Pengaruh Penambahan E-Glass Fiber Terhadap Sifat Mekanis Basis Gigi Tiruan Resin Akrilik Polimerisasi Panas
Universitas Sumatera Utara
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Gigi tiruan yang baik, dapat memenuhi kebutuhan fungsional rongga mulut
dan penting untuk meningkatkan kualitas hidup pasien edentulus, hal ini menjadi
tantangan bagi dokter gigi untuk memberikan perawatan dengan gigi tiruan terbaik.
Gigi tiruan terdiri dari basis dan anasir gigi tiruan. Basis gigi tiruan merupakan
bagian dari gigi tiruan yang bersandar pada jaringan lunak rongga mulut dan tempat
melekatnya anasir gigi tiruan (McCabe & Walls 2008). Fungsi basis gigi tiruan
diantaranya menggantikan tulang alveolar yang sudah hilang, mendukung anasir gigi
tiruan, menerima beban fungsional, mendistribusikan beban fungsional ke struktur
pendukung rongga mulut, mengembalikan estetik wajah dan menstimulasi jaringan
dibawah residual ridge (Carr & Brown 2011). Syarat ideal basis gigi tiruan antara
lain tidak berbau, memiliki biokompatibilitas dengan jaringan mulut, konduktivitas
termal yang tinggi, estetik, mudah dimanipulasi dan direparasi, modulus elastisitas,
kekuatan impak, kekuatan transversal (flexural strength) dan kekerasan yang tinggi
serta memiliki kekuatan lekat yang cukup dengan anasir gigi tiruan dan bahan lining
(McCabe & Walls 2008; Powers & Sakaguchi 2009; Alla dkk. 2013).
Bahan basis gigi tiruan polimer dibagi menjadi lima (5) tipe, berdasarkan
ADA Spesifikasi No.12 (ISO 1567) salah satunya yang paling sering digunakan
adalah tipe 1 Heat polymerizable polymers yaitu resin akrilik polimerisasi panas
1
Universitas Sumatera Utara
2
(RAPP) yang diproses dengan metode compression molding (McCabe & Walls
2008). Bahan resin akrilik diperkenalkan pertama kali oleh Walter Wright pada tahun
1937 (Alla dkk. 2013). Penggunaan bahan ini sangat populer karena memiliki
beberapa kelebihan diantaranya ringan, biokompatibel, estetik, relatif murah,
penyerapan air yang rendah, mudah dimanipulasi, dipoles dan direparasi (Narva dkk.
2005; McCabe & Walls 2008; Powers & Sakaguchi 2009; Raszewski &
Nowakowska 2013), tetapi bahan ini belum ideal dalam memenuhi persyaratan
mekanis suatu basis gigi tiruan karena memiliki kekuatan impak dan transversal serta
modulus elastisitas yang relatif rendah sehingga membuatnya lebih rentan terhadap
kegagalan selama pemakaian klinis (Unalan dkk. 2010; Mowade dkk. 2012; Alla dkk.
2013; Raszewski & Nowakowska 2013).
Fraktur gigi tiruan merupakan masalah klinis yang umum terjadi dan sangat
penting tidak hanya bagi pasien tetapi juga bagi dokter gigi dan teknisi laboratorium
dental. Fraktur gigi tiruan terutama disebabkan karena kegagalan impak, fleksural
atau fatigue (Alla dkk. 2013; YU dkk. 2013). Kegagalan impak terjadi akibat
benturan yang tiba-tiba pada gigi tiruan atau terjatuh pada pemukaan yang keras saat
membersihkan gigi tiruan, batuk atau bersin (Prasad dkk. 2011; YU dkk. 2013).
Kegagalan fatigue terjadi secara intraoral akibat tertariknya gigi tiruan secara terus
menerus karena tekanan pengunyahan (Prasad dkk. 2011; Yöndem dkk. 2011).
Kegagalan ini dapat disebabkan oleh adanya perambatan retakan mikroskopis yang
dimulai pada daerah yang terkonsentrasi tekanan (Prasad dkk. 2011; Alla dkk. 2013).
Smith dan Valittu (dikutip dari Loncar dkk. 2006) menjelaskan fenomena fleksural
Universitas Sumatera Utara
3
fatigue sebagai penyebab fraktur gigi tiruan lepasan. Ketahanan gigi tiruan terhadap
fraktur selama berfungsi di dalam rongga mulut juga berhubungan langsung dengan
kekuatan transversal dan modulus elatisitas. Kekuatan transversal mewakili beban
dan tekanan pengunyahan yang dihasilkan oleh gigi tiruan di dalam rongga mulut,
sementara nilai modulus elastisitas dan elastic limit yang cukup tinggi diperlukan
untuk memastikan bahwa tekanan yang terjadi ketika pengunyahan tidak
menyebabkan deformasi permanen dari basis gigi tiruan (McCabe & Walls 2008).
Faktor penyebab fraktur gigi tiruan tidak hanya berasal dari bahan basis gigi
tiruan namun dapat terjadi karena; desain klinis yang buruk seperti sayap basis gigi
tiruan yang tipis atau pendek (retensi dan stabilisasi inadekuat), relief kurang adekuat,
oklusi tidak baik; tekanan pengunyahan gigi asli; gigi tiruan yang pernah direparasi
sebelumnya; pemakaian jangka panjang; keadaan anatomi rongga mulut seperti
palatum dalam, frenulum tebal dan perlekatan frenulum tinggi, torus palatal atau
lingual yang besar, undercut jaringan keras maupun lunak. Selain itu terdapat faktor
predisposisi yang terjadi saat prosedur laboratorium seperti penguat metal yang tidak
menyatu dengan gigi tiruan, adanya gips atau rongga diantara bahan, porositas dan
goresan yang dalam (Khasawneh dkk. 2003; El-Sheikh dkk. 2006; Khalid 2011;
Puranik dkk. 2013; Ray dkk. 2014). Hargreaves (dikutip dari Jagger dkk. 1999)
melaporkan 63% gigi tiruan fraktur dalam 3 tahun setelah pemasangan. Johnston dkk.
(dikutip dari Hirajima 2009; Mowade dkk. 2012) melaporkan 68% gigi tiruan resin
akrilik patah dalam beberapa tahun setelah pembuatan terutama karena kegagalan
impak. Survei yang dilakukan El-Sheik dan Al-Zahrani (2006) melaporkan bahwa
Universitas Sumatera Utara
4
prevalensi umur gigi tiruan yang fraktur dibawah satu tahun adalah 16,1% dan
diantara 1-3 tahun sebesar 53,6%. Penyebab fraktur gigi tiruan yang disebabkan oleh
kekuatan impak (80,4%) dan karena pengunyahan (16,1%). Berdasarkan data tersebut
berbagai upaya dan modifikasi dilakukan untuk meningkatkan kekuatan mekanis
bahan basis gigi tiruan dan mencegah fraktur gigi tiruan.
Kekuatan mekanis basis gigi tiruan dapat ditingkatkan dengan berbagai cara
salah satunya dengan penambahan glass fiber. Glass fiber merupakan bentuk fiber
yang paling sering digunakan, karena dapat meningkatkan sifat mekanis basis gigi
tiruan polimer, mudah dimanipulasi dan lebih estetik (Vojdani & Khaledi 2006).
Glass fiber adalah fiber yang terbuat dari serabut kaca halus yang mengandung silika
dioksida (Si2O3). Ikatan kovalen yang kuat dan struktur kimia yang isotropik pada
Si2O3 menyebabkan glass fiber lebih padat dan kuat sehingga mampu menyerap
beban yang diterima oleh resin akrilik polimerisasi panas. Selain Si2O3 terdapat boron
trioksida yang dapat meningkatkan stabilitas hidrolitik permukaan glass fiber
sehingga lebih sedikit menyerap air dan secara tidak langsung mengurangi
penyerapan air oleh basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas yang
menyebabkan peningkatan kekuatan impak dan transversal (Monaco 2005; Mowade
dkk. 2012). E-glass merupakan jenis glass fiber yang banyak dipakai dibidang
kedokteran gigi karena memiliki resistensi yang kuat dan lebih estetis bila
dibandingkan dengan jenis lainnya (Loncar dkk. 2006). E-glass fiber memiliki
beberapa bentuk yaitu batang, anyaman dan potongan kecil (Matthews dkk. 1999;
Lee dkk. 2001; Zang & Matinlinna 2012). E-glass fiber potongan kecil memiliki
Universitas Sumatera Utara
5
kelebihan mudah dimanipulasi dan dimasukkan kedalam adonan resin akrilik serta
dapat tersebar merata (Lee dkk. 2001). Penambahan glass fiber dan silane coupling
agent secara kimia dapat mengikat glass fiber dan matriks resin lebih kuat sehingga
terjadi proses polimerisasi serta terbentuk adhesi antara glass fiber dan matriks
polimer dan mencapai densitas yang optimal. Densitas merupakan fungsi kerapatan
komposisi sehingga penambahan glass fiber yang densitasnya lebih tinggi dapat
mengisi rongga kosong pada resin akrilik polimerisasi panas sehingga meningkatkan
densitas dan kekuatan transversal dari resin akrilik polimerisasi panas (Sitorus &
Dahar 2012). Vojdani dan Khaledi (2006) melaporkan E-glass fiber yang disilanisasi
dapat menyebabkan impregnasi yang baik antara resin polimer dan fiber dan dapat
dipertimbangkan untuk meningkatkan kekuatan transversal bahan polimer.
Goguta dkk. (2006) melaporkan bahwa terjadi peningkatan kekuatan impak
resin akrilik polimerisasi panas yang ditambah glass fiber bentuk batang dan
anyaman. Jaber (2011) melaporkan bahwa terdapat peningkatan kekuatan impak pada
kelompok resin akrilik yang ditambah glass fiber potongan kecil ukuran 6 mm,
dengan konsentrasi 0,7%. Sitorus dan Dahar (2012) melaporkan bahwa resin akrilik
polimerisasi panas yang ditambah glass fiber potongan kecil 4 mm, 6 mm dan 8 mm,
menghasilkan adanya peningkatan kekuatan impak yang signifikan bila dibandingkan
dengan kelompok resin akrilik polimerisasi panas tanpa penambahan glass fiber.
Kekuatan impak terbesar didapatkan pada kelompok resin akrilik polimerisasi panas
dengan penambahan glass fiber ukuran 8 mm.
Universitas Sumatera Utara
6
Kekuatan transversal merupakan suatu parameter untuk mengetahui ketahanan
gigi tiruan saat menerima beban pengunyahan. Uji kekuatan transversal berguna
untuk mengetahui kekuatan basis gigi tiruan RAPP, karena tipe kekuatan ini lebih
mewakili kekuatan yang dijumpai pada basis gigi tiruan selama proses pengunyahan
(Nirwana 2005). Nirwana (2005) dalam penelitiannya yang menggunakan dua
metode dalam pencampuran glass fiber (Yakasu) kedalam resin akrilik hybrid
(Biocryl) menyatakan adanya peningkatan kekuatan transversal yang signifikan
setelah resin akrilik hybrid ditambah glass fiber. Vojvodic dkk. (2008) menyatakan
adanya peningkatan kekuatan transversal pada resin akrilik polimerisasi panas
(Meliodent) yang ditambah glass fiber (Kelteks) bentuk potongan kecil dan anyaman.
Unalan dkk. (2010) dalam penelitiannya melaporkan bahwa peningkatan kekuatan
transversal yang paling signifikan terjadi pada RAPP yang ditambah glass fiber
(Veltrotex) bentuk potongan kecil. Watri (2010) meneliti resin akrilik polimerisasi
panas (QC 20) yang ditambah glass fiber bentuk potongan kecil konsentrasi 1%,
1,5% dan 2%, melaporkan bahwa peningkatan kekuatan impak dan transversal yang
seimbang terjadi pada penambahan glass fiber 1% sementara penambahan glass fiber
2% dapat menurunkan kekuatan transversal bahan basis gigi tiruan akrilik
polimerisasi panas.
Modulus elastisitas merupakan respon dasar suatu bahan ketika mendapatkan
tekanan, yang menunjukkan rigiditas atau kekakuan suatu bahan dan berhubungan
dengan keberhasilan perawatan suatu gigi tiruan (Powers & Sakaguchi 2009; Orsi
2012). Kekuatan basis gigi tiruan dapat ditingkatkan dengan menambah tebal basis
Universitas Sumatera Utara
7
gigi tiruan, namun gigi tiruan yang tebal menyebabkan perasaan tidak nyaman pada
pasien serta banyak menimbulkan masalah di dalam rongga mulut. Kombinasi
modulus elastisitas dan elastic limit yang tinggi memungkinkan basis gigi tiruan
dapat dibuat menjadi tipis. Kurangnya kekakuan suatu bahan membuat struktur
polimer terpisah sehingga bahan mudah fraktur, untuk menanggulanginya komponen
polimer perlu dimodifikasi menggunakan bahan yang memiliki kekakuan atau
modulus elastisitas yang lebih tinggi daripada resin akrilik polimerisasi panas (Orsi
2012, Sitorus & Dahar 2012; Polat dkk. 2013; Soygun 2013). Lee (2001) melaporkan
bahwa glass fiber potongan kecil 3mm yang ditambahkan pada bahan basis gigi
tiruan resin akrilik polimerisasi panas lebih dari 3% meningkatkan modulus elastisitas
secara signifikan. Keyf dan Uzun (2001) melaporkan bahwa kekuatan transversal,
defleksi maksimal dan modulus elastisitas meningkat pada resin akrilik polimerisasi
panas yang ditambah 1% glass fiber. Orsi dkk. (2012) menemukan bahwa
penambahan glass fiber 10% dapat meningkatkan modulus elastisitas. Penelitian
Polat dkk. (2013) juga menunjukkan bahwa kelompok resin akrilik polimerisasi
panas yang ditambahkan glass fiber 3mm dengan konsentrasi 5% kekuatan
transversal dan modulus elastisitasnya lebih tinggi daripada kelompok tanpa
penambahan glass fiber. Mareti (2014) melaporkan bahwa penambahan glass fiber
1% dan 1,5% pada bahan basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas akan
meningkatkan kekuatan tranversal dan modulus elastisitas yang seimbang sehingga
basis gigi tiruan yang dihasilkan menjadi lebih kuat dan tahan terhadap tekanan
pengunyahan.
Universitas Sumatera Utara
8
Sifat mekanis yang baik merupakan faktor penting dalam mencegah
kegagalan klinis dalam pemakaian gigi tiruan. Nilai kekuatan impak, kekuatan
transversal dan modulus elastisitas yang tinggi merupakan faktor yang dapat
dipertimbangkan dalam meningkatkan kekuatan mekanis basis gigi tiruan resin
akrilik polimerisasi panas, untuk mencegah terjadinya fraktur basis gigi tiruan.
1.2 Permasalahan
Resin akrilik polimerisasi panas merupakan bahan yang paling umum
digunakan untuk pembuatan basis gigi tiruan, namun bahan ini masih memiliki
kekurangan yaitu sifat mekanisnya rendah sehingga mudah mengalami fraktur,
terutama pada kasus dengan keadaan anatomi rongga mulut seperti palatum dalam,
frenulum tebal dan perlekatan frenulum tinggi, torus palatal atau lingual yang besar,
adanya undercut jaringan keras maupun lunak, dimana pada saat pengunyahan yang
berulang-ulang didalam rongga mulut terjadi perambatan retakan mikroskopis yang
dimulai pada daerah yang terkonsentrasi tekanan, sehingga sering menyebabkan
fraktur. Kekuatan impak merupakan sifat mekanis yang mempengaruhi kerentanan
basis gigi tiruan terhadap fraktur di luar rongga mulut seperti saat jatuh ke lantai
secara tiba-tiba, sementara itu kekuatan transversal dan modulus elastisitas
merupakan sifat mekanis yang penting dalam menerima beban pengunyahan.
Penambahan E-glass fiber pada saat manipulasi bahan basis resin akrilik polimerisasi
panas diharapkan dapat meningkatkan sifat mekanis basis gigi tiruan resin akrilik
polimerisasi panas, sehingga basis gigi tiruan yang dihasilkan lebih tahan terhadap
Universitas Sumatera Utara
9
fraktur, baik ekstra maupun intra oral akibat tekanan pengunyahan. Semakin tinggi
nilai modulus elastisitas maka semakin sulit benda tersebut berubah bentuk jika
diberikan gaya eksternal. Penambahan E-glass fiber ke dalam bahan basis gigi tiruan
resin akrilik polimerisasi panas dapat memperkuat seluruh basis gigi tiruan dan
daerah yang lemah atau rentan terhadap fraktur. Dari uraian diatas peneliti merasa
perlu untuk mengetahui bagaimana sifat mekanis basis gigi tiruan resin akrilik
polimerisasi panas yang ditambahkan E-glass fiber bentuk potongan kecil ukuran
3 mm dengan konsentrasi berat 1% dan 1,5% dan korelasi masing-masing sifat
mekanis tersebut (Kekuatan impak, kekuatan transversal dan modulus elastisitas)
sehingga dapat ditentukan konsentrasi berat yang menghasilkan nilai kekuatan impak,
kekuatan transversal dan modulus elastisitas yang seimbang sehingga basis gigi tiruan
resin akrilik polimerisasi panas yang dihasilkan lebih tahan terhadap fraktur.
1.3 Rumusan Masalah
Pada penelitian ini permasalahan dapat dirumuskan sebagai berikut:
1. Apakah ada pengaruh penambahan E-glass fiber 1% dan 1,5% terhadap
kekuatan impak basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas.
2. Apakah ada pengaruh penambahan E-glass fiber 1% dan 1,5% terhadap
kekuatan transversal basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas.
3. Apakah ada pengaruh penambahan E-glass fiber 1% dan 1,5% terhadap
modulus elastisitas basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas.
Universitas Sumatera Utara
10
4. Apakah ada korelasi antara kekuatan impak, kekuatan transversal dan
modulus elastisitas basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas yang ditambah
E-glass fiber 1% dan 1,5%.
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini untuk:
1. Mengetahui pengaruh penambahan E-glass fiber 1% dan 1,5% terhadap
kekuatan impak basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas.
2. Mengetahui pengaruh penambahan E-glass fiber 1% dan 1,5% terhadap
kekuatan transversal basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas.
3. Mengetahui pengaruh penambahan E-glass fiber 1% dan 1,5% terhadap
modulus elastisitas basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas.
4. Mengetahui korelasi antara kekuatan impak, kekuatan transversal dan
modulus elastisitas basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas setelah
ditambahkan E-glass fiber 1% dan 1,5%.
1.5 Manfaat Penelitian
1.5.1
Manfaat Teoritis
a.
Penelitian
ini
diharapkan
dapat
menjadi
bahan
masukan
bagi
perkembangan basic science bidang kedokteran gigi, khususnya tentang sifat mekanis
basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas yang telah dimodifikasi dengan
penambahan E-glass fiber.
Universitas Sumatera Utara
11
b. Hasil penelitian ini diharapkan dapat menjadi referensi untuk penelitian
lebih lanjut mengenai E-glass fiber sebagai bahan reinforced dalam mengatasi
kelemahan sifat mekanis yaitu kekuatan impak, transversal dan modulus elastisitas
basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas.
1.5.2
Manfaat Praktis
1.5.2.1 Manfaat Klinis
Penelitian ini diharapkan dapat menjadi bahan pertimbangan bagi dokter gigi
dalam mengatasi kelemahan bahan basis gigi tiruan, terutama pada kasus-kasus yang
rentan terhadap fraktur gigi tiruan dan membutuhkan fiber sebagai bahan reinforced,
sehingga dapat memberikan perawatan terbaik untuk memenuhi kebutuhan
fungsional rongga mulut pasien.
1.5.2.2 Manfaat Laboratoris
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi pada teknisi
laboratorium dental mengenai usaha untuk memperbaiki kelemahan sifat mekanis
basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas yang rentan terhadap fraktur,
terutama kekuatan impak, kekuatan transversal, dan modulus elastisitas.
Universitas Sumatera Utara
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Gigi tiruan yang baik, dapat memenuhi kebutuhan fungsional rongga mulut
dan penting untuk meningkatkan kualitas hidup pasien edentulus, hal ini menjadi
tantangan bagi dokter gigi untuk memberikan perawatan dengan gigi tiruan terbaik.
Gigi tiruan terdiri dari basis dan anasir gigi tiruan. Basis gigi tiruan merupakan
bagian dari gigi tiruan yang bersandar pada jaringan lunak rongga mulut dan tempat
melekatnya anasir gigi tiruan (McCabe & Walls 2008). Fungsi basis gigi tiruan
diantaranya menggantikan tulang alveolar yang sudah hilang, mendukung anasir gigi
tiruan, menerima beban fungsional, mendistribusikan beban fungsional ke struktur
pendukung rongga mulut, mengembalikan estetik wajah dan menstimulasi jaringan
dibawah residual ridge (Carr & Brown 2011). Syarat ideal basis gigi tiruan antara
lain tidak berbau, memiliki biokompatibilitas dengan jaringan mulut, konduktivitas
termal yang tinggi, estetik, mudah dimanipulasi dan direparasi, modulus elastisitas,
kekuatan impak, kekuatan transversal (flexural strength) dan kekerasan yang tinggi
serta memiliki kekuatan lekat yang cukup dengan anasir gigi tiruan dan bahan lining
(McCabe & Walls 2008; Powers & Sakaguchi 2009; Alla dkk. 2013).
Bahan basis gigi tiruan polimer dibagi menjadi lima (5) tipe, berdasarkan
ADA Spesifikasi No.12 (ISO 1567) salah satunya yang paling sering digunakan
adalah tipe 1 Heat polymerizable polymers yaitu resin akrilik polimerisasi panas
1
Universitas Sumatera Utara
2
(RAPP) yang diproses dengan metode compression molding (McCabe & Walls
2008). Bahan resin akrilik diperkenalkan pertama kali oleh Walter Wright pada tahun
1937 (Alla dkk. 2013). Penggunaan bahan ini sangat populer karena memiliki
beberapa kelebihan diantaranya ringan, biokompatibel, estetik, relatif murah,
penyerapan air yang rendah, mudah dimanipulasi, dipoles dan direparasi (Narva dkk.
2005; McCabe & Walls 2008; Powers & Sakaguchi 2009; Raszewski &
Nowakowska 2013), tetapi bahan ini belum ideal dalam memenuhi persyaratan
mekanis suatu basis gigi tiruan karena memiliki kekuatan impak dan transversal serta
modulus elastisitas yang relatif rendah sehingga membuatnya lebih rentan terhadap
kegagalan selama pemakaian klinis (Unalan dkk. 2010; Mowade dkk. 2012; Alla dkk.
2013; Raszewski & Nowakowska 2013).
Fraktur gigi tiruan merupakan masalah klinis yang umum terjadi dan sangat
penting tidak hanya bagi pasien tetapi juga bagi dokter gigi dan teknisi laboratorium
dental. Fraktur gigi tiruan terutama disebabkan karena kegagalan impak, fleksural
atau fatigue (Alla dkk. 2013; YU dkk. 2013). Kegagalan impak terjadi akibat
benturan yang tiba-tiba pada gigi tiruan atau terjatuh pada pemukaan yang keras saat
membersihkan gigi tiruan, batuk atau bersin (Prasad dkk. 2011; YU dkk. 2013).
Kegagalan fatigue terjadi secara intraoral akibat tertariknya gigi tiruan secara terus
menerus karena tekanan pengunyahan (Prasad dkk. 2011; Yöndem dkk. 2011).
Kegagalan ini dapat disebabkan oleh adanya perambatan retakan mikroskopis yang
dimulai pada daerah yang terkonsentrasi tekanan (Prasad dkk. 2011; Alla dkk. 2013).
Smith dan Valittu (dikutip dari Loncar dkk. 2006) menjelaskan fenomena fleksural
Universitas Sumatera Utara
3
fatigue sebagai penyebab fraktur gigi tiruan lepasan. Ketahanan gigi tiruan terhadap
fraktur selama berfungsi di dalam rongga mulut juga berhubungan langsung dengan
kekuatan transversal dan modulus elatisitas. Kekuatan transversal mewakili beban
dan tekanan pengunyahan yang dihasilkan oleh gigi tiruan di dalam rongga mulut,
sementara nilai modulus elastisitas dan elastic limit yang cukup tinggi diperlukan
untuk memastikan bahwa tekanan yang terjadi ketika pengunyahan tidak
menyebabkan deformasi permanen dari basis gigi tiruan (McCabe & Walls 2008).
Faktor penyebab fraktur gigi tiruan tidak hanya berasal dari bahan basis gigi
tiruan namun dapat terjadi karena; desain klinis yang buruk seperti sayap basis gigi
tiruan yang tipis atau pendek (retensi dan stabilisasi inadekuat), relief kurang adekuat,
oklusi tidak baik; tekanan pengunyahan gigi asli; gigi tiruan yang pernah direparasi
sebelumnya; pemakaian jangka panjang; keadaan anatomi rongga mulut seperti
palatum dalam, frenulum tebal dan perlekatan frenulum tinggi, torus palatal atau
lingual yang besar, undercut jaringan keras maupun lunak. Selain itu terdapat faktor
predisposisi yang terjadi saat prosedur laboratorium seperti penguat metal yang tidak
menyatu dengan gigi tiruan, adanya gips atau rongga diantara bahan, porositas dan
goresan yang dalam (Khasawneh dkk. 2003; El-Sheikh dkk. 2006; Khalid 2011;
Puranik dkk. 2013; Ray dkk. 2014). Hargreaves (dikutip dari Jagger dkk. 1999)
melaporkan 63% gigi tiruan fraktur dalam 3 tahun setelah pemasangan. Johnston dkk.
(dikutip dari Hirajima 2009; Mowade dkk. 2012) melaporkan 68% gigi tiruan resin
akrilik patah dalam beberapa tahun setelah pembuatan terutama karena kegagalan
impak. Survei yang dilakukan El-Sheik dan Al-Zahrani (2006) melaporkan bahwa
Universitas Sumatera Utara
4
prevalensi umur gigi tiruan yang fraktur dibawah satu tahun adalah 16,1% dan
diantara 1-3 tahun sebesar 53,6%. Penyebab fraktur gigi tiruan yang disebabkan oleh
kekuatan impak (80,4%) dan karena pengunyahan (16,1%). Berdasarkan data tersebut
berbagai upaya dan modifikasi dilakukan untuk meningkatkan kekuatan mekanis
bahan basis gigi tiruan dan mencegah fraktur gigi tiruan.
Kekuatan mekanis basis gigi tiruan dapat ditingkatkan dengan berbagai cara
salah satunya dengan penambahan glass fiber. Glass fiber merupakan bentuk fiber
yang paling sering digunakan, karena dapat meningkatkan sifat mekanis basis gigi
tiruan polimer, mudah dimanipulasi dan lebih estetik (Vojdani & Khaledi 2006).
Glass fiber adalah fiber yang terbuat dari serabut kaca halus yang mengandung silika
dioksida (Si2O3). Ikatan kovalen yang kuat dan struktur kimia yang isotropik pada
Si2O3 menyebabkan glass fiber lebih padat dan kuat sehingga mampu menyerap
beban yang diterima oleh resin akrilik polimerisasi panas. Selain Si2O3 terdapat boron
trioksida yang dapat meningkatkan stabilitas hidrolitik permukaan glass fiber
sehingga lebih sedikit menyerap air dan secara tidak langsung mengurangi
penyerapan air oleh basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas yang
menyebabkan peningkatan kekuatan impak dan transversal (Monaco 2005; Mowade
dkk. 2012). E-glass merupakan jenis glass fiber yang banyak dipakai dibidang
kedokteran gigi karena memiliki resistensi yang kuat dan lebih estetis bila
dibandingkan dengan jenis lainnya (Loncar dkk. 2006). E-glass fiber memiliki
beberapa bentuk yaitu batang, anyaman dan potongan kecil (Matthews dkk. 1999;
Lee dkk. 2001; Zang & Matinlinna 2012). E-glass fiber potongan kecil memiliki
Universitas Sumatera Utara
5
kelebihan mudah dimanipulasi dan dimasukkan kedalam adonan resin akrilik serta
dapat tersebar merata (Lee dkk. 2001). Penambahan glass fiber dan silane coupling
agent secara kimia dapat mengikat glass fiber dan matriks resin lebih kuat sehingga
terjadi proses polimerisasi serta terbentuk adhesi antara glass fiber dan matriks
polimer dan mencapai densitas yang optimal. Densitas merupakan fungsi kerapatan
komposisi sehingga penambahan glass fiber yang densitasnya lebih tinggi dapat
mengisi rongga kosong pada resin akrilik polimerisasi panas sehingga meningkatkan
densitas dan kekuatan transversal dari resin akrilik polimerisasi panas (Sitorus &
Dahar 2012). Vojdani dan Khaledi (2006) melaporkan E-glass fiber yang disilanisasi
dapat menyebabkan impregnasi yang baik antara resin polimer dan fiber dan dapat
dipertimbangkan untuk meningkatkan kekuatan transversal bahan polimer.
Goguta dkk. (2006) melaporkan bahwa terjadi peningkatan kekuatan impak
resin akrilik polimerisasi panas yang ditambah glass fiber bentuk batang dan
anyaman. Jaber (2011) melaporkan bahwa terdapat peningkatan kekuatan impak pada
kelompok resin akrilik yang ditambah glass fiber potongan kecil ukuran 6 mm,
dengan konsentrasi 0,7%. Sitorus dan Dahar (2012) melaporkan bahwa resin akrilik
polimerisasi panas yang ditambah glass fiber potongan kecil 4 mm, 6 mm dan 8 mm,
menghasilkan adanya peningkatan kekuatan impak yang signifikan bila dibandingkan
dengan kelompok resin akrilik polimerisasi panas tanpa penambahan glass fiber.
Kekuatan impak terbesar didapatkan pada kelompok resin akrilik polimerisasi panas
dengan penambahan glass fiber ukuran 8 mm.
Universitas Sumatera Utara
6
Kekuatan transversal merupakan suatu parameter untuk mengetahui ketahanan
gigi tiruan saat menerima beban pengunyahan. Uji kekuatan transversal berguna
untuk mengetahui kekuatan basis gigi tiruan RAPP, karena tipe kekuatan ini lebih
mewakili kekuatan yang dijumpai pada basis gigi tiruan selama proses pengunyahan
(Nirwana 2005). Nirwana (2005) dalam penelitiannya yang menggunakan dua
metode dalam pencampuran glass fiber (Yakasu) kedalam resin akrilik hybrid
(Biocryl) menyatakan adanya peningkatan kekuatan transversal yang signifikan
setelah resin akrilik hybrid ditambah glass fiber. Vojvodic dkk. (2008) menyatakan
adanya peningkatan kekuatan transversal pada resin akrilik polimerisasi panas
(Meliodent) yang ditambah glass fiber (Kelteks) bentuk potongan kecil dan anyaman.
Unalan dkk. (2010) dalam penelitiannya melaporkan bahwa peningkatan kekuatan
transversal yang paling signifikan terjadi pada RAPP yang ditambah glass fiber
(Veltrotex) bentuk potongan kecil. Watri (2010) meneliti resin akrilik polimerisasi
panas (QC 20) yang ditambah glass fiber bentuk potongan kecil konsentrasi 1%,
1,5% dan 2%, melaporkan bahwa peningkatan kekuatan impak dan transversal yang
seimbang terjadi pada penambahan glass fiber 1% sementara penambahan glass fiber
2% dapat menurunkan kekuatan transversal bahan basis gigi tiruan akrilik
polimerisasi panas.
Modulus elastisitas merupakan respon dasar suatu bahan ketika mendapatkan
tekanan, yang menunjukkan rigiditas atau kekakuan suatu bahan dan berhubungan
dengan keberhasilan perawatan suatu gigi tiruan (Powers & Sakaguchi 2009; Orsi
2012). Kekuatan basis gigi tiruan dapat ditingkatkan dengan menambah tebal basis
Universitas Sumatera Utara
7
gigi tiruan, namun gigi tiruan yang tebal menyebabkan perasaan tidak nyaman pada
pasien serta banyak menimbulkan masalah di dalam rongga mulut. Kombinasi
modulus elastisitas dan elastic limit yang tinggi memungkinkan basis gigi tiruan
dapat dibuat menjadi tipis. Kurangnya kekakuan suatu bahan membuat struktur
polimer terpisah sehingga bahan mudah fraktur, untuk menanggulanginya komponen
polimer perlu dimodifikasi menggunakan bahan yang memiliki kekakuan atau
modulus elastisitas yang lebih tinggi daripada resin akrilik polimerisasi panas (Orsi
2012, Sitorus & Dahar 2012; Polat dkk. 2013; Soygun 2013). Lee (2001) melaporkan
bahwa glass fiber potongan kecil 3mm yang ditambahkan pada bahan basis gigi
tiruan resin akrilik polimerisasi panas lebih dari 3% meningkatkan modulus elastisitas
secara signifikan. Keyf dan Uzun (2001) melaporkan bahwa kekuatan transversal,
defleksi maksimal dan modulus elastisitas meningkat pada resin akrilik polimerisasi
panas yang ditambah 1% glass fiber. Orsi dkk. (2012) menemukan bahwa
penambahan glass fiber 10% dapat meningkatkan modulus elastisitas. Penelitian
Polat dkk. (2013) juga menunjukkan bahwa kelompok resin akrilik polimerisasi
panas yang ditambahkan glass fiber 3mm dengan konsentrasi 5% kekuatan
transversal dan modulus elastisitasnya lebih tinggi daripada kelompok tanpa
penambahan glass fiber. Mareti (2014) melaporkan bahwa penambahan glass fiber
1% dan 1,5% pada bahan basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas akan
meningkatkan kekuatan tranversal dan modulus elastisitas yang seimbang sehingga
basis gigi tiruan yang dihasilkan menjadi lebih kuat dan tahan terhadap tekanan
pengunyahan.
Universitas Sumatera Utara
8
Sifat mekanis yang baik merupakan faktor penting dalam mencegah
kegagalan klinis dalam pemakaian gigi tiruan. Nilai kekuatan impak, kekuatan
transversal dan modulus elastisitas yang tinggi merupakan faktor yang dapat
dipertimbangkan dalam meningkatkan kekuatan mekanis basis gigi tiruan resin
akrilik polimerisasi panas, untuk mencegah terjadinya fraktur basis gigi tiruan.
1.2 Permasalahan
Resin akrilik polimerisasi panas merupakan bahan yang paling umum
digunakan untuk pembuatan basis gigi tiruan, namun bahan ini masih memiliki
kekurangan yaitu sifat mekanisnya rendah sehingga mudah mengalami fraktur,
terutama pada kasus dengan keadaan anatomi rongga mulut seperti palatum dalam,
frenulum tebal dan perlekatan frenulum tinggi, torus palatal atau lingual yang besar,
adanya undercut jaringan keras maupun lunak, dimana pada saat pengunyahan yang
berulang-ulang didalam rongga mulut terjadi perambatan retakan mikroskopis yang
dimulai pada daerah yang terkonsentrasi tekanan, sehingga sering menyebabkan
fraktur. Kekuatan impak merupakan sifat mekanis yang mempengaruhi kerentanan
basis gigi tiruan terhadap fraktur di luar rongga mulut seperti saat jatuh ke lantai
secara tiba-tiba, sementara itu kekuatan transversal dan modulus elastisitas
merupakan sifat mekanis yang penting dalam menerima beban pengunyahan.
Penambahan E-glass fiber pada saat manipulasi bahan basis resin akrilik polimerisasi
panas diharapkan dapat meningkatkan sifat mekanis basis gigi tiruan resin akrilik
polimerisasi panas, sehingga basis gigi tiruan yang dihasilkan lebih tahan terhadap
Universitas Sumatera Utara
9
fraktur, baik ekstra maupun intra oral akibat tekanan pengunyahan. Semakin tinggi
nilai modulus elastisitas maka semakin sulit benda tersebut berubah bentuk jika
diberikan gaya eksternal. Penambahan E-glass fiber ke dalam bahan basis gigi tiruan
resin akrilik polimerisasi panas dapat memperkuat seluruh basis gigi tiruan dan
daerah yang lemah atau rentan terhadap fraktur. Dari uraian diatas peneliti merasa
perlu untuk mengetahui bagaimana sifat mekanis basis gigi tiruan resin akrilik
polimerisasi panas yang ditambahkan E-glass fiber bentuk potongan kecil ukuran
3 mm dengan konsentrasi berat 1% dan 1,5% dan korelasi masing-masing sifat
mekanis tersebut (Kekuatan impak, kekuatan transversal dan modulus elastisitas)
sehingga dapat ditentukan konsentrasi berat yang menghasilkan nilai kekuatan impak,
kekuatan transversal dan modulus elastisitas yang seimbang sehingga basis gigi tiruan
resin akrilik polimerisasi panas yang dihasilkan lebih tahan terhadap fraktur.
1.3 Rumusan Masalah
Pada penelitian ini permasalahan dapat dirumuskan sebagai berikut:
1. Apakah ada pengaruh penambahan E-glass fiber 1% dan 1,5% terhadap
kekuatan impak basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas.
2. Apakah ada pengaruh penambahan E-glass fiber 1% dan 1,5% terhadap
kekuatan transversal basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas.
3. Apakah ada pengaruh penambahan E-glass fiber 1% dan 1,5% terhadap
modulus elastisitas basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas.
Universitas Sumatera Utara
10
4. Apakah ada korelasi antara kekuatan impak, kekuatan transversal dan
modulus elastisitas basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas yang ditambah
E-glass fiber 1% dan 1,5%.
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini untuk:
1. Mengetahui pengaruh penambahan E-glass fiber 1% dan 1,5% terhadap
kekuatan impak basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas.
2. Mengetahui pengaruh penambahan E-glass fiber 1% dan 1,5% terhadap
kekuatan transversal basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas.
3. Mengetahui pengaruh penambahan E-glass fiber 1% dan 1,5% terhadap
modulus elastisitas basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas.
4. Mengetahui korelasi antara kekuatan impak, kekuatan transversal dan
modulus elastisitas basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas setelah
ditambahkan E-glass fiber 1% dan 1,5%.
1.5 Manfaat Penelitian
1.5.1
Manfaat Teoritis
a.
Penelitian
ini
diharapkan
dapat
menjadi
bahan
masukan
bagi
perkembangan basic science bidang kedokteran gigi, khususnya tentang sifat mekanis
basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas yang telah dimodifikasi dengan
penambahan E-glass fiber.
Universitas Sumatera Utara
11
b. Hasil penelitian ini diharapkan dapat menjadi referensi untuk penelitian
lebih lanjut mengenai E-glass fiber sebagai bahan reinforced dalam mengatasi
kelemahan sifat mekanis yaitu kekuatan impak, transversal dan modulus elastisitas
basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas.
1.5.2
Manfaat Praktis
1.5.2.1 Manfaat Klinis
Penelitian ini diharapkan dapat menjadi bahan pertimbangan bagi dokter gigi
dalam mengatasi kelemahan bahan basis gigi tiruan, terutama pada kasus-kasus yang
rentan terhadap fraktur gigi tiruan dan membutuhkan fiber sebagai bahan reinforced,
sehingga dapat memberikan perawatan terbaik untuk memenuhi kebutuhan
fungsional rongga mulut pasien.
1.5.2.2 Manfaat Laboratoris
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi pada teknisi
laboratorium dental mengenai usaha untuk memperbaiki kelemahan sifat mekanis
basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas yang rentan terhadap fraktur,
terutama kekuatan impak, kekuatan transversal, dan modulus elastisitas.
Universitas Sumatera Utara