BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang - Pengaruh Penambahan Serat Kaca Terhadap Penyerapan Air Dan Kekuatan Transversal Serta Modulus Elastisitas Bahan Basis Gigitiruan Nilon Termoplastik

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

  Basis gigitiruan adalah bagian dari gigitiruan yang bersandar pada jaringan

  1

  pendukung dan tempat anasir gigitiruan dilekatkan. Syarat-syarat ideal dari suatu bahan basis gigitiruan antara lain biokompatibel, kaku, estestis, stabilitas warna yang baik, radiopak, mudah dimanipulasi, mudah diperbaiki jika rusak, mudah dibersihkan,

  2,3

  sifat fisis dan mekanis yang baik. Berdasarkan International Standar Organization (ISO), syarat basis gigitiruan ideal adalah memiliki nilai penyerapan air tidak

  3

  melebihi 32 g/mm , kekuatan transversal tidak kurang dari 60-65 MPa dan memiliki

  

4

modulus elastisitas paling sedikit 2000 MPa.

  Bahan yang dapat digunakan sebagai basis gigitiruan dibagi menjadi dua kelompok yaitu logam dan non-logam. Bahan basis gigitiruan logam adalah cobalt , gold alloys, aluminium dan stainless steel, sedangkan bahan basis

  chromium

  gigitiruan non-logam adalah termoset dan termoplastik. Bahan termoset merupakan material yang hanya dapat dibentuk sekali dan tidak dapat dilunakkan, contohnya yaitu vulkanit, fenol formaldehid, dan resin akrilik. Bahan termoplastik merupakan material yang dapat dilunakkan berulang kali dicetak pada suhu dan tekanan yang tinggi tanpa mengalami perubahan kimia, contohnya yaitu selulosa nitrat, resin vinil,

  2 polikarbonat, polystyrene , dan nilon.

  Penggunaan nilon sebagai bahan basis gigitiruan telah dibahas pada literatur pada tahun 1950. Bahan ini merupakan gugus dari polimer kondensasi yang berasal

  2 dari reaksi diacid dengan diamine dan merupakan sesuatu bahan berbasis polimer.

  Nilon tidak menggunakan cangkolan logam, bersifat ringan, memiliki estetik yang baik, bebas monomer dan bersifat hipoalergenik sehingga dapat menjadi alternatif bagi pasien yang sensitif terhadap resin akrilik konvensional, nikel atau kobalt

  5-8

  kromium. Nilon termoplastik dimanipulasi dengan menggunakan teknik injeksi ke

  9 dalam mold menggunakan injektor. Sebagian besar klinisi menganggap bahwa basis gigitiruan harus kaku. Nilai modulus elastisitas yang tinggi dianggap menguntungkan karena tekanan yang terjadi

  10-14

  ketika pengunyahan tidak menyebabkan deformasi permanen. Namun, penggunaan bahan nilon termoplastik sebagai basis gigitiruan diminati oleh pasien karena sifatnya yang fleksibel. Ini disebabkan oleh struktur kimia yang linear

  7,11,15 mengakibatkan kekuatan yang lemah pada ikatan sekunder (ikatan hidrogen).

  Nilon juga memiliki kekuatan transversal yang tinggi sehingga tidak mudah patah. Nilon merupakan polimer crystalline sedangkan resin akrilik merupakan

  6

  polimer amorphous. Polimer crystalline ini mengakibatkan nilon memiliki ruang

  5,6,7 intermolekular yang padat sehingga menyebabkan kekuatan transversalnya tinggi . 8,34

  Nilon memiliki derajat hidrofilik yang tinggi. Oleh karena itu, tingkat penyerapan air yang tinggi menyebabkan molekul air berdifusi ke dalam rantai poliamida dan memutuskan rantai panjang poliamida serta ikatan antar molekul sehingga

  16-23

  mengakibatkan stabilitas warna rendah dan kekuatan mekanis menurun. Salah satu usaha yang dapat dilakukan untuk mengurangi penyerapan air adalah dengan

  24-30 penambahan serat kaca.

  Serat kaca dibedakan menjadi tiga bentuk yaitu batang, anyaman dan potongan kecil. Berdasarkan jenisnya serat kaca terdiri serat E-glass, serat S-glass, serat R-glass dan serat V-glass. Jenis serat E-glass dengan bentuk potongan kecil

  31

  3 mm sering digunakan karena lebih terdistribusi merata. Serat kaca memiliki beberapa kelebihan yaitu dapat beradhesi dengan matriks poliamida, biokompatibel, tidak ada substansi karsinogenik, memiliki kualitas estetis yang baik serta dapat

  28,29 mengurangi penyerapan air sehingga mencegah penurunan kekuatan mekanis.

  Penyatuan serat kaca ke dalam matriks poliamida membutuhkan bahan adhesif silane

  

coupling agent . Tanpa lapisan silane, tidak ada ikatan kimia yang terjadi antara serat

10,26,32,33

  kaca dan bahan nilon termoplastik. Dengan penambahan silane, serat kaca dapat mengisi rongga kosong pada matriks sehingga mengurangi penyerapan air dan menghindari terjadinya penurunan kekuatan transversal serta modulus

  21,26,33

  elastisitas. Menurut Rahal dkk (2004), penyerapan air menyebabkan penurunan

  23

  kekuatan mekanis. Vojvodic (2009) menyatakan bahwa dengan penambahan serat kaca dapat mengurangi penyerapan air sehingga mencegah berkurangnya kekuatan

  21

  transversal dan modulus elastisitas pada bahan yang berbasis polimer. Ariyani (2013) menemukan bahwa penambahan serat kaca dapat menurunkan nilai

  34 penyerapan air pada nilon.

  Konsentrasi serat kaca yang ditambahkan dan ikatan kimia antara serat kaca

  28,29,31

  dan matriks polimer akan mempengaruhi kekuatan mekanis. Stipho (1998) menyatakan bahwa penambahan serat kaca pada bahan basis gigitiruan sebesar 1% dapat meningkatkan kekuatan transversal basis gigitiruan tetapi bila konsentrasi yang

  35,36 diberikan lebih dari 1% dapat melemahkan kekuatan transversal basis gigitiruan.

  Uzun dan Keyf (2001) menyatakan bahwa kekuatan transversal dan modulus

  12 elastisitas meningkat pada resin akrilik dengan penambahan serat kaca sebesar 1%.

  Orsi IA, dkk. (2001) menyatakan bahwa penambahan serat kaca konsentrasi 10%

  11

  dapat meningkatkan nilai modulus elastisitas. Semakin tinggi modulus elastisitas,

  24 maka bahan tersebut semakin kaku dan deformasi elastiknya semakin rendah.

  Pada penelitian Tacir (2006) menyatakan bahwa serat kaca berbentuk potongan kecil sebanyak 2% yang ditambahkan pada bahan basis gigitiruan dapat

  37

  meningkatkan kekuatan impak dan menurunkan kekuatan transversal. Lee (2007) menyatakan bahwa serat kaca berbentuk potongan kecil yang ditambahkan pada

  29 bahan basis gigitiruan dapat meningkatkan kekuatan transversal. Unalan F, dkk.

  (2010) menyatakan bahwa serat kaca jenis E-glass bentuk potongan kecil dengan ukuran dan konsentrasi berbeda yang ditambahkan pada basis gigitiruan lebih efektif

  28 meningkatkan kekuatan transversal daripada bentuk lain.

1.2 Permasalahan

  Penggunaan nilon termoplastik lebih diminati pada saat ini karena memiliki estetik yang baik, bersifat ringan dan biokompatibel. Namun penggunaan nilon termoplastik sebagai bahan basis gigitiruan masih kontroversi karena nilon termoplastik memiliki sifat penyerapan air yang tinggi sehingga menyebabkan stabilitas warna dan kekuatan mekanis menurun. Salah satu metode untuk mengatasi permasalahan ini adalah dengan penambahan serat kaca pada bahan basis gigitiruan nilon termoplastik. Ariyani (2013) menemukan bahwa penambahan serat kaca dapat menurunkan penyerapan air.

  Penambahan serat kaca melalui penggunaan silane coupling agent sebagai bahan adhesif dapat mengurangi nilai penyerapan air sehingga meningkatkan stabilitas warna dan menghindari terjadinya penurunan kekuatan mekanis. Berdasarkan hal tersebut, peneliti merasa perlu dilakukan penelitian untuk mengevaluasi pengaruh penambahan serat kaca jenis E-glass potongan kecil 3 mm dengan konsentrasi 1% dan 1,5% terhadap penyerapan air, kekuatan transversal dan modulus elastisitas bahan basis gigitiruan nilon termoplastik.

1.3 Rumusan Masalah

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

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

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

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

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

  6. Apakah ada pengaruh penambahan serat kaca potongan kecil 3 mm dengan konsentrasi 1% dan 1,5% terhadap modulus elastisitas bahan basis gigitiruan nilon termoplastik?

  1.4 Tujuan Penelitian

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

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

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

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

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

  6. Untuk mengetahui pengaruh penambahan serat kaca potongan kecil 3 mm dengan konsentrasi 1% dan 1,5% terhadap modulus elastisitas bahan basis gigitiruan nilon termoplastik.

  1.5 Manfaat Penelitian

1.5.1 Manfaat Praktis

  1. Sebagai pedoman jumlah serat kaca yang ditambahkan pada basis gigitiruan nilon termoplastik untuk menanggulangi kekurangan bahan nilon termoplastik.

  2. Sebagai salah satu usaha untuk memperbaiki kelemahan sifat fisis bahan basis gigitiruan nilon termoplastik.

1.5.2 Manfaat Teoritis

  1. Sebagai bahan kajian untuk mengembangkan ilmu pengetahuan dan teknologi material kedokteran gigi, khususnya yang digunakan dalam bidang prostodonsia.

  2. Sebagai bahan referensi bagi peneliti lain yang ingin mengadakan penelitian lebih lanjut mengenai bahan basis nilon termoplastik.