BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA - Penyerapan Air Pada Resin Komposit Microfiller dan Nanofiller

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA Salah satu bahan restorasi yang sering digunakan dibidang kedokteran gigi

  adalah resin komposit. Resin komposit memiliki estetis yang baik, kuat dan melekat secara mekanis ke struktur gigi. Resin komposit dapat digunakan untuk restorasi pada gigi anterior dan posterior, pembuatan post dan core serta direk vinir. Resin komposit memiliki keserasian warna yang baik dengan gigi asli sehingga sering digunakan

  1-4,14-18 untuk restorasi direk gigi anterior.

  2.1 Pengertian Resin Komposit

  Istilah bahan komposit dapat diartikan sebagai gabungan dari dua atau lebih bahan yang berbeda dengan sifat-sifat yang unggul atau lebih baik dari pada bahan itu sendiri. Sejak awal tahun 1970-an, resin komposit menggantikan resin akrilik sebagai bahan restorasi gigi. Resin komposit memiliki kekuatan yang baik, tahan aus, lebih estetis bila dibandingkan dengan amalgam serta menggunakan bahan etsa sebagai

  2 bahan primer dan bonding.

  2.2 Komposisi Resin Komposit

  Resin komposit banyak digunakan dibidang kedokteran gigi yaitu untuk bahan restorasi direk, bahan perekat, restorasi indirek serta pelapis bahan metal post dan core pada perawatan endodontik. Tiga komponen utama resin komposit adalah

  2,3,17 matriks resin organik, bahan pengisi anorganik dan bahan coupling.

2.2.1 Matriks Resin

  Bis-GMA yang merupakan derivat hasil reaksi bisphenol-A dan

  

glycidylmethacrylate , urethane dimetachrylate (UDMA) dan triethylene glycol dimethacrylate (TEGDMA) adalah monomer yang biasanya digunakan sebagai matriks resin komposit. Oleh karena Bis-GMA dan UDMA memiliki berat molekul yang tinggi maka keduanya merupakan cairan dengan viskositas tinggi. Hal ini menyebabkan resin komposit memiliki sifat yang kaku. Oleh karena itu, untuk mengatasi masalah ini, monomer dengan viskositas rendah ditambahkan ke dalam matriks resin seperti methyl methacrylate (MMA), ethylene glycol dimethacrylate (EDMA) dan triethylene glycol dimethacrylate (TEGDMA) yang disebut juga dengan

  1-3,12 pengontrol viskositas.

  Polimerisasi pada resin komposit dapat menyebabkan pengerutan. Bis-GMA yang memiliki berat molekul lebih tinggi dari pada methyl methacrylate (MMA) dapat mengurangi pengerutan saat polimerisasi. Nilai pengerutan akibat polimerisasi

  12 dari methyl methacrylate (MMA) adalah 22% sedangkan Bis-GMA adalah 7,5%.

  Selain monomer, dalam matriks resin ditambahkan juga bahan dengan konsentrasi kecil yaitu bahan aktivator-inisiator, bahan penghambat, penyerap sinar ultraviolet,

  1-4,12,14-18 pigmen dan pembuat opak.

2.2.2 Partikel Bahan Pengisi

  Penambahan partikel bahan pengisi dapat membuat matriks resin organik lebih kuat. Partikel bahan pengisi ditambahkan juga untuk mengontrol serta mengurangi pengerutan yang terjadi akibat polimerisasi matriks resin. Rata-rata ukuran partikel bahan pengisi berdiameter 0,2 – 0,3 µm (partikel fine) atau 0,04 µm (partikel microfine). Persentase volume dari partikel bahan pengisi lebih kecil bila dibandingkan dengan persentase berat resin komposit itu sendiri. Sekarang ini, kemajuan teknologi dibidang kedokteran gigi telah mengembangkan komposit

  1 nanofiller dengan ukuran 1 – 10 nm.

  Partikel bahan pengisi yang digunakan pada resin komposit adalah partikel silika anorganik. Silika yang digunakan dapat berbentuk kristal seperti quartz atau nonkristal seperti kaca. Partikel bahan pengisi ini dihasilkan dari penggilingan atau pengolahan quartz atau kaca untuk menghasilkan partikel berukuran 0,1-100µm. Partikel silika dengan ukuran koloidal (kira-kira 0,4µm) secara kolektif disebut bahan pengisi mikro yang diperoleh dari proses pirolitik atau pengendapan. Partikel bahan

  1-4,12 pengisi umumnya membentuk 30-70%volume atau 50-85%berat komposit.

2.2.3 Bahan Coupling

  Untuk menciptakan ikatan yang kuat antara matriks resin dan partikel bahan pengisi diperlukan bahan coupling. Bahan coupling ini adalah silane dan yang paling sering digunakan adalah

  γ-methacryloxypropyltriethoxysilane (γ–MPTS). Bahan ini

  bereaksi dengan permukaan partikel pengisi anorganik dengan matriks resin organik yang memungkinkan keduanya berikatan satu sama lain. Hal ini sangat penting karena jika tidak ada ikatan yang baik, tekanan yang diterima oleh resin komposit tidak tersebar ke seluruh partikel yang ada. Ini akan menyebabkan mudah terjadinya

  12 fraktur pada resin komposit.

2.3 Jenis Resin Komposit

  Klasifikasi resin komposit berdasarkan ukuran partikel pengisinya terdiri atas resin komposit unfilled, resin komposit macrofiller, resin komposit microfiller

  1-3,12 dan resin komposit hibrid.

  2.3.1 Resin Unfilled

  Resin unfilled merupakan pengganti semen silikat yang pertama. Resin ini berupa substansi kimia yang berupa bubuk yaitu poly(methyl methacrylate) dalam bentuk butiran yang sudah dihaluskan, sedangkan larutannya adalah methyl

  2 methacrylate .

  2.3.2 Resin Komposit Macrofiller

  Resin komposit macrofiller disebut juga dengan resin komposit konvensional atau resin komposit tradisional. Resin komposit macrofiller sudah dikembangkan sejak tahun 1970-an. Ukuran partikel rata-rata adalah 8-12µm, tetapi

  2,3 partikel sebesar 50µm dapat ditemukan juga.

  2.3.3 Resin Komposit Microfiller

  Resin komposit microfiller memiliki ukuran partikel berkisar antara 0,04- 0,4µm. Partikel ini lebih kecil 200-300 kali dibandingkan dengan resin komposit

  

macrofiller . Partikel yang lebih kecil dari pada resin komposit macrofiller membuat

resin komposit microfiller lebih tahan terhadap aus.

  2,4,12

  2.3.4 Resin Komposit Hibrid

  Untuk memperoleh kehalusan permukaan yang lebih baik dari resin komposit microfiller dan tetap mempertahankan estetis dari resin komposit mikrofiller, maka dikembangkan resin komposit hibrid. Resin komposit hibrid terdiri atas dua jenis partikel pengisi yaitu silika koloidal dan partikel kaca yang dihaluskan. Silika koloidal mempunyai 10-20%berat dengan ukuran rata-rata 0,04µm dan partikel kaca memiliki 75-80%berat dengan ukuran rata-rata 0,6-1µm.

  2,12,16

  2.3.4.1 Resin Komposit Midihibrid

  Resin komposit midihibrid merupakan jenis resin komposit hibrid yang memiliki ukuran partikel paling besar. Ukuran partikel resin komposit midihibrid rata-rata 1-3µm.

  16

  2.3.4.2 Resin Komposit Mikrohibrid

  Resin komposit mikrohibrid merupakan campuran dari resin komposit mikrofiller dan makrofiller. Ukuran partikelnya berkisar antara 0,5-1µm.

  2,16

  2.3.4.3 Resin Komposit Nanohibrid

  Resin komposit nanohibrid merupakan campuran dari resin komposit nanofiller dan mikrofiller. Ukuran partikelnya rata-rata 0,005-0,01µm.

  16,19

2.3.5 Resin Komposit Nanofiller

  Resin komposit nanofiller menjadi salah satu klasifikasi resin komposit menurut ukuran partikelnya sejalan dengan pengenalan akan nanotechnology di

  1,4-6

  bidang kedokteran gigi. Resin komposit nanofiller disebut juga dengan

  

nanocomposite dengan sistem partikel bahan pengisinya adalah kombinasi antara

  silika nanofiller dengan ukuran partikel utama 20 – 75 nm dan zirconia/silica

  

nanocluster dengan diameter 0,6 – 1,4 µm. Partikel bahan pengisi dari resin komposit

nanofiller sekitar 59,5 %volume, dan ini mirip dengan persentase volume partikel

  bahan pengisi resin komposit mikrohibrid. Resin komposit nanofiller yang memiliki ukuran partikel yang lebih kecil memungkinkan hasil pemolesan yang lebih rapi dan halus daripada resin komposit dengan ukuran partikel yang lebih besar. Resin komposit ini juga memiliki sifat fisis yang mirip dengan resin komposit hibrid sehingga diindikasikan untuk restorasi gigi posterior dengan tekanan pengunyahan

  1,5,6,20-22 yang besar.

2.4 Sifat Fisis Resin Komposit

  Penyerapan air, solubilitas air, working dan setting time, konduktivitas termal dan pengerutan saat polimerisasi merupakan sifat-sifat fisis dari resin komposit. Sifat fisis ini dapat mempengaruhi ketahanan jangka panjang dari restorasi

  1,2,9 resin komposit.

2.4.1 Penyerapan air

  Penyerapan air adalah jumlah air yang diserap oleh resin komposit ketika direndam dalam air dalam jangka waktu tertentu. Bahan coupling dan ikatan yang terjadi antara matriks resin dan partikel bahan pengisi akan mempengaruhi jumlah air yang akan diserap oleh resin komposit. Jika ikatan yang terbentuk baik, maka

  3,16,17 penyerapan air dan kehilangan partikel akan berkurang. Penyerapan air pada resin komposit terutama pada rongga mulut terjadi seiring berjalannya waktu. Semakin besar ukuran partikel dari resin komposit, semakin banyak air yang akan diserap. Penyerapan air akan menyebabkan degradasi material (hidrolisis) dan menyebabkan ekspansi seperti ekspansi higroskopik dari resin komposit tersebut, tetapi penyerapan air merupakan suatu proses yang lama

  2,4,9,19 dibandingkan dengan pengerutan akibat polimerisasi.

  Penyerapan air pada resin komposit merupakan suatu proses difusi dimana semakin besar laju difusi dari air, semakin banyak air yan terserap. Secara umum, mekanisme difusi air melalui material polimer adalah teori volumetrik bebas dan teori interaksi. Teori volumetrik bebas menyatakan bahwa air berdifusi melalui microvoid tanpa adanya hubungan dengan molekul polar pada material. Teori interaksi menyatakan air berrdifusi melalui material yang berikatan dengan kelompok hidrofilik. Air juga dapat berpenetrasi ke dalam matriks hidrofobik melalui tiga mekanisme yaitu difusi langsung ke dalam material, penetrasi dari microvoid atau kerusakan mikro yang memang sudah ada pada material, dan melalui interface

  2,3,24 matriks dan partikel bahan pengisi.

  Penyerapan air dapat dipengaruhi oleh komposisi matriks resin, jenis, ukuran, kehadiran golongan hidroksil yang mampu membentuk ikatan hidrogen dengan air dan ikatan matriks dengan partikel bahan pengisi. Rusaknya ikatan tersebut memberikan dua konsekuensi penting. Pertama, ketika ikatan antara matriks resin dan partikel bahan pengisi hilang, partikel bahan pengisi kehilangan keefektifitasannya sebagai bahan yang memperkuat dan akan menyebabkan kerusakan pada restorasi resin komposit. Kedua, partikel bahan pengisi kehilangan

  12 kohesi permukaan sehingga restorasi tidak tahan aus.

  Selain itu, penyerapan air juga memberi pengaruh terhadap stabilitas warna dari resin komposit. Jika resin komposit dapat menyerap air maka resin komposit

  3,18,27 juga dapat menyerap cairan lain yang dapat menghasilkan perubahan warna.

2.5 Kerangka teori

  Pertambahan berat Penyerapan Air Unfilled

  Makrofiller (8-12µm)

  Microfiller (0,04-0,4 µm)

  Hibrid (silika koloidal: 0,04

  µm, partikel kaca: 0,6-1 µm)

  Nanofiller (20-75nm, diameter cluster

  0,6-1,4 µm) Fisis Mekanis

  Khemis Biologis Optis Sifat

  Matriks Resin Bahan Pengisi

  Bahan Coupling Resin Komposit

  Pengertian Komposisi Jenis Ukuran Partikel Polimerisasi Viskositas

2.6 Kerangka konsep

  Penyerapan air Durasi

  Perendaman Perubahan berat

  Resin Komposit

  Microfiller

  Resin Komposit

  Nanofiller

Resin

Komposit