Ion Nikel dan Kromium yang Terlepas dari Braket Ortodonti Stainless Steel Pada Perendaman Dalam Saliva Buatan (in Vitro)
ION NIKEL DAN KROMIUM YANG TERLEPAS DARI
BRAKET ORTODONTI STAINLESS STEEL PADA
PERENDAMAN DALAM SALIVA BUATAN
(in Vitro)
TESIS
DORTIA APRITA SILAEN
097160002
PROGRAM MAGISTER (S-2) ILMU KEDOKTERAN GIGI
FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
Universitas Sumatera Utara
ION NIKEL DAN KROMIUM YANG TERLEPAS DARI
BRAKET ORTODONTI STAINLESS STEEL PADA
PERENDAMAN DALAM SALIVA BUATAN
(in Vitro)
TESIS
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat
Untuk Memperoleh Gelar Magister (MDSc)
Dalam Bidang Ilmu Kedokteran Gigi
Pada Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara
DORTIA APRITA SILAEN
097160002
PROGRAM MAGISTER (S-2) ILMU KEDOKTERAN GIGI
FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
Universitas Sumatera Utara
Telah diuji dan dinilai Atas Kelayakan dan Kebenaran Isi Naskah Penelitian Tesis
Pada Tanggal : 17 Desember 2015
PANITIA UJIAN AKHIR TESIS
KETUA
: Dr. Ameta Primasari, drg., M.DSc., M.Kes
Anggota
: 1. Amalia Oeripto, drg., M.S., Sp.Ort. (K)
2. Dr. Saharman Gea, S.Si., M.Si
3. Sumadhi Sastrodihardjo, drg., Ph.D
4. Prof. Dr. Harry Agusnar, M.Sc., M.Phil.
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
ION NIKEL DAN KROMIUM YANG TERLEPAS DARI
BRAKET ORTODONTI STAINLESS STEEL PADA
PERENDAMAN DALAM SALIVA BUATAN
(in Vitro)
TESIS
Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam Tesis ini tidak terdapat karya yang pernah
diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, dan
sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah
ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam
naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Medan, 08 Desember 2015
( Dortia Aprita Silaen )
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Braket selalu berada dalam rongga mulut selama perawatan ortodonti sehingga
terjadi interaksi braket dengan lingkungannya. Salah satu kriteria yang harus dipenuhi
oleh braket ortodonti adalah memiliki biokompabilitas yang baik dan daya tahan yang
tinggi terhadap korosi. Produk utama hasil proses korosi yang paling merugikan bagi
tubuh manusia adalah ion nikel dan kromium. Nikel merupakan penyebab paling
umum dari dermatitis kontak alergi akibat logam. Braket SS nickel-free (komposisi
Ni < 2%) dapat digunakan sebagai alternatif pasien ortodonti dengan alergi terhadap
nikel. Penelitian ini bertujuan untuk mengukur dan membedakan pelepasan ion nikel
dan kromium antara braket SS bernikel (Protect, China) dan braket SS nickel-free
(Orthoclassic, Jerman) setelah direndam di dalam saliva buatan. Penelitian ini
menggunakan sampel sejumlah 200 buah braket yaitu braket SS bernikel sebanyak
100 buah dan braket SS nickel-free sebanyak 100 buah dengan komposisi braket
yang berlainan. Masing-masing sampel dikelompokkan menjadi 4 kelompok waktu
perendaman. Sampel direndam direndam dalam saliva buatan dengan pH 6,75 dan
disimpan di dalam inkubator pada suhu 37°C selama periode waktu 1, 2, 3 dan 4
minggu. Pengukuran jumlah lepasan ion nikel dan kromium dilakukan pada saliva
buatan dengan menggunakan alat Inductively Coupled Plasma (ICP Varian 715-ES).
Untuk melihat perbedaan signifikan antara waktu perendaman pada braket SS
bernikel dan braket SS nickel-free dilakukan uji statistik ANOVA.Untuk melihat
perbedaan ion nikel pada braket SS bernikel dengan braket SS nickel-free dan juga
untuk melihat perbedaan ion kromium pada braket SS bernikel dengan braket SS
nickel-free digunakan uji statistik T test. Hasil menunjukkan adanya pelepasan ion
nikel dan kromium setelah dilakukan perendaman dalam saliva buatan dalam interval
waktu tertentu. Nilai pelepasan ion nikel pada braket bernikel 0.13 ppm, 0.20 ppm,
0.24 ppm dan 0.26 ppm lebih tinggi dibandingkan braket SS nickel-free 0.01 ppm,
0.02 ppm, 0.03 ppm dan 0,3 ppm masing-masing setelah direndam selama 1,2,3, dan
4 minggu. Nilai pelepasan ion kromium pada braket bernikel 0.005 ppm, 0.013 ppm,
0.025 ppm dan 0.018 ppm lebih tinggi dibandingkan braket SS nickel-free sebesar
0.002 ppm, 0.008 ppm, 0.010 ppm dan 0.014 ppm masing-masing setelah direndam
selama 1,2,3, dan 4 minggu. Hal ini menunjukkan bahwa semakin lama waktu
perendaman, maka semakin banyak pula ion nikel dan kromium yang dilepaskan.
Kata kunci : braket, pelepasan ion, nikel, kromium, saliva buatan.
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
During the orthodontic treatment, bracket always contact with oral
environment, so that there is an interaction between both of them. Therefore,
orthodontic bracket should have a good biocompability to the oral environment as
well as high resistancy to corrosion. Nickel and chromium ions are the main
products of corrosion that could harm human body. Nickel is the most common metal
to cause contact dermatitis in orthodontics. Nickel-free bracket (Ni content < 2%)
seem to represent a viable alternative for orthodontic patient who are allergic to
nickel. The aim of this study is to measure and distinguish the release of nickel and
chromium ions between nickel stainless steel bracket (Protect, Chinese) and nickelfree stainless steel bracket (Orthoclassic, Germany) after immersion in artificial
saliva. This study used a sample of 200 pieces brackets which 100 nickel SS brackets
and 100 nickel-free SS brackets with composition different of bracket. Each sample
was divided into 4 groups of immersion time. The samples were stored immersed in
artificial saliva with pH 6.75 and stored in an incubator at 37 ° C for periods of 1, 2,
3 and 4 weeks. Measurement of the amount of nickel and chromium ion release was
measured from artificial saliva by using Inductively Coupled Plasma (ICP Varian
715-ES). ANOVA analysis of variance was used to test difference time of immersion
in the nickel stainless steel bracket and nickel-free stainless steel bracket. T-test
analysis was used to compare of nickel and chromium ions release between nickel
stainless steel bracket with nickel-free stainless steel bracket. The results indicate the
presence of nickel and chromium ion release after immersion in artificial saliva of
defined intervals. The value of the nickel ion release at nickel stainless steel bracket
0.13 ppm, 0.20 ppm, 0.24 ppm and 0.26 ppm the nickel-free stainless steel bracket
0.01 ppm, 0.02 ppm, 0.03 ppm and 0.3 ppm respectively after immersion for 1,2,3,
and 4 weeks. The value release of chromium ions in the nickel stainless steel bracket
0.005 ppm, 0.013 ppm, 0.025 ppm and 0.018 ppm and nickel-free stainless steel
bracket of 0.002 ppm, 0.008 ppm, 0.010 ppm and 0.014 ppm respectively after
immersion for 1,2,3, and 4 weeks. It shows that the longer time of immersion, the
more nickel and chromium ions are released. From this study it can be concluded
that the nickel SS bracket and nickel-free SS bracket release nickel and chromium ion
levels that can be measured and significantly different with immersion time (1,2,3 and
4 weeks)in artificial saliva and value of the nickel and chromium ion release from
nickel SS bracket and nickel free SS bracket after immersion in artificial saliva for
1,2,3 and 4 weeks significantly different.
Key-words : stainless steel bracket, ion release, nickel, chromium, artificial saliva.
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas Rahmat
dan Karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis ini sebagai salah satu
syarat untuk memperoleh gelar Magister Dental Science (MDSc) dari Program Studi
Magister (S2) Ilmu Kedokteran Gigi, Universitas Sumatera Utara.
Dalam pelaksanaan penelitian dan penulisan tesis ini, penulis telah banyak
mendapatkan bimbingan, bantuan dan doa dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini,
dengan segala kerendahan hati dan penghargaan yang tulus, penulis ingin
menyampaikan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak drg. Sumadhi Sastrodihardjo, Ph.D selaku pembimbing pertama
yang telah meluangkan banyak waktu dan pikiran, memberikan
bimbingan, arahan dan dukungan kepada penulis sehingga tesis ini dapat
diselesaikan dengan baik.
2. Bapak Prof. Dr. Harry Agusnar, M.Sc., M.Phil. selaku pembimbing
anggota yang telah meluangkan banyak waktu, memberikan bimbingan,
arahan dan dukungan kepada penulis sehingga tesis ini dapat diselesaikan
dengan baik.
3. Bapak Prof. Nazruddin, drg. C.Ort., Ph.D., Sp.Ort. selaku Dekan Fakultas
Kedokteran Gigi Sumatera Utara.
4. Ibu Dr. Ameta Primasari, drg., MDSc., M.Kes selaku Ketua Program
Studi Magister Ilmu Kedokteran Gigi Fakultas Kedokteran Gigi
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara dan tim penguji yang telah memberikan
bimbingan dan masukan kepada penulis dalam menyempurnakan tesis ini.
5. Ibu Amalia Oeripto, drg., MS., Sp.Ort(K) selaku tim penguji yang telah
memberikan
bimbingan
dan
masukan
kepada
penulis
dalam
menyempurnakan tesis ini.
6. Bapak Dr. Saharman Gea, S.Si., M.Si., selaku tim penguji yang telah
memberikan
bimbingan
dan
masukan
kepada
penulis
dalam
menyempurnakan tesis ini.
7. Ibu Nurhayati Harahap drg., Sp.Ort.(K), Erna Sulistyawati drg.,
Sp.Ort.(K), Bapak Muslim Yusuf drg., Sp.Ort.(K), selaku staf pengajar
PPDGS Ortodonti yang telah memberikan bimbingan dan masukan
kepada penulis.
8. Ibu Hj. Ernawaty Apt., selaku deputi manager teknik Laboratorium
Kesehatan Daerah (BLK) Medan, dan Bapak Yusuf (Laboratorium Kimia
Air) atas bantuannya dalam analisa ICP.
Teman – teman program Magister seangkatan yaitu Christian, Salvia, Sandra,
Tannady, Ariyani, Putri, Yolanda dan Bestari dan teman-teman terbaik di PPDGS,
Dewi Nalsalita, Aditya, Tanty, Qiqin, Teguh yang selalu memberikan dukungan dan
semangat.
Ucapan terima kasih yang setulus-tulusnya penulis sampaikan kepada kedua
orang tua tercinta, yaitu Ayahanda (Alm.) A.D. Silaen dan Ibunda Turianna Sitorus
yang telah membesarkan, memberikan kasih sayang yang tulus dan tak tergantikan,
Universitas Sumatera Utara
yang tak henti-hentinya berdoa, bersabar memberi dukungan dan semangat kepada
penulis.
Terima kasih dengan penuh keikhlasan penulis haturkan kepada suami
tercinta, Erwin Partogi Gultom, ST., atas kesetiaan dan kasih sayangnya di dalam
mendukung dan memberikan izin untuk melanjutkan pendidikan ke jenjang yang
lebih tinggi. Kepada ketiga putra tersayang Alvin Gerardo Sebastian Gultom, Alvito
Nathaniel Gultom, Albert Nicholas Gultom, atas kasih sayang dan kemandiriannya
selama penulis menjalani pendidikan S2 dan menyelesaikan tesis ini.
Penulis menyadari bahwa dalam tesis ini masih terdapat banyak kekurangan,
oleh karena itu penulis memohon maaf yang sebesar-besarnya. Semoga tesis ini
bermanfaat bagi perkembangan ilmu kedokteran gigi.
Medan, 19 Desember 2015
Penulis
Dortia Aprita Silaen
NIM. 097160002
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK..................................................................................................... .
i
ABSTRACT....................................................................................................
ii
KATA PENGANTAR....................................................................................
iii
RIWAYAT HIDUP........................................................................................
vi
DAFTAR ISI…………………….................................................................
viii
DAFTAR GAMBAR......................................................................................
x
DAFTAR TABEL ..........................................................................................
xi
DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................
BAB 1 PENDAHULUAN............................................................................
BAB 2
xii
1
1.1 Latar Belakang...........................................................................
1
1.2 Permasalahan..............................................................................
4
1.3 Rumusan Masalah......................................................................
6
1.4 Tujuan Penelitian.......................................................................
6
1.5 Manfaat Penelitian.....................................................................
7
TINJAUAN PUSTAKA..................................................................
8
2.1 Logam Stainless Steel dalam Bidang Ortodonti.......................
2.1.1 Klasifikasi dan komposisi stainless steel.........................
10
2.1.2 Sifat fisis stainless steel..................................................
13
2.1.3 Sifat mekanis stainless steel...........................................
14
9
Universitas Sumatera Utara
2.2 Saliva dan Saliva Buatan............................................................
15
2.3 Braket dalam Saliva....................................................................
16
2.4 Korosi dan Pelepasan Ion Logam..............................................
18
2.5 Alat Uji.......................................................................................
23
2.5.1 Uji XRF....………………………....................................
23
2.5.2 Uji ICP......……………………………………................ 24
BAB 3
2.6 Landasan Teori….......................................................................
29
2.7 Kerangka Teori….......................................................................
30
2.8 Kerangka Konsep ......................................................................
31
2.9 Hipotesis Penelitian…................................................................
31
METODOLOGI PENELITIAN........................................................
33
3.1 Jenis Penelitian............................................................................
33
3.2 Tempat dan Waktu Penelitian.....................................................
33
3.2.1 Tempat Penelitian..............................................................
33
3.2.2 Waktu Penelitian...............................................................
33
3.3 Sampel dan Besar Sampel Penelitian..........................................
33
3.3.1 Sampel Penelitian..............................................................
33
3.3.2 Besar Sampel Penelitian....................................................
34
3.4 Variabel Penelitian.......................................................................
35
3.4.1 Variabel Bebas....................................................................
35
3.4.2 Variabel Terikat...................................................................
35
3.4.3 Variabel Terkendali............................................................
35
3.4.4 Variabel Tak Terkendali.....................................................
35
Universitas Sumatera Utara
3.5 Definisi Operasional.....................................................................
36
3.6 Alat dan Bahan Penelitian............................................................
37
3.6.1 Alat Penelitian....................................................................
37
3.6.2 Bahan Penelitian.................................................................
37
3.7 Pelaksanaan Penelitian................................................................
38
3.7.1 Persiapan Penelitian...........................................................
38
3.7.2 Tahap Uji menggunakan ICP ............................................
39
3.8 Analisis Data...............................................................................
3.9 Jadwal Penelitian ........................................................................
BAB 4 HASIL PENELITIAN........................................................................
43
44
46
BAB 5 PEMBAHASAN................................................................................ 56
5.1 Pelepasan Ion Nikel Setelah Perendaman Di Dalam Saliva
Buatan Selama 1, 2, 3 dan 4 minggu...........................................
56
5.2 Pelepasan Ion Kromium Setelah Perendaman Di Dalam Saliva
Buatan Selama 1, 2, 3 dan 4 minggu............................................
BAB 6 KESIMPULAN DAN SARAN..........................................................
61
65
6.1 Kesimpulan..........…....................................................................
65
6.2 Saran............................................................................................
66
DAFTAR PUSTAKA....................................................................................... 67
LAMPIRAN ....................................................................................................
72
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
No.
Judul
Halaman
2.1
Korosi homogen.................................................................................
20
2.2
Korosi galvanis...................................................................................
20
2.3
Korosi celah........................................................................................
21
2.4
Korosi sumur.......................................................................................
21
2.5
Korosi antar butir................................................................................
22
2.6
Korosi tegangan..................................................................................
23
2.7
Pembagian panjang gelombang..........................................................
24
2.8
Transisi elektron.................................................................................
25
2.9
Prinsip kerja XRF..............................................................................
25
2.10
Mesin X-Ray Fluorescence (XRF) tipe μEDX 1300 ........................
26
2.11
Skema alat Inductively Coupled Plasma (ICP)..................................
28
2.12
Inductively Coupled Plasma (ICP)....................................................
28
3.1
Braket bernikel (Protect)....................................................................
37
3.2
Braket nickel-free (Orthoclassic) .....................................................
37
3.3
Sampel dalam tabung reaksi dimasukkan ke inkubator.....................
38
4.1
Kurva kalibrasi larutan standar nikel.................................................
47
4.2
Kurva kalibrasi larutan standar kromium...........................................
48
5.1
Diagram pengujian analisa kandungan unsur braket SS bernikel
dan braket SS nickel-free dengan XRF..............................................
5.2
5.3
56
Diagram pelepasan ion nikel braket SS bernikel dan braket SS
nickel-free pada 1, 2, 3 dan 4 minggu perendaman saliva buatan
58
Peranan klorida dalam memicu terjadinya korosi..............................
59
nickel-free pada 1, 2, 3 dan 4 minggu perendaman saliva buatan......
61
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
No.
Judul
Halaman
3.1
Definisi operasional variabel penelitian...........................................
36
3.2
Jadwal pelaksanaan proses penelitian.............................................
44
4.1
Hasil pengujian analisa kandungan unsur braket dengan XRF........
46
4.2
Pengukuran larutan standar nikel......................................................
47
4.3
Pengukuran larutan standar kromium..............................................
47
4.4
Nilai rerata pelepasan ion nikel setelah perendaman pada minggu
ke-1, 2, 3 dan 4 minggu dalam saliva buatan...................................
4.5
48
Nilai rerata pelepasan ion kromium setelah perendaman pada
minggu ke-1, 2, 3 dan 4 minggu dalam saliva buatan......................
49
4.6
Uji normalitas Shapiro-Wilk Test.....................................................
50
4.7
Perbedaan waktu pelepasan ion nikel dari braket SS bernikel
dan braket SS nikel-free melalui uji Annova...................................
4.8
51
Analisis Post Hoc untuk mengetahui perbedaan waktu pelepasan
ion nikel antara braket SS bernikel dan braket SS nikel-free pada
perendaman saliva buatan................................................................
52
Universitas Sumatera Utara
4.9
Perbedaan waktu pelepasan ion kromium dari braket SS bernikel
dan braket SS nikel-free melalui uji Annova...................................
4.10
52
Analisis Post Hoc untuk mengetahui perbedaan relatif pelepasan
ion kromium antara kelompok waktu perendaman pada braket
SS bernikel.........................................................................................
4.11
53
Analisis Post Hoc untuk mengetahui perbedaan relatif pelepasan
kromium diantara kelompok waktu perendaman pada braket
SS nikel-free .....................................................................................
4.12
Analisis T-test pelepasan ion nikel dari braket SS bernikel dan braket
SS nickel-free.......................................................................................
4.13
54
54
Analisis T-test pelepasan ion kromium dari braket SS bernikel dengan
braket SS nickel-free...........................................................................
55
Universitas Sumatera Utara
BRAKET ORTODONTI STAINLESS STEEL PADA
PERENDAMAN DALAM SALIVA BUATAN
(in Vitro)
TESIS
DORTIA APRITA SILAEN
097160002
PROGRAM MAGISTER (S-2) ILMU KEDOKTERAN GIGI
FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
Universitas Sumatera Utara
ION NIKEL DAN KROMIUM YANG TERLEPAS DARI
BRAKET ORTODONTI STAINLESS STEEL PADA
PERENDAMAN DALAM SALIVA BUATAN
(in Vitro)
TESIS
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat
Untuk Memperoleh Gelar Magister (MDSc)
Dalam Bidang Ilmu Kedokteran Gigi
Pada Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara
DORTIA APRITA SILAEN
097160002
PROGRAM MAGISTER (S-2) ILMU KEDOKTERAN GIGI
FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
Universitas Sumatera Utara
Telah diuji dan dinilai Atas Kelayakan dan Kebenaran Isi Naskah Penelitian Tesis
Pada Tanggal : 17 Desember 2015
PANITIA UJIAN AKHIR TESIS
KETUA
: Dr. Ameta Primasari, drg., M.DSc., M.Kes
Anggota
: 1. Amalia Oeripto, drg., M.S., Sp.Ort. (K)
2. Dr. Saharman Gea, S.Si., M.Si
3. Sumadhi Sastrodihardjo, drg., Ph.D
4. Prof. Dr. Harry Agusnar, M.Sc., M.Phil.
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
ION NIKEL DAN KROMIUM YANG TERLEPAS DARI
BRAKET ORTODONTI STAINLESS STEEL PADA
PERENDAMAN DALAM SALIVA BUATAN
(in Vitro)
TESIS
Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam Tesis ini tidak terdapat karya yang pernah
diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, dan
sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah
ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam
naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Medan, 08 Desember 2015
( Dortia Aprita Silaen )
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Braket selalu berada dalam rongga mulut selama perawatan ortodonti sehingga
terjadi interaksi braket dengan lingkungannya. Salah satu kriteria yang harus dipenuhi
oleh braket ortodonti adalah memiliki biokompabilitas yang baik dan daya tahan yang
tinggi terhadap korosi. Produk utama hasil proses korosi yang paling merugikan bagi
tubuh manusia adalah ion nikel dan kromium. Nikel merupakan penyebab paling
umum dari dermatitis kontak alergi akibat logam. Braket SS nickel-free (komposisi
Ni < 2%) dapat digunakan sebagai alternatif pasien ortodonti dengan alergi terhadap
nikel. Penelitian ini bertujuan untuk mengukur dan membedakan pelepasan ion nikel
dan kromium antara braket SS bernikel (Protect, China) dan braket SS nickel-free
(Orthoclassic, Jerman) setelah direndam di dalam saliva buatan. Penelitian ini
menggunakan sampel sejumlah 200 buah braket yaitu braket SS bernikel sebanyak
100 buah dan braket SS nickel-free sebanyak 100 buah dengan komposisi braket
yang berlainan. Masing-masing sampel dikelompokkan menjadi 4 kelompok waktu
perendaman. Sampel direndam direndam dalam saliva buatan dengan pH 6,75 dan
disimpan di dalam inkubator pada suhu 37°C selama periode waktu 1, 2, 3 dan 4
minggu. Pengukuran jumlah lepasan ion nikel dan kromium dilakukan pada saliva
buatan dengan menggunakan alat Inductively Coupled Plasma (ICP Varian 715-ES).
Untuk melihat perbedaan signifikan antara waktu perendaman pada braket SS
bernikel dan braket SS nickel-free dilakukan uji statistik ANOVA.Untuk melihat
perbedaan ion nikel pada braket SS bernikel dengan braket SS nickel-free dan juga
untuk melihat perbedaan ion kromium pada braket SS bernikel dengan braket SS
nickel-free digunakan uji statistik T test. Hasil menunjukkan adanya pelepasan ion
nikel dan kromium setelah dilakukan perendaman dalam saliva buatan dalam interval
waktu tertentu. Nilai pelepasan ion nikel pada braket bernikel 0.13 ppm, 0.20 ppm,
0.24 ppm dan 0.26 ppm lebih tinggi dibandingkan braket SS nickel-free 0.01 ppm,
0.02 ppm, 0.03 ppm dan 0,3 ppm masing-masing setelah direndam selama 1,2,3, dan
4 minggu. Nilai pelepasan ion kromium pada braket bernikel 0.005 ppm, 0.013 ppm,
0.025 ppm dan 0.018 ppm lebih tinggi dibandingkan braket SS nickel-free sebesar
0.002 ppm, 0.008 ppm, 0.010 ppm dan 0.014 ppm masing-masing setelah direndam
selama 1,2,3, dan 4 minggu. Hal ini menunjukkan bahwa semakin lama waktu
perendaman, maka semakin banyak pula ion nikel dan kromium yang dilepaskan.
Kata kunci : braket, pelepasan ion, nikel, kromium, saliva buatan.
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
During the orthodontic treatment, bracket always contact with oral
environment, so that there is an interaction between both of them. Therefore,
orthodontic bracket should have a good biocompability to the oral environment as
well as high resistancy to corrosion. Nickel and chromium ions are the main
products of corrosion that could harm human body. Nickel is the most common metal
to cause contact dermatitis in orthodontics. Nickel-free bracket (Ni content < 2%)
seem to represent a viable alternative for orthodontic patient who are allergic to
nickel. The aim of this study is to measure and distinguish the release of nickel and
chromium ions between nickel stainless steel bracket (Protect, Chinese) and nickelfree stainless steel bracket (Orthoclassic, Germany) after immersion in artificial
saliva. This study used a sample of 200 pieces brackets which 100 nickel SS brackets
and 100 nickel-free SS brackets with composition different of bracket. Each sample
was divided into 4 groups of immersion time. The samples were stored immersed in
artificial saliva with pH 6.75 and stored in an incubator at 37 ° C for periods of 1, 2,
3 and 4 weeks. Measurement of the amount of nickel and chromium ion release was
measured from artificial saliva by using Inductively Coupled Plasma (ICP Varian
715-ES). ANOVA analysis of variance was used to test difference time of immersion
in the nickel stainless steel bracket and nickel-free stainless steel bracket. T-test
analysis was used to compare of nickel and chromium ions release between nickel
stainless steel bracket with nickel-free stainless steel bracket. The results indicate the
presence of nickel and chromium ion release after immersion in artificial saliva of
defined intervals. The value of the nickel ion release at nickel stainless steel bracket
0.13 ppm, 0.20 ppm, 0.24 ppm and 0.26 ppm the nickel-free stainless steel bracket
0.01 ppm, 0.02 ppm, 0.03 ppm and 0.3 ppm respectively after immersion for 1,2,3,
and 4 weeks. The value release of chromium ions in the nickel stainless steel bracket
0.005 ppm, 0.013 ppm, 0.025 ppm and 0.018 ppm and nickel-free stainless steel
bracket of 0.002 ppm, 0.008 ppm, 0.010 ppm and 0.014 ppm respectively after
immersion for 1,2,3, and 4 weeks. It shows that the longer time of immersion, the
more nickel and chromium ions are released. From this study it can be concluded
that the nickel SS bracket and nickel-free SS bracket release nickel and chromium ion
levels that can be measured and significantly different with immersion time (1,2,3 and
4 weeks)in artificial saliva and value of the nickel and chromium ion release from
nickel SS bracket and nickel free SS bracket after immersion in artificial saliva for
1,2,3 and 4 weeks significantly different.
Key-words : stainless steel bracket, ion release, nickel, chromium, artificial saliva.
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas Rahmat
dan Karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis ini sebagai salah satu
syarat untuk memperoleh gelar Magister Dental Science (MDSc) dari Program Studi
Magister (S2) Ilmu Kedokteran Gigi, Universitas Sumatera Utara.
Dalam pelaksanaan penelitian dan penulisan tesis ini, penulis telah banyak
mendapatkan bimbingan, bantuan dan doa dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini,
dengan segala kerendahan hati dan penghargaan yang tulus, penulis ingin
menyampaikan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak drg. Sumadhi Sastrodihardjo, Ph.D selaku pembimbing pertama
yang telah meluangkan banyak waktu dan pikiran, memberikan
bimbingan, arahan dan dukungan kepada penulis sehingga tesis ini dapat
diselesaikan dengan baik.
2. Bapak Prof. Dr. Harry Agusnar, M.Sc., M.Phil. selaku pembimbing
anggota yang telah meluangkan banyak waktu, memberikan bimbingan,
arahan dan dukungan kepada penulis sehingga tesis ini dapat diselesaikan
dengan baik.
3. Bapak Prof. Nazruddin, drg. C.Ort., Ph.D., Sp.Ort. selaku Dekan Fakultas
Kedokteran Gigi Sumatera Utara.
4. Ibu Dr. Ameta Primasari, drg., MDSc., M.Kes selaku Ketua Program
Studi Magister Ilmu Kedokteran Gigi Fakultas Kedokteran Gigi
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara dan tim penguji yang telah memberikan
bimbingan dan masukan kepada penulis dalam menyempurnakan tesis ini.
5. Ibu Amalia Oeripto, drg., MS., Sp.Ort(K) selaku tim penguji yang telah
memberikan
bimbingan
dan
masukan
kepada
penulis
dalam
menyempurnakan tesis ini.
6. Bapak Dr. Saharman Gea, S.Si., M.Si., selaku tim penguji yang telah
memberikan
bimbingan
dan
masukan
kepada
penulis
dalam
menyempurnakan tesis ini.
7. Ibu Nurhayati Harahap drg., Sp.Ort.(K), Erna Sulistyawati drg.,
Sp.Ort.(K), Bapak Muslim Yusuf drg., Sp.Ort.(K), selaku staf pengajar
PPDGS Ortodonti yang telah memberikan bimbingan dan masukan
kepada penulis.
8. Ibu Hj. Ernawaty Apt., selaku deputi manager teknik Laboratorium
Kesehatan Daerah (BLK) Medan, dan Bapak Yusuf (Laboratorium Kimia
Air) atas bantuannya dalam analisa ICP.
Teman – teman program Magister seangkatan yaitu Christian, Salvia, Sandra,
Tannady, Ariyani, Putri, Yolanda dan Bestari dan teman-teman terbaik di PPDGS,
Dewi Nalsalita, Aditya, Tanty, Qiqin, Teguh yang selalu memberikan dukungan dan
semangat.
Ucapan terima kasih yang setulus-tulusnya penulis sampaikan kepada kedua
orang tua tercinta, yaitu Ayahanda (Alm.) A.D. Silaen dan Ibunda Turianna Sitorus
yang telah membesarkan, memberikan kasih sayang yang tulus dan tak tergantikan,
Universitas Sumatera Utara
yang tak henti-hentinya berdoa, bersabar memberi dukungan dan semangat kepada
penulis.
Terima kasih dengan penuh keikhlasan penulis haturkan kepada suami
tercinta, Erwin Partogi Gultom, ST., atas kesetiaan dan kasih sayangnya di dalam
mendukung dan memberikan izin untuk melanjutkan pendidikan ke jenjang yang
lebih tinggi. Kepada ketiga putra tersayang Alvin Gerardo Sebastian Gultom, Alvito
Nathaniel Gultom, Albert Nicholas Gultom, atas kasih sayang dan kemandiriannya
selama penulis menjalani pendidikan S2 dan menyelesaikan tesis ini.
Penulis menyadari bahwa dalam tesis ini masih terdapat banyak kekurangan,
oleh karena itu penulis memohon maaf yang sebesar-besarnya. Semoga tesis ini
bermanfaat bagi perkembangan ilmu kedokteran gigi.
Medan, 19 Desember 2015
Penulis
Dortia Aprita Silaen
NIM. 097160002
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK..................................................................................................... .
i
ABSTRACT....................................................................................................
ii
KATA PENGANTAR....................................................................................
iii
RIWAYAT HIDUP........................................................................................
vi
DAFTAR ISI…………………….................................................................
viii
DAFTAR GAMBAR......................................................................................
x
DAFTAR TABEL ..........................................................................................
xi
DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................
BAB 1 PENDAHULUAN............................................................................
BAB 2
xii
1
1.1 Latar Belakang...........................................................................
1
1.2 Permasalahan..............................................................................
4
1.3 Rumusan Masalah......................................................................
6
1.4 Tujuan Penelitian.......................................................................
6
1.5 Manfaat Penelitian.....................................................................
7
TINJAUAN PUSTAKA..................................................................
8
2.1 Logam Stainless Steel dalam Bidang Ortodonti.......................
2.1.1 Klasifikasi dan komposisi stainless steel.........................
10
2.1.2 Sifat fisis stainless steel..................................................
13
2.1.3 Sifat mekanis stainless steel...........................................
14
9
Universitas Sumatera Utara
2.2 Saliva dan Saliva Buatan............................................................
15
2.3 Braket dalam Saliva....................................................................
16
2.4 Korosi dan Pelepasan Ion Logam..............................................
18
2.5 Alat Uji.......................................................................................
23
2.5.1 Uji XRF....………………………....................................
23
2.5.2 Uji ICP......……………………………………................ 24
BAB 3
2.6 Landasan Teori….......................................................................
29
2.7 Kerangka Teori….......................................................................
30
2.8 Kerangka Konsep ......................................................................
31
2.9 Hipotesis Penelitian…................................................................
31
METODOLOGI PENELITIAN........................................................
33
3.1 Jenis Penelitian............................................................................
33
3.2 Tempat dan Waktu Penelitian.....................................................
33
3.2.1 Tempat Penelitian..............................................................
33
3.2.2 Waktu Penelitian...............................................................
33
3.3 Sampel dan Besar Sampel Penelitian..........................................
33
3.3.1 Sampel Penelitian..............................................................
33
3.3.2 Besar Sampel Penelitian....................................................
34
3.4 Variabel Penelitian.......................................................................
35
3.4.1 Variabel Bebas....................................................................
35
3.4.2 Variabel Terikat...................................................................
35
3.4.3 Variabel Terkendali............................................................
35
3.4.4 Variabel Tak Terkendali.....................................................
35
Universitas Sumatera Utara
3.5 Definisi Operasional.....................................................................
36
3.6 Alat dan Bahan Penelitian............................................................
37
3.6.1 Alat Penelitian....................................................................
37
3.6.2 Bahan Penelitian.................................................................
37
3.7 Pelaksanaan Penelitian................................................................
38
3.7.1 Persiapan Penelitian...........................................................
38
3.7.2 Tahap Uji menggunakan ICP ............................................
39
3.8 Analisis Data...............................................................................
3.9 Jadwal Penelitian ........................................................................
BAB 4 HASIL PENELITIAN........................................................................
43
44
46
BAB 5 PEMBAHASAN................................................................................ 56
5.1 Pelepasan Ion Nikel Setelah Perendaman Di Dalam Saliva
Buatan Selama 1, 2, 3 dan 4 minggu...........................................
56
5.2 Pelepasan Ion Kromium Setelah Perendaman Di Dalam Saliva
Buatan Selama 1, 2, 3 dan 4 minggu............................................
BAB 6 KESIMPULAN DAN SARAN..........................................................
61
65
6.1 Kesimpulan..........…....................................................................
65
6.2 Saran............................................................................................
66
DAFTAR PUSTAKA....................................................................................... 67
LAMPIRAN ....................................................................................................
72
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
No.
Judul
Halaman
2.1
Korosi homogen.................................................................................
20
2.2
Korosi galvanis...................................................................................
20
2.3
Korosi celah........................................................................................
21
2.4
Korosi sumur.......................................................................................
21
2.5
Korosi antar butir................................................................................
22
2.6
Korosi tegangan..................................................................................
23
2.7
Pembagian panjang gelombang..........................................................
24
2.8
Transisi elektron.................................................................................
25
2.9
Prinsip kerja XRF..............................................................................
25
2.10
Mesin X-Ray Fluorescence (XRF) tipe μEDX 1300 ........................
26
2.11
Skema alat Inductively Coupled Plasma (ICP)..................................
28
2.12
Inductively Coupled Plasma (ICP)....................................................
28
3.1
Braket bernikel (Protect)....................................................................
37
3.2
Braket nickel-free (Orthoclassic) .....................................................
37
3.3
Sampel dalam tabung reaksi dimasukkan ke inkubator.....................
38
4.1
Kurva kalibrasi larutan standar nikel.................................................
47
4.2
Kurva kalibrasi larutan standar kromium...........................................
48
5.1
Diagram pengujian analisa kandungan unsur braket SS bernikel
dan braket SS nickel-free dengan XRF..............................................
5.2
5.3
56
Diagram pelepasan ion nikel braket SS bernikel dan braket SS
nickel-free pada 1, 2, 3 dan 4 minggu perendaman saliva buatan
58
Peranan klorida dalam memicu terjadinya korosi..............................
59
nickel-free pada 1, 2, 3 dan 4 minggu perendaman saliva buatan......
61
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
No.
Judul
Halaman
3.1
Definisi operasional variabel penelitian...........................................
36
3.2
Jadwal pelaksanaan proses penelitian.............................................
44
4.1
Hasil pengujian analisa kandungan unsur braket dengan XRF........
46
4.2
Pengukuran larutan standar nikel......................................................
47
4.3
Pengukuran larutan standar kromium..............................................
47
4.4
Nilai rerata pelepasan ion nikel setelah perendaman pada minggu
ke-1, 2, 3 dan 4 minggu dalam saliva buatan...................................
4.5
48
Nilai rerata pelepasan ion kromium setelah perendaman pada
minggu ke-1, 2, 3 dan 4 minggu dalam saliva buatan......................
49
4.6
Uji normalitas Shapiro-Wilk Test.....................................................
50
4.7
Perbedaan waktu pelepasan ion nikel dari braket SS bernikel
dan braket SS nikel-free melalui uji Annova...................................
4.8
51
Analisis Post Hoc untuk mengetahui perbedaan waktu pelepasan
ion nikel antara braket SS bernikel dan braket SS nikel-free pada
perendaman saliva buatan................................................................
52
Universitas Sumatera Utara
4.9
Perbedaan waktu pelepasan ion kromium dari braket SS bernikel
dan braket SS nikel-free melalui uji Annova...................................
4.10
52
Analisis Post Hoc untuk mengetahui perbedaan relatif pelepasan
ion kromium antara kelompok waktu perendaman pada braket
SS bernikel.........................................................................................
4.11
53
Analisis Post Hoc untuk mengetahui perbedaan relatif pelepasan
kromium diantara kelompok waktu perendaman pada braket
SS nikel-free .....................................................................................
4.12
Analisis T-test pelepasan ion nikel dari braket SS bernikel dan braket
SS nickel-free.......................................................................................
4.13
54
54
Analisis T-test pelepasan ion kromium dari braket SS bernikel dengan
braket SS nickel-free...........................................................................
55
Universitas Sumatera Utara