hoc Tukey’s  HSD) untuk melihat adanya perbedaan compressive strength antar masing‐masing kelompok.15

Adapun rumus yang dipakai untuk menghitung Compressive Strength (CS) dari penelitian  ini adalah:7 

 

dimana:   CS = ketahanan kekuatan tekan (MPa)     P   = beban yang diberikan (N) = kgf  x 9,807 

 = konstanta (3,14) 

BAB 5

HASIL PENELITIAN

Penelitian dilakukan terhadap 30 spesimen yang dibagi dalam tiga kelompok perlakuan. Masing-masing kelompok terdiri atas sepuluh spesimen. Kelompok pertama adalah kelompok kontrol yaitu spesimen yang dibuat dari bahan restorasi SIK modifikasi resin nano yaitu Ketac N100. Kelompok kedua adalah kelompok Uji I yaitu spesimen yang dibuat dari bahan SIK modifikasi resin nano ditambahkan kitosan nano dari blangkas 0,015% berat. Kelompok ketiga adalah kelompok Uji II yaitu spesimen yang dibuat dari bahan SIK modifikasi resin nano ditambahkan kitosan nano dari blangkas 0,45% berat.

Hasil pengujian kekuatan tekan (compressive strength) pada ketiga kelompok spesimen dapat dilihat pada Tabel 2.

Tabel 2. DATA HASIL PENGUKURAN KEKUATAN TEKAN (COMPRESSIVE STRENGTH) DALAM KGF

Spesimen Kontrol (SIK nano)

Uji I

(SIK nano + 0.015% w/w kitosan)

Uji II

(SIK nano + 0.45% w/w kitosan)

I 119.500 124.100 75.300 *

II 155.300 123.400 83.500

III 87.500 162.800 ** 112.900 **

IV 108.500 132.200 92.500

V 160.500 ** 125.900 85.100

VI 100.600 160.800 104.900

VII 83.600 * 88.800 * 103.400

VIII 131.800 121.300 79.100

IX 106.100 95.600 89.700

X 148.600 132.200 98.700

Data yang diperoleh berupa load dalam satuan kilogramforce (kgf), kemudian dikonversikan ke megapascal (MPa). Hasil konversi dari data penelitian dapat dilihat pada Tabel 3.

Tabel 4. DATA HASIL PENGUKURAN KEKUATAN TEKAN (COMPRESSIVE STRENGTH) DALAM MPA

Spesimen Kontrol (SIK nano)

Uji I

(SIK nano + 0.015% w/w kitosan)

Uji II

(SIK nano + 0.45% w/w kitosan)

I _{93.248 96.837 58.758*}

II _{121.183 96.291 65.156}

III _{68.278 127.035** 88.098**}

IV _{84.664 103.158 72.179}

V _{125.241** 105.421 66.405}

VI _{78.500 125.475 81.855}

VII _{65.234* 69.292* 80.685}

VIII 102.846 94.652 61.723

IX _{82.791 74.598 69.994}

X _{115.955 98.242 77.017}

Keterangan : * Nilai terendah ** Nilai tertinggi

Tabel 4. RERATA HASIL PENGUKURAN KEKUATAN TEKAN (COMPRESSIVE STRENGTH)

Rata-rata Kontrol (SIK nano)

Uji I (SIK nano + 0.015% w/w

kitosan)

Uji II (SIK nano +

0.45% w/w kitosan)

Load (kgf) 120.200 127.000 92.510

Strength (MPa) 93.794 99.100 72.187

Pada Tabel 4 dapat dilihat rerata compressive strength pada masing-masing kelompok yaitu kelompok Kontrol sebesar 93.794 MPa, kelompok Uji I sebesar 99.100

MPa, dan kelompok Uji II sebesar 72.187 MPa. Dengan adanya simpangan pada data terlihat pada tabel 5.

Tabel 5. STANDAR DEVIASI DAN STANDAR ERROR DARI DATA PENELITIAN

Kontrol (SIK nano)

Uji I

(SIK nano + 0.015% w/w kitosan)

Uji II

(SIK nano + 0.45% w/w kitosan)

Standar Deviasi 21.647 18.423 9.543

Standar Error 6.845 5.826 3.018

Data pengukuran kekuatan tekan (compressive strength) antara kelompok kontrol, kelompok uji I, dan kelompok uji II dianalisis dengan uji ANOVA satu arah untuk melihat adanya perbedaan antar kelompok data penelitian yang diperoleh dengan derajat kepercayaan 95 %. Data kemudian diuji dengan Post Hoc Test untuk melihat adanya perbedaan antara ketiga kelompok data percobaan masing-masing ( = 0.05).

Sebelum menggunakan uji anova, hasil pengujian data compressive strength menggunakan dilihat variansnya dengan analisis Parametrik memperoleh hasil Sig. 0.082. Hasil ini menunjukkan bahwa data tersebut berasal dari data yang tidak bervarians sehingga dapat menggunakan pengujian Anova dengan tingkat kemaknaan =0.05. Hasil pengujian data compressive strength menggunakan analisis Anova memperoleh hasil Sig. 0.004. Hasil menunjukkan bahwa data tersebut memiliki perbedaan antara ketiga kelompok uji. Hasil Pengujian Anova dapat dilihat pada lampiran 4.

Setelah itu data diuji dengan Tukey Post Hoc Test untuk mengetahui adanya perbedaan antara ketiga kelompok penelitian satu persatu kelompok (Tabel 6).

Tabel 6. HASIL ANALISIS DATA POST HOC TEST

(I) Klp (J) Klp

Tingkat Kemaknaan 0.05

Mean Difference (I-J) Std. Error Sig.

Kontrol Uji I -5.306100 7.742139 .774

Uji II 21.607000* 7.742139 .025

Uji I Kontrol 5.306100 7.742139 .774

Uji II 26.913100* 7.742139 .005

Uji II Kontrol -21.607000* 7.742139 .025

Uji I -26.913100* 7.742139 .005

BAB 6 PEMBAHASAN

Pada penelitian ini digunakan metode eksperimen laboratorium komparatif, artinya metode penelitian yang ditujukan untuk meneliti hubungan sebab akibat dengan memanipulasi satu atau dua variabel pada satu atau lebih kelompok eksperimen, dan membandingkan hasilnya dengan kelompok kontrol yang tidak mengalami manipulasi dengan menggunakan peralatan laboratorium.

Penelitian ini menggunakan bahan SIK modifikasi resin nano (Ketac Nano, N100 light cured, 3M ESPE, St Paul) karena bahan ini berpartikel nano dan merupakan bahan SIK modifikasi resin baru dalam kedokteran gigi. Bahan ini sebelumnya telah diteliti kekuatan tekannya oleh Waleed et al (2007) menunjukkan bahan ini tidak memiliki perbedaan compressive strength dengan yang konvensional, sehingga dalam penelitian ini SIK modifikasi resin nano ditambahkan gel kitosan nano dari blangkas untuk meningkatkan

compressive strength dari SIK modifikasi resin nano.13 Gel kitosan nano dari blangkas

diperoleh dengan memasukkan larutan kitosan blangkas kedalam ultrasonic bath selama 5 menit. Struktur kitosan nano dari blangkas dapat dilihat dengan SEM (Gambar 26).

Gambar 26. Struktur kitosan nano dari blangkas

Kekuatan bahan SIK modifikasi resin nano dan SIK modifikasi resin nano ditambah kitosan nano dari blangkas ini diuji dengan pemberian tekanan (compressive strength) pada spesimen berbentuk silinder. Spesimen diberikan tekanan dari atas dan bawah dengan alat uji tekan (Torsee’s Universal Machine, Japan) sampai fraktur dengan kecepatan 1 mm /menit dan beban 200 kilogramforce (kgf) yang kemudian dikonversikan ke Megapascal (MPa), meskipun tidak menggambarkan compressive strength fisiologis sebenarnya di rongga mulut.

Pada Tabel 4 dari data yang diperoleh dapat dilihat rerata compressive strength kelompok kontrol sebesar 93.794 MPa, Kelompok uji I sebesar 99.100 MPa, dan kelompok uji II sebesar 72.187 Mpa. Selisih antara kelompok uji I dan kontrol sebesar 5.306 MPa dimana kelompok uji I lebih tinggi dari kontrol, dan Selisih antara kelompok uji II dan kontrol sebesar 21.607 MPa dimana kelompok uji II lebih rendah dari kontrol. Uji statistik antara ketiga kelompok diperoleh p = 0.004 menunjukkan adanya perbedaan yang

signifikan antara kedua kelompok uji dengan kontrol. Sejalan dengan penelitian sebelumnya oleh Petri et al (2006) yang melakukan pengujian flexural strength pada SIK konvensional dimodifikasi kitosan molekul rendah, diketahui bahwa penambahan 0.0044% berat kitosan dapat meningkatkan sifat mekanik SIK konvensional, pada penambahan 0.012% berat kitosan menunjukkan tidak adanya perbedaan secara statistik terhadap sifat mekanik SIK konvensional , dan pada penambahan lebih besar dari 0.022% berat menujukkan penurunan sifat mekanik dari SIK konvensional.15 Demikian pula data yang diperoleh pada penelitian SIK modifikasi resin nano ditambahkan dengan kitosan nano dari blangkas.

Dilihat dari data pada Tabel 6, dengan derajat kemaknaan 95% atau nilai  adalah 0.05, ternyata antara kelompok kontrol (SIK modifikasi resin nano) dan kelompok uji I ( SIK modifikasi resin nano dan 0.015% w/w kitosan nano dari blangkas) tidak memiliki perbedaan yang signifikan, meskipun dari angka rerata terlihat kenaikkan nilai compressive strength pada uji I dibandingkan dengan kontrol. Sedangkan antara kelompok kontrol (SIK modifikasi resin nano) dan kelompok uji II ( SIK modifikasi resin nano dan 0.45% w/w kitosan nano dari blangkas) dapat terlihat adanya perbedaan yang signifikan, yang terlihat dari nilai rerata kelompok uji II yaitu menurunnya nilai compressive strength dibandingkan dengan kontrol. Dalam tabel 7 juga terlihat bahwa kelompok uji II memiliki perbedaan yang signifikan antara kelompok kontrol dan kelompok uji I.

Pada penelitian ini tidak diperoleh peningkatan yang signifikan dari compressive strength SIK modifikasi resin nano dengan penambahan kitosan nano dari blangkas, Hal ini

disebabkan penambahan kitosan nano tidak dapat dibuat dalam persen berat yang rendah karena tidak adanya timbangan analitik yang mencapai 6 digit, maka persen berat dinaikan sesuai dengan berat minimum yang dapat ditimbang oleh alat yang dipergunakan di laboratorium .

Pada penelitian sebelumnya yaitu Petri et al (2006) dan Trimurni et al (2006), terlihat bahwa penambahan kitosan dalam jumlah kecil dapat meningkatkan efek yang diharapkan, namun pada penambahan kitosan dalam jumlah besar justru menurunkan keefektifannya.15,32 Hal ini disebabkan ikatan kitosan ( gugus amina) dari larutan kitosan itu telah jenuh sehingga tidak dapat melakukan pertukaran ion lagi. Kitosan memiliki gugus amin / NH2 yang reaktif dan gugus hidroksil yang banyak serta kemampuannya membentuk

gel maka kitosan dapat berperan sebagai komponen reaktif dan pengikat.38

Dapat pula dijelaskan reaksi antara SIK modifikasi resin nano dengan kitosan nano melalui ikatan antar partikelnya seperti yang telah dijelaskan oleh Petri et al (2006). Dalam pasta SIK modifikasi resin nano terdapat gugus FAS (fluoro alumino silikat), dengan adanya Al2O3 dan SiO2 mempunyai titik isoelektrik pada pH masing-masing 9.1 dan 6.8.

Ketika pH menjadi 1 ketika akan dicampurkan, maka partikel anorganik di permukaan menjadi tidak bermuatan melainkan bahan ini mempunyai gugus hidroksi pada permukaannya. Sedangkan pada pasta pelarutnya terdapat asam poli akrilat (polyacrilic acid / PAA) yang pH nya diperkirakan 4.75, pada kondisi pH 1 kelompok karboksilat sepanjang rantai PAA kebanyakan terprotonasi. Oleh karena itu, ikatan antara partikel FAS dan PAA terdorong oleh adanya ikatan hidroksil dan gugus asam karboksilat (Gambar 27 a).15  

 

SIK

 

tipe

 

II:

 

bahan

 

restorasi

Low  Molekul  High 

Molekul 

SIK konvensional  SIK modifikasi resin  Compomer 

SIK modifikasi resin Nano  - Compressive 

strength lebih  rendah dari resin  - Estetis lebih 

rendah 

dibandingkan resin  - dapat melepaskan 

ion fluoride  - Shear bond 

strength relatif  rendah.  Kitosan 

- Compressive dan  

flexural strength 

lebih baik dari  SIK tetapi masih  lebih rendah  dibanding resin  komposit  - Pelepasan 

Fluoride yang  lebih rendah  dari GIC. 

- Compressive strength lebih tinggi  dari SIK  konvensional 

- Estetis lebih tinggi 

- Diameteral tensile lebih tinggi dibandingkan SIK  konvensional dan SIK modifikasi resin lainnya  - Microleakage lebih baik dari SIK konvensional 

- Compressive, diameteral  tensile, shear bond  dan 

flexural strength lebih baik  dibanding SIK 

- modulus resileance lebih  rendah dari SIK 

- Estetis rendah 

- Meningkatkan 

flexural strength 

dan pelepasan  ion Fluor.  Medium 

SKEMA PEMBUATAN VARIASI BERAT KITOSAN NANO

Penelitian Petri et al (2006) menggunakan SIK konvensional modifikasi kitosan bermolekul rendah dengan variasi berat: 0.0044, 0.012, 0.025 & 0.045 % w/w.

Penelitian tersebut menunjukkan bahwa:

 Penambahan 0,0044% berat kitosan dapat meningkatkan sifat mekanik seperti flexural

strength dan meningkatkan pelepasan ion fluor,

 Penambahan 0,012% berat kitosan tidak memiliki efek yang yang terlihat secara

statistik, dan

 Penambahan lebih dari 0,022% berat kitosan justru memperendah sifat mekaniknya.

 Persen berat kitosan nano dari blangkas terkecil yang divariasikan yaitu 0,0044%.

Dengan perhitungan berat kitosan yang ditambahkan kedalam SIK dalam gram (Berat SIK nano sebanyak 2 klik = 0.44 gram).



 Berat Kitosan yang diperoleh adalah 0,00002 gram/ 2klik.

 Persen berat dinaikkan sedikit dari persen berat pada penelitian Petri, yaitu 0,012%

menjadi 0,015%.

 Perhitungan berat kitosan nano yang ditambahkan kedalam SIK dalam gram (Berat

SIK nano sebanyak 1 klik = 0.22 gram).



 Berat Kitosan yang diperoleh adalah 0,0001 gram/3klik.

 Untuk persen berat 0,45%, dinaikkan gram kitosan sesuai dengan penelitian petri

yaitu kelipatan tiga.

 Berat kitosan yang ditambahkan 0.0001 gram / 1 klik.

 Mengingat Kitosan pada penelitian Petri dipakai yang bermolekul rendah, sedangkan

pada penelitian ini dipakai kitosan nano dari blangkas (molekul tinggi), sehingga diharapkan dengan penambahan persen berat ini tetap dapat meningkatkan Compressive Strength dari SIK nano..

 Timbangan analitik di laboratorium tidak mencapai 6 digit, sehingga berat kitosan

nano dari blangkas yang divariasikan dinaikan sesuai dengan berat gram yang dapat ditimbang (4 digit).

LAMPIRAN 4. SKEMA ALUR PENELITIAN  

Pembuatan mould cetakan dari syringe Insulin (diameter 4mm x

tinggi 6mm).

Pencetakan spesimen SIK modifikasi resin nano atau campuran pasta SIK modifikasi resin nano dengan gel kitosan nano sekaligus selama 20 detik dan di light cure selama 20 detik dan pengadukan pasta SIK modifikasi resin nano selama 20 detik.

Pembuatan kitosan nano dari blangkas (bermolekul tinggi) dalam

bentuk gel.

Pertimbangan persen berat yang akan divariasikan kedalam SIK

modifikasi resin nano.

Pengadukan pasta SIK modifikasi resin nano sebagai

kontrol.

Pengadukan pasta SIK modifikasi resin nano dengan gel kitosan nano

dari blangkas 0,015% w/w sebagai Uji I.

Pengadukan pasta SIK modifikasi resin nano dengan gel kitosan nano

dari blangkas 0,45 % w/w sebagai Uji II.

Spesimen dimasukan kedalam inkubator selama ±20 jam pada suhu 37,5oC.

Spesimen dikeluarkan dari inkubator, kemudian diuji kekuatan tekannya dengan Torsee Universal Testing Machine, Japan.

Pencatatan compressive strength dari SIK modifikasi resin dan SIK modifikasi resin yang ditambahkan kitosan nano dari blangkas sebanyak 0,015% berat

dan 0,45% berat.

LAMPIRAN 5. HASIL ANALISA DATA PENELITIAN

Tekanan

95% Confidence Interval for Mean

N Mean Std. Deviation Std. Error Lower Bound Upper Bound

Kontrol 10 93.79400 21.647394 6.845507 78.30839 109.27961

Uji I 10 99.10010 18.423489 5.826019 85.92073 112.27947

Uji II 10 72.18700 9.543376 3.017880 65.36008 79.01392

Total 30 88.36037 20.474068 3.738036 80.71522 96.00551

Descriptives

Tekanan

Minimum Maximum

Kontrol 65.234 125.241

Uji I 69.292 127.035

Uji II 58.758 88.098

Total 58.758 127.035

Test of Homogeneity of Variances Tekanan

Levene

Statistic df1 df2 Sig.

UJI ANOVA Tekanan

Sum of

Squares df Mean Square F Sig.

Between Groups 4064.440 2 2032.220 6.781 .004

Within Groups 8091.996 27 299.704

Total 12156.436 29

POST HOC TESTS

Multiple Comparisons Tekanan

Tukey HSD

(I) Klp (J) Klp

95% Confidence Interval Mean

Difference (I-J) Std. Error Sig. Lower Bound Upper Bound

Kontrol Uji I -5.306100 7.742139 .774 -24.50210 13.88990

Uji II 21.607000* 7.742139 .025 2.41100 40.80300

Uji I Kontrol 5.306100 7.742139 .774 -13.88990 24.50210

Uji II 26.913100* 7.742139 .005 7.71710 46.10910

Uji II Kontrol -21.607000* 7.742139 .025 -40.80300 -2.41100

Uji I -26.913100* 7.742139 .005 -46.10910 -7.71710

Homogeneous Subsets Tekanan

Tukey HSDa

Klp

Subset for alpha = 0.05

N 1 2

Uji II 10 72.18700

Kontrol 10 93.79400

Uji I 10 99.10010

Sig. 1.000 .774

Means for groups in homogeneous subsets are displayed.

a. Uses Harmonic Mean Sample Size = 10.000.