Pengaruh Penambahan Serat Kaca Terhadap Kekasaran Permukaan Dan Penyerapan Air Bahan Basis Gigitiruan Nilon Termoplastik

BAHAN BASIS GIGITIRUAN

NILON TERMOPLASTIK

SKRIPSI

Diajukan untuk memenuhi tugas dan melengkapi syarat

guna memperoleh gelar Sarjana Kedokteran Gigi

Oleh: TIFFANY NIM : 110600060

FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Tahun 2015

Tiffany

Pengaruh Penambahan Serat Kaca Terhadap Kekasaran Permukaan dan Penyerapan Air Bahan Basis Gigitiruan Nilon Termoplastik

xiii + 70 Halaman

Resin akrilik polimerisasi panas merupakan bahan basis gigitiruan yang paling sering digunakan dalam pembuatan basis gigitiruan, namun karena kekurangan resin akrilik dalam hal estetis dengan penggunaan cangkolan kawat maka nilon termoplastik lebih diminati pada saat ini. Walaupun bahan basis gigitiruan nilon termoplastik memiliki kelebihan, namun bahan tersebut masih memiliki kekurangan seperti stabilitas warna yang rendah, sulit dipoles sehingga menghasilkan permukaan yang lebih kasar dan penyerapan air yang tinggi. Salah satu metode untuk mengurangi penyerapan air adalah dengan menambahkan serat kaca pada bahan basis gigitiruan. Penambahan serat kaca selain dapat mengurangi penyerapan air juga dapat meningkatkan kekasaran permukaan. Peningkatan kekasaran permukaan pada bahan basis gigitiruan dipengaruhi oleh konsentrasi serat kaca yang ditambahkan dan ikatan kimia antara serat kaca dan matriks polimer. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan serat kaca terhadap kekasaran permukaan dan penyerapan air bahan basis gigitiruan nilon termoplastik. Rancangan penelitian ini adalah eksperimental laboratoris. Sampel pada penelitian ini adalah nilon termoplastik berbentuk silindris berukuran diameter 15 ± 1 mm dan ketebalan 0,5 + 0,1 mm. Jumlah sampel sebanyak 32 sampel untuk 4 kelompok. Sampel tersebut dilakukan pengujian kekasaran permukaan dan penyerapan air, kemudian dianalisis dengan uji ANOVA untuk mengetahui pengaruh penambahan serat kaca terhadap kekasaran permukaan dan penyerapan air serta uji LSD untuk mengetahui perbedaan pengaruh penambahan serat kaca terhadap kekasaran permukaan dan penyerapan air. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa terdapat pengaruh penambahan serat kaca

serta terdapat perbedaan pengaruh penambahan serat kaca terhadap kekasaran permukaan dan penyerapan air bahan basis gigitiruan nilon termoplastik. Penambahan serat kaca 0,5%, 1%, dan 1,5% pada bahan basis gigitiruan nilon termoplastik dapat menurunkan nilai penyerapan air tetapi meningkatkan kekasaran permukaan bahan basis gigitiruan nilon termoplastik.

BAHAN BASIS GIGITIRUAN

NILON TERMOPLASTIK

SKRIPSI

Diajukan untuk memenuhi tugas dan melengkapi syarat

guna memperoleh gelar Sarjana Kedokteran Gigi

Oleh: TIFFANY NIM : 110600060

FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Skripsi ini telah disetujui untuk dipertahankan

di hadapan tim penguji skripsi

Medan, 6 Mei 2015

Pembimbing Tanda tangan

Ariyani, drg., MDSc ... NIP. 19770905 200312 2 002

Skripsi ini telah dipertahankan di hadapan tim penguji

pada tanggal 6 Mei 2015

TIM PENGUJI

KETUA : M. Zulkarnain, drg., M.Kes

ANGGOTA : 1. Ariyani, drg., MDSc

2. Ricca Chairunnisa, drg., Sp.Pros

iv

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara.

Rasa hormat dan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya penulis sampaikan kepada kedua orang tua tercinta, yaitu Ayahanda (Mahadi) dan Ibunda (Biling) yang telah membesarkan, memberikan kasih sayang yang tidak terbalas, doa, nasehat, semangat, dan dukungan baik moril maupun materil kepada penulis. Penulis juga menyampaikan terima kasih kepada ketiga adik penulis Vincent Chayadi, Johnson Chayadi, dan Vanessa yang senantiasa memberikan semangat dan dukungan kepada penulis selama penulisan skripsi ini.

Dalam penulisan skripsi ini, penulis telah banyak mendapat bantuan, bimbingan, serta saran dari berbagai pihak. Untuk itu, penulis mengucapkan terima kasih serta penghargaan yang sebesar-besarnya kepada:

1. Ariyani, drg., MDSc selaku dosen pembimbing yang telah memberikan pengarahan, saran, nasehat, dorongan, serta meluangkan waktu, tenaga, pemikiran dan kesabaran kepada penulis selama penelitian dan penulisan sehingga skripsi ini dapat terselesaikan.

2. Prof. H. Nazruddin, drg., Ph.D., C.Ort, Sp.Ort selaku Dekan Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara.

3. Prof. Haslinda Z. Tamin, drg., M.Kes, Sp.Pros (K) selaku koordinator skripsi Departemen Prostodonsia yang telah meluangkan waktu untuk membimbing dan memberikan pengarahan kepada penulis selama penulisan skripsi ini hingga selesai.

4. Syafrinani, drg., Sp.Pros (K) selaku Ketua Departemen Prostodonsia Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara

v

yang telah memberikan saran dan masukan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.

6. Ricca Chairunnisa, drg., Sp.Pros dan Siti Wahyuni, drg selaku anggota tim penguji yang telah memberikan saran dan masukan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.

7. Rusfian, drg., M.Kes selaku penasehat akademik yang telah memberikan bimbingan dan motivasi selama masa pendidikan maupun selama penulisan skripsi di Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara.

8. Seluruh staf pengajar serta pegawai Departemen Prostodonsia Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara atas motivasi dan bantuan dalam menyelesaikan skripsi ini hingga selesai.

9. Muzakir selaku laboran serta pimpinan dan seluruh karyawan Unit UJI Laboratorium Dental Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara yang telah membantu penulis dalam pembuatan sampel penelitian dan memberikan dukungan kepada penulis.

10. Drs. Moch. Agus Zaenuri selaku Kepala Bagian Laboratorium CNC Politeknik Negeri Medan dan Erly Sitompul, M.Si., Apt. selaku Kepala Bagian Laboratorium Mikrobiologi Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara atas bantuan yang telah diberikan kepada penulis selama pelaksanaan penelitian skripsi ini.

11. Maya Fitria, SKM., M.Kes dari Fakultas Kesehatan Masyarakat Universitas Sumatera Utara yang telah meluangkan waktu untuk membantu penulis dalam analisis statistik.

12. Teman-teman seperjuangan yang melaksanakan penulisan skripsi di Departemen Prostodonsia Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara: Yoges Vellasamy, Jasmin Kaur, Lulu Fanty Caroline, Dytha Debrina, Vandersun Lestari, Michiko, Augina Era Pangestika, Yunishara Pratiwi, Maria Lisna Rawaty S, Yulindia Pitri, Citra Purnamasari, Oktia Kiki Triana, Ribka Julia, Grace Asima

vi

Prostodonsia atas dukungan dan bantuannya selama penulisan skripsi.

13. Teman-teman terdekat terutama Witta Andriany, Agnes Trinovin Tampubolon, Disti Nurcahyati, Windy Dwi Prasanti, Chindy Chrisna Nagara, Diah Karlina, Steffi Carey, Jessica Komala, dan juga teman-teman angkatan 2011 yang tidak dapat disebutkan satu per satu atas segala bantuan, perhatian, dukungan, dan dorongan semangat yang diberikan dari awal hingga akhir penulisan skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu saran dan kritik yang membangun dari berbagai pihak sangat diharapkan. Akhir kata, penulis mengharapkan agar skripsi ini dapat berguna bagi pengembangan disiplin ilmu Departemen Prostodonsia, Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara, dan bagi kita semua.

Medan, 6 Mei 2015 Penulis

(Tiffany) NIM : 110600060

vii

Halaman

HALAMAN JUDUL ...

HALAMAN PERSETUJUAN ...

HALAMAN TIM PENGUJI SKRIPSI ...

KATA PENGANTAR ... iv

DAFTAR ISI ... vii

DAFTAR TABEL ... xi

DAFTAR GAMBAR ... xii

DAFTAR LAMPIRAN ... xiii

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Permasalahan ... 5

1.3 Rumusan Masalah ... 6

1.4 Tujuan Penelitian ... 6

1.5 Manfaat Penelitian ... 7

1.5.1 Manfaat Teoritis ... 7

1.5.2 Manfaat Praktis ... 7

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Basis Gigitiruan ... 8

2.1.1 Pengertian ... 8

2.1.2 Persyaratan ... 8

2.1.3 Bahan Basis Gigitiruan ... 9

2.1.3.1 Basis Logam ... 9

2.1.3.2 Basis Non Logam ... 9

2.1.3.2.1 Termoset ... 9

2.1.3.2.2 Termoplastik ... 10

2.2 Nilon Termoplastik ... 10

viii

2.2.5 Sifat... 12

2.2.5.1 Sifat Mekanis ... 12

2.2.5.2 Sifat Kemis dan Biologis ... 13

2.2.5.3 Sifat Fisis ... 14

2.3 Kekasaran Permukaan ... 15

2.3.1 Pengertian ... 15

2.3.2 Alat Uji dan Cara Pengukuran ... 15

2.4 Penyerapan Air ... 17

2.4.1 Pengertian ... 17

2.4.2 Alat Uji dan Cara Pengukuran ... 17

2.5 Serat Kaca ... 18

2.5.1 Pengertian ... 18

2.5.2 Komposisi ... 18

2.5.3 Bentuk ... 19

2.5.3.1 Bentuk Batang ... 19

2.5.3.2 Bentuk Anyaman ... 20

2.5.3.3 Bentuk Potongan Kecil ... 21

2.5.4 Manipulasi dan Mekanisme ... 21

2.6 Landasan Teori ... 24

2.7 Kerangka Konsep ... 25

2.8 Hipotesis Penelitian ... 26

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Rancangan Penelitian ... 27

3.2 Sampel dan Besar Sampel Penelitian ... 27

3.2.1 Sampel Penelitian ... 27

3.2.2 Besar Sampel Penelitian ... 27

3.3 Variabel Penelitian ... 28

3.3.1 Klasifikasi Variabel Penelitian ... 28

3.3.1.1 Variabel Bebas ... 28

3.3.1.2 Variabel Terikat ... 28

3.3.1.3 Variabel Terkendali ... 29

3.3.2 Definisi Operasional ... 29

3.4 Tempat dan Waktu Penelitian... 31

3.4.1 Tempat Penelitian ... 31

3.4.1.1 Tempat Pembuatan Sampel ... 31

3.4.1.2 Tempat Pengujian Sampel ... 32

3.4.2 Waktu Penelitian... 32

3.5 Alat dan Bahan Penelitian ... 32

3.5.1 Alat Penelitian ... 32

3.5.2 Bahan Penelitian ... 33

ix

Kaca) ... 34

3.6.1.2 Pembuatan Sampel Nilon Termoplastik dengan Penambahan Serat Kaca 0,5%, 1%, dan 1,5% ... 39

3.6.2 Pengukuran Kekasaran Permukaan ... 41

3.6.3 Pengukuran Penyerapan Air ... 42

3.7 Kerangka Operasional Penelitian ... 44

3.8 Analisis Data ... 45

BAB 4 HASIL PENELITIAN 4.1 Kekasaran Permukaan Bahan Basis Gigitiruan Nilon Termoplastik tanpa dan dengan Penambahan Serat Kaca Potongan Kecil Ukuran 3 mm dengan Konsentrasi 0,5%, 1%, dan 1,5% ... 46

4.2 Penyerapan Air Bahan Basis Gigitiruan Nilon Termoplastik tanpa dan dengan Penambahan Serat Kaca Potongan Kecil Ukuran 3 mm dengan Konsentrasi 0,5%, 1%, dan 1,5% ... 47

4.3 Pengaruh Penambahan Serat Kaca Potongan Kecil Ukuran 3 mm dengan Konsentrasi 0,5%,1%, dan 1,5% terhadap Kekasaran Permukaan Bahan Basis Gigitiruan Nilon Termoplastik ... 48

4.4 Pengaruh Penambahan Serat Kaca Potongan Kecil Ukuran 3 mm dengan Konsentrasi 0,5%,1%, dan 1,5% terhadap Penyerapan Air Bahan Basis Gigitiruan Nilon Termoplastik ... 49

4.5 Perbedaan Pengaruh Penambahan Serat Kaca Potongan Kecil Ukuran 3 mm dengan Konsentrasi 0,5%,1%, dan 1,5% terhadap Kekasaran Permukaan dan Penyerapan Air Bahan Basis Gigitiruan Nilon Termoplastik ... 50

BAB 5 PEMBAHASAN 5.1 Kekasaran Permukaan Bahan Basis Gigitiruan Nilon Termoplastik tanpa dan dengan Penambahan Serat Kaca Potongan Kecil Ukuran 3 mm dengan Konsentrasi 0,5%, 1%, dan 1,5% ... 52

5.2 Penyerapan Air Bahan Basis Gigitiruan Nilon Termoplastik tanpa dan dengan Penambahan Serat Kaca Potongan Kecil Ukuran 3 mm dengan Konsentrasi 0,5%, 1%, dan 1,5% ... 54 5.3 Pengaruh Penambahan Serat Kaca Potongan Kecil

x

Ukuran 3 mm dengan Konsentrasi 0,5%,1%, dan 1,5% terhadap Penyerapan Air Bahan Basis Gigitiruan Nilon

Termoplastik ... 58 5.5 Perbedaan Pengaruh Penambahan Serat Kaca Potongan

Kecil Ukuran 3 mm dengan Konsentrasi 0,5%,1%, dan 1,5% terhadap Kekasaran Permukaan dan Penyerapan

Air Bahan Basis Gigitiruan Nilon Termoplastik ... 59

BAB 6 KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan ... 62 6.2 Saran ... 64

DAFTAR PUSTAKA ... 65

xi

Tabel Halaman

1 Definisi operasional variabel bebas ... 29

2 Definisi operasional variabel terikat ... 30

3 Definisi operasional variabel terkendali ... 30

4 Kekasaran permukaan bahan basis gigitiruan nilon termoplastik tanpa dan dengan penambahan serat kaca potongan kecil ukuran

3 mm dengan konsentrasi 0,5%, 1%, dan 1,5% ... 47

5 Penyerapan air bahan basis gigitiruan nilon termoplastik tanpa dan dengan penambahan serat kaca potongan kecil ukuran

3 mm dengan konsentrasi 0,5%, 1%, dan 1,5% ... 48

6 Pengaruh penambahan serat kaca potongan kecil ukuran 3 mm dengan konsentrasi 0,5%, 1%, dan 1,5% terhadap kekasaran

permukaan bahan basis gigitiruan nilon termoplastik ... 49

7 Pengaruh penambahan serat kaca potongan kecil ukuran 3 mm dengan konsentrasi 0,5%, 1%, dan 1,5% terhadap penyerapan

air bahan basis gigitiruan nilon termoplastik ... 50

8 Perbedaan pengaruh penambahan serat kaca potongan kecil ukuran 3 mm dengan konsentrasi 0,5%, 1%, dan 1,5% terhadap kekasaran permukaan bahan basis gigitiruan nilon

termoplastik ... 51

9 Perbedaan pengaruh penambahan serat kaca potongan kecil ukuran 3 mm dengan konsentrasi 0,5%, 1%, dan 1,5% terhadap penyerapan air bahan basis gigitiruan nilon

xii

Gambar Halaman

1 Profile meter ... 16

2 Serat kaca bentuk batang ... 20

3 Serat kaca bentuk anyaman ... 20

4 Serat kaca bentuk potongan kecil ... 21

5 Bentuk dan ukuran sampel untuk uji kekasaran permukaan dan penyerapan air ... 27

6 Rotary grinder ... 33

7 Desikator ... 33

8 Penanaman model induk pada kuvet bawah ... 35

9 Pemasangan malam spru ... 36

10 Nilon termoplastik di dalam cartridge ... 37

11 Cartridge dimasukkan ke dalam furnace ... 38

12 Nilon termoplastik diinjeksikan ke dalam kuvet ... 38

13 Sampel dikeluarkan dari kuvet ... 39

14 Silane coupling agent ... 40

15 Sampel nilon termoplastik setelah penyelesaian akhir dan pemolesan ... 41

16 Proses pengukuran kekasaran permukaan ... 42

17 Pengukuran penyerapan air dengan menggunakan timbangan digital ... 43

xiii

Lampiran

1 Analisis Statistik

2 Surat Keterangan Ethical Clearence

3 Surat Izin Penelitian Laboratorium Dental FKG USU

4 Surat Izin Penelitian Laboratorium Computer Numerically Controlled (CNC) Teknik Mesin Politeknik Medan

5 Surat Izin Penelitian Laboratorium Mikrobiologi Farmasi USU

6 Surat Keterangan Selesai Penelitian Laboratorium Computer Numerically Controlled (CNC) Teknik Mesin Politeknik Medan

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Basis gigitiruan didefinisikan sebagai bagian dari gigitiruan yang bersandar pada jaringan lunak rongga mulut, sekaligus sebagai tempat melekatnya anasir gigitiruan.1 Pembuatan basis gigitiruan perlu memperhatikan sifat material bahan yang digunakan, baik sifat fisis, mekanis, kemis maupun biologis.1,2 Syarat-syarat basis gigitiruan yang ideal yaitu biokompatibel, penyerapan air yang rendah, stabilitas warna dan stabilitas dimensi yang baik, mudah dimanipulasi, mudah diperbaiki, tidak toksik atau iritan, radiopak, memiliki kekuatan mekanik yang baik termasuk kekuatan transversal, kekuatan impak, fatique, dan modulus elastisitas yang tinggi serta memiliki konduktivitas termal yang baik.1-7

Secara umum, bahan yang digunakan dalam pembuatan basis gigitiruan dibedakan menjadi dua kelompok yaitu logam dan non logam. Bahan basis gigitiruan logam adalah kobalt kromium, gold alloys, aluminium, dan stainless steel. Bahan basis gigitiruan non logam terdiri dari dua jenis yaitu termoset dan termoplastik. Bahan termoset adalah polimer yang mengalami perubahan kimia dalam proses dan pembentukannya, sebagai contoh cross-linked poly (methyl methacrylate), vulkanit, dan fenol formaldehid. Sedangkan bahan termoplastik adalah polimer yang dapat dilunakkan berulang kali, dicetak pada suhu dan tekanan yang tinggi tanpa mengalami perubahan kimia, sebagai contoh seluloid, selulosa nitrat, resin vinil, polikarbonat, polystyrene dan nilon.7

Nilon termoplastik merupakan bahan basis gigitiruan yang diperkenalkan pada tahun 1950 dan menjadi gigitiruan fleksibel yang pertama di dunia. Pada awalnya penggunaan basis gigitiruan nilon termoplastik hanya pada kasus-kasus tertentu seperti fraktur basis gigitiruan yang berulang serta untuk pasien yang alergi terhadap basis gigitiruan resin akrilik. Penggunaan nilon secara umum tidak direkomendasikan

karena rentan untuk mengalami perubahan warna, penyerapan air yang tinggi dan peningkatan kekasaran permukaan setelah beberapa minggu pemakaian.8-12

Nilon memiliki beberapa kelebihan antara lain tahan terhadap benturan yang kuat dan penekanan yang berulang-ulang, lebih ringan dari resin akrilik, mudah dimanipulasi jika peralatan tersedia dan dapat memberikan efek stress-breaker dari

sifat fleksibilitas dalam beberapa desain gigitiruan sebagian lepasan.13,14 Selain itu, nilon juga memiliki kelebihan yang lain yaitu tidak memiliki cangkolan logam, memiliki warna yang semitranslusen sehingga menghasilkan estetis yang baik, bebas monomer, bersifat hipoalergenik sehingga menjadi alternatif perawatan bagi pasien yang alergi atau sensitif terhadap resin akrilik, nikel, atau kobalt kromium.7,14-16

Nilon memiliki beberapa kekurangan seperti mudah berubah warna, penyerapan air yang tinggi, dan sulit untuk dipoles sehingga menghasilkan permukaan yang lebih kasar.8,10-14,17,18 Salah satu faktor yang mempengaruhi kekasaran permukaan pada gigitiruan adalah jenis bahan basis gigitiruan yang digunakan seperti bahan nilon termoplastik yang memiliki permukaan yang sulit dipoles bila dibandingkan dengan resin akrilik sehingga menyebabkan basis gigitiruan nilon termoplastik memiliki permukaan yang lebih kasar.13,17,18 Permukaan yang kasar pada basis gigitiruan nilon termoplastik disebabkan nilon termoplastik memiliki titik leleh yang rendah sehingga bahan nilon termoplastik menjadi sulit untuk dipoles.17

Kekasaran permukaan merupakan awal tempat perlekatan sisa makanan yang akan terjadi pada pemakaian gigitiruan setelah beberapa minggu.13 Gigitiruan dengan permukaan yang kasar dapat menyebabkan perlekatan bakteri.13,17,19-21 Hilgenberg SP (2008) mengutip pendapat Radford dkk. dan Taylor dkk. bahwa perlekatan bakteri lebih banyak terdapat pada permukaan yang kasar.20 Selain itu, permukaan yang kasar dari suatu restorasi juga dapat mengakibatkan perubahan warna pada basis gigitiruan, ketidaknyamanan pada pasien dan kesulitan menjaga oral hygiene.17,19,20 Hasil

beberapa penelitian in vitro menunjukkan bahwa jika suatu bahan basis gigitiruan

dengan kekasaran permukaan yang melebihi 0,2 µm dapat meningkatkan level perlekatan kolonisasi bakteri.19 Attar N (2007) yang mengutip pendapat Chung

menyatakan bahwa suatu restorasi dinyatakan halus apabila nilai kekasaran permukaannya kurang dari 1 µm.22 Hilgenberg SP (2008) yang mengutip pendapat Quirynen dkk. dan Bollen dkk. menyatakan bahwa kekasaran permukaan dari bahan kedokteran gigi yang ideal adalah mendekati 0,2 µm atau kurang.20 Zortuk M (2008) menyatakan kekasaran permukaan suatu restorasi sebesar 0,3 µm dapat melukai lidah pasien dan efek negatifnya dapat mengganggu kenyamanan pasien.19

Rahal JS (2004) menyatakan bahwa penyerapan air pada basis gigitiruan resin akrilik polimerisasi panas dipengaruhi oleh kondisi permukaan basis gigitiruan tersebut dimana semakin kasar permukaannya maka penyerapan air semakin besar.23 Pada dasarnya penyerapan air suatu bahan basis gigitiruan bergantung pada jenis bahan, struktur kimia rantai polimer, porositas dan ketebalan bahan tersebut.24,25 Selain itu, penyerapan air juga dipengaruhi oleh teknik pemolesan, kekasaran permukaan, monomer sisa dan lamanya perendaman.23-25 Penyerapan air yang tinggi dapat mempengaruhi stabilitas dimensi dan stabilitas warna serta dapat menurunkan sifat mekanis dari suatu bahan basis gigitiruan.3,23-27

Penyerapan air yang tinggi pada bahan basis gigitiruan nilon termoplastik terjadi karena molekul air yang masuk diantara rantai molekul disebabkan ikatan amida yang bersifat hidrofilik membentuk rantai utama resin poliamida.15 Berdasarkan International Standar Organization (ISO) 1567, nilai penyerapan air pada bahan basis gigitiruan polimer harus lebih kecil atau sama dengan 32 µg/mm3.1,15,24,25 Takabayashi Y (2010) dalam penelitiannya membandingkan nilai penyerapan air antara poliamida, polikarbonat dan polietilen terephthalate yang direndam selama 7 hari, hasilnya menunjukkan bahwa nilai penyerapan air yang paling tinggi terdapat pada bahan poliamida dan terdapat perbedaan yang signifikan nilai penyerapan air pada ketiga bahan tersebut.15,25

Salah satu metode untuk mengurangi penyerapan air adalah dengan menambahkan serat kaca pada bahan basis gigitiruan.8,11,26-29 Serat kaca merupakan serat yang paling banyak digunakan sebagai bahan penguat basis gigitiruan. Berdasarkan bentuknya, serat kaca terdiri atas tiga macam, yaitu bentuk batang, anyaman, dan potongan kecil.19,30 Berdasarkan jenisnya, serat kaca terdiri atas

beberapa bentuk yang berbeda seperti E-glass, S-glass, R-glass, V-glass, dan Cemfil.

Serat kaca jenis E-glass adalah jenis serat kaca yang paling banyak digunakan dalam bidang kedokteran gigi. Hal ini disebabkan jenis E-glass memiliki kandungan

aluminium yang tinggi, namun kandungan alkalis dan boron-silikatnya rendah.10,31,32 Selain itu, bentuk dan panjang dari serat kaca jenis E-glass dapat disesuaikan dengan

kebutuhan.10,32

Serat kaca memiliki beberapa keuntungan seperti mudah dimanipulasi, biokompatibel, tidak bersifat karsinogenik, memiliki estetis yang baik, dan memiliki modulus elastisitas yang tinggi serta dapat berikatan baik dengan matriks polimer.5,10,19,21,29,31-34 Hasil adhesi yang optimal antara serat kaca dan matriks polimer dapat dicapai dengan menambahkan silane coupling agent yangsecara kimia

mengikat serat kaca dan matriks polimer menjadi lebih kuat sehingga tercapai densitas yang optimal.5,21,26-28,34-36

Gurbuz dkk. (2005) yang mengutip pendapat Ladizesky dkk. bahwa kandungan serat yang tinggi akan mengurangi nilai penyerapan air sebesar 25%.27 Hasil penelitian Sitorus Z (2012) menunjukkan bahwa nilai penyerapan air yang terendah terdapat pada resin akrilik polimerisasi panas (RAPP) dengan penambahan serat kaca potongan kecil ukuran 6 mm sedangkan nilai penyerapan air yang tertinggi terdapat pada RAPP tanpa penambahan serat kaca.30 Ariyani (2013) menemukan bahwa nilai penyerapan air yang terendah terdapat pada nilon termoplastik dengan penambahan serat kaca 1,5% sedangkan nilai penyerapan air yang tertinggi terdapat pada nilon termoplastik tanpa penambahan serat kaca. Hal ini menunjukkan semakin besar konsentrasi serat kaca yang ditambahkan maka nilai penyerapan air akan semakin kecil.37

Penambahan serat kaca selain dapat mengurangi penyerapan air juga dapat meningkatkan kekasaran permukaan.19,21,29,36 Lee SI dkk. (2001) menemukan bahwa RAPP yang ditambahkan serat kaca akan menyebabkan ekstrusinya serat-serat tersebut di atas permukaan basis gigitiruan.36 Lee SI dkk. (2007) menemukan bahwa penambahan serat kaca potongan kecil ukuran 3 mm dengan konsentrasi 9% akan menyebabkan kekasaran permukaan RAPP meningkat secara signifikan.21 Zortuk M.

(2008) menemukan bahwa penambahan serat kaca potongan kecil ukuran 3 mm dengan konsentrasi lebih dari 2% akan meningkatkan kekasaran permukaan RAPP sedangkan tidak terdapat perbedaan yang signifikan kekasaran permukaan RAPP pada penambahan serat kaca potongan kecil ukuran 3 mm dengan konsentrasi 0,5% dan 1%.19 Peningkatan kekasaran permukaan pada bahan basis gigitiruan dipengaruhi oleh konsentrasi serat kaca yang ditambahkan dan ikatan kimia antara serat kaca dan matriks polimer.19,21

1.2 Permasalahan

Resin akrilik polimerisasi panas merupakan bahan basis gigitiruan yang paling sering digunakan dalam pembuatan basis gigitiruan, namun karena kekurangan resin akrilik dalam hal estetis dengan penggunaan cangkolan kawat maka nilon termoplastik lebih diminati pada saat ini. Walaupun bahan basis gigitiruan nilon termoplastik memiliki kelebihan, namun bahan tersebut masih memiliki kekurangan seperti stabilitas warna yang rendah, sulit dipoles sehingga menghasilkan permukaan yang lebih kasar dan penyerapan air yang tinggi.

Salah satu metode untuk mengurangi penyerapan air adalah dengan menambahkan serat kaca pada bahan basis gigitiruan. Ariyani (2013) menemukan bahwa nilai penyerapan air yang terendah terdapat pada nilon termoplastik dengan penambahan serat kaca 1,5% sedangkan nilai penyerapan air yang tertinggi terdapat pada nilon termoplastik tanpa penambahan serat kaca. Hal ini menunjukkan semakin besar konsentrasi serat kaca yang ditambahkan maka nilai penyerapan air akan semakin kecil. Penambahan serat kaca selain dapat mengurangi penyerapan air juga dapat meningkatkan kekasaran permukaan. Peningkatan kekasaran permukaan pada bahan basis gigitiruan dipengaruhi oleh konsentrasi serat kaca yang ditambahkan dan ikatan kimia antara serat kaca dan matriks polimer.

Berdasarkan hal tersebut, maka peneliti merasa perlu dilakukan penelitian untuk melihat pengaruh penambahan serat kaca jenis E-glass potongan kecil 3 mm

dengan konsentrasi 0,5%, 1%, dan 1,5% terhadap kekasaran permukaan dan penyerapan air pada bahan basis gigitiruan nilon termoplastik.

1.3 Rumusan Masalah

1. Berapa nilai kekasaran permukaan bahan basis gigitiruan nilon termoplastik tanpa dan dengan penambahan serat kaca potongan kecil ukuran 3 mm dengan konsentrasi 0,5%, 1%, dan 1,5%?

2. Berapa nilai penyerapan air bahan basis gigitiruan nilon termoplastik tanpa dan dengan penambahan serat kaca potongan kecil ukuran 3 mm dengan konsentrasi 0,5%, 1%, dan 1,5%?

3. Apakah ada pengaruh penambahan serat kaca potongan kecil ukuran 3 mm dengan konsentrasi 0,5%, 1%, dan 1,5% terhadap kekasaran permukaan bahan basis gigitiruan nilon termoplastik?

4. Apakah ada pengaruh penambahan serat kaca potongan kecil ukuran 3 mm dengan konsentrasi 0,5%, 1%, dan 1,5% terhadap penyerapan air bahan basis gigitiruan nilon termoplastik?

5. Apakah ada perbedaan pengaruh penambahan serat kaca potongan kecil ukuran 3 mm dengan konsentrasi 0,5%, 1%, dan 1,5% terhadap kekasaran permukaan dan penyerapan air bahan basis gigitiruan nilon termoplastik?

1.4 Tujuan Penelitian

1. Untuk mengetahui kekasaran permukaan bahan basis gigitiruan nilon termoplastik tanpa dan dengan penambahan serat kaca potongan kecil ukuran 3 mm dengan konsentrasi 0,5%, 1%, dan 1,5%.

2. Untuk mengetahui penyerapan air bahan basis gigitiruan nilon termoplastik tanpa dan dengan penambahan serat kaca potongan kecil ukuran 3 mm dengan konsentrasi 0,5%, 1%, dan 1,5%.

3. Untuk mengetahui pengaruh penambahan serat kaca potongan kecil ukuran 3 mm dengan konsentrasi 0,5%, 1%, dan 1,5% terhadap kekasaran permukaan bahan basis gigitiruan nilon termoplastik.

4. Untuk mengetahui pengaruh penambahan serat kaca potongan kecil ukuran 3 mm dengan konsentrasi 0,5%, 1%, dan 1,5% terhadap penyerapan air bahan basis gigitiruan nilon termoplastik.

5. Untuk mengetahui perbedaan pengaruh penambahan serat kaca potongan kecil ukuran 3 mm dengan konsentrasi 0,5%, 1%, dan 1,5% terhadap kekasaran permukaan dan penyerapan air bahan basis gigitiruan nilon termoplastik.

1.5 Manfaat Penelitian 1.5.1 Manfaat Teoritis

1. Sebagai bahan masukan bagi perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi material kedokteran gigi, khususnya yang digunakan dalam bidang prostodonsia.

2. Sebagai dasar untuk penelitian lebih lanjut mengenai bahan serat kaca untuk mengatasi kelemahan sifat fisis bahan basis gigitiruan nilon termoplastik.

1.5.2 Manfaat Praktis

1. Sebagai pedoman jumlah dan konsentrasi penambahan serat kaca yang dibutuhkan pada basis gigitiruan nilon termoplastik.

2. Sebagai pendekatan yang dilakukan untuk mengatasi kelemahan sifat fisis dalam hal kekasaran permukaan dan penyerapan air bahan basis gigitiruan nilon termoplastik dengan menambahkan serat kaca.

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Basis Gigitiruan 2.1.1 Pengertian

Basis gigitiruan didefinisikan sebagai bagian dari gigitiruan yang bersandar pada jaringan lunak rongga mulut, sekaligus sebagai tempat melekatnya anasir gigitiruan.1 Fungsi basis gigitiruan adalah menggantikan tulang alveolar yang sudah hilang, mengembalikan estetis wajah, menyalurkan tekanan oklusal ke jaringan pendukung gigi, linggir sisa alveolar atau gigi penyangga, mempertahankan residual ridge dan tempat untuk melekatkan komponen gigitiruan lainnya seperti anasir

gigitiruan, sandaran oklusal, lengan retentif dan lengan resiprokal pada gigitiruan dari bahan resin akrilik.38,39

2.1.2 Persyaratan

Bahan basis gigitiruan harus memenuhi persyaratan sehingga layak untuk digunakan. Akan tetapi, sampai saat ini belum ada basis gigitiruan yang memenuhi semua persyaratan tersebut. Persyaratan yang ideal untuk pembuatan bahan basis gigitiruan, yaitu:1-7,39,40

a. Biokompatibel : tidak toksik dan non-iritan b. Penghantar termal yang baik

c. Memiliki modulus elastisitas, kekuatan impak, transversal dan fatique yang tinggi

d. Memiliki stabilitas warna yang baik

e. Warna sesuai dengan jaringan sekitarnya (estetis) f. Bebas dari porositas

g. Tidak larut dan menyerap cairan

h. Tidak memiliki atau mengandung monomer sisa i. Radiopak

j. Mudah dimanipulasi dan direparasi

k. Mudah dibersihkan baik secara mekanis maupun kemis l. Tidak mengalami perubahan dimensi

m. Berat jenis rendah

2.1.3 Bahan Basis Gigitiruan

Berdasarkan bahan yang digunakan, basis gigitiruan dapat dibagi menjadi basis gigitiruan logam dan basis gigitiruan non logam.7

2.1.3.1 Basis Logam

Bahan logam yang digunakan sebagai basis gigitiruan pada umumnya berupa kobalt kromium, gold alloys, aluminium, dan stainless steel.7 Basis dengan bahan

logam memiliki beberapa keuntungan bila dibandingkan dengan bahan non logam, yaitu penghantar termis yang baik, stabilitas dimensi yang baik dan kekuatan yang diperoleh maksimal dengan ketebalan yang minimal. Kerugian dari bahan logam adalah estetik yang buruk dan sulit diperbaiki apabila patah.38-40

2.1.3.2 Basis Non Logam

Berdasarkan reaksi termalnya, bahan basis non logam dapat diklasifikasikan menjadi dua, yaitu termoset dan termoplastik.7,41,42

2.1.3.2.1 Termoset

Termoset adalah polimer yang mengalami perubahan kimia dalam proses dan pembentukannya, sebagai contoh cross-linked poly (methyl methacrylate), vulkanit,

dan fenol formaldehid.7,41,42 Resin akrilik mulai diperkenalkan oleh Rohm dan Hass pada tahun 1936 dalam bentuk lembaran, kemudian Nemours pada tahun 1937 memperkenalkan resin akrilik dalam bentuk bubuk. Pada tahun yang sama Dr. Walter Wright memperkenalkan bahan polimetil metakrilat atau resin akrilik sebagai bahan basis gigitiruan yang paling banyak digunakan.31

Resin akrilik banyak digunakan karena memiliki banyak keuntungan, yaitu harganya yang relatif murah, mudah direparasi, proses pembuatannya menggunakan peralatan yang sederhana, warna yang sesuai dengan jaringan disekitar rongga mulut, stabilitas dimensinya baik, serta mudah dipoles.3,5,10,17,29,31,32,39 Bahan basis gigitiruan resin akrilik terbagi atas beberapa jenis, yaitu resin akrilik swapolimerisasi, resin akrilik polimerisasi sinar dan resin akrilik polimerisasi panas.2,30,43

2.1.3.2.2 Termoplastik

Polimer termoplastik merupakan polimer yang dapat dilunakkan berulang kali, dicetak pada suhu dan tekanan tinggi tanpa mengalami perubahan kimia. Polimer termoplastik dapat dileburkan, mengeras setelah dibentuk, dan larut dalam larutan organik, contohnya adalah seluloid, selulosa nitrat, resin vinil, polikarbonat,

polystyrene, dan nilon.7

2.2 Nilon Termoplastik

Nilon merupakan nama generik dari suatu polimer termoplastik yang tergolong dalam kelas poliamida. Nilon pertama kali diperkenalkan sebagai bahan basis gigitiruan di London sekitar tahun 1950.6,8-12 Poliamida ini dihasilkan dari reaksi kondensasi antara diamine dan dibasic acid.8-12,18 Nilon merupakan polimer

crystalline sedangkan resin akrilik merupakan polimer amorphous. Sifat crystalline

inilah yang menyebabkan nilon memiliki sifat yang tidak dapat larut dalam pelarut, ketahanan panas yang tinggi, dan kekuatan yang tinggi serta kekuatan tensil yang baik.11,12

Pada beberapa tahun terakhir, nilon telah menarik perhatian sebagai bahan basis gigitiruan karena memiliki beberapa kelebihan antara lain estetis yang memuaskan, bersifat hipoalergenik sehingga menjadi alternatif perawatan bagi pasien yang alergi atau sensitif terhadap resin akrilik, tidak terjadi perubahan bentuk selama proses polimerisasi serta tidak terdapat monomer sisa karena penggunaan injection-moulding.7,13-16

2.2.1 Komposisi

Nilon merupakan suatu resin yang dihasilkan dari reaksi kondensasi antara

diamine dan dibasic acid yang memberikan variasi dari poliamida dengan sifat fisis

dan mekanis yang tergantung pada ikatan antara asam dan amida.8-12,18 Frekuensi kelompok amida sepanjang rantai mempengaruhi penyerapan air dan sifat kemis dari setiap jenis nilon. Semakin tinggi konsentrasi kelompok amida maka semakin tinggi pula nilai penyerapan air.15

Nilon memiliki ikatan linear (ikatan polimer tunggal) yang mengandung

hexamethylenadiamine dan asam karboksilik di dalam nilon termoplastik yang akan

membentuk ikatan poliamida yang panjang. Ikatan linear dalam nilon termoplastik ini lebih lemah dibandingkan dengan ikatan polimer yang bercabang (cross-link) pada

resin akrilik.44

2.2.2 Manipulasi

Nilon tidak dapat larut sehingga tidak dapat dibuat dalam bentuk adonan dan mengisi mold dengan teknik biasa, tetapi harus dilelehkan dan diinjeksikan ke dalam kuvet di bawah tekanan (injection-moulding). Nilon dimasukkan dalam satu cartridge

dan dilelehkan pada suhu 248,8-265,5°C dengan furnace elektrik. Selanjutnya nilon yang telah meleleh ditekan ke dalam kuvet oleh plugger di bawah tekanan yang diberikan oleh pres hidrolik atau manual. Tekanan injection-moulding dijaga pada tekanan 5 bar selama 3 menit kemudian kuvet beserta cartridge segera dilepaskan. Kuvet kemudian dibiarkan dingin pada suhu kamar selama 30 menit sebelum dibuka.37,45

2.2.3 Kelebihan

Kelebihan penggunaan basis gigitiruan nilon termoplastik adalah:7,13-16 1. Lebih estetis dibandingkan resin akrilik

2. Tipis dan ringan tetapi sangat kuat sehingga tidak mudah patah dan mengalami kerusakan.

3. Tidak mengandung monomer sisa, sehingga aman digunakan untuk pasien yang alergi terhadap metil metakrilat

4. Tekanan hampir seluruhnya disalurkan ke gigi penyangga dan struktur tulang dibawahnya

5. Hampir tidak memiliki porositas 6. Tidak menggunakan cangkolan logam

2.2.4 Kekurangan

Kekurangan penggunaan basis gigitiruan nilon termoplastik adalah: 8,10-14,17,18 1. Sulit diperbaiki jika terjadi kerusakan

2. Proses pembuatannya memerlukan peralatan khusus di laboratorium 3. Penyerapan air tinggi

4. Mudah berubah warna

5. Sulit dipoles sehingga menghasilkan permukaan yang lebih kasar

6. Kekerasan nilon termoplastik lebih rendah dibandingkan resin akrilik polimerisasi panas

2.2.5 Sifat

Sifat dari suatu bahan basis gigitiruan terbagi atas sifat mekanis, sifat biologis, sifat kemis, dan sifat fisis.

2.2.5.1 Sifat Mekanis

a. Kekuatan Tensil

Kekuatan tensil nilon termoplastik adalah 98 MPa.46 Nilai kekuatan tensil tersebut lebih besar dibandingkan resin akrilik yang memiliki kekuatan tensil sebesar 85MPa.1

b. Kekuatan Impak

Kekuatan impak adalah suatu ukuran kekuatan bahan yang diukur dari energi yang diperlukan untuk memulai dan melanjutkan retakan melewati sebuah spesimen

dengan dimensi tertentu.1 Nilai kekuatan impak nilon termoplastik adalah 120-150 kg/mm3.47

c. Fatique

Fatique adalah rusaknya atau patahnya suatu bahan yang disebabkan beban

berulang di bawah batas tahanan bahan. Fraktur gigitiruan dapat terjadi sebagai akibat dari fatique.4 Mathews dan Smith (1955) menyatakan bahwa daya tahan nilon

terhadap fatique atau stressing yang berulang juga merupakan salah satu kelebihan

utama nilon.13 d. Crazing

Crazing merupakan kumpulan retakan pada permukaan yang dapat

melemahkan basis gigitiruan. Crazing ini kadang muncul pada permukaan gigitiruan

resin akrilik, namun tidak dapat terjadi pada basis gigitiruan nilon termoplastik.1 d. Kekerasan

Kekerasan nilon adalah 14,5 VHN.47 Nilai kekerasan tersebut lebih kecil dibandingkan resin akrilik polimerisasi panas yang memiliki kekerasan sebesar 20 VHN.1

2.2.5.2 Sifat Kemis dan Biologis

a. Pembentukan koloni bakteri

Pembentukan koloni bakteri pada permukaan gigitiruan dipengaruhi oleh penyerapan air, kekerasan permukaan dan kekasaran permukaan.1,23 Gigitiruan dengan permukaan yang kasar dapat menyebabkan perlekatan bakteri.13,17,19-21 Hilgenberg SP (2008) mengutip pendapat Radford dkk. dan Taylor dkk. bahwa perlekatan bakteri lebih banyak terdapat pada permukaan yang kasar.20

b. Biokompatibilitas

Nilon tahan terhadap pelarut dan bahan kimia. Selain itu, karena diproses dengan teknik injection-moulding, nilon tidak memiliki monomer sisa dan hampir

tidak memiliki porositas. Nilon juga aman untuk pasien yang alergi terhadap logam dan monomer resin.7,14-16

2.2.5.3 Sifat Fisis

a. Massa Jenis

Gigitiruan dengan massa jenis yang rendah merupakan sifat yang menguntungkan. Hal ini menyebabkan retensi gigitiruan rahang atas menjadi bertambah. Massa jenis nilon termoplastik adalah 1,04-1,22 g/cm3.47

b. Porositas

Nilon termoplastik hampir tidak mempunyai porositas. Porositas pada nilon termoplastik disebabkan masuknya udara selama prosedur pemanasan. Bila udara ini tidak dikeluarkan, gelembung-gelembung besar dapat terbentuk pada basis gigitiruan.48

c. Kekasaran Permukaan

Salah satu faktor yang mempengaruhi kekasaran permukaan pada gigitiruan adalah jenis bahan basis gigitiruan yang digunakan seperti bahan nilon termoplastik yang memiliki permukaan yang sulit dipoles bila dibandingkan dengan resin akrilik sehingga menyebabkan basis gigitiruan nilon termoplastik memiliki permukaan yang lebih kasar.13,17,18 Permukaan yang kasar pada basis gigitiruan nilon termoplastik disebabkan nilon termoplastik memiliki titik leleh yang rendah sehingga bahan nilon termoplastik menjadi sulit untuk dipoles.17 Trisna (2010) menemukan bahwa nilai rerata kekasaran permukaan nilon termoplastik adalah 0,395 µm.46 Chihargo (2011) menemukan bahwa tidak terdapat perbedaan yang signifikan kekasaran permukaan nilon termoplastik dengan teknik pemolesan secara mekanis dan kemis. Nilai rerata kekasaran permukaan nilon termoplastik dengan teknik pemolesan secara mekanis adalah 1,142 µm, sedangkan nilai rerata kekasaran permukaan nilon termoplastik dengan teknik pemolesan secara kemis adalah 1,188 µm.49

d. Penyerapan Air

Penyerapan air yang tinggi merupakan kekurangan utama dari nilon termoplastik.11,13 Hal ini disebabkan karena molekul air yang masuk diantara rantai molekul disebabkan ikatan amida yang bersifat hidrofilik membentuk rantai utama resin poliamida.15 Ariyani (2013) menemukan bahwa nilai rerata penyerapan air nilon termoplastik tanpa penambahan serat kaca adalah 20,340 µg/mm3.37 Chandra J (2011)

menemukan bahwa nilai rerata penyerapan air nilon termoplastik adalah 2,8826 mg/cm2.50

2.3 Kekasaran Permukaan 2.3.1 Pengertian

Kekasaran permukaan adalah ukuran ketidakteraturan dari permukaan yang telah dipoles dan diukur dengan satuan mikrometer (µm). Nilai ini merupakan ukuran deviasi vertikal suatu permukaan dari bentuk idealnya. Apabila deviasi ini semakin besar, maka permukaan tersebut kasar; apabila deviasi ini kecil, maka permukaan tersebut halus. Kekasaran dianggap sebagai komponen dari permukaan yang telah diukur dengan frekuensi yang tinggi dan panjang gelombang yang pendek.51

Hasil beberapa penelitian in vitro menunjukkan bahwa jika suatu bahan basis

gigitiruan dengan kekasaran permukaan yang melebihi 0,2 µm dapat meningkatkan level perlekatan kolonisasi bakteri.19 Attar N (2007) yang mengutip pendapat Chung, suatu restorasi dinyatakan halus apabila nilai kekasaran permukaannya kurang dari 1 µm.22 Hilgenberg SP (2008) yang mengutip pendapat Quirynen dkk. dan Bollen dkk. menyatakan bahwa kekasaran permukaan dari bahan kedokteran gigi yang ideal adalah mendekati 0,2 µm atau kurang.20 Zortuk M (2008) menyatakan kekasaran permukaan suatu restorasi sebesar 0,3 µm dapat melukai lidah pasien dan efek negatifnya dapat mengganggu kenyamanan pasien.19

2.3.2 Alat Uji dan Cara Pengukuran

Kekasaran pemukaan dapat diukur dengan dua metode, yaitu metode sentuhan (contact method) dan metode tanpa sentuhan (non-contact method). Metode sentuhan

dilakukan dengan menarik suatu stylus pengukuran sepanjang permukaan. Alat untuk

metode sentuhan ini disebut profilometer atau profile meter.51 (Gambar 1)

Metode tanpa sentuhan antara lain:51 a. Interferometry

b. Confocal microscopy

d. Cahaya terstruktur (structured light)

e. Electrical capacitance

f. Mikroskop elektron dan photogrametry

Gambar 1. Profile meter

Alat pengukuran tanpa sentuhan memiliki keterbatasan, yaitu alat pengukuran yang mengandalkan penggunaan optik tidak dapat mengukur kekasaran yang lebih kecil dari frekuensi panjang gelombang yang digunakan alat tersebut. Keterbatasan ini dapat menyulitkan untuk mengukur kekasaran dengan akurat bahkan pada benda yang umum, karena kekasaran benda yang diukur mungkin lebih kecil daripada panjang gelombang cahaya.51

Metode sentuhan dapat dilakukan pada pengukuran dua dan tiga dimensi. Pada pengukuran dua dimensi, stylus biasanya mengikuti suatu garis lurus di atas suatu permukaan yang rata atau suatu garis lengkung mengelilingi suatu permukaan silindris. Panjang perjalanan stylus disebut panjang pengukuran (measurement length), sedangkan pengukuran tiga dimensi, stylus diaplikasikan untuk meneliti

2.4 Penyerapan Air 2.4.1 Pengertian

Penyerapan air bahan resin merupakan proses difusi yang dikontrol. Molekul air menyebar ke polimer selama perendaman di dalam air atau saliva dan menjangkau permukaan matriks polimer. Penyerapan air dapat terjadi disebabkan perlekatan molekul air pada permukaan bahan dan terjadi proses absorpsi atau ikatan ke dalam bahan tersebut.52

Menurut spesifikasi ADA (American Dental Association) No. 12, jika

dilakukan uji penyerapan air pada suatu bahan polimer maka setelah perendaman, berdasarkan luas permukaannya, pengukuran berat yang bertambah tidak boleh melebihi 0,8% mg/cm2.47 Menurut International Standarts Organization (ISO) No.

1567, berdasarkan volumenya, nilai penyerapan air harus lebih kecil dari 32 µg/mm3.1,15,24,25,52

2.4.2 Alat Uji dan Cara Pengukuran

Daya serap air pada basis gigitiruan dapat diukur dengan menggunakan timbangan digital. Prosedur standart ISO untuk mengukur besarnya nilai penyerapan air, basis gigitiruan didesikasi dengan menggunakan alat desikator selama 24 jam. Desikasi adalah pengeringan suatu bahan atau benda dengan menggunakan alat desikator sehingga bahan atau benda yang didesikasi akan mengalami pengurangan berat dan diperoleh berat bahan atau benda yang sebenarnya. Kemudian basis gigitiruan ditimbang dengan timbangan digital diperoleh berat sebelum perendaman (M1), basis direndam dalam larutan akuades selama 7 hari dengan suhu 37°C dan ditimbang kembali sehingga diperoleh berat sesudah perendaman (M2). Basis yang sudah direndam dikeringkan lalu ditimbang (M3). Penyerapan air dihitung berdasarkan volumenya dengan menggunakan rumus ISO, yaitu:25,37

Water sorption (Wsp) = M2 – M3

Keterangan:

Water sorption (Wsp) = nilai penyerapan air (µg/mm3)

M2 = berat setelah perendaman (µg)

M3 = berat setelah perendaman dan dikeringkan dengan desikator (µg)

V = volume suatu bahan (mm3)

= luas permukaan x tebal / tinggi

= _��2 _{x t}

2.5 Serat Kaca 2.5.1 Pengertian

Serat kaca adalah material berbentuk serabut-serabut yang sangat halus yang mengandung bahan kaca.30 Bahan ini sering digunakan karena merupakan material dengan ketahanan terhadap bahan kimia yang kuat, kekuatan dan fleksibilitas yang baik, ringan serta mudah dimanipulasi.5,10,19,21,29,31-34

Ada beberapa macam jenis serat kaca, antara lain serat kaca jenis E-glass, S-glass, R-S-glass, V-S-glass, dan Cemfil.10,31,32 Serat kaca E-glass adalah jenis serat yang

paling banyak digunakan, karena transparansinya yang sangat baik bila dibandingkan dengan serat lain dan dapat dengan mudah disesuaikan dengan bentuk dan ukuran yang diperlukan.10,32

2.5.2 Komposisi

Serat kaca umumnya mengandung komposisi sebagai berikut:26,53 1. SiO2 = 53-55%

2. CaO = 20-24% 3. Al2O3= 14-16% 4. B2O3 = 6-9% 5. MgO = 3,3% 6. Na2O = 0.3% 7. K2O = 0,2%

8. Fe2O3 = 0,3% 9. F2 = 0,3%

Silikon dioksida (SiO2) atau silika merupakan komponen utama dalam serat kaca yang merupakan gabungan dari polimer (SiO2)n. Komponen ini memiliki titik leleh yang tinggi yaitu sekitar 20000 C dan kekakuan serta kekuatan yang tinggi, sehingga serat kaca banyak digunakan sebagai bahan penguat.53

2.5.3 Bentuk

Bentuk serat kaca yang dapat ditambahkan ke dalam resin akrilik sebagai penguat adalah bentuk batang, anyaman dan potongan kecil.30

2.5.3.1 Bentuk Batang

Serat kaca berbentuk batang terbuat dari serat kaca continous undirectional

yang terdiri atas 1.000-200.000 serabut serat kaca yang diameternya adalah 3-25 µm. Serat kaca berbentuk batang dapat ditambahkan ke dalam resin akrilik polimerisasi panas sebagai penguat karena posisi serat yang perpendikular dan disusun sepanjang basis gigitiruan. Posisi serat yang sedemikian rupa akan meningkatkan kekuatan basis gigitiruan.54

Penggunaan serat berbentuk batang sebagai penguat mempunyai kerugian yaitu ikatan adhesi antara serat kaca terhadap bahan basis gigitiruan tidak kuat. Hal ini telah dibuktikan secara mikroskopik dari gambaran mikroskop. Secara mikroskopik akan terlihat adanya celah atau void antara serat kaca dengan resin akrilik yang membuktikan bahwa ikatan antara serat kaca dan bahan basis gigitiruan tidak adekuat serta sulitnya pendistribusian serat berbentuk batang pada bagian yang lemah pada gigitiruan.5,55

Gambar 2. Serat kaca bentuk

batang

2.5.3.2 Bentuk Anyaman

Penggunaan serat kaca dengan bentuk anyaman dapat meningkatkan kekuatan bahan basis gigitiruan resin akrilik polimerisasi panas. Peningkatan kekuatan bahan basis yang diperkuat serat kaca bentuk anyaman bukan disebabkan oleh kekuatan dari serat kaca itu sendiri saja, tetapi peningkatan kekuatan tersebut berasal dari besarnya kuantitas dan diameter dari bentuk anyaman serat kaca. Serat kaca berbentuk anyaman mempunyai kekuatan yang lebih rendah dari serat berbentuk batang serta serat ini dapat keluar pada permukaan basis gigitiruan dan menyebabkan iritasi pada jaringan mukosa rongga mulut.56

2.5.3.3 Bentuk Potongan Kecil

Serat kaca bentuk potongan kecil merupakan bentuk serat yang paling sering digunakan sebagai penguat bahan basis gigitiruan. Hal ini disebabkan karena serat kaca potongan kecil memiliki ikatan adhesi yang yang baik dengan matriks polimer. Serat kaca potongan kecil juga dapat tersebar secara merata dalam bahan basis gigitiruan.5

Gambar 4. Serat kaca bentuk potongan kecil

2.5.4 Manipulasi dan Mekanisme

Penambahan serat kaca pada basis gigitiruan dapat meningkatkan kekuatan impak, kekuatan transversal, modulus elastisitas, daya tahan terhadap fraktur dan kekasaran permukaan.19,21,29,36 Serat kaca memiliki beberapa keuntungan seperti mudah dimanipulasi, biokompatibel, tidak bersifat karsinogenik, memiliki estetis yang baik, dan memiliki modulus elastisitas yang tinggi serta dapat berikatan baik dengan matriks polimer. Serat kaca merupakan bahan yang paling cocok untuk digunakan pada kedokteran gigi karena estetisnya baik.5,10,19,21,29,31-34

Hasil adhesi yang optimal antara serat kaca dan matriks polimer dapat dicapai dengan menambahkan silane coupling agent yang secara kimia mengikat serat kaca

dan matriks polimer menjadi lebih kuat sehingga tercapai densitas yang optimal. 5,21,26-28,34-36 _Bahan

silane coupling agent yang paling sering digunakan adalah organosilanes [3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (γ- MPS)] sebagai bahan

adhesif untuk meningkatkan interaksi antar molekul pada matriks polimer. Kegunannya adalah untuk meningkatkan sifat mekanis dan sifat fisis resin, serta untuk menyingkirkan air pada permukaan serat kaca. Ketika serat kaca dilapisi silane coupling agent dan dikeringkan, air disingkirkan sehingga terbentuk siloxane bridge

dan terjadi reaksi kondensasi antara silanol dan permukaan serat kaca. Tanpa lapisan

silane ikatan tersebut akan rusak disebabkan air masuk ke dalam resin dan akan

terjadi proses readsorpsi pada permukaan serat kaca.28,36,37

Gurbuz dkk. (2005) yang mengutip pendapat Ladizesky dkk. bahwa kandungan serat yang tinggi akan mengurangi nilai penyerapan air sebesar 25%.27 Hasil penelitian Sitorus Z (2012) menunjukkan bahwa nilai penyerapan air yang terendah terdapat pada resin akrilik polimerisasi panas (RAPP) dengan penambahan serat kaca potongan kecil ukuran 6 mm sedangkan nilai penyerapan air yang tertinggi terdapat pada RAPP tanpa penambahan serat kaca.30 Gurbuz dkk. (2005) meneliti penyerapan air pada bahan resin akrilik yang ditambahkan serat kaca yang disilanisasi dan yang tidak disilanisasi dengan konsentrasi serat kaca 5%, 10%, 15% dan 20%. Hasil penelitian menunjukkan terdapat perbedaan yang signifikan antara kelompok yang disilanisasi dan yang tidak disilanisasi.27 Ariyani (2013) menemukan bahwa nilai penyerapan air yang terendah terdapat pada nilon termoplastik dengan penambahan serat kaca 1,5% sedangkan nilai penyerapan air yang tertinggi terdapat pada nilon termoplastik tanpa penambahan serat kaca. Hal ini menunjukkan semakin besar konsentrasi serat kaca yang ditambahkan maka nilai penyerapan air akan semakin kecil.37

Lee SI dkk. (2001) menemukan bahwa RAPP yang ditambahkan serat kaca akan menyebabkan ekstrusinya serat-serat tersebut di atas permukaan basis gigitiruan.36 Lee SI dkk. (2007) menemukan bahwa RAPP dengan penambahan serat kaca tidak menyebabkan ekstrusinya serat kaca diatas permukaan basis gigitiruan dan adanya kontak yang rapat antara RAPP dan serat kaca yang diobservasi melalui SEM, akan tetapi pada beberapa kasus ditemukan adanya celah antara RAPP dan serat kaca. Penambahan serat kaca potongan kecil ukuran 3 mm dengan konsentrasi 9% akan menyebabkan kekasaran permukaan RAPP meningkat secara signifikan, menurut Lee

SI karena sulitnya pencampuran RAPP dengan serat kaca sehingga meningkatkan kekasaran permukaan.21 Zortuk M. (2008) menemukan bahwa penambahan serat kaca potongan kecil ukuran 3 mm dengan konsentrasi lebih dari 2% akan meningkatkan kekasaran permukaan RAPP sedangkan tidak terdapat perbedaan yang signifikan kekasaran permukaan RAPP pada penambahan serat kaca potongan kecil ukuran 3 mm dengan konsentrasi 0,5% dan 1%.19 Peningkatan kekasaran permukaan pada bahan basis gigitiruan dipengaruhi oleh konsentrasi serat kaca yang ditambahkan dan ikatan kimia antara serat kaca dan matriks polimer.19,21

2.6 Landasan Teori

Termoplastik

3 mm Bahan Basis Gigitiruan

Logam Non-Logam

Termoset

Selulosa

Resin Vinil Polikarbonat Polystyrene Nilon

Sifat-sifat Manipulasi

Komposisi

Sifat biologis Sifat

mekanis Sifat fisis

Sifat kemis

Kekasaran Permukaan Penyerapan Air

Serat

Kaca

Jenis Bentuk

E-glass

S-glass Batang

anyaman

Potongan kecil

Resin Akrilik

polietilen Karbon Aramid

Silane Coupling Agent

6 mm

9 mm

Penyerapan Air ↑

Kekasaran Permukaan >> Titik leleh rendah  sulit

dipoles

Adanya ikatan amida  hidrofilik

Kekurangan

Volume Ukuran

2.7 Kerangka Konsep

Nilon

Kekurangan

Serat Kaca

Jenis Bentuk Volume

E-glass

Potongan

kecil

0,5 %

1,5 % Nilon + ( Serat kaca + Silane Coupling

Agent)

Mengurangi penyerapan air

Siloxane bridge

Adhesi antara serat kaca dengan matriks polimer

Penyerapan air pada bahan basis gigitiruan berkurang Serat kaca ekstrusi ke

permukaan basis gigitiruan Penyerapan Air ↑ Kekasaran Permukaan >> Titik leleh rendah  sulit

dipoles

Adanya ikatan amida  hidrofilik

1% Kekasaran Permukaan Penyerapan air

Reaksi kondensasi antara silanol dan permukaan serat kaca

Terbentuk ikatan kovalen dipengaruhi

Konsentrasi serat kaca yang ditambahkan

Ikatan kimia antara serat kaca dengan matriks

polimer Sifat fisis

2.8 Hipotesis Penelitian

1. Ada pengaruh penambahan serat kaca potongan kecil ukuran 3 mm dengan konsentrasi 0,5%, 1%, dan 1,5% terhadap kekasaran permukaan bahan basis gigitiruan nilon termoplastik.

2. Ada pengaruh penambahan serat kaca potongan kecil ukuran 3 mm dengan konsentrasi 0,5%, 1%, dan 1,5% terhadap penyerapan air bahan basis gigitiruan nilon termoplastik.

3. Ada perbedaan pengaruh penambahan serat kaca potongan kecil ukuran 3 mm dengan konsentrasi 0,5%, 1%, dan 1,5% terhadap kekasaran permukaan dan penyerapan air bahan basis gigitiruan nilon termoplastik.

BAB 3

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Rancangan Penelitian

Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental laboratoris.

3.2 Sampel dan Besar Sampel Penelitian 3.2.1 Sampel Penelitian

Sampel pada penelitian ini adalah nilon termoplastik tanpa penambahan serat kaca sebagai kelompok kontrol dan nilon termoplastik dengan penambahan serat kaca potongan kecil ukuran 3 mm dengan konsentrasi 0,5%, 1%, dan 1,5%. Uji kekasaran permukaan dan penyerapan air menggunakan sampel yang berasal dari model induk yang terbuat dari logam berbentuk silindris dengan ukuran diameter 15 + 1 mm dan ketebalan 0,5 + 0,1 mm (International Standarts Organization 4049).37,57

Gambar 5. Bentuk dan ukuran sampel untuk uji kekasaran permukaan dan penyerapan air37

3.2.2 Besar Sampel Penelitian

Besar sampel pada penelitian ini dihitung berdasarkan rumus:58

15 mm 0,5 mm

Keterangan:

t: jumlah perlakuan r: jumlah ulangan

Pada penelitian ini terdapat empat perlakuan, yaitu nilon termoplastik tanpa penambahan serat kaca, nilon termoplastik dengan penambahan serat kaca konsentrasi 0,5%, 1%, dan 1,5%. Jumlah (r) tiap kelompok dapat ditentukan sebagai berikut:

(t-1) (r-1) ≥ 15 (4-1) (r-1) ≥ 15 3(r-1 ≥ 15 3r-3 ≥ 15 3r ≥ 15 + 3 r ≥ 18/3 r ≥ 6

Dari hasil diatas, jumlah sampel minimal untuk tiap kelompok adalah sebanyak 6 sampel dan pada penelitian ini diambil 8 sampel untuk masing-masing perlakuan, maka jumlah sampel untuk empat kelompok adalah 32 sampel.

3.3 Variabel Penelitian

3.3.1 Klasifikasi Variabel Penelitian 3.3.1.1 Variabel Bebas

Nilon termoplastik:

1. Tanpa penambahan serat kaca

2. Penambahan serat kaca potongan kecil ukuran 3 mm yang telah disilanisasi dengan konsentrasi 0,5%, 1%, dan 1,5%.

3.3.1.2 Variabel Terikat

2. Penyerapan air

3.3.1.3 Variabel Terkendali

1. Ukuran sampel

2. Jenis dan berat nilon termoplastik yang digunakan 3. Jenis gips keras

4. Perbandingan adonan gips keras 5. Waktu pengadukan gips keras 6. Suhu pemanasan nilon termoplastik 7. Waktu pemanasan nilon termoplastik 8. Teknik pemolesan

9. Suhu perendaman sampel 10.Waktu perendaman sampel

11.Bentuk, ukuran, dan jumlah serat kaca

12.Teknik pencampuran serat kaca dan nilon termoplastik

3.3.2 Definisi Operasional

Tabel 1. Definisi operasional variabel bebas

Variabel Bebas Definisi Operasional Skala Ukur Alat Ukur Nilon

termoplastik

Bahan termoplastik yang melunak bila dipanaskan dan diproses menjadi basis gigitiruan dengan sistem injeksi.

- -

Serat kaca yang disilanisasi

Material berbentuk serabut - serabut yang sangat halus mengandung bahan kaca yang dicampur dengan silane coupling agent gamma methacryloxypropyltrimethoxysilane (MPS) sebelum ditambahkan pada bahan nilon termoplastik. Jenis serat kaca yang digunakan pada penelitian ini adalah E-glass (Cam Elyaf San A.S., Kocaeli, Turkey) berukuran 3 mm

Tabel 2. Definisi operasional variabel terikat

Variabel Terikat Definisi Operasional Skala Ukur Alat Ukur Kekasaran

permukaan

Ukuran ketidakteraturan dari permukaan yang telah diproses akhir dan dipoles, dan diukur dengan satuan mikrometer (µm)

Rasio Profile meter

Penyerapan air Proses masuknya molekul air secara difusi di antara rantai polimer yang akan mempengaruhi struktur kimia dari nilon termoplastik (µg/mm3₎

Rasio Timbangan digital

Tabel 3. Definisi operasional variabel terkendali

Variabel Terkendali Definisi Operasional Skala ukur Alat ukur Ukuran sampel Sampel dengan ukuran diameter 15 +

1 mm dan ketebalan 0,5 + 0,1 mm berbentuk silindris

- Travelling microscope Jenis bahan nilon

termoplastik

Bioplast (poliamida 6) dengan berat 1,5 gr untuk 1 sampel

- Timbangan digital Gips keras Bahan yang digunakan untuk

penanaman model induk dalam pembentukan mold. Gips keras yang digunakan pada penelitian ini adalah merk Moldano.

- -

Perbandingan adonan gips keras

Perbandingan antara jumlah gips keras dan air yang digunakan untuk menanam sampel dalam kuvet, yaitu 100 gram gips keras : 30 ml air.

- Gelas ukur dan timbangan

Waktu pengadukan gips keras

Waktu yang dibutuhkan untuk mengaduk gips selama 15 detik.

- Stopwatch Suhu pemanasan

nilon termoplastik

Suhu yang digunakan untuk melunakkan bahan nilon termoplastik pada alat furnace, yaitu 248,8 – 265,5°C.

- -

Waktu pemanasan nilon termoplastik

Lamanya pemanasan bahan nilon pada alat furnace, yaitu 10 menit

- Stopwatch Teknik pemolesan Cara pemolesan sampel agar

diperoleh permukaan yang rata, halus, dan mengkilat. Teknik pemolesan yang digunakan pada penelitian ini adalah teknik pemolesan secara mekanis, yaitu dengan cara sebagai berikut: sampel pada seluruh kelompok dihaluskan dengan kertas pasir waterproof ukuran 800, 1000, dan 1200 yang dipasangkan pada rotary grinder dengan air mengalir masing-masing selama 3 menit dengan kecepatan 500

rpm, kemudian dilanjutkan dengan Scotch-Britebrush yang dipasangkan pada polishing motor dengan kecepatan 500 rpm dan menggunakan coarse purnice hingga mengkilat. Suhu perendaman

sampel

Suhu yang digunakan untuk merendam sampel ke dalam akuades, yaitu 37°C.

- -

Waktu perendaman sampel

Waktu yang digunakan untuk merendam sampel ke dalam akuades, yaitu selama 7 hari.

- -

Bentuk, ukuran, dan jumlah serat kaca

Bentuk serat kaca yang digunakan pada penelitian ini adalah potongan kecil berukuran 3 mm.

Cara perhitungan berat serat kaca:

a. Kelompok tanpa

penambahan serat kaca: nilon termoplastik tanpa penambahan serat kaca

b. Kelompok dengan penambahan serat kaca 0,5%: nilon termoplastik dengan penambahan serat kaca 0,5% ( 0,5% x 1,5 gr = 0,0075 gr)

c. Kelompok dengan penambahan serat kaca 1%:

nilon termoplastik dengan penambahan serat kaca 1% ( 1% x 1,5 gr = 0,015 gr)

d. Kelompok dengan penambahan serat kaca 1,5%: nilon termoplastik dengan penambahan serat kaca 1,5% ( 1,5% x 1,5 gr = 0,0225 gr)

- Timbangan digital

Teknik

pencampuran serat kaca

Mencampurkan serat kaca dengan nilon lapis demi lapis, berselang-seling antara serat kaca dengan nilon pada cartridge sebelum dimasukkan ke dalam furnace. Setelah nilon mencair maka dilakukan pengadukan sebanyak satu kali putaran searah jarum jam.

- -

3.4 Tempat dan Waktu Penelitian 3.4.1 Tempat Penelitian

3.4.1.1 Tempat Pembuatan Sampel

3.4.1.2 Tempat Pengujian Sampel

1. Laboratorium Computer Numerically Controlled (CNC) Teknik Mesin Politeknik Medan

2. Laboratorium Mikrobiologi Farmasi USU

3.4.2 Waktu Penelitian

Penelitian ini dilakukan pada bulan Januari - Februari 2015

3.5 Alat dan Bahan Penelitian 3.5.1 Alat Penelitian

1. Model induk dari logam berbentuk silindris dengan diameter 15 mm dengan ketebalan 0,5 mm

2. Injection flask

3. Mangkuk karet dan spatula 4. Lekron

5. Timbangan digital 6. Gelas ukur

7. Unit ultrasonik 8. Oven pemanas

9. Vibrator (Pulsar 2 Filli Manfredi, Italy) 10. Cartridge

11. Plugger

12. Furnace

13. Injector

Gambar 6. Rotary grinder

15. Scotch-Brite brush

16. Portable Dental Engine (Olympia, Japan)

17. Straight handpiece

18. Mata bur fraser 19. Disc pemotong

20. Alat uji kekasaran permukaan (Profile meter) 21. Desikator (Duran, Germany)

Gambar 7. Desikator

3.5.2 Bahan Penelitian

2. Serat kaca jenis E-glass bentuk potongan kecil dengan ukuran 3 mm (Cam Elyaf San A.S., Kocaeli, Turkey)

3. Gips keras (Moldano, Germany)

4. Malam spru 5. Akuades

6. Vaselin sebagai bahan separasi 7. Tinfoil

8. Cincin plastik

9. Silane coupling agent (Ultradent)

10. Kertas pasir waterproof ukuran 800, 1000, 1200

11. Coarse purnice

3.6 Cara Penelitian

3.6.1 Pembuatan Sampel Penelitian

Sampel yang dibuat untuk uji kekasaran permukaan dan penyerapan air terdiri dari empat kelompok yaitu:

- Nilon termoplastik yang tidak ditambah serat kaca sebagai kontrol (kelompok A)

- Nilon termoplastik yang ditambah serat kaca 0,5% (kelompok B) - Nilon termoplastik yang ditambah serat kaca 1% (kelompok C) - Nilon termoplastik yang ditambah serat kaca 1,5% (kelompok D)

3.6.1.1 Pembuatan Sampel Nilon Termoplastik (Kelompok tanpa Penambahan Serat Kaca)

1. Penanaman model induk pada kuvet bawah a. Siapkan kuvet khusus untuk injection moulding

b. Kuvet diolesi dengan bahan separasi vaselin

c. Membuat adonan gips dalam mangkuk karet dengan perbandingan 100 gram gips keras : 30 ml air

d. Adonan diaduk dengan spatula hingga homogen dan dituang ke kuvet bawah yang telah disiapkan di atas vibrator

e. Model induk diletakkan pada adonan gips yang mulai mengeras dimana satu kuvet berisi delapan model induk (Gambar 8)

f. Diamkan selama 20 menit hingga gips mengeras

Gambar 8. Penanaman model induk pada kuvet bawah

2. Pemasangan spru dan pengisian kuvet atas

a. Setelah gips mengeras, spru sebagai jalan masuk bahan dilekatkan pada tepi model induk dengan menggunakan malam (Gambar 9)

b. Spru yang berlebihan dibuang dengan lekron

c. Setelah model induk dipasang spru, oleskan vaselin pada permukaan gips, model induk, dan kuvet atas

d. Kuvet atas dipasang di atas kuvet bawah dan dikunci hingga rapat

e. Membuat adonan gips dalam mangkuk karet dengan perbandingan 100 gram gips keras : 30 ml air

g. Kuvet diletakkan diatas vibrator dengan posisi vertikal dan vibrator dijalankan

h. Adonan gips dituang ke dalam kuvet melalui salah satu lubang pengisian pada kuvet hingga adonan keluar dari lubang lainnya

i. Diamkan selama 60 menit hingga gips mengeras

Gambar 9. Pemasangan malam spru

3. Pengangkatan model induk dan pembuangan spru a. Kunci kuvet dibuka dan kuvet dipisahkan

b. Model induk diangkat dari gips dengan menggunakan lekron

c. Kuvet dipasangkan kembali, kemudian dipanaskan dalam air mendidih selama 15 menit untuk membuang spru

d. Kuvet dibuka dan disiram dengan air mendidih hingga tidak ada lagi sisa spru pada gips

4. Injeksi bahan nilon termoplastik ke dalam mold a. Kuvet dipasangkan kembali dan dikunci

b. Cartridge untuk injeksi disiapkan, kemudian letakkan tinfoil yang telah

dipotong berbentuk lingkaran pada dasar cartridge (Gambar 10)

c. Bahan nilon termoplastik ditimbang sebanyak 12 gram dengan menggunakan timbangan digital dan dimasukkan dalam cartridge

d. Cartridge berisi bahan nilon termoplastik ditempatkan dalam furnace untuk

melunakkan bahan nilon termoplastik dengan suhu 248,8-265,5°C selama 10 menit (Gambar 11)

e. Setelah bahan nilon termoplastik meleleh seluruhnya, lapisi plugger

penutup cartridge dengan cincin plastik dan tempatkan pada cartridge

f. Cartridge berisi bahan nilon termoplastik yang telah dipanaskan dipasang di

atas kuvet dan kuvet dipasang pada alat injector

g. Bahan nilon termoplastik diinjeksikan ke dalam kuvet (Gambar 12)

h. Biarkan di bawah tekanan selama 3 menit, lepaskan dari alat injector dan biarkan selama 30 menit hingga mengeras

Gambar 10. Nilon termoplastik di dalam cartridge

Gambar 11. Cartridge dimasukkan

ke dalam furnace

Gambar 12. Nilon termoplastik

diinjeksikan ke dalam kuvet

5. Penyelesaian akhir dan pemolesan

a. Sampel dikeluarkan dari kuvet dan dirapikan dengan fraser bur untuk

menghilangkan bagian yang tajam (Gambar 13)

b. Permukaan sampel dihaluskan dengan kertas pasir waterproof ukuran 800,

1000, dan 1200 yang dipasangkan pada rotary grinder dengan air mengalir

masing-masing selama 5 menit dengan kecepatan 500 rpm. Untuk mencegah terlepasnya sampel pada saat pemolesan maka sampel diletakkan pada pemegang sampel yang terbuat dari stainless steel

c. Pemolesan dilanjutkan dengan Scotch-Brite brush yang dipasangkan pada polishing motor dengan kecepatan 500 rpm dan menggunakan coarse purnice hingga mengkilat

Gambar 13. Sampel dikeluarkan dari kuvet

3.6.1.2 Pembuatan Sampel Nilon Termoplastik dengan Penambahan Serat Kaca 0,5%, 1%, dan 1,5%

Tahap pembuatan kelompok serat kaca 0,5%, 1%, dan 1,5% mulai dari penanaman model induk pada kuvet bawah sampai pengangkatan model induk dan pembuangan spru sama dengan kelompok tanpa penambahan serat kaca. Pada kelompok dengan penambahan serat kaca 0,5%, 1%, dan 1,5% dilanjutkan dengan tahap pencampuran serat kaca dengan nilon termoplastik. Teknik pencampuran serat kaca dengan nilon termoplastik adalah:

a. Serat kaca ditimbang sebanyak 0,5% dari berat nilon termoplastik (0,0075 gr) untuk kelompok dengan penambahan serat kaca 0,5% dan 1% (0,015 gr) dari berat nilon termoplastik untuk kelompok dengan penambahan serat kaca 1% serta

1,5% (0,0225 gr) dari berat nilon termoplastik untuk kelompok dengan penambahan serat kaca 1,5%

b. Serat kaca dimasukkan dalam cairan silane coupling agent (Gamma – methacrylopropytrimethoxysilane / MPS)

Gambar 14. Silane coupling agent

c. Serat kaca dikeringkan dengan suhu kamar selama 40 menit dan kemudian dimasukkan ke dalam oven pemanas selama 1 jam pada suhu 115°C sebelum dimasukkan ke dalam nilon termoplastik

d. Nilon termoplastik ditimbang dengan timbangan digital sebanyak 12 gram, kemudian dimasukkan ke dalam suatu wadah

e. Nilon termoplastik dimasukkan ke dalam cartridge, kemudian masukkan sedikit serat kaca, setelah itu masukkan kembali nilon kemudian letakkan lagi serat kaca diatasnya, begitu seterusnya sampai bahan nilon dan serat kaca berada di dalam

cartridge seluruhnya. Hal ini dilakukan dengan tujuan agar serat kaca tercampur

merata pada bahan nilon termoplastik

f. Cartridge berisi bahan nilon termoplastik ditempatkan dalam furnace untuk

g. Pada saat bahan nilon termoplastik mulai mencair dilakukan pengadukan sebanyak satu kali searah putaran jarum jam

h. Setelah bahan nilon termoplastik meleleh seluruhnya, lapisi plugger

penutup cartridge dengan cincin plastik dan tempatkan pada cartridge

i. Cartridge berisi bahan nilon termoplastik yang telah dipanaskan diatas

kuvet dan kuvet dipasangkan pada alat injector

j. Bahan nilon termoplastik diinjeksikan ke dalam kuvet

k. Biarkan di bawah tekanan selama 3 menit, lepaskan dari alat injector dan

biarkan selama 30 menit hingga mengeras

Selanjutnya sampel dilakukan penyelesaian akhir dan pemolesan sama seperti yang dilakukan pada kelompok tanpa penambahan serat kaca.

Gambar 15. Sampel nilon termoplastik setelah penyelesaian akhir dan pemolesan

3.6.2 Pengukuran Kekasaran Permukaan

1. Alat profile meter dikalibrasi

2. Sampel diletakkan di atas meja sejajar alat profile meter dan alat profile meter dijalankan

3. Pengukuran dilakukan sebanyak dua kali pada permukaan sampel yang dipoles. Pengukuran pertama dimulai dari salah satu tepi permukaan sampel yang

telah ditandai dengan spidol, kemudian alat dijalankan dan membentuk suatu garis lurus melewati titik tengah sampel. Setelah hasil pengukuran pertama dicatat, sampel diputar 90° dan alat dijalankan sehingga garis pengukuran kedua tegak lurus dengan garis pengukuran pertama. Hasil pengukuran kedua dicatat dan rata-rata dari kedua hasil pengukuran dihitung dan dicatat dengan satuan µm.

Gambar 16. Proses pengukuran kekasaran permukaan

3.6.3 Pengukuran Penyerapan Air

1. Sampel yang telah dipoles disimpan dalam sebuah desikator pada suhu 37°C selama 24 jam untuk tujuan desikasi dan menghindari sampel berkontak dengan kelembaban luar

2. Proses desikasi diulang hingga sampel mengalami penurunan berat tidak melebihi 0,5 mg dalam periode 24 jam

3. Setelah itu, sampel dikeluarkan dan ditimbang pada timbangan digital untuk mengetahui berat sampel sebelum direndam (M1)

4. Sampel dari bahan basis gigitiruan nilon termoplastik direndam dalam akuades dan disimpan dalam inkubator selama 7 hari pada suhu 37°C

5. Setelah direndam selama 7 hari, sampel dikeluarkan dari air dan dibersihkan dengan kain bersih dan kering, kemudian sampel dibiarkan di udara terbuka selama 15 detik. Setelah 1 menit, sampel ditimbang kembali (M2)

6. Sampel dimasukkan kembali ke dalam desikator sampai dicatat berat yang konstan. Setelah berat sampel konstan maka sampel ditimbang kembali (M3)

7. Pengukuran nilai penyerapan air adalah berdasarkan rumus berikut:25,37

Keterangan:

Water sorption (Wsp) = nilai penyerapan air (µg/mm3)

M2 = besar sampel setelah perendaman (µg) M3 = besar sampel setelah perendaman dan setelah

dikeringkan dengan desikator (µg)

V = volume sampel (mm3)

Gambar 17. Pengukuran penyerapan air dengan menggunakan

timbangan digital

3.7 Kerangka Operasional Penelitian

Model induk dari logam

Penanaman model induk pada kuvet bawah

Pemasangan spru

Kuvet atas dipasangkan dengan kuvet bawah dan dikunci dengan rapat

Pengisian kuvet atas

Pengangkatan model induk dan pembuangan spru

Mold

Cartridge berisi bahan nilon termoplastik dimasukkan ke furnace selama 10 menit pada suhu 248,8-265,5°C

Injeksi bahan nilon termoplastik ke dalam mold

Proses akhir/pemolesan

Pengukuran kekasaran permukaan Pengukuran penyerapan air

Pengumpulan data

Analisis data Hasil

Serat kaca dimasukkan dalam cairan silane coupling agent lalu dikeringkan sebelum

dimasukkan dalam nilon termoplastik

Pencampuran serat kaca dengan nilon termoplastik pada cartridge

Kelompok tanpa penambahan serat

kaca

Kelompok dengan penambahan serat

kaca 0,5%

Kelompok dengan penambahan serat

kaca 1%

Sampel nilon termoplastik

Kelompok dengan penambahan serat

3.8 Analisis Data

Data dianalisis secara statistik dengan menggunakan:

1. Analisis Univarian untuk mengetahui nilai rata-rata dan standar deviasi masing-masing kelompok.

2. Uji ANOVA satu arah untuk mengetahui pengaruh penambahan serat kaca pada bahan basis gigitiruan nilon termoplastik terhadap kekasaran permukaan dan penyerapan air.

3. Uji LSD untuk mengetahui pasangan perlakuan mana yang bermakna antar kelompok yang diberi perlakuan.

BAB 4

HASIL PENELITIAN

4.1 Kekasaran Permukaan Bahan Basis Gigitiruan Nilon

Termoplastik tanpa dan dengan Penambahan Serat Kaca Potongan Kecil Ukuran 3 mm dengan Konsentrasi 0,5%, 1%, dan 1,5%

Nilai kekasaran permukaan bahan basis gigitiruan nilon termoplastik tanpa dan dengan penambahan serat kaca pada penelitian ini diperoleh dengan menggunakan alat profile meter. Hasil penelitian menunjukkan nilai kekasaran

permukaan yang terkecil pada kelompok A adalah 0,355 µm dan nilai yang terbesar adalah 0,470 µm. Nilai kekasaran permukaan yang terkecil pada kelompok B adalah 0,660 µm dan nilai yang terbesar adalah 0,825 µm. Nilai kekasaran permukaan yang terkecil pada kelompok C adalah 0,770 µm dan nilai yang terbesar adalah 0,970 µm. Nilai kekasaran permukaan yang terkecil pada kelompok D adalah 1,135 µm dan nilai yang terbesar adalah 1,700 µm (Tabel 4).

Nilai rerata kekasaran permukaan dianalisis dengan uji Univarian. Nilai rerata kekasaran permukaan pada kelompok A adalah 0,407 µm dengan standar deviasi sebesar 0,040. Nilai rerata kekasaran permukaan pada kelompok B adalah 0,748 µm dengan standar deviasi sebesar 0,063. Nilai rerata kekasaran permukaan pada kelompok C adalah 0,851 µm dengan standar deviasi sebesar 0,068. Nilai rerata kekasaran permukaan pada kelompok D adalah 1,343 µm dengan standar deviasi sebesar 0,183 (Tabel 4).

Tabel 4. Kekasaran permukaan bahan basis gigitiruan nilon termoplastik tanpa dan dengan penambahan serat kaca potongan kecil ukuran 3 mm dengan konsentrasi 0,5%, 1%, dan 1,5%

No. Sampel

Kekasaran Permukaan (µm) Kelompok A

(Tanpa Serat Kaca)

Kelompok B (Serat Kaca 0,5%)

Kelompok C (Serat Kaca 1%)

Kelompok D (Serat Kaca 1,5%)

1 0,470* 0,825* 0,825 1,325

2 0,450 0,690 0,785 1,135**

3 0,420 0,815 0,860 1,460

4 0,360 0,710 0,770** 1,415

5 0,405 0,715 0,910 1,305

6 0,355** 0,660** 0,805 1,700*

7 0,390 0,765 0,880 1,175

8 0,405 0,805 0,970* 1,225

X

�= 0,407

SD= 0,040 X

�= 0,748

SD= 0,063 X

�= 0,851

SD= 0,068 X

�= 1,343 SD= 0,183 Keterangan : * nilai terbesar

** nilai terkecil

4.2 Penyerapan Air Bahan Basis Gigitiruan Nilon Termoplastik tanpa

dan dengan Penambahan Serat Kaca Potongan Kecil Ukuran 3 mm dengan Konsentrasi 0,5%, 1%, dan 1,5%

Nilai penyerapan air bahan basis gigitiruan nilon termoplastik tanpa dan dengan penambahan serat kaca pada penelitian ini diperoleh dengan menghitung selisih antara berat sampel sesudah perendaman dan berat sampel sesudah perendaman yang kemudian dikeringkan dengan desikator dibagi dengan volume sampel sebesar 88,3125 mm3. Hasil penelitian menunjukkan nilai penyerapan air yang terkecil pada kelompok A adalah 14,720 µg/mm3 dan nilai yang terbesar adalah 24,912 µg/mm3. Nilai penyerapan air yang terkecil pada kelompok B adalah 13,589 µg/mm3 dan nilai yang terbesar adalah 21,514 µg/mm3. Nilai penyerapan air yang terkecil pada kelompok C adalah 11,323 µg/mm3 dan nilai yang terbesar adalah 19,250 µg/mm3. Nilai penyerapan air yang terkecil pada kelompok D adalah 10,191 µg/mm3 dan nilai yang terbesar adalah 16,985 µg/mm3 (Tabel 5).

Nilai rerata penyerapan air dianalisis dengan uji Univarian. Nilai rerata penyerapan air pada kelompok A adalah 20,241 µg/mm3 dengan standar deviasi

sebesar 3,552. Nilai rerata penyerapan air pada kelompok B adalah 18,259 µg/mm3 dengan standar deviasi sebesar 2,668. Nilai rerata penyerapan air pada kelompok C adalah 15,994 µg/mm3 dengan standar deviasi sebesar 2,668. Nilai rerata penyerapan air pada kelompok D adalah 14,155 µg/mm3 dengan standar deviasi sebesar 2,182 (Tabel 5).

Tabel 5. Penyerapan air bahan basis gigitiruan nilon termoplastik tanpa dan dengan penambahan serat kaca potongan kecil ukuran 3 mm dengan konsentrasi 0,5%, 1%, dan 1,5%

No. Sampel

Penyerapan Air (µg/mm3) Kelompok A

(Tanpa Serat Kaca)

Kelompok B (Serat Kaca 0,5%)

Kelompok C (Serat Kaca 1%)

Kelompok D (Serat Kaca 1,5%)

1 24,912* 20,382 18,117 13,589

2 19,250 13,589** 16,985 14,720

3 22,647 20,382 19,250* 13,589

4 18,117 15,853 14,720 15,853

5 21,514 18,117 11,323** 12,456

6 14,720** 19,250 15,853 10,191**

7 23,779 16,985 18,117 16,985*

8 16,985 21,514* 13,589 15,853

X

�= 20,241

SD= 3,552 X

�= 18,259

SD= 2,668 X

�= 15,994

SD= 2,668 X

�= 14,155 SD= 2,182 Keterangan : * nilai terbesar

** nilai terkecil

4.3 Pengaruh Penambahan Serat Kaca Potongan Kecil Ukuran 3 mm

dengan Konsentrasi 0,5%, 1%, dan 1,5% terhadap Kekasaran Permukaan Bahan Basis Gigitiruan Nilon Termoplastik

Pengaruh penambahan serat kaca potongan kecil ukuran 3 mm dengan konsentrasi 0,5%, 1%, dan 1,5% terhadap kekasaran permukaan bahan basis gigitiruan nilon termoplastik dianalisis dengan menggunakan uji ANOVA satu arah. Sebelum pengujian ANOVA, dilakukan uji homogenitas data menggunakan uji Levene. Hasil uji homogenitas diperoleh nilai 4,892 dengan tingkat signifikansi p = 0,057 (p > 0,05). Hal ini menunjukkan data yang diperoleh homogen.

Hasil uji ANOVA diperoleh signifikansi p = 0,0001 (p < 0,05), hal ini menunjukkan ada pengaruh penambahan serat kaca potongan kecil ukuran 3 mm dengan konsentrasi 0,5%, 1%, dan 1,5% terhadap kekasaran permukaan bahan basis gigitiruan nilon termoplastik (Tabel 6).

Tabel 6. Pengaruh penambahan serat kaca potongan kecil ukuran 3 mm dengan konsentrasi 0,5%, 1%, dan 1,5% terhadap kekasaran permukaan bahan basis gigitiruan nilon termoplastik

Kelompok Kekasaran Permukaan (µm)

n X� ± SD p

A 8 0,407 ± 0,040

0,0001*

B 8 0,748 ± 0,063

C 8 0,851 ± 0,068

D 8 1,343 ± 0,183

Keterangan : * signifikan

4.4 Pengaruh Penambahan Serat Kaca Potongan Kecil Ukuran 3 mm

dengan Konsentrasi 0,5%, 1%, dan 1,5% terhadap Penyerapan

Air Bahan Basis Gigitiruan Nilon Termoplastik

Pengaruh penambahan serat kaca potongan kecil ukuran 3 mm dengan konsentrasi 0,5%, 1%, dan 1,5% terhadap penyerapan air bahan basis gigitiruan nilon termoplastik dianalisis dengan menggunakan uji ANOVA satu arah. Sebelum pengujian ANOVA, dilakukan uji homogenitas data menggunakan uji Levene. Hasil uji homogenitas diperoleh nilai 1,154 dengan tingkat signifikansi p = 0,345 (p > 0,05). Hal ini menunjukkan data yang diperoleh homogen.

Hasil uji ANOVA diperoleh signifikansi p = 0,001 (p < 0,05), hal ini menunjukkan ada pengaruh penambahan serat kaca potongan kecil ukuran 3 mm dengan konsentrasi 0,5%, 1%, dan 1,5% terhadap penyerapan air bahan basis gigitiruan nilon termoplastik (Tabel 7).

Tabel 7. Pengaruh penambahan serat kaca potongan kecil ukuran 3 mm dengan konsentrasi 0,5%, 1%, dan 1,5% terhadap penyerapan air bahan basis gigitiruan nilon termoplastik

Kelompok Penyerapan Air (µg/mm

3₎

n X� ± SD p

A 8 20,241 ± 3,552

0,001*

B 8 18,259 ± 2,668

C 8 15,994 ± 2,668

D 8 14,155 ± 2,182

Keterangan : * signifikan

4.5 Perbedaan Pengaruh Penambahan Serat Kaca Potongan Kecil

Ukuran 3 mm dengan Konsentrasi 0,5%, 1%, dan 1,5% terhadap Kekasaran Permukaan dan Penyerapan Air Bahan Basis Gigitiruan Nilon Termoplastik

Perbedaan pengaruh penambahan serat kaca potongan kecil ukuran 3 mm dengan konsentrasi 0,5%, 1%, dan 1,5% terhadap kekasaran permukaan bahan basis gigitiruan nilon termoplastik dianalisis dengan menggunakan uji LSD (Least Significant Different). Berdasarkan hasil uji LSD maka terlihat perbedaan signifikan

terdapat antara kelompok A dengan kelompok B (p = 0,0001), kelompok A dengan kelompok C (p = 0,0001), kelompok A dengan kelompok D (p = 0,0001), kelompok B dengan kelompok D (p = 0,0001), dan kelompok C dengan kelompok D (p = 0,0001) tetapi tidak ada perbedaan antara kelompok B dengan kelompok C (p = 0,059) (Tabel 8).

Tabel 8. Perbedaan pengaruh penambahan serat kaca potongan kecil ukuran 3 mm dengan konsentrasi 0,5%, 1%, dan 1,5% terhadap kekasaran permukaan bahan basis gigitiruan nilon termoplastik

Rerata kekasaran permukaan yang berbeda adalah antara: p

A dengan B 0,0001*

A dengan C 0,0001*

A dengan D 0,0001*

B dengan C 0,059

B dengan D 0,0001*

C dengan D 0,0001*

Keterangan : * signifikan

Perbedaan pengaruh penambahan serat kaca potongan kecil ukuran 3 mm dengan konsentrasi 0,5%, 1%, dan 1,5% terhadap penyerapan air bahan basis gigitiruan nilon termoplastik dianalisis dengan menggunakan uji LSD (Least Significant Different). Berdasarkan hasil uji LSD maka terlihat tidak ada perbedaan antara kelompok A dengan kelompok B (p = 0,170), kelompok B dengan C (p = 0,118), dan kelompok C dengan D (p = 0,201) serta terdapat perbedaan yang signifikan antara kelompok A dengan kelompok C (p = 0,005), kelompok A dengan kelompok D (p = 0,0001), dan kelompok B dengan kelompok D (p = 0,007) (Tabel 9).

Tabel 9. Perbedaan pengaruh penambahan serat kaca potongan kecil ukuran 3 mm dengan konsentrasi 0,5%, 1%, dan 1,5% terhadap penyerapan air bahan basis gigitiruan nilon termoplastik

Rerata kekasaran permukaan yang berbeda adalah antara: p

A dengan B 0,170

A dengan C 0,005*

A dengan D 0,0001*

B dengan C 0,118

B dengan D 0,007*

C dengan D 0,201

ANOVA Penyerapan Air

Sum of Squares df Mean Square F Sig.

Between Groups 168.714 3 56.238 7.114 .001

Within Groups 221.332 28 7.905

Total 390.046 31

Post Hoc Tests

Multiple Comparisons Penyerapan Air

LSD

(I) kelompok (J) kelompok

Mean

Difference (I-J) Std. Error Sig.

95% Confidence Interval Lower Bound Upper Bound

Tanpa Serat Kaca Serat Kaca 0,5% 1.981500 1.405766 .170 -.89808 4.86108

Serat Kaca 1% 4.246250* 1.405766 .005 1.36667 7.12583

Serat Kaca 1,5% 6.086000* 1.405766 .000 3.20642 8.96558

Serat Kaca 0,5% Tanpa Serat Kaca -1.981500 1.405766 .170 -4.86108 .89808

Serat Kaca 1% 2.264750 1.405766 .118 -.61483 5.14433

Serat Kaca 1,5% 4.104500* 1.405766 .007 1.22492 6.98408

Serat Kaca 1% Tanpa Serat Kaca -4.246250* 1.405766 .005 -7.12583 -1.36667

Serat Kaca 0,5% -2.264750 1.405766 .118 -5.14433 .61483

Serat Kaca 1,5% 1.839750 1.405766 .201 -1.03983 4.71933

Serat Kaca 1,5% Tanpa Serat Kaca -6.086000* 1.405766 .000 -8.96558 -3.20642

Serat Kaca 0,5% -4.104500* 1.405766 .007 -6.98408 -1.22492

Serat Kaca 1% -1.839750 1.405766 .201 -4.71933 1.03983

Lampiran 2

Lampiran 3

Lampiran 4

Surat Izin Penelitian Laboratorium

Computer Numerically Controlled

(CNC)

Lampiran 5

Lampiran 6

Surat Keterangan Selesai Penelitian Laboratorium

Computer Numerically