Pengaruh thermocycling dan Penambahan E- Glass Fiber terhadap Penyerapan Air dan Stabilitas Warna Bahan Basis Gigitiruan Nilon Termoplastik
41
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Basis gigitiruan adalah bagian dari gigitiruan yang bersandar pada jaringan
pendukung dan tempat anasir gigitiruan dilekatkan (McCabe & Walls 2007). Basis
gigitiruan berfungsi untuk mendukung anasir gigitiruan, menerima gaya fungsional
dan mendistribusikan gaya tersebut serta dapat menambah efek estetik khususnya bila
basis terlihat alami (Mc.Cracken’s 2000). Bahan basis gigitiruan seharusnya
memenuhi persyaratan dari sifat mekanis (modulus elastisitas yang tinggi, kekuatan
fleksural, impak, fatique yang cukup untuk mencegah fraktur, ketahanan terhadap
abrasi), fisis (stabilitas dimensi yang baik, temperatur glass transition yang dapat
mencegah melunak atau distorsinya bahan selama pemakaian, konduktivitas termal
yang tinggi dan radiopaque), biologis (tidak toksik, tidak iritasi, tidak terjadi
pertumbuhan bakteri meskipun terjadi absorpsi) dan sifat kemis (tahan terhadap
bahan kimia, tidak menyerap cairan mulut, tidak menyerap saliva dan air, stabilitas
warna baik sehingga terlihat alami) (McCabe & Walls 2007; Kortrakulkij 2008).
Klasifikasi bahan basis gigitiruan polimer berdasarkan ISO 1567 dibagi
menjadi 5 tipe, salah satunya yang paling sering digunakan adalah tipe 1 (heat
processing polymers) yaitu resin akrilik polimerisasi panas (RAPP) yang diproses
dengan metode compression molding (McCabe & Walls 2007; Kortrakulkij 2008;
Chhnoeum 2008; Elshereski 2006). Bahan resin akrilik ditemukan pertama sekali oleh
42
Wright pada tahun 1937 (Negrutiu dkk. 2010). Resin akrilik memiliki beberapa
kelebihan, tetapi bahan ini masih memiliki kekurangan, yaitu cangkolan logam yang
melekat pada basis resin akrilik sering mengakibatkan berbagai masalah dan keluhan
dari pasien, misalnya tekanan yang berlebihan pada gigi penyangga dan masalah
estetis, terdapat sejumlah kecil pasien yang dilaporkan alergi terhadap resin akrilik
khususnya terhadap monomer sisa metil metakrilat yang terdapat pada basis
gigitiruan (Chhnoeum 2008; Manappallil 2003). Untuk mengatasi kekurangan bahan
tersebut maka dikembangkanlah bahan nilon termoplastik sebagai basis gigitiruan
yang diproses dengan metode injection molding (Chhnoeum 2008).
Nilon termoplastik digunakan sebagai bahan basis gigitiruan pada tahun
1950an. Nilon termoplastik merupakan nama generik untuk tipe termoplastik polimer
yang dikenal dengan poliamida. Poliamida ini dihasilkan dari reaksi kondensasi
antara diamine dan dibasic acid. Nilon termoplastik diproses melalui metode
injection molding (Kortrakulkij 2008; Chhnoeum 2008). Sejak diperkenalkan, minat
terhadap bahan ini terus meningkat. Beberapa kelebihan dari bahan basis nilon
termoplastik ini adalah estetis karena translusensi dari bahan tersebut dan tidak
terlihatnya cangkolan pada gigi penyangga ; dapat dibuat lebih tipis karena memiliki
kekuatan yang besar sehingga lebih nyaman digunakan dan bersifat fleksibel
sehingga dapat beradaptasi baik dengan daerah gerong, biokompatibel, unbreakable,
resisten terhadap panas, bebas monomer sisa, dan hipoalergenik (Chhnoeum 2008;
Negrutiu dkk. 2010; Prashanti dkk. 2010; Pusz dkk. 2010; Kamath 2006;
Takabayashi 2010). Kortrakulkij K (2008) yang mengutip pendapat Mathews dan
43
Smith menggunakan nilon sebagai basis gigitiruan, dan hasil klinis menunjukkan
tendensi nilon untuk berubah warna, staining, penyerapan air yang besar dan
kekasaran permukaan meningkat setelah digunakan beberapa minggu. Hal – hal
tersebut merupakan kekurangan dari nilon termoplastik. Pada penelitian yang
dilakukan Goiato MC menyatakan bahwa seluruh bahan basis resin menunjukkan
terjadinya perubahan warna namun bahan nilon termoplastik (Valplast) menunjukkan
nilai perubahan warna yang tertinggi dan secara signifikan berbeda dengan resin
akrilik polimerisasi panas (Goiato dkk. 2010).
Stabilitas warna adalah kemampuan lapisan permukaan atau zat warna untuk
menolak degradasi karena kontak lingkungan. Stabilitas warna merupakan
karakteristik klinik yang sangat penting pada bahan restorasi gigi dan bahan basis
gigitiruan (Kortrakulkij 2008; Goiato dkk. 2010; Saied 2011). Diskolorisasi basis
gigitiruan disebabkan oleh dua faktor yaitu intrinsik dan ekstrinsik. Faktor ekstrinsik
adalah perubahan warna yang terjadi disebabkan penyerapan air melalui proses
absorpsi dan adsorpsi. Adsorpsi adalah jumlah air yang terserap pada permukaan
basis gigitiruan sedangkan absorpsi adalah penyerapan air ke bagian dalam basis
gigitiruan. Adsorpsi dan absorpsi dapat menyebabkan terjadinya staining dari resin
disebabkan pigmen yang terdapat di rongga mulut sehingga terjadi perubahan warna
dari resin tersebut. Penyerapan air dari suatu bahan sebaiknya dipertahankan serendah
mungkin karena kelebihan air akan mempengaruhi stabilitas warna bahan tersebut
(Goiato dkk. 2010; Celic dkk. 2008; Assuncao dkk. 2009).
44
Penyerapan air adalah proses masuknya molekul air secara difusi di antara
rantai polimer yang akan mempengaruhi struktur kimia suatu bahan (Pollat & Valittu
2003). Takahashi dkk. (dikutip dari Pusz A., dkk.2010) menyatakan bahwa besarnya
penyerapan air bergantung pada jenis bahan, struktur kimia rantai polimer, porositas
dan ketebalan bahan. Penyerapan air ini juga dipengaruhi oleh suhu, teknik
pemolesan, kekasaran permukaan, monomer sisa dan lamanya perendaman. Pada
basis gigitiruan polimer, nilai dari penyerapan air harus lebih kecil atau sama dengan
32 ug/mm3 (Pollat & Valittu 2003; Powers 2006). Air masuk ke dalam bahan basis
gigitiruan melalui proses difusi, molekul air masuk ke dalam ruangan antara rantai
polimer oleh karena ukuran molekul air yang kecil yaitu kurang dari 0,28 nm, lebih
kecil dibanding jarak rantai polimer pada matriks polimer dan menyebabkan jarak
antara rantai – rantai tersebut menjadi lebih jauh sehingga menyebabkan terjadinya
ekspansi, mempengaruhi kekuatan, stabilitas sifat fisis dan mekanis serta stabilitas
warna bahan tersebut (Pollat & Valittu 2003; Powers 2006; Vurakkara 2006).
Penyerapan air yang tinggi pada bahan basis gigitiruan nilon termoplastik disebabkan
oleh struktur rantai linier tunggal pada bahan basis nilon termoplastik yang lebih
lemah dibandingkan struktur rantai cross-linking pada bahan basis resin akrilik
polimerisasi panas (Kortrakulkij 2008; Chhnoeum 2008; Takabayashi 2010).
Salah satu metode untuk mengurangi penyerapan air adalah dengan
penambahan E- glass fiber pada bahan polimer. Fiber glass adalah serat yang terbuat
dari serabut halus dari kaca yang sering digunakan sebagai bahan pengisi pada bahan
polimer komposit karena dapat beradhesi dengan matriks polimer melalui silane
45
coupling agent (Matthews 1999; Matinlinna dkk. 2004). E-glass fiber mempunyai
beberapa bentuk yaitu bentuk batang, anyaman dan potongan kecil (Matthews 1999;
Lee dkk. 2001). E-glass fiber berbentuk potongan kecil memiliki kelebihan yaitu
lebih praktis dan tersebar merata (Lee dkk. 2001). Valittu P., dkk., (2003)
menyatakan bahwa penyerapan air yang paling rendah di antara kelompok yang di
tambahkan fiber 1%, 3% dan 5% adalah pada kelompok yang ditambah fiber 5%,
hasil penelitian menunjukkan jumlah konsentrasi fiber glass yang ditambahkan
mempengaruhi nilai penyerapan air dan semakin besar konsentrasi fiber glass yang
ditambahkan akan meningkatkan kekasaran permukaan bahas basis gigitiruan. AlVurakarra VR. (2006) menyatakan bahwa penyerapan air secara signifikan berkurang
dengan penambahan fiber glass pada bahan polimetil metakrilat. Habahbeh R. (2007)
melaporkan hasil penelitiannya yang menyatakan bahwa penambahan fiber
menurunkan
nilai
penyerapan
air
pada
kedua
bahan
gigitiruan
Trim
(Polyviniletilmetakrilat) dan Protemp (Bis akrilik komposit). Hasil penelitian Ariyani
(2013) menunjukkan penambahan E-glass fiber 1% dan 1,5% pada bahan basis nilon
termoplastik dapat mengurangi penyerapan air dan meningkatkan stabilitas warna
bahan tersebut.
Faktor lain yang mempengaruhi stabilitas warna adalah faktor intrinsik yaitu
perubahan warna karena proses aging dari suatu bahan yang terjadi karena bahan
tersebut terpapar kondisi fisis dan kemis dari adanya perubahan temperatur dan
kelembaban (Goiato dkk. 2010; Assuncao dkk. 2009). Perubahan warna yang terjadi
pada suatu bahan sering dihubungkan dengan aging. Penelitian yang mengevaluasi
46
tentang perubahan warna yang terjadi setelah aging melaporkan bahwa perubahan
warna terjadi disebabkan penyerapan air, solubilitas, staining, dehidrasi, dan oksidasi
pada bahan tersebut (Mancuso dkk. 2012). Salah satu metode simulasi in vitro untuk
mengevaluasi sifat fisis dan mekanis bahan setelah proses aging adalah
thermocycling (Assuncao dkk. 2009; Goiato dkk. 2009). Thermocycling merupakan
suatu metode standart in vitro yang digunakan untuk mengevaluasi sifat fisis dan
mekanis suatu bahan restoratif atau prostetik yang mengalami proses penuaan (aging)
dengan cara mensimulasikan kondisi rongga mulut (Assuncao dkk. 2009; Goiato dkk.
2009; Junior dkk. 2009). Melalui thermocycling terjadi proses hidrasi yang sesuai
dengan kondisi klinis (Aljudy dkk. 2013). Perubahan temperatur dan kelembaban di
dalam mulut untuk waktu pemakaian 2 tahun disimulasikan dengan thermocycling
2000 cycle, temperatur 50-550 selama 60 detik dengan waktu transfer 5 detik.
Thermocycling secara signifikan juga mempengaruhi kekerasan, absorpsi air,
solubilitas dan perubahan warna suatu bahan polimer (Mancuso dkk. 2012). Vanessa
M.F (2009) menyatakan terjadi perbedaan warna resin akrilik antara sebelum dan
sesudah thermocycling. Terjadinya perubahan warna dipertimbangkan sebagai
indikator terjadinya aging atau rusaknya suatu bahan. Beberapa peneliti juga
menemukan warna soft liner mengalami perubahan setelah proses aging karena
terjadinya peningkatan penyerapan air atau solubilitas. Perubahan warna dari suatu
bahan restoratif dapat disebabkan akumulasi plak, dehidrasi, degradasi kimia atau
keausan,
ikatan
yang
lemah,
kekasaran
permukaan
dan
penyerapan
air.
Thermocycling menyebabkan terjadinya hidrasi dari suatu bahan sehingga bahan
47
tersebut mengabsorpsi air (Vanessa dkk. 2010). Penyerapan air dapat dipengaruhi
oleh lama pemakaian dan suhu rongga mulut sehingga mempengaruhi stabilitas
warna (Pusz dkk. 2011). Nadira A.H (2013) menyatakan perubahan warna yang
terjadi setelah thermocycling yang terbesar adalah pada bahan nilon termoplastik
dibandingkan resin akrilik. Hal tersebut kemungkinan karena nilon merupakan bahan
hidrofilik, memiliki penyerapan air yang besar sehingga mudah terjadi perubahan
warna. Pernyataan ini juga disetujui oleh Lai dan Goiato (2010) yang menyatakan
bahwa perubahan warna dari nilon termoplastik lebih besar dibandingkan resin akrilik
karena nilon adalah bahan yang sangat hidrofilik dengan penyerapan air yang besar
dan nilon melepaskan plasticizer yang lebih besar dari pada resin akrilik. Absorpsi air
dan solubilitas yang rendah dapat mengurangi terjadinya perubahan warna bahan
setelah aging (Mancuso dkk. 2012). Dengan penambahan fiber glass pada bahan
nilon termoplastik diharapkan dapat mengurangi penyerapan air yang terjadi akibat
adanya perubahan suhu dan kelembaban pada prosedur thermocycling.
Berdasarkan hal tersebut diatas maka peneliti merasa perlu untuk
mengevaluasi penyerapan air dan stabilitas warna bahan basis nilon termoplastik
tanpa dan dengan penambahan E-glass fiber 1% serta 1,5%, yang dilakukan dan yang
tidak dilakukan thermocycling.
1.2 Permasalahan
Penggunaan bahan nilon termoplastik sebagai bahan basis gigitiruan
berkembang pada masa sekarang ini. Namun, disamping kelebihannya, bahan basis
48
gigitiruan nilon termoplastik juga memiliki kelemahan, yaitu penyerapan air yang
tinggi dan stabilitas warna yang rendah. Penyerapan air yang tinggi merupakan salah
satu faktor ekstrinsik yang mempengaruhi stabilitas warna bahan basis nilon
termoplastik. Salah satu metode untuk mengurangi penyerapan air adalah dengan
penambahan E-glass fiber. Ariyani (2013) juga menyatakan bahwa nilai penyerapan
air yang terendah dan stabilitas warna yang tertinggi adalah pada kelompok nilon
termoplastik dengan penambahan E-glass fiber 1,5%, semakin besar konsentrasi serat
kaca yang ditambahkan maka nilai penyerapan air semakin kecil dan stabilitas warna
semakin besar.
Faktor lain yang mempengaruhi stabilitas warna adalah faktor intrinsik yaitu
perubahan warna karena proses aging. Perubahan warna yang terjadi karena proses
aging disebabkan bahan tersebut terpapar kondisi fisis dan kemis dari adanya
perubahan temperatur dan kelembaban. Metode simulasi in vitro untuk mengevaluasi
sifat fisis dan mekanis bahan setelah proses aging adalah thermocycling (Assuncao
dkk. 2009; Goiato dkk. 2009). Thermocycling menyebabkan terjadinya hidrasi dari
suatu bahan sehingga bahan tersebut mengabsorpsi air. Absorpsi air dan solubilitas
yang rendah dapat mengurangi terjadinya perubahan warna bahan setelah aging.
49
1.3 Rumusan Masalah
Pada penelitian ini permasalahan dapat dirumuskan sebagai berikut :
1. Apakah ada pengaruh thermocycling terhadap penyerapan air bahan basis
gigitiruan nilon termoplastik tanpa E-glass fiber, dengan penambahan E-glass fiber
1% dan 1,5% ?
2. Apakah ada pengaruh thermocycling terhadap stabilitas warna bahan
basis gigitiruan nilon termoplastik tanpa E-glass fiber, dengan penambahan E-glass
fiber 1% dan 1,5% ?
3. Apakah ada pengaruh penambahan E-glass fiber 1% dan 1,5% terhadap
penyerapan air bahan basis gigitiruan nilon termoplastik yang tidak dan yang
dilakukan thermocycling ?
4. Apakah ada pengaruh penambahan E-glass fiber 1% dan 1,5% terhadap
stabilitas warna bahan basis gigitiruan nilon termoplastik yang tidak dan yang
dilakukan thermocycling ?
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini untuk :
1.
Mengetahui pengaruh thermocycling terhadap penyerapan air bahan basis
gigitiruan nilon termoplastik tanpa E-glass fiber, dengan penambahan E-glass fiber
1% dan 1,5%
50
2.
Mengetahui pengaruh thermocycling terhadap stabilitas warna bahan
basis gigitiruan nilon termoplastik tanpa E-glass fiber, dengan penambahan E-glass
fiber 1% dan 1,5%
3. Mengetahui pengaruh penambahan E-glass fiber 1% dan 1,5% terhadap
penyerapan air bahan basis gigitiruan nilon termoplastik yang tidak dan yang
dilakukan thermocycling
4. Mengetahui pengaruh penambahan E-glass fiber 1% dan 1,5% terhadap
stabilitas warna bahan basis gigitiruan nilon termoplastik yang tidak dan yang
dilakukan thermocycling
1.5 Manfaat Penelitian
1.5.1 Manfaat Teoritis
Manfaat penelitian ini adalah sebagai bahan masukan tentang kelemahan
bahan basis gigitiruan nilon termoplastik dan metode penanggulangannya sehingga
diharapkan dapat diaplikasikan secara in vivo dan dilakukan penelitian lebih lanjut.
1.5.2 Manfaat Praktis
1.5.2.1 Manfaat Klinis
Manfaat penelitian ini adalah sebagai berikut :
a. Sebagai bahan masukan untuk mengurangi nilai penyerapan air dan
meningkatkan stabilitas warna yang merupakan kelemahan bahan basis gigitiruan
nilon termoplastik dengan penambahan E-glass fiber
51
b. Sebagai bahan masukan tentang nilai penyerapan air dan stabilitas warna
nilon termoplastik setelah dilakukan thermocycling sebanyak 2000 cycle yang
merupakan simulasi pemakaian gigitiruan selama 2 tahun
1.5.2.2 Manfaat Laboratoris
Sebagai bahan pertimbangan untuk menggunakan E-Glass fiber pada bahan
basis gigitiruan nilon termoplastik untuk mengatasi kelemahannya dalam hal
mengurangi penyerapan air dan meningkatkan stabilitas warna.
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Basis gigitiruan adalah bagian dari gigitiruan yang bersandar pada jaringan
pendukung dan tempat anasir gigitiruan dilekatkan (McCabe & Walls 2007). Basis
gigitiruan berfungsi untuk mendukung anasir gigitiruan, menerima gaya fungsional
dan mendistribusikan gaya tersebut serta dapat menambah efek estetik khususnya bila
basis terlihat alami (Mc.Cracken’s 2000). Bahan basis gigitiruan seharusnya
memenuhi persyaratan dari sifat mekanis (modulus elastisitas yang tinggi, kekuatan
fleksural, impak, fatique yang cukup untuk mencegah fraktur, ketahanan terhadap
abrasi), fisis (stabilitas dimensi yang baik, temperatur glass transition yang dapat
mencegah melunak atau distorsinya bahan selama pemakaian, konduktivitas termal
yang tinggi dan radiopaque), biologis (tidak toksik, tidak iritasi, tidak terjadi
pertumbuhan bakteri meskipun terjadi absorpsi) dan sifat kemis (tahan terhadap
bahan kimia, tidak menyerap cairan mulut, tidak menyerap saliva dan air, stabilitas
warna baik sehingga terlihat alami) (McCabe & Walls 2007; Kortrakulkij 2008).
Klasifikasi bahan basis gigitiruan polimer berdasarkan ISO 1567 dibagi
menjadi 5 tipe, salah satunya yang paling sering digunakan adalah tipe 1 (heat
processing polymers) yaitu resin akrilik polimerisasi panas (RAPP) yang diproses
dengan metode compression molding (McCabe & Walls 2007; Kortrakulkij 2008;
Chhnoeum 2008; Elshereski 2006). Bahan resin akrilik ditemukan pertama sekali oleh
42
Wright pada tahun 1937 (Negrutiu dkk. 2010). Resin akrilik memiliki beberapa
kelebihan, tetapi bahan ini masih memiliki kekurangan, yaitu cangkolan logam yang
melekat pada basis resin akrilik sering mengakibatkan berbagai masalah dan keluhan
dari pasien, misalnya tekanan yang berlebihan pada gigi penyangga dan masalah
estetis, terdapat sejumlah kecil pasien yang dilaporkan alergi terhadap resin akrilik
khususnya terhadap monomer sisa metil metakrilat yang terdapat pada basis
gigitiruan (Chhnoeum 2008; Manappallil 2003). Untuk mengatasi kekurangan bahan
tersebut maka dikembangkanlah bahan nilon termoplastik sebagai basis gigitiruan
yang diproses dengan metode injection molding (Chhnoeum 2008).
Nilon termoplastik digunakan sebagai bahan basis gigitiruan pada tahun
1950an. Nilon termoplastik merupakan nama generik untuk tipe termoplastik polimer
yang dikenal dengan poliamida. Poliamida ini dihasilkan dari reaksi kondensasi
antara diamine dan dibasic acid. Nilon termoplastik diproses melalui metode
injection molding (Kortrakulkij 2008; Chhnoeum 2008). Sejak diperkenalkan, minat
terhadap bahan ini terus meningkat. Beberapa kelebihan dari bahan basis nilon
termoplastik ini adalah estetis karena translusensi dari bahan tersebut dan tidak
terlihatnya cangkolan pada gigi penyangga ; dapat dibuat lebih tipis karena memiliki
kekuatan yang besar sehingga lebih nyaman digunakan dan bersifat fleksibel
sehingga dapat beradaptasi baik dengan daerah gerong, biokompatibel, unbreakable,
resisten terhadap panas, bebas monomer sisa, dan hipoalergenik (Chhnoeum 2008;
Negrutiu dkk. 2010; Prashanti dkk. 2010; Pusz dkk. 2010; Kamath 2006;
Takabayashi 2010). Kortrakulkij K (2008) yang mengutip pendapat Mathews dan
43
Smith menggunakan nilon sebagai basis gigitiruan, dan hasil klinis menunjukkan
tendensi nilon untuk berubah warna, staining, penyerapan air yang besar dan
kekasaran permukaan meningkat setelah digunakan beberapa minggu. Hal – hal
tersebut merupakan kekurangan dari nilon termoplastik. Pada penelitian yang
dilakukan Goiato MC menyatakan bahwa seluruh bahan basis resin menunjukkan
terjadinya perubahan warna namun bahan nilon termoplastik (Valplast) menunjukkan
nilai perubahan warna yang tertinggi dan secara signifikan berbeda dengan resin
akrilik polimerisasi panas (Goiato dkk. 2010).
Stabilitas warna adalah kemampuan lapisan permukaan atau zat warna untuk
menolak degradasi karena kontak lingkungan. Stabilitas warna merupakan
karakteristik klinik yang sangat penting pada bahan restorasi gigi dan bahan basis
gigitiruan (Kortrakulkij 2008; Goiato dkk. 2010; Saied 2011). Diskolorisasi basis
gigitiruan disebabkan oleh dua faktor yaitu intrinsik dan ekstrinsik. Faktor ekstrinsik
adalah perubahan warna yang terjadi disebabkan penyerapan air melalui proses
absorpsi dan adsorpsi. Adsorpsi adalah jumlah air yang terserap pada permukaan
basis gigitiruan sedangkan absorpsi adalah penyerapan air ke bagian dalam basis
gigitiruan. Adsorpsi dan absorpsi dapat menyebabkan terjadinya staining dari resin
disebabkan pigmen yang terdapat di rongga mulut sehingga terjadi perubahan warna
dari resin tersebut. Penyerapan air dari suatu bahan sebaiknya dipertahankan serendah
mungkin karena kelebihan air akan mempengaruhi stabilitas warna bahan tersebut
(Goiato dkk. 2010; Celic dkk. 2008; Assuncao dkk. 2009).
44
Penyerapan air adalah proses masuknya molekul air secara difusi di antara
rantai polimer yang akan mempengaruhi struktur kimia suatu bahan (Pollat & Valittu
2003). Takahashi dkk. (dikutip dari Pusz A., dkk.2010) menyatakan bahwa besarnya
penyerapan air bergantung pada jenis bahan, struktur kimia rantai polimer, porositas
dan ketebalan bahan. Penyerapan air ini juga dipengaruhi oleh suhu, teknik
pemolesan, kekasaran permukaan, monomer sisa dan lamanya perendaman. Pada
basis gigitiruan polimer, nilai dari penyerapan air harus lebih kecil atau sama dengan
32 ug/mm3 (Pollat & Valittu 2003; Powers 2006). Air masuk ke dalam bahan basis
gigitiruan melalui proses difusi, molekul air masuk ke dalam ruangan antara rantai
polimer oleh karena ukuran molekul air yang kecil yaitu kurang dari 0,28 nm, lebih
kecil dibanding jarak rantai polimer pada matriks polimer dan menyebabkan jarak
antara rantai – rantai tersebut menjadi lebih jauh sehingga menyebabkan terjadinya
ekspansi, mempengaruhi kekuatan, stabilitas sifat fisis dan mekanis serta stabilitas
warna bahan tersebut (Pollat & Valittu 2003; Powers 2006; Vurakkara 2006).
Penyerapan air yang tinggi pada bahan basis gigitiruan nilon termoplastik disebabkan
oleh struktur rantai linier tunggal pada bahan basis nilon termoplastik yang lebih
lemah dibandingkan struktur rantai cross-linking pada bahan basis resin akrilik
polimerisasi panas (Kortrakulkij 2008; Chhnoeum 2008; Takabayashi 2010).
Salah satu metode untuk mengurangi penyerapan air adalah dengan
penambahan E- glass fiber pada bahan polimer. Fiber glass adalah serat yang terbuat
dari serabut halus dari kaca yang sering digunakan sebagai bahan pengisi pada bahan
polimer komposit karena dapat beradhesi dengan matriks polimer melalui silane
45
coupling agent (Matthews 1999; Matinlinna dkk. 2004). E-glass fiber mempunyai
beberapa bentuk yaitu bentuk batang, anyaman dan potongan kecil (Matthews 1999;
Lee dkk. 2001). E-glass fiber berbentuk potongan kecil memiliki kelebihan yaitu
lebih praktis dan tersebar merata (Lee dkk. 2001). Valittu P., dkk., (2003)
menyatakan bahwa penyerapan air yang paling rendah di antara kelompok yang di
tambahkan fiber 1%, 3% dan 5% adalah pada kelompok yang ditambah fiber 5%,
hasil penelitian menunjukkan jumlah konsentrasi fiber glass yang ditambahkan
mempengaruhi nilai penyerapan air dan semakin besar konsentrasi fiber glass yang
ditambahkan akan meningkatkan kekasaran permukaan bahas basis gigitiruan. AlVurakarra VR. (2006) menyatakan bahwa penyerapan air secara signifikan berkurang
dengan penambahan fiber glass pada bahan polimetil metakrilat. Habahbeh R. (2007)
melaporkan hasil penelitiannya yang menyatakan bahwa penambahan fiber
menurunkan
nilai
penyerapan
air
pada
kedua
bahan
gigitiruan
Trim
(Polyviniletilmetakrilat) dan Protemp (Bis akrilik komposit). Hasil penelitian Ariyani
(2013) menunjukkan penambahan E-glass fiber 1% dan 1,5% pada bahan basis nilon
termoplastik dapat mengurangi penyerapan air dan meningkatkan stabilitas warna
bahan tersebut.
Faktor lain yang mempengaruhi stabilitas warna adalah faktor intrinsik yaitu
perubahan warna karena proses aging dari suatu bahan yang terjadi karena bahan
tersebut terpapar kondisi fisis dan kemis dari adanya perubahan temperatur dan
kelembaban (Goiato dkk. 2010; Assuncao dkk. 2009). Perubahan warna yang terjadi
pada suatu bahan sering dihubungkan dengan aging. Penelitian yang mengevaluasi
46
tentang perubahan warna yang terjadi setelah aging melaporkan bahwa perubahan
warna terjadi disebabkan penyerapan air, solubilitas, staining, dehidrasi, dan oksidasi
pada bahan tersebut (Mancuso dkk. 2012). Salah satu metode simulasi in vitro untuk
mengevaluasi sifat fisis dan mekanis bahan setelah proses aging adalah
thermocycling (Assuncao dkk. 2009; Goiato dkk. 2009). Thermocycling merupakan
suatu metode standart in vitro yang digunakan untuk mengevaluasi sifat fisis dan
mekanis suatu bahan restoratif atau prostetik yang mengalami proses penuaan (aging)
dengan cara mensimulasikan kondisi rongga mulut (Assuncao dkk. 2009; Goiato dkk.
2009; Junior dkk. 2009). Melalui thermocycling terjadi proses hidrasi yang sesuai
dengan kondisi klinis (Aljudy dkk. 2013). Perubahan temperatur dan kelembaban di
dalam mulut untuk waktu pemakaian 2 tahun disimulasikan dengan thermocycling
2000 cycle, temperatur 50-550 selama 60 detik dengan waktu transfer 5 detik.
Thermocycling secara signifikan juga mempengaruhi kekerasan, absorpsi air,
solubilitas dan perubahan warna suatu bahan polimer (Mancuso dkk. 2012). Vanessa
M.F (2009) menyatakan terjadi perbedaan warna resin akrilik antara sebelum dan
sesudah thermocycling. Terjadinya perubahan warna dipertimbangkan sebagai
indikator terjadinya aging atau rusaknya suatu bahan. Beberapa peneliti juga
menemukan warna soft liner mengalami perubahan setelah proses aging karena
terjadinya peningkatan penyerapan air atau solubilitas. Perubahan warna dari suatu
bahan restoratif dapat disebabkan akumulasi plak, dehidrasi, degradasi kimia atau
keausan,
ikatan
yang
lemah,
kekasaran
permukaan
dan
penyerapan
air.
Thermocycling menyebabkan terjadinya hidrasi dari suatu bahan sehingga bahan
47
tersebut mengabsorpsi air (Vanessa dkk. 2010). Penyerapan air dapat dipengaruhi
oleh lama pemakaian dan suhu rongga mulut sehingga mempengaruhi stabilitas
warna (Pusz dkk. 2011). Nadira A.H (2013) menyatakan perubahan warna yang
terjadi setelah thermocycling yang terbesar adalah pada bahan nilon termoplastik
dibandingkan resin akrilik. Hal tersebut kemungkinan karena nilon merupakan bahan
hidrofilik, memiliki penyerapan air yang besar sehingga mudah terjadi perubahan
warna. Pernyataan ini juga disetujui oleh Lai dan Goiato (2010) yang menyatakan
bahwa perubahan warna dari nilon termoplastik lebih besar dibandingkan resin akrilik
karena nilon adalah bahan yang sangat hidrofilik dengan penyerapan air yang besar
dan nilon melepaskan plasticizer yang lebih besar dari pada resin akrilik. Absorpsi air
dan solubilitas yang rendah dapat mengurangi terjadinya perubahan warna bahan
setelah aging (Mancuso dkk. 2012). Dengan penambahan fiber glass pada bahan
nilon termoplastik diharapkan dapat mengurangi penyerapan air yang terjadi akibat
adanya perubahan suhu dan kelembaban pada prosedur thermocycling.
Berdasarkan hal tersebut diatas maka peneliti merasa perlu untuk
mengevaluasi penyerapan air dan stabilitas warna bahan basis nilon termoplastik
tanpa dan dengan penambahan E-glass fiber 1% serta 1,5%, yang dilakukan dan yang
tidak dilakukan thermocycling.
1.2 Permasalahan
Penggunaan bahan nilon termoplastik sebagai bahan basis gigitiruan
berkembang pada masa sekarang ini. Namun, disamping kelebihannya, bahan basis
48
gigitiruan nilon termoplastik juga memiliki kelemahan, yaitu penyerapan air yang
tinggi dan stabilitas warna yang rendah. Penyerapan air yang tinggi merupakan salah
satu faktor ekstrinsik yang mempengaruhi stabilitas warna bahan basis nilon
termoplastik. Salah satu metode untuk mengurangi penyerapan air adalah dengan
penambahan E-glass fiber. Ariyani (2013) juga menyatakan bahwa nilai penyerapan
air yang terendah dan stabilitas warna yang tertinggi adalah pada kelompok nilon
termoplastik dengan penambahan E-glass fiber 1,5%, semakin besar konsentrasi serat
kaca yang ditambahkan maka nilai penyerapan air semakin kecil dan stabilitas warna
semakin besar.
Faktor lain yang mempengaruhi stabilitas warna adalah faktor intrinsik yaitu
perubahan warna karena proses aging. Perubahan warna yang terjadi karena proses
aging disebabkan bahan tersebut terpapar kondisi fisis dan kemis dari adanya
perubahan temperatur dan kelembaban. Metode simulasi in vitro untuk mengevaluasi
sifat fisis dan mekanis bahan setelah proses aging adalah thermocycling (Assuncao
dkk. 2009; Goiato dkk. 2009). Thermocycling menyebabkan terjadinya hidrasi dari
suatu bahan sehingga bahan tersebut mengabsorpsi air. Absorpsi air dan solubilitas
yang rendah dapat mengurangi terjadinya perubahan warna bahan setelah aging.
49
1.3 Rumusan Masalah
Pada penelitian ini permasalahan dapat dirumuskan sebagai berikut :
1. Apakah ada pengaruh thermocycling terhadap penyerapan air bahan basis
gigitiruan nilon termoplastik tanpa E-glass fiber, dengan penambahan E-glass fiber
1% dan 1,5% ?
2. Apakah ada pengaruh thermocycling terhadap stabilitas warna bahan
basis gigitiruan nilon termoplastik tanpa E-glass fiber, dengan penambahan E-glass
fiber 1% dan 1,5% ?
3. Apakah ada pengaruh penambahan E-glass fiber 1% dan 1,5% terhadap
penyerapan air bahan basis gigitiruan nilon termoplastik yang tidak dan yang
dilakukan thermocycling ?
4. Apakah ada pengaruh penambahan E-glass fiber 1% dan 1,5% terhadap
stabilitas warna bahan basis gigitiruan nilon termoplastik yang tidak dan yang
dilakukan thermocycling ?
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini untuk :
1.
Mengetahui pengaruh thermocycling terhadap penyerapan air bahan basis
gigitiruan nilon termoplastik tanpa E-glass fiber, dengan penambahan E-glass fiber
1% dan 1,5%
50
2.
Mengetahui pengaruh thermocycling terhadap stabilitas warna bahan
basis gigitiruan nilon termoplastik tanpa E-glass fiber, dengan penambahan E-glass
fiber 1% dan 1,5%
3. Mengetahui pengaruh penambahan E-glass fiber 1% dan 1,5% terhadap
penyerapan air bahan basis gigitiruan nilon termoplastik yang tidak dan yang
dilakukan thermocycling
4. Mengetahui pengaruh penambahan E-glass fiber 1% dan 1,5% terhadap
stabilitas warna bahan basis gigitiruan nilon termoplastik yang tidak dan yang
dilakukan thermocycling
1.5 Manfaat Penelitian
1.5.1 Manfaat Teoritis
Manfaat penelitian ini adalah sebagai bahan masukan tentang kelemahan
bahan basis gigitiruan nilon termoplastik dan metode penanggulangannya sehingga
diharapkan dapat diaplikasikan secara in vivo dan dilakukan penelitian lebih lanjut.
1.5.2 Manfaat Praktis
1.5.2.1 Manfaat Klinis
Manfaat penelitian ini adalah sebagai berikut :
a. Sebagai bahan masukan untuk mengurangi nilai penyerapan air dan
meningkatkan stabilitas warna yang merupakan kelemahan bahan basis gigitiruan
nilon termoplastik dengan penambahan E-glass fiber
51
b. Sebagai bahan masukan tentang nilai penyerapan air dan stabilitas warna
nilon termoplastik setelah dilakukan thermocycling sebanyak 2000 cycle yang
merupakan simulasi pemakaian gigitiruan selama 2 tahun
1.5.2.2 Manfaat Laboratoris
Sebagai bahan pertimbangan untuk menggunakan E-Glass fiber pada bahan
basis gigitiruan nilon termoplastik untuk mengatasi kelemahannya dalam hal
mengurangi penyerapan air dan meningkatkan stabilitas warna.