Desain Penelitian Tempat dan Waktu Sampel dan Besar Sampel Penelitian .1 Sampel Penelitian Analisis Statistik

BAB 3 METODE PENELITIAN

Penelitian ini dirancang untuk melihat efek penambahan kitosan nano dari blangkas pada SIKMR dan SIKMRn terhadap mikrostruktur dentin dan komposisi kimia dari kombinasi kedua bahan tersebut. Pada penelitian ini ditetapkan empat kelompok perlakuan yang masing-masing adalah gigi premolar dipapari dengan bahan SIKMR dan SIKMRn tanpa penambahan kitosan nano blangkas serta SIKMR dan SIKMRn yang telah ditambahkan kitosan nano dari blangkas, kemudian dilakukan pemeriksaan secara kualitatif dengan menggunakan SEM dan kuantitatif dengan menggunakan EDX.

3.1 Desain Penelitian

Rancangan Penelitian : Post Test Only Group Design. Jenis Penelitian : Eksperimental laboratorium.

3.2 Tempat dan Waktu

Tempat: 1. Departemen Konservasi Fakultas Kedokteran Gigi USU 2. Laboratorium pusat penelitian FMIPA USU 3. Laboratorium Departemen Mineral Fakultas Science Bahan dan Mineral University of Sains Malaysia, Nibong Tebal Penang, Malaysia Waktu : 6 bulan Universitas Sumatera Utara 3.3 Sampel dan Besar Sampel Penelitian 3.3.1 Sampel Penelitian Sampel pada penelitian ini adalah gigi premolar bawah yang tidak memiliki karies dan akan diekstraksi untuk kebutuhan ortodonti kemudian dilakukan preparasi kavitas klas satu serta diaplikasikan bahan coba SIKMR, SIKMRn, SIKMR dan SIKMRn yang ditambahkan kitosan nano blangkas. Penelitian eksperimen dengan rancangan acak kelompok, berdasarkan jumlah minimal yang ditetapkan rumus Federer 1955, secara sederhana dirumuskan: t-1 n-1 ≥ 15 . . 4-1 n-1 ≥ 15n ≥6 …. Keterangan : t = banyaknya kelompok perlakuan n = jumlah spesimen. Besar sampel yang dipakai pada setiap kelompok perlakuan pada penelitian ini digenapkan menjadi enam sampel per kelompok. Penentuan persen berat kitosan pada penelitian ini didasarkan pada penelitian sebelumnya, dimana menggunakan SIK nano modifikasi kitosan bermolekul tinggi dan menggunakan kitosan dengan berat yang memberikan efek yang terlihat secara statistik, yaitu 0,015 berat. Penelitian ini membagi kelompok perlakuan menjadi enam kelompok: 1. Kelompok I : 6 sampel gigi yang diaplikasikan SIKMR. 2. Kelompok II : 6 sampel gigi yang diaplikasikan SIKMRn. 3. Kelompok III :6 sampel gigi yang diaplikasikan modifikasi SIKMR dan kitosan nano dari blangkas sebanyak 0,015 berat. Universitas Sumatera Utara 4. Kelompok IV : 6 sampel gigi yang diaplikasikan modifikasi SIKMRn dan kitosan nano dari blangkas sebanyak 0,015 berat. 3.4 Variabel dan Defenisi Operasional 3.4.1 Variabel Penelitian Varian SIK berupa:

3.4.1.1 Variabel Bebas

1. SIKMR. 2. SIKMRn. 3.Modifikasi SIKMR ditambahkan kitosan nano dari blangkas dengan 0,015 berat. 4.Modifikasi SIKMRn ditambahkan kitosan nano dari blangkas dengan 0,015 berat. - Komposisi kimia

3.4.1.2 Variabel Terikat

- Mikrostruktur 1. Sterilisasi alat dan bahan coba

3.4.1.3 Variabel Terkendali

2. Sampel gigi yang digunakan  Gigi Premolar bawah 3. Perendaman gigi dalam saline sebelum dimulai perlakuan 4. Proses pembuatan kitosan blangkas Universitas Sumatera Utara 5. Ukuran preparasi sampel 6. Cara pengadukan satu operator 7. Jarak light cure ke permukaan bahan restorasi 8. Waktu pengadukan 9. Waktu pengerasan 10. Perbandingan berat kitosan dan SIKMR serta SIKMRn 11. Cara pencampuran SIKMR dan SIKMRn dengan kitosan 12. Penyimpanan sampel 1. Lama penyimpanan kitosan blangkas

3.4.1.4 Variabel Tidak Terkendali

2. Jangka waktu pencabutan gigi premolar mandibular sampai perlakuan 3. Hybrid layer yang terbentuk antara bahan restorasi dengan dentin 4. Kelembapan udara pada saat penyimpanan bahan uji.

3.4.2 Definisi Operasional

Definisi operasional, cara ukur, hasil ukur, dan alat ukur dari masing-masing variabel penelitian dapat dijelaskan pada Tabel 3.1 Universitas Sumatera Utara Tabel 3.1.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. SIKMR b. SIKMR + kitosan nano dari blangkas c. SIKMRn Jenis SIK yang dimodifi- kasi resin pada likuidnya dengan 2- hydroxyethylmethacrylate HEMA.Vitrebond Jenis SIK yang dimodifi- kasi resin pada likuidnya dengan 2- hydroxyethylmethacrylate HEMA dan ditambah- kan dengan kitosan nano dari blangkas. Jenis SIK modifikasi re- sin dengan ukuran parti- kel kaca nano Ketac TM N100.Pengadukan pasta yang keluar dari dispense sebanyak 2 klik selama 20 detik, kemudian pe- ngerasan dilakukan de- ngan penggunaan light cured selama 20 detik. Sesuai aturan pabrik Sesuai aturan pabrik Dua klik pasta SIKMRn Nominal Nominal Nominal 1 sendok bubuk dan 1tetes likuid 1 sendok bubuk dan 1.tetes likuid Perbandingan pasta 1 dan pasta 2 = 1:1 2. d. SIKMRn + kitosan nanodari blangkas Variabel ter- gantung a. Komposisi kimia SIKMRn ditambahkan dengan kitosan nano dari blangkas.Pengadukan pasta yang keluar dari dispense sebanyak 2 klik dengan penambahan gel kitosan nano sekaligus selama 20 detik, kemudi- an pengerasan dilakukan dengan penggunaan light cured selama 20 detik. Unsur-unsur kimia yang terdapat dalam kombinasi SIKMR maupun SIKMRn yang ditambahkan kitosan Sesuai aturan pabrik wt SIKMRn+ kitosan nano 0,015 berat Numerik Perbandingan pasta 1 dan pasta 2 = 1:1 Energy Dispersive X-ray Universitas Sumatera Utara b. Mikrostruk- tur blangkas nanopartikel Gambaran mikrostruktur pada kombinasi SIKMR maupun SIKMRn yang ditambahkan kitosan blangkas nanopartikel terhadap gigi berupa adaptasi marginal dan morfologi permukaan. Sesuai SOP alat - Scanning Electron Microscope SEM 3.5 Alat dan Bahan Penelitian 3.5.1 Alat penelitian 1. Masker dan sarung tangan 2. Wadah kaca tertutup 3. Gelas ukur Pyrex ® 4. Labu ukur Pyrex , USA ® 5. Jar Test Aztec , USA 6. Neraca analitik Sartorius, Germany untuk menimbang berat SIKMR dan SIKMRn dengan berat kitosan nano 7. Neraca elektrik Chyo Balance, Japan untuk menimbang serbuk kitosan yang akan dibuat menjadi kitosan nano dalam bentuk pasta 8. Kamera digital 9. Pinset 10. Spatula plastik 11. Instrumen plastis 12. Light curing Universitas Sumatera Utara 13. Lempengan kaca 14. Ultrasonic Bath Kerry Fulsatron, Sonic, USA 15. Kertas saring Whatman ® 16. Low speed micromotor bur dan semprotan air , USA 17. Tungsten carbide bur jenis round 18. Diamond bur berbentuk cakram 19. Scanning Electrone Microscope SEM 20. Energy Dispersive X-ray SpectrophotometryEDX

3.5.2 Bahan penelitian

Pada penelitian ini digunakan jenis SIK yang banyak digunakan oleh dokter gigi di Indonesia, yaitu Resin Modified Glass Ionomer Cement Vitrebond 3M ESPE dan Nano-ionomer restorative Ketac N100 light cured Gambar 3.1. Bahan penelitian yang juga digunakan adalah : 1. Serbuk kitosan blangkas Gambar 3.2 2. Asam asetat 1 3. Amoniak

4. Aqudest

5. Dental stone 6. Alumina suspension polish Φ 1 μ 7. Kertas pasir grit 2000 8. Pipa paralon berdiameter 1 cm Universitas Sumatera Utara 9. Spuit 3 cc a b Gambar 3.1. Bahan Penelitian yang akan Digunakan. a.Vitrebond 3M ESPE, USA; b. Ketac™ N100 3M ESPE USA Gambar 3.2. Serbuk Kitosan Blangkas Laboratorium Penelitian FMIPA USU, Medan 3.6 Prosedur Penelitian 3.6.1 Pembuatan Pasta Kitosan Kitosan Pasta dibuat dengan melarutkan 1 gram kitosan dalam 50 ml larutan asam lemah asam asetat 1 lalu di aduk pada kecepatan 200 rpm sehingga diperoleh gel selama ± 30 menit. Kemudian larutan kitosan ditetesi dengan larutan amoniak sebanyak 20 tetes sambil diaduk Szeto dan Zhigang Hu cit. Siregar M, Universitas Sumatera Utara 2009. Campuran larutan kitosan dengan larutan amoniak diaduk kembali dengan pengaduk selama ± 30 menit. Penambahan amoniak dilakukan agar permukaan larutan halus. Larutan yang telah membentuk pasta tersebut dimasukkan ke dalam Ultrasonicbath untuk memecahkan partikel kitosan tersebut menjadi nano Gambar 3.3. Selanjutnya disaring dan residunya dicuci dengan aquadest untuk menghilangkan bau amoniak. Hasil residu yang berbentuk pasta kitosan nano inilah yang akan ditambahkan ke dalam SIKMR dan SIKMRn Gambar 3.4. a b c d e f Gambar 3.3. Proses Pembuatan Pasta Kitosan. a.Penambahan 50 ml larutan asam lemah asam asetat1 pada1 gram kitosan blangkas; b.Mixing speed dengan kecepatan 200 rpm; c. Pengadukan bahan ± 30 menit; d.Penambahan larutan amoniak sebanyak 20 tetes; e.Dimasukkan dalam ultrasonic bath untuk memecahkan partikel kitosan menjadi nanopartikel; f.Penyaringan kitosan dan pencucian residu dengan aquadest Universitas Sumatera Utara Gambar 3.4. Pasta Kitosan Nano dari Blangkas yang Siap Dipakai

3.6.2 Persiapan Sampel

Gigi premolar diukur dan ditandai dari cemento-enamel junction kearah koronal untuk menentukan luas preparasi kavitas Gambar 3.5. Preparasi kavitas klas I dilakukan pada masing-masing gigi dan diaplikasikan bahan uji Gambar 3.6. Gigi dibagi dua dengan menggunakan bur cakram dan semprotan air pada arah bukal dan lingual kemudian akar gigi dipotong. Bagian mahkota gigi yang sudah dibagi dua ditanam dalam mould spuit yang berisi dental stone dengan diameter 5 mm dan tinggi 3 mm. Setelah cetakan mengeras, cetakan dikeluarkan dari mould Gambar 3.7. Gambar 3.5. Pengukuran preparasi kavitas dari batas CEJ Rasinta Tarigan, 2013 Universitas Sumatera Utara a b c Gambar 3.6. Proses persiapan sampel. a. Pengukuran luas preparasi kavitas; b. Hasil preparasi kavitas Klas I; c. Aplikasi bahan uji a b Gambar 3.7. Pemotongan sampel. a. Preparasi sampel dengan menggunakan bur cakram; b. Sampel ditanam menggunakan dental stone Universitas Sumatera Utara

3.6.3 Pembuatan Bahan Uji

Bahan uji dibuat dengan mengaduk pasta SIKMR sebanyak 0.44 gram dan pasta SIKMRn sebanyak 2 klik 0,44 gram. Kemudian pasta SIKMR ditambahkan kitosan nano sebanyak 0,015 berat. Pasta SIKMRn ditambahkan kitosan nano sebanyak 0,015 berat. Pengukuran berat pasta SIKMR dan SIKRMn dengan kitosan nano menggunakan neraca analitik empat digit Gambar 3.8. Pengadukan bahan uji ini mengunakan spatula plastik dilakukan selama ± 20 detik hingga membentuk campuran homogen, kemudian pasta diaplikasikan ke dentin dan sinari dengan light cure selama 20 detik. Gambar 3.8. Neraca Analitik

3.6.4 Perlakuan dan Pengujian Sampel

Sampel diberi nomor 1 sd 24 dan dibagi secara acak menjadi 4 kelompok sehingga setiap kelompok terdiri dari 6 sampel. Perlakuan untuk setiap kelompok adalah sebagai berikut: Universitas Sumatera Utara 1. Kelompok I : 6 sampel gigi yang diaplikasikan SIKMR. 2. Kelompok II : 6 sampel gigi yang diaplikasikan SIKMRn. 3. Kelompok III : 6 sampel gigi yang diaplikasikan modifikasi SIKMR dan kitosan nano dari blangkas sebanyak 0,015 berat. 4. Kelompok IV : 6 sampel gigi yang diaplikasikan modifikasi SIKMRn dan kitosan nano dari blangkas sebanyak 0,015 berat. Setelah pengaplikasian bahan uji, dilakukan pengujian sampel dengan alat EDX dan SEM Gambar 3.9. Pengujian sampel dengan EDX bertujuan untuk mengetahui komposisi kimia setiap kelompok. Sedangkan pemeriksaan SEM bertujuan untuk mendapatkan gambaran mikrostruktur sampel Gambar 3.10 dan 3.11. Gambar 3.9. Alat SEM dan EDX Universitas Sumatera Utara

3.6.5 Prosedur Pengujian Sampel dengan EDX

Prosedur pengujian sampel dengan EDX adalah sebagai berikut: 1. Ditentukan daerah yang akan dianalisa. 2. Pengambilan data dilakukan dengan pemindaian oleh scanner pada alat EDX dan data akan diperoleh dalam waktu 1 detik. 3. Hasil yang diperoleh dapat dilihat pada layar EDX. 4. Jenis dan jumlah elemen yang terdapat pada daerah pemindaian akan dikonfirmasi dengan menggunakan software. 3.6.6 Prosedur Pengujian dengan SEM Prosedur pengujian dengan SEM adalah sebagai berikut: 1. Dari masing-masing kelompok ditentukan 1 buah sampel untuk dilakukan pengambilan gambar mikrostruktur. 2. Sampel dilapisi coating dengan cairan emas dengan ketebalan 5-20 nm. 3. Sampel diletakkan pada chamber yang vakum dan berada tepat ditengah-tengah chamber. Ketinggian sampel harus sesuai dengan kalibrasi standard. 4. Kemudian alat dihidupkan dengan daya 20 kV. 5. Sampel digeser secara perlahan untuk mendapatkan daerah yang akan difoto pada layar SEM. 6. Brightness, contrast dan focus disesuaikan sampai didapatkan gambaran yang baik. Pengambilan foto dilakukan dengan pembesaran 1K, 2K, dan 5K. Universitas Sumatera Utara a b Gambar 3.10. Mesin coating. a. Mesin coating untuk persiapan sampel; b. Sampel yang akan dicoating a b c d Gambar 3.11. a. Sampel yang telah siap dicoating; b.Peletakan sampel pada piringan; c. Sampel yang akan dilihat melalui SEM; d. Hasil SEM dan EDX dibaca melalui layar monitor. Universitas Sumatera Utara

3.7 Analisis Statistik

Data yang diperoleh dilakukan uji statistik analisa varians satu arah ANOVA dengan tingkat kemaknaan α = 0,05 untuk mengetahui perbedaan komposisi kimia pada kelompok I,II,III, dan IV. Selanjutnya dilakukan uji LSD Least Significancy Different untuk mengetahui perbedaan komposisi kimia diantara kelompok perlakuan. Universitas Sumatera Utara

BAB 4 HASIL PENELITIAN

Penelitian dilakukan pada bulan Maret 2013. Pada penelitian ini dilakukan pengamatan efek penambahan kitosan molekul tinggi nanopartikel pada varian SIK yaitu SIKMR dan SIKMRn terhadap mikrostruktur permukaan dentin dan komposisi kimia gabungan dari kedua material tersebut. Pembuatan spesimen penelitian dilakukan di Laboratorium FMIPA Universitas Sumatera Utara sedangkan pengamatan kualitatif menggunakan SEM dan kuantitatif menggunakan EDX dilakukan di Laboratorium Departemen Mineral Fakultas Science Bahan dan Mineral University of Sains Malaysia, Nibong Tebal Penang, Malaysia. 4.1 Gambaran Mikrostruktur Permukaan Dentin yang Diaplikasikan SIKMR, SIKMRn serta SIKMR dan SIKMRn yang Ditambahkan Kitosan Molekul Tinggi Nanopartikel Dalam penelitian ini terlihat ada perbedaan ukuran partikel kaca antara SIKMR dan SIKMRn. Semen ionomer kaca modifikasi resin dengan partikel nano merupakan kelompok yang mempunyai butiran partikel kaca terkecil dengan kerapatan antara partikel lebih kecil bila dibandingkan dengan SIKMR sedangkan SIKMR mempunyai butiran partikel kaca dan kerapatan antara partikel kaca lebih besar Gambar 4.1. Universitas Sumatera Utara