Prof.Dr.Widjijono,drg.,SU. ( Fakultas Kedokteran Gigi)
SMART-FLOUR DALAM PENCE GAHAN KARIES
DANPENGEMBANGANNYA
I
UNIVERSITAS
GADJAH MADA
Pidato Pengukuhan Jabatan Guru Besar
pada Fakultas Kedokteran Gigi
Universitas Gadjah Mada
I
Oleh:
Prof. Dr. Widjijono, drg., SUo
.,
SMART-FLOUR DALAM PENCEGAHAN KARIES
DANPENGEMBANGANNYA
UNIVERSIT AS GADJAH MADA
Pidato Pengukuhan Jabatan Guru Besar
pada Fakultas Kedokteran Gigi
Universitas Gadjah Mada
Diucapkan di depan Rapat Terbuka Majelis Guru Besar
Universitas Gadjah Mada
pada tanggal26 Maret 2014
di Yogyakarta
Oleh:
Prof. Dr. Widjijono, drg., SUo
."
Assalamu
'alaiklll11 waralzmawllolzi
wabarakatlllz
Yang terhormat, Kewa, Sekretaris dan Anggota Majelis Wali Amanalz
Universitas Gadjalz Mada
Yallg terilOrmat, Ketua. Sekretaris dan Anggota Majelis Guru Besar.
Universitas Gadjalz Mada
Yang terilOrmat, Ketlla, Sekretaris dan Anggota Sellat Akademik
Universitas Gadjalz Mada
Yang terhormat, Rektor. Wakil Rektor, Dekan. Wakil Dekan dall
segenap Pejabat Struktllral Universitas Gadjall Mada
Yang terhormat, rekan-rekan dosen dan segenap sivitas akademika
Universitas Gadjalz Mada
Para tamll undangan dan hadirin yang terhormat
Pertama-tama saya panjatkan puji syukur kehadirat Allah Swt
atas karunia, rahmat, taufik, dan hidayah-Nya sehingga kita dapat
hadir dalam rapat Terbuka Majelis Guru Besar Universitas Gadjah
Mada saat ini. Suatu kehonnatan tersendiri bagi saya atas kesempatan
yang diberikan untuk menyampaikan pidato pengukuhan sebagai Guru
Besar dalam bidang Ilmu Biomaterial Kedokteran Gigi sesuai dengan
SK Mendikbud RI nomor: 164118/ A.4.3/KP/20 13 tel1anggal 31
Oktober 2013. Pidato pengukuhan ini merupakan penyampaian see ara lisan dari pemikiran saya berjudul:
Smart-Fluor Dalam Pencegahan Karies Dan Pengembangannya
Pil11pinallsidang dan hadirill yang saya mliliakan
Bagian Ilmu Biomaterial Kedokteran Gigi yang merupakan
peeahan dari Ilmu Dental Material dan Teknologi Gigi dalam rangka
menuju global sciellce telah mengikuti perkembangan keilmuannya
dari paradigm synthetic dental materials menuju ke biological biomaterials. Ilmu Biomaterial dikembangkan berdasarkan sains dengan
jangka panjang berkesinambungan, sedangkan Teknologi Kedokteran
Gigi dikembangkan berdasarkan terapan dengan jangka pendek,
.r "
2
3
kontemporer dan fragmatis praktis. Diantara kedua paradigma terjadi
perkembangan era smart-materials. Senyawa fluOlide telmasuk dalam
kategori smart material, sehingga senyawa fluor disebut sebagai
smart-fluor. Material smart:I1/1orperlu dikembangkan untuk mendapatkan efektivitas dan efisiensi yang optimum dalam pencegahan
katies gigi. Material dengan kandungan fluor mempunyai pengaruh
lebih meningkatkan ketahanan terhadap kmies gigi dan menghambat
pertumbuhan bakteri kariogenik. Terkait dengan konsep minimal
invasive demistry (MID) pada perawatan gigi karies, telah dikembangkan metoda pemberian fluor secara sistemik berupa susuk dan
plester fluor yang menunjukkan efektivitas dalam upaya peningkatan
pencegahan karies gigi. Periode kedepan tantangan yang perlu diatasi
adalah pembuatan: perangkat detektor fluor sensitive-portable. dengan
teknik sentuhan pada saliva dan sediaan plester:f1uor dengan matriks
adhesive sel1amaterial restorasi berbasis polimer yang aman.
bersifat pasif tanpa interaksi dengan lingkungan menuju bioactive
biomaterials dan true biological biomaterials. Sifat material yang
bioactive adalah matelial setelah ditempatkan dalam jaringan mempunyai mekanisme aktif sesuai tujuan perawatan. True biological
biomaterials terwujud apabila telah diketemukan suatu metode
restorasi secara alami yaitu menumbuhkan gigi dari stem cell
(McCabe dkk., 2009). Saat ini matelial dibidang kedokteran gigi yang
tersedia bersifat material symhetic, bioactive dan smart. Smart
behavior terkait dengan sifat biokompatibilitas yaitu material yang
digunakan mendapat respon dari jaringan sesuai tujuan perawatan.
Material bioaktif merupakan material yang akan merespon secara
aktif dalam pembentukan senyawa biologis pada waktu berkontak
dengan jaringan hidup.
Unsur penting dalam smart material adalah aksi dan respon dari
stimuli menghasilkan efek yang diinginkan harus reversibel dan faktor
penentunya adalah bersifat asimetrikal. Stimuli pada smart material
meliputi strain, stress, temperatur, kimiawi, medan listrik, medan
magnit, tekanan hidrostatis, radiasi dan lain-lain. Dari jenis stimuli
yang ada smart material dapat diklasifikasikan menjadi: piezoelektrik
material, elektrostriktif matelial, magnetostriktif material, thelmoresponsif material, pH sensitive material, light sensitive material,
polimer smart, smart gels, smat1 katalis, dan shape memory alloys.
Senyawa fluor termasuk dalam klasifikasi piezoelektrik material.
Piezoelektrik berasal dari kata piezo (Latin) yang berarti pemampatan
atau squezze. dan electro, dengan pengertian bahwa piezomaterial
adalah material yang mempunyai intisari: hasil pemampatan material
dan terkait dengan perubahan medan kelistlikan sesuai tujuan
perlakuan (Harvey, 2002).
Material-matelial untuk pencegahan dan promosi kesehatan gigi
yang mempunyai perilaku smw1 adalah jenis: polimer resin akriIik,
ionomer kaca dan turunannya, senyawa fluor, serta biofilm. Khusus
untuk senyawa smart-fluor perlu ditingkatkan agar lebih efektif dan
efisien tanpa dualisme dalam penggunaan fluor yang belum terpecah- .
kan seperti yang terjadi saat ini. Upaya pengurangan dan penghilangan
gap dualisme tersebut dipandang sangat perlu untuk dilakukan.
Pimpinan sidang dan hadirin yang saya muliakan
Pendahuluan
Ilmu Biomaterial, saat ini sedang mengalami transisi dali abad
synthetic Dental Materials ke abad true biological materials. True
biological biomaterials adalah ilmu biomaterial yang mengembangkan ke arah natural tissue restoration (Bayne, 2005). Transisi
keilmuan bertolak dari abad material plastis menuju ke abad material
komposit. Diantara kedua abad ini berkembang era yang disebut
smart-material (Harvey, 2002). Smart materials adalah matelial yang
mempunyai sifat dan kemampuan untuk kembali ke status semula
sebelum ada stimulasi. Dalam" kerangka mengikuti perkembangan
keilmuan tersebut, maka mulai tahun 1995 bagian IBKG FKG-UGM
"memisahkan disiplin ilmu dari Ilmu Dental Material & Teknologi
Kedokteran Gigi menjadi Ilmu Biomaterial Kedokterim Gigi (IBKG)
dan Teknologi Kedokteran Gigi (TKG). TKG dikembalika~ ke induk
ilmu dan diampu oleh Bagian Ilmu K~dokteran Gigi Dasiu' (IKGD).
Tahun itu.pula dimulainya transisi dari paradigma material tradisional
yang didesain untuk'penggunaan dalam jangka panjang, awet dan
."
4
5
Gap dualisme penggunaan material fluor sudah lama teljadi.
Sebenanya dualisme teljadi sebagai akibat ketidak sinkronisasi
penggunaan fluor di masyarakat dan kemungkinan bagi penganut
paham fundamental-minimalis. Fluor sendili diyakini bukan merupakan nutrien esensial tetapi merupakan mikronutrien atau sebagai
bahan suplemen (Munay, 1986), sehingga ditolak oleh kelompok
faham fundamental-minimalis. Dari pandangan kelompok pelaksana
kesehatan yang mempunyai pemahaman bahwa fluor sangat diyakini
berperan membantu dalam penurunan prevalensi katies gigi.
Penurunan prevalensi karies gigi diakibatkan pembentukan fluorhidroksi apatit atau fluor apatit yang lebih tahan terhadap demineralisasi lingkungan asam.
Karies gigi merupakan penyakit major yang melanda sebagian
besar penduduk di dunia. Bank data kesehatan global (GODB),
menunjukkan prevalensi karies gigi di negara-negara maju mengalami
penurunan, sedangkan di negara-negara berkembang dan negara
sangat maju justru menunjukkan peningkatan prevalensi karies gigi.
Prevalensi karies gigi di negara sangat maju berubah dari moderat ke
tingkat tinggi. Dalam rangka pencegahan kenaikan prevalensi kalies
gigi, badan kesehatan dunia (WHO) membuat strategi antara lain
dengan langkah: (a) penurunan tingkat prevalensi secara berkesinambungan di negara industri, dan (b) menghentikan atau membalikkan
kecenderungan laju peningkatan prevalensi karies gigi di negara
berkembang (Mun'ay, 1986). Dalam bidang Kedokteran Gigi, untuk
pencegahan katies gigi mendasarkan pada konsep etiologi. Secat'a
teoritis terdapat keniscayaan memodifikasi faktor-faktor etiologi atau
peningkatan faktor-faktor yang memperkuat ketahanan gigi terhadap
kelarutan dalam suasana asam. WHO telah memutuskan dengan
resolusi dalam World Health Assembly (WHA) nomor 31.50 tahun
1979 menganjurkan pemberian suplemen fluor dan aplikasi topikal
fluor untuk daerah dengan kandungan fluor air minum kurang
optimum (WHO, 1984).
Para pelaku tenaga kesehatan menggunakan prinsip dasar dalam
pemberilln fluor. Prinsip dasar tersebut adalah menggunakan dosis
terapeutik dan besa1' dosis terapeutiknya ditunjukkan dalam kadar
fluor plasma darah. Kadar ideal untuk prevensi karies gigi adalah
kadar yang memberi efek preventif tanpa atau minimal mengakibatkan
fluorosis. Rentang kadar fluor plasma normal antara 0,14-0,19 ppm
(Fejerkov dkk., 1996). Fluor dalam kadar normal terjadi dinamika
metabolisme secara efektif, efisien dan menguntungkan dalam
pencegahan karies gigi. Akan tetapi fakta di lapangan menunjukkan
ketidaksinkronan dalam pemberian fluor. lumlah asupan fluor ke
dalam tubuh tidak terkendali, berlebihan sehingga menyebabkan
terjadinya fluorosis maupun penyimpangan lainnya. Sumber asupan
fluor dalam masyarakat berasal sebagian besar dati makananminuman, air minum, pemberian fluor secara masal melalui pasta gigi
berftuorida dan sebagian kecil dari pemberian fluor profesional oleh
tenaga kesehatan.
.,
Pimpinan
sidang dal/ /wdirin yang saya 11luliakall
Sumber Fluorida
Fluor mempunyai sifat paling elektro negatif diantara elemen
kimiawi sehingga di alam tidak pemah didapatkan dalam bentuk
elemental tetapi dalam bentuk persenyawaan. Senyawa fluorida
terdapat berturut-turut dari jumlah besar ke kecil adalah: air laut, air
tanah, tanaman dan udara. Senyawa fluorida di alam berupa
kombinasi kimiawi dari berbagai mineral seperti fluorspar. cryolite.
appatite, mika dan lain-lain. Fluor dalam batuan vulkanik hampir
sarna yang terkandung di lautan. Kandungan fluor dalam minyak,
makin ke dalam jaraknya dari permukaan tanah makin tinggi kadar
fIuo1l1ya.Di area pegunungan yang tinggi kandungan fluor tanahnya
relatif rendah. Fluor di darah pegunungan akan terlarut dalam air dan
ditransfer ke dataran rendah atau ke laut melalui sungai menyebabkan
kandungan fluor laut relatif tinggi sehingga kandungan fluor di benua
ini relatif konstan sesuai siklus ekologi.
kandungan fluor yang tinggi biasanya didapatkan di kaki
gunung dan daerah geological deposit yang dulunya lautan, seperti
sabuk geografis Siria-Jordan-Mesir-Libia, Algeria-Maroko, lembah
Rift Sudan-Kenya. Turki-Irak-Iran-Afganistan sampai India-ThailandCina. Kandungan fluor tCI1inggi dalam air didapatkan di danau
6
7
Nakuru lembah Rift (2800 mg/liter) dan dalam tanah dipantai danau
sampai 5600mg ion F/kg. Fluor dalam makanan padat berasal dari
fluor tanah. Tanaman yang tumbuh di daerah tanah asam mempunyai
kadar fluor tinggi dan fluor terdapat dalam helaian daun, biji atau
buah. Daun teh merupakan salah satu tanaman yang mengandung
fluor tinggi. Fluor dari daun teh dengan cepat terlepas pada waktu
diseduh dengan air panas. Produk ikan (terutama salmon dan sarden)
kaya kandungan fluor yang berasal dari fluor laut yang terserap
bersama makanan ikan. Kadar fluor tinggi juga didapatkan pada
daging ayam yang ditemak dengan pemberian pakan fis1zmeal atau
b01lemeal. Ketela di daerah Amerika Utara dan Pasifik juga
mengandung kadar fluor tinggi. Air minum dari sumur juga
mengandung fluor akibat fluor tanah yang terlarut dan merupakan
sumber asupan fluor bagi tubuh (Murray, 1986).
oral melalui alur glikolitik. Dalam alur glikolitik, fluorida akan
menghambat proses enzimatik. FluOlida bereaksi dengan enzim
metaloenzim yang memerlukan kation divalen untuk aktivitasnya.
Fluorida dengan metaloenzim akan membentuk jluor-metallocomplex
yang tidak reaktif lagi. Fluorida menghambat metaloenzim seperti
enzim-enzim: enolase, suksinikdehidrogenase, fosfoglukomutase, disamping itu fluor juga menghambat nonmetaloenzim seperti enzimenzim: fosfogliseromutase, fosfatase dan asetilkolinesterase. Gangguan enzim enolase akan menghambat pembentukan fosfoenol piruvat
dari 2-fosfogliserat dalam siklus Kreb's. Dengan demikian produksi
karbohidrat intra selular akan terhambat dan menurunkan produksi
asam. Dengan kata lain penghambatan enzim enolase pada siklus
Kreb's akan menurunkan insidensi karies gigi (Wefel, 1982).
Sifat-sifat pokok fluorida dalam kondisi fisiologis normal
adalah: (a) fluor diabsorpsi dalam bentuk ion fluor atau hydrogen
fluoride mengikuti hukum difusi pasif. Sekitar 75 persen fluor darah
terdapat dalam plasma, (b) kadar puncak fluor sekitar '/2 jam pada
puasa, (c) waktu paroh fluor plasma antara 4 sampai 8 jam, (d) sedikit
ion fluor dalam plasma yang terikat protein, (e) deposisi fluor terjadi
cepat pada jaringan terkalsifikasi, (f) terdapat kesetimbangan antara
kadar fluor tulang dan kadar fluor plasma, (g) ekskresi fluor normal
terjadi melalui ginjal (Ericsson, 1983).
Kondisi kadar fluor tinggi menyebabkan penghambatan secara
partial pada proteinase yang memecah protein matriks email, sehingga
modulasi pengeluaran protein terhambat dan tidak terjadi proses
kalsifikasi. Kenaikan dosis fluor akan menurunkan secara progresif
modulasi ameloblas selama fase maturasi perkembangan email.
Apabila kenaikan kadar fluor terjadi secara ekstrim, maka modulasi
ameloblas akan hilang sarna sekali. Kegagalan dalam proses
pengeluaran protein matriks email, menyebabkan terjadinya kelainan
dalam ukuran dan morfologi kristal berupa porus atau tidak terbentuk
kristal ~ama sekali (Bawen dkk., 1995) dan dikenal sebagai kelainan
fluorosis gigi.
Pimpi1la1l sida1lg da1l /Zadiri1l ya1lg saya muliaka1l
Metabolisme Fluorida
Masukan fluorida baik berasal dmi makanan maupun minuman
akan segera diabsorpsi dalam darah. Mekanisme absorpsi fluor
merupakan suatu difusi melewati membran yang permeabel. Fluorida
yang tidak dapat diabsorpsi akan dielimi~asi melalui tinja. Apabila
dalam makanan atau minuman bersama-sama fluor terdapat mineralmineral kalsium, magnesium, aluminium maka absorpsi fluor dapat
terganggu karena membentuk senyawa yang tidak larut (i1lsoluble)
(Murray, 1986). Penampungan fluor (seeki1lg) dalam tubuh terjadi
sebagian kecil pada jaringan lunak dan terletak dalam cairan
intersisial, sedangkan fluor dalam jumlah besar terjadi pada jaringan
terkalsifikasi (tulang, sementum, dentin dan email). Fluor yang
terdapat dalam jaringan tulang dapat terjadi dekalsifikasi dan reposisi
akibat proses remodeling dinamis tulang, sedangkan pada sementum,
dentin dan email apabila terjadi demineralisasi sangat sukar terjadi
remodeling seperti pada tulang.
Fltlorida mempunyai efek langsung terhadap: (a) permukaan
gigi dengan sifat reaksi elektro negatif fluor dan (b) mikroorganisme
."
8
Pimpinan
sid(l1lg dan/wdirin
yang saya 11l11liakan
Mekanisme fluor terhadap hidroksiapatit
Fluor merupakan unsur yang sangat elektronegatif dan sangat
reaktif. Di alam tidak pemah didapatkan fltior dalam bentuk elemental
(F2), tetapi selalu diperoleh dalam bentuk senyawa fluorspar (CaF2),
fluorapatit (FAP) atau cryolite (Na)AlF6). Fluor dalam bentuk ion
banyak terdapat dalam air segar, air laut, tanaman dan dalam senyawa
organik lain. FIuorida sendiri terakumulasi dalam skeleton yang
dikenal sebagai bone seeker. Gigi tersusun dari kristal-kristal hidroksi
apatit. Hidroksi apatit merupakan senyawa klasium fosfat dengan
rumus empiris CalO(P04MOHh. Senyawa fluorida termasuk smart
materials kedokteran gigi karena terjadi pelepasan fluor dari bentuk
asal berupa garam menjadi ion fluor yang mampu mensubstitusi
gugus hidroksi kristal gigi, membentuk kalsium hidroksida apatit dan
memberi manfaat ketahanan gigi terhadap demineralisasi akibat asam
(McCabe dkk., 2009). Penggabungan atau subtitusi ion fluor kedalam
kristal hidroksi apatit selama periode pertumbuhan gigi, maka akan
terbentuk fluor apatit (FAP) atau fluor-hidroksi apatit (fluoridated
l1ydroxyappatite) hal ini terjadi karena tidak seluruh gugus hidroksi
tergantikan oleh fluoride (Wefel, 1982).
Aksi fluor sebagai material pencegahan mempunyai r~aksi
terhadap hidroksiapatit gigi sebagai berikut: (1) Dalam kadar tinggi
akan membentuk endapan kalsium fluorida dan menutup pori
permukaan email gigi, (2) Dalam kadar rendah membentuk fluor
apatit, (3) Dosis fluor terapeutik dalam narrow window, (4) Kadar
fluor yang tinggi dalam plasma darah mengakibatkan gangguan
pengeluaran protein matriks jaringan terkalsifikasi sehingga terjadi
fluorosis gigi.
Di negara-negara maju yang menggunakan jaminan kesehatan
dalam anggaran belanja negaranya, program pemberian suplemen
fluoridamerupakanagen kariostatikyangefektif,terutamapada anakanak yang hidup di daerah non fluoridasi air minum. Apabila
suplemen fluorida dilakukan setiap.hari dan berkelanjutan mulai dari
usia
DANPENGEMBANGANNYA
I
UNIVERSITAS
GADJAH MADA
Pidato Pengukuhan Jabatan Guru Besar
pada Fakultas Kedokteran Gigi
Universitas Gadjah Mada
I
Oleh:
Prof. Dr. Widjijono, drg., SUo
.,
SMART-FLOUR DALAM PENCEGAHAN KARIES
DANPENGEMBANGANNYA
UNIVERSIT AS GADJAH MADA
Pidato Pengukuhan Jabatan Guru Besar
pada Fakultas Kedokteran Gigi
Universitas Gadjah Mada
Diucapkan di depan Rapat Terbuka Majelis Guru Besar
Universitas Gadjah Mada
pada tanggal26 Maret 2014
di Yogyakarta
Oleh:
Prof. Dr. Widjijono, drg., SUo
."
Assalamu
'alaiklll11 waralzmawllolzi
wabarakatlllz
Yang terhormat, Kewa, Sekretaris dan Anggota Majelis Wali Amanalz
Universitas Gadjalz Mada
Yallg terilOrmat, Ketua. Sekretaris dan Anggota Majelis Guru Besar.
Universitas Gadjalz Mada
Yang terilOrmat, Ketlla, Sekretaris dan Anggota Sellat Akademik
Universitas Gadjalz Mada
Yang terhormat, Rektor. Wakil Rektor, Dekan. Wakil Dekan dall
segenap Pejabat Struktllral Universitas Gadjall Mada
Yang terhormat, rekan-rekan dosen dan segenap sivitas akademika
Universitas Gadjalz Mada
Para tamll undangan dan hadirin yang terhormat
Pertama-tama saya panjatkan puji syukur kehadirat Allah Swt
atas karunia, rahmat, taufik, dan hidayah-Nya sehingga kita dapat
hadir dalam rapat Terbuka Majelis Guru Besar Universitas Gadjah
Mada saat ini. Suatu kehonnatan tersendiri bagi saya atas kesempatan
yang diberikan untuk menyampaikan pidato pengukuhan sebagai Guru
Besar dalam bidang Ilmu Biomaterial Kedokteran Gigi sesuai dengan
SK Mendikbud RI nomor: 164118/ A.4.3/KP/20 13 tel1anggal 31
Oktober 2013. Pidato pengukuhan ini merupakan penyampaian see ara lisan dari pemikiran saya berjudul:
Smart-Fluor Dalam Pencegahan Karies Dan Pengembangannya
Pil11pinallsidang dan hadirill yang saya mliliakan
Bagian Ilmu Biomaterial Kedokteran Gigi yang merupakan
peeahan dari Ilmu Dental Material dan Teknologi Gigi dalam rangka
menuju global sciellce telah mengikuti perkembangan keilmuannya
dari paradigm synthetic dental materials menuju ke biological biomaterials. Ilmu Biomaterial dikembangkan berdasarkan sains dengan
jangka panjang berkesinambungan, sedangkan Teknologi Kedokteran
Gigi dikembangkan berdasarkan terapan dengan jangka pendek,
.r "
2
3
kontemporer dan fragmatis praktis. Diantara kedua paradigma terjadi
perkembangan era smart-materials. Senyawa fluOlide telmasuk dalam
kategori smart material, sehingga senyawa fluor disebut sebagai
smart-fluor. Material smart:I1/1orperlu dikembangkan untuk mendapatkan efektivitas dan efisiensi yang optimum dalam pencegahan
katies gigi. Material dengan kandungan fluor mempunyai pengaruh
lebih meningkatkan ketahanan terhadap kmies gigi dan menghambat
pertumbuhan bakteri kariogenik. Terkait dengan konsep minimal
invasive demistry (MID) pada perawatan gigi karies, telah dikembangkan metoda pemberian fluor secara sistemik berupa susuk dan
plester fluor yang menunjukkan efektivitas dalam upaya peningkatan
pencegahan karies gigi. Periode kedepan tantangan yang perlu diatasi
adalah pembuatan: perangkat detektor fluor sensitive-portable. dengan
teknik sentuhan pada saliva dan sediaan plester:f1uor dengan matriks
adhesive sel1amaterial restorasi berbasis polimer yang aman.
bersifat pasif tanpa interaksi dengan lingkungan menuju bioactive
biomaterials dan true biological biomaterials. Sifat material yang
bioactive adalah matelial setelah ditempatkan dalam jaringan mempunyai mekanisme aktif sesuai tujuan perawatan. True biological
biomaterials terwujud apabila telah diketemukan suatu metode
restorasi secara alami yaitu menumbuhkan gigi dari stem cell
(McCabe dkk., 2009). Saat ini matelial dibidang kedokteran gigi yang
tersedia bersifat material symhetic, bioactive dan smart. Smart
behavior terkait dengan sifat biokompatibilitas yaitu material yang
digunakan mendapat respon dari jaringan sesuai tujuan perawatan.
Material bioaktif merupakan material yang akan merespon secara
aktif dalam pembentukan senyawa biologis pada waktu berkontak
dengan jaringan hidup.
Unsur penting dalam smart material adalah aksi dan respon dari
stimuli menghasilkan efek yang diinginkan harus reversibel dan faktor
penentunya adalah bersifat asimetrikal. Stimuli pada smart material
meliputi strain, stress, temperatur, kimiawi, medan listrik, medan
magnit, tekanan hidrostatis, radiasi dan lain-lain. Dari jenis stimuli
yang ada smart material dapat diklasifikasikan menjadi: piezoelektrik
material, elektrostriktif matelial, magnetostriktif material, thelmoresponsif material, pH sensitive material, light sensitive material,
polimer smart, smart gels, smat1 katalis, dan shape memory alloys.
Senyawa fluor termasuk dalam klasifikasi piezoelektrik material.
Piezoelektrik berasal dari kata piezo (Latin) yang berarti pemampatan
atau squezze. dan electro, dengan pengertian bahwa piezomaterial
adalah material yang mempunyai intisari: hasil pemampatan material
dan terkait dengan perubahan medan kelistlikan sesuai tujuan
perlakuan (Harvey, 2002).
Material-matelial untuk pencegahan dan promosi kesehatan gigi
yang mempunyai perilaku smw1 adalah jenis: polimer resin akriIik,
ionomer kaca dan turunannya, senyawa fluor, serta biofilm. Khusus
untuk senyawa smart-fluor perlu ditingkatkan agar lebih efektif dan
efisien tanpa dualisme dalam penggunaan fluor yang belum terpecah- .
kan seperti yang terjadi saat ini. Upaya pengurangan dan penghilangan
gap dualisme tersebut dipandang sangat perlu untuk dilakukan.
Pimpinan sidang dan hadirin yang saya muliakan
Pendahuluan
Ilmu Biomaterial, saat ini sedang mengalami transisi dali abad
synthetic Dental Materials ke abad true biological materials. True
biological biomaterials adalah ilmu biomaterial yang mengembangkan ke arah natural tissue restoration (Bayne, 2005). Transisi
keilmuan bertolak dari abad material plastis menuju ke abad material
komposit. Diantara kedua abad ini berkembang era yang disebut
smart-material (Harvey, 2002). Smart materials adalah matelial yang
mempunyai sifat dan kemampuan untuk kembali ke status semula
sebelum ada stimulasi. Dalam" kerangka mengikuti perkembangan
keilmuan tersebut, maka mulai tahun 1995 bagian IBKG FKG-UGM
"memisahkan disiplin ilmu dari Ilmu Dental Material & Teknologi
Kedokteran Gigi menjadi Ilmu Biomaterial Kedokterim Gigi (IBKG)
dan Teknologi Kedokteran Gigi (TKG). TKG dikembalika~ ke induk
ilmu dan diampu oleh Bagian Ilmu K~dokteran Gigi Dasiu' (IKGD).
Tahun itu.pula dimulainya transisi dari paradigma material tradisional
yang didesain untuk'penggunaan dalam jangka panjang, awet dan
."
4
5
Gap dualisme penggunaan material fluor sudah lama teljadi.
Sebenanya dualisme teljadi sebagai akibat ketidak sinkronisasi
penggunaan fluor di masyarakat dan kemungkinan bagi penganut
paham fundamental-minimalis. Fluor sendili diyakini bukan merupakan nutrien esensial tetapi merupakan mikronutrien atau sebagai
bahan suplemen (Munay, 1986), sehingga ditolak oleh kelompok
faham fundamental-minimalis. Dari pandangan kelompok pelaksana
kesehatan yang mempunyai pemahaman bahwa fluor sangat diyakini
berperan membantu dalam penurunan prevalensi katies gigi.
Penurunan prevalensi karies gigi diakibatkan pembentukan fluorhidroksi apatit atau fluor apatit yang lebih tahan terhadap demineralisasi lingkungan asam.
Karies gigi merupakan penyakit major yang melanda sebagian
besar penduduk di dunia. Bank data kesehatan global (GODB),
menunjukkan prevalensi karies gigi di negara-negara maju mengalami
penurunan, sedangkan di negara-negara berkembang dan negara
sangat maju justru menunjukkan peningkatan prevalensi karies gigi.
Prevalensi karies gigi di negara sangat maju berubah dari moderat ke
tingkat tinggi. Dalam rangka pencegahan kenaikan prevalensi kalies
gigi, badan kesehatan dunia (WHO) membuat strategi antara lain
dengan langkah: (a) penurunan tingkat prevalensi secara berkesinambungan di negara industri, dan (b) menghentikan atau membalikkan
kecenderungan laju peningkatan prevalensi karies gigi di negara
berkembang (Mun'ay, 1986). Dalam bidang Kedokteran Gigi, untuk
pencegahan katies gigi mendasarkan pada konsep etiologi. Secat'a
teoritis terdapat keniscayaan memodifikasi faktor-faktor etiologi atau
peningkatan faktor-faktor yang memperkuat ketahanan gigi terhadap
kelarutan dalam suasana asam. WHO telah memutuskan dengan
resolusi dalam World Health Assembly (WHA) nomor 31.50 tahun
1979 menganjurkan pemberian suplemen fluor dan aplikasi topikal
fluor untuk daerah dengan kandungan fluor air minum kurang
optimum (WHO, 1984).
Para pelaku tenaga kesehatan menggunakan prinsip dasar dalam
pemberilln fluor. Prinsip dasar tersebut adalah menggunakan dosis
terapeutik dan besa1' dosis terapeutiknya ditunjukkan dalam kadar
fluor plasma darah. Kadar ideal untuk prevensi karies gigi adalah
kadar yang memberi efek preventif tanpa atau minimal mengakibatkan
fluorosis. Rentang kadar fluor plasma normal antara 0,14-0,19 ppm
(Fejerkov dkk., 1996). Fluor dalam kadar normal terjadi dinamika
metabolisme secara efektif, efisien dan menguntungkan dalam
pencegahan karies gigi. Akan tetapi fakta di lapangan menunjukkan
ketidaksinkronan dalam pemberian fluor. lumlah asupan fluor ke
dalam tubuh tidak terkendali, berlebihan sehingga menyebabkan
terjadinya fluorosis maupun penyimpangan lainnya. Sumber asupan
fluor dalam masyarakat berasal sebagian besar dati makananminuman, air minum, pemberian fluor secara masal melalui pasta gigi
berftuorida dan sebagian kecil dari pemberian fluor profesional oleh
tenaga kesehatan.
.,
Pimpinan
sidang dal/ /wdirin yang saya 11luliakall
Sumber Fluorida
Fluor mempunyai sifat paling elektro negatif diantara elemen
kimiawi sehingga di alam tidak pemah didapatkan dalam bentuk
elemental tetapi dalam bentuk persenyawaan. Senyawa fluorida
terdapat berturut-turut dari jumlah besar ke kecil adalah: air laut, air
tanah, tanaman dan udara. Senyawa fluorida di alam berupa
kombinasi kimiawi dari berbagai mineral seperti fluorspar. cryolite.
appatite, mika dan lain-lain. Fluor dalam batuan vulkanik hampir
sarna yang terkandung di lautan. Kandungan fluor dalam minyak,
makin ke dalam jaraknya dari permukaan tanah makin tinggi kadar
fIuo1l1ya.Di area pegunungan yang tinggi kandungan fluor tanahnya
relatif rendah. Fluor di darah pegunungan akan terlarut dalam air dan
ditransfer ke dataran rendah atau ke laut melalui sungai menyebabkan
kandungan fluor laut relatif tinggi sehingga kandungan fluor di benua
ini relatif konstan sesuai siklus ekologi.
kandungan fluor yang tinggi biasanya didapatkan di kaki
gunung dan daerah geological deposit yang dulunya lautan, seperti
sabuk geografis Siria-Jordan-Mesir-Libia, Algeria-Maroko, lembah
Rift Sudan-Kenya. Turki-Irak-Iran-Afganistan sampai India-ThailandCina. Kandungan fluor tCI1inggi dalam air didapatkan di danau
6
7
Nakuru lembah Rift (2800 mg/liter) dan dalam tanah dipantai danau
sampai 5600mg ion F/kg. Fluor dalam makanan padat berasal dari
fluor tanah. Tanaman yang tumbuh di daerah tanah asam mempunyai
kadar fluor tinggi dan fluor terdapat dalam helaian daun, biji atau
buah. Daun teh merupakan salah satu tanaman yang mengandung
fluor tinggi. Fluor dari daun teh dengan cepat terlepas pada waktu
diseduh dengan air panas. Produk ikan (terutama salmon dan sarden)
kaya kandungan fluor yang berasal dari fluor laut yang terserap
bersama makanan ikan. Kadar fluor tinggi juga didapatkan pada
daging ayam yang ditemak dengan pemberian pakan fis1zmeal atau
b01lemeal. Ketela di daerah Amerika Utara dan Pasifik juga
mengandung kadar fluor tinggi. Air minum dari sumur juga
mengandung fluor akibat fluor tanah yang terlarut dan merupakan
sumber asupan fluor bagi tubuh (Murray, 1986).
oral melalui alur glikolitik. Dalam alur glikolitik, fluorida akan
menghambat proses enzimatik. FluOlida bereaksi dengan enzim
metaloenzim yang memerlukan kation divalen untuk aktivitasnya.
Fluorida dengan metaloenzim akan membentuk jluor-metallocomplex
yang tidak reaktif lagi. Fluorida menghambat metaloenzim seperti
enzim-enzim: enolase, suksinikdehidrogenase, fosfoglukomutase, disamping itu fluor juga menghambat nonmetaloenzim seperti enzimenzim: fosfogliseromutase, fosfatase dan asetilkolinesterase. Gangguan enzim enolase akan menghambat pembentukan fosfoenol piruvat
dari 2-fosfogliserat dalam siklus Kreb's. Dengan demikian produksi
karbohidrat intra selular akan terhambat dan menurunkan produksi
asam. Dengan kata lain penghambatan enzim enolase pada siklus
Kreb's akan menurunkan insidensi karies gigi (Wefel, 1982).
Sifat-sifat pokok fluorida dalam kondisi fisiologis normal
adalah: (a) fluor diabsorpsi dalam bentuk ion fluor atau hydrogen
fluoride mengikuti hukum difusi pasif. Sekitar 75 persen fluor darah
terdapat dalam plasma, (b) kadar puncak fluor sekitar '/2 jam pada
puasa, (c) waktu paroh fluor plasma antara 4 sampai 8 jam, (d) sedikit
ion fluor dalam plasma yang terikat protein, (e) deposisi fluor terjadi
cepat pada jaringan terkalsifikasi, (f) terdapat kesetimbangan antara
kadar fluor tulang dan kadar fluor plasma, (g) ekskresi fluor normal
terjadi melalui ginjal (Ericsson, 1983).
Kondisi kadar fluor tinggi menyebabkan penghambatan secara
partial pada proteinase yang memecah protein matriks email, sehingga
modulasi pengeluaran protein terhambat dan tidak terjadi proses
kalsifikasi. Kenaikan dosis fluor akan menurunkan secara progresif
modulasi ameloblas selama fase maturasi perkembangan email.
Apabila kenaikan kadar fluor terjadi secara ekstrim, maka modulasi
ameloblas akan hilang sarna sekali. Kegagalan dalam proses
pengeluaran protein matriks email, menyebabkan terjadinya kelainan
dalam ukuran dan morfologi kristal berupa porus atau tidak terbentuk
kristal ~ama sekali (Bawen dkk., 1995) dan dikenal sebagai kelainan
fluorosis gigi.
Pimpi1la1l sida1lg da1l /Zadiri1l ya1lg saya muliaka1l
Metabolisme Fluorida
Masukan fluorida baik berasal dmi makanan maupun minuman
akan segera diabsorpsi dalam darah. Mekanisme absorpsi fluor
merupakan suatu difusi melewati membran yang permeabel. Fluorida
yang tidak dapat diabsorpsi akan dielimi~asi melalui tinja. Apabila
dalam makanan atau minuman bersama-sama fluor terdapat mineralmineral kalsium, magnesium, aluminium maka absorpsi fluor dapat
terganggu karena membentuk senyawa yang tidak larut (i1lsoluble)
(Murray, 1986). Penampungan fluor (seeki1lg) dalam tubuh terjadi
sebagian kecil pada jaringan lunak dan terletak dalam cairan
intersisial, sedangkan fluor dalam jumlah besar terjadi pada jaringan
terkalsifikasi (tulang, sementum, dentin dan email). Fluor yang
terdapat dalam jaringan tulang dapat terjadi dekalsifikasi dan reposisi
akibat proses remodeling dinamis tulang, sedangkan pada sementum,
dentin dan email apabila terjadi demineralisasi sangat sukar terjadi
remodeling seperti pada tulang.
Fltlorida mempunyai efek langsung terhadap: (a) permukaan
gigi dengan sifat reaksi elektro negatif fluor dan (b) mikroorganisme
."
8
Pimpinan
sid(l1lg dan/wdirin
yang saya 11l11liakan
Mekanisme fluor terhadap hidroksiapatit
Fluor merupakan unsur yang sangat elektronegatif dan sangat
reaktif. Di alam tidak pemah didapatkan fltior dalam bentuk elemental
(F2), tetapi selalu diperoleh dalam bentuk senyawa fluorspar (CaF2),
fluorapatit (FAP) atau cryolite (Na)AlF6). Fluor dalam bentuk ion
banyak terdapat dalam air segar, air laut, tanaman dan dalam senyawa
organik lain. FIuorida sendiri terakumulasi dalam skeleton yang
dikenal sebagai bone seeker. Gigi tersusun dari kristal-kristal hidroksi
apatit. Hidroksi apatit merupakan senyawa klasium fosfat dengan
rumus empiris CalO(P04MOHh. Senyawa fluorida termasuk smart
materials kedokteran gigi karena terjadi pelepasan fluor dari bentuk
asal berupa garam menjadi ion fluor yang mampu mensubstitusi
gugus hidroksi kristal gigi, membentuk kalsium hidroksida apatit dan
memberi manfaat ketahanan gigi terhadap demineralisasi akibat asam
(McCabe dkk., 2009). Penggabungan atau subtitusi ion fluor kedalam
kristal hidroksi apatit selama periode pertumbuhan gigi, maka akan
terbentuk fluor apatit (FAP) atau fluor-hidroksi apatit (fluoridated
l1ydroxyappatite) hal ini terjadi karena tidak seluruh gugus hidroksi
tergantikan oleh fluoride (Wefel, 1982).
Aksi fluor sebagai material pencegahan mempunyai r~aksi
terhadap hidroksiapatit gigi sebagai berikut: (1) Dalam kadar tinggi
akan membentuk endapan kalsium fluorida dan menutup pori
permukaan email gigi, (2) Dalam kadar rendah membentuk fluor
apatit, (3) Dosis fluor terapeutik dalam narrow window, (4) Kadar
fluor yang tinggi dalam plasma darah mengakibatkan gangguan
pengeluaran protein matriks jaringan terkalsifikasi sehingga terjadi
fluorosis gigi.
Di negara-negara maju yang menggunakan jaminan kesehatan
dalam anggaran belanja negaranya, program pemberian suplemen
fluoridamerupakanagen kariostatikyangefektif,terutamapada anakanak yang hidup di daerah non fluoridasi air minum. Apabila
suplemen fluorida dilakukan setiap.hari dan berkelanjutan mulai dari
usia