BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang - Perbedaan Kekuatan Kompresi Gipsum Tipe III Pabrikan dan Daur Ulang serta Gipsum Tipe III Daur Ulang dengan Penambahan Larutan Zink Sulfat 4% sebagai Bahan Model Kerja Gigitiruan

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

  Gipsum merupakan mineral yang ditambang dari berbagai belahan dunia dan

  1

  diperoleh melalui produk sampingan dari beberapa proses kimia. Gipsum mempunyai banyak kegunaan khususnya di bidang kedokteran gigi dan mulai

  1

  digunakan pada tahun 1756. Gipsum dalam kedokteran gigi dikenal dengan nama gips. Gipsum yang biasanya digunakan dalam bidang kedokteran gigi berasal dari Kalsium Sulfat Dihidrat murni dengan rumus kimia CaSO

  4 .2H

  2 O kemudian 1,2

  mengalami kalsinasi menjadi Kalsium Sulfat Hemihidrat (CaSO

  4 .½H

  2 O). Gipsum

  digunakan sebagai bahan untuk pembuatan model duplikat dari rongga mulut serta struktur jaringan sekitarnya dan sebagai bahan penting untuk pekerjaan laboratorium

  3,4

  yang melibatkan pembuatan gigitiruan. Di Prostodonsia gipsum sering digunakan sebagai bahan model kerja gigitiruan. Gipsum merupakan bahan yang sering

  3,5 digunakan karena memiliki sifat mekanis dan kemis yang baik.

  American Dental Association (ADA) no. 25 mengklasifikasikan gipsum

  menjadi 5 tipe yaitu : Tipe I (Plaster Impression), Tipe II (Plaster Model), Tipe III (Dental Stone), Tipe IV (Dental Stone, High Strength) dan Tipe V (Dental Stone,

4 High Strength, High Expansion). Setiap tipe gipsum mempunyai kandungan yang

  sama yaitu Kalsium Sulfat Hemihidrat (CaSO

  4 .½H

  2 O) namun karena

  metodepembentukan, ukuran dan bentuk partikel yang berbeda menyebabkan

  1,5-6

  perubahan terhadap produk gipsum yang terbentuk. Gipsum tipe II metode

  o

  2

  pembentukan yaitu dengan pemanasan pada ketel terbuka suhu 110-120

  C. Gipsum tipe III metode pembentukannya dengan pemanasan di autoklaf pada suhu 120-

  o

  1

  130

  C. Sedangkan, gipsum tipe IV dan tipe V metode pembentukannya dengan

  o

  memanaskan mineral gipsum di dalam asam organik atau garam pada suhu 140 C

  

o

  2

  kemudian dicuci dengan air panas suhu 100

  C. Selain metode pembentukan, terdapat bentuk dan ukuran partikel yang akan memengaruhi tipe gipsum yang terbentuk. Bentuk dan ukuran partikel gipsum ini juga akan memengaruhi penyerapan air dan

  1,5

  sifat mekanik dari gipsum. Salah satu sifat mekanik gipsum yaitu kekuatan kompresi. Gipsum tipe I mempunyai kekuatan kompresi yang lebih rendah dibandingkan gipsum tipe II dan gipsum tipe II mempunyai kekuatan kompresi yang lebih rendah dibandingkan gipsum tipe III. Semakin tinggi tipe gipsum maka semakin

  2 tinggi kekuatan kompresinya.

  Gipsum mempunyai beberapa karakteristik yaitu : perubahan dimensi, setting

  

time , perbandingan air dan bubuk/water powder ratio, setting expansion dan kekuatan

1,7

  kompresi. Setting time dipengaruhi oleh waktu, kecepatan pengadukan, perbandinganair dan bubuk, akselerator dan retarder, suhu dan tekanan atmosfer, serta

  8 kemurnian bubuk gipsum. Perubahan dimensi dipengaruhi oleh setting expansion.

  Semakin besar nilai setting expansion maka perubahan dimensi juga akan semakin besar. Hesmati dkk (2002) meneliti setting expansion yang terjadi pada gipsum akan

  9

  sempurna setelah 96 jam (4 hari). Setting expansion yang terjadi pada gipsum

  9

  berkaitan dengan pembentukan kristal-kristal gipsum. Karakteristik gipsum yang terakhir adalah kekuatan kompresi.

  Kekuatan kompresi merupakan kemampuan bahan untuk menahan fraktur dan abrasi. Kekuatan kompresi dipengaruhi oleh waktu dan kecepatan pengadukan, perbandingan air dan bubuk, akselerator dan retarder, suhu ruangan dan tekanan

  1,8,10

  atmosfer serta kemurnian bubuk gipsum. Yosi dkk (1998) menyatakan peningkatan perbandingan air dan bubuk akan menurunkan kekuatan kompresi

  11

  gipsum. Sebaliknya bila perbandingan air dan bubuk yang rendah akan menyebabkan pertumbuhan kristal menjadi sangat erat dan menjadi lebar sehingga

  1 kekuatan kompresi menjadi lebih tinggi.

  Gipsum dalam kedokteran gigi merupakan bahan material yang banyak digunakan. Gipsum digunakan sebagai model kerja dan model studi. Gipsum yang paling sering digunakan oleh dokter gigi dan laboran adalah gipsum tipe III yang digunakan untuk membuat model kerja dan penanaman di dalam kuvet. Model kerja akan dibuang bila pekerjaan telah selesai dan lama-kelamaan menumpuk menjadi limbah gipsum tipe III. Abdelfatah dan Tabsh (2008) menyatakan limbah gipsum

  12 sangat banyak dan sesuai ketentuan dibuang di Tempat Pembuangan Akhir (TPA).

  Limbah model kerja sangat sulit untuk diuraikan karena zat kimia yang dimiliki gipsum. Abidoye dan Bello (2010) meneliti limbah gipsum akan menghasilkan gas

  12 H

  2 S dan gas SO 2 yang berbahaya terhadap kesehatan manusia dan lingkungan. Gas

  H S dan gas SO yang terbentuk akan mengganggu kesehatan manusia karena

  2

  2

  menyebabkan masalah kesehatan seperti infeksi saluran pernapasan akut dan kronis, rinitis, pneumoni hingga kematian sedangkan terhadap lingkungan gas H

  2 S dapat 13,14

  membantu proses pembentukan gas SO 2 yang akan menimbulkan hujan asam. Masalah lingkungan ini akan mengganggu keseimbangan ekosistem sehingga diperlukan suatu upaya untuk mengurangi limbah dari model gipsum tipe III. Upaya untuk mengurangi limbah dapat dilakukan dengan daur ulang terhadap model gipsum tipe III.

  Gipsum berasal dari Kalsium Sulfat Dihidrat (CaSO 4.

  2H

  2 O) ketika dipanaskan

  akan kehilangan 1,5 gram mol dari 2 gram mol H

  2 O dan menghasilkan Kalsium 2,5-6

  Sulfat Hemihidrat (CaSO

  4 .½H

2 O). Reaksi yang terjadi pada gipsum bersifat

  reversibel yaitu bila Kalsium Sulfat Hemihidrat (CaSO .½H O)direaksikan kembali

  4

  2

  dengan air akan membentuk reaksi awal yaitu Kalsium Sulfat Dihidrat (CaSO 4.

  2H

  2 O). Secara kimiawi reaksi yang terjadi pada gipsum dinyatakan, sebagai 2,5

  berikut :

  4 .½H

  2 O 1½H

• CaSO

  2 O CaSO 4.

  2H

  2 O + 3900 Kalori/gram mol

  Kalsium Sulfat Hemihidrat Air Kalsium Sulfat Dihidrat Sifat reversibel yang dimiliki oleh gipsum merupakan dasar pemikiran untuk dilakukannya proses daur ulang. Daur ulang yang dilakukan pada gipsum akan membantu dalam pembuatan model yang baru. Ibrahim, Seniour dan Sheehab (1995) menyatakan Kalsium Sulfat Hemihidrat (CaSO

  4 .½H

  2 O) dapat direproduksi dari

  15

  model dengan pemanasan menggunakan autoklaf. Abidoye dan Bello (2010) meneliti tentang proses daur ulang bahan papan gipsum dengan cara pemanasan

  o o o o o

  limbah papan gipsum pada suhu 120

  C, 140

  C, 160

  C, 180 C dan suhu 200 C untuk

  12

  memperoleh kekuatan kompresi yang lebih baik. Abidoye dan Bello (2010)

  o

  mendapatkan kekuatan kompresi yang tinggi pada pemanasan suhu 160 C selama 40

  12

  menit. Bardella dan Camarini (2006) meneliti mikrostruktur yang terbentuk pada

  16 gipsum daur ulang dan gipsum pabrikan mempunyai mikrostruktur yang sama.

  Model kerja yang digunakan untuk pembuatan gigitiruan harus mempunyai kekuatan kompresi yang baik untuk menahan terjadinya abrasi maupun fraktur pada

  17

  saat proses laboratorium. Pada saat dilakukan pembuatan gigitiruan di model kerja tekanan yang terjadi selama prosedur laboratorium diupayakan tidak memengaruhi hasil dari model gigitiruan. Kekuatan kompresi sangat penting bagi gipsum sehingga pada gipsum tipe III daur ulang juga harus mempunyai kekuatan kompresi yang tinggi. Wijaya (2014) meneliti kekuatan kompresi gipsum tipe III daur ulang yang dipanaskan pada suhu 130 C mempunyai rerata ± SD sebesar 2,38 ± 0,21 MPa, kekuatan kompresi gipsum tipe III daur ulang yang dipanaskan pada suhu 160 C mempunyai rerata ± SD sebesar 1,31 ± 0,16 MPa dan kekuatan kompresi gipsum tipe

  18 III pabrikan mempunyai rerata ± SD sebesar 26,72 ± 1,43 MPa. Kekuatan kompresi

  gipsum tipe III daur ulang rendah terjadi karena adanya molekul air yang terperangkap dalam kristalisasi gipsum sehingga jarak antar kristal gipsum

  18 renggang.

  Kekuatan kompresi gipsum tipe III daur ulang rendah dapat diatasi dengan

  19

  penambahan zat aditif ke dalam gipsum. Hatim dkk (2007) meneliti penambahan zat aditif dapat meningkatkan kekuatan kompresi yang dipengaruhi oleh konsentrasi

  19

  zat aditif yang ditambahkan ke dalam gipsum. Zat aditif yang dapat ditambahkan berupa garam-garaman. Garam-garaman yang ditambahkan meningkatkan kekuatan kompresi dapat dilihat pada gipsum tipe IV. Salah satu jenis garam-garaman yang dapat digunakan untuk meningkatkan kekuatan kompresi adalah Zink Sulfat. Zink Sulfat dan Kalsium Sulfat Hemihidrat akan bereaksi secara kimiawi membentuk

  20

  garam ganda. Garam ganda yang terbentuk akan membentuk tiga buah ikatan yaitu

  21-23

  ikatan koordinasi, ikatan logam dan ikatan kovalen. Ikatan-ikatan yang terbentuk akan mempererat hubungan antar partikel Kalsium Sulfat Hemihidrat dan Zink Sulfat sehingga kekuatan kompresinya akan meningkat. Hal ini didukung dengan penelitian Vyas dkk (2008) tentang penambahan zat aditif berupa Sulfat dapat meningkatkan

  3

  kekuatan kompresi gipsum tipe III. Vyas dkk melakukan penambahan zat aditif berupa garam Zink Sulfat(ZnSO

  4 ) dengan menggunakan 8 konsentrasi yaitu :

  konsentrasi 0,2%, 0,4%, 0,6%, 0,8%, 1,0%, 2,0%, 3,0% dan 4,0%. Hasil penelitian Vyas dkk menunjukkan konsentrasi 4,0% mengalami peningkatan kekuatan kompresi yang lebih tinggi dibandingkan dengan konsentrasi lainnya yaitu dari model standar

  3 20,88 Mpa menjadi 24,85 MPa.

1.2 Permasalahan

  Gipsum tipe III adalah bahan kedokteran gigi yang banyak digunakan oleh dokter gigi dan laboran. Gipsum tipe III digunakan sebagai bahan model kerja gigitiruan. Model kerja gigitiruan adalah model untuk melakukan pekerjaan pembuatan gigitiruan. Model kerja setelah digunakan akan dibuang dan menjadi limbah. Limbah gipsum akan menghasilkan gas H

  2 S dan gas SO 2 yang mengakibatkan masalah kesehatan dan lingkungan.

  Gipsum mempunyai sifat reversibel yang artinya ketika Kalsium Sulfat Hemihidrat direaksikan kembali dengan air dapat membentuk Kalsium Sulfat Dihidrat. Sifat reversibel gipsum ini merupakan dasar dilakukannya proses daur ulang yang akan membantu mengurangi masalah kesehatan dan masalah lingkungan karena limbah gipsum tipe III. Gipsum daur ulang yang dihasilkan ini harus mempunyai kekuatan kompresi tinggi agar dapat digunakan sebagai model kerja gigitiruan. Hal ini karena pada saat pembuatan gigitiruan model kerja akan mendapat tekanan. Tekanan yang terjadi dapat memengaruhi hasil dari gigitiruan sehingga diperlukan kekuatan kompresi dari model kerja yang baik untuk menahan terjadinya tekanan yang dapat menyebabkan fraktur dan abrasi. Wijaya (2014) menyatakan kekuatan kompresi pada gipsum tipe III daur ulang lebih rendah dibandingkan dengan gipsum tipe III pabrikan. Maka untuk mengatasi kekuatan kompresi yang rendah pada gipsum tipe III daur ulang dilakukan penambahan zat aditif berupa Zink Sulfat. Penelitian Vyas dkk memperoleh kekuatan kompresi gipsum tipe III paling tinggi ketika dilakukan penambahan Zink Sulfat (ZnSO

  4 ) dengan konsentrasi 4% yaitu 24,85 Mpa.

  Berdasarkan uraian di atas maka timbul permasalahan apakah ada perbedaan kekuatan kompresi gipsum tipe III pabrikan dan daur ulang sertagipsum tipe III daur ulang dengan penambahan larutan Zink Sulfat 4% sebagai bahan model kerja gigitiruan.

  1.3 Rumusan Masalah

  Dalam penelitian ini dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut : 1.

  Berapanilai kekuatan kompresi gipsum tipe III pabrikan dan daur ulang serta gipsum tipe III daur ulang dengan penambahan larutan Zink Sulfat 4% sebagai bahan model kerja gigitiruan? 2.

  Apakah ada perbedaankekuatan kompresi gipsum tipe III pabrikan dan daur ulang serta gipsum tipe III daur ulang dengan penambahan larutan Zink Sulfat 4% sebagai bahan model kerja gigitiruan?

  1.4 Tujuan Penelitian

  Tujuan penelitian ini adalah :

  1. Untuk mengetahui berapa nilaikekuatan kompresi gipsum tipe III pabrikan dan daur ulang serta gipsum tipe III daur ulang dengan penambahan larutan Zink Sulfat 4% sebagai bahan model kerja gigitiruan.

  2. Untuk mengetahui perbedaan kekuatan kompresi gipsum tipe III pabrikan dan daur ulang serta gipsum tipe III daur ulang dengan penambahan larutan Zink Sulfat 4% sebagai bahan model kerja gigitiruan.

  1.5 Manfaat Penelitian

1.5.1 Manfaat Teoritis 1.

  Penelitian ini diharapkan dapat memberikan kontribusi atau sumbangan bagi pengembangan ilmu pengetahuan kedokteran gigi khususnya di bidang Prostodonsia.

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

1.5.2 Manfaat Praktis

  1. Penelitian ini dapat memberikan masukan bagi dokter gigi, laboran maupun masyarakat untuk melakukan daur ulang limbah gipsum tipe III.

  2. Hasil penelitian ini diharapkan dapat menjadi masukan informasi bagi dokter gigi dan laboran tentang kekuatan kompresi gipsum tipe III daur ulang dengan penambahan larutan Zink Sulfat 4%.