PENGARUH LAMA PENYINARAN RESIN KOMPOSIT NANOFIL PACKABLE TERHADAP KEKUATAN TEKAN Pengaruh Lama Penyinaran Resin Komposit Nanofil Packable Terhadap Kekuatan Tekan (Compressive Strength) Bahan Restorasi.
PENGARUH LAMA PENYINARAN RESIN KOMPOSIT NANOFIL PACKABLE
TERHADAP KEKUATAN TEKAN
(COMPRESSIVE STRENGTH ) BAHAN RESTORASI
NASKAH PUBLIKASI
Disusun Untuk Dipublikasikan Pada Jurnal Ilmiah
Fakultas Kedokteran Gigi
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Diajukan Oleh:
ERA KARINA
J 520110059
FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2014
2
EFFECT OF EXPOSURE TIME ON COMPRESSIVE STRENGTH
OF PACKABLE NANOFILLED RESIN COMPOSITE
AS RESTORATIVE MATERIALS
Era Karina1, Ana Riolina2, Nanang Krisnawan2
1
2
Student of Dentistry, Dentistry Faculty, University of Muhammadiyah Surakarta
Lecturer of Dentistry, Dentistry Faculty, University of Muhammadiyah Surakarta
ABSTRACT
Nanofilled resin composites are recognized to combine the good mechanical strength of the
hybrids and the best polish of the microfills. One of the mechanical properties that should be
considered is compressive strength due to masticatory force on restoration. A resin composite is
composed by organic polymer matrix, inorganic filler, coupling agent, and the initiator-accelerator
system. Light activated resin composite polymerization is initiated by light cure unit. This process ha s
complicated relationship with resin properties. One factor that can modulate the mechanical
properties is exposure time therefore that should be watched the effect of exposure time on
compressive strength of resin composite.
For measuring the compressive strength, 5 specimens of each group were prepared in
customized acrylic cylindrical mould of 8 x 4 mm and were exposured by light cure unit for 20s, 40s,
and 60s. All specimens were immersed in artificial saliva and incubated at 37˚C for 24h. The
compressive test was determined by loading using a Universal Testing Machine at a crosshead speed
of 0.5mm/min. Results were statistically analysed using one-way ANOVA with 95 % confidence
interval. Statistical result showed that exposure time has no effect on compressive strength of packable
nanofilled resin composite (p > 0.05).
Key words: compressive strength, exposure time, nanofilled
PENGARUH LAMA PENYINARAN RESIN KOMPOSIT NANOFIL PACKABLE TEHADAP
KEKUATAN TEKAN (COMPRESSIVE STRENGTH )
BAHAN RESTORASI
INTISARI
Resin komposit nanofil diakui sebagai bahan dengan kekuatan mekanik setara
komposit jenis hibrid dan kualitas polis setara komposit jenis mikrofil. Salah satu sifat
mekanik yang perlu diperhatikan adalah kekuatan tekan, sebab adanya beban pengunyahan
pada restorasi. Resin komposit tersusun atas matriks organik, bahan pengisi anorganik, agen
pengikat, dan bahan inisiator-akselerator. Polimerisasi resin komposit aktivasi sinar,
diinisiasi oleh lampu pengeras. Proses polimerisasi ini memiliki hubungan yang kompleks
dengan sifat bahan, salah satu faktor yang mempengaruhinya adalah durasi penyinaran
sehingga perlu diteliti pengaruh lama penyinaran resin komposit terhadap kekuatan tekan.
Penelitian ini diawali dengan pembuatan sampel dari resin komposit nanofil packable
aktivasi sinar yang dicetak dalam cetakan akrilik berbentuk silindris dengan ukuran tinggi 8
mm dan diameter 4 mm. Selanjutnya sampel disinari selama 20, 40, dan 60 detik
menggunakan lampu pengeras. Sampel yang mengeras direndam dalam saliva buatan
kemudian di inkubasi selama 24 jam pada suhu 37˚C. Sampel diuji kekuatan tekan
3
menggunakan beban dari Universal Testing Machine dengan kecepatan tekan sebesar
0.5mm/menit.
Data yang diperoleh dianalisis menggunakan one-way ANOVA dengan tingkat
kepercayaan 95%. Hasil analisis menunjukkan bahwa lama penyinaran tidak mempengaruhi
kekuatan tekan bahan restorasi nanofil packable (p > 0.05).
Kata kunci: kekuatan tekan, lama penyinaran, nanofil
PENDAHULUAN
Resin komposit nanofil diakui
sebagai bahan dengan kekuatan mekanik
setara komposit jenis hibrid dan kualitas
polis setara komposit jenis mikrofil.[1]
Salah satu sifat mekanik yang perlu
diperhatikan adalah kekuatan tekan, sebab
adanya
beban
pengunyahan
pada
[2]
restorasi. Resin komposit tersusun atas
matriks organik, bahan pengisi anorganik,
agen pengikat, dan bahan inisiatorakselerator. Polimerisasi resin komposit
aktivasi sinar diinisiasi oleh lampu
pengeras.[3] Proses polimerisasi ini
memiliki hubungan yang
kompleks
[4]
dengan sifat bahan, salah satu faktor
yang mempengaruhinya adalah durasi
penyinaran[5] sehingga perlu diteliti
pengaruh lama penyinaran resin komposit
terhadap kekuatan tekan.
Proses polimerisasi resin komposit
terdiri dari beberapa tahap, yakni induksi,
propagasi, transfer rantai, terminasi. Tahap
awal reaksi dikontrol oleh dua proses,
yakni aktivasi dan inisiasi. Aktivasi
merupakan proses untuk menghasilkan
radikal bebas yang dapat diperoleh dari
aktivasi molekul penghasil radikal bebas,
salah satunya dengan menggunakan sinar
tampak.[6] Fotoinisiator yang terkandung
dalam bahan akan menyerap energi dari
sumber sinar sehingga monomer dalam
struktur molekul keluar menjadi fase aktif
dan
selanjutnya
berubah
menjadi
polimer.[5] Perubahan dari monomer
menjadi polimer dapat dinotasikan dalam
derajat konversi. Konversi tersebut secara
langsung berpengaruh pada sifat bahan,
terutama sifat mekanik.[7]
Derajat
konversi
merupakan
persentase dari karbon-karbon ikatan
ganda (-C=C-) yang berubah menjadi
ikatan tunggal (-C—C-) selama proses
pengerasan untuk membentuk polimer
resin. Meningkatnya nilai derajat konversi,
dapat meningkatkan kekuatan, ketahanan
penggunaan, dan sifat penting lainnya.
Nilai tersebut dapat dipengaruhi
oleh beberapa faktor seperti komposisi
resin komposit, transmisi sinar ke dalam
bahan, konsentrasi sensitizer, inisiator, dan
inhibitor,[6] sumber sinar yang digunakan,
panjang gelombang sinar, metode aktivasi
foto, warna resin komposit,[8] intensitas
sinar, tipe tip LCU, suhu yang dihasilkan
tip LCU, paparan radiasi dan jarak
penyinaran.[9] Rendahnya nilai derajat
konversi mengindikasikan bahwa terdapat
sejumlah monomer yang tidak bereaksi
(terjebak atau bebas).[1] Salah satu strategi
untuk
memaksimalkan
DC
dan
meminimalisir elusi monomer sehingga
memberikan energi yang cukup pada bahan
adalah dengan meningkatkan waktu
pengerasan.[10]
Besarnya energi yang diberikan
pada bahan dapat mempercepat pelepasan
radikal bebas sehingga mempercepat
pembukaan ikatan ganda dalam kelompok
metakrilat. Oleh sebab itu meningkatkan
waktu radiasi dari 10 detik menjadi 20
detik dapat meningkatkan DC bahan secara
signifikan.[7]
METODE PENELITIAN
Penelitian ini menggunakan metode
eksperimen laboratoris dengan rancangan
Posttest Only Control Group Design .
4
Penelitian diawali dengan pembuatan
sampel dari resin komposit nanofil
packable aktivasi sinar yang dicetak dalam
cetakan akrilik berbentuk silindris dengan
ukuran tinggi 8 mm dan diameter 4 mm.
Jumlah sampel dalam penelitian ini
sebanyak 15 sampel, terbagi dalam 3
kelompok yakni kelompok penyinaran 20
detik (kontrol), 40 detik, dan 60 detik.
Selanjutnya sampel disinari menggunakan
lampu pengeras dengan lama penyinaran
sesuai kelompok.
Sampel
yang
telah
disinari
direndam dalam saliva buatan kemudian di
inkubasi selama 24 jam pada suhu 37˚C.
Sampel diuji kekuatan tekan menggunakan
beban dari universal testing machine
dengan
kecepatan
tekan
sebesar
0.5mm/menit. Sampel yang diberikan
tekanan, diamati hingga tampak adanya
kerusakan[2] dan adanya nilai gaya
maksimum dalam satuan kilogram-force
(kgf) yang tertera pada monitor UTM.
Nilai dalam satuan tersebut
kemudian diolah menggunakan rumus CS
= F x 9.087/A dengan keterangan F adalah
besar gaya yang terdata dalam satuan
kilogram-force (kgf), 9.087 merupakan
nilai gravitasi, dan A menunjukan luas alas
dalam satuan milimeter persegi (mm2)
sehingga diperoleh nilai kekuatan tekan
(CS) dalam satuan megapaskal (MPa).[13]
HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelitian
ini
dilakukan
di
Laboratorium Riset Terpadu Fakultas
Kedokteran Gigi Universitas Gadjah Mada
dan Laboratorium Bahan, Teknik Mesin
Universitas Gadjah Mada pada bulan
November 2014. Hasil uji kekuatan tekan
dapat dilihat pada Gambar 1.
Tahap selanjutnya, melakukan uji
normalitas data. Hasil yang diperoleh
tertera pada Tabel 1. Tabel tersebut
menunjukkan bahwa data yang ada
terdistribusi normal (p > 0.05). Tahap
berikutnya adalah uji homogenitas
menggunakan uji Levene. Hasil uji ini
terlihat pada Tabel 2. Nilai signifikansi
yang diperoleh sebesar 0.348 atau p > 0.05
sehingga dapat disimpulkan bahwa data
yang ada homogen.
KEKUATAN TEKAN (MPa)
HASIL UJI KEKUATAN TEKAN
1200
1000
800
600
400
200
0
20
40
60
569,38
598,32
794,39
635,22
735,79
882,65
671,4
815,37
939,09
869,63
1062,8
1075,83
913,76
1104,77
1140,22
Gambar 1. Hasil uji kekuatan tekan sampel yang disinari selama 20, 40,
dan 60 detik
Tabel 1. Hasil uji normalitas data kekuatan tekan sampel kelompok 20, 40, dan
60menggunakan uji Shapiro-Wilk
Shapiro-Wilk
Statistic
Df
Sig.
Kekuatan Tekan
.948
15
.493
5
Tabel 2. Hasil uji homogenitas data kekuatan tekan sampel kelompok 20, 40, dan 60
detik menggunakan Levene Test
Levene Statistic
1.154
df1
2
df2
12
Sig.
.348
Tabel 3. Hasil uji one-way ANOVA data kekuatan tekan sampel kelompok 20, 40, dan
60 detik
Between Groups
Within Groups
Total
SumofSquares
Df
Mean Square
F
Sig.
138220.798
357876.718
496097.517
2
12
14
69110.399
29823.060
2.317
.141
Gambar 2. Kerusakan sampel setelah diberi
tekanan oleh compressive die
pada UTM (Peneliti, 2014)
Berdasarkan nilai signifikansi data
pada Tabel 1 dan 2, analisis data dapat
dilanjutkan ke uji parametrik one-way
ANOVA. Hasil uji tertera pada Tabel 3
yang menunjukkan nilai p sebesar 0.141
atau p>0.05 sehingga dapat disimpulkan
bahwa lama penyinaran tidak berpengaruh
terhadap kekuatan tekan resin komposit
nanofil.
Resin komposit yang mendapatkan
energi dari LCU akan mengalami proses
polimerisasi. Proses tersebut memiliki
hubungan yang kompleks dengan sifat
bahan[4] yang dipengaruhi oleh berbagai
faktor, diantaranya tipe dan ukuran filler ,
kandungan bahan, ketebalan, warna bahan
restorasi, efektifitas transmisi sinar (ujung
sinar bebas dari debris dan goresan), jarak
antara sinar dengan bahan restorasi,
intensitas sinar, lama waktu paparan[5]
teknik penyinaran, evaluasi intensitas
sumber sinar.
Tahap awal polimerisasi terdiri dari
proses aktivasi dan inisiasi, kemudian
dilanjutkan ke tahap propagasi, transfer
rantai, dan terminasi[6] sehingga terbentuk
sebuah polimer. Polimer yang terbentuk
dalam penelitian ini berupa sampel
berbentuk silindris yang kemudian diuji
kekuatan tekannya menggunakan UTM
hingga fraktur seperti Gambar 2 dengan
hasil kekuatan tekan seperti yang tertera
pada Gambar 1.
Perubahan
monomer
menjadi
polimer dinotasikan dalam derajat konversi
(DC).
Rendahnya
nilai
DC
6
mengindikasikan bahwa terdapat sejumlah
monomer yang tidak bereaksi (terjebak
atau bebas)[1] sehingga dibutuhkan strategi
untuk
memaksimalkan
DC
dan
memberikan energi yang cukup pada
bahan, salah satunya adalah meningkatkan
waktu pengerasan.[10] Pernyataan tersebut
didukung oleh Scotti et al (2013) yang
mengatakan bahwa meningkatkan waktu
radiasi dari 10 detik menjadi 20 detik dapat
meningkatkan DC bahan secara signifikan
sehingga berpengaruh pada sifat bahan.
Meningkatnya DC terjadi karena semakin
lama penyinaran yang diberikan pada suatu
bahan dapat mepercepat pembukaan ikatan
ganda dalam kelompok metakrilat bahan
tersebut.[7]
Meskipun secara teoritis dikatakan
bahwa meningkatkan durasi penyinaran
dapat meningkatkan DC bahan secara
signifikan, namun atenuasi sinar pada
bahan dapat berbeda-beda, tergantung pada
komposisi bahan penyusun.[6] Komposisi
bahan resin komposit diantaranya adalah
matriks organik dan filler .[11] Matriks
organik memiliki viskosiatas berbedabeda. Viskositas yang tinggi menyebabkan
penurunan fleksibilitas rantai sehingga
mempengaruhi DC bahan.[12]
Komposisi bahan berikutnya adalah
filler , jenis ukuran dan kandungan yang
digunakan akan berpengaruh pada refleksi
sinar radiasi dan kekuatan mekanik
bahan.[14] Ketika filler mengalami reduksi
ukuran,
memungkinkan
peningkatan
jumlah filler yang terkandung pada bahan
sehingga dapat mengurangi pengerutan
polimerisasi dan meningkatkan sifat
mekanik, seperti kekuatan tarik, kekuatan
tekan (CS), dan ketahanan terhadap
fraktur.[1] Peningkatan tersebut dapat
mencapai 60% dari total volume dan 78%
dari total masa bahan.
Filler pada komposit nano memiliki
ukuran partikel < 100 nm, partikel yang
membentuk ikatan berkelompok (cluster )
memiliki kekuatan mekanik yang lebih
baik daripada ikatan partikel yang
homogen, namun kekuatan tersebut tidak
sebaik pada ikatan komposit jenis hibrid
atau mikrofil.[6]
Selain faktor dari komposisi bahan,
besar output energi sinar dari LCU
berpengaruh pada DC bahan. Besarnya
output energi sinar LCU yang tidak
diverifikasi dapat menyebabkan inisiasi
polimerisasi yang tidak adekuat[6] sehingga
polimerisasi yang terjadi kurang sempurna,
yakni terdapat sejumlah monomer yang
tidak bereaksi (terjebak atau bebas) selama
proses polimerisasi.
Beberapa faktor tidak terkendali
tersebut menyebabkan hasil penelitian ini
berbeda dengan teori yang diungkapkan
oleh Scotti et al (2013) bahwa
meningkatkan durasi penyinaran dari 10
detik menjadi 20 detik dapat meningkatkan
DC secara signifikan. Hal tersebut
ditunjukkan pada angka signifikansi hasil
analisis one-way ANOVA data kekuatan
tekan yang diperoleh sebesar 0.141 atau
p>0.05 (Tabel 5) sehingga dapat
disimpulkan bahwa lama penyinaran tidak
mempengaruhi kekuatan tekan bahan
restorasi nanofil packable.
KESIMPULAN
Lama penyinaran resin komposit
nanofil packable tidak mempengaruhi
kekuatan tekan (compressive strength)
bahan restorasi.
DAFTAR PUSTAKA
1. Karabela
MM,
Sideridou
ID.
Synthesis and Study of Properties of
Dental Resin Composites with
Different Nanosilica Particles Size.
Dent Mater 2011; 27:825-835
2. Gogna R, Jagadis S, Shashikal, K. A
Comparative In Vitro Study of
Microleakage by Radioactive Isotope
and Compressive Strength of Three
Nanofilled
Composite
Resin
Restorations. J Conserv Dent 2011;
14(2):128-131.
7
3. Powers JM, Sakaguchi RL. Craig’s
Restorative Dental Materials,12nd ed.
India: Elsevier; 2006.
4. Gaglianone LA, Lima AF, Goncalves
LS, Cavalcanti AN, Aguiar FHB,
Marchi GM. Mechanical Properties
and Degree og Conversion on Etchand-Rinse and Self-Etch Adhesive
System Cured by A Quartz Tungsten
Halogen Lamp and A Light-Emitting
Diode. J Mech Behav Biomed Mater
2012; 12:139-43
5. Ario
S,
Torres
GI,
MCF.
Photoinisiators in Dentistry: A
Review. Prim Dent J 2013; 2(4):3033(4)
6. Annusavice KJ, Shen C, Rawls HR.
Phillip’s
Science
of
Dental
th
Materials,12 ed. China: Elsevier;
2013
7. Scotti N, Venturello A, Borga FAC,
Pasqualini D, Paolino DS, Geobaldo
F, Berutti E. Post-Curing Conversion
Kinetics As Function Of Irradiation
Time and Increment Thickness. J Appl
Oral Sci 2013; 21(2):190-5
8. Galvao MR, Caldas SGFR, Bagnato
VS, Rastelli ANDS, Andrade MFD,
Evaluation of Degree of Conversion
and Hardness of Dental Composite
Photo-activated with Different Light
Guide Tips. Eur J Dent 2013
9. Michaud PL, Price RBT, Labrie D,
Rueggeberg FA, Sullivan B. Localised
Irradiance Distribution Found in
Dental Light Curing Units. J Dent
2014; 42:129-139
10. Randolph LD, Palin WM, Babelman
S, Devaux J, Gallez B, Leluop G,
Leprince JG. Ultra-Fast Light-Curing
Resin Composite with Increased
Conversion and Reduced Monomer
Elution. Dent Mater 2014; 30:594-604
11. Sakaguchi RL, Powers JM. Craig’s
Restoratives Dental Materials,13rd ed.
US: Elsevier; 2012
12. Ahdal KA, Silikas N, Watts DC.
Rheological Properties of Resin
Composites According to Variations
in Composition and Temperature.
Dent Mater 2014; 30:517-524
13. Klymus ME, Shinkai RSA, Mota EG,
Oshima HMS, Spohr AM, Jr LHB.
Influence
of
The
Mechanical
Properties of Composites for Indirect
Dental Restorations on Pattern Failure.
Stomatologija 2007; 9:56-60
14. Oliveira GUD, Mondelli RFL,
Rodrigues
MC,
Franco
EB,
Ishikiriama SK, Wang L. Impact Of
Filler Size and Distribution on
Roughness and Wear Of Composite
Resin After Simulated Toothbrushing.
J Appl Oral Sci 2011
8
TERHADAP KEKUATAN TEKAN
(COMPRESSIVE STRENGTH ) BAHAN RESTORASI
NASKAH PUBLIKASI
Disusun Untuk Dipublikasikan Pada Jurnal Ilmiah
Fakultas Kedokteran Gigi
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Diajukan Oleh:
ERA KARINA
J 520110059
FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2014
2
EFFECT OF EXPOSURE TIME ON COMPRESSIVE STRENGTH
OF PACKABLE NANOFILLED RESIN COMPOSITE
AS RESTORATIVE MATERIALS
Era Karina1, Ana Riolina2, Nanang Krisnawan2
1
2
Student of Dentistry, Dentistry Faculty, University of Muhammadiyah Surakarta
Lecturer of Dentistry, Dentistry Faculty, University of Muhammadiyah Surakarta
ABSTRACT
Nanofilled resin composites are recognized to combine the good mechanical strength of the
hybrids and the best polish of the microfills. One of the mechanical properties that should be
considered is compressive strength due to masticatory force on restoration. A resin composite is
composed by organic polymer matrix, inorganic filler, coupling agent, and the initiator-accelerator
system. Light activated resin composite polymerization is initiated by light cure unit. This process ha s
complicated relationship with resin properties. One factor that can modulate the mechanical
properties is exposure time therefore that should be watched the effect of exposure time on
compressive strength of resin composite.
For measuring the compressive strength, 5 specimens of each group were prepared in
customized acrylic cylindrical mould of 8 x 4 mm and were exposured by light cure unit for 20s, 40s,
and 60s. All specimens were immersed in artificial saliva and incubated at 37˚C for 24h. The
compressive test was determined by loading using a Universal Testing Machine at a crosshead speed
of 0.5mm/min. Results were statistically analysed using one-way ANOVA with 95 % confidence
interval. Statistical result showed that exposure time has no effect on compressive strength of packable
nanofilled resin composite (p > 0.05).
Key words: compressive strength, exposure time, nanofilled
PENGARUH LAMA PENYINARAN RESIN KOMPOSIT NANOFIL PACKABLE TEHADAP
KEKUATAN TEKAN (COMPRESSIVE STRENGTH )
BAHAN RESTORASI
INTISARI
Resin komposit nanofil diakui sebagai bahan dengan kekuatan mekanik setara
komposit jenis hibrid dan kualitas polis setara komposit jenis mikrofil. Salah satu sifat
mekanik yang perlu diperhatikan adalah kekuatan tekan, sebab adanya beban pengunyahan
pada restorasi. Resin komposit tersusun atas matriks organik, bahan pengisi anorganik, agen
pengikat, dan bahan inisiator-akselerator. Polimerisasi resin komposit aktivasi sinar,
diinisiasi oleh lampu pengeras. Proses polimerisasi ini memiliki hubungan yang kompleks
dengan sifat bahan, salah satu faktor yang mempengaruhinya adalah durasi penyinaran
sehingga perlu diteliti pengaruh lama penyinaran resin komposit terhadap kekuatan tekan.
Penelitian ini diawali dengan pembuatan sampel dari resin komposit nanofil packable
aktivasi sinar yang dicetak dalam cetakan akrilik berbentuk silindris dengan ukuran tinggi 8
mm dan diameter 4 mm. Selanjutnya sampel disinari selama 20, 40, dan 60 detik
menggunakan lampu pengeras. Sampel yang mengeras direndam dalam saliva buatan
kemudian di inkubasi selama 24 jam pada suhu 37˚C. Sampel diuji kekuatan tekan
3
menggunakan beban dari Universal Testing Machine dengan kecepatan tekan sebesar
0.5mm/menit.
Data yang diperoleh dianalisis menggunakan one-way ANOVA dengan tingkat
kepercayaan 95%. Hasil analisis menunjukkan bahwa lama penyinaran tidak mempengaruhi
kekuatan tekan bahan restorasi nanofil packable (p > 0.05).
Kata kunci: kekuatan tekan, lama penyinaran, nanofil
PENDAHULUAN
Resin komposit nanofil diakui
sebagai bahan dengan kekuatan mekanik
setara komposit jenis hibrid dan kualitas
polis setara komposit jenis mikrofil.[1]
Salah satu sifat mekanik yang perlu
diperhatikan adalah kekuatan tekan, sebab
adanya
beban
pengunyahan
pada
[2]
restorasi. Resin komposit tersusun atas
matriks organik, bahan pengisi anorganik,
agen pengikat, dan bahan inisiatorakselerator. Polimerisasi resin komposit
aktivasi sinar diinisiasi oleh lampu
pengeras.[3] Proses polimerisasi ini
memiliki hubungan yang
kompleks
[4]
dengan sifat bahan, salah satu faktor
yang mempengaruhinya adalah durasi
penyinaran[5] sehingga perlu diteliti
pengaruh lama penyinaran resin komposit
terhadap kekuatan tekan.
Proses polimerisasi resin komposit
terdiri dari beberapa tahap, yakni induksi,
propagasi, transfer rantai, terminasi. Tahap
awal reaksi dikontrol oleh dua proses,
yakni aktivasi dan inisiasi. Aktivasi
merupakan proses untuk menghasilkan
radikal bebas yang dapat diperoleh dari
aktivasi molekul penghasil radikal bebas,
salah satunya dengan menggunakan sinar
tampak.[6] Fotoinisiator yang terkandung
dalam bahan akan menyerap energi dari
sumber sinar sehingga monomer dalam
struktur molekul keluar menjadi fase aktif
dan
selanjutnya
berubah
menjadi
polimer.[5] Perubahan dari monomer
menjadi polimer dapat dinotasikan dalam
derajat konversi. Konversi tersebut secara
langsung berpengaruh pada sifat bahan,
terutama sifat mekanik.[7]
Derajat
konversi
merupakan
persentase dari karbon-karbon ikatan
ganda (-C=C-) yang berubah menjadi
ikatan tunggal (-C—C-) selama proses
pengerasan untuk membentuk polimer
resin. Meningkatnya nilai derajat konversi,
dapat meningkatkan kekuatan, ketahanan
penggunaan, dan sifat penting lainnya.
Nilai tersebut dapat dipengaruhi
oleh beberapa faktor seperti komposisi
resin komposit, transmisi sinar ke dalam
bahan, konsentrasi sensitizer, inisiator, dan
inhibitor,[6] sumber sinar yang digunakan,
panjang gelombang sinar, metode aktivasi
foto, warna resin komposit,[8] intensitas
sinar, tipe tip LCU, suhu yang dihasilkan
tip LCU, paparan radiasi dan jarak
penyinaran.[9] Rendahnya nilai derajat
konversi mengindikasikan bahwa terdapat
sejumlah monomer yang tidak bereaksi
(terjebak atau bebas).[1] Salah satu strategi
untuk
memaksimalkan
DC
dan
meminimalisir elusi monomer sehingga
memberikan energi yang cukup pada bahan
adalah dengan meningkatkan waktu
pengerasan.[10]
Besarnya energi yang diberikan
pada bahan dapat mempercepat pelepasan
radikal bebas sehingga mempercepat
pembukaan ikatan ganda dalam kelompok
metakrilat. Oleh sebab itu meningkatkan
waktu radiasi dari 10 detik menjadi 20
detik dapat meningkatkan DC bahan secara
signifikan.[7]
METODE PENELITIAN
Penelitian ini menggunakan metode
eksperimen laboratoris dengan rancangan
Posttest Only Control Group Design .
4
Penelitian diawali dengan pembuatan
sampel dari resin komposit nanofil
packable aktivasi sinar yang dicetak dalam
cetakan akrilik berbentuk silindris dengan
ukuran tinggi 8 mm dan diameter 4 mm.
Jumlah sampel dalam penelitian ini
sebanyak 15 sampel, terbagi dalam 3
kelompok yakni kelompok penyinaran 20
detik (kontrol), 40 detik, dan 60 detik.
Selanjutnya sampel disinari menggunakan
lampu pengeras dengan lama penyinaran
sesuai kelompok.
Sampel
yang
telah
disinari
direndam dalam saliva buatan kemudian di
inkubasi selama 24 jam pada suhu 37˚C.
Sampel diuji kekuatan tekan menggunakan
beban dari universal testing machine
dengan
kecepatan
tekan
sebesar
0.5mm/menit. Sampel yang diberikan
tekanan, diamati hingga tampak adanya
kerusakan[2] dan adanya nilai gaya
maksimum dalam satuan kilogram-force
(kgf) yang tertera pada monitor UTM.
Nilai dalam satuan tersebut
kemudian diolah menggunakan rumus CS
= F x 9.087/A dengan keterangan F adalah
besar gaya yang terdata dalam satuan
kilogram-force (kgf), 9.087 merupakan
nilai gravitasi, dan A menunjukan luas alas
dalam satuan milimeter persegi (mm2)
sehingga diperoleh nilai kekuatan tekan
(CS) dalam satuan megapaskal (MPa).[13]
HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelitian
ini
dilakukan
di
Laboratorium Riset Terpadu Fakultas
Kedokteran Gigi Universitas Gadjah Mada
dan Laboratorium Bahan, Teknik Mesin
Universitas Gadjah Mada pada bulan
November 2014. Hasil uji kekuatan tekan
dapat dilihat pada Gambar 1.
Tahap selanjutnya, melakukan uji
normalitas data. Hasil yang diperoleh
tertera pada Tabel 1. Tabel tersebut
menunjukkan bahwa data yang ada
terdistribusi normal (p > 0.05). Tahap
berikutnya adalah uji homogenitas
menggunakan uji Levene. Hasil uji ini
terlihat pada Tabel 2. Nilai signifikansi
yang diperoleh sebesar 0.348 atau p > 0.05
sehingga dapat disimpulkan bahwa data
yang ada homogen.
KEKUATAN TEKAN (MPa)
HASIL UJI KEKUATAN TEKAN
1200
1000
800
600
400
200
0
20
40
60
569,38
598,32
794,39
635,22
735,79
882,65
671,4
815,37
939,09
869,63
1062,8
1075,83
913,76
1104,77
1140,22
Gambar 1. Hasil uji kekuatan tekan sampel yang disinari selama 20, 40,
dan 60 detik
Tabel 1. Hasil uji normalitas data kekuatan tekan sampel kelompok 20, 40, dan
60menggunakan uji Shapiro-Wilk
Shapiro-Wilk
Statistic
Df
Sig.
Kekuatan Tekan
.948
15
.493
5
Tabel 2. Hasil uji homogenitas data kekuatan tekan sampel kelompok 20, 40, dan 60
detik menggunakan Levene Test
Levene Statistic
1.154
df1
2
df2
12
Sig.
.348
Tabel 3. Hasil uji one-way ANOVA data kekuatan tekan sampel kelompok 20, 40, dan
60 detik
Between Groups
Within Groups
Total
SumofSquares
Df
Mean Square
F
Sig.
138220.798
357876.718
496097.517
2
12
14
69110.399
29823.060
2.317
.141
Gambar 2. Kerusakan sampel setelah diberi
tekanan oleh compressive die
pada UTM (Peneliti, 2014)
Berdasarkan nilai signifikansi data
pada Tabel 1 dan 2, analisis data dapat
dilanjutkan ke uji parametrik one-way
ANOVA. Hasil uji tertera pada Tabel 3
yang menunjukkan nilai p sebesar 0.141
atau p>0.05 sehingga dapat disimpulkan
bahwa lama penyinaran tidak berpengaruh
terhadap kekuatan tekan resin komposit
nanofil.
Resin komposit yang mendapatkan
energi dari LCU akan mengalami proses
polimerisasi. Proses tersebut memiliki
hubungan yang kompleks dengan sifat
bahan[4] yang dipengaruhi oleh berbagai
faktor, diantaranya tipe dan ukuran filler ,
kandungan bahan, ketebalan, warna bahan
restorasi, efektifitas transmisi sinar (ujung
sinar bebas dari debris dan goresan), jarak
antara sinar dengan bahan restorasi,
intensitas sinar, lama waktu paparan[5]
teknik penyinaran, evaluasi intensitas
sumber sinar.
Tahap awal polimerisasi terdiri dari
proses aktivasi dan inisiasi, kemudian
dilanjutkan ke tahap propagasi, transfer
rantai, dan terminasi[6] sehingga terbentuk
sebuah polimer. Polimer yang terbentuk
dalam penelitian ini berupa sampel
berbentuk silindris yang kemudian diuji
kekuatan tekannya menggunakan UTM
hingga fraktur seperti Gambar 2 dengan
hasil kekuatan tekan seperti yang tertera
pada Gambar 1.
Perubahan
monomer
menjadi
polimer dinotasikan dalam derajat konversi
(DC).
Rendahnya
nilai
DC
6
mengindikasikan bahwa terdapat sejumlah
monomer yang tidak bereaksi (terjebak
atau bebas)[1] sehingga dibutuhkan strategi
untuk
memaksimalkan
DC
dan
memberikan energi yang cukup pada
bahan, salah satunya adalah meningkatkan
waktu pengerasan.[10] Pernyataan tersebut
didukung oleh Scotti et al (2013) yang
mengatakan bahwa meningkatkan waktu
radiasi dari 10 detik menjadi 20 detik dapat
meningkatkan DC bahan secara signifikan
sehingga berpengaruh pada sifat bahan.
Meningkatnya DC terjadi karena semakin
lama penyinaran yang diberikan pada suatu
bahan dapat mepercepat pembukaan ikatan
ganda dalam kelompok metakrilat bahan
tersebut.[7]
Meskipun secara teoritis dikatakan
bahwa meningkatkan durasi penyinaran
dapat meningkatkan DC bahan secara
signifikan, namun atenuasi sinar pada
bahan dapat berbeda-beda, tergantung pada
komposisi bahan penyusun.[6] Komposisi
bahan resin komposit diantaranya adalah
matriks organik dan filler .[11] Matriks
organik memiliki viskosiatas berbedabeda. Viskositas yang tinggi menyebabkan
penurunan fleksibilitas rantai sehingga
mempengaruhi DC bahan.[12]
Komposisi bahan berikutnya adalah
filler , jenis ukuran dan kandungan yang
digunakan akan berpengaruh pada refleksi
sinar radiasi dan kekuatan mekanik
bahan.[14] Ketika filler mengalami reduksi
ukuran,
memungkinkan
peningkatan
jumlah filler yang terkandung pada bahan
sehingga dapat mengurangi pengerutan
polimerisasi dan meningkatkan sifat
mekanik, seperti kekuatan tarik, kekuatan
tekan (CS), dan ketahanan terhadap
fraktur.[1] Peningkatan tersebut dapat
mencapai 60% dari total volume dan 78%
dari total masa bahan.
Filler pada komposit nano memiliki
ukuran partikel < 100 nm, partikel yang
membentuk ikatan berkelompok (cluster )
memiliki kekuatan mekanik yang lebih
baik daripada ikatan partikel yang
homogen, namun kekuatan tersebut tidak
sebaik pada ikatan komposit jenis hibrid
atau mikrofil.[6]
Selain faktor dari komposisi bahan,
besar output energi sinar dari LCU
berpengaruh pada DC bahan. Besarnya
output energi sinar LCU yang tidak
diverifikasi dapat menyebabkan inisiasi
polimerisasi yang tidak adekuat[6] sehingga
polimerisasi yang terjadi kurang sempurna,
yakni terdapat sejumlah monomer yang
tidak bereaksi (terjebak atau bebas) selama
proses polimerisasi.
Beberapa faktor tidak terkendali
tersebut menyebabkan hasil penelitian ini
berbeda dengan teori yang diungkapkan
oleh Scotti et al (2013) bahwa
meningkatkan durasi penyinaran dari 10
detik menjadi 20 detik dapat meningkatkan
DC secara signifikan. Hal tersebut
ditunjukkan pada angka signifikansi hasil
analisis one-way ANOVA data kekuatan
tekan yang diperoleh sebesar 0.141 atau
p>0.05 (Tabel 5) sehingga dapat
disimpulkan bahwa lama penyinaran tidak
mempengaruhi kekuatan tekan bahan
restorasi nanofil packable.
KESIMPULAN
Lama penyinaran resin komposit
nanofil packable tidak mempengaruhi
kekuatan tekan (compressive strength)
bahan restorasi.
DAFTAR PUSTAKA
1. Karabela
MM,
Sideridou
ID.
Synthesis and Study of Properties of
Dental Resin Composites with
Different Nanosilica Particles Size.
Dent Mater 2011; 27:825-835
2. Gogna R, Jagadis S, Shashikal, K. A
Comparative In Vitro Study of
Microleakage by Radioactive Isotope
and Compressive Strength of Three
Nanofilled
Composite
Resin
Restorations. J Conserv Dent 2011;
14(2):128-131.
7
3. Powers JM, Sakaguchi RL. Craig’s
Restorative Dental Materials,12nd ed.
India: Elsevier; 2006.
4. Gaglianone LA, Lima AF, Goncalves
LS, Cavalcanti AN, Aguiar FHB,
Marchi GM. Mechanical Properties
and Degree og Conversion on Etchand-Rinse and Self-Etch Adhesive
System Cured by A Quartz Tungsten
Halogen Lamp and A Light-Emitting
Diode. J Mech Behav Biomed Mater
2012; 12:139-43
5. Ario
S,
Torres
GI,
MCF.
Photoinisiators in Dentistry: A
Review. Prim Dent J 2013; 2(4):3033(4)
6. Annusavice KJ, Shen C, Rawls HR.
Phillip’s
Science
of
Dental
th
Materials,12 ed. China: Elsevier;
2013
7. Scotti N, Venturello A, Borga FAC,
Pasqualini D, Paolino DS, Geobaldo
F, Berutti E. Post-Curing Conversion
Kinetics As Function Of Irradiation
Time and Increment Thickness. J Appl
Oral Sci 2013; 21(2):190-5
8. Galvao MR, Caldas SGFR, Bagnato
VS, Rastelli ANDS, Andrade MFD,
Evaluation of Degree of Conversion
and Hardness of Dental Composite
Photo-activated with Different Light
Guide Tips. Eur J Dent 2013
9. Michaud PL, Price RBT, Labrie D,
Rueggeberg FA, Sullivan B. Localised
Irradiance Distribution Found in
Dental Light Curing Units. J Dent
2014; 42:129-139
10. Randolph LD, Palin WM, Babelman
S, Devaux J, Gallez B, Leluop G,
Leprince JG. Ultra-Fast Light-Curing
Resin Composite with Increased
Conversion and Reduced Monomer
Elution. Dent Mater 2014; 30:594-604
11. Sakaguchi RL, Powers JM. Craig’s
Restoratives Dental Materials,13rd ed.
US: Elsevier; 2012
12. Ahdal KA, Silikas N, Watts DC.
Rheological Properties of Resin
Composites According to Variations
in Composition and Temperature.
Dent Mater 2014; 30:517-524
13. Klymus ME, Shinkai RSA, Mota EG,
Oshima HMS, Spohr AM, Jr LHB.
Influence
of
The
Mechanical
Properties of Composites for Indirect
Dental Restorations on Pattern Failure.
Stomatologija 2007; 9:56-60
14. Oliveira GUD, Mondelli RFL,
Rodrigues
MC,
Franco
EB,
Ishikiriama SK, Wang L. Impact Of
Filler Size and Distribution on
Roughness and Wear Of Composite
Resin After Simulated Toothbrushing.
J Appl Oral Sci 2011
8