BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Basis Gigitiruan - Pengaruh Pembersihan dengan Energi Microwave terhadap Kekerasan Permukaan Basis Gigitiruan Nilon Termoplastik dan Resin Akrilik Polimerisasi Panas

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Basis Gigitiruan

Berbagai jenis bahan telah digunakan untuk membuat basis gigitiruan. Kayu, tulang, ivory, keramik, logam, logam aloi, dan berbagai polimer telah digunakan dalam pembuatan basis gigitiruan. Perkembangan yang pesat menyebabkan penggunaan bahan basis gigitiruan alami beralih menjadi menggunakan bahan basis

3.6 gigitruan resin sintetis.

Basis gigitiruan dapat didefinisikan sebagai bagian dari gigitiruan yang

2,19

bersandar pada jaringan pendukung dan tempat anasir gigitiruan dilekatkan. Basis gigitiruan mendukung anasir gigitiruan, menerima dan mendistribusikan gaya

fungsional serta memberikan efek estetis khususnya bila basis terlihat alami. Bahan basis gigitiruan sangat berpengaruh terhadap daya tahan dan sifat

– sifat dari suatu basis gigitiruan.

2.1.1 Persyaratan Basis Gigitiruan

5,7

Persyaratan basis gigitiruan yang ideal antara lain : a.

Biokompatibel : tidak toksik dan tidak menyebabkan iritasi b. Karakteristik permukaan : permukaan keras, halus dan kilat c. Warna : translusen dan warna merata d. Stabilitas warna : baik e. Tidak berporus f. Kekuatan lentur : tidak kurang dari 60 – 65 MPa g.

Modulus elastisitas : minimal 2000 MPa h. Tidak ada monomer sisa i. Tidak menyerap cairan j. Ketahanan terhadap abrasi dan kekerasan yang baik k.

Tidak mengalami perubahan dimensi l.

Tidak larut m.

Mudah dimanipulasi dan direparasi n. Mudah dibersihkan

2.1.2 Klasifikasi Basis Gigitiruan

Klasifikasi basis gigitiruan dibagi atas dua kelompok yaitu logam dan non logam.

2.1.2.1 Logam

Ada beberapa jenis logam yang digunakan sebagai basis gigitiruan, antara lain yaitu kobalt kromium, aloi emas, alumunium, dan stainless steel.

2 Keunggulan logam sebagai basis gigitiruan, antara lain : 1.

Ketepatan dimensi Basis yang terbuat dari emas aloi, krom, titanium aloi tidak hanya lebih tepat, tetapi juga mampu mempertahankan bentuk tanpa mengalami perubahan selama pemakaian dalam mulut.

2. Ketahanan terhadap abrasi Bahan logam merupakan bahan yang tahan terhadap abrasi sehingga akan meningkatkan toleransi jaringan, dimana permukaan basis yang licin dan mengkilap akan menghingari terjadinya penumpukan plak dan kalkulus.

3. Konduktivitas termal Logam memiliki konduktivitas termal yang baik daripada resin. Adanya perubahan temperatur yang terjadi langsung disalurkan ke jaringan di bawahnya, maka hal ini akan menjaga kesehatan dari jaringan rongga mulut. Kesamaan termal yang diterima oleh jaringan yang terutup dan tidak tertutup basis gigitiruan memberikan perasaan nyaman kepada pemakai gigitiruan.

4. Kekuatan maksimal dan ketebalan minimal Bahan logam bisa dibuat lebih tipis dibandingkan dengan bahan resin akrilik dan tetap memiliki kekuatan maksimal dan kaku. Keuntungan dari basis yang tipis adalah memungkinkan ruang gerak lidah yang maksimal.

2.1.2.2 Non Logam

Jenis bahan basis non logam antara lain adalah resin. Berdasakan termal, basis

resin dapat dibagi menjadi dua yaitu termoplastik dan termoset: a.

Termoplastik Bahan termoplastik merupakan bahan yang dapat dilunakkan dan dibentuk pada suhu dan tekanan tanpa adanya perubahan kimia. Klasifikasi dari bahan termoplastik antara lain asetal termoplastik, polikarbonat termoplastik, akrilik

3,4 temoplastik dan nilon termoplastik.

Termoset Bahan termoset merupakan bahan yang mengalami reaksi kimia pada saat dibentuk. Produk akhir dari bahan ini secara kimia berbeda dari substansi awalnya.

Setelah diproses bahan tidak dapat dilunakkan kembali untuk dibentuk. Bahan termoset yang banyak digunakan pada kedoketeran gigi antara lain : resin akrilik,

3 vulkanit, silikon.

2.2 Nilon Termoplastik

Nilon merupakan nama umum dari suatu polimer termoplastik yang tergolong ke dalam kelas poliamida. Nilon termoplastik pertama sekali diperkenalkan pada

13-4

kedokteran gigi sekitar tahun 1950. Nilon termoplastik merupakan polimer kristalin yang memiliki sifat tidak dapat larut dalam pelarut, ketahanan panas yang

4 tinggi dan memiliki kekuatan yang tinggi serta kekuatan tensil yang baik.

Pada beberapa dekade belakangan ini, penggunaan nilon termoplastik semakin meningkat dan sebagai bahan basis alternatif untuk menggantikan metal dan resin

11,13

akrilik polimerisasi panas. Sebagai bahan basis gigitiruan, nilon termoplastik memiliki beberapa kelebihan, antara lain :  Semitranslusen dan estetis lebih baik  Fleksibel  Tidak terdapat monomer sisa yang dapat menyebabkan alergi pada pemakai

4,11-2 gigitiruan karena penggunaan injection moulding.

2.2.1 Komposisi

Nilon dihasilkan melalui reaksi kondensasi antara monomer diamina (2 NH

2 5,13,15

grup) dan asam dibasic atau asam karbosilik (2 COOH grup ). Nilon memiliki ikatan linier (ikatan polimer tunggal) yang mengandung hexamethylenadiamine di

37 dalam nilon termoplastik yang akan membentuk ikatan poliamida yang panjang.

Ikatan linier menyebabkan bahan nilon termoplastik menjadi fleksibel dan dapat dibentuk kembali. Ikatan linier ini juga lebih lemah daripada ikatan silang dari resin

akrilik. Polimer nilon termoplastik merupakan kristalin yang memiliki rantai

molekul yang teratur, rapat dan kuat. Derajat kristalin bergantung dengan detail dari

32 formasi, komposisi, konfigurasi molekul, dan metode pembentukannya.

2.2.2 Manipulasi

Manipulasi nilon termoplastik harus menggunakan kuvet yang di desain khusus yaitu kuvet di bawah tekanan (injection moulding). Nilon termoplastik harus dilelehkan dan diinjeksikan kedalam kuvet tersebut. Nilon yang tersedia dalam

komponen berbentuk cartridge dilelehkan pada suhu 248,8-265,5 C dengan menggunakan furnace elektrik. Selanjutnya nilon termoplastik yang telah meleleh ditekan kedalam kuvet menggunakan alat injektor. Tekanan pada injection moulding dijaga agar tetap berada dalam tekanan 5 bar selama 3 menit dan segera setelah itu, kuvet beserta cartridge dilepaskan. Kemudian kuvet dibiarkan dingin selama 20

12,14,32 menit sebelum dibuka.

2.2.3 Sifat –Sifat

Sifat

–sifat bahan basis gigitiruan nilon termoplastik dibagi atas sifat mekanis, sifat kemis, sifat fisis dan sifat biologis.

2.2.3.1 Sifat Mekanis a.

Kekuatan Tensil Kekuatan tensil nilon termoplastik jauh lebih besar daripada resin akrilik.

24 Kekuatan tensil nilon termoplastik adalah 8 kg/mm . b.

Kekuatan Impak Kekuatan impak adalah suatu ukuran kekuatan bahan diukur dari energi yang diperlukan untuk memulai dan melanjutkan retakan sebuah spesimen dengan dimensi tertentu. Daya tahan terhadap impak yang tinggi merupakan suatu kelebihan nilon

24 termoplastik. Nilai kekuatan impak nilon termoplastik adalah 120-150 kg/mm .

Fatigue Fatigue rusak atau patah dari suatu bahan yang disebabkan beban berulang di

bawah batas tahanan bahan. Fatigue dapat mengakibatkan terjadinya fraktur gigitiruan. Pada nilon termoplastik, daya tahan terhadap fatigue merupakan salah satu

4 kelebihan utama nilon termoplastik.

Kekerasan Permukaan Permukaan basis gigitiruan seharusnya memiliki kekerasan permukaan untuk

daya tahan terhadap kerusakan permukaan. Nilai kekerasan nilon termoplastik

adalah 14,5 VHN. Penelitian Gladstone (2012) yang mendapatkan kekerasan permukaan nilon termoplastik (Lucitone FRS) memiliki rentang sekitar 7,67-8,45

VHN dan menyatakan bahwa nilon termoplastik memiliki kekerasan yang rendah dan penelitian Shah dkk (2014) mendapatkan kekerasan permukaan nilon termoplastik

18,39

(Valplast) adalah 10,2 VHN. Nilai kekerasan tersebut lebih rendah jika dibandingkan dengan resin akrilik polimerisasi panas. Ikatan amida pada nilon termoplastik mempengaruhi kekerasan permukaan karena adanya kecenderungan ikatan tersebut untuk mengkristal dan diperkuat dengan pembentukan ikatan hidrogen

40 antara atom oksigen dan nitrogen dari dua kelompok amida.

2.2.3.2 Sifat Kemis a.

Stabilitas Warna Stabilitas warna adalah kemampuan dari suatu lapisan permukaan satu pigmen untuk bertahan dari degradasi yang disebabkan dari pemaparan lingkungan.

Takabayashi (2010) mempelajari stabilitas warna dari beberapa bahan polimer dan menemukan bahwa nilon termoplastik mengalami perubahan warna setelah direndam

41 dalam larutan kari. b.

Penyerapan Air Penyerapan air yang tinggi merupakan salah satu kekurangan utama dari nilon termoplastik. Takabayashi (2010) yang membandingkan nilai penyerapan air antara rantai poliamida, polikarbonat, dan polietilen terephthalat, hasilnya menunjukkan terdapat perbedaan signifikan nilai penyerapan air dari 3 bahan tersebut. Poliamida

memiliki derajat hidrofilik yang tertinggi. Nilon termoplastik memiliki sifat penyerapan air yang tinggi karena struktur rantai linier tunggal pada bahan basis nilon termoplastik yang lebih lemah dibandingkan struktur ikatan silang dari resin akrilik

polimerisasi panas. Frekuensi kelompok amida yang hidrofilik sepanjang rantai mempengaruhi penyerapan air dari setiap jenis nilon termoplastik. Penyerapan air rendah dan ketahanan kemis lebih baik jika jarak antara kelompok amida semakin

10,12,32

besar. Struktur ikatan linier pada nilon termoplastik memiliki jarak rantai polimer yang lebih besar dibandingkan molekul air dengan ukuran kurang dari 0,28

8,42

nm menyebabkan nilon termoplastik tidak dapat menolak penyerapan air. Jenis nilon termoplastik yang pertama memiliki penyerapan air yang tinggi yaitu 8,5%, kemudian dikembangkan jenis nilon termoplastik yang ditambah serat kaca sehingga

15 nilai penyerapan air menjadi relatif lebih rendah yaitu 1.2 %.

2.2.3.3 Sifat Biologis a.

Biokompatibilitas

43 Biokompatibilitas nilon termoplastik sangat baik. Nilon termoplastik tahan

terhadap pelarut dan bahan kimia. Nilon termoplastik tidak memiliki monomer sisa dan hampir tidak memiliki porositas karena diproses dengan teknik injection

moulding. Nilon merupakan alternatif yang tepat untuk pasien yang alergi terhadap

12 logam dan monomer dari resin akrilik.

Pembentukan Koloni Bakteri Pembentukan koloni bakteri pada permukaan gigitiruan dipengaruhi oleh

19 penyerapan air, energi bebas permukaan, kekerasan dan kekasaran permukaan.

Kekasaran permukaan nilon termoplastik masih dalam batas normal dan terlihat halus setelah dipoles dengan cara konvensional. Pertumbuhan dari spesies Candida

albicans terlihat sangat tinggi pada nilon termoplastik jika dibandingkan dengan

4 dengan resin akrilik polimerisasi panas.

2.2.3.4 Sifat Fisis a.

Ekspansi Termal

4 Nilon termoplastik memiliki koefisien ekspansi termal yang rendah.

Hargaves (1971) membandingkan nilon termoplastik dengan nilon termoplastik yang ditambahkan serat kaca dan menemukan koefisien ekspansi linier dari nilon yang

15 ditambah serat kaca lebih rendah daripada nilon.

Kekasaran Permukaan Kekasaran permukaan dari bahan kedokteran gigi memiliki ambang batas yaitu 0,2 μm. Kekasaran permukaan suatu bahan dipengaruhi oleh teknik poles baik secara mekanis maupun kimia. Abuzar dkk. (2010) menyatakan bahwa kekasaran permukaan dari nilon termoplastik lebih kasar daripada resin akrilik yang sudah maupun belum dipoles. Hasil penelitian Abuzar dkk. (2010) menunjukkan bahwa nilai kekasaran nilon termoplastik sebelum dipoles adalah 1,111 ± 0,178 µm dan

sesudah dipoles sebesar 0,146 ± 0,018 µm. Rahal dkk (2004) menyatakan kekasaran permukaan berhubungan dengan penyerapan air karena air masuk melalui porositas

8 permukaan.

2.3 Resin Akrilik Polimerisasi Panas

Resin akrilik merupakan bahan yang paling umum digunakan untuk pembuatan basis gigitiruan sampai saat ini. Resin akrilik sebagai bahan pilihan karena memiliki estetis yang baik, cukup baik dalam hal sifat fisis dan mekanis, murah, dan

mudah dibuat dengan peralatan yang tidak mahal. Resin akrilik polimerisasi panas merupakan bahan yang terdiri dari bubuk dan cairan yang dicampur dan

membutuhkan energi panas untuk menjadi kaku dan padat. Energi panas yang dibutuhkan untuk proses polimerisasi dapat diperoleh dengan merendam dalam air yang dipanaskan (waterbath). Resin akrilik polimerisasi panas merupakan polimer

15,32 amorphous dimana ikatan molekulnya tidak beraturan. Polimer amorphous memiliki karakter umum yaitu bahwa setiap sub-unit pada fase cair sangat mudah

berbelit dan hampir tidak mungkin untuk diuraikan kembali. Ikatan resin akrilik

8,44

polimerisasi panas adalah ikatan silang. Hal ini menyebabkan polimer lebih kaku, lebih resisten terhadap suhu, mengurangi kelarutan dan tidak dapat dibentuk kembali. Ikatan silang juga menyebabkan bahan mudah untuk dipoles, sehingga menghasilkan

44 bahan restorasi yang estetis.

2.3.1 Komposisi 7,10

Unsur pokok dari resin akrilik polimerisasi panas adalah : a.

Bubuk Polimer : butiran atau granul poli metil metakrilat

: benzoyl peroxide

Inisiator

Pigmen/pewarna : garam cadmium atau besi, atau pewarna organik

Plasticizer : dibutyl phthalate b.

Cairan Monomer : metil metakrilat

Cross-linking agent : ethyleneglycol dimethylacrylate

Inhibitor : hydroquinone

2.3.2 Manipulasi

Resin akrilik polimerisasi panas umumnya diproses dalam sebuah kuvet dengan menggunakan teknik compression-moulding. Bubuk dan cairan dicampur dengan perbandingan 3:1 satuan volume atau perbandingan 2:1 satuan berat. Setelah

3,29

pencampuran, bahan mengalami beberapa tahapan yaitu : 1.

Tahap basah : campuran seperti pasir (wet sand stage). Pada tahap ini secara bertahap polimer bercampur dengan monomer

2. Tahap lengket : campuran seperti berserat, berbenang (tacky fibrous). Pada tahap ini polimer larut dalam monomer (sticky stage)

3. Tahap lembut : campuran seperti adonan mudah diangkat dan tidak lengket lagi. Pada tahap ini monomer sudah larut seluruhnya ke dalam polimer. Waktu yang tepat dan sesuai untuk diisi ke dalam mold (dough stage/gel stage) 4.

Tahap karet : campuran seperti karet (rubbery stage) dan tidak bisa dimasukkan lagi ke dalam mold. Pada tahap ini monomer sudah tidak dapat bercampur dengan polimer lagi.

5. Tahap kaku : tahap dimana akrilik tidak dapat dibentuk lagi (stiff stage)

Setelah pembuangan malam, adonan diisikan dalam mold gips. Kuvet ditempatkan di bawah tekanan, dalam water bath dengan waktu dan suhu terkontrol untuk memulai polimerisasi resin akrilik polimerisasi panas. Umumnya resin akrilik polimerisasi panas dipolimerisasi dengan menempatkan kuvet dalam water bath

dengan suhu konstan pada 70 C selama 90 menit dan dilanjutkan dengan perebusan akhir pada suhu 100 C selama 30 menit sesuai rekomendasi Japan Industrial Standar

3 (JIS).

Setelah prosedur polimerisasi, kuvet dibiarkan dingin secara perlahan hingga mencapai suhu kamar. Kemudian resin dikeluarkan dari mold dengan hati

– hati untuk menghindari fraktur dan distorsi gigitiruan. Basis gigitiruan akrilik yang telah

7,10 dikeluarkan dari kuvet, siap untuk diproses akhir dan dipoles.

2.3.3 Sifat-Sifat

Sifat bahan basis gigitiruan resin akrilik polimerisasi panas terbagi atas sifat

19 mekanis, sifat kemis dan biologis, serta sifat fisis.

2.3.3.1 Sifat Mekanis

Sifat mekanis adalah ilmu fisika yang berhubungan dengan energi dan kekuatan serta efeknya terhadap benda. Sifat mekanis bahan basis gigitiruan terdiri atas kekuatan tensil, kekuatan impak, fatique, crazing dan kekerasan. a.

Kekuatan Tensil Kekuatan tensil resin akrilik polimerisasi panas adalah 55 MPa (8000 psi). salah satu kekurangan utama resin akrilik adalah kekuatan tensil resin akrilik yang

10,15 rendah.

Kekuatan Impak

5 Kekuatan impak resin akrilik polimerisasi panas adalah 31,4 J/m. Resin

akrilik memiliki kekuatan impak yang relatif rendah dan apabila gigitiruan akrilik jatuh ke atas permukaan yang keras kemungkinan besar akan terjadi fraktur.

Fatigue Gigitiruan menerima sejumlah besar tekanan lengkungan pada saat proses pengunyahan. Karena alasan tersebut, fatigue menjadi sifat yang penting untuk diperhatikan. Fatigue merupakan representasi jumlah lengkungan sebelum kerusakan terjadi pada tekanan tertentu. Kekuatan fatigue basis resin akrilik polimerisasi panas

adalah 1,5 juta lengkungan sebelum patah dengan beban 2500 lb/in pada stress

5 maksimum 17,2MPa.

Crazing

Crazing merupakan kumpulan retakan pada permukaan gigitiruan resin akrilik

yang dapat melemahkan basis gigitiruan. Retakan - retakan ini dapat timbul akibat salah satu dari tiga mekanisme berikut. Pertama, ketika pasien memiliki kebiasaan sering mengeluarkan gigitiruannya dan membiarkannya kering, siklus penyerapan air yang konstan diikuti pengeringan sehingga dapat menimbulkan stress tensil pada permukaan dan mengakibatkan terjadinya crazing. Kedua, ketika menggunakan anasir gigitiruan porselen juga dapat menyebabkan crazing pada basis di daerah sekitar leher anasir gigitiruan yang diakibatkan perbedaan koefisien ekspansi termal antara porselen dan resin akrilik. Ketiga, selama proses perbaikan gigitiruan dapat menyebabkan crazing ketika monomer metil metakrilat berkontak dengan resin

19 akrilik yang telah mengeras dari potongan yang sedang diperbaiki.

Kekerasan permukaan Nilai kekerasan permukaaan resin akrilik polimerisasi panas adalah 15-18

10 VHN. Nilai kekerasan tersebut menunjukkan bahwa resin akrilik relatif lunak

dibandingkan dengan logam dan mengakibatkan basis resin akrilik cenderung menipis. Penipisan tersebut disebabkan makanan yang abrasif dan terutama pasta gigi pembersih yang abrasif, namun penipisan basis resin akrilik ini bukan suatu masalah besar.

2.3.3.2 Sifat Kemis

Sifat kemis adalah sifat suatu bahan yang dapat mengubah sifat dasar bahan tersebut, seperti penyerapan air dan stabilitas warna.

Stabilitas Warna Resin akrilik polimerisasi panas memiliki stabilitas warna yang baik. Yu-lin

Lai (2003) berpendapat, stabilitas warna dan ketahanan terhadap stain pada nilon, silikon serta dua jenis resin akrilik dan ditemukan resin akrilik menunjukkan nilai

15 diskolorisasi yang paling rendah setelah direndam dalam larutan kopi.

Penyerapan Air Penyerapan air resin akrilik polimerisasi panas terjadi karena polar dari molekul resin akrilik. Koefisien difusi yang rendah menyebabkan resin akrilik polimerisasi panas memiliki penyerapan air yang rendah. Nilai koefisien difusi resin

-6

akrilik polimerisasi panas adalah 0,11 x 10 cm /detik dan nilai penyerapan air resin

2 3,5

akrilik polimerisasi panas adalah 0,69 mg/cm . Resin akrilik polimerisasi panas memerlukan waktu hampir 17 hari untuk menjadi jenuh, tetapi waktu yang dibutuhkan untuk mencapai kejenuhan bervariasi, tergantung pada ketebalan basis

gigitiruan. Resin akrilik polimerisasi panas menyerap air dengan sangat signifikan pada 24 jam sampai 50 jam pertama saat direndam dalam air, tetapi sesudahnya penyerapan air tidak terjadi dalam jumlah signifikan karena koefisien difusi yang

rendah. Penyerapan air memberikan pengaruh terhadap sifat mekanis dan menyebabkan perubahan dimensi. Perubahan dimensi dapat berupa ekspansi ataupun kontraksi.

2.3.3.3 Sifat Biologis

Sifat biologis adalah sifat suatu bahan dalam interaksinya dengan makhluk hidup, seperti biokompatibilitas dan pembentukan koloni bakteri.

Biokompatibilitas Secara umum, resin akrilik polimerisasi panas sangat biokompatibel. Walaupun demikian, beberapa pasien mungkin menunjukkan reaksi alergi di rongga mulut. Monomer sisa yang dihasilkan dan benzoic acid merupakan komponen iritan. Batas maksimal konsentrasi monomer sisa untuk resin akrilik polimerisasi panas

3,7 menurut standar ISO adalah 2,2 %.

Pembentukan Koloni Bakteri Kemampuan berkembang organisme tertentu pada permukaan gigitiruan resin akrilik berkaitan dengan penyerapan air, energi bebas permukaan, kekerasan

permukaan, dan kekasaran permukaan. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa resin akrilik polimerisasi panas memiliki penyerapan air yang rendah, permukaan yang halus, kekerasan permukaan yang tinggi dan sudut kontak permukaan dengan air yang cukup besar sehingga apabila diproses dengan baik dan sering dibersihkan maka perlekatan bakteri tidak akan mudah terjadi.

2.3.3.4 Sifat Fisis

Sifat fisis adalah sifat suatu bahan yang diukur tanpa diberikan tekanan atau gaya dan tidak mengubah sifat kimia dari bahan tersebut. Sifat fisis terdiri atas massa jenis, ekspansi termal, porositas, kekasaran permukaan, ketepatan dimensi dan

19 akurasi.

Massa Jenis

3 Resin akrilik memiliki massa jenis yang relatif rendah yaitu sekitar 1,2 g/cm .

Hal ini disebabkan resin akrilik terdiri dari kumpulan atom - atom ringan, seperti

19 karbon, oksigen dan hidrogen.

Ekspansi Termal Koefisien ekspansi termal resin akrilik polimerisasi panas adalah sekitar 80

ppm/

C. Nilai ini merupakan angka yang cukup tinggi dari kelompok resin. Hal ini umumnya tidak menimbulkan masalah, namun kemungkinan dapat terjadi kelonggaran dan lepasnya anasir gigitiruan porselen yang tersusun pada basis

7 gigitiruan akibat perbedaan ekspansi dan kontraksi.

Porositas Salah satu masalah yang sering terjadi pada resin akrilik polimerisasi panas adalah adanya porositas atau gelembung selama selama proses manipulasi.

Gelembung atau porositas pada permukaan dan di bawah permukaan dapat mempengaruhi sifat fisis, estetik dan kebersihan basis gigitiruan. Ada dua penyebab utama porositas yaitu polimerisasi shrinkage dikenal dengan porositas kontraksi dan

7 penguapan dari monomer diistilahkan dengan porositas gas.

Porositas juga dapat berasal dari pengadukan komponen bubuk dan cairan yang tidak benar. Timbulnya porositas dapat diminimalkan dengan adonan resin akrilik yang homogen, penggunaan perbandingan polimer dan monomer yang tepat, prosedur pengadukan yang terkontrol dengan baik, serta waktu pengisian bahan ke

29 dalam mold yang tepat.

Kekasaran Permukaan Ambang batas nilai kekasaran permukaan dari bahan kedokteran gigi adalah

mendekati 0,2 µm. Beberapa peneliti menyatakan bahwa resin akrilik polimerisasi panas memiliki permukaan yang halus dan mampu mempertahankan pemolesan yang baik selama jangka waktu pemakaian yang panjang. Abuzar dkk (2010) menyatakan bahwa resin akrilik yang sudah maupun belum dipoles memiliki permukaan yang

lebih halus daripada nilon termoplastik. Hasil penelitian Abuzar dkk (2010) menunjukkan nilai kekasaran permukaan dari resin akrilik polimerisasi panas yang belum dipoles sebesar 0,995 ± 0,12 µm dan setelah dipoles sebesar 0,046 ± 0,007

9 µm.

Stabilitas Dimensi dan Akurasi Stabilitas dimensi dan akurasi mempunyai peranan penting dalam hal memperoleh adaptasi yang baik antara gigitiruan dengan jaringan rongga mulut.

Kestabilan dimensi resin akrilik polimerisasi panas berhubungan dengan absorpsi air yang dapat menyebabkan ekspansi resin akrilik dan merubah dimensi resin akrilik.

Hal ini berpengaruh terhadap dimensi dan stabilitas gigitiruan, oleh karena itu

3 3,5,7 absorpsi air sebaiknya sekecil mungkin yaitu tidak boleh lebih dari 32 µg/mm .

2.4 Kekerasan Permukaan

Kekerasan permukaan merupakan salah satu sifat mekanis yang didefinisikan

5 sebagai resistensi suatu bahan terhadap indentasi permanen atau penetrasi.

Kekerasan permukaan merupakan hasil interaksi dari beberapa sifat seperti

keelastisan, kelenturan, dan ketahanan terhadap fraktur. Terdapat faktor

– faktor yang mempengaruhi sifat mekanis suatu bahan antara lain berat molekul polimer, rasio dari monomer sisa, porositas internal dari matriks polimer, berkontak dengan bahan kimia, kehilangan komponen pelarut, penyerapan air, ketegangan dan

perubahan suhu. Kekerasan permukaan berhubungan dengan seberapa besar

5,17 kemampuan bahan untuk menahan goresan, abrasi, keausan dan perubahan bentuk.

Berdasarkan definisi sangat jelas bahwa sifat kekerasan permukaan sangat penting untuk diperhatikan karena dapat mempengaruhi karakteristik permukaan basis

16-7

gigitiruan. Oleh karena itu, basis gigitiruan seharusnya memiliki kekerasan yang

dapat memberikan ketahanan dari perubahan bentuk dan fraktur. Umumnya, nilai kekerasan yang rendah menunjukkan bahan yang lembut dan begitu juga

sebaliknya. Tingkat kekerasan permukaan melibatkan keadaan morfologi permukaan yang kompleks dan tekanan yang diberikan pada saat percobaan bahan.

Ada berbagai jenis alat yang dapat digunakan untuk mengukur kekerasan permukaan seperti Brinell, Knoop, Vickers, Rockwell, Barcol, dan Shore A hardness

5,20 tester . Setiap alat memiliki perbedaan satu sama lainnya dan masing

– masing alat memiliki keuntungan dan kerugian. Ada perbedaan bahan indentasi, geometri dan beban pada setiap percobaan kekerasan permukaan. Bahan indentasi dapat terbuat dari logam, berlian, dan bentuk dapat berupa bola, kerucut, piramida, atau jarum. Rentang beban yang diberikan mulai dari 0,5 N sampai 30 KN. Pemilihan alat ukur yang akan digunakan berdasarkan bahan yang akan diukur, ekspektasi beban, dan

5 derajat lokalisasi yang diinginkan.

2.5 Metode Pembersihan Gigitiruan

Setelah pemasangan gigitiruan kepada pasien, seorang dokter gigi harus memberikan instruksi pemeliharaan atau pembersihan gigitiruan. Pemeliharaan yang adekuat terhadap gigitiruan sangat dibutuhkan pengguna agar gigitiruan tetap estetis, tidak bau, dan kesehatan jaringan mulut terjaga. Terdapat 3 metode pembersihan

gigitiruan, yaitu :

1. Metode pembersihan gigitiruan secara mekanis dapat dilakukan dalam 2 cara, yaitu dengan menggunakan sikat gigi dan menggunakan alat pembersih ultrasonik.

2. Metode pembersihan gigitiruan secara kemis dapat dibagi menjadi beberapa jenis, yaitu menggunakan natrium hipoklorit, asam seperti vinegar, , klorheksidin dan energi microwave.

effervescent

3. Kombinasi metode mekanis dan kemis dimana cara pembersihan secara mekanis dan kemis digunakan bersamaan. Misalnya, kombinasi sikat gigi dengan

effervescent , kombinasi sikat gigi dengan asam, kombinasi sikat gigi dengan energi microwave dan sebagainya.

2.6 Energi Microwave

Microwave adalah suatu alat yang memancarkan iradiasi gelombang mikro

dengan frekuensi 2450 Mhz untuk memanaskan suatu benda seperti makanan. Alat ini menggunakan gelombang elektromagnetik mikro dengan batas frekuensi antara 1.000 MHz hingga 300.000 MHz dan batas panjang gelombang diantara infra merah

dan gelombang radio (1mm Energi microwave merupakan suatu – 30cm). gelombang elektromagnetik seperti gelombang cahaya, energi gelombang ini tidak dapat dilihat mata kita karena panjang gelombangnya (walaupun sangat kecil dibanding gelombang radio) jauh lebih besar dari panjang gelombang cahaya (di luar spektrum sinar tampak). Keduanya terdapat dalam spektrum gelombang

elektromagnetik. Panjang gelombang cahaya berkisar antara 400-700 nm (1 nm = 10

2 m), sedangkan kisaran panjang gelombang mikro sekitar 1-30 cm (1 cm = 10 m).

Microwave bergerak dalam garis lurus dengan kecepatan cahaya (186,282

29 ). miles/sec

Magnetron merupakan salah satu komponen utama dari microwave yang berfungsi untuk menggerakkan molekul sehingga meningkatkan panas dari zat tersebut. Magnetron adalah sejenis tabung hampa penghasil gelombang mikro. Fungsi magnetron adalah memancarkan gelombang mikro ke dalam ruang pemanas

microwave . Gelombang mikro yang dipancarkan magnetron ke dalam ruang microwave akan dipantulkan oleh lapisan logam dari dinding microwave, apabila

gelombang mikro mengenai cairan, maka energi gelombang mikro ini akan diserap oleh cairan tersebut sehingga molekul - molekul air tersebut dapat bergerak. Pergerakan ini kemudian menyebabkan molekul - molekul air saling bertubrukan. Bergeraknya meolekul air ini disebabkan karena air adalah fluida. Tubrukan-tubrukan inilah yang akan meningkatkan suhu molekul air, yang kemudian meningkatkan suhu

29,47 makanan secara keseluruhan.

Energi microwave dapat digunakan untuk dekontaminasi makanan, alat

– alat laboraturium, alat
– alat kedokteran gigi, lensa kontak, sponge rumah tangga, dan
– alat kesehatan rumah. Dalam kedokteran gigi, energi microwave banyak digunakan untuk berbagai tujuan, salah satunya untuk pembersihan gigitiruan. Energi

microwave dikategorikan sebagai metode pembersihan secara kemis karena reaksi

kimia yang terjadi pada molekul polar yang terdapat pada mikroorganisme yang berkolonisasi pada gigitiruan, akibat iradiasi microwave. Energi microwave dijadikan sebagai salah satu metode pembersihan gigitiruan karena tidak mengubah bau, warna gigitiruan, tidak menimbulkan reaksi alergi pada pemakai gigitiruan dan efektif dalam

membunuh beberapa mikroorganisme, seperti Candida albicans. Silva dkk. (2006) menyatakan bahwa pembersihan dengan energi microwave selama 6 menit dengan daya 650 Watt efektif dalam mensterilkan gigitiruan yang dikontaminasi dengan

28 Candida albicans dan S aureus. Ritonga (2013) menyatakan bahwa pembersihan

basis gigitiruan resin akrilik polimerisasi panas dengan energi microwave daya 800 Watt selama 3 menit efektif membunuh koloni Candida albicans dan perubahan

29 dimensi yang terjadi masih termasuk dalam batas toleransi. Pemanasan yang selektif oleh energi microwave tergantung pada komposisi kemis sel mikroba dan volume serta komposisi cairan medium sekitarnya. Microwave akan menimbulkan panas pada bahan yang mengandung cairan dengan menggetarkan molekul yang ada di dalam bahan tersebut. Selain itu, penggunaan medium cairan juga merupakan faktor penting bagi keberhasilan sterilisasi dengan menggunakan energi microwave. Molekul air yang ada di dalam sel maupun sebagai medium diploid dan berinterkasi dengan gelombang elektromagnetik yang dihasilkan oleh

microwave sehingga terjadi tubrukan intermolekuler dan menghasilkan panas yang

29,48

mengakibatkan denaturasi protein dan DNA. Neppelenboerk dkk. (2003) menyatakan bahwa pembersihan gigitiruan dengan energi microwave akan lebih efektif membunuh Candida albicans bila dibersihkan dalam air atau dibasahi selama

pemaparan dengan energi microwave. Silva dkk. (2006) menyatakan bahwa iradiasi

microwave selama 6 menit dengan daya 650 Watt efektif dalam mensterilkan

28 gigitiruan yang dikontaminasi dengan Candida albicans dan S aureus.

2.7 Energi Microwave sebagai Alternatif Pembersihan Gigitiruan

Hasil dari beberapa penelitian menunjukkan bahwa metode pembersihan dengan energi microwave efektif untuk pembersihan gigitiruan, akan tetapi beberapa penelitian juga menunjukkan bahwa panas yang dihasilkan selama pembersihan mempercepat penyerapan air bahan basis gigitiruan sehingga memberikan efek yang tidak diinginkan pada sifat bahan basis gigitiruan, seperti pada kekerasan

28,31,48,49

permukaan. Energi microwave menyebabkan molekul air bergetar dua sampai tiga milyar kali per detik, sehingga menghasilkan gesekan yang menimbulkan panas.

31 Panas yang dihasilkan meningkatkan rasio penyerapan air. Molekul air yang diserap

masuk ke dalam ruangan antara rantai polimer oleh karena ukuran molekul air yang lebih kecil yaitu kurang dari 0,28 nm dibandingkan jarak rantai polimer pada matriks polimer dan menyebabkan jarak rantai menjadi lebih jauh sehingga terjadi ekspansi, mempengaruhi kekuatan, stabilitas warna, stabilitas sifat fisis, dan mekanis seperti

kekerasan permukaan bahan. Penyerapan air pada nilon termoplastik lebih tinggi jika dibandingkan dengan resin akrilik polimerisasi panas. Hal ini terjadi karena nilon termoplastik memiliki sifat higroskopik, memiliki ikatan linier yang lebih lemah dan

4,32

terdiri dari ikatan amida yang bersifat hidrofilik. Ikatan linier pada nilon termoplastik yang tidak mampu menolak air dan memiliki jarak rantai polimer yang lebih besar pada matriks polimer, sedangkan resin akrilik polimerisasi panas memiliki ikatan silang yang sulit didegradasi oleh air dan memiliki jarak rantai polimer yang lebih kecil pada matriks polimer menyebabkan penyerapan air resin akrilik

8,32

polimerisasi panas lebih rendah dibandingkan nilon termoplastik. Selain itu, nilon termoplastik juga memiliki kekasaran permukaan yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan resin akrilik polimerisasi panas menyebabkan penyerapan air pada nilon termoplastik semakin tinggi. Rahal dkk (2004) menyatakan bahwa kekasaran permukaan berhubungan dengan rasio penyerapan air karena air dapat

masuk melalui permukaan yang kasar. Air yang terserap juga bertindak sebagai

plasticizer sehingga menyebabkan perubahan kekerasan permukaan dari nilon 11,16,22

termoplastik dan resin akrilik polimerisasi panas. Plasticizer merupakan bahan

yang ada dalam polimer menyebabkan polimer lebih lunak dan elastis. Plasticizer merupakan bahan kimia polimer yang tidak terlibat pada reaksi polimerisasi dan tidak menjadi bagian dari polimer. Bahan ini biasanya adalah ester dengan berat molekul yang rendah. Plasticizer bekerja secara kimia memecah jaringan polimer dan memodifikasi interaksi antara untaian polimer. Plasticizer paling sering digunakan

5,44 pada polimer yang tidak memiliki struktur ikatan silang.

Rafah dkk. (2010) menyatakan bahwa pembersihan dengan menggunakan energi microwave 800 Watt selama 10 menit dalam kondisi yang berbeda (perendaman dengan larutan NaCl 40%, akuades, dan tanpa perendaman) secara signifikan meningkatkan kekasaran permukaan dari resin akrilik polimerisasi panas, resin akrilik swapolimerisasi dan bahan soft liner, sementara kekerasan permukaan tidak mengalami perubahan yang signifikan setelah pembersihan dengan energi

16 microwave dengan tiga kondisi yang berbeda. Ali dkk. (2011) menyatakan bahwa

pengulangan pembersihan energi microwave 680 Watt selama 3 menit dengan pengulangan 1 kali, 3 kali dan 7 kali menyebabkan penurunan tetapi tidak signifikan terhadap kekuatan transversal, kekerasan dan kekasaran permukaan pada nilon

termoplastik dan resin akrilik polimerisasi panas. Ammar dkk. (2013) menyatakan terdapat perbedaan yang signifikan dari kekerasan nilon berdasarkan jenis pembersihan (larutan pembersihan, microwave 650 Watt 6 menit, dan akuades). Hasil menunjukkan pembersihan dengan larutan kimia dapat meningkatkan kekerasan nilon dan radiasi microwave dapat menurunkan kekerasan nilon, tetapi hasil peneltian juga menunjukkan tidak ada perbedaan kekerasan permukaan yang signifikan berdasarkan

interval waktu (2 hari, 1 minggu, 1 bulan dan 2 bulan). Hamid dkk. (2013) menyatakan jenis bahan, metode pembersihan, dan interaksinya mempengaruhi secara signifikan terhadap hasil kekerasan permukaan. Penggunaan microwave 900 Watt selama 2 menit pada nilon termoplastik dengan merek yang berbeda (Flexiultra, Flexipast) menunjukkan bahwa Flexiultra lebih tinggi kekerasannya dibandingkan Flexipast, dan merupakan hasil yang tertinggi dibandingkan dengan percobaan yang

lain. Penelitian dari Seo dkk. (2007), Machado dkk. (2009) menerangkan bahwa tidak terdapat pengaruh terhadap kekerasan permukaan resin akrilik polimerisasi

34,35 panas setelah dibersihkan dengan energi microwave 650 Watt dalam 6 menit.

Ahmad NS, Yusuf SN (2013) menyatakan bahwa maksimal pembersihan energi

microwave 630 Watt selama 3 menit dengan pengulangan sebanyak 10 kali tidak

menyebabkan perubahan dimensi yang signifikan dari basis gigitiruan resin akrilik polimerisasi panas, sehingga tidak dianjurkan untuk melakukan pembersihan gigitiruan setiap hari atau setiap minggu karena akan memperpendek umur dari

36 gigitiruan.

Sifat kemis Sifat mekanis

Kekasaran Permukaan Sifat fisis Ekspansi termal

Metode pembersihan gigitiruan Instruksi dan Nasehat Penyerapan air

Termoplastik Resin Akrilik Polimerisasi Panas Termoset Resin Nilon Termoplastik

Energi microwave Kemis dan Mekanis

Kemis Mekanis

Perubahan Suhu Difusi Air Pembuatan Gigitiruan Lepasan Pemasangan gigitiruan Pemilihan Bahan Basis Non Logam Logam

Massa jenis Porositas Sifat biologis Sifat biologis

Pembentukan koloni bakteri Biokompatibilitas Ekspansi termal

Stabilitas warna Kekerasan permukaan

Kekerasan permukaan Fatigue Kekuatan impak Kekuatan Tensil

Sifat mekanis Stabilitas warna

Penyerapan air Sifat fisis Sifat kemis

Permukaan 2. 8 Kerangka Teori

Pembentukan koloni bakteri Biokompatibilitas Kekasaran

Crazing Fatigue Kekuatan impak Kekuatan Tensil

Universitas Sumatera Utara

2.9 Kerangka Konsep

Energi Microwave Resin akrilik polimerisasi panas Basis Gigitiruan Nilon termoplastik

Kekerasan permukaan Metode Pembersihan Gigitiruan Sifat mekanis

Efek termal Magnetron merupakan tabung hampa penghasil gelombang mikro yang bereaksi dengan molekul air yang menyebabkan molekul air bergetar dan bergesekan sehingga menghasilkan panas.

 Molekul air yang terserap kedalam ruang antar rantai polimer jarak rantai polimer ekspansi mempengaruhi kekerasan permukaan.

 Air yang terserap bertindak sebagai plasticizer pemutusan rantai polimer melunakkan bahan menurunkan kekerasan permukaan permukaan Difusi Air

 Resin akrilik polimerisasi panas ikatan silang sulit didegradasi dan jarak rantai polimer yang kecil pada matriks polimer

penyerapan air <<

 Nilon termoplastik higroskopik  Nilon termoplastik ikatan linier tidak mampu menolak air dan jarak rantai polimer yang besar pada matriks polimer penyerapan air >> Maksimal pembersihan energi microwave 630 Watt 3 menit tidak menyebabkan perubahan dimensi yang siginifikan basis gigitiruan resin akrilik polimerisasi panas 10 kali pengulangan tidak dianjurkan pembersihan gigitiruan setiap hari atau setiap minggu memperpendek umur dari gigitiruan.

Universitas Sumatera Utara

2.10 Hipotesis Penelitian 1.

Ada pengaruh pembersihan dengan energi microwave berdaya 800 Watt dalam 3 menit dengan pengulangan 1 kali, 2 kali, 3 kali terhadap kekerasan permukaan basis gigitiruan nilon termoplastik.

2. Ada pengaruh pembersihan dengan energi microwave berdaya 800 Watt dalam 3 menit dengan pengulangan 1 kali, 2 kali, 3 kali terhadap kekerasan permukaan basis gigitiruan resin akrilik polimerisasi panas.

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Basis Gigitiruan - Pengaruh Pembersihan dengan Energi Microwave terhadap Kekerasan Permukaan Basis Gigitiruan Nilon Termoplastik dan Resin Akrilik Polimerisasi Panas