Pengaruh Pembersihan dengan Energi Microwave terhadap Kekerasan Permukaan Basis Gigitiruan Nilon Termoplastik dan Resin Akrilik Polimerisasi Panas

PENGARUH PEMBERSIHAN DENGAN ENERGI

MICROWAVE

TERHADAP KEKERASAN PERMUKAAN BASIS

GIGITIRUAN NILON TERMOPLASTIK DAN

RESIN AKRILIK POLIMERISASI PANAS

SKRIPSI

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

Oleh:

YUNISHARA PRATIWI NIM : 110600064

FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Fakultas kedokteran Gigi Departemen Prostodonsia Tahun 2015

Yunishara

Pengaruh Pembersihan dengan Energi Microwave terhadap Kekerasan Permukaan Basis Gigitiruan Nilon Termoplastik dan Resin Akrilik Polimerisasi Panas

xiii + 65 halaman

Metode pembersihan gigitiruan dengan energi microwave efektif dalam membunuh beberapa mikroorganisme. Pembersihan basis gigitiruan resin akrilik polimerisasi panas dengan energi microwave daya 800 Watt selama 3 menit efektif membunuh koloni Candida albicans, tetapi pembersihan dengan energi microwave dapat menyebabkan perubahan dari sifat kekerasan permukaan bahan basis gigitiruan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh pembersihan dengan energi

microwave terhadap kekerasan permukaan basis gigitiruan nilon termoplastik dan

resin akrilik polimerisasi panas serta perbedaan kekerasan permukaan basis gigitiruan nilon termoplastik dan resin akrilik polimerisasi panas yang dibersihkan dengan energi microwave. Jenis penelitian ini adalah eksperimental laboratoris, sampel terbuat dari nilon termoplastik dan resin akrilik polimerisasi panas berbentuk batang uji berukuran 65 mm x 10 mm x 2,5 mm. Jumlah seluruh sampel adalah 24 sampel untuk 4 kelompok. Sampel tersebut dilakukan uji kekerasan permukaan menggunakan alat Vickers Hardness Tester, kemudian dilakukan analisis statistik univarian untuk mengetahui nilai rerata dan standar deviasi kekerasan permukaan setiap kelompok, dilanjutkan dengan analisis statistik uji ANOVA untuk mengetahui pengaruh pembersihan dengan energi microwave 800 Watt dalam 3 menit terhadap kekerasan permukaan nilon termoplastik dan resin akrilik polimerisasi panas serta mengetahui perbedaan kekerasan permukaannya. Hasil penelitian menunjukkan kekerasan permukaan nilon termoplastik kelompok kontrol adalah 7,150 ± 0,629

VHN, pengulangan 1 kali adalah 7,233 ± 0,367 VHN, pengulangan 2 kali adalah 6,567 ± 1,023 VHN, pengulangan 3 kali adalah 5,833 ± 0,774 VHN. Kekerasan permukaan resin akrilik polimerisasi panas kelompok kontrol adalah 16,733 ± 0,408 VHN, pengulangan 1 kali adalah 16,983 ± 0,512 VHN, pengulangan 2 kali adalah 16,800 ± 0,352 VHN, pengulangan 3 kali adalah 16,450 ± 0,217. Ada pengaruh pembersihan dengan energi microwave berdaya 800 Watt dalam 3 menit terhadap kekerasan permukaan nilon termoplastik dengan nilai p = 0,013 tetapi tidak ada pengaruh terhadap kekerasan permukaan resin akrilik polimerisasi panas dengan nilai p = 0,152 Pembersihan dengan energi microwave 800 Watt dalam 3 menit dapat dianjurkan untuk gigitiruan resin akrilik polimerisasi panas, tetapi tidak dianjurkan untuk gigitiruan nilon termoplastik.

PERNYATAAN PERSETUJUAN

Skripsi ini telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan tim penguji skripsi

Medan, 2015

Pembimbing Tanda Tangan

Putri Welda Utami Ritonga, drg., MDSc ………..

TIM PENGUJI SKRIPSI

Skripsi ini telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan tim penguji skripsi

TIM PENGUJI

KETUA : Ariyani, drg., M.Kes

ANGGOTA : 1. Putri Welda Utami Ritonga, drg., MDSc

2. Prof. Haslinda Z. Tamin, drg., M.Kes., Sp.Pros (K) 3. Eddy Dahar, drg., M.Kes

KATA PENGANTAR

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

Ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya penulis sampaikan kepada kedua orang tua tercinta, yaitu ayahanda Junaidi dan ibunda Erlenawati yang telah membesarkan, memberikan kasih sayang yang tak terbalas, doa, semangat dan dukungan kepada penulis. Penulis juga menyampaikan terima kasih kepada adik penulis Ody Fahmuda, ibunda asuh penulis Desmi serta segenap keluarga yang senantiasa memberikan dukungan kepada penulis.

Dalam penulisan skripsi ini, penulis telah banyak mendapatkan pengarahan, bimbingan dan doa dari berbagai pihak sehingga skripsi ini dapat disusun dengan baik. Pada kesempatan ini, dengan segala kerendahan hati dan penghormatan yang tulus, penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Putri Welda Utami Ritonga, drg., MDSc selaku dosen pembimbing penulis yang telah banyak meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan, arahan, dukungan dan semangat kepada penulis selama penulisan skripsi sehingga skripsi ini dapat diselesaikan dengan baik.

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

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

4. Prof. Haslinda Z. Tamin, drg., M.Kes., Sp.Pros (K) selaku koordinator skripsi yang telah memberikan perhatian dan motivasi kepada penulis selama penulisan skripsi dan juga selaku anggota tim penguji skripsi yang telah memberikan saran dan masukan kepada penulis.

5. Ariyani, drg., MDSc selaku ketua tim penguji, Eddy Dahar, drg., M.Kes selaku anggota tim penguji yang telah memberikan saran dan masukan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.

6. Wandania Farahanny, drg., MDSc selaku penasehat akademik yang telah memberikan motivasi, dukungan dan bantuan selama pendidikan di Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara.

7. Seluruh staf pengajar dan pegawai Departemen Prostodonsia Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara atas bantuan dan motivasi sehingga penulisan skripsi ini berjalan lancar.

8. Seluruh pimpinan dan karyawan Unit Uji Laboratorium Dental Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara yang telah banyak membantu dalam pembuatan sampel penelitian.

9. Mas’ud Wanto, S.Pd selaku laboran Laboratorium Teknik Mesin Universitas Negeri Medan yang telah membantu penulis dalam pengujian sampel.

10.Maya Fitria, SKM., M.Kes selaku staf pengajar di Fakultas Kesehatan Masyarakat Unieversitas Sumatera Utara atas bantuannya kepada penulis dalam analisis statistik.

11.Teman – teman seperjuangan yang melaksanakan penulisan skripsi di Departemen Prostodonsia Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara : Maria L Sirait, Rahmi Husni, Lulu Fanty Caroline, Dhyta Debrina MS, Vandersun Lestari, Sarah Zulaikha R, Jasmin Khaur, Tinesh Raj, Tiffani, Yoges, Augina Era Pangestika, Yulindia Pitri, Ribka Julia, Michiko, Khalila, Oktia Kiki Triana, Citra Purnamasari, Dina Fachriza, Grace A. Siahaan, Thinagan, Jefferson Daniel, Garry B Gunawan dan para senior residen Program Pendidikan Dokter Gigi Spesialis (PPDGS) Prostodonsia atas dukungan dan bantuannya selama pengerjaan skripsi.

12. Sahabat – sahabat penulis : Augina Era, Ulfa Fitria, Elfiza Fetrianis, Novita Zein, Hafizah, Monica Nindia, Oktia Kiki, Nadya Lovianda, Riyandika, Roni Rustam Afandi serta seluruh teman – teman angkatan 2011, serta senior dan junior yang tidak dapat disebutkan namanya satu persatu atas doa, dukungan moral dan bantuan yang telah diberikan kepada penulis.

Semoga Tuhan yang Maha Esa membalas kebaikan dan memberikan kemudahan kepada kita semua. Penulis sepenuhnya menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini masih ditemukan banyak kekurangan, oleh karena itu penulis memohon maaf yang sebesar-besarnya apabila terdapat kesalahan selama penyusunan skripsi ini. Dengan kerendahan hati penulis berharap semoga skripsi ini dapat memberikan sumbangan pikiran yang berguna bagi pengembangan ilmu pengetahuan.

Medan, 2015 Penulis,

(Yunishara Pratiwi) NIM. 110600064

DAFTAR ISI

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

1.1 Latar Belakang... 1

1.2 Permasalahan ... 5

1.3 Rumusan Masalah ... 7

1.4 Tujuan Penelitian ... 7

1.5 Manfaat Penelitian ... 8

1.5.1 Manfaat Teoritis ... 8

1.5.2 Manfaat Praktis ... 8

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ... 9

2.1 Basis Gigitiruan ... 9

2.1.1 Persyaratan ... 9

2.1.2 Klasifikasi ... 10

2.1.2.1 Logam ... 10

2.1.2.2 Non Logam ... 11

2.2 Nilon Termoplastik ... 11

2.2.1 Komposisi ... 12

2.2.2 Manipulasi ... 12

2.2.3 Sifat – Sifat ... 12

2.2.3.1 Sifat Mekanis ... 12

2.2.3.2 Sifat Kemis ... 13

2.2.3.3 Sifat Biologis... 14

2.3 Resin Akrilik Polimerisasi Panas ... 15

2.3.1 Komposisi ... 16

2.3.2 Manipulasi ... 16

2.3.3 Sifat – Sifat ... 17

2.3.3.1 Sifat Mekanis ... 17

2.3.3.2 Sifat Kemis ... 19

2.3.3.3 Sifat Biologis... 19

2.3.3.4 Sifat Fisis... 20

2.4 Kekerasan Permukaan ... 21

2.5 Metode Pembersihan Gigitiruan ... 22

2.6 Energi Microwave... 23

2.7 Energi Microwave sebagai Alternatif Pembersihan Gigitiruan ... 25

2.8 Kerangka Teori ... 28

2.9 Kerangka Konsep ... 29

2.10 Hipotesis Penelitian ... 30

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN ... 31

3.1 Rancangan Penelitian ... 31

3.2 Sampel dan Besar Sampel Penelitian ... 31

3.2.1 Sampel Penelitian ... 31

3.2.2 Besar Sampel Penelitian ... 31

3.3 Variabel Penelitian ... 32

3.3.1 Klasifikasi Variabel ... 32

3.3.1.1 Variabel Bebas... 32

3.3.1.2 Variabel Terikat ... 32

3.3.1.3 Variabel Terkendali ... 32

3.3.2 Definisi Operasional ... 33

3.4 Tempat dan Waktu Penelitian... 35

3.4.1 Tempat Pembuatan Sampel ... 35

3.4.2 Tempat Pengujian Sampel ... 35

3.4.3 Waktu Penelitian ... 35

3.5 Alat dan Bahan Penelitian ... 35

3.5.1 Alat Penelitian ... 35

3.5.1.1 Alat yang Digunakan untuk Menghasilkan Sampel ... 35

3.5.1.2 Alat yang Digunakan untuk Menguji Sampel... 36

3.5.2 Bahan Penelitian ... 37

3.6 Cara Penelitian ... 37

3.6.1 Persiapan Pembuatan Sampel Penelitian ... 37

3.6.1.1 Pembuatan Sampel Nilon Termoplastik .... 37

3.6.1.2 Pembuatan Sampel Resin Akrilik Polimerisasi Panas ... 41

3.7 Pembersihan Sampel dengan Energi Microwave ... 43

3.8 Pengukuran Kekerasan Permukaan ... 45

3.9 Kerangka Operasional Penelitian ... 46

3.10 Analisis Data ... 47

BAB 4 HASIL PENELITIAN ... 48

4.1 Kekerasan Permukaan Basis Gigitiruan Nilon Termoplastik yang Dibersihkan dengan Energi Microwave Berdaya 800 Watt dalam 3 Menit dengan Pengulangan 1 Kali, 2 Kali, dan 3 Kali... 48

4.2 Kekerasan Permukaan Basis Gigitiruan Resin Akrilik Polimerisasi Panas yang Dibersihkan dengan Energi Microwave Berdaya 800 Watt dalam 3 Menit dengan Pengulangan 1 Kali, 2 Kali, dan 3 Kali... 49

4.3 Pengaruh Pembersihan dengan Energi Microwave 800 Watt dalam 3 Menit dengan Pengulangan 1 Kali, 2 Kali dan 3 Kali terhadap Kekerasan Permukaan Basis Gigitiruan Nilon Termoplastik ... 50

4.4 Pengaruh Pembersihan dengan Energi Microwave 800 Watt dalam 3 Menit dengan Pengulangan 1 Kali, 2 Kali dan 3 Kali terhadap Kekerasan Permukaan Basis Gigitiruan Resin Akrilik Polimerisasi Panas ... 51

BAB 5 PEMBAHASAN ... 52

5.1 Kekerasan Permukaan Basis Gigitiruan Nilon Termoplastik yang Dibersihkan dengan Energi Microwave Berdaya 800 Watt dalam 3 Menit dengan Pengulangan 1 Kali, 2 Kali, dan 3 Kali ... 52

5.2 Kekerasan Permukaan Basis Gigitiruan Resin Akrilik Polimerisasi Panas yang Dibersihkan dengan Energi Microwave Berdaya 800 Watt dalam 3 Menit dengan Pengulangan 1 Kali, 2 Kali, dan 3 Kali... 54

5.3 Pengaruh Pembersihan dengan Energi Microwave 800 Watt dalam 3 Menit dengan Pengulangan 1 Kali, 2 Kali dan 3 Kali terhadap Kekerasan Permukaan Basis Gigitiruan Nilon Termoplastik ... 55

5.4 Pengaruh Pembersihan dengan Energi Microwave 800 Watt dalam 3 Menit dengan Pengulangan 1 Kali, 2 Kali dan 3 Kali terhadap Kekerasan Permukaan Basis Gigitiruan Resin Akrilik Polimerisasi Panas ... 57

BAB 6 KESIMPULAN DAN SARAN ... 59

6.1 Kesimpulan ... 59

6.2 Saran ... 60

DAFTAR PUSTAKA ... 61 LAMPIRAN

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman 1 Defenisi operasional variabel bebas ... 33 2 Defenisi operasional variabel terikat ... 34 3 Defenisi operasional variabel terkendali ... 34 4 Kekerasan permukaan basis nilon termoplastik yang tanpa

dan dibersihkan dengan energi microwave berdaya 800 watt dalam 3 menit dengan pengulangan 1 kali, 2 kali,

dan 3 kali ... 49 5 Kekerasan permukaan basis resin akrilik polimerisasi panas

yang tanpa dan dibersihkan dengan energi microwave berdaya 800 watt dalam 3 menit dengan pengulangan 1 kali,

2 kali, dan 3 kali ... 50 6 Pengaruh pembersihan dengan energi microwave berdaya 800

watt dalam 3 menit terhadap kekerasan permukaan basis gigitiruan nilon termoplastik dengan pengulangan 1 kali,

2 kali, dan 3 kali ... 50 7 Pengaruh pembersihan dengan energi microwave berdaya

800 watt dalam 3 menit terhadap kekerasan permukaan basis gigitiruan resin akrilik polimerisasi panas dengan

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

1 Bentuk dan ukuran sampel ... 31

2 Penanaman model induk ... 38

3 Pemasangan spru ... 38

4 Cartridge berisi nilon termoplastik ... 39

5 Furnace ... 40

6 Alat injektor ... 40

7 Mold pembuatan sampel ... 41

8 Sampel kelompok nilon termoplastik ... 43

9 Sampel kelompok resin akrilik polimerisasi panas ... 43

10 Sampel diberi perlakuan ... 44

11 Sampel didinginkan ... 44

12 Sampel diuji dengan alat vickers hardness tester ... 44

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran

1 Surat Izin Penelitian

2 Ethical Clearance

3 Surat Keterangan Selesai Penelitian 4 Analisis Statistik

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sejak 700 tahun sebelum masehi gigitiruan telah menjadi suatu perawatan dalam penanggulangan kehilangan gigi.1 Perawatan gigitiruan bertujuan untuk mempertahankan kesehatan rongga mulut, memperbaiki fonetik, oklusi dan estetis, serta mengembalikan atau mempertahankan efisiensi pengunyahan. Basis gigitiruan merupakan salah satu komponen dari gigitiruan yang digunakan sebagai tempat anasir gigitiruan dan bagian yang bersandar di atas tulang yang tertutup oleh jaringan lunak.2 Basis gigitiruan terbagi atas dua jenis yaitu logam dan non logam. Salah satu bahan basis non logam adalah resin. Berdasarkan sifat termal, resin diklasifikasikan menjadi termoplastik dan termoset. Resin termoplastik adalah resin yang dapat dilunakkan dan dibentuk berulang kali dengan suhu dan tekanan yang tinggi tanpa terjadi perubahan kimia, contoh resin termoplastik antara lain selulosa nitrat, polikarbonat, poliesteren dan nilon termoplastik/poliamida. Resin termoset adalah resin yang hanya dapat dibentuk satu kali dengan adanya pemanasan, contohnya antara lain vulkanit, silikon dan resin akrilik.3,4

Resin akrilik telah diperkenalkan sejak tahun 1937 dan digunakan pada tahun 1946 oleh bidang kedokteran gigi.5,6 Resin akrilik dipilih sebagai bahan basis gigitiruan karena memiliki kualitas estetik, murah dan mudah diproses.7 Berdasarkan proses polimerisasi, resin akrilik diklasifikasikan menjadi tiga yaitu resin akrilik polimerisasi sinar, resin akrilik swapolimerisasi, dan resin akrilik polimerisasi panas.1 Resin akrilik polimerisasi panas merupakan bahan yang terdiri dari bubuk dan cairan yang dicampur dan membutuhkan energi panas untuk menjadi kaku dan padat. Bahan basis ini sering digunakan karena banyak kriteria yang memenuhi sebagai bahan basis gigitiruan yang ideal, seperti tampilan yang natural mengikuti jaringan mulut, kuat, penyerapan air rendah, dan memiliki stabilitas dimensi yang baik.7,8 Resin akrilik juga memiliki kekurangan yaitu porositas, mudah fraktur, menghasilkan monomer sisa

yang dapat menyebabkan gejala hipersensitivitas pada pasien, dan crazing sehingga melemahkan gigitiruan.9,10

Nilon termoplastik merupakan bahan basis gigitiruan yang penggunaannya meningkat beberapa dekade belakangan ini.11 Penggunaan nilon sebagai basis gigitiruan merupakan alternatif pengganti dari resin akrilik oleh karena sifatnya yang resisten terhadap fraktur dan tidak terdapat monomer sisa yang dapat menimbulkan gejala hipersensitivitas.7,12 Nilon merupakan nama umum dari suatu polimer termoplastik yang tergolong dalam kelas poliamida dan pertama sekali diperkenalkan pada kedokteran gigi sekitar tahun 1950.4,13-4 Nilon termoplastik merupakan polimer kristalin, sedangkan resin akrilik merupakan polimer amorphous.15 Nilon termoplastik memiliki kekurangan antara lain sulit untuk diproses, mengalami perubahan warna, timbul stain, penyerapan air yang tinggi, dan terjadi kekasaran permukaan setelah beberapa minggu pemakaian.4,9

Salah satu sifat mekanis dari bahan basis nilon termoplastik dan resin akrilik polimerisasi panas adalah kekerasan permukaan.16-7 Kekerasan permukaan didefinisikan sebagai resistensi suatu bahan terhadap indentasi permanen atau penetrasi.5,18-20 Kekerasan permukaan merupakan hasil interaksi dari beberapa sifat seperti keelastisan, kelenturan, dan ketahanan terhadap fraktur.21 Kekerasan permukaan berhubungan dengan seberapa besar kemampuan bahan untuk menahan goresan, abrasi, keausan dan perubahan bentuk.5,17,22 Berdasarkan definisi sangat jelas bahwa sifat kekerasan permukaan sangat penting untuk diperhatikan karena dapat mempengaruhi karakteristik permukaan basis gigitiruan.5,16-7 Umumnya, nilai kekerasan yang rendah menunjukkan bahan yang lembut dan begitu juga sebaliknya.5,19 Terdapat faktor – faktor yang mempengaruhi sifat mekanis suatu bahan antara lain berat molekul polimer, rasio dari monomer sisa, porositas internal dari matriks polimer, berkontak dengan bahan kimia, kehilangan komponen pelarut, penyerapan air, ketegangan dan perubahan suhu.23 Nilai kekerasan nilon adalah 14,5 VHN, nilai tersebut lebih rendah jika dibandingkan dengan resin akrilik polimerisasi panas yaitu 15-18 VHN.10,15,24

Setelah pemasangan gigitiruan kepada pasien, seorang dokter gigi harus memberikan instruksi pemeliharaan gigitiruan. Pemeliharaan yang adekuat terhadap gigitiruan sangat dibutuhkan pasien agar gigitiruan tetap estetis, tidak bau, dan kesehatan jaringan mulut terjaga. Metode pembersihan gigitiruan idealnya efektif, murah dan mudah diaplikasikan.16,25 Metode pembersihan gigitiruan dapat dilakukan dalam beberapa cara, antara lain metode kemis yaitu dengan natrium hipoklorit, asam, effervescent, klorheksidin, dan energi microwave, metode mekanis yaitu penyikatan dengan sikat gigi biasa atau sikat gigi khusus, dan ultrasonik serta metode kombinasi kemis dan mekanis.26

Rohler dan Bulard (1985) merekomendasikan penggunaan metode pembersihan dengan energi microwave untuk meminimalisasi kekurangan dari metode pembersihan dengan larutan kimia. Microwave adalah suatu alat yang menggunakan iradiasi gelombang mikro dengan frekuensi 2450 MHz. Metode ini mempunyai kelebihan yaitu biaya murah dan mudah untuk digunakan.27 Metode pembersihan dengan energi microwave juga tidak menyebabkan bau dan mengubah warna, tidak menimbulkan reaksi alergi, tidak membutuhkan tempat penyimpanan khusus, dan tidak kadaluarsa.16,25,27 Metode ini dilakukan dengan cara merendam gigitiruan dalam suatu gelas berisi akuades dimasukkan ke dalam microwave selama beberapa menit dan efektif membunuh mikroorganisme seperti Stafilococcus aureus,

dan Candida albicans.20,28 Silva dkk. (2006) menyatakan bahwa pembersihan dengan

energi microwave selama 6 menit dengan daya 650 Watt efektif dalam mensterilkan gigitiruan yang dikontaminasi dengan Candida albicans dan Stafilococcus aureus.28 Ritonga (2013) menyatakan bahwa pembersihan basis gigitiruan resin akrilik polimerisasi panas dengan energi microwave daya 800 Watt selama 3 menit efektif membunuh koloni Candida albicans dan perubahan dimensi yang terjadi masih termasuk dalam batas toleransi.29 Meskipun efektif untuk pembersihan gigitiruan, beberapa penelitian menunjukkan bahwa metode dengan energi microwave ini memiliki efek yang tidak diinginkan karena energi microwave menyebabkan molekul air bergetar dua sampai tiga milyar kali per detik, sehingga menghasilkan gesekan yang menimbulkan panas yang dapat menyebabkan air berdifusi kedalam polimer dan

mempengaruhi sifat – sifat dari bahan basis gigitiruan.11,16,30-1 Molekul air yang diserap masuk ke dalam ruangan antara rantai polimer oleh karena ukuran molekul air yang lebih kecil dibandingkan jarak rantai polimer pada matriks polimer dan menyebabkan jarak rantai menjadi lebih jauh sehingga menyebabkan terjadinya ekspansi, mempengaruhi kekuatan, stabilitas warna, stabilitas sifat fisis, dan mekanis seperti kekerasan permukaan bahan.32 Penyerapan air pada nilon termoplastik lebih tinggi jika dibandingkan dengan resin akrilik polimerisasi panas. Hal ini terjadi karena nilon termoplastik memiliki sifat higroskopik dan memiliki ikatan linier. Ikatan linier pada nilon termoplastik yang tidak mampu menolak air dan memiliki jarak rantai polimer yang lebih besar pada matriks polimer, sedangkan resin akrilik polimerisasi panas memiliki ikatan silang yang sulit didegradasi oleh air dan memiliki jarak rantai polimer yang lebih kecil pada matriks polimer menyebabkan penyerapan air resin akrilik polimerisasi panas lebih rendah dibandingkan nilon termoplastik.8,32 Air yang terserap juga bertindak sebagai plasticizer sehingga menyebabkan perubahan kekerasan permukaan dari nilon termoplastik dan resin akrilik polimerisasi panas.11,16 Plasticizer merupakan bahan yang masuk kedalam polimer yang menyebabkan polimer lebih lunak.5

Rafah dkk. (2010) menyatakan bahwa pembersihan dengan energi microwave 800 Watt selama 10 menit dalam kondisi yang berbeda (perendaman dengan larutan NaCl 40%, akuades, dan tanpa perendaman) secara signifikan meningkatkan kekasaran permukaan dari resin akrilik polimerisasi panas, resin akrilik swapolimerisasi dan bahan soft liner, sementara kekerasan permukaan tidak mengalami perubahan yang signifikan setelah pembersihan dengan energi microwave dengan tiga kondisi yang berbeda.16 Ali dkk. (2011) menyatakan bahwa pengulangan pembersihan energi microwave 680 Watt selama 3 menit dengan pengulangan 1 kali, 3 kali, dan 7 kali menyebabkan penurunan tetapi tidak signifikan terhadap kekuatan transversal, kekerasan dan kekasaran permukaan pada nilon termoplastik dan resin akrilik polimerisasi panas.12 Ammar dkk. (2013) menyatakan terdapat perbedaan yang signifikan dari kekerasan permukaan nilon berdasarkan jenis pembersihan (larutan pembersihan, microwave 650 Watt 6 menit, dan akuades). Hasil menunjukkan

pembersihan dengan larutan kimia dapat meningkatkan kekerasan permukaan nilon termoplastik dan radiasi microwave dapat menurunkan kekerasan permukaan nilon termoplastik, tetapi hasil penelitian juga menunjukkan bahwa tidak ada perbedaan signifikan kekerasan permukaan nilon termolpastik berdasarkan interval waktu (2 hari, 1 minggu, 1 bulan, dan 2 bulan).11 Hamid dkk. (2013) menyatakan jenis bahan, metode pembersihan, dan interaksinya mempengaruhi secara signifikan terhadap hasil kekerasan permukaan. Penggunaan microwave 900 Watt selama 2 menit pada nilon termoplastik dengan merek yang berbeda (Flexiultra, Flexipast) menunjukkan bahwa Flexiultra lebih tinggi kekerasannya dibandingkan Flexipast, dan merupakan hasil yang tertinggi dibandingkan dengan percobaan yang lain.33 Penelitian Seo dkk. (2007), Machado dkk. (2009) menerangkan bahwa tidak terdapat pengaruh terhadap kekerasan permukaan resin akrilik polimerisasi panas setelah dibersihkan dengan energi microwave 650 Watt dalam 6 menit.34,35 Ahmad NS, Yusuf SN (2013) menyatakan bahwa maksimal pembersihan energi microwave 630 Watt selama 3 menit dengan pengulangan sebanyak 10 kali tidak menyebabkan perubahan dimensi yang signifikan dari basis gigitiruan resin akrilik polimerisasi panas, sehingga tidak dianjurkan untuk melakukan pembersihan gigitiruan setiap hari atau setiap minggu karena akan memperpendek umur dari gigitiruan.36

1.2 Permasalahan

Resin akrilik polimerisasi panas sebagai basis gigitiruan sampai saat ini masih sering digunakan karena banyak kriteria yang memenuhi sebagai bahan basis gigitiruan. Resin akrilik polimerisasi panas juga memiliki kekurangan yaitu porositas, mudah fraktur, menghasilkan monomer sisa yang dapat menyebabkan gejala hipersensitivitas pada pasien, dan crazing sehingga melemahkan gigitiruan. Untuk mengatasi kekurangan tersebut, maka ditemukan alternatif pengganti bahan basis gigitiruan yaitu nilon termoplastik. Nilon termoplastik memiliki sifat resisten terhadap fraktur dan tidak terdapat monomer sisa yang dapat menimbulkan gejala hipersensitivitas. Pemeliharaan yang adekuat terhadap gigitiruan merupakan hal yang penting untuk diperhatikan agar tidak menyebabkan ketidaknyamanan pada pasien

gigitiruan. Ada berbagai jenis metode pembersihan gigitiruan salah satunya adalah metode kimia. Energi microwave merupakan salah satu jenis dari metode kimia. Keuntungan penggunaan energi microwave yaitu dapat membunuh beberapa mikroorganisme seperti Candida albicans dan Stafilococcus aureus, tidak mengubah warna dan bau basis gigitruan, tidak memerlukan tempat penyimpanan khusus serta mudah dalam penggunaannya. Pembersihan dengan energi microwave 800 Watt dalam waktu 3 menit sudah efektif dalam pembersihan gigitiruan dan tidak menyebabkan perubahan dimensi basis gigitiruan. Selain efektif membunuh mikroorganisme, energi microwave juga dapat memberikan efek yang tidak diinginkan terhadap sifat basis gigitiruan, seperti kekerasan permukaan. Pembersihan dengan energi microwave 680 Watt selama 6 menit menyebabkan penurunan terhadap kekuatan transversal, kekasaran dan kekerasan permukaan basis gigitiruan nilon dan resin akrilik polimerisasi. Pembersihan dengan energi microwave 900 Watt selama 2 menit menyebabkan perubahan kekerasan permukaan nilon termoplastik. Maksimal pembersihan energi microwave 630 Watt selama 3 menit dengan pengulangan sebanyak 10 kali tidak menyebabkan perubahan dimensi yang signifikan dari basis gigitiruan resin akrilik polimerisasi panas. Dari uraian di atas timbul pemikiran untuk memanfaatkan alat yang banyak dimiliki rumah tangga yaitu

microwave menjadi salah satu alternatif pembersihan gigitiruan, tetapi khususnya di

kota Medan, distribusi microwave yang paling banyak adalah microwave dengan daya tinggi (800-900 Watt) dengan waktu pembersihan lebih singkat dari 6 menit disertai dengan pengulangan, sehingga dirasa perlu untuk melakukan penelitian apakah ada pengaruh pembersihan dengan energi microwave 800 Watt selama 3 menit dengan pengulangan 1 kali, 2 kali, dan 3 kali terhadap kekerasan permukaan nilon termoplastik dan resin akrilik polimerisasi panas.

1.3 Rumusan Masalah

Berdasarkan permasalahan di atas dapat dirumuskan masalah sebagai berikut : 1. Berapa kekerasan permukaan basis gigitiruan nilon termoplastik yang dibersihkan dengan energi microwave berdaya 800 Watt dalam 3 menit dengan pengulangan 1 kali, 2 kali, dan 3 kali ?

2. Berapa kekerasan permukaan basis gigitiruan resin akrilik polimerisasi panas yang dibersihkan dengan energi microwave berdaya 800 Watt dalam 3 menit dengan pengulangan 1 kali, 2 kali, dan 3 kali ?

3. Apakah ada pengaruh pembersihan dengan energi microwave berdaya 800 Watt dalam 3 menit dengan pengulangan 1 kali, 2 kali, dan 3 kali terhadap kekerasan permukaan basis gigitiruan nilon termoplastik ?

4. Apakah ada pengaruh pembersihan dengan energi microwave berdaya 800 Watt dalam 3 menit dengan pengulangan 1 kali, 2 kali, dan 3 kali terhadap kekerasan permukaan basis gigitiruan resin akrilik polimerisasi panas ?

1.4 Tujuan Penelitian

1. Untuk melihat kekerasan permukaan basis gigitiruan nilon termoplastik yang dibersihkan dengan energi microwave berdaya 800 Watt dalam 3 menit dengan pengulangan 1 kali, 2 kali, dan 3 kali.

2. Untuk melihat kekerasan permukaan basis gigitiruan resin akrilik polimerisasi panas yang dibersihkan dengan energi microwave berdaya 800 Watt dalam 3 menit dengan pengulangan 1 kali, 2 kali, dan 3 kali.

3. Untuk melihat pengaruh pembersihan dengan energi microwave berdaya 800 Watt dalam 3 menit dengan pengulangan 1 kali, 2 kali, dan 3 kali terhadap kekerasan permukaan basis gigitiruan nilon termoplastik.

4. Untuk melihat pengaruh pembersihan dengan energi microwave berdaya 800 Watt dalam 3 menit dengan pengulangan 1 kali, 2 kali, dan 3 kali terhadap kekerasan permukaan basis gigitiruan resin akrilik polimerisasi panas.

1.5 Manfaat Penelitian

1.5.1 Manfaat Teoritis

1. Penelitian ini diharapkan dapat berkontribusi terhadap perkembangan ilmu pengetahuan dan penerapannya, khususnya di bidang prostodonsia.

2. Hasil penelitian ini dapat dijadikan sebagai bahan referensi untuk penelitian lebih lanjut.

1.5.2 Manfaat Praktis

1. Hasil penelitian ini diharapkan dapat dipergunakan oleh dokter gigi sebagai pedoman dalam memberikan penjelasan kepada pasien mengenai cara membersihkan gigitiruan yang efektif dengan energi microwave berdaya tinggi pada basis gigitiruan nilon termoplastik dan resin akrilik polimerisasi panas.

2. Hasil penelitian ini diharapkan menjadi masukan dan memberikan informasi yang benar untuk masyarakat tentang metode pembersihan gigitiruan.

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Basis Gigitiruan

Berbagai jenis bahan telah digunakan untuk membuat basis gigitiruan. Kayu, tulang, ivory, keramik, logam, logam aloi, dan berbagai polimer telah digunakan dalam pembuatan basis gigitiruan. Perkembangan yang pesat menyebabkan penggunaan bahan basis gigitiruan alami beralih menjadi menggunakan bahan basis gigitruan resin sintetis.3.6

Basis gigitiruan dapat didefinisikan sebagai bagian dari gigitiruan yang bersandar pada jaringan pendukung dan tempat anasir gigitiruan dilekatkan.2,19 Basis gigitiruan mendukung anasir gigitiruan, menerima dan mendistribusikan gaya fungsional serta memberikan efek estetis khususnya bila basis terlihat alami.32 Bahan basis gigitiruan sangat berpengaruh terhadap daya tahan dan sifat – sifat dari suatu basis gigitiruan.

2.1.1 Persyaratan Basis Gigitiruan

Persyaratan basis gigitiruan yang ideal antara lain :5,7

a. Biokompatibel : tidak toksik dan tidak menyebabkan iritasi b. Karakteristik permukaan : permukaan keras, halus dan kilat c. Warna : translusen dan warna merata

d. Stabilitas warna : baik e. Tidak berporus

f. Kekuatan lentur : tidak kurang dari 60 – 65 MPa g. Modulus elastisitas : minimal 2000 MPa

h. Tidak ada monomer sisa i. Tidak menyerap cairan

j. Ketahanan terhadap abrasi dan kekerasan yang baik k. Tidak mengalami perubahan dimensi

l. Tidak larut

m. Mudah dimanipulasi dan direparasi n. Mudah dibersihkan

2.1.2 Klasifikasi Basis Gigitiruan

Klasifikasi basis gigitiruan dibagi atas dua kelompok yaitu logam dan non logam.

2.1.2.1 Logam

Ada beberapa jenis logam yang digunakan sebagai basis gigitiruan, antara lain yaitu kobalt kromium, aloi emas, alumunium, dan stainless steel.

Keunggulan logam sebagai basis gigitiruan, antara lain : 2 1. Ketepatan dimensi

Basis yang terbuat dari emas aloi, krom, titanium aloi tidak hanya lebih tepat, tetapi juga mampu mempertahankan bentuk tanpa mengalami perubahan selama pemakaian dalam mulut.

2. Ketahanan terhadap abrasi

Bahan logam merupakan bahan yang tahan terhadap abrasi sehingga akan meningkatkan toleransi jaringan, dimana permukaan basis yang licin dan mengkilap akan menghingari terjadinya penumpukan plak dan kalkulus.

3. Konduktivitas termal

Logam memiliki konduktivitas termal yang baik daripada resin. Adanya perubahan temperatur yang terjadi langsung disalurkan ke jaringan di bawahnya, maka hal ini akan menjaga kesehatan dari jaringan rongga mulut. Kesamaan termal yang diterima oleh jaringan yang terutup dan tidak tertutup basis gigitiruan memberikan perasaan nyaman kepada pemakai gigitiruan.

4. Kekuatan maksimal dan ketebalan minimal

Bahan logam bisa dibuat lebih tipis dibandingkan dengan bahan resin akrilik dan tetap memiliki kekuatan maksimal dan kaku. Keuntungan dari basis yang tipis adalah memungkinkan ruang gerak lidah yang maksimal.

2.1.2.2 Non Logam

Jenis bahan basis non logam antara lain adalah resin. Berdasakan termal, basis resin dapat dibagi menjadi dua yaitu termoplastik dan termoset:3

a. Termoplastik

Bahan termoplastik merupakan bahan yang dapat dilunakkan dan dibentuk pada suhu dan tekanan tanpa adanya perubahan kimia. Klasifikasi dari bahan termoplastik antara lain asetal termoplastik, polikarbonat termoplastik, akrilik temoplastik dan nilon termoplastik.3,4

b. Termoset

Bahan termoset merupakan bahan yang mengalami reaksi kimia pada saat dibentuk. Produk akhir dari bahan ini secara kimia berbeda dari substansi awalnya. Setelah diproses bahan tidak dapat dilunakkan kembali untuk dibentuk. Bahan termoset yang banyak digunakan pada kedoketeran gigi antara lain : resin akrilik, vulkanit, silikon.3

2.2 Nilon Termoplastik

Nilon merupakan nama umum dari suatu polimer termoplastik yang tergolong ke dalam kelas poliamida. Nilon termoplastik pertama sekali diperkenalkan pada kedokteran gigi sekitar tahun 1950.13-4 Nilon termoplastik merupakan polimer kristalin yang memiliki sifat tidak dapat larut dalam pelarut, ketahanan panas yang tinggi dan memiliki kekuatan yang tinggi serta kekuatan tensil yang baik.4

Pada beberapa dekade belakangan ini, penggunaan nilon termoplastik semakin meningkat dan sebagai bahan basis alternatif untuk menggantikan metal dan resin akrilik polimerisasi panas.11,13 Sebagai bahan basis gigitiruan, nilon termoplastik memiliki beberapa kelebihan, antara lain :

 Semitranslusen dan estetis lebih baik

 Fleksibel

 Tidak terdapat monomer sisa yang dapat menyebabkan alergi pada pemakai gigitiruan karena penggunaan injection moulding.4,11-2

2.2.1 Komposisi

Nilon dihasilkan melalui reaksi kondensasi antara monomer diamina (2 NH2 grup) dan asam dibasic atauasam karbosilik (2 COOH grup ).5,13,15 Nilon memiliki ikatan linier (ikatan polimer tunggal) yang mengandung hexamethylenadiamine di dalam nilon termoplastik yang akan membentuk ikatan poliamida yang panjang.37 Ikatan linier menyebabkan bahan nilon termoplastik menjadi fleksibel dan dapat dibentuk kembali. Ikatan linier ini juga lebih lemah daripada ikatan silang dari resin akrilik.32 Polimer nilon termoplastik merupakan kristalin yang memiliki rantai molekul yang teratur, rapat dan kuat.38 Derajat kristalin bergantung dengan detail dari formasi, komposisi, konfigurasi molekul, dan metode pembentukannya.32

2.2.2 Manipulasi

Manipulasi nilon termoplastik harus menggunakan kuvet yang di desain khusus yaitu kuvet di bawah tekanan (injection moulding). Nilon termoplastik harus dilelehkan dan diinjeksikan kedalam kuvet tersebut. Nilon yang tersedia dalam komponen berbentuk cartridge dilelehkan pada suhu 248,8-265,5oC dengan menggunakan furnace elektrik. Selanjutnya nilon termoplastik yang telah meleleh ditekan kedalam kuvet menggunakan alat injektor. Tekanan pada injection moulding dijaga agar tetap berada dalam tekanan 5 bar selama 3 menit dan segera setelah itu, kuvet beserta cartridge dilepaskan. Kemudian kuvet dibiarkan dingin selama 20 menit sebelum dibuka.12,14,32

2.2.3 Sifat–Sifat

Sifat–sifat bahan basis gigitiruan nilon termoplastik dibagi atas sifat mekanis, sifat kemis, sifat fisis dan sifat biologis.

2.2.3.1 Sifat Mekanis

a. Kekuatan Tensil

Kekuatan tensil nilon termoplastik jauh lebih besar daripada resin akrilik. Kekuatan tensil nilon termoplastik adalah 8 kg/mm2.24

b. Kekuatan Impak

Kekuatan impak adalah suatu ukuran kekuatan bahan diukur dari energi yang diperlukan untuk memulai dan melanjutkan retakan sebuah spesimen dengan dimensi tertentu. Daya tahan terhadap impak yang tinggi merupakan suatu kelebihan nilon termoplastik. Nilai kekuatan impak nilon termoplastik adalah 120-150 kg/mm3.24

c. Fatigue

Fatigue rusak atau patah dari suatu bahan yang disebabkan beban berulang di

bawah batas tahanan bahan. Fatigue dapat mengakibatkan terjadinya fraktur gigitiruan. Pada nilon termoplastik, daya tahan terhadap fatigue merupakan salah satu kelebihan utama nilon termoplastik.4

d. Kekerasan Permukaan

Permukaan basis gigitiruan seharusnya memiliki kekerasan permukaan untuk daya tahan terhadap kerusakan permukaan.18 Nilai kekerasan nilon termoplastik adalah 14,5 VHN.24 Penelitian Gladstone (2012) yang mendapatkan kekerasan permukaan nilon termoplastik (Lucitone FRS) memiliki rentang sekitar 7,67-8,45 VHN dan menyatakan bahwa nilon termoplastik memiliki kekerasan yang rendah dan penelitian Shah dkk (2014) mendapatkan kekerasan permukaan nilon termoplastik

(Valplast) adalah 10,2 VHN.18,39 Nilai kekerasan tersebut lebih rendah jika

dibandingkan dengan resin akrilik polimerisasi panas. Ikatan amida pada nilon termoplastik mempengaruhi kekerasan permukaan karena adanya kecenderungan ikatan tersebut untuk mengkristal dan diperkuat dengan pembentukan ikatan hidrogen antara atom oksigen dan nitrogen dari dua kelompok amida.40

2.2.3.2 Sifat Kemis

a. Stabilitas Warna

Stabilitas warna adalah kemampuan dari suatu lapisan permukaan satu pigmen untuk bertahan dari degradasi yang disebabkan dari pemaparan lingkungan. Takabayashi (2010) mempelajari stabilitas warna dari beberapa bahan polimer dan menemukan bahwa nilon termoplastik mengalami perubahan warna setelah direndam dalam larutan kari.41

b. Penyerapan Air

Penyerapan air yang tinggi merupakan salah satu kekurangan utama dari nilon termoplastik. Takabayashi (2010) yang membandingkan nilai penyerapan air antara rantai poliamida, polikarbonat, dan polietilen terephthalat, hasilnya menunjukkan terdapat perbedaan signifikan nilai penyerapan air dari 3 bahan tersebut. Poliamida memiliki derajat hidrofilik yang tertinggi.41 Nilon termoplastik memiliki sifat penyerapan air yang tinggi karena struktur rantai linier tunggal pada bahan basis nilon termoplastik yang lebih lemah dibandingkan struktur ikatan silang dari resin akrilik polimerisasi panas.32 Frekuensi kelompok amida yang hidrofilik sepanjang rantai mempengaruhi penyerapan air dari setiap jenis nilon termoplastik. Penyerapan air rendah dan ketahanan kemis lebih baik jika jarak antara kelompok amida semakin besar.10,12,32 Struktur ikatan linier pada nilon termoplastik memiliki jarak rantai polimer yang lebih besar dibandingkan molekul air dengan ukuran kurang dari 0,28 nm menyebabkan nilon termoplastik tidak dapat menolak penyerapan air.8,42 Jenis nilon termoplastik yang pertama memiliki penyerapan air yang tinggi yaitu 8,5%, kemudian dikembangkan jenis nilon termoplastik yang ditambah serat kaca sehingga nilai penyerapan air menjadi relatif lebih rendah yaitu 1.2 %.15

2.2.3.3 Sifat Biologis

a. Biokompatibilitas

Biokompatibilitas nilon termoplastik sangat baik.43 Nilon termoplastik tahan terhadap pelarut dan bahan kimia. Nilon termoplastik tidak memiliki monomer sisa dan hampir tidak memiliki porositas karena diproses dengan teknik injection

moulding. Nilon merupakan alternatif yang tepat untuk pasien yang alergi terhadap

logam dan monomer dari resin akrilik.12 b. Pembentukan Koloni Bakteri

Pembentukan koloni bakteri pada permukaan gigitiruan dipengaruhi oleh penyerapan air, energi bebas permukaan, kekerasan dan kekasaran permukaan.19 Kekasaran permukaan nilon termoplastik masih dalam batas normal dan terlihat halus setelah dipoles dengan cara konvensional. Pertumbuhan dari spesies Candida

albicans terlihat sangat tinggi pada nilon termoplastik jika dibandingkan dengan dengan resin akrilik polimerisasi panas.4

2.2.3.4 Sifat Fisis

a. Ekspansi Termal

Nilon termoplastik memiliki koefisien ekspansi termal yang rendah.4 Hargaves (1971) membandingkan nilon termoplastik dengan nilon termoplastik yang ditambahkan serat kaca dan menemukan koefisien ekspansi linier dari nilon yang ditambah serat kaca lebih rendah daripada nilon.15

b. Kekasaran Permukaan

Kekasaran permukaan dari bahan kedokteran gigi memiliki ambang batas yaitu 0,2 μm. Kekasaran permukaan suatu bahan dipengaruhi oleh teknik poles baik secara mekanis maupun kimia. Abuzar dkk. (2010) menyatakan bahwa kekasaran permukaan dari nilon termoplastik lebih kasar daripada resin akrilik yang sudah maupun belum dipoles. Hasil penelitian Abuzar dkk. (2010) menunjukkan bahwa nilai kekasaran nilon termoplastik sebelum dipoles adalah 1,111 ± 0,178 µm dan sesudah dipoles sebesar 0,146 ± 0,018 µm.9 Rahal dkk (2004) menyatakan kekasaran permukaan berhubungan dengan penyerapan air karena air masuk melalui porositas permukaan.8

2.3 Resin Akrilik Polimerisasi Panas

Resin akrilik merupakan bahan yang paling umum digunakan untuk pembuatan basis gigitiruan sampai saat ini. Resin akrilik sebagai bahan pilihan karena memiliki estetis yang baik, cukup baik dalam hal sifat fisis dan mekanis, murah, dan mudah dibuat dengan peralatan yang tidak mahal.7 Resin akrilik polimerisasi panas merupakan bahan yang terdiri dari bubuk dan cairan yang dicampur dan membutuhkan energi panas untuk menjadi kaku dan padat.7 Energi panas yang dibutuhkan untuk proses polimerisasi dapat diperoleh dengan merendam dalam air yang dipanaskan (waterbath). Resin akrilik polimerisasi panas merupakan polimer

memiliki karakter umum yaitu bahwa setiap sub-unit pada fase cair sangat mudah berbelit dan hampir tidak mungkin untuk diuraikan kembali.15 Ikatan resin akrilik polimerisasi panas adalah ikatan silang.8,44 Hal ini menyebabkan polimer lebih kaku, lebih resisten terhadap suhu, mengurangi kelarutan dan tidak dapat dibentuk kembali. Ikatan silang juga menyebabkan bahan mudah untuk dipoles, sehingga menghasilkan bahan restorasi yang estetis.44

2.3.1 Komposisi

Unsur pokok dari resin akrilik polimerisasi panas adalah :7,10 a. Bubuk

Polimer : butiran atau granul poli metil metakrilat

Inisiator : benzoyl peroxide

Pigmen/pewarna : garam cadmium atau besi, atau pewarna organik Plasticizer : dibutyl phthalate

b. Cairan

Monomer : metil metakrilat

Cross-linking agent : ethyleneglycol dimethylacrylate Inhibitor : hydroquinone

2.3.2 Manipulasi

Resin akrilik polimerisasi panas umumnya diproses dalam sebuah kuvet dengan menggunakan teknik compression-moulding. Bubuk dan cairan dicampur dengan perbandingan 3:1 satuan volume atau perbandingan 2:1 satuan berat. Setelah pencampuran, bahan mengalami beberapa tahapan yaitu :3,29

1. Tahap basah : campuran seperti pasir (wet sand stage). Pada tahap ini secara bertahap polimer bercampur dengan monomer

2. Tahap lengket : campuran seperti berserat, berbenang (tacky fibrous). Pada tahap ini polimer larut dalam monomer (sticky stage)

3. Tahap lembut : campuran seperti adonan mudah diangkat dan tidak lengket lagi. Pada tahap ini monomer sudah larut seluruhnya ke dalam polimer. Waktu yang tepat dan sesuai untuk diisi ke dalam mold (doughstage/gel stage)

4. Tahap karet : campuran seperti karet (rubbery stage) dan tidak bisa dimasukkan lagi ke dalam mold. Pada tahap ini monomer sudah tidak dapat bercampur dengan polimer lagi.

5. Tahap kaku : tahap dimana akrilik tidak dapat dibentuk lagi (stiff stage) Setelah pembuangan malam, adonan diisikan dalam mold gips. Kuvet ditempatkan di bawah tekanan, dalam water bath dengan waktu dan suhu terkontrol untuk memulai polimerisasi resin akrilik polimerisasi panas. Umumnya resin akrilik polimerisasi panas dipolimerisasi dengan menempatkan kuvet dalam water bath dengan suhu konstan pada 70oC selama 90 menit dan dilanjutkan dengan perebusan akhir pada suhu 1000C selama 30 menit sesuai rekomendasi Japan Industrial Standar (JIS).3

Setelah prosedur polimerisasi, kuvet dibiarkan dingin secara perlahan hingga mencapai suhu kamar. Kemudian resin dikeluarkan dari mold dengan hati – hati untuk menghindari fraktur dan distorsi gigitiruan. Basis gigitiruan akrilik yang telah dikeluarkan dari kuvet, siap untuk diproses akhir dan dipoles.7,10

2.3.3 Sifat-Sifat

Sifat bahan basis gigitiruan resin akrilik polimerisasi panas terbagi atas sifat mekanis, sifat kemis dan biologis, serta sifat fisis.19

2.3.3.1 Sifat Mekanis

Sifat mekanis adalah ilmu fisika yang berhubungan dengan energi dan kekuatan serta efeknya terhadap benda. Sifat mekanis bahan basis gigitiruan terdiri atas kekuatan tensil, kekuatan impak, fatique, crazing dan kekerasan.

a. Kekuatan Tensil

Kekuatan tensil resin akrilik polimerisasi panas adalah 55 MPa (8000 psi). salah satu kekurangan utama resin akrilik adalah kekuatan tensil resin akrilik yang rendah. 10,15

b. Kekuatan Impak

Kekuatan impak resin akrilik polimerisasi panas adalah 31,4 J/m.5 Resin akrilik memiliki kekuatan impak yang relatif rendah dan apabila gigitiruan akrilik jatuh ke atas permukaan yang keras kemungkinan besar akan terjadi fraktur.

c. Fatigue

Gigitiruan menerima sejumlah besar tekanan lengkungan pada saat proses pengunyahan. Karena alasan tersebut, fatigue menjadi sifat yang penting untuk diperhatikan. Fatigue merupakan representasi jumlah lengkungan sebelum kerusakan terjadi pada tekanan tertentu. Kekuatan fatigue basis resin akrilik polimerisasi panas adalah 1,5 juta lengkungan sebelum patah dengan beban 2500 lb/in2 pada stress maksimum 17,2MPa.5

d. Crazing

Crazing merupakan kumpulan retakan pada permukaan gigitiruan resin akrilik

yang dapat melemahkan basis gigitiruan. Retakan - retakan ini dapat timbul akibat salah satu dari tiga mekanisme berikut. Pertama, ketika pasien memiliki kebiasaan sering mengeluarkan gigitiruannya dan membiarkannya kering, siklus penyerapan air yang konstan diikuti pengeringan sehingga dapat menimbulkan stress tensil pada permukaan dan mengakibatkan terjadinya crazing. Kedua, ketika menggunakan anasir gigitiruan porselen juga dapat menyebabkan crazing pada basis di daerah sekitar leher anasir gigitiruan yang diakibatkan perbedaan koefisien ekspansi termal antara porselen dan resin akrilik. Ketiga, selama proses perbaikan gigitiruan dapat menyebabkan crazing ketika monomer metil metakrilat berkontak dengan resin akrilik yang telah mengeras dari potongan yang sedang diperbaiki.19

e. Kekerasan permukaan

Nilai kekerasan permukaaan resin akrilik polimerisasi panas adalah 15-18 VHN.10 Nilai kekerasan tersebut menunjukkan bahwa resin akrilik relatif lunak

dibandingkan dengan logam dan mengakibatkan basis resin akrilik cenderung menipis. Penipisan tersebut disebabkan makanan yang abrasif dan terutama pasta gigi pembersih yang abrasif, namun penipisan basis resin akrilik ini bukan suatu masalah besar.

2.3.3.2 Sifat Kemis

Sifat kemis adalah sifat suatu bahan yang dapat mengubah sifat dasar bahan tersebut, seperti penyerapan air dan stabilitas warna.

a. Stabilitas Warna

Resin akrilik polimerisasi panas memiliki stabilitas warna yang baik. Yu-lin Lai (2003) berpendapat, stabilitas warna dan ketahanan terhadap stain pada nilon, silikon serta dua jenis resin akrilik dan ditemukan resin akrilik menunjukkan nilai diskolorisasi yang paling rendah setelah direndam dalam larutan kopi.15

b. Penyerapan Air

Penyerapan air resin akrilik polimerisasi panas terjadi karena polar dari molekul resin akrilik. Koefisien difusi yang rendah menyebabkan resin akrilik polimerisasi panas memiliki penyerapan air yang rendah. Nilai koefisien difusi resin akrilik polimerisasi panas adalah 0,11 x 10-6 cm2/detik dan nilai penyerapan air resin akrilik polimerisasi panas adalah 0,69 mg/cm2.3,5 Resin akrilik polimerisasi panas memerlukan waktu hampir 17 hari untuk menjadi jenuh, tetapi waktu yang dibutuhkan untuk mencapai kejenuhan bervariasi, tergantung pada ketebalan basis gigitiruan.45 Resin akrilik polimerisasi panas menyerap air dengan sangat signifikan pada 24 jam sampai 50 jam pertama saat direndam dalam air, tetapi sesudahnya penyerapan air tidak terjadi dalam jumlah signifikan karena koefisien difusi yang rendah.46 Penyerapan air memberikan pengaruh terhadap sifat mekanis dan menyebabkan perubahan dimensi. Perubahan dimensi dapat berupa ekspansi ataupun kontraksi.

2.3.3.3 Sifat Biologis

Sifat biologis adalah sifat suatu bahan dalam interaksinya dengan makhluk hidup, seperti biokompatibilitas dan pembentukan koloni bakteri.

a. Biokompatibilitas

Secara umum, resin akrilik polimerisasi panas sangat biokompatibel. Walaupun demikian, beberapa pasien mungkin menunjukkan reaksi alergi di rongga mulut. Monomer sisa yang dihasilkan dan benzoic acid merupakan komponen iritan. Batas maksimal konsentrasi monomer sisa untuk resin akrilik polimerisasi panas menurut standar ISO adalah 2,2 %.3,7

b. Pembentukan Koloni Bakteri

Kemampuan berkembang organisme tertentu pada permukaan gigitiruan resin akrilik berkaitan dengan penyerapan air, energi bebas permukaan, kekerasan permukaan, dan kekasaran permukaan.19 Beberapa penelitian menunjukkan bahwa resin akrilik polimerisasi panas memiliki penyerapan air yang rendah, permukaan yang halus, kekerasan permukaan yang tinggi dan sudut kontak permukaan dengan air yang cukup besar sehingga apabila diproses dengan baik dan sering dibersihkan maka perlekatan bakteri tidak akan mudah terjadi.

2.3.3.4 Sifat Fisis

Sifat fisis adalah sifat suatu bahan yang diukur tanpa diberikan tekanan atau gaya dan tidak mengubah sifat kimia dari bahan tersebut. Sifat fisis terdiri atas massa jenis, ekspansi termal, porositas, kekasaran permukaan, ketepatan dimensi dan akurasi.19

a. Massa Jenis

Resin akrilik memiliki massa jenis yang relatif rendah yaitu sekitar 1,2 g/cm3. Hal ini disebabkan resin akrilik terdiri dari kumpulan atom - atom ringan, seperti karbon, oksigen dan hidrogen.19

b. Ekspansi Termal

Koefisien ekspansi termal resin akrilik polimerisasi panas adalah sekitar 80 ppm/oC. Nilai ini merupakan angka yang cukup tinggi dari kelompok resin. Hal ini

umumnya tidak menimbulkan masalah, namun kemungkinan dapat terjadi kelonggaran dan lepasnya anasir gigitiruan porselen yang tersusun pada basis gigitiruan akibat perbedaan ekspansi dan kontraksi.7

c. Porositas

Salah satu masalah yang sering terjadi pada resin akrilik polimerisasi panas adalah adanya porositas atau gelembung selama selama proses manipulasi. Gelembung atau porositas pada permukaan dan di bawah permukaan dapat mempengaruhi sifat fisis, estetik dan kebersihan basis gigitiruan. Ada dua penyebab utama porositas yaitu polimerisasi shrinkage dikenal dengan porositas kontraksi dan penguapan dari monomer diistilahkan dengan porositas gas.7

Porositas juga dapat berasal dari pengadukan komponen bubuk dan cairan yang tidak benar. Timbulnya porositas dapat diminimalkan dengan adonan resin akrilik yang homogen, penggunaan perbandingan polimer dan monomer yang tepat, prosedur pengadukan yang terkontrol dengan baik, serta waktu pengisian bahan ke dalam mold yang tepat.29

d. Kekasaran Permukaan

Ambang batas nilai kekasaran permukaan dari bahan kedokteran gigi adalah mendekati 0,2 µm.9 Beberapa peneliti menyatakan bahwa resin akrilik polimerisasi panas memiliki permukaan yang halus dan mampu mempertahankan pemolesan yang baik selama jangka waktu pemakaian yang panjang. Abuzar dkk (2010) menyatakan bahwa resin akrilik yang sudah maupun belum dipoles memiliki permukaan yang lebih halus daripada nilon termoplastik.9 Hasil penelitian Abuzar dkk (2010) menunjukkan nilai kekasaran permukaan dari resin akrilik polimerisasi panas yang belum dipoles sebesar 0,995 ± 0,12 µm dan setelah dipoles sebesar 0,046 ± 0,007 µm.9

e. Stabilitas Dimensi dan Akurasi

Stabilitas dimensi dan akurasi mempunyai peranan penting dalam hal memperoleh adaptasi yang baik antara gigitiruan dengan jaringan rongga mulut. Kestabilan dimensi resin akrilik polimerisasi panas berhubungan dengan absorpsi air yang dapat menyebabkan ekspansi resin akrilik dan merubah dimensi resin akrilik.

Hal ini berpengaruh terhadap dimensi dan stabilitas gigitiruan, oleh karena itu absorpsi air sebaiknya sekecil mungkin yaitu tidak boleh lebih dari 32 µg/mm3. 3,5,7

2.4 Kekerasan Permukaan

Kekerasan permukaan merupakan salah satu sifat mekanis yang didefinisikan sebagai resistensi suatu bahan terhadap indentasi permanen atau penetrasi.5 Kekerasan permukaan merupakan hasil interaksi dari beberapa sifat seperti keelastisan, kelenturan, dan ketahanan terhadap fraktur.21 Terdapat faktor – faktor yang mempengaruhi sifat mekanis suatu bahan antara lain berat molekul polimer, rasio dari monomer sisa, porositas internal dari matriks polimer, berkontak dengan bahan kimia, kehilangan komponen pelarut, penyerapan air, ketegangan dan perubahan suhu.23 Kekerasan permukaan berhubungan dengan seberapa besar kemampuan bahan untuk menahan goresan, abrasi, keausan dan perubahan bentuk.5,17 Berdasarkan definisi sangat jelas bahwa sifat kekerasan permukaan sangat penting untuk diperhatikan karena dapat mempengaruhi karakteristik permukaan basis gigitiruan.16-7 Oleh karena itu, basis gigitiruan seharusnya memiliki kekerasan yang dapat memberikan ketahanan dari perubahan bentuk dan fraktur.18 Umumnya, nilai kekerasan yang rendah menunjukkan bahan yang lembut dan begitu juga sebaliknya.19 Tingkat kekerasan permukaan melibatkan keadaan morfologi permukaan yang kompleks dan tekanan yang diberikan pada saat percobaan bahan.

Ada berbagai jenis alat yang dapat digunakan untuk mengukur kekerasan permukaan seperti Brinell, Knoop, Vickers, Rockwell, Barcol, dan Shore A hardness

tester.5,20 Setiap alat memiliki perbedaan satu sama lainnya dan masing – masing alat

memiliki keuntungan dan kerugian. Ada perbedaan bahan indentasi, geometri dan beban pada setiap percobaan kekerasan permukaan. Bahan indentasi dapat terbuat dari logam, berlian, dan bentuk dapat berupa bola, kerucut, piramida, atau jarum. Rentang beban yang diberikan mulai dari 0,5 N sampai 30 KN. Pemilihan alat ukur yang akan digunakan berdasarkan bahan yang akan diukur, ekspektasi beban, dan derajat lokalisasi yang diinginkan.5

2.5 Metode Pembersihan Gigitiruan

Setelah pemasangan gigitiruan kepada pasien, seorang dokter gigi harus memberikan instruksi pemeliharaan atau pembersihan gigitiruan. Pemeliharaan yang adekuat terhadap gigitiruan sangat dibutuhkan pengguna agar gigitiruan tetap estetis, tidak bau, dan kesehatan jaringan mulut terjaga. Terdapat 3 metode pembersihan gigitiruan, yaitu :29

1. Metode pembersihan gigitiruan secara mekanis dapat dilakukan dalam 2 cara, yaitu dengan menggunakan sikat gigi dan menggunakan alat pembersih ultrasonik.

2. Metode pembersihan gigitiruan secara kemis dapat dibagi menjadi beberapa jenis, yaitu menggunakan natrium hipoklorit, asam seperti vinegar,

effervescent, klorheksidin dan energi microwave.

3. Kombinasi metode mekanis dan kemis dimana cara pembersihan secara mekanis dan kemis digunakan bersamaan. Misalnya, kombinasi sikat gigi dengan

effervescent, kombinasi sikat gigi dengan asam, kombinasi sikat gigi dengan energi

microwave dan sebagainya.

2.6 Energi Microwave

Microwave adalah suatu alat yang memancarkan iradiasi gelombang mikro

dengan frekuensi 2450 Mhz untuk memanaskan suatu benda seperti makanan. Alat ini menggunakan gelombang elektromagnetik mikro dengan batas frekuensi antara 1.000 MHz hingga 300.000 MHz dan batas panjang gelombang diantara infra merah dan gelombang radio (1mm – 30cm).28 Energi microwave merupakan suatu gelombang elektromagnetik seperti gelombang cahaya, energi gelombang ini tidak dapat dilihat mata kita karena panjang gelombangnya (walaupun sangat kecil dibanding gelombang radio) jauh lebih besar dari panjang gelombang cahaya (di luar spektrum sinar tampak). Keduanya terdapat dalam spektrum gelombang elektromagnetik. Panjang gelombang cahaya berkisar antara 400-700 nm (1 nm = 10-9 m), sedangkan kisaran panjang gelombang mikro sekitar 1-30 cm (1 cm = 10-2 m).

Microwave bergerak dalam garis lurus dengan kecepatan cahaya (186,282 miles/sec).29

Magnetron merupakan salah satu komponen utama dari microwave yang berfungsi untuk menggerakkan molekul sehingga meningkatkan panas dari zat tersebut. Magnetron adalah sejenis tabung hampa penghasil gelombang mikro. Fungsi magnetron adalah memancarkan gelombang mikro ke dalam ruang pemanas

microwave. Gelombang mikro yang dipancarkan magnetron ke dalam ruang

microwave akan dipantulkan oleh lapisan logam dari dinding microwave, apabila

gelombang mikro mengenai cairan, maka energi gelombang mikro ini akan diserap oleh cairan tersebut sehingga molekul - molekul air tersebut dapat bergerak. Pergerakan ini kemudian menyebabkan molekul - molekul air saling bertubrukan. Bergeraknya meolekul air ini disebabkan karena air adalah fluida. Tubrukan-tubrukan inilah yang akan meningkatkan suhu molekul air, yang kemudian meningkatkan suhu makanan secara keseluruhan.29,47

Energi microwave dapat digunakan untuk dekontaminasi makanan, alat – alat laboraturium, alat – alat kedokteran gigi, lensa kontak, sponge rumah tangga, dan alat – alat kesehatan rumah. Dalam kedokteran gigi, energi microwave banyak digunakan untuk berbagai tujuan, salah satunya untuk pembersihan gigitiruan. Energi

microwave dikategorikan sebagai metode pembersihan secara kemis karena reaksi

kimia yang terjadi pada molekul polar yang terdapat pada mikroorganisme yang berkolonisasi pada gigitiruan, akibat iradiasi microwave. Energi microwave dijadikan sebagai salah satu metode pembersihan gigitiruan karena tidak mengubah bau, warna gigitiruan, tidak menimbulkan reaksi alergi pada pemakai gigitiruan dan efektif dalam membunuh beberapa mikroorganisme, seperti Candida albicans.27 Silva dkk. (2006) menyatakan bahwa pembersihan dengan energi microwave selama 6 menit dengan daya 650 Watt efektif dalam mensterilkan gigitiruan yang dikontaminasi dengan

Candida albicans dan S aureus.28 Ritonga (2013) menyatakan bahwa pembersihan

basis gigitiruan resin akrilik polimerisasi panas dengan energi microwave daya 800 Watt selama 3 menit efektif membunuh koloni Candida albicans dan perubahan dimensi yang terjadi masih termasuk dalam batas toleransi.29

Pemanasan yang selektif oleh energi microwave tergantung pada komposisi kemis sel mikroba dan volume serta komposisi cairan medium sekitarnya. Microwave akan menimbulkan panas pada bahan yang mengandung cairan dengan menggetarkan molekul yang ada di dalam bahan tersebut. Selain itu, penggunaan medium cairan juga merupakan faktor penting bagi keberhasilan sterilisasi dengan menggunakan energi microwave. Molekul air yang ada di dalam sel maupun sebagai medium diploid dan berinterkasi dengan gelombang elektromagnetik yang dihasilkan oleh

microwave sehingga terjadi tubrukan intermolekuler dan menghasilkan panas yang

mengakibatkan denaturasi protein dan DNA.29,48 Neppelenboerk dkk. (2003) menyatakan bahwa pembersihan gigitiruan dengan energi microwave akan lebih efektif membunuh Candida albicans bila dibersihkan dalam air atau dibasahi selama pemaparan dengan energi microwave.48 Silva dkk. (2006) menyatakan bahwa iradiasi

microwave selama 6 menit dengan daya 650 Watt efektif dalam mensterilkan

gigitiruan yang dikontaminasi dengan Candida albicans dan S aureus.28

2.7 Energi Microwave _{sebagai Alternatif Pembersihan Gigitiruan}

Hasil dari beberapa penelitian menunjukkan bahwa metode pembersihan dengan energi microwave efektif untuk pembersihan gigitiruan, akan tetapi beberapa penelitian juga menunjukkan bahwa panas yang dihasilkan selama pembersihan mempercepat penyerapan air bahan basis gigitiruan sehingga memberikan efek yang tidak diinginkan pada sifat bahan basis gigitiruan, seperti pada kekerasan permukaan.28,31,48,49 Energi microwave menyebabkan molekul air bergetar dua sampai tiga milyar kali per detik, sehingga menghasilkan gesekan yang menimbulkan panas. Panas yang dihasilkan meningkatkan rasio penyerapan air.31 Molekul air yang diserap masuk ke dalam ruangan antara rantai polimer oleh karena ukuran molekul air yang lebih kecil yaitu kurang dari 0,28 nm dibandingkan jarak rantai polimer pada matriks polimer dan menyebabkan jarak rantai menjadi lebih jauh sehingga terjadi ekspansi, mempengaruhi kekuatan, stabilitas warna, stabilitas sifat fisis, dan mekanis seperti kekerasan permukaan bahan.32 Penyerapan air pada nilon termoplastik lebih tinggi jika dibandingkan dengan resin akrilik polimerisasi panas. Hal ini terjadi karena nilon

termoplastik memiliki sifat higroskopik, memiliki ikatan linier yang lebih lemah dan terdiri dari ikatan amida yang bersifat hidrofilik.4,32 Ikatan linier pada nilon termoplastik yang tidak mampu menolak air dan memiliki jarak rantai polimer yang lebih besar pada matriks polimer, sedangkan resin akrilik polimerisasi panas memiliki ikatan silang yang sulit didegradasi oleh air dan memiliki jarak rantai polimer yang lebih kecil pada matriks polimer menyebabkan penyerapan air resin akrilik polimerisasi panas lebih rendah dibandingkan nilon termoplastik.8,32 Selain itu, nilon termoplastik juga memiliki kekasaran permukaan yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan resin akrilik polimerisasi panas menyebabkan penyerapan air pada nilon termoplastik semakin tinggi. Rahal dkk (2004) menyatakan bahwa kekasaran permukaan berhubungan dengan rasio penyerapan air karena air dapat masuk melalui permukaan yang kasar.8 Air yang terserap juga bertindak sebagai

plasticizer sehingga menyebabkan perubahan kekerasan permukaan dari nilon

termoplastik dan resin akrilik polimerisasi panas.11,16,22 Plasticizer merupakan bahan yang ada dalam polimer menyebabkan polimer lebih lunak dan elastis.5 Plasticizer merupakan bahan kimia polimer yang tidak terlibat pada reaksi polimerisasi dan tidak menjadi bagian dari polimer. Bahan ini biasanya adalah ester dengan berat molekul yang rendah. Plasticizer bekerja secara kimia memecah jaringan polimer dan memodifikasi interaksi antara untaian polimer. Plasticizer paling sering digunakan pada polimer yang tidak memiliki struktur ikatan silang.5,44

Rafah dkk. (2010) menyatakan bahwa pembersihan dengan menggunakan energi microwave 800 Watt selama 10 menit dalam kondisi yang berbeda (perendaman dengan larutan NaCl 40%, akuades, dan tanpa perendaman) secara signifikan meningkatkan kekasaran permukaan dari resin akrilik polimerisasi panas, resin akrilik swapolimerisasi dan bahan soft liner, sementara kekerasan permukaan tidak mengalami perubahan yang signifikan setelah pembersihan dengan energi

microwave dengan tiga kondisi yang berbeda.16 Ali dkk. (2011) menyatakan bahwa

pengulangan pembersihan energi microwave 680 Watt selama 3 menit dengan pengulangan 1 kali, 3 kali dan 7 kali menyebabkan penurunan tetapi tidak signifikan terhadap kekuatan transversal, kekerasan dan kekasaran permukaan pada nilon

termoplastik dan resin akrilik polimerisasi panas.12 Ammar dkk. (2013) menyatakan terdapat perbedaan yang signifikan dari kekerasan nilon berdasarkan jenis pembersihan (larutan pembersihan, microwave 650 Watt 6 menit, dan akuades). Hasil menunjukkan pembersihan dengan larutan kimia dapat meningkatkan kekerasan nilon dan radiasi microwave dapat menurunkan kekerasan nilon, tetapi hasil peneltian juga menunjukkan tidak ada perbedaan kekerasan permukaan yang signifikan berdasarkan interval waktu (2 hari, 1 minggu, 1 bulan dan 2 bulan).11 Hamid dkk. (2013) menyatakan jenis bahan, metode pembersihan, dan interaksinya mempengaruhi secara signifikan terhadap hasil kekerasan permukaan. Penggunaan microwave 900 Watt selama 2 menit pada nilon termoplastik dengan merek yang berbeda (Flexiultra, Flexipast) menunjukkan bahwa Flexiultra lebih tinggi kekerasannya dibandingkan Flexipast, dan merupakan hasil yang tertinggi dibandingkan dengan percobaan yang lain.33 Penelitian dari Seo dkk. (2007), Machado dkk. (2009) menerangkan bahwa tidak terdapat pengaruh terhadap kekerasan permukaan resin akrilik polimerisasi panas setelah dibersihkan dengan energi microwave 650 Watt dalam 6 menit.34,35 Ahmad NS, Yusuf SN (2013) menyatakan bahwa maksimal pembersihan energi

microwave 630 Watt selama 3 menit dengan pengulangan sebanyak 10 kali tidak

menyebabkan perubahan dimensi yang signifikan dari basis gigitiruan resin akrilik polimerisasi panas, sehingga tidak dianjurkan untuk melakukan pembersihan gigitiruan setiap hari atau setiap minggu karena akan memperpendek umur dari gigitiruan.36

Sifat kemis Sifat mekanis Stabilitas warna Kekerasan permukaan Crazing Fatigue Kekuatan impak Kekuatan Tensil Pembentukan koloni bakteri Biokompatibilitas Kekasaran Permukaan Penyerapan air

Sifat fisis _{Sifat kemis Sifat mekanis} Stabilitas warna Kekerasan permukaan Fatigue Kekuatan impak Kekuatan Tensil Pembentukan koloni bakteri Biokompatibilitas Ekspansi termal Kekasaran Permukaan Sifat fisis Ekspansi termal Massa jenis Porositas Sifat biologis Sifat biologis Perubahan Suhu Pemasangan gigitiruan Pemilihan Bahan Basis

Non Logam

Logam

Kemis Mekanis

Energi microwave

Kemis dan Mekanis

Termoplastik Resin Akrilik Polimerisasi Panas Termoset Resin Nilon Termoplastik

Metode pembersihan gigitiruan Instruksi dan Nasehat

Penyerapan air

Energi Microwave

Resin akrilik polimerisasi panas Basis Gigitiruan

Nilon termoplastik

Kekerasan permukaan

Metode Pembersihan Gigitiruan

Sifat mekanis

Efek termal

Magnetron merupakan tabung hampa penghasil gelombang mikro yang bereaksi dengan molekul air yang menyebabkan molekul air bergetar dan bergesekan sehingga menghasilkan panas.

 Molekul air yang terserap

kedalam ruang antar rantai polimer jarak rantai polimer ekspansi mempengaruhi kekerasan permukaan.

 Air yang terserap bertindak sebagai

plasticizer pemutusan rantai polimer melunakkan bahan menurunkan kekerasan permukaan permukaan

Difusi Air

 Resin akrilik polimerisasi panas ikatan silang sulit didegradasi dan jarak rantai polimer yang kecil pada matriks polimer penyerapan air <<

 Nilon termoplastik higroskopik

Maksimal pembersihan energi microwave 630 Watt 3 menit tidak menyebabkan perubahan dimensi yang siginifikan basis gigitiruan resin akrilik polimerisasi panas 10 kali pengulangan tidak dianjurkan pembersihan gigitiruan setiap hari atau setiap minggu

2.10 Hipotesis Penelitian

1. Ada pengaruh pembersihan dengan energi microwave berdaya 800 Watt dalam 3 menit dengan pengulangan 1 kali, 2 kali, 3 kali terhadap kekerasan permukaan basis gigitiruan nilon termoplastik.

2. Ada pengaruh pembersihan dengan energi microwave berdaya 800 Watt dalam 3 menit dengan pengulangan 1 kali, 2 kali, 3 kali terhadap kekerasan permukaan basis gigitiruan resin akrilik polimerisasi panas.

BAB 3

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Rancangan Penelitian

Rancangan penelitian yang dilakukan adalah eksperimental laboratoris. Kegiatan percobaan yang memiliki tujuan untuk mengungkapkan suatu pengaruh yang muncul sebagai akibat pemberian perlakuan tertentu.

3.2 Sampel dan Besar Sampel Penelitian

3.2.1 Sampel Penelitian

Sampel penelitian untuk kekerasan permukaan terhadap nilon termoplastik dan resin akrilik polimerisasi panas dengan bentuk batang berukuran 65 mm x 10 mm x 2,5 mm berdasarkan spesifikasi ISO 1567 (Gambar 1).12

65 mm

10 mm 2,5 mm

Gambar 1. Bentuk dan ukuran sampel

3.2.2 Besar Sampel Penelitian

Jumlah sampel penelitian dihitung dengan menggunakan rumus berikut : (t – 1) (r –1) ≥ 15

Keterangan :

t : jumlah perlakuan r : jumlah ulangan

Penelitian ini terdiri dari 4 kelompok sampel untuk pengujian terhadap kekerasan dan kekasaran permukaan, maka t = 4 dan jumlah sampel (r) setiap kelompok dapat ditentukan sebagai berikut :

(4 – 1) (r –1) ≥ 15 3 (r -1) ≥ 15 3r –3 ≥ 15

3r ≥ 15 + 3 3r ≥ 18 r ≥ 18/3 r ≥ 6 ~ r = 6

Jumlah sampel yang dibutuhkan adalah 24, dengan perlakuan setiap kelompok adalah 6 sampel.

3.3 Variabel Penelitian

3.3.1 Klasifikasi Variabel

3.3.1.1 Variabel Bebas

a. Basis nilon termoplastik yang dibersihkan dengan energi microwave dengan daya 800 Watt dalam 3 menit dengan pengulangan 1 kali, 2 kali, dan 3 kali.

b. Basis resin akrilik polimerisasi panas yang dibersihkan dengan energi

microwave dengan daya 800 Watt dalam 3 menit dengan pengulangan 1 kali, 2 kali, dan 3

kali.

3.3.1.2 Variabel Terikat

a. Kekerasan permukaan basis nilon termoplastik dan basis resin akrilik polimerisasi panas

3.3.1.3 Variabel Terkendali

1. Nilon Termoplastik a. Ukuran sampel

b. Perbandingan adonan gips keras c. Waktu pengadukan gips keras d. Suhu dan waktu pemanasan 2. Resin Akrilik Polimerisasi Panas a. Ukuran sampel

b. Perbandingan adonan gips keras c. Waktu pengadukan gips keras d. Perbandingan polimer : monomer e. Tekanan pengepresan

f. Suhu dan waktu kuring

3.3.2 Definisi Operasional

Tabel 1. Definisi Operasional Variabel Bebas

Variabel Bebas Definisi Operasional Skala Ukur

Alat Ukur Nilon

termoplastik

Bahan termoplastik golongan poliamida yang melunak jika dipanaskan dan diproses menjadi basis gigitiruan dengan sistem injeksi

- -

Resin akrilik polimerisasi panas

Bahan resin akrilik yang terdiri atas bubuk dan cairan yang setelah pencampuran membentuk suatu bahan yang padat dan kaku

- -

Energi

microwave

Suatu alat yang menggunakan iradiasi gelombang mikro (frekuensi 2450 Mhz) untuk memanaskan suatu benda

- -

Daya microwave Jumlah kekuatan pada microwave sebesar 800 Watt (diekspresikan dalam Watt )

- -

Lama waktu dan pengulangan

Waktu pembersihan basis gigitiruan nilon termoplastik dan resin akrilik polimerisasi panas dengan microwave yaitu 3 menit dengan pengulangan 1 kali, 2 kali, dan 3 kali. Satu pengulangan ke pengulangan berikutnya memiliki interval 24 jam sehingga dibutuhkan waktu 3 hari untuk mencapai pengulangan 3 kali.

Tabel 2. Definisi Operasional Variabel Terikat

Variabel Terikat Definisi Operasional Skala

Ukur Alat Ukur Kekerasan

permukaan

Resistensi suatu bahan terhadap indentasi permanen atau penetrasi

Skala rasio

Vicker hardness tester

Tabel 3. Definisi Operasional Variabel Terkendali Variabel

Terkendali Definisi Operasional

Skala Ukur

Alat Ukur Ukuran sampel Ukuran sampel adalah 65 mm x 10 mm x

25 mm berbentuk batang uji untuk variabel kekerasan permukaan

- Penggaris besi

Perbandingan adonan gips keras

Perbandingan jumlah gips keras : air yang digunakan untuk menanam sampel dalam kuvet, yaitu 300 gr gips keras : 90 ml air

- Gelas ukur dan wadah air

Waktu

pengadukan gips keras

Waktu yang dibutuhkan untuk mengaduk gips selama 15 detik

- Stopwatch

Tekanan pengeprsesan

Tekanan yang digunakan untuk mengepres kuvet yang telah berisi resin akrilik polimerisasi panas yaitu 1000 psi untuk pengepresan pertama dan 2200 psi untuk pengepresan kedua

- -

Suhu dan waktu kuring

Proses kuring dilakukan dengan air yang dipanaskan dengan menggunakan

waterbath untuk proses polimerisasi resin akrilik polimerisasi panas yaitu fase 1 700 C selama 90 menit dan fase II 1000C selama 30 menit, lalu kuvet didinginkan dalam suhu kamar

- -

Suhu dan waktu pemanasan

Suhu yang digunakan untuk melunakkan bahan nilon pada alat furnace adalah 248,8 – 265,50 C dengan waktu pemanasan bahan nilon pada furnace selama 10 menit

- -

Perbandingan monomer dan polimer

Perbandingan monomer : polimer yang digunakan adalah 2 : 1 = 3 gr : 1,5 gr untuk satu buah sampel resin akrilik polimerisasi panas. Total berat monomer dan polimer adalah 4,5 gr.

- Sendok takar dan wadah air

3.4 Tempat dan Waktu penelitian

3.4.1 Tempat Pembuatan Sampel

1. Unit UJI Laboratorium Dental FKG USU

2. Laboraturium Terpadu Fakultas Kedokteran USU

3.4.2 Tempat Pengujian Sampel

1. Laboraturium Teknik Mesin Unimed

3.4.3 Waktu Penelitian

Penelitian dilakukan pada bulan Maret 2015

3.5 Alat dan Bahan penelitian

3.5.1 Alat Penelitian

3.5.1.1 Alat yang Digunakan untuk Mengahasilkan sampel

1. Nilon Termoplastik

 Injection flask

 Rubber bowl dan spatula

 Model induk terbuat dari logam berbentuk batang uji dengan ukuran 65mm x 10 mm x 25 mm

 Lekron

 Timbangan digital (Kris Chef, China)

 Vibrator (Pulsar 2 Filli Manfredi, Italy)

 Cartridge

 Plugger

 Injektor

 Portable dental Engine(Strong, Korea)

 Straight handpiece (Strong, Korea)

 Bur Fraser

 Rotary grinder (M2V Filli Manfredi, Italy)

 Brush (Scotch- Brite)

 Stopwatch

2. Resin akrilik polimerisasi panas

 Kuvet besar untuk menanam model

 Rubber bowl dan spatula

 Model induk terbuat dari logam berbentuk batang uji dengan ukuran 65 mm x 10 mm x 2,5 mm

 Lekron

 Spatula semen

 Pot pengaduk dari porselen

 Timbangan digital (Kris Chef, China)

 Vibrator (Pulsar 2 Filli Manfredi, Italy)

 Pres hidrolik

 Vacuum Mixer

 Portable dental engine (Strong, Korea)

 Straight handpiece (Strong, Korea)

 Mata bur fraser

 Unit kuring

 Brush (Scotch-Brite)

 Kertas Pasir

3.5.1.2 Alat yang Digunakan untuk Perlakuan dan Menguji Sampel

 Beaker glass

 Vicker Hardness Tester (Future-Tech, Japan)

3.5.2 Bahan Penelitian

 Nilon termoplastik (Bioplast, Japan)

 Resin akrilik polimerisasi panas (Acron, Japan)

 Could mould seal (Acron, Japan)

 Gips keras

 Akuades

 Air

 Vaselin

 Malam spru

 Tinfoil

 Cincin plastik

 Plastik selopan

 Kertas pasir

 Coarse pumice

3.6 Cara Penelitian

3.6.1 Persiapan Pembuatan Sampel Penelitian

Sampel dibuat dari nilon termoplastik dan resin akrilik polimerisasi panas, diperoleh dari model induk yang terbuat dari logam berbentuk batang ukuran 65 mm x 10 mm x 2,5 mm.12

3.6.1.1 Pembuatan Sampel Nilon Termoplastik

1. Penanaman Model Induk pada Kuvet Bawah

- Siapkan kuvet khusus untuk injection moulding (injection flask) dan diolesi dengan bahan separasi vaselin.

- Membuat adonan gips, dengan perbandingan 300 gram gips : 90 ml air. Adonan diaduk dalam mangkok karet dengan spatula hingga homogen.

- Adonan dituang kedalam kuvet bawah yang telah disiapkan di atas vibrator - Model induk diletakkan pada adonan dalam kuvet bawah, satu buah kuvet berisi 4 model induk (Gambar 2).

Gambar 2. Penanaman model induk

- Diamkan sampai gips mengeras selama 20 menit. 2. Pemasangan Spru

- Setelah gips mengeras, malam spru sebagai jalan masuk bahan diletakkan pada tepi model induk dengan menggunakan malam (Gambar 3).

Gambar 3. Pemasangan spru

- Spru yang berlebihan dibuang dengan lekron. 3. Pengisian Kuvet Atas

- Setelah semua model induk dipasang spru, olesi permukaan gips keras, model induk dan kuvet atas dengan vaselin

- Kuvet atas dipasangangkan di atas kuvet bawah dan dikunci hingga rapat

- Membuat adonan gips dengan perbandingan 300 gram : 90 ml air. Adonan diaduk didalam rubber bowl dengan spatula hingga homogen

- Adonan gips dituangkan kedalam kuvet atas yang berada di atas vibrator - Diamkan selama 60 menit hingga gips keras

4. Pengangkatan Model Induk dan Pembuangan Spru

- Setelah gips mengeras, kuvet dibuka, model induk diangkat dengan menggunakan lekron

- Kuvet dipasang kembali, kemudian dipanaskan dalam air mendidih selama 15 menit untuk membuang spru

- Kuvet dibuka dan disiram dengan air mendidih hingga tidak ada lagi sisa spru pada gips keras

5. Injeksi Bahan Nilon Termoplastik ke dalam Mold - Kuvet dipasang kembali dan dikunci

- Cartridge untuk injeksi disiapkan, kemudian letakkan tinfoil yang telah dipotong

bentuk lingkaran pada dasar cartridge

- Bahan nilon termoplastik ditimbang sebanyak 15 gram dengan menggunakan timbangan digital dan dimasukkan kedalam cartridge (Gambar 4).

- Cartridge berisi bahan nilon ditempatkan dalam furnace untuk melunakkan bahan nilon dengan panas pada suhu 248,8 – 265,50C selama 10 menit (Gambar 5).

Gambar 5. Furnace

- Setelah bahan nilon termoplastik meleleh seluruhnya, lapisi plugger penutup

cartridge dengan cincin plastik dan tempatkan pada cartridge

- Cartridge berisi nilon termoplastik yang sudah dipanaskan dipasangkan di atas

kuvet dan kuvet ditempatkan pada alat injektor (Gambar 6).

Gambar 6. Alat injektor

- Bahan nilon termoplastik diinjeksikan ke dalam kuvet

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

6. Proses Akhir dan Pemolesan

- Sampel dikeluarkan dari mold dan spru dibuang menggunakan disk pemotong. Kemudian sampel dirapikan dengan menggunakan bur fraser hingga permukaannya rata

- Salah satu permukaan sampel dihaluskan dengan kertas pasir waterproof ukuran 800, 1000, 1200 yang dipasangkan pada rotary grinder dengan air mengalir masing – masing selama 5 menit dengan kecepatan 500 rpm, kemudian dilanjutkan dengan

scotch-brite brush yang dipasangkan pada polishing motor dengan kecepatan 500 rpm dan

menggunakan coarse pumice selama 5 menit hingga mengkilat.

3.6.1.2 Pembuatan Sampel Resin Akrilik Polimerisasi Panas

1. Pembuatan Mold

a. Membuat adonan gips, untuk kuvet atas = 200 gram gips : 100 ml air, kuvet bawah = 250 gram gips : 150 ml air

b. Adonan diaduk dengan spatula selama 15 detik kemudian dilanjutkan dengan

vacuum mixer selama 30 detik

c. Seluruh bagian dalam kuvet diolesi dengan vaselin kemudian adonan dimasukkan ke dalam kuvet yang telah disiapkan di atas vibrator

d. Model induk diletakkan pada adonan dalam kuvet bawah, satu buah kuvet berisi 4 buah model induk.

e. Diamkan sampai gips mengeras.

f. Permukaan gips diolesi vaselin dan kuvet atas diisi dengan adonan gips keras di atas vibrator.

g. Setelah gips mengeras, kuvet dibuka, model induk diangkat, mold yang didapat dituangi air panas sampai bersih untuk membuang vaselin yang tersisa (Gambar 7).

Gambar 7. Mold pembuatan sampel

h. Setelah kering diolesi dengan separator, tunggu selama 20 menit (sesuai dengan petunjuk pabrik)

2. Pengisian Resin Akrilik pada Mold

a. Monomer dituang ke dalam pot porselen dan masukkan polimer dengan perbandingan 2 gram polimer : 1 ml monomer sampai semua monomer terserap oleh polimer (sesuai petunjuk pabrik). Adonan diaduk dengan spatula stainless steel sampai monomer dan polimer terrcampur dengan baik dan homogen. Adonan didiamkan kira-kira selama waktu yang dianjurkan pabrik, sampai tidak lengket yaitu dough stage dan tidak menempel pada dinding pot porselen.

b. Resin akrilik pada dough stage diletakkan pada mold yang permukaannya telah diolesi could mould seal.

c. Letakkan plastik selopan di antara kuvet atas dan bawah, dan di pres perlahan dengan pres hidrolik dengan tekanan 1000 psi. Kuvet dibuka kembali dan akrilik yang berlebih dipotong menggunakan lekron. Kuvet atas ditutup, dilakukan pres kembali secara perlahan-lahan. Buka kuvet atas, plastik selopan dilepas dan akrilik yang berlebih dipotong menggunakan lekron. Kuvet atas ditutup lalu dilakukan penekanan akhir sampai 2200 psi. Baut kuvet dipasang untuk mempertahankan kuvet atas dan bawah rapat kemudian dibiarkan selama 15 menit.

3. Kuring

Kuvet dimasukkan ke dalam water bath, mula-mula suhu dan waktu kuring diatur yaitu 70oC dibiarkan selama 30 menit, kemudian suhu dan waktu kuring dinaikkan menjadi 100oC dibiarkan selama 90 menit, setelah itu kuvet dibiarkan dingin sampai mencapai suhu kamar.

4. Penyelesaian akhir dan Pemolesan

Sampel dikeluarkan dari kuvet, kemudian dirapikan untuk menghilangkan bagian yang tajam dengan menggunakan bur fraser kemudian sampel dihaluskan permukaannya dengan kertas pasir ukuran 400, 600, 800, 1000, 1200 yang dipasangkan pada rotary

grinder dengan air mengalir selama 3 menit dengan kecepatan 500 rpm. Kemudian

pemolesan dilakukan dengan menggunakan Scotch-Brite brush yang dipasangkan pada

polishing motor dengan kecepatan 500 rpm selama 5 menit dan menggunakan coarse