Kekasaran Permukaan Lempeng Resin Akrilik Polimerisasi Panas Setelah Direndam Dalam Larutan Pembersih Gigi Tiruan Sodium Hipoklorit 0,5%
5
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Resin Akrilik Polimerisasi Panas
Resin akrilik polimerisasi panas merupakan pilihan bahan basis gigi tiruan
pada saat ini dan diperkenalkan di bidang kedokteran gigi sejak tahun 1937 yang
terdiri dari bubuk yang mengandung polimer dan cairan yang mengandung
monomer.4,14 Bahan ini merupakan resin jenis poli(metil metakrilat) yang
polimerisasinya dengan pemanasan.15 Resin ini biasanya diproses dalam kuvet
menggunakan teknik pencetakan dan pengecoran. Polimer dan monomer yang
dicampur dalam perbandingan yang tepat 3:1 berdasarkan volume atau 2,5:1
berdasarkan berat.14 Energi termal yang diperlukan untuk polimerisasi bahan-bahan
tersebut dapat diperoleh dengan menggunakan pemanasan air. Resin akrilik
polimerisasi panas dipergunakan untuk bahan pembuatan anasir gigi tiruan, basis gigi
tiruan, bahan reparasi gigi tiruan, bahan obturator, dan pembuatan sendok cetak
fisiologis. Resin akrilik polimerisasi panas dengan pemanasan air dilakukan dengan
dua cara, yaitu pemanasan air menggunakan kompor atau waterbath.15
Resin akrilik polimerisasi panas memiliki sifat tidak berwarna, transparan dan
padat. Untuk mempermudah penggunaannya dalam kedokteran gigi, polimer
diwarnai untuk mendapatkan warna dan derajat kebeningan. Warna serta sifat optik
tetap stabil dibawah kondisi mulut yang normal dan sifat-sifat fisiknya telah terbukti
sesuai untuk aplikasi kedokteran gigi.16
Keuntungan basis dari bahan ini adalah penampilan yang baik, mudah dalam
pembuatannya, permukaan akhir yang baik, dan ikatan kimia yang sangat baik.
Namun disamping keuntungan, bahan ini juga memiliki kerugian, yaitu
adanya
monomer sisa, kekuatan yang rendah, kekuatan lentur cukup rendah, dapat menyerap
air serta larut dalam dalam beberapa cairan.6,14,16,17
Universitas Sumatera Utara
6
2.1.1 Komposisi
Resin akrilik polimerisasi panas terdiri dari:4,15,16,18
1. Bubuk mengandung :
a) Polimer : polimetilmetakrilat sebagai unsur utama
b) Benzoil peroksida sebagai inisiator : 0,2-0,5%
c) Reduces Translucency : Titanium dioksida
d) Pewarna dalam partikel polimer yang dapat disesuaikan dengan jaringan
mulut: 1%
e) Fiber : serat nilon atau serat akrilik
f) Plasticizer : dibutil pthalat
g) Partikel inorganik, seperti serat kaca, zirconium silikat.
2. Cairan mengandung :
a) Monomer : methyl methacrylate, berupa cairan jernih yang mudah
menguap.
b) Stabilisator : 0,006 % inhibitor hidrokuinon sebagai penghalang
polimerisasi selama penyimpanan.
c) Cross linking agent : 2 % ethylen glycol dimetacrylate, bermanfaat
membantu penyambungan dua molekul polimer sehingga rantai menjadi
panjang dan untuk meningkatkan kekuatan dan kekerasan resin akrilik.
d) Plasticizer : dibutil pthalat
2.1.2 Manipulasi
Beberapa hal yang perlu diperhatikan pada saat melakukan manipulasi resin
akrilik polimerisasi panas yaitu:
a)
Perbandingan polimer dan monomer
Perbandingan polimer dan monomer yang tepat adalah penting dalam
membuat protesa yang sangat cocok dengan sifat-sifat fisik seperti yang diharapkan.
Bila komponen bubuk dan cairan diaduk dalam perbandingan yang sesuai, dihasilkan
massa menyerupai adonan.16 Perbandingan polimer dan monomer yang umumnya
digunakan adalah 3:1 satuan volume atau 2,5:1 satuan berat. Bila monomer terlalu
Universitas Sumatera Utara
7
sedikit, maka tidak semua polimer sanggup dibasahi oleh monomer akibatnya akrilik
yang telah selesai berpolimerisasi akan bergranula, tetapi monomer juga tidak boleh
terlalu banyak karena akan menyebabkan terjadinya kontraksi yang lebih besar (21%
satuan volume) dibandingkan dengan kontraksi yang terjadi pada adonan resin akrilik
yang seharusnya (7% volume), sehingga membutuhkan waktu yang lebih lama untuk
mencapai fase dough (konsistensi) dan akhirnya menyebabkan timbulnya porositas
pada resin akrilik. 15,16,19
b) Pencampuran
Ketika polimer dan monomer dicampur dengan perbandingan yang sesuai,
dihasilkan massa yang dapat diproses.16 Sebenarnya, massa yang dihasilkan melalui 5
tahap yang berbeda:
1) Tahap I : Polimer meresap ke dalam monomer membentuk suatu fluid yang tidak
bersatu (sandi/granular).15,19 Selama tahap ini, sedikit atau tidak ada interaksi
pada tingkat molekuler. Butir-butir polimer tetap tidak berubah, dan konsistensi
adukan dapat digambarkan sebagai ‘kasar’ atau ‘berbutir’.16
2) Tahap II : Selama tahap ini monomer masuk ke permukaan masing-masing
butiran polimer. Beberapa rantai polimer terdispersi dalam monomer cair. Rantairantai polimer ini melepaskan jalinan ikatan, sehingga meningkatkan kekentalan
adukan.15,16 Tahap ini mempunyai ciri ‘berbenang’ atau ‘lengket’ bila bahan
disentuh atau ditarik.16,19
3) Tahap III : Tahap dough atau gel. Polimer telah jenuh didalam monomer. Massa
menjadi lebih halus dan dough like (seperti adonan).15,16,19 Pada tingkat molekul,
jumlah rantai polimer yang memasuki larutan meningkat. Jadi, dibentuk suatu
larutan monomer dan polimer terlarut. Sejumlah besar polimer tidak larut juga
ada. Adukan tersebut tidak lagi seperti benang dan tidak melekat pada permukaan
cawan atau spatula pengaduk.16
4) Tahap IV : Tahap karet atau elastic. Monomer dihabiskan dengan penguapan dan
dengan penembusan lebih jauh ke dalam butir-butir polimer yang tersisa. Secara
klinis, massa memantul bila ditekan atau diregangkan. Karena massa tidak lagi
Universitas Sumatera Utara
8
mengalir bebas, mengikuti bentuk wadahnya, bahan ini tidak dapat dibentuk
dengan teknik kompresi konvensional. 15,16
5) Tahap V : Penetrasi yang lebih lanjut dari polimer. Bila dibiarkan selama
periode tertentu, adukan menjadi keras. Ini disebabkan karena penguapan
monomer bebas. Secara klinis, adukan terlihat sangat kering dan tahan terhadap
deformasi mekanik.15,16,19
c) Mold lining
Setelah mastercast dikeluarkan dari mold, dinding mold harus diberi bahan
separator (could mold seal) untuk mencegah merembesnya monomer ke bahan mold
dan berpolimerisasi sehingga menghasilkan permukaan yang kasar, merekat dengan
bahan mold dan mencegah air dari gips masuk ke dalam resin akrilik.16,19
d) Packing
Mengisi resin basis protesa dalam rongga mold di kuvet dinamakan packing.
Proses ini merupakan satu tahap yang paling penting dalam pembuatan basis gigi
tiruan. Mold dalam kuvet harus diisi dengan tepat pada saat polimerisasi.
Memasukkan bahan terlalu berlebihan, dinamakan overpacking, menyebabkan basis
gigi tiruan dengan ketebalan berlebihan serta perubahan posisi elemen gigi tiruan.
Sebaliknya, dengan memasukkan bahan terlalu sedikit, disebut underpacking,
menyebabkan porus yang dapat dilihat pada basis gigi tiruan.16 Sewaktu pengisian
resin akrilik ke dalam mold perlu diperhatikan agar mold terisi penuh dan sewaktu dipress terdapat tekanan yang cukup pada mold, ini dapat dicapai dengan cara
mengisikan adonan akrilik sedikit lebih banyak kedalam mold.19
2.1.3 Proses Polimerisasi Resin Akrilik (Curing)
Proses polimerisasi resin akrilik dilakukan dengan cara mengaplikasikan
panas pada resin dengan merendam kuvet ke dalam waterbath. Pemanasan dimulai
pada suhu kamar dan dinaikkan terus hingga suhu 70oC selama 30 menit, lalu suhu
70oC dipertahankan selama 60 menit, kemudian suhu dinaikkan menjadi 100oC dan
dipertahankan selama 60 menit, setelah itu suhu pelan-pelan diturunkan hingga sama
dengan suhu ruangan. Pengaplikasian panas harus teratur karena reaksi kimia antara
Universitas Sumatera Utara
9
monomer dan polimer bersifat eksotermis. Bila polimerisasi telah dimulai maka suhu
resin akrilik akan jauh lebih tinggi dari airnya dan monomer akan mendidih pada
temperatur 212oF atau 100oC, oleh karena itu pada tahap awal proses kuring, suhu air
harus dijaga jangan terlalu tinggi. 20
Setelah proses polimerisasi selesai, kuvet harus didinginkan perlahan sampai
mencapai temperatur ruang. Pendinginan secara cepat menyebabkan kerusakan basis
protesa karena perbedaan kontraksi termal dari resin dan stone penanam. Pendinginan
secara perlahan dan merata dari bahan ini meminimalkan kesalahan yang dapat
terjadi. Ini berarti, kuvet harus diangkat dari rendaman air dan dibiarkan mendingin
selama 30 menit.14 Selanjutnya kuvet direndam dalam air mengalir selama 15 menit.
Pada keadaan ini basis protesa boleh dikeluarkan dari dalam kuvet dan dilakukan
pemolesan
resin
akrilik
untuk
mendapatkan
permukaan
yang
halus
dan
mengkilap.16,19
2.1.4 Sifat-sifat
Sifat resin akrilik polimerisasi panas sebagai bahan basis protesa sangat
penting untuk ketepatan dan fungsi gigi tiruan itu sendiri. Beberapa sifat-sifat resin
akrilik polimerisasi panas adalah:
a)
Berat molekul
Resin akrilik polimerisasi panas memiliki berat molekul polimer yang tinggi
yaitu 500.000-1.000.000 dan berat molekul monomernya yaitu 100. Berat molekul
monomer yaitu 100. Berat molekul polimer ini akan bertambah hingga mencapai
angka 1.200.000 setelah berpolimerisasi dengan benar. Rantai polimer dihubungkan
antara satu dengan lainnya oleh gaya Van der Waals dan ikatan antar rantai molekul.
Bahan yang memiliki berat molekul tinggi mempunyai ikatan rantai molekul yang
lebih banyak dan mempunyai kekakuan yang besar dibandingkan polimer yang
memiliki berat molekul yang lebih rendah.19 Dimana tingkat kekakuan yang dimiliki
oleh resin akrilik polimerisasi panas adalah 2400 MPa.15,21.
Universitas Sumatera Utara
10
b) Monomer sisa
Monomer sisa berpengaruh pada berat molekul rata-rata. Polimerisasi pada
suhu yang terlalu rendah dan dalam waktu singkat menghasilkan monomer sisa yang
lebih tinggi. Monomer sisa yang tinggi berpotensi untuk menyebabkan iritasi jaringan
mulut, inflamasi dan alergi, selain itu juga dapat mempengaruhi sifat fisik resin
akrilik yang dihasilkan karena monomer sisa akan bertindak sebagai plasticizer yang
menyebabkan resin akrilik menjadi fleksibel dan kekuatannya menjadi menurun. Pada
akrilik yang telah berpolimerisasi secara benar, masih terdapat monomer sisa sebesar
0,2 sampai 0,5%.19
Kekuatan polimer pada umumnya sangat dapat dipengaruhi oleh massa
molekul atau ekuivalen serta panjang rantai, di mana panjang kritis tertentu juga
diperlukan karena reaksi yang tidak lengkap akan melemahkan produk. Untuk
menghindari efek merusak, tahap pemanasan kedua selalu digunakan, terutama bila
laju difusi monomer dalam resin yang meningkat, sehingga kemungkinan
meningkatkan reaksi dengan radikal bebas yang tersisa.22
c)
Porositas
Adanya gelembung permukaan dapat mempengaruhi sifat fisik, estetika dan
kebersihan basis protesa. Porositas cenderung terjadi pada bagian basis protesa yang
lebih tebal. Porositas tersebut akibat dari penguapan monomer yang tidak bereaksi
serta polimer berberat molekul rendah, bila temperatur resin mencapai atau melebihi
titik didih bahan tersebut.16 Porositas dapat memberikan pengaruh yang tidak
menguntungkan pada kekuatan resin akrilik. Ada 2 jenis porositas yang dapat kita
temukan pada basis gigi tiruan yaitu shrinkage porosity dan gaseous porosity.
Shrinkage porosity kelihatan sebagai gelembung yang tidak beraturan bentuk
diseluruh permukaan gigi tiruan sedangkan gaseous porosity terlihat berupa
gelembung kecil halus yang uniform, biasanya terjadi terutama pada protesa yang
tebal dan di bagian yang lebih jaauh dari sumber panas.19
d) Absorbsi air
Resin akrilik polimerisasi panas menyerap air relatif sedikit ketika
ditempatkan pada lingkungan basah. Namun, air yang terserap ini menimbulkan efek
Universitas Sumatera Utara
11
yang nyata pada sifat mekanis dan dimensi polimer.16,19 Nilai absorbsi air oleh resin
akrilik yaitu 0,69 mg/cm2.14,21 Absorbsi air oleh resin akrilik terjadi akibat proses
difusi, dimana molekul air dapat diabsorbsi pada permukaan polimer yang padat dan
beberapa lagi dapat menempati posisi di antara rantai polimer. Hal inilah yang
menyebabkan rantai polimer mengalami ekspansi. Setiap kenaikan berat akrilik
sebesar 1% yang disebabkan oleh absorbs airmenyebabkan terjadinya ekspansi linear
sebesar 0,23%. Sebaliknya pengeringan bahan ini akan disertai oleh timbulnya
kontraksi. 16,18,19
e) Crazing
Meskipun perubahan dimensi mungkin terjadi selama relaksasi tekanan,
perubahan ini umumnya tidak menyebabkan kesulitan klinis. Sebaliknya, relaksasi
tekanan mungkin menimbulkan sedikit goresan permukaan yang dapat berdampak
negatif terhadap estetika dan sifat fisik suatu protesa. Terbentuknya goresan atau
retakan mikro ini dinamakan crazing. Secara klinis, crazing terllihat sebagai retakan
kecil yang terlihat timbul pada permukaan protesa. Crazing pada resin transparan
menimbulkan tampilan yang kabur dan tidak terang. Dari sudut pandang fisik, crazing
dapat disebabkan oleh aplikasi tekanan atau resin yang larut sebagian. Tekanan tarik
(tensile stress) paling sering berperan pada pembentukan crazing di basis protesa.
Dipercaya bahwa crazing disebabkan oleh pemisahan mekanik dari rantai-rantai
polimer individu pada saat ada tekanan tarik.16,22,23
f)
Ketepatan dimensional
Beberapa hal yang dapat mempengaruhi ketepatan dimensional resin akrilik
adalah ekspansi mold sewaktu pengisian resin akrilik, ekspansi termal resin akrilik ,
kontraksi sewaktu polimerisasi, kontraksi termis sewaktu pendinginan dan hilangnya
stress yang terjadi sewaktu pemolesan basis gigi tiruan resin akrilik.19
g) Kestabilan dimensional
Gigi tiruan resin akrilik memiliki stabilitas dimensi yang baik.23 Kestabilan
dimensional berhubungan dengan absorbsi air oleh resin akrilik. Absorbs air dapat
menyebabkan ekspansi pada resin akrilik. Pada resin akrilik dapat terjadi hilangnya
Universitas Sumatera Utara
12
internal stress selama pemakaian gigi tiruan. Pengaruh ini sangat kecil dan secara
klinis tidak bermakna.19
h)
Resisten terhadap asam, basa, dan pelarut organik
Resistensi resin akrilik terhadap larutan yang mengandung asam atau basa
lemah adalah baik. Penggunaan alkohol tidak dianjurkan untuk membersihkan gigi
tiruan karena dapat menyebabkan retaknya gigi tiruan. Etanol juga berfungsi sebagai
plasticizer dan dapat mengurangi temperatur transisi kaca.15
i)
Kelarutan
Meskipun basis gigi tiruan resin akrilik larut dalam berbagai pelarut dan
sejumlah kecil monomer akan dilepaskan, namun bahan ini umumnya tidak larut
dalam cairan rongga mulut.24
2.2 Kekasaran Permukaan
Kekasaran permukaan (Ra: Roughness average) adalah karakteristik suatu
permukaan benda yang bergelombang (tidak teratur). Kekasaran permukaan dihitung
sebagai penyimpangan rata-rata aritmetik terhadap lembah/dasar permukaan dan
puncak permukaan.10 Kekasaran permukaan juga dirumuskan sebagai ketidak
sempurnaan permukaan yang relatif halus dan merata, yang tingginya, lebarnya, dan
arahnya menentukan pola dominan dari seluruh permukaan.16
Memperhatikan kekasaran permukaan resin akrilik sangat penting, karena
apabila melekatnya suatu mikroorganisme ke permukaan itu akan menyebabkan
mikroorganisme berkolonisasi dan dapat mempengaruhi kesehatan mulut apalagi
jaringan yang berkontak langsung dengan gigi tiruan. Kebanyakan mikroorganisme
yang hadir di rongga mulut yaitu mikroorganisme yang menyebabkan karies, penyakit
periodontal, dan denture stomatitis.25,26 Hal ini terjadi kerena permukaan dapat
bertindak sebagai reservoir, dengan ketidak teraturan permukaan, dan pembentukan
depresi/celah yang menyediakan kesempatan bagi retensi mikroorganisme dan
perlindungan terhadap kekuatan pelepasan (shear protection), bahkan sewaktu
pembersihan bahan basis gigi tiruan berbasis resin akrilik.7,10,11
Universitas Sumatera Utara
13
Apabila
penyimpangan
permukaan
meningkat,
maka
kemungkinan
mikroorganisme menjadi tersisa di permukaan setelah gigi tiruan dibersihkan.
Beberapa hal yang dapat mempengaruhi karakteristik kekasaran permukaan resin
akrilik, yaitu ketidaktepatan saat melakukan finishing serta kesalahan prosedur saat
membersihkan gigi tiruan.26
Perlekatan mikroba pada permukaan biomaterial tergantung pada struktur
permukaan dan komposisi biomaterial serta sifat psikokimia dari permukaan sel
mikroba.10 Permukaan yang halus dan terpoles dengan baik adalah penting
sepenuhnya tidak hanya bagi kenyamanan pasien tetapi juga keawetan gigi tiruan,
hasil estetik yang baik, kesehatan rongga mulut, dan retensi plak yang rendah.12
Permukaan yang kasar pada basis gigi tiruan akrilik dapat merangsang
pembentukan plak gigi. Bollen et al. dan Quirynen et al. (cit. Seung) menyatakan
bahwa kekasaran permukaan dalam rongga mulut merangsang pembentukan dan
pertumbuhan plak dan mempengaruhi pemeliharaan biofilm. Studi in-vivo
melaporkan bahwa kekasaran permukaan tidak boleh melebihi 0.2 μm, dan
mengusulkannya sebagai nilai batas ambang Ra.27 Uji sampel kekasaran permukaan
diukur dengan menggunakan suatu alat bernama profilometer dimana sebuah jarum
(stylus) melintasi lapisan permukaan dan sebuah penguat jiplakan dari profil/gambar
digunakan.11
Menurut penelitian Ibrahem, efek disinfeksi microwave terhadap kekasaran
permukaan resin akrilik sebelum dan sesudah desifeksi dalam microwave adalah tidak
memiliki perbedaan yang signifikan.26 Sementara Alves dkk. mengungkapkan
pengaruh pemolesan kimia dan manual terhadap kekasaran permukaan spesimen resin
akrilik dan meneliti bahwa metoda khemis menunjukkan nilai kekasaran permukaan
yang lebih tinggi tanpa menghiraukan tipe aktivasi resin (khemis atau termal) ketika
dibandingkan dengan manual.7
Penelitian Campos dkk. mengungkapkan bahwa kekasaran permukaan
dipengaruhi oleh berbagai faktor seperti jenis resin yang dipakai, teknik polimerisasi,
dan lamanya prosedur desinfeksi.12
Universitas Sumatera Utara
14
2.3 Sodium hipoklorit
Sodium hipoklorit telah lama dikenal sebagai antiseptik dan disinfektan yang
sangat efektif.28,29 Sodium hipoklorit sebagai desinfektan dapat mengurangi
mikroorganisme yang melekat pada gigi tiruan. Sodium hipoklorit termasuk golongan
halogen. Sodium hipoklorit dalam larutan membentuk hypochlorus acid (HOCl) dan
oxychloride (OCl). Larutan ini adalah larutan yang berbahan dasar klorin (Cl2),
larutan ini merupakan desinfektan derajat tinggi (high level disinfectants) karena
sangat aktif pada semua bakteri, virus, jamur, parasit, dan beberapa spora.5 Desinfeksi
dengan menggunakan sodium hipoklorit pada mulanya lambat, tetapi makin lama
makin meningkat.29 Adanya NaOH dalam larutan hipoklorit, pH larutan mencapai 12.
Ketika hipoklorit larut dalam air, menghasilkan dua bentuk yang berbeda dari
senyawa yang sama, yang keduanya sangat berperan penting dalam mekanisme
disinfektan: HOCl sangat aktif dan ion hipoklorit kurang aktif (OCl-). pH larutan
yang dihasilkan menentukan konsentrasi HOCl dan OCl yang ada.28
Perusakan bakteri terjadi dalam dua fase: (1) penetrasi ke dalam sel bakteri;
dan
(2)
kombinasi
kimiawi
dengan
protoplasma
sel
bakteri
yang
menghancurkannya.29 Bahan tersebut bekerja cepat atau fast acting, sangat efektif
melawan Hepatitis B virus (HBV) dan Human Immunodeficiency Virus (HIV).
Pemakaian sodium hipoklorit sebagai desinfektan dengan konsentrasi 0,5% untuk
merendam gigi tiruan dianjurkan 10 menit tiap hari. Akan tetapi bahan ini mempunyai
dua kerugian penting, antara lain senyawanya yang bersifat korosif dan cepat rusak
atau mudah berubah sehingga larutan harus segera dibuat dan disiapkan tepat sebelum
digunakan dan dilindungi dalam ruangan dari panas dan cahaya.5,28
Penelitian David menyatakan terdapat perbedaan bermakna pada perubahan
warna resin akrilik heat cured jika direndam dalam larutan sodium hipoklorit 0,5%
selama 70 menit dan 140 menit.5 Penelitian Wahyu dkk menyatakan terdapat
penurunan kekuatan impak pada resin akrilik heat cured yang direndam dalam larutan
sodium hipoklorit 0,5% selama 140 menit.30
Universitas Sumatera Utara
15
2.4 Kerangka Teori
Pembuatan Gigi Tiruan
Anasir Gigi Tiruan
Bahan Basis Gigi Tiruan
Logam
Non-Logam
Termoplastik
Termoset
Fenol-formaldehid
Polimerisasi Panas
Swapolimerisasi
Mekanis
Polimerisasi Sinar
Waterbath
Oven
Komposisi
Vulkanit
Resin Akrilik
Manipulasi
Sifat
Biologis
Fisis
Keuntungan
Kerugian
Kemis
Kekasaran Permukaan
Universitas Sumatera Utara
16
2.5 Kerangka Konsep
Resin Akrilik Polimerisasi Panas
Kemis
Biologis
Larutan Sodium
Mekanis
Fisis
Kekasaran Permukaan
Hipoklorit
Bersifat
Abrasif
Melarutkan
Permukaan
Universitas Sumatera Utara
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Resin Akrilik Polimerisasi Panas
Resin akrilik polimerisasi panas merupakan pilihan bahan basis gigi tiruan
pada saat ini dan diperkenalkan di bidang kedokteran gigi sejak tahun 1937 yang
terdiri dari bubuk yang mengandung polimer dan cairan yang mengandung
monomer.4,14 Bahan ini merupakan resin jenis poli(metil metakrilat) yang
polimerisasinya dengan pemanasan.15 Resin ini biasanya diproses dalam kuvet
menggunakan teknik pencetakan dan pengecoran. Polimer dan monomer yang
dicampur dalam perbandingan yang tepat 3:1 berdasarkan volume atau 2,5:1
berdasarkan berat.14 Energi termal yang diperlukan untuk polimerisasi bahan-bahan
tersebut dapat diperoleh dengan menggunakan pemanasan air. Resin akrilik
polimerisasi panas dipergunakan untuk bahan pembuatan anasir gigi tiruan, basis gigi
tiruan, bahan reparasi gigi tiruan, bahan obturator, dan pembuatan sendok cetak
fisiologis. Resin akrilik polimerisasi panas dengan pemanasan air dilakukan dengan
dua cara, yaitu pemanasan air menggunakan kompor atau waterbath.15
Resin akrilik polimerisasi panas memiliki sifat tidak berwarna, transparan dan
padat. Untuk mempermudah penggunaannya dalam kedokteran gigi, polimer
diwarnai untuk mendapatkan warna dan derajat kebeningan. Warna serta sifat optik
tetap stabil dibawah kondisi mulut yang normal dan sifat-sifat fisiknya telah terbukti
sesuai untuk aplikasi kedokteran gigi.16
Keuntungan basis dari bahan ini adalah penampilan yang baik, mudah dalam
pembuatannya, permukaan akhir yang baik, dan ikatan kimia yang sangat baik.
Namun disamping keuntungan, bahan ini juga memiliki kerugian, yaitu
adanya
monomer sisa, kekuatan yang rendah, kekuatan lentur cukup rendah, dapat menyerap
air serta larut dalam dalam beberapa cairan.6,14,16,17
Universitas Sumatera Utara
6
2.1.1 Komposisi
Resin akrilik polimerisasi panas terdiri dari:4,15,16,18
1. Bubuk mengandung :
a) Polimer : polimetilmetakrilat sebagai unsur utama
b) Benzoil peroksida sebagai inisiator : 0,2-0,5%
c) Reduces Translucency : Titanium dioksida
d) Pewarna dalam partikel polimer yang dapat disesuaikan dengan jaringan
mulut: 1%
e) Fiber : serat nilon atau serat akrilik
f) Plasticizer : dibutil pthalat
g) Partikel inorganik, seperti serat kaca, zirconium silikat.
2. Cairan mengandung :
a) Monomer : methyl methacrylate, berupa cairan jernih yang mudah
menguap.
b) Stabilisator : 0,006 % inhibitor hidrokuinon sebagai penghalang
polimerisasi selama penyimpanan.
c) Cross linking agent : 2 % ethylen glycol dimetacrylate, bermanfaat
membantu penyambungan dua molekul polimer sehingga rantai menjadi
panjang dan untuk meningkatkan kekuatan dan kekerasan resin akrilik.
d) Plasticizer : dibutil pthalat
2.1.2 Manipulasi
Beberapa hal yang perlu diperhatikan pada saat melakukan manipulasi resin
akrilik polimerisasi panas yaitu:
a)
Perbandingan polimer dan monomer
Perbandingan polimer dan monomer yang tepat adalah penting dalam
membuat protesa yang sangat cocok dengan sifat-sifat fisik seperti yang diharapkan.
Bila komponen bubuk dan cairan diaduk dalam perbandingan yang sesuai, dihasilkan
massa menyerupai adonan.16 Perbandingan polimer dan monomer yang umumnya
digunakan adalah 3:1 satuan volume atau 2,5:1 satuan berat. Bila monomer terlalu
Universitas Sumatera Utara
7
sedikit, maka tidak semua polimer sanggup dibasahi oleh monomer akibatnya akrilik
yang telah selesai berpolimerisasi akan bergranula, tetapi monomer juga tidak boleh
terlalu banyak karena akan menyebabkan terjadinya kontraksi yang lebih besar (21%
satuan volume) dibandingkan dengan kontraksi yang terjadi pada adonan resin akrilik
yang seharusnya (7% volume), sehingga membutuhkan waktu yang lebih lama untuk
mencapai fase dough (konsistensi) dan akhirnya menyebabkan timbulnya porositas
pada resin akrilik. 15,16,19
b) Pencampuran
Ketika polimer dan monomer dicampur dengan perbandingan yang sesuai,
dihasilkan massa yang dapat diproses.16 Sebenarnya, massa yang dihasilkan melalui 5
tahap yang berbeda:
1) Tahap I : Polimer meresap ke dalam monomer membentuk suatu fluid yang tidak
bersatu (sandi/granular).15,19 Selama tahap ini, sedikit atau tidak ada interaksi
pada tingkat molekuler. Butir-butir polimer tetap tidak berubah, dan konsistensi
adukan dapat digambarkan sebagai ‘kasar’ atau ‘berbutir’.16
2) Tahap II : Selama tahap ini monomer masuk ke permukaan masing-masing
butiran polimer. Beberapa rantai polimer terdispersi dalam monomer cair. Rantairantai polimer ini melepaskan jalinan ikatan, sehingga meningkatkan kekentalan
adukan.15,16 Tahap ini mempunyai ciri ‘berbenang’ atau ‘lengket’ bila bahan
disentuh atau ditarik.16,19
3) Tahap III : Tahap dough atau gel. Polimer telah jenuh didalam monomer. Massa
menjadi lebih halus dan dough like (seperti adonan).15,16,19 Pada tingkat molekul,
jumlah rantai polimer yang memasuki larutan meningkat. Jadi, dibentuk suatu
larutan monomer dan polimer terlarut. Sejumlah besar polimer tidak larut juga
ada. Adukan tersebut tidak lagi seperti benang dan tidak melekat pada permukaan
cawan atau spatula pengaduk.16
4) Tahap IV : Tahap karet atau elastic. Monomer dihabiskan dengan penguapan dan
dengan penembusan lebih jauh ke dalam butir-butir polimer yang tersisa. Secara
klinis, massa memantul bila ditekan atau diregangkan. Karena massa tidak lagi
Universitas Sumatera Utara
8
mengalir bebas, mengikuti bentuk wadahnya, bahan ini tidak dapat dibentuk
dengan teknik kompresi konvensional. 15,16
5) Tahap V : Penetrasi yang lebih lanjut dari polimer. Bila dibiarkan selama
periode tertentu, adukan menjadi keras. Ini disebabkan karena penguapan
monomer bebas. Secara klinis, adukan terlihat sangat kering dan tahan terhadap
deformasi mekanik.15,16,19
c) Mold lining
Setelah mastercast dikeluarkan dari mold, dinding mold harus diberi bahan
separator (could mold seal) untuk mencegah merembesnya monomer ke bahan mold
dan berpolimerisasi sehingga menghasilkan permukaan yang kasar, merekat dengan
bahan mold dan mencegah air dari gips masuk ke dalam resin akrilik.16,19
d) Packing
Mengisi resin basis protesa dalam rongga mold di kuvet dinamakan packing.
Proses ini merupakan satu tahap yang paling penting dalam pembuatan basis gigi
tiruan. Mold dalam kuvet harus diisi dengan tepat pada saat polimerisasi.
Memasukkan bahan terlalu berlebihan, dinamakan overpacking, menyebabkan basis
gigi tiruan dengan ketebalan berlebihan serta perubahan posisi elemen gigi tiruan.
Sebaliknya, dengan memasukkan bahan terlalu sedikit, disebut underpacking,
menyebabkan porus yang dapat dilihat pada basis gigi tiruan.16 Sewaktu pengisian
resin akrilik ke dalam mold perlu diperhatikan agar mold terisi penuh dan sewaktu dipress terdapat tekanan yang cukup pada mold, ini dapat dicapai dengan cara
mengisikan adonan akrilik sedikit lebih banyak kedalam mold.19
2.1.3 Proses Polimerisasi Resin Akrilik (Curing)
Proses polimerisasi resin akrilik dilakukan dengan cara mengaplikasikan
panas pada resin dengan merendam kuvet ke dalam waterbath. Pemanasan dimulai
pada suhu kamar dan dinaikkan terus hingga suhu 70oC selama 30 menit, lalu suhu
70oC dipertahankan selama 60 menit, kemudian suhu dinaikkan menjadi 100oC dan
dipertahankan selama 60 menit, setelah itu suhu pelan-pelan diturunkan hingga sama
dengan suhu ruangan. Pengaplikasian panas harus teratur karena reaksi kimia antara
Universitas Sumatera Utara
9
monomer dan polimer bersifat eksotermis. Bila polimerisasi telah dimulai maka suhu
resin akrilik akan jauh lebih tinggi dari airnya dan monomer akan mendidih pada
temperatur 212oF atau 100oC, oleh karena itu pada tahap awal proses kuring, suhu air
harus dijaga jangan terlalu tinggi. 20
Setelah proses polimerisasi selesai, kuvet harus didinginkan perlahan sampai
mencapai temperatur ruang. Pendinginan secara cepat menyebabkan kerusakan basis
protesa karena perbedaan kontraksi termal dari resin dan stone penanam. Pendinginan
secara perlahan dan merata dari bahan ini meminimalkan kesalahan yang dapat
terjadi. Ini berarti, kuvet harus diangkat dari rendaman air dan dibiarkan mendingin
selama 30 menit.14 Selanjutnya kuvet direndam dalam air mengalir selama 15 menit.
Pada keadaan ini basis protesa boleh dikeluarkan dari dalam kuvet dan dilakukan
pemolesan
resin
akrilik
untuk
mendapatkan
permukaan
yang
halus
dan
mengkilap.16,19
2.1.4 Sifat-sifat
Sifat resin akrilik polimerisasi panas sebagai bahan basis protesa sangat
penting untuk ketepatan dan fungsi gigi tiruan itu sendiri. Beberapa sifat-sifat resin
akrilik polimerisasi panas adalah:
a)
Berat molekul
Resin akrilik polimerisasi panas memiliki berat molekul polimer yang tinggi
yaitu 500.000-1.000.000 dan berat molekul monomernya yaitu 100. Berat molekul
monomer yaitu 100. Berat molekul polimer ini akan bertambah hingga mencapai
angka 1.200.000 setelah berpolimerisasi dengan benar. Rantai polimer dihubungkan
antara satu dengan lainnya oleh gaya Van der Waals dan ikatan antar rantai molekul.
Bahan yang memiliki berat molekul tinggi mempunyai ikatan rantai molekul yang
lebih banyak dan mempunyai kekakuan yang besar dibandingkan polimer yang
memiliki berat molekul yang lebih rendah.19 Dimana tingkat kekakuan yang dimiliki
oleh resin akrilik polimerisasi panas adalah 2400 MPa.15,21.
Universitas Sumatera Utara
10
b) Monomer sisa
Monomer sisa berpengaruh pada berat molekul rata-rata. Polimerisasi pada
suhu yang terlalu rendah dan dalam waktu singkat menghasilkan monomer sisa yang
lebih tinggi. Monomer sisa yang tinggi berpotensi untuk menyebabkan iritasi jaringan
mulut, inflamasi dan alergi, selain itu juga dapat mempengaruhi sifat fisik resin
akrilik yang dihasilkan karena monomer sisa akan bertindak sebagai plasticizer yang
menyebabkan resin akrilik menjadi fleksibel dan kekuatannya menjadi menurun. Pada
akrilik yang telah berpolimerisasi secara benar, masih terdapat monomer sisa sebesar
0,2 sampai 0,5%.19
Kekuatan polimer pada umumnya sangat dapat dipengaruhi oleh massa
molekul atau ekuivalen serta panjang rantai, di mana panjang kritis tertentu juga
diperlukan karena reaksi yang tidak lengkap akan melemahkan produk. Untuk
menghindari efek merusak, tahap pemanasan kedua selalu digunakan, terutama bila
laju difusi monomer dalam resin yang meningkat, sehingga kemungkinan
meningkatkan reaksi dengan radikal bebas yang tersisa.22
c)
Porositas
Adanya gelembung permukaan dapat mempengaruhi sifat fisik, estetika dan
kebersihan basis protesa. Porositas cenderung terjadi pada bagian basis protesa yang
lebih tebal. Porositas tersebut akibat dari penguapan monomer yang tidak bereaksi
serta polimer berberat molekul rendah, bila temperatur resin mencapai atau melebihi
titik didih bahan tersebut.16 Porositas dapat memberikan pengaruh yang tidak
menguntungkan pada kekuatan resin akrilik. Ada 2 jenis porositas yang dapat kita
temukan pada basis gigi tiruan yaitu shrinkage porosity dan gaseous porosity.
Shrinkage porosity kelihatan sebagai gelembung yang tidak beraturan bentuk
diseluruh permukaan gigi tiruan sedangkan gaseous porosity terlihat berupa
gelembung kecil halus yang uniform, biasanya terjadi terutama pada protesa yang
tebal dan di bagian yang lebih jaauh dari sumber panas.19
d) Absorbsi air
Resin akrilik polimerisasi panas menyerap air relatif sedikit ketika
ditempatkan pada lingkungan basah. Namun, air yang terserap ini menimbulkan efek
Universitas Sumatera Utara
11
yang nyata pada sifat mekanis dan dimensi polimer.16,19 Nilai absorbsi air oleh resin
akrilik yaitu 0,69 mg/cm2.14,21 Absorbsi air oleh resin akrilik terjadi akibat proses
difusi, dimana molekul air dapat diabsorbsi pada permukaan polimer yang padat dan
beberapa lagi dapat menempati posisi di antara rantai polimer. Hal inilah yang
menyebabkan rantai polimer mengalami ekspansi. Setiap kenaikan berat akrilik
sebesar 1% yang disebabkan oleh absorbs airmenyebabkan terjadinya ekspansi linear
sebesar 0,23%. Sebaliknya pengeringan bahan ini akan disertai oleh timbulnya
kontraksi. 16,18,19
e) Crazing
Meskipun perubahan dimensi mungkin terjadi selama relaksasi tekanan,
perubahan ini umumnya tidak menyebabkan kesulitan klinis. Sebaliknya, relaksasi
tekanan mungkin menimbulkan sedikit goresan permukaan yang dapat berdampak
negatif terhadap estetika dan sifat fisik suatu protesa. Terbentuknya goresan atau
retakan mikro ini dinamakan crazing. Secara klinis, crazing terllihat sebagai retakan
kecil yang terlihat timbul pada permukaan protesa. Crazing pada resin transparan
menimbulkan tampilan yang kabur dan tidak terang. Dari sudut pandang fisik, crazing
dapat disebabkan oleh aplikasi tekanan atau resin yang larut sebagian. Tekanan tarik
(tensile stress) paling sering berperan pada pembentukan crazing di basis protesa.
Dipercaya bahwa crazing disebabkan oleh pemisahan mekanik dari rantai-rantai
polimer individu pada saat ada tekanan tarik.16,22,23
f)
Ketepatan dimensional
Beberapa hal yang dapat mempengaruhi ketepatan dimensional resin akrilik
adalah ekspansi mold sewaktu pengisian resin akrilik, ekspansi termal resin akrilik ,
kontraksi sewaktu polimerisasi, kontraksi termis sewaktu pendinginan dan hilangnya
stress yang terjadi sewaktu pemolesan basis gigi tiruan resin akrilik.19
g) Kestabilan dimensional
Gigi tiruan resin akrilik memiliki stabilitas dimensi yang baik.23 Kestabilan
dimensional berhubungan dengan absorbsi air oleh resin akrilik. Absorbs air dapat
menyebabkan ekspansi pada resin akrilik. Pada resin akrilik dapat terjadi hilangnya
Universitas Sumatera Utara
12
internal stress selama pemakaian gigi tiruan. Pengaruh ini sangat kecil dan secara
klinis tidak bermakna.19
h)
Resisten terhadap asam, basa, dan pelarut organik
Resistensi resin akrilik terhadap larutan yang mengandung asam atau basa
lemah adalah baik. Penggunaan alkohol tidak dianjurkan untuk membersihkan gigi
tiruan karena dapat menyebabkan retaknya gigi tiruan. Etanol juga berfungsi sebagai
plasticizer dan dapat mengurangi temperatur transisi kaca.15
i)
Kelarutan
Meskipun basis gigi tiruan resin akrilik larut dalam berbagai pelarut dan
sejumlah kecil monomer akan dilepaskan, namun bahan ini umumnya tidak larut
dalam cairan rongga mulut.24
2.2 Kekasaran Permukaan
Kekasaran permukaan (Ra: Roughness average) adalah karakteristik suatu
permukaan benda yang bergelombang (tidak teratur). Kekasaran permukaan dihitung
sebagai penyimpangan rata-rata aritmetik terhadap lembah/dasar permukaan dan
puncak permukaan.10 Kekasaran permukaan juga dirumuskan sebagai ketidak
sempurnaan permukaan yang relatif halus dan merata, yang tingginya, lebarnya, dan
arahnya menentukan pola dominan dari seluruh permukaan.16
Memperhatikan kekasaran permukaan resin akrilik sangat penting, karena
apabila melekatnya suatu mikroorganisme ke permukaan itu akan menyebabkan
mikroorganisme berkolonisasi dan dapat mempengaruhi kesehatan mulut apalagi
jaringan yang berkontak langsung dengan gigi tiruan. Kebanyakan mikroorganisme
yang hadir di rongga mulut yaitu mikroorganisme yang menyebabkan karies, penyakit
periodontal, dan denture stomatitis.25,26 Hal ini terjadi kerena permukaan dapat
bertindak sebagai reservoir, dengan ketidak teraturan permukaan, dan pembentukan
depresi/celah yang menyediakan kesempatan bagi retensi mikroorganisme dan
perlindungan terhadap kekuatan pelepasan (shear protection), bahkan sewaktu
pembersihan bahan basis gigi tiruan berbasis resin akrilik.7,10,11
Universitas Sumatera Utara
13
Apabila
penyimpangan
permukaan
meningkat,
maka
kemungkinan
mikroorganisme menjadi tersisa di permukaan setelah gigi tiruan dibersihkan.
Beberapa hal yang dapat mempengaruhi karakteristik kekasaran permukaan resin
akrilik, yaitu ketidaktepatan saat melakukan finishing serta kesalahan prosedur saat
membersihkan gigi tiruan.26
Perlekatan mikroba pada permukaan biomaterial tergantung pada struktur
permukaan dan komposisi biomaterial serta sifat psikokimia dari permukaan sel
mikroba.10 Permukaan yang halus dan terpoles dengan baik adalah penting
sepenuhnya tidak hanya bagi kenyamanan pasien tetapi juga keawetan gigi tiruan,
hasil estetik yang baik, kesehatan rongga mulut, dan retensi plak yang rendah.12
Permukaan yang kasar pada basis gigi tiruan akrilik dapat merangsang
pembentukan plak gigi. Bollen et al. dan Quirynen et al. (cit. Seung) menyatakan
bahwa kekasaran permukaan dalam rongga mulut merangsang pembentukan dan
pertumbuhan plak dan mempengaruhi pemeliharaan biofilm. Studi in-vivo
melaporkan bahwa kekasaran permukaan tidak boleh melebihi 0.2 μm, dan
mengusulkannya sebagai nilai batas ambang Ra.27 Uji sampel kekasaran permukaan
diukur dengan menggunakan suatu alat bernama profilometer dimana sebuah jarum
(stylus) melintasi lapisan permukaan dan sebuah penguat jiplakan dari profil/gambar
digunakan.11
Menurut penelitian Ibrahem, efek disinfeksi microwave terhadap kekasaran
permukaan resin akrilik sebelum dan sesudah desifeksi dalam microwave adalah tidak
memiliki perbedaan yang signifikan.26 Sementara Alves dkk. mengungkapkan
pengaruh pemolesan kimia dan manual terhadap kekasaran permukaan spesimen resin
akrilik dan meneliti bahwa metoda khemis menunjukkan nilai kekasaran permukaan
yang lebih tinggi tanpa menghiraukan tipe aktivasi resin (khemis atau termal) ketika
dibandingkan dengan manual.7
Penelitian Campos dkk. mengungkapkan bahwa kekasaran permukaan
dipengaruhi oleh berbagai faktor seperti jenis resin yang dipakai, teknik polimerisasi,
dan lamanya prosedur desinfeksi.12
Universitas Sumatera Utara
14
2.3 Sodium hipoklorit
Sodium hipoklorit telah lama dikenal sebagai antiseptik dan disinfektan yang
sangat efektif.28,29 Sodium hipoklorit sebagai desinfektan dapat mengurangi
mikroorganisme yang melekat pada gigi tiruan. Sodium hipoklorit termasuk golongan
halogen. Sodium hipoklorit dalam larutan membentuk hypochlorus acid (HOCl) dan
oxychloride (OCl). Larutan ini adalah larutan yang berbahan dasar klorin (Cl2),
larutan ini merupakan desinfektan derajat tinggi (high level disinfectants) karena
sangat aktif pada semua bakteri, virus, jamur, parasit, dan beberapa spora.5 Desinfeksi
dengan menggunakan sodium hipoklorit pada mulanya lambat, tetapi makin lama
makin meningkat.29 Adanya NaOH dalam larutan hipoklorit, pH larutan mencapai 12.
Ketika hipoklorit larut dalam air, menghasilkan dua bentuk yang berbeda dari
senyawa yang sama, yang keduanya sangat berperan penting dalam mekanisme
disinfektan: HOCl sangat aktif dan ion hipoklorit kurang aktif (OCl-). pH larutan
yang dihasilkan menentukan konsentrasi HOCl dan OCl yang ada.28
Perusakan bakteri terjadi dalam dua fase: (1) penetrasi ke dalam sel bakteri;
dan
(2)
kombinasi
kimiawi
dengan
protoplasma
sel
bakteri
yang
menghancurkannya.29 Bahan tersebut bekerja cepat atau fast acting, sangat efektif
melawan Hepatitis B virus (HBV) dan Human Immunodeficiency Virus (HIV).
Pemakaian sodium hipoklorit sebagai desinfektan dengan konsentrasi 0,5% untuk
merendam gigi tiruan dianjurkan 10 menit tiap hari. Akan tetapi bahan ini mempunyai
dua kerugian penting, antara lain senyawanya yang bersifat korosif dan cepat rusak
atau mudah berubah sehingga larutan harus segera dibuat dan disiapkan tepat sebelum
digunakan dan dilindungi dalam ruangan dari panas dan cahaya.5,28
Penelitian David menyatakan terdapat perbedaan bermakna pada perubahan
warna resin akrilik heat cured jika direndam dalam larutan sodium hipoklorit 0,5%
selama 70 menit dan 140 menit.5 Penelitian Wahyu dkk menyatakan terdapat
penurunan kekuatan impak pada resin akrilik heat cured yang direndam dalam larutan
sodium hipoklorit 0,5% selama 140 menit.30
Universitas Sumatera Utara
15
2.4 Kerangka Teori
Pembuatan Gigi Tiruan
Anasir Gigi Tiruan
Bahan Basis Gigi Tiruan
Logam
Non-Logam
Termoplastik
Termoset
Fenol-formaldehid
Polimerisasi Panas
Swapolimerisasi
Mekanis
Polimerisasi Sinar
Waterbath
Oven
Komposisi
Vulkanit
Resin Akrilik
Manipulasi
Sifat
Biologis
Fisis
Keuntungan
Kerugian
Kemis
Kekasaran Permukaan
Universitas Sumatera Utara
16
2.5 Kerangka Konsep
Resin Akrilik Polimerisasi Panas
Kemis
Biologis
Larutan Sodium
Mekanis
Fisis
Kekasaran Permukaan
Hipoklorit
Bersifat
Abrasif
Melarutkan
Permukaan
Universitas Sumatera Utara