Penyerapan Air pada Hibrid Ionomer dengan Penyinaran yang Berbeda

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

Semen ionomer kaca atau Glass Ionomer Cement ( GIC atau SIK ) merupakan
bahan restorasi yang banyak digunakan oleh dokter gigi dan terus dikembangkan.
Semen Ionomer kaca terbagi atas 2 jenis, yaitu Semen ionomer kaca konvensional,
dan semen ionomer kaca modifikasi resin atau Hibrid Ionomer.4
Semen Ionomer Kaca (SIK) pertama kali diperkenalkan oleh Wilson dan Kent
pada tahun 1971, yang terdiri dari bubuk kaca fluoroaluminosilikat dan larutan asam
polikarboksilat. Merupakan semen yang berbahan dasar air dengan bentuk reaksinya
asam basa, dimana asam polialkenoat sebagai asam dan kaca kalsium stronsium
aluminosilikat sebagai basa.Keunggulan SIK adalah dapat melekat pada email dan
dentin secara khemis, biokompatibel, dapat melepas fluor, dan koefisien ekspansi
termalnya sama dengan struktur gigi.4
Komposisi bubuknya terdiri dari kuarsa (SiO2), alumina (Al2O3), aluminium
fluorida (AlF3), kalsium fluorida (CaF2), natrium fluorida (NaF), kriolit (Na3AlF6),
dan aluminium fosfat (AlPO4), yang digabung dengan cara dipanaskan hingga suhu
1100–1500°C sehingga membentuk kaca yang homogen dengan bentuk ikatan
SiO2Al2O3CaF2Na3AlF6AlPO4.Untuk memberikan sifat radiopak maka ditambahkan
lantanum oksida (La2O3) dan stronsium oksida (SrO).4,12
Cairannya mengandung 40-50% larutan 2:1 kopolimer asam akrilik-asam

itakonik atau kopolimer asam maleik / asam akrilik. Asam itakonik atau asam maleik
meningkatkan

reaktivitas

kecenderungan

menjadi

cairan,
gel.

mengurangi

Penambahan

kekentalan,

komponen


dan

asam

mengurangi

tartarik

untuk

memudahkan pelepasan ion dari bubuk kaca, memperbaiki karakteristik manipulasi,
meningkatkan waktu manipulasi, dan memperpendek waktu pengerasan. Kekurangan
SIK adalah rentan terhadap desikasi, sensitif terhadap air saat proses pengerasan,
resistensi yang buruk terhadap abrasi, kurang estetik, dan kekuatan tensilnya
kurang.4,12

Universitas Sumatera Utara

2.1 Hibrid Ionomer
Hibrid Ionomer merupakan perkembangan dari semen ionomer kaca

konvensional. Hibrid ionomer merupakan gabungan dari semen ionomer kaca dengan
resin komposit. Pada awal tahun 1990, hibrid ionomer diperkenalkan pada dunia
kedokteran gigi dengan keunggulan yang lebih baik dari semen ionomer kaca
konvensional serta tetap mempertahankan estetika yang menjadi keunggulan resin
komposit.5
Hibrid Ionomer memiliki beberapa nama lain, seperti resin-ionomer, resin
modified glass ionomer cement (RMGIC), light cured GIC, dan dual cure GIC.3
Hibrid Ionomer adalah bahan restorasi gigi yang secara luas digunakan pada
kedokteran gigi anak.11 Hibrid Ionomer digunakan pada gigi yang menerima tekanan
rendah dan pasien dengan resiko karies tinggi.2Hibrid ionomer merupakan salah satu
klasifikasi dari kombinasi kaca ionomer dan resin setelah poly acid-modified
composites (PMC).3

2.2 Komposisi Hibrid Ionomer
Hibrid ionomer terdiri dari bubuk dan cairan.3,4,9

BUBUK

CAIRAN


Silica (SiO2)

Asam Poliakrilik

Alumina (Al2O3)

Monomer metakrilat

Resin Polimerisasi

2-hydroxyethylmetacrylate

Photoinitiators atau chemical

Air

initiators

Universitas Sumatera Utara


2.3 Sifat-sifat Hibrid Ionomer
Hibrid Ionomer mempunyai beberapa sifat mekanis, antara lain adalah
flexural strength, modulus elastisitas, kekerasan permukaan, dan kekuatan
tekan.Sedangkan sifat fisis hibrid ionomer diantaranya ialah polymerization
shrinkage, konduktivitas termal, penyerapan air dan kelarutan. 3,4,9,12
2.3.a. Sifat Mekanis3,4,9,12
a. Flexural strength
Flexural strength diperoleh ketika satu beban balok didukung hanya pada
ujung akhir dengan diberi beban pada bagian tengah. Flexural strength ionomer
adalah 42-68 Mpa yang hampir dua kali lipat dibandingkan dengan semen ionomer
konvensional.
b. Modulus elastisitas
Hibrid ionomer dua kali lebih elastik dibandingkan dengan semen ionomer
dan mempunyai modulus elastisitas yang lebih rendah. Semen yang mempunyai
modulus elastisitas yang tinggi ini penting agar dapat mencegah terjadinya deformasi
pada saat menerima tekanan oklusal.
c. Kekerasan permukaan
Kekerasan permukaan didefinisikan sebagai ketahanan permukaan dari suatu
bahan terhadap goresan atau lekukan. Kekerasan hibrid ionomer adalah 40 KHN
lebih baik daripada semen ionomer konvensional.

d. Kekuatan Tekan
Kekuatan tekan adalah kemampuan suatu benda untuk menahan tekanan yang
dapat memperkecil ukuran benda tersebut sampai terjadinya fraktur. Kekuatan tekan
dianggap sebagai indikator yang penting dari restorasi karena kekuatan tekan yang
tinggi diperlukan untuk menahan tekanan parafungsional dan pengunyahan.
2.3.b Sifat Fisis3,4,9,12
a. Polymerization shrinkage
Polymerization shrinkage terjadi selamaproses polimerisasi resin. Sifat

8ini

akan menyebabkan resin komposit tertarik menjauhi dinding kavitas sehingga terjadi
kehilangan perlekatan antara gigi dan resin komposit dan proses polimerisasi hibrid

Universitas Sumatera Utara

ionomer akan dimulaipada saat dilakukan penyinaran.Mikroleakage lebih sering
terjadi pada bahan hibrid ionomer karena adanya polymerization shrinkage.
b. Konduktivitas termal
Secara umum, bahan restorasi adalah insulator yang baik terhadap suhu yang

ekstrim. Expansi termal bahan hibrid ionomer sedikit lebih tinggi dibandingkan
dengan semen ionomer konvensional.
c. Penyerapan air dan kelarutan
Resin yang ditambahkan pada bahan hibrid ionomer menyebabkan sifat.
hidrofobik yang akan meningkatkan jangka waktu penyerapan air. Sifat ini akan
mengurangi perbedaaan marginal dan polymerization shrinkage yang terjadi pada
setting inisial.Sifat kelarutan diharapkan bersifat rendah supaya tidak mudah larut
dalam saliva.
2.4

Penyerapan air

Suatu bahan yang direndam di dalam air akan mengalami dua mekanisme yang
berbeda. Pertama, penyerapan air, yang menyebabkan pembengkakan dan
meningkatnya massa, dan yang kedua, kelarutan bahan dalam air, terlepasnya
komponen dari monomer yang tidak bereaksi yang menyebabkan berkurangnya
massa. Penyerapan air merupakan proses difusi terkontrol yang terjadi pada matriks
resin organik. Salah satu sifat dari bahan restorasi hibrid ionomer adalah penyerapan
air yang dipengaruhi oleh unsur hidrofilik pada HEMA.6,8,9
Penyerapan air akan mempengaruhi kekuatan, perubahan dimensi, daya tahan

terhadap abrasi, volume, dan stabilitas warna. Selain itu, penyerapan air juga
menyebabkan kelarutan bahan, hidrolisis, swelling, penambahan berat, plastisasi,
keretakan mikro, dan keausan. Hal ini akan mempengaruhi ketahanan jangka panjang
pada bahan restorasi tersebut.Penyerapan air hibrid ionomer lebih besar daripada
resin semen, namun belakangan ini, hibrid ionomer telah dimodifikasi untuk
mengurangi penyerapan air.6,8,9
Pengukuran jumlah penyerapan air pada hibrid ionomer dilakukan dengan
rumus Oysaed dan Ruyter yaitu massa hibrid ionomer setelah direndam dalam air

Universitas Sumatera Utara

selama 7 hari kurang massa hibrid ionomer setelah dimasukkan ke dalam desikator
kembali dan kemudian dibagi volume sampel dengan satuan µg/mm2.6,8

2.5 Polimerisasi Hibrid Ionomer
Bahan restorasi yang menggunakan polimerisasi paling banyak disukai untuk
keunggulan seperti estetika, memperbaiki sifat fisik, dan kontrol waktu kerja yang
lama. Hibrid Ionomer memiliki pengerasan ganda, yaitu kombinasi antara reaksi
asam basa dengan tambahan reaksi polimerisasi dengan cahaya (light cure).
Polimerisasi merupakan proses pembentukan polimer dari gabungan beberapa

monomer. Untuk mencapai keberhasilan bahan ini, ditambahkan monomer yang larut
dalam air, seperti HEMA (hidroxyethyl methacrylate) ke cairan asam poliakrilat yang
larut dalam air.4,12
Pertama kali, hibrid ionomer dikembangkan sebagai lining, lalu dikembangkan
sebagai bahan restorasi. Ciri utama hibrid ionomer adalah ketika bubuk dan cairan
dicampur, akan terjadi reaksi pengerasan dengan bantuan sinar (light cure). Tahap –
tahap reaksinya adalah sebagai berikut :12
1.

Reaksi pengerasan dengan terjadinya reaksi asam-basa antara bubuk alumino

silikat dengan asam poliakrilat.
2.

Reaksi polimerisasi dari partikel – partikel resin yang ada di dalam semen.

3.

Reaksi antara garam logam poliakrilat dengan resin hingga membentuk


matriks semen yang lebih kuat ( Gambar 1 )

Gambar 1. Reaksi Asam-basa dan polimerisasi penyinaran pada hibrid ionomer

Universitas Sumatera Utara

Pada tahap pengerasan dengan terjadinya reaksi asam-basa antara bubuk
alumino silikat dengan asam polikrilat, ketika bubuk dan cairan dicampur,
fluoroaluminosilicate dipecah oleh ion hydrogen H+ dari asam poliakrilat, sehingga
ion – ion Al3+, Ca2+, Na+ dan F- terlepas. Suatu lapisan gel silika terbentuk secara
perlahan pada permukaan bubuk yang tidak mengalami reaksi.Ketika ion – ion
Kalsium dan Aluminium yang terbebas itu mengalami kejenuhan dalam silica gel, ion
– ion tersebut berdifusi ke dalam likuid dan mengalami crosslink dengan dua atau
tiga gugus karboksil (COO-) dari asam poliakrilat untuk membentuk gel. Begitu
crosslink meningkat melalui ion aluminium dan gel cukup terhidrasi, garam
poliakrilat yang mengalami crosslink tadi mulai mengendap sampai semen
mengeras.13
Campuran semen yang sudah diletakkan pada kavitas disinari dengan sinar
pengeras resin. Sinar mengaktifkan aselerator sehingga menghasilkan polimerisasi
radikal bebas dari hidroksietilmetakrilat. Kemudian gugus hidroksietilmetakrilat akan

mengeras dengan cara saling menempel. Oleh karena itu, hibrid ionomer lebih cepat
mengeras dibandingkan semen ionomer kaca konvensional.13
Faktor yang dapat mempengaruhi proses polimerisasi adalah ketebalan bahan,
intensitas cahaya, panjang gelombang, lama penyinaran, jarak penyinaran, dan
metode penyinaran. Ketebalan bahan adalah 1 mm karena curing depth yang
maximum adalah kira-kira 2-3mm. Intensitas cahaya minimum adalah 300mW/cm2
dengan panjang gelombang sinar 450-490 nm. Lama penyinaran adalah sekitar 40
detik atau kurang. Hasil penelitian Alpoz, dkk (2008) mengatakan tidak ada
perbedaan kekuatan tekan yang signifikan pada hibrid ionomer dengan lama
penyinaran yang berbeda yaitu 20 detik dan 40 detik dan perendaman sampel dalam
larutan aquadest selama 7 hari.14
2.6 Keunggulan dan Kelemahan Hibrid Ionomer
Keunggulan dari hibrid ionomer :11
1.

Mengandung ion fluor yang tinggi dan mampu melepaskan fluoride

Universitas Sumatera Utara

2.

Warna tambalan mendekati warna alami email dibandingkan semen ionomer
kaca konvensional.

3.

Waktu pengerasan (setting time) lebih singkat

4.

Penurunan sensitivitas kelembaban awal

5.

Waktu kerja (working time) terkontrol

6.

Sifat kekuatan yang lebih besar dibandingkan semen ionomer kaca
konvensional
Kelemahan :11

1.

Sifat hidrofilik dari 2-hydroxyethyl metacrylate yang meningkatkan penyerapan
air

2.

Sifat plastis yang meningkat

3.

Ekspansi higroskopis yang tinggi

Universitas Sumatera Utara