BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Resin Termoplastik
Resin termoplastik adalah bahan yang dapat dilunakkan dengan pemanasan dan diubah menjadi bentuk solid tanpa mengalami perubahan struktur kimia. Resin
termoplastik terbentuk dari ikatan rantai molekul yang dikenal dengan polimer dengan panjang dan berat molekul yang berbeda.
1
Bahan ini dapat dibagi dalam bentuk amorphous ataupun crystalline. Pada keadaan amorphous, resin memiliki
ikatan rantai molekul yang tidak teratur, sedangkan pada keadaan crystalline,ikatan molekulnya lebih teratur. Bahan termoplastik sendiri tidak ada yang memiliki
keadaan 100 crystalline, melainkan semi-crystalline yaitu struktur kimia yang memiliki bentuk amorphous dan crystallineGambar 1.Dalam keadaan amorphous,
resin termoplastik memiliki sifatglass transition temperatureTg, sedangkan pada keadaan semi-crystallineresin termoplastik memiliki glass transition temperatureTg
dan meltingtemperatureTm.Ketika proses pemanasan,ikatan rantai kimia
amorphousdapat mengalir karena material telah mencapai nilai Tg, sedangkan pada keadaan crystalline, material harus mencapai nilai Tm agar ikatan rantai kimianya
dapat mengalir.
7
Gambar1. Sifat polimer crystallinedan amorphous
7
Universitas Sumatera Utara
Permintaan pasien pada basis gigi tiruan tidak hanya sebatas pada fungsi yang baik saja, tetapi juga terhadap estetis. Basis gigi tiruan resin termoplastik memiliki
nilai estetis yang baik dan dapat mengurangi potensi alergi sepertipada basis gigi tiruan kerangka logam GTKL. Keuntungan resin termoplastik sebagai basis gigi
tiruan adalah bahan ini bersifat fleksibel dan elastis sehingga dapat mengurangi tekanan pada gigi penyangga. Resin termoplastik jugamemiliki nilai modulus
elastisitas yang rendah dan mudah dimanipulasi sehingga material ini dapat beradaptasi pada daerah gerong yang berfungsi sebagai retensi.
26
2.2 Bahan Basis GigiTiruan Nilon Termoplastik 2.2.1 Pengertian
Nilon merupakan nama suatu polimer termoplastik yang dikenal secara generik dan tergolong dalam kelas poliamida yang ditemukan pertama kali pada
tahun 1935 oleh Wallace Carothers di DuPont.Nilon dibentuk dari hasil kondensasi kopolimer yang dibentuk dari reaksi antara diamine NH
2
-CH
2 6
-NH
2
dan asam dicarboxylic CO
2
H-CH
2 4
-COOH.
4
Gambar 2
Gambar 2. Reaksi antara dua asam amino monomer
5
Angkayang paling belakang pada nilon menunjukkan jumlah atom C yang disumbangkan oleh monomer dan angka pertama adalah jumlah atom C padadiamine
dan angka kedua padadiacid. Nilon 66 sebagai contoh menunjukkan diamine dan diacid yang masing-masing menyumbangkan 6 atom Cpada rantai polimernya.
14
Universitas Sumatera Utara
Nilon adalah polimer semi-crystallinesehingga pada keadaan solid, nilon memiliki ikatan rantai yang lebih teratur karena adanya tekanan yang kuat antar
rantai. Sifat crystalline ini mengakibatkan nilon memiliki sifat yang tidak dapat larut dalam pelarut, tahan terhadap panas, dan memiliki kekuatan tensil yang tinggi.Nilon
mulai digunakan sebagai basis gigi tiruan pada tahun 1950.
1
Nilon termoplastik telah menarik perhatian sebagai bahan basis gigi tiruan karena memiliki sifat elastis dan
nilaiestetis yang baik.
4,5
Gambar 3 Nilon juga lebih banyak digunakan sebagai basis gigi tiruan dengan jaringan lunak sebagai struktur pendukungnya disebabkan sifat
nilon yang fleksibel.
27
Gambar 3. Basis gigi tiruan nilon termoplastik
5
Universitas Sumatera Utara
Nilon juga bersifat biokompatibel, nyaman digunakan dan tidak menghasilkan monomer sisa, tetapi bahan ini juga memiliki beberapa kerugian yaitu sulit dipoles
sehingga permukaan basis gigi tiruan lebih kasar, penyerapan air yang tinggi, dan stabilitas warna yang rendah.
28
2.2.2 Keuntungan dan Kerugian 2.2.2.1 Keuntungan
Keuntungan dari basis gigi tiruan nilon termoplastik :
2,5,14,29,30
1. Lebih estetis karena tidak menggunakan cangkolan logam
2. Memiliki sifat yang fleksibel sehingga mudah diinsersi pada daerah
gerong 3.
Tipis dan ringan, tetapi memiliki sifat yang sangat kuat sehingga tidak mudah patah dan rusak
4. Memiliki sifat fisis yang baik, resisten terhadap panas dan bahan kimia
5. Bersifat biokompatibel karena tidak mengandung monomer sisa sehingga
aman digunakan pada pasien yang alergi terhadap metil metakrilat 6.
Dapat disesuaikan dengan bentuk dan gerakan mulut sehingga lebih nyaman dipakai
2.2.2.2 Kerugian
Kerugian dari basis gigi tiruan nilon termoplastik yaitu :
2,5,24,27,29
1. Pasien tidak dapat merasakan sensasi makanan panas dan dingin karena
nilon termoplastik merupakan konduktor yang buruk 2.
Proses pembuatannya lebih mahal 3.
Proses pembuatannya memerlukan peralatan khusus di laboratorium 4.
Sulit dipoles karena memiliki titik leleh yang rendah 5.
Penyerapan air yang tinggi 6.
Stabilitas warna rendah
Universitas Sumatera Utara
2.2.3 Indikasi dan Kontra Indikasi 2.2.3.1 Indikasi
Indikasi pemakaian gigi tiruan nilon termoplastik adalah sebagai berikut:
5, 29
1. Pasien yang alergi terhadap monomer akrilik. Nilon termoplastik hampir
tidak memiliki monomer sisa 2.
Pasien dengan gigi yang tilting 3.
Pasien dengan penyakit sistemik yang tidak sengaja mematahkan gigitiruan
2.2.3.2 Kontra Indikasi
Kontra indikasi pemakaian basis gigi tiruan nilon termoplastik adalah sebagai berikut :
29
1. Deep overbite lebih dari 4mm 2. Gigi yang tersisa sedikit dengan daerah gerong yang minimal untuk retensi
3. Daerah interoklusal yang lebih kecil dari 4mm 4. Bilateral free-end dengan linggir berbentuk knife-edge atau datar
2.3 Sifat Fisis Nilon Termoplastik
a Massa Jenis
Massa jenis nilon adalah 1,14 gcm
3
. Basis gigitiruan dengan massa jenis yang rendah bersifat menguntungkan karena meningkatkan retensi pada gigitiruan rahang
atas.
31
b Porositas
Nilon termoplastik hampir tidak memiliki porositas.
6
Porositas yang terjadi pada nilon termoplastik disebabkan kesalahan pada saat proses injection mouldingdan
metode pemolesan.Porositas juga akan menyebabkan kekasaran permukaan pada basis gigi tiruan.
11
c Perubahan Dimensi
Parvizi dkk 2004 membandingkan stabilitas dimensi basis gigi tiruan nilon termoplastik dengan PMMA yang diproses secara konvensional, dan PMMA yang
Universitas Sumatera Utara
dimanipulasi dengan injection moulding. Hasil penelitian menunjukkan penyusutan tertinggi terjadi pada basis gigi tiruan nilon termoplastik dengan persentase 2,5
pada lengkung dimensinya yaitu 2,8 kali lebih besar dibandingkan dengan PMMA.
4
Stabilitas dimensi yang rendah pada nilon diakibatkan karena sifatnya yang mudah menyerap air sehingga menyebabkan ekspansi pada basis gigitiruan dan perubahan
dimensi yang terjadi akan berdampak pada proses fitting pada gigitiruan.
1,4
d Kekasaran Permukaan
Abuzar dkk 2010 mengevaluasi perbedaan kekasaran permukaan basis gigi tiruan poliamida Flexiplast dengan PMMA Vertex RS. Hasil
penelitianmenunjukkan basis gigitiruan poliamida memiliki permukaan yang lebih kasar, baik sebelum dan sesudah dipoles. Poliamida yang belum dipoles memiliki
permukaan yang lebih kasar akibat adanya disintegrasi pada permukaan cetakan ketika proses injeksi dan juga karena suhu pemanasan yang tinggi .
4
e Perubahan Warna
Stabilitas warna pada nilon dapat dikaitkan karena sifatnya yang hygroscopic dan memiliki penyerapan air yang tinggi. Penyerapan warna secara
ekstrinsik menyebabkan diskolorisasi pada nilon. Jika dibandingkan dengan PMMA, nilon memiliki stabilitas warna yang lebih rendah. NavarroSdkk 2011
membandingkan stabilitasn warna dari resin akrilik polimerisasi panasdengan nilon termoplastik dan perubahan warna yang signifikan terjadi pada nilon termoplastik.
4,5
f Penyerapan Air
Penyerapan air yang tinggi merupakan kekurangan utama nilon karena dapat mempengaruhi kekuatan, modulus elastisitas, dan kekerasan struktur nilon
tersebut.
7
Diantara semua bahan basis gigi tiruan non logam, nilon memiliki penyerapan air yang paling besar. Laidkk2003 membandingkan penyerapan air pada
silicon, resin akrilik polimerisasi panas PMMA, dan resin termoplastik poliamida Flexite Supreme.Hasil
penelitian menunjukkan bahwa penyerapan air
terbesarterdapat pada poliamida.
4
Universitas Sumatera Utara
2.3.1 Penyerapan Air
Penyerapan air adalah proses masuknya molekul air secara difusi yaitu molekul air masuk dan menempati ruang di antara rantai polimer yang dapat
mengubah karakteristik polimer tersebut.
8
Penyerapan air dibagi atas dua yaitu adsorpsi dan absorpsi. Adsorpsi adalah masuknya air pada permukaan basis
gigitiruan, sementara absorpsi adalah masuknya air ke dalam basis gigi tiruan. Hal lain yang membedakan adsorpsi dan absorpsi adalah pada adsorpsi, material yang
masuk ke dalam basis gigi tiruan dapat berupa cairan dan gas, sedangkan pada absorpsi, material yang masuk hanya cairan
.
32
Adanya
molekul air di dalam massa yang terpolimerisasi akan menimbulkan dua efek penting, yaitu menyebabkan massa mengalami ekspansi dan akan
mempengaruhi kekuatan polimer karena air yang masuk ke basis gigi tiruan bertindak sebagai plasticizer yang akan mempengaruhi sifat mekanis dan stabilitas dimensi
basis gigi tiruan. Plasticizer akan mengurangi kekuatan tarikan antar polimer sehingga ikatan menjadi lebih fleksibel danmulai mengalirpada suhu yang rendah dan
mengakibatkan penurunan pada Tg.
15,23
Penyerapan air yang tinggi pada nilon umumnya disebabkan karena adanya ikatan amida pada rantainya yang bersifat hydrophilic. Semakin tinggi konsentrasi
amida pada rantainya, semakin tinggi pula nilai penyerapan airnya. Penyesuaian pada konsentrasi amida akan menciptakan ikatan yang kuat antara atom H dengan
kelompok amida sehingga mengurangi perlekatan molekul air pada nilon.
26
Hal ini sesuai dengan pendapat Kaplan 2008 dan Takabayashi 2010 yang menyatakan
bahan basis gigi tiruan dapat disesuaikan menjadi rendah seperti pada nilon 6 atau nilon 66karena akan menciptakan ikatan H yang kuat antara kelompok amida
sehingga mengurangi penyerapan air.
9
Pada basis gigi tiruan polimer, nilai penyerapan air tidak boleh melewati 32µgmm3 ISO Standard 1567, 1999. Takahashidkk 1998mengemukakan bahwa
ketika molekul air tersebar diantara molekul polimer akan menyebabkan pemisahan ikatan antar molekul pada polimer. Hal ini akan mengakibatkan stabilitas dimensi
yang rendah pada gigi tiruan.
33
Ukuran molekul air yang kecil yaitu kurang dari
Universitas Sumatera Utara
Penyerapan air= M2-M3
��
2
x tmm
3
0,28nm dan lebih kecil dibandingkan jarak antar polimer menyebabkan jarak antar rantai menjadi jauh sehingga terjadi ekspansisertadapat mempengaruhi kekuatan,
stabilitas fisis, mekanis, perubahan warna dan stabilitas dimensiyang pada akhirnya menyebabkan fraktur dan kegagalan pada basis gigi tiruan.
3,12,28
2.3.1.1Alat dan Cara Pengukuran Penyerapan Air
Prosedur standar untuk mengukur nilai penyerapan air yaitu basis diletakkan pada desikator yang mengandung silikagel pada suhu 37ºC ± 2ºC selama 24 jam.
Desikasi adalah pengeringan suatu bahan atau benda dengan menggunakan alat desikator sehingga bahan atau benda yang didesikasi akan mengalami pengurangan
berat dan diperoleh berat bahan atau benda yang sebenarnya. Proses desikasi ini diulang dalam periode waktu 24 jam sampai penurunan berat basis tidak lebih dari
0,5 mg, setelah itu basis ditimbang dengan timbangan digital. Massa yang ditimbang ini adalah M1 conditioned mass. Setelah itu basis direndam dalam air selama 7 hari,
basis lalu dilap dengan kain dan dikeringkan pada udara terbuka selama 15 detik kemudian ditimbang kembali M2 immersed mass. Tahap selanjutnya adalah basis
dimasukkan kembali ke dalam desikator sampai dicatat berat yang konstan. Setelah itu basis ditimbang kembali M3 reconditioned mass.
Nilai penyerapan air dihitung dalam satuan µ gmm
3
ISODIS 4049 untuk basis gigi tiruan polimer.Pengukuran penyerapan air dihitung berdasarkan rumus
berikut :
33-36
Keterangan : •
Water sorption Wsp = nilai penyerapan air µg mm
3
• Dry mass M1 = berat sampel sebelum perendaman µg
• Wet mass M2 = berat sampel setelah perendaman µg
• Final dry mass M3 = besar sampel setelah perendaman dan
Universitas Sumatera Utara
dikeringkan dengan desikator µg •
Surface area = volume sampel mm
3
2.3.1.2 Faktor yang Mempengaruhi Penyerapan Air
a Monomer Sisa
Menurut Dixon 1992, monomer sisa dapat mempengaruhi penyerapan air.
34
Ketika ada monomer sisa, pertukaran antar monomer menjadi sedikit sehingga dapat meningkatkan penyerapan air.
37
b Derajat Kristalisasi
Poliamida yang didinginkan secara lambat akan memiliki derajat kristalisasi yang lebih banyakyaitu 50-60 lebih baikdibandingkan dengan
poliamida yang didinginkan secara cepat dengan derajat kristalisasi hanya sebesar 10. Proses kristalisasi akan berpengaruh pada penyerapan air dan nilon dengan
derajat kristalisasi yang sedikit lebih mudah menyerap air.
21
c Porositas
Porositas yang tinggi pada nilon termoplastik akan meningkatkan penyerapan air karena basis gigi tiruan sering berkontak dengan cairan dalam rongga
mulut.
11
Jang DE dkk 2015 membandingkan porositas basis gigi tiruan PMMAPaldent 20
dengan nilon termoplastik Bio Tone dan hasil
penelitianmenunjukkan PMMA memiliki porositas yang lebih tinggi dibandingkan dengan nilon termoplastik.
3
2.4 Manipulasi Nilon Termoplastik
Nilon merupakan bahan yang tidak dapat dilarutkan pada pelarut sehingga pada teknik manipulasinya, nilon tidak dapat dibuat dalam bentuk adonan dough.
Teknik manipulasi nilon adalah dengan injection moulding dan nilon yang telah dilelehkan harus diinjeksikan ke dalam kuvet khusus dengan tekanan.
1,13
Prosedur dimulai dengan memanaskan furnace sampai suhu mencapai 220
o
C kemudian cartridge yang berisi butiran nilon dimasukkan ke furnace dan dilelehkan
selama 11 menit. Setelah itu nilon akan ditekan pada kuvet khusus lalu diinjeksikan
Universitas Sumatera Utara
ke dalam cetakan. Bahan akan mengalir ke cetakan melalui spru. Agar bahan dapat mengalir ke daerah cetakan secara rata dan menyeluruh, tekanan dilakukan selama 3
sampai dengan 5 menitkemudian didinginkan selama 15-20 menit sebelum gigitiruan dibuka dari cetakan.
13
Penelitian menunjukkan teknik manipulasi dengan injection moulding menghasilkan basis gigitiruan yang lebih stabil, akan tetapi kerugian dari
teknik injection moulding adalah biaya yang lebih mahal dan adanya pembuangan spru hasil polimerisasi basis gigitiruan.
14,15
2.5 Pengelolaan Nilon Sisa