BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA - Kekasaran Permukaan Resin Komposit Nanofiller Setelah Aplikasi Karbamid Peroksida 35% Dengan Waktu Yang Berbeda

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Bleaching

2.1.1 Defenisi Bleaching Bleaching merupakan proses penghilangan stain yang terdapat di dalam struktur

gigi (email dan dentin) melalui reaksi reduksi-oksidasi secara kimia. Aplikasi bahan

bleaching didasari atas kemampuan agen aktif bleaching untuk dapat meresap ke

dalam struktur gigi menuju discoloration (stain) dan dapat bertahan dalam waktu yang lama di dalam struktur gigi. Selanjutnya melalui reaksi reduksi-oksidasi dapat

4 mengurai molekul stain menjadi molekul-molekul sederhana.

2.1.2 Mekanisme Bleaching

Mekanisme pemutihan gigi merupakan reaksi oksidasi dari bahan pemutih. Proses pemutihan akan terjadi bila pada bahan peroksida dilakukan pengubahan pH, suhu,

cahaya untuk mendapatkan oksigen bebas.

Enamel mahkota gigi hampir seluruhnya terdiri dari mineral (97% dari beratnya) dengan jarak berukuran mikroskopik di antara enamel rods yang mengandung air dan bahan organik. Stain terakumulasi di daerah kecil ini untuk beberapa waktu. Pemutihan gigi terjadi ketika hidrogen peroksida atau bahan pemutih nonperoksida melewati daerah di enamel ini dan mengoksidasi stain, menghasilkan warna yang

13 lebih terang.

Larutan karbamid peroksida tidak stabil, cepat terurai menjadi urea dan hidrogen peroksida jika berkontak dengan saliva atau jaringan. Hidrogen peroksida akan terurai menjadi air (H O) dan oksigen (O ). Dalam bentuk larutan murni hidrogen peroksida

merupakan asam lemah yang menghasilkan radikal bebas oksigen dalam jumlah besar

dan sedikit perhidroksil. Hidrogen peroksida merupakan oksidator kuat yang dapat terurai menjadi radikal bebas. Radikal bebas yang dihasilkan ini memiliki elektron yang tidak berpasangan dan tidak stabil, yang dapat berikatan dengan molekul organik lain untuk membuatnya stabil. Radikal bebas tersebut memutuskan ikatan karbon siklik yang terdapat pada bisphenol A-glycidyl methacrylate (Bis-GMA), reaksi ini sama dengan reaksi radikal bebas memutus ikatan karbon siklik. Reaksi siklik ini akan berubah menjadi ikatan ganda yang kemudian akan terputus lagi menjadi ikatan tunggal. Proses ini akan terus berlanjut hingga terjadi oksidasi sempurna. Reaksi inilah yang menyebabkan ikatan Bis-GMA menjadi lemah dan terdegradasi. Faktor lain adalah radikal bebas yang memutus rantai siloxane, putusnya rantai siloxane inilah yang menyebabkan terlepasnya partikel pengisi dari matriks resin dan juga membuat meningkatnya kekasaran permukaan resin

14 komposit.

Pada proses bleaching molekul perhidroksil (HO ) yang merupakan radikal bebas

kuat yang akan terurai dan berpenetrasi ke dalam email serta memutuskan rantai siklik pada email menjadi rantai rangkap kemudian terputus kembali dengan reaksi oksidasi yang sama menjadi rantai tunggal. Pada tahap ini reaksi yang akan terjadi akan mengoksidasi stain pada gigi menjadi molekul yang lebih kecil sehingga akan

6 memberikan efek yang lebih terang pada gigi.

Berbagai faktor yang perlu diperhitungkan seperti peningkatan suhu, tingginya konsentrasi karbamid peroksida, dan lamanya gigi berkontak dengan bahan pemutih dalam batas limit, mempengaruhi proses oksidasi dan menyebabkan tingkat

15 perubahan warna yang lebih besar.

2.1.3 Bahan Bleaching

Hidrogen peroksida dan karbamid peroksida adalah beberapa jenis bahan

bleaching yang sering digunakan. Hidrogen dan karbamid yang sering digunakan

sebagai bahan pemutih, yaitu 10% karbamid peroksida atau 3-6% hidrogen peroksida.

Hidrogen peroksida konsentrasi 30-35%, sodium perborat, dan karbamid peroksida

2.1.3.1 Hidrogen peroksida (H

2 O 2 )

Hidrogen peroksida dikenal sebagai dihidrogen dioksida, hidrogen dioksida, oksidol dan peroksida, dengan rumus kimia H

2 O 2 , pH 4,5, cairan bening, tidak

berwarna dan tidak berbau, dan lebih kental dari air. Hidrogen peroksida merupakan

senyawa kimia reaktif yang mengandung unsur hidrogen dan oksigen (H

2 O 2 ).

Hidrogen peroksida memiliki sifat oksidator yang sangat kuat dan digunakan sebagai bahan pemutih, juga sebagai desinfektan. Hidrogen peroksida relatif tidak stabil dan mengalami dekomposisi secara perlahan dan melepaskan oksigen. Hidrogen peroksida dapat terurai menjadi air dan oksigen secara spontan dengan reaksi sebagai berikut:

2 H O  2 H O + O + Energi

2 Hidrogen peroksida dapat membentuk beberapa unsur oksigen aktif yang berbeda

tergantung dari temperatur, pH, cahaya, ko-katalis, adanya transisional metal dan kondisi lainnya. Hidrogen peroksida merupakan oksidator dan mempunyai kemampuan untuk membentuk radikal bebas, HO 2, dan O. Perhidroksil yang membebaskan HO

2 sangat reaktif dan dapat memecah makromolekuler stain yang

besar menjadi molekul stain yang lebih kecil serta mengikat molekul stain pada

6 struktur anorganik dan matriks protein.

2.1.3.2 Karbamid peroksida

Karbamid peroksida adalah senyawa perpaduan antara hidrogen peroksida dan urea, merupakan suatu senyawa yang tidak berbau, tidak toksis, berbentuk kristal putih, dan merupakan kombinasi antara 7% urea dan 3% hidrogen peroksida. Komponen urea dalam karbamid peroksida akan menstabilkan hidrogen peroksida dan dengan kontak pada gigi yang lebih lama akan diperoleh efisiensi reaksi yang

15 Karbamid peroksida dengan konsentrasi tinggi 35% lebih mudah dikontrol dan

13 terdapat di dalam karbamid peroksida ialah 1/3 dari total konsentrasi karbamid

5,15 peroksida.

2.1.4 Teknik Bleaching

Teknik bleaching dapat diklasifikasikan menurut prosedur yang diberikan, in-

6 office atau home bleaching.

2.1.4.1 In-office bleaching

Teknik in-office bleaching bisa secara cepat mengubah warna gigi menjadi lebih

15,16

putih. Saat ini, sistem in-office bleaching terkenal dengan penggunaan kadar

17 hidrogen peroksida yang tinggi dan sering disebut sebagai “one-hour bleaching”.

Teknik ini merupakan pemutihan gigi vital yang dilakukan di klinik, menggunakan

15 hidrogen peroksida dengan konsentrasi tinggi yaitu 30-35%.

In-office bleaching bisa dilakukan pasien satu kali kunjungan 1-1,5 jam perawatan

atau beberapa kali kunjungan. Proses ini dapat dipercepat menggunakan pemanasan dengan sinar berintensitas cahaya rendah atau sinar dengan intensitas cahaya tinggi, misalnya sinar kuring komposit konvensional, sinar laser, sinar plasma arc dengan

intensitas tinggi. Teknik ini digunakan pada pasien yang tidak dapat menggunakan

tray atau pada pasien yang menginginkan giginya putih dengan cepat dan terkontrol

15 langsung oleh dokter gigi.

2.1.4.2Home bleaching Disebut juga supervised home dental whitening atau nightguard vital bleaching.

Teknik home bleaching menggunakan suatu alat yang menyerupai protesa yang disebut tray atau night guard dan dilakukan oleh pasien di rumah, di bawah

15,17

pengawasan dokter gigi. Pada teknik home bleaching, pasien mengaplikasikan bahan bleaching yang mengandung 10-15% karbamid peroksida dengan

6 pada gigi 4-8 jam setiap harinya selama 2-4 minggu. Prosedurnya sederhana, ekonomis, hasilnya optimal, presentasi keberhasilannya tinggi, dapat memotivasi pasien untuk lebih memelihara kesehatan giginya dan waktu kunjungan pun singkat. Perubahan akan terlihat setelah 2-3 minggu dan hasil akhir terlihat setelah 5-6 minggu. Stabilisasi warna dapat berlangsung satu sampai tiga

tahun dan dapat dilakukan perawatan ulang. Proses home bleaching sama efektifnya dengan proses in-office hanya membutuhkan waktu yang lebih lama dan biasanya

dilakukan sebagai tindakan lanjutan prosedur in-office. Teknik home bleaching mempunyai prognosis cukup baik dan efek samping sangat minimal. Efek samping

15 lebih banyak terjadi karena ketidakakuratan pada tray-nya.

2.2 Resin Komposit

Resin komposit merupakan bahan sewarna gigi yang digunakan pada bagian

anterior dan posterior rongga mulut. Komposit memuaskan secara estetis, kuat, dan tahan lama dalam hal pemakaian tetapi memiliki pelepasan florida yang kurang atau

18 bahkan tidak ada.

2.2.1 Komposisi Resin Komposit

Bahan komposit modern mengandung sejumlah komponen. Kandungan utama

13,19-22

adalah matriks resin dan partikel pengisi anorganik. Resin merupakan gabungan

23 dari polimer dan bahan pengisi merupakan partikel kaca.

Disamping kedua komponen bahan tersebut, beberapa komponen lain diperlukan

13,19-22

untuk meningkatkan efektivitas dan ketahanan bahan. Suatu bahan coupling (silane) diperlukan untuk memberikan ikatan antara bahan pengisi anorganik dan matriks resin, juga aktivator-inisiator diperlukan untuk polimerisasi resin dan pigmen

13,22-23 untuk memberi warna pada bahan yang sesuai dengan warna gigi.

2.2.1.1 Matriks Resin

GMA merupakan monomer yang membentuk resin komposit masa kini; sendiri atau

21,23 semakin rendah rata-rata berat molekul dari kombinasi monomer dan monomer, semakin tinggi presentasi penyusutan. Karena resin memiliki viskositas yang tinggi, untuk memfasilitasi proses pembuatan dan penanganan klinis maka diencerkan dengan monomer lain yang memiliki viskositas rendah (molekul dengan berat ringan) seperti bisphenol a dimethacrylate (Bis-DMA), ethyleneglycol dimethacrylate (EGDMA), trietilen glikol dimetakrilat (TEGDMA), methyl methacrylate (MMA)

19,21 atau urethan dimetakrilat (UDMA).

CH == C – R – C == CH

18 CH

3 CH

3 Produsen komposit dental saat ini masih berkonsentrai pada sistem tradisional,

biasanya menambahkan monomer Bis-GMA/TEGDMA atau monomer Bis-

21 GMA/UEDMA/TEGDMA dikombinasikan sebagai matriks organik.

Matriks komposit dental memiliki beberapa fungsi penting. Matriks merupakan fase polimerisasi yang membentuk massa solid dan menyatu ke struktur gigi. Walaupun begitu, matriks mempunyai beberapa kekurangan. Ia merupakan fase material komposit dental yang paling lemah dan tidak tahan lama. Oleh karena itu, pabrik meminimalisasi jumlah matriks material komposit dengan memaksimalkan

22 jumlah pengisi.

2.2.1.2 Partikel Bahan Pengisi (filler)

Dimasukkannya partikel bahan pengisi ke dalam suatu matriks secara nyata meningkatkan sifat bahan matriks resin bila partikel pengisi benar-benar berikatan

19-20

dengan matriks resin. Dengan menggabungkan bahan pengisi kaca dengan jumlah yang besar, penyusutan bisa direduksi lebih banyak karena jumlah resin yang

20,22 digunakan berkurang dan bahan pengisi tidak ikut dalam proses polimerisasi.

fisis dan mekanis dari matriks organik, maka memasukkan persentase bahan pengisi

21-22 koefisien termal dan penyusutan, membuat radiopak, dan meningkatkan estetis.

Karena pentingnya bahan pengisi yang berikatan kuat, jelas terlihat bahwa penggunaan bahan pengisi tambahan sangatlah diperlukan untuk keberhasilan suatu

19 bahan komposit.

Ukuran bahan pengisi komposit dental menunjukkan kemulusan permukaan hasil restorasi.Partikel bahan pengisiyang besar berdampak pada permukaan yang kasar. Persentase bahan pengisi merupakan hal yang paling menunjukkan sifat fisis

komposit dental. Bahan pengisi juga meningkatkan sifat mekanis seperti kekerasan

20 dan kekuatan kompresif.

2.2.1.3 Bahan Pengikat (Coupling Agent)

Penting bahwa partikel bahan pengisi berikatan dengan matriks resin. Bahan pengikat silane harus secara khemis kompatibel dengan bahan resin dan

19-20,22

pengisinya. Hal ini memungkinkan matriks polimer lebih fleksibel dalam meneruskan tekanan ke partikel pengisi yang lebih kaku. Aplikasi bahan coupling yang tepat dapat meningkatkan sifat mekanis dan fisik serta memberikan kestabilan hidrolitik dengan mencegah air menembus sepanjang antar-muka bahan pengisi

19 resin.

Coupling agent yang biasa dipakai pada resin komposit berbahan pengisi kaca

19-20

adalah organosilen Pada tahap ᵧ-metakriloksipropiltrimetoksi silane (ᵧ-MPTS). hidrolisasi ini, silane mengandung gugus silanol yang dapat berikatan dengan silanol pada permukaan bahan pengisi melalui pembentukan ikatan siloxane (S-O-Si). Gugus

metakrilat dari gabungan organosilen membentuk ikatan kovalen dengan resin bila

terpolimerisasi, jadi menyempurnakan proses coupling. Peran coupling yang tepat dengan bantuan organosilan amatlah penting terhadap penampilan klinis dari

19 komposit berbasis resin.

Proses pasta komposit berubah menjadi bahan keras disebut polimerisasi dari berpolimerisasi dengan mekanisme polimerisasi tambahan yang diawali oleh radikal

bebas seperti yang dibahas sebelumnya. Radikal bebas dapat berasal dari aktivasi

19,22-23 kimia atau pengaktifan energi eksternal (panas atau sinar).

2.2.2 Klasifikasi Resin Komposit Berdasarkan Ukuran Partikel

2.2.2.1 Komposit tradisional (makrofiller)

Merupakan resin komposit generasi 1970-an yang memiliki ukuran partikel antara 10-100 µm. Ukuran partikel yang besar membuatnya sulit untuk di polish, dan memiliki permukaan yang kasar karna partikel bahan pengisi hilang karena penggunaan resin, sehingga mengekspos partikel yang besar. Secara umum lebih kuat dari komposit dengan partikel bahan pengisi kecil. Karena sifatnya yang kasar dan

13 rapid wear , komposit makrofiller sudah tidak digunakan.

2.2.2.2 Komposit berbahan pengisi mikro (mikrofiller)

Seperti namanya, komposit mikrofiller memiliki ukuran bahan filler yang lebih kecil dari makrofiller. Partikel filler rata-rata sekitar 0.4 µm untuk diameter dan range

in size 0.03-0.5 µm, ukuran partikel bahan pengisi 200-300 kali lebih kecil dari

13,19 komposit tradisional.

Jika di polish, komposit mikrofiller menghasilkan permukaan yang licin dan

mengkilap, tidak seperti komposit makrofiller yang kasar. Tetapi, ia memiliki sifat fisik dan mekanik yang kurang dibandingkan komposit tradisional. Jumlah resin yang lebih tinggi, keofisien ekspansi termal yang lebih tinggi, dan penurunan modulus elastisitas. Karena kelemahan tersebut, kebanyakan komposit dengan bahan pengisi

19 mikro tidak cocok digunakan pada permukaan yang harus menahan beban.

2.2.2.3 Komposit hibrid

Di akhir tahun 1980-an, generasi terbaru dari komposit diperkenalkan. Mereka sekaligus dengan partikel bahan pengisiantara 0.1-3 µm. Gabungan dari dua ukuran Kandungan bahan pengisi 70-80% dari beratnya. Secara umum baik digunakan pada

13 bagian anterior maupun posterior gigi.

Bahan resin komposit jenis hibrid saat ini sering digunakan karena kehalusan permukaannya yang lebih baik dari jenis resin komposit partikel kecil, estetik setara dengan komposit berbahan mikro untuk penggunaan restorasi anterior, dan kekuatan tekanan yang tinggi hampir sama dengan sifat ketahanan penggunaan amalgam. Karena itu resin komposit jenis hibrid dapat digunakan sebagai bahan tumpatan gigi posterior dan sering digunakan sebagai restorasi anterior termasuk tumpatan klas IV. Keunggulan lainnya adalah warna yang mirip dengan struktur gigi, penyusutan rendah, absorpsi cairan rendah, dapat dipoles tekstur permukaannya, serta abrasi dan ketahanan pemakaian sama dengan struktur gigi. Namun selama pemakaian dapat

24 mengalami perubahan warna.

2.2.2.4 Komposit nanofiller

Resin komposit nanofiller terbuat dari zirkonium/silika atau nanosilika ukuran partikel antara 0,005-0,1 µm, ukuran bahan pengisi 1-20 nm walau dalam bentuk klaster berukuran besar, volume anorganik bahan pengisinya 78,5%, mudah dilakukan pemolesan, kekuatan baik dan modulus tinggi. Komposit nanofiller diperkenalkan di pasaran kedokteran gigi dengan tujuan menyediakan hasil estetik yang lebih baik, permukaan yang lebih halus dan mengkilat, penyusutan akibat polimerisasi yang lebih minim, dan resistensi serta daya penggunaan yang lebih baik dan daya atrisi yang lebih rendah sehinga dalam hal ini penggunaan resin komposit jenis nanofiller lebih banyak dipakai oleh kalangan dokter gigi untuk memenuhi

6 kebutuhan estetik yang lebih baik untuk restorasi pada gigi anterior.

Merupakan bahan restorasi universal yang diaktivasi oleh visible light yang dirancang untuk keperluan merestorasi gigi anterior maupun posterior. Memiliki sifat kekuatan dan ketahanan hasil poles yang sangat baik. Dikembangkan dengan konsep

25-27 dimensi komponen kritisnya adalah sekitar 0.1-100 nanometer. Komposisi bahan komposit ini terdiri dari sistem resin yang bersifat dapat mengurangi penyusutan, yaitu BIS-GMA, BIS-EMA, UDMA dan sejumlah kecil TEGDMA. Sedangkan bahan pengisinya berisi kombinasi antara bahan pengisi nanosilica 20 nm yang tidak berkelompok, dan nanocluster zirconia/silica yang mudah berikatan membentuk kelompok. Kelompok tersebut terdiri dari partikel zirconia/silica dengan ukuran 5-20 nm. Ukuran partikel satu cluster adalah berkisar

26 antara 0.6-1.4 mikron. Muatan bahan pengisi komposit ini adalah 78.5% berat.

2.2.3 Sifat Mekanis Resin Komposit

2.2.3.1 Kekerasan (hardness)

Kekerasan suatu material merupakan ukuran relatif dari ketahanan terhadap lekukan ketika beban diberikan secara spesifik dan konstan. Selain itu, kekerasan permukaan merupakan sifat mekanik yang lebih sering dgunakan untuk menggambarkan ketahanan pemakaian suatu bahan. Kekerasan mikro telah terbukti menjadi indikator yang adekuat dari derajat konversi resin komposit dan kekerasan mikro permukaan merupakan faktor yang paling penting dalam karakteristik fisik

6 suatu material gigi.

2.2.3.2 Kekasaran (roughness)

Kualitas permukaan restorasi dental merupakan faktor penting dalam menentukan kesuksesan restorasi. Kekasaran permukaan restorasi komposit ditentukan dari ukuran, kekerasan, dan jumlah partikel bahan pengisi, yang juga mempengaruhi sifat mekanis dari bahan. Kekasaran permukaan (Ra) merupakan satu faktor yang ikut

26 menyebabkan diskolorisasi eksterior dan berhubungan dengan tipe bahan komposit.

Struktur dan karakteristik partikel bahan pengisi resin komposit memiliki dampak langsung pada kehalusan permukaan dan peningkatan kemungkinan staining

28 ekstrinsik.

besar dalam pembentukan biofilm dan adhesi bakteri yang mengarah pada inflamasi

2.2.4 Sifat Fisis Resin Komposit

2.2.4.1 Penyerapan air dan solubilitas

Penyerapan air dan solubilitas merupakan sifat yang penting dari resin komposit dan mempengaruhi kekuatannya, ketahanan terhadap abrasi, volume dan stabilitas warna. Akibat dari penyerapan air dan solubilitas yang tinggi dari restorasi resin, berdasarkan penelitian berhubungan dengan penurunan sifat fisis dan ketahanan restorasi komposit.

Jumlah air yang bisa diabsorpsi resin komposit tergantung pada hidrofilitas

matriks polimer dan komposisi bahan pengisi. Air juga menyebabkan penurunan

23 komposit, mengakibatkan sedikit reduksi sifat fisis dan mekanis.

2.3 Metode Pengukuran Kekasaran Permukaan

Rata-rata pada penelitian kekasaran permukaan, profilometer mekanik biasanya

31 digunakan untuk menentukan kekasaran permukaan dengan satuan Ra.

Kekasaran permukaan spesimen diukur menggunakan surface profilometer (Surfest SV400, Mitutoyo, Tokyo, Japan). Profilometer ini mepunyai stylus berujung

intan berukuran 10±2.5 µm, sudut ujung 90±10 dan bergerak dengan kecepatan 2mm/detik dengan kekuatan pengukuran 1.5 gf atau 15 mN. Spesimen diletakkan pada alas dengan permukaan datar, stylus diposisikan dipermukaan spesimen, dan diprogram untuk menelusuri tiap jalur 2 mm, menghasilkan hasil pengukuran pertama

dalam µm, dua pengukuran tambahan didapatkan dengan memutar disc ke arah 45

dan 90 untuk tiap spesimen. Rata-rata hasil direkam sebagai data hasil tiga

28 pengukuran ini.

2.4 Kerangka Teori Resin Komposit Komposisi

Matriks Resin Bahan Pengikat

Sistem Aktivator-

Inisiator

Partikel Bahan Pengisi Klasifikasi

Makrofiller Mikrofiller Hibrid

Nanofiller Sifat Mekanis

Kekerasan Kekasaran Penyerapan

Air dan Solubilitas

Bahan Bleaching

Hidrogen Peroksida

Karbamid Peroksida

Sifat Fisis

2.5 Kerangka Konsep Bahan Bleaching Karbamid peroksida 35% 12% Hidrogen peroksida Redoks

Resin Komposit

Makrofiller Mikrofiller Hibrid Nanofiller

Sifat Mekanis Kekasaran

Urea

Leaching filler

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA - Kekasaran Permukaan Resin Komposit Nanofiller Setelah Aplikasi Karbamid Peroksida 35% Dengan Waktu Yang Berbeda