Download Jurnal Komposit tentang skripsi hambali bismillah and more Papers Material Engineering in PDF only on Docsity!
BAB 2
BAHAN RESTORASI RESIN KOMPOSIT
Istilah bahan komposit mengacu pada kombinasi tiga dimensi dari sekurang- kurangnya dua bahan kimia yang berbeda dengan satu komponen pemisah yang nyata diantara keduanya. Bila konstruksi tepat, kombinasi ini akan memberikan kekuatan yang tidak dapat diperoleh bila hanya digunakan satu komponen saja. Bahan restorasi resin komposit adalah suatu bahan matriks resin yang di dalamnya ditambahkan pasi anorganik (quartz, partikel silica koloidal) sedemikian rupa sehingga sifat-sifat matriksnya ditingkatkan. Dalam ilmu kedokteran gigi istilah resin komposit secara umum mengacu pada penambahan polimer yang digunakan untuk memperbaiki enamel dan dentin. Resin komposit digunakan untuk mengganti struktur gigi dan memodifikasi bentuk dan warna gigi sehingga akhirnya dapat mengembalikan fungsinya. Resin komposit dibentuk oleh tiga komponen utama yaitu resin matriks, partikel bahan pengisi, dan bahan coupling.
4,
4,
2.1 Komposisi Komposisi resin komposit tersusun dari beberapa komponen. Kandungan utama yaitu matriks resin dan partikel pengisi anorganik. Disamping kedua bahan tersebut, beberapa komponen lain diperlukan untuk meningkatkan efektivitas dan ketahanan bahan. Suatu bahan coupling (silane) diperlukan untuk memberikan ikatan antara bahan pengisi anorganik dan matriks resin, juga aktivator-aktivator diperlukan
untuk polimerisasi resin. Sejumlah kecil bahan tambahan lain meningkatkan stabilitas warna (penyerap sinar ultra violet) dan mencegah polimerisasi dini (bahan penghambat seperti hidroquinon).^1 Komponen-komponen tersebut diantaranya:
2.1.1. Resin matriks Kebanyakan bahan komposit menggunakan monomer yang merupakan diakrilat aromatik atau alipatik. Bisphenol-A-Glycidyl Methacrylate (Bis- GMA), Urethane Dimethacrylate (UDMA), dan Trietilen Glikol Dimetakrilat (TEGDMA) merupakan Dimetakrilat yang umum digunakan dalam resin komposit (Gambar 1). Monomer dengan berat molekul tinggi, khususnya Bis-GMA amatlah kental pada temperatur ruang (25^0 C). Monomer yang memiliki berat molekul lebih tinggi dari pada metilmetakrilat yang membantu mengurangi pengerutan polimerisasi. Nilai polimerisasi pengerutan untuk resin metil metakrilat adalah 22 % V dimana untuk resin Bis-GMA 7,5 % V. Ada juga sejumlah komposit yang menggunakan UDMA ketimbang Bis-GMA. 1
penting lainnya yang menentukan sifat dan aplikasi klinis komposit adalah jumlah bahan pengisi yang ditambahkan, ukuran partikel dan distribusinya, radiopak, dan kekerasan. 1,
2.1.3. Bahan Pengikat Bahan pengikat berfungsi untuk mengikat partikel bahan pengisi dengan resin matriks. Adapun kegunaannya yaitu untuk meningkatkan sifat mekanis dan fisik resin, dan untuk menstabilkan hidrolitik dengan pencegahan air. Ikatan ini akan berkurang ketika komposit menyerap air dari penetrasi bahan pengisi resin. Bahan pengikat yang paling sering digunakan adalah organosilanes (3-metoksi-profil- trimetoksi silane) (Gambar 2). Zirconates dan titanates juga sering digunakan. O OCH
3,
║ │^3 CH 2 =C–C–O–CH 2 CH 2 CH 2 –Si–OCH │ │^3 CH 3 OCH (^3) Gambar 2. 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane. (Powers JM, Sakaguchi RL. CRAIGS’S Restorative Dental Materials. 12th^ ed. Missouri : Evolve, 2003 : 193)
2.2. Sifat – sifat Resin Komposit Sama halnya dengan bahan restorasi kedokteran gigi yang lain, resin komposit juga memiliki sifat. Ada beberapa sifat – sifat yang terdapat pada resin komposit, antara lain:
2.2.1. Sifat fisik Secara fisik resin komposit memiliki nilai estetik yang baik sehingga nyaman digunakan pada gigi anterior. Selain itu juga kekuatan, waktu pengerasa dan karakteristik permukaan juga menjadi pertimbangan dalam penggunaan bahan ini^7
a. Warna
Sifat-sifat fisik tersebut diantaranya:
Resin komposit resisten terhadap perubahan warna yang disebabkan oleh oksidasi tetapi sensitive pada penodaan. Stabilitas warna resin komposit dipengaruhi oleh pencelupan berbagai noda seperti kopi, teh, jus anggur, arak dan minyak wijen. Perubahan warna bisa juga terjadi dengan oksidasi dan akibat dari penggantian air dalam polimer matriks. Untuk mencocokan dengan warna gigi, komposit kedokteran gigi harus memiliki warna visual (shading) dan translusensi yang dapat menyerupai struktur gigi. Translusensi atau opasitas dibuat untuk menyesuaikan dengan warna email dan dentin. 1, b. Strength Tensile dan compressive strength resin komposit ini lebih rendah dari amalgam, hal ini memungkinkan bahan ini digunakan untuk pembuatan restorasi pada pembuatan insisal. Nilai kekuatan dari masing-masing jenis bahan resin komposit berbeda. c. Setting
1,
Dari aspek klinis setting komposit ini terjadi selama 20-60 detik sedikitnya waktu yang diperlukan setelah penyinaran. Pencampuran dan setting bahan dengan light cured dalam beberapa detik setelah aplikasi sinar. Sedangkan pada bahan yang
Akan tetapi memiliki derajat keausan yang sangat tinggi, karena resin matriks yang lunak lebih cepat hilang sehingga akhirnya filler lepas.^1
2.2.3. Sifat khemis Resin gigi menjadi padat bila berpolimerisasi. Polimerisasi adalah serangkaian reaksi kimia dimana molekul makro, atau polimer dibentuk dari sejumlah molekul – molekul yang disebut monomer. Inti molekul yang terbentuk dalam sistem ini dapat berbentuk apapun, tetapi gugus metrakilat ditemukan pada ujung – ujung rantai atau pada ujung – ujung rantai percabangan. Salah satu metakrilat multifungsional yang pertama kali digunakan dalam kedokteran gigi adalah resin Bowen (Bis-GMA). 1 Resin ini dapat digambarkan sebagai suatu ester aromatik dari metakrilat, yang tersintesa dari resin epoksi (etilen glikol dari Bis-fenol A) dan metal metakrilat. Karena Bis-GMA mempunyai struktur sentral yang kaku (2 cincin) dan dua gugus OH, Bis-GMA murni menjadi amat kental. Untuk mengurangi kekentalannya, suatu dimetakrilat berviskositas rendah seperti trietilen glikol dimetakrilat (TEDGMA) ditambahkan. 1
2.3. Klasifikasi Resin Komposit Sejumlah sistem klasisifikasi telah digunakan untuk komposit berbasis resin. Klasifikasi didasarkan pada rata-rata partikel bahan pengisi utama. Resin komposit berdasarkan ukuran partikel bahan pengisi utama di antaranya^1 :
2.3.1 Komposit tradisional. Komposit tradisional adalah komposit yang di kembangkan selama tahun 1970-an dan sudah mengalami sedikit modifikasi. Komposit ini disebut juga komposit kovensional atau komposit berbahan pengisi makro, disebut demikian karena ukuran partikel pengisi relatif besar. Bahan pengisi yang sering digunakan untuk bahan komposit ini adalah quartz giling. Dilihat dari foto micrograph bahan pengisi quartz giling mengalami penyebaran yang luas dari ukuran partikel. Ukuran rata-rata komposit tradisional adalah 8-12 μm, partikel sebesar 50μm mungkin ada^1 Komposit ini lebih tahan terhadap abrasi dibandingkan akrilik tanpa bahan pengisi. Namun, bahan ini memiliki permukaan yang kasar sebagai akibat dari abrasi selektif pada matrik resin yang lebih lunak, yang mengelilingi partikel pengisi yang lebih keras. Komposit yang menggunakan quartz sebagai bahan pengisi umumnya bersifat radioulusen.
1,
2.3.2. Komposit berbahan pengisi mikro Dalam mengatasi masalah kasarnya permukaan pada komposit tradisional, dikembangkan suatu bahan yang menggunkan partikel silika koloidal sebagai bahan pengisi anorganik. Partikelnya berukuran 0,04 μm; jadi partikel tersebut lebih kecil 200-300 kali di bandingkan rata-rata partikel quartz pada komposit tradisional. Komposit ini memiliki permukaan yang halus serupa dengan tambalan resin akrilik tanpa bahan pengisi. Dari segi estetis resin komposit mikro filler lebih unggul, tetapi sangat mudah aus karena partikel silika koloidal cenderung menggumpal dengan ukuran 0,
1
2.3.4. Komposit hibrit Kategori bahan komposit ini dikembangkan dalam rangka memperoleh kehalusan permukaan yang lebih baik dari pada partikel yang lebih kecil, sementara mempertahankan sifat partikel kecil tersebut. Ukuran partikel kacanya kira-kira 0,6- 1,0 mm, berat bahan pengisi antara 75-80% berat. Sesuai namanya ada 2 macam partikel bahan pengisi pada komposit hybrid. Sebagian besar hibrid yang paling baru pasinya mengandung silica koloidal dan partikel kaca yang mengandung logam berat. Silica koloidal jumlahnya 10-20% dari seluruh kandungan pasinya. Sifat fisik dan mekanis dari sitem ini terletak diantara komposit konvensional dan komposit partikel kecil, bahan ini lebih baik dibandingkan bahan pengisi pasi- mikro. Karena permukaannya halus dan kekuatannya baik, komposit ini banyak digunakan untuk tambalan gigi depan, termasuk kelas IV. Walaupun sifat mekanis umumnya lebih rendah dari komposit partikel kecil, komposit hibrid ini juga sering digunakan untuk tambalan gigi belakang.
1,
9,10,
2.4. Mekanisme Perlekatan Resin Komposit pada Struktur Gigi Jika sebuah molekul berpisah setelah penyerapan kedalam permukaan dan komponen-komponen konstituen mengikat dengan ikatan ion atau kovalen. Ikatan adhesive yang kuat sebagai hasilnya. Bentuk adhesive ini disebut penyerapan kimia, dan dapat merupakan ikatan kovalen atau ion. Selain secara kimia perlekatan pada resin komposit juga terjadi secara mekanis atau retensi, perlekatan yang kuat antara satu zat dengan zat lainnya bukan gaya tarik menarik oleh molekul. Contoh ikatan semacam ini seperti penerapan yang
3
melibatkan penggunaan skrup, baut atau undercut. Mekanisme perlekatan antara resin komposit dengan permukaan gigi melalui dua teknik yaitu pengetsaan asam dan pemberian bonding. 1,3,
2.4.1. Teknik etsa asam Sebelum memasukan resin, email pada permukaan struktur gigi yang akan ditambal diolesi etsa asam. Asam tersebut akan menyebabkan hydroxiapatit larut dan hal tersebut berpengaruh terhadap hilangnya prisma email dibagian tepi, inti prisma dan menghasilkan bentuk yang tidak spesifik dari struktur prisma. Kondisi tersebut menghasilkan pori-pori kecil pada permukaan email, tempat kemana resin akan mengalir bila ditempatkan kedalam kavitas. Bahan etsa yang diaplikasikan pada email menghasilkan perbaikan ikatan antara permukaan email-resin dengan meningkatkan energi permukaan email. Kekuatan ikatan terhadap email teretsa sebesar 15-25 MPa. Salah satu alasannya adalah bahwa asam meninggalkan permukaan email yang bersih, yang memungkinkan resin membasahi permukaan dengan lebih baik. Proses pengasaman pada permukaan email akan meninggalkan permukaan yang secara mikroskopis tidak teratur atau kasar. Jadi bahan etsa membentuk lembah dan puncak pada email, yang memungkinkan resin terkunci secara mekanis pada permukaan yang tidak teratur tersebut. Resin “ tag ” kemudian menghasilkan suatu perbaikan ikatan resin pada gigi. Panjang tag yang efektif sebagai suatu hasil etsa pada gigi anterior adalah 7-25 μm.
1,
1, Asam fosfor adalah bahan etsa yang digunakan. Konsentrasi 35 %-50 % adalah tepat, konsentrasi lebih dari 50 % menyebabkan pembentukan monokalsium
tersusun secara rapat sehingga membentuk perisma email secara bersamaan berikatan dengan matriks organik. Pada perisma yang panjang bentuknya seperti batang dengan diameter sekitar 5 μm. Krital hidroksiapatit bentuknya heksagonal yang tipis, karena strukrur seperti itu tidak memungkinkan mendapatkan susunan yang sempurna. Celah diantara kristal dapat terisi air dan material organik. Bahan bonding biasanya terdiri atas bahan matriks resin BIS-GMA yang encer tanpa pasi atau hanya dengan sedikit bahan pengisi (pasi). Bahan bonding email dikembangkan untuk meningkatkan kemampuan membasahi email yang teretsa. Umumnya, kekentalan bahan ini berasal dari matriks resin yang dilarutkan dengan monomer lain untuk menurunkan kekentalan dan meningkatkan kemungkinan membasahi. Bahan ini tidak mempunyai potensi perlekatan tetapi cendrung meningkatkan ikatan mekanis dengan membentuk resin tag yang optimum pada email. Beberapa tahun terakhir bahan bonding tersebut telah digantikan dengan sistem yang sama seperti yang digunakan pada dentin. Peralihan ini terjadi karena manfaat dari bonding simultan pada enamel dan dentin dibandingkan karena kekuatan bonding.
3,10,
B. Bahan bonding dentin
1
Dentin adalah bagian terbesar dari struktur gigi yang terdapat hampir diseluruh panjang gigi dan merupakan jaringan hidup yang terdiri dari odontoblas dan matriks dentin. Tersusun dari 75 % materi inorganik, 20 % materi organik dan 5 % materi air. Didalam matriks dentin terdapat tubuli berdiameter 0,5-0,9 mm dibagian dentino enamel jungsion dan 2-3 mm diujung yang berhubungan dengan pulpa.
Jumlah tubuli dentin sekitar 15-20 ribu /mm^2 didekat dentino enamel jungtion dan sekitar 45-65 ribu dekat permukaan pulpa.3, Penggunaan asam pada etsa untuk mengurangi terbentuknya microleakage atau kehilangan tahanan tidak lagi menjadi resiko pada resin dipermukaan enamel. Permasalahan timbul pada resin dipermukaan dentin atau sementum. Pengetsaan asam pada dentin yang tidak sempurna dapat melukai pulpa. Dentin bonding terdiri dari :
- Dentin Conditioner Fungsi dari dentin conditioner adalah untuk memodifikasi smear layer yang terbentuk pada dentin selama proses preparasi kavitas. Yang termasuk dentin conditioer antara lain asam maleic, EDTA, asam oxalic, asam phosric dan asam nitric. Pengaplikasian bahan asam kepermukaan dentin akan menghasilkan reaksi asam basah dengan hidroksiapatit, hal ini akan mengkibatkan larutnya hidroksiapatit yang menyebabkan terbukanya tubulus dentin serta terbentuknya permukaan demineralisasi dan biasanya memiliki kedalaman 4 mm. Semakin kuat asam yang digunakan semakin kuat pula reaksi yang ditimbulkan. Beberapa dari dentin conditioner mengandung glutaralhyde. Glutaralhyde dikenal sebagai bahan untuk penyambung kolagen. Proses penyambungan ini untuk menghasilkan substrat dentin yang lebih kuat dengan meningkatkan kekuatan dan stabilitas dari struktur kolagen.
- Primer
3
Primer bekerja sebagai bahan adhesive pada dentin bonding agen yaitu menyatukan antara komposit dan kompomer yang bersifat hidrofobik dengan dentin
amino dalam kolagen. Ikatan yang terjadi banyak berupa ikatan fisik tetapi bisa juga dalam beberapa kasus terjadi ikatan kimiawi. Hidroksi ethyl metacrylate (HEMA) adalah bahan pengikat yang paling banyak digunakan. HEMA memiliki kemampuan untuk berpenetrasi kedalam permukaan dentin yang mengalami demineralisasi dan kemudian berikatan dengan kolagen melalui gugus hidroksil dan amino yang terdapat pada kolagen. Aksi dari bahan pengikat dari larutan primer adalah untuk membuat hubungan ataupun ikatan molekular antara poli (HEMA) dan kolagen.
1,
1,3,
Kebanyakan sealer dentin yang digunakan adalah gabungan dari Bis-GMA dan HEMA. Bahan ini meningkatkan adaptasi bonding terhadap permukaan dentin.^3
2.5. Mekanisme Pengerasan pada Resin Komposit Kepadatan yang terbentuk pada resin komposit melalui mekanisme polimerisesi. Monomer metil metakrilat dan dimetil metakrilat berpolimerisasi dengan mekanisme pilomerisai tambahan yang diawali oleh radikal bebas. Radikal bebas dapat berasal dari aktivitas kimia atau pengaktifan energi eksternal (panas atau sinar) karena komposit gigi penggunaan langsung biasanya menggunakan aktivasi sinar atau kimia kedua sistem ini akan dibahas.1,
2.5.1. Resin komposit yang diaktifkan secara kimia Bahan yang diaktifkan secara kimia dipasok dalam dua pasta, satu mengandung inisiator benzoil peroksida dan lainnya mengandung amine tersier (N,N-
dimetil- p -toluidin). Bila kedua pasta diaduk, amin beraksi dengan benzoil peroksida untuk membentuk radikal bebas dan polimerisasi tambahan dimulai (Gambar 4). Bahan-bahan ini digunakan unntuk restorasi dan pembuatan inti yang pengerasannya tidak dengan sumber sinar.1,3,
Gambar 4: Resin komposit yang diaktifkan secara kimia. (Noort R. Introduction to Dental Materials 3 rd^ ed_._ London : Mosby Elsevier, 2007 : 105)
2.5.2. Resin komposit yang diaktifkan dengan sinar Sistem yang pertama diaktifkan dengan sinar menggunakan sinar ultra violet untuk merangsang radikal bebas. Dewasa ini, komposit yang diaktifkan dengan sinar ultra violet telah diganti karna efek cahayanya dapat mengiritasi retina. Sehingga diganti dengan sinar yang dapat dilihat dengan mata (sinar biru). Yang secara nyata meningkatkan kemampuan berpolimerisasi lebih tebal sampai 2 mm. Resin komposit yang mengeras dengan sinar dipasok sebagai pasta tunggal dalam satu semprit. Radikal bebas pemulai reaksi, terdiri atas molekul foto-inisiator dan aktivator amin, yang terdapat dalam pasta ini. Bila kedua komponen tidak terpapar oleh sinar, komponen tersebut tidak bereaksi. Namun, pemamparan terhadap
3
