BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Transkripsi

1 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Enamel Enamel dibentuk oleh sel yang disebut sebagai ameloblast, yang berasal dari lapisan embrio yang dikenal sebagai ectoderm. Enamel melapisi bentuk anatomi mahkota gigi dan ketebalannya berbeda pada setiap daerah. Enamel lebih tebal pada bagian incisal dan oklusal gigi dan semakin lama semakin menipis pada servikal gigi sampai mencapai sementoenamel junction. Ketebalannya juga berbeda-beda antara kelas yang satu dengan yang lainnya. Pada incisal ridge insisivus rata-rata sekitar 2,5 mm, pada cups premolar rata-rata sekitar 2,3 mm sampai 2,5 mm dan pada cups molar rata-rata sekitar 2,5 mm sampai 3 mm. 22 Pada permukaan lateral ketebalan enamel sekitar 1,3 mm. 23 Enamel bersifat semitranslucent, berwarna putih kekuningan sampai putih keabuabuan tergantung pada ketebalan enamel. Tingkat translusensi enamel berhubungan dengan tingkat kalsifikasi dan homogenitas. Warna enamel penting dalam menentukan perubahan physiochemical yang terjadi karena ketidaknormalan kondisi gigi. 22 Komposisi kimia enamel terdiri atas 92-93% zat anorganik, 1-2% zat organik dan 3-4% air. William dan Elliot (1979) menyusun komposisi mineral enamel dalam jumlah besar berupa Ca, P, CO 2, Na, Mg, Cl dan K sedangkan dalam jumlah kecil berupa F, Fe, Zn, Sr, Cu, Mn dan Ag. Zat anorganik yang utama berupa hidroksiapatit [Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 ] sekitar 90-92% dari volumenya yang tersusun atas komponenkomponen kalsium fosfat. 22,23 Ion fluoride sangat esensial pada pembentukan dan perkembangan enamel karena dapat menggantikan gugus hidroksil sehingga membentuk fluor apatit [Ca 10 (PO 4 ) 6 (F) 2 ]. Fluorisasi paling banyak terjadi di enamel bagian luar, hal

2 ini sangat penting untuk mempertahankan keutuhan enamel sebab fluor apatit lebih sukar larut dibandingkan dengan hidroksiapatit. 24 Secara struktural enamel terdiri atas jutaan enamel rod atau prisma yang merupakan struktur komponen terluas. Struktur ini berubah-ubah jumlahnya dari kira-kira 5 juta pada insisivus mandibula sampai sekitar 12 juta pada molar maksila. Prisma ini memanjang dari arah perbatasan enamel dan dentin ke permukaan enamel, serta saling mengikat satu sama lain. Pada potongan melintang tampak seperti keyhole yang terdiri atas kepala dan ekor. Arah prisma ke permukaan tidak lurus melainkan bergelombang. Pada bagian kepala prisma terdapat prism sheath yang di dalamnya terdapat kristal hidroksiapatit. Sumbu kristal sejajar dengan arah prisma di dasar prisma dan tampak memanjang di ujung prisma. Di antara kristal terdapat celah berisi matriks yang sukar diamati sebab terdiri dari zat berupa gel yang tidak berstuktur. Bentuk gel tersebut memungkinkan matriks mengikat kristal. Di antara kristal juga terdapat cross striations dan di bagian lebih luar terdapat striae of retzius yang arahnya dari perbatasan enameldentin ke permukaan bersudut tajam. 22,23 Gambar 1. Enamel Rod 22

3 Enamel merupakan jaringan terkeras dari seluruh jaringan tubuh manusia. Kekerasan permukaan luar gigi berbeda-beda dan akan semakin berkurang menuju ke arah dalam yaitu dari enamel ke dentin. Walaupun enamel merupakan struktur yang sangat keras dan padat, namun enamel bersifat permeabel terhadap ion-ion dan molekul yang dapat berpenetrasi sebagian atau kompleks. 1,24, Demineralisasi Demineralisasi adalah hilangnya sebagian atau keseluruhan kristal enamel. Demineralisasi enamel juga dapat diartikan sebagai hilangnya sebagian atau keseluruhan mineral dari hidroksiapatit karena sebagian besar enamel tersusun atas hidroksiapatit [Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 ]. 1,2 Adanya paparan asam dalam waktu yang lama di dalam mulut akan menyebabkan perubahan ph rongga mulut sehingga permukaan gigi menjadi asam. Jika ph saliva berada pada ph dibawah 5,5 dan berkontak dengan hidroksiapatit akan menyebabkan terurainya ion-ion seperti kalsium dan fosfat. 2 Demineralisasi dapat dibedakan menjadi demineralisasi yang disebabkan oleh karies dan demineralisasi non karies yang terdiri atas atrisi, abrasi dan erosi. Demineralisasi oleh karies disebabkan oleh asam yang berasal dari fermentasi karbohidrat oleh bakteri. Sedangkan demineralisasi non karies seperti pada erosi terjadi karena asam yang berasal dari makanan dan minuman, obat-obatan, asam lambung dan dari lingkungan pekerjaan yang berkontak langsung dengan gigi tanpa melibatkan aktifitas bakteri. 5 Karies gigi terjadi secara terlokalisir dengan kerusakan ke dalam dan memerlukan waktu yang lama, sedangkan erosi gigi terjadi secara merata pada permukaan gigi. 5,24

4 Demineralisasi enamel terjadi melalui proses difusi akibat adanya perbedaan konsentrasi dari larutan di permukaan dengan di dalam enamel gigi. Larutan yang berkonsentrasi tinggi dengan ph rendah akan berdifusi ke dalam enamel gigi melalui kisi-kisi kristal dan prisma enamel yang mengandung air dan matriks organik/ protein. Demineralisasi enamel terjadi akibat lepasnya ion kalsium dari enamel gigi yang dipengaruhi oleh asam sehingga struktur enamel terurai. 1,16,26 Reaksi kimia pelepasan ion kalsium dari enamel gigi dalam suasana asam ditunjukkan melalui gambar berikut : 27 Gambar 2. Demineralisasi Enamel Gigi 26 Saat berdifusi ke dalam enamel, asam akan terionisasi menjadi H + dan [L - ] dan ion H + akan merusak kalsium hidroksiapatit, menguraikannya menjadi ion-ion Ca 2+, OH -, PO 3-4. ion yang terbentuk masuk ke dalam larutan dan membentuk senyawa kompleks. Setelah konsentrasi senyawa kompleks ini cukup tinggi maka molekulmolekul tersebut akan lepas dan keluar dari susunan enamel. 1,26

5 Menurut Dawes, ketika hidroksiapatit kontak dengan larutan maka terjadi reaksi sebagai berikut : 4,25 Presipitation Demineralisasi Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 10Ca PO OH - Padat Larut Dari reaksi di atas, ion OH - akan diubah oleh ion [H + 3- ] ke bentuk H 2 O dan PO 4 menjadi bentuk HPO 2-4 yang jika berkontak dengan asam dalam waktu yang lama akan berubah menjadi H 2 PO - 4. Hal ini akan menyebabkan berkurangnya ion [OH - ] dan [PO 3-4 ] pada sisi sebelah kanan. Apabila mencapai pada tahap akhir bahan yang padat akan masuk ke dalam larutan, namun ion [Ca 2+ ] tidak akan mengalami perubahan. 25 Pada saat enamel berkontak dengan asam maka komponen ion hidrogen dari asam akan mulai melarutkan kristal enamel pada permukaan. Mula-mula daerah selubung prisma kemudian inti prisma yang larut yang membentuk permukaan dikenal sebagai sarang lebah. Asam yang tidak terionisasi akan berdifusi ke dalam daerah interprismatik enamel dan selanjutkan akan melarutkan bagian bawah permukaan enamel. Jika demineralisasi terjadi secara terus menerus maka akan terbentuk pori-pori kecil pada enamel yang disebut sebagai porositas yang dapat menyebabkan penurunan kekerasan enamel. 16, Erosi Gigi Erosi gigi merupakan suatu proses kehilangan atau larutnya mineral gigi secara irreversible yang disebabkan oleh proses kimia yang bukan melibatkan bakteri. 3,7,17 Larutnya struktur mineral gigi terjadi karena kontak dengan asam yang dapat berasal dari dalam tubuh (intrinsik) maupun dari luar tubuh (ekstrinsik). 3,6,7,8

6 Seperti yang diketahui, penyebab erosi gigi adalah asam baik intrinsik maupun ekstrinsik. Penyebab instrinsik pada erosi gigi (asam yang berasal dari dalam tubuh) adalah asam lambung yang dihasilkan dari gastroesophageal reflux, vomitus dan rumination. Pada gastroesophageal reflux (GERD), asam lambung naik mengalir ke esofagus dan masuk ke dalam rongga mulut secara tidak sadar. Asam lambung dengan ph rendah di bawah 1 mencapai rongga mulut berkontak dengan gigi. Hal ini disebabkan meningkatnya tekanan abdominal, ketidakmampuan sphincter esophagus bagian bawah berelaksasi dan meningkatnya produksi asam di lambung. Vomitus dapat terjadi karena masalah medis seperti psikosomatik, metabolik, endokrin, gangguan pada gastrointertinal dan induksi obat-obatan. Vomitus dapat terjadi secara spontan maupun distimulasi sendiri. Vomitus secara spontan seperti yang terjadi pada ibu hamil, penderita ulkus peptikum, efek samping obat-obatan, diabetes, atau gangguan system saraf. Sedangkan vomitus yang distimulasi sendiri terjadi pada orang-orang yang mengalami gangguan pola makan seperti penderita bulimia dan anoreksia nervosa. Rumination merupakan kondisi seseorang yang secara sengaja menstimulasi isi dalam lambungnya dalam jumlah sedikit dan mengunyahnya sebelum ditelan kembali. 3,5,7,8 Penyebab ekstrinsik pada erosi gigi (asam yang berasal dari luar tubuh) adalah asam dari minuman ringan, makanan, obat-obatan dan asam yang berasal dari lingkungan pekerjaan. Penyebab terbanyaknya adalah makanan dan minuman asam. Hal ini terlihat bahwa kebanyakan buah dan jus buah mempunyai ph yang sangat rendah (tingkat asam yang tinggi). 4,8 Minuman berkarbonat dan minuman olahraga juga sangat asam. Obatobatan yang bersifat asam juga dapat menyebabkan erosi karena kontak langsung dengan gigi ketika obat dikunyah atau ditempatkan dalam mulut sebelum ditelan seperti

7 mengunyah vitamin C atau suplemen hydrochloric acid. Erosi gigi juga dapat disebabkan oleh pekerjaan. Chromic, hydrochloric, sulfuric dan asam nitric telah diidentifikasi sebagai uap bersifat asam yang menyebabkan erosi. Hal ini berhubungan dengan lingkungan pekerjaan selama proses industri. Erosi gigi juga dilaporkan terjadi pada perenang yang bekerja secara teratur di dalam kolam yang bersifat asam seperti yang tampak pada pekerja pengecap minuman anggur. 5,6,8 2.4 Vitamin C Vitamin adalah salah satu jenis vitamin yang larut dalam air dan mempunyai peran penting dalam mencegah terjadinya berbagai macam penyakit dan meningkatkan imunitas tubuh. Vitamin C merupakan golongan vitamin anti oksidan yang mampu menangkal radikal bebas dengan karakteristik mudah teroksidasi oleh panas, cahaya dan logam. Bentuk utama vitamin C adalah asam askorbat yang mula-mula dikenal sebagai asam heksuronat dengan rumus C 6 H 8 O 6. Karena berkhasiat sebagai anti skorbut maka dinamakan asam askorbat atau vitamin C dengan rumus bangun berikut ini: 14,28,29 Gambar 3. Rumus Kimia Asam Askorbat Fungsi vitamin C yang paling menonjol adalah efek stimulasi imunitas tubuh yang penting sebagai pertahanan terhadap infeksi seperti pilek biasa. Vitamin C juga bertindak sebagai inhibitor histamin suatu senyawa yang dilepaskan selama reaksi alergi. Vitamin C merupakan antioksidan dan ikut berperan saat sintesis kolagen serta hormon-

8 hormon yang penting dan neutrotransmiter peptide dan karnitin, bersama-sama dengan zinc dalam proses penyembuhan luka, serta mempunyai peranan dalam menjaga kesehatan gigi dan gusi di rongga mulut. 28,29 Defisiensi asam askorbat dapat menyebabkan sariawan, kulit menjadi kasar, gusi tidak sehat sehingga gigi mudah goyah dan lepas, perdarahan di bawah kulit (sekitar mata dan gusi), cepat lelah, otot lemah dan depresi. Di samping itu, asam askorbat juga berhubungan dengan masalah kesehatan lain, seperti kolestrol tinggi, sakit jantung, artritis (radang sendi) dan pilek. 28,29 Efek samping dari konsumsi vitamin C lebih dari 1 gram/hari dapat menyebabkan diare dan dapat meningkatkan bahaya terbentuknya batu ginjal, sedangkan jika kelebihan vitamin C yang berasal dari buah-buahan umumnya tidak menimbulkan efek samping. Penggunaan kronik vitamin C dosis sangat besar dapat menyebabkan ketergantungan, dimana penurunan mendadak kadar vitamin C dapat menimbulkan rebound scurvy. 28 Vitamin C diserap oleh usus tergantung pada jumlah asupan makanannya yang menurun seiring meningkatnya tingkat konsumsi. Pada asupan mg, sekitar 70-90% diserap, pada asupan 1-1,5 gram sekitar 50% diserap dan pada asupan 12 gram hanya diserap 16%. Pada asupan sekitar 500 mg penyerapan terjadi melalui proses transport aktif natrium, sedangkan pada dosis yang lebih tinggi terjadi difusi sederhana. 29 Kebutuhan vitamin C berbeda-beda pada setiap individu tergantung pada usia, jenis kelamin dan kebiasaan hidup masing. Kebiasaan hidup yang berpengaruh terhadap kebutuhan vitamin C seperti merokok, minum kopi, minuman beralkohol dan konsumsi obat-obatan tertentu seperti anti kejang, antibiotik, tetrasiklin, anti artritis, obat tidur dan kontrasepsi oral. Merokok dapat menghilangkan 25% vitamin C dalam darah. Selain itu

9 stress, demam, infeksi dan olahraga dapat meningkatkan kebutuhan vitamin C dalam tubuh. 29 Tubuh tidak dapat memproduksi dan menyimpan vitamin C sehingga dianjurkan untuk mengkonsumsi vitamin C setiap harinya. 29 Dosis yang dianjurkan untuk anak-anak di bawah 1 tahun sekitar 50 mg, anak-anak usia 1-13 tahun adalah mg, remaja sekitar mg, wanita dan pria dewasa adalah 75 mg dan 90 mg, ibu hamil mg, serta ibu menyusui sekitar mg. Batas maksimum yang diizinkan untuk mengkonsumsi vitamin C adalah 1000 mg/hari. 29,30 Sumber utama vitamin C adalah buah-buahan dan sayuran. Buah jeruk, blackcurrant, paprika, sayuran hijau (misalnya brokoli, kubis Brussel) dan buah-buahan seperti stroberi, jambu biji, mangga dan kiwi adalah sumber yang kaya akan vitamin C. pada tabel berikut menunjukkan kandungan vitamin C dalam beberapa jenis buah dan sayuran. 29 Tabel 1. Kandungan vitamin C dalam beberapa jenis buah dan sayuran. 29 Makanan Vitamin C (mg/100 g) Acerolas 1600 Blackcurrants 200 Cabe 138 Brokoli 115 Fennel 95 Kiwi 71 Stroberri 64 Jeruk Apel Vitamin C tersedia dalam berbagai preparat baik dalam bentuk tablet yang mengandung mg maupun dalam bentuk larutan. Kebanyakan sediaan

10 multivitamin mengandung vitamin C. Air jeruk mengandung vitamin C yang tinggi sehingga dapat digunakan untuk terapi menggantikan sediaan vitamin C. 27 Masyarakat memenuhi kebutuhan vitamin C dengan berbagai cara beberapa di antaranya adalah mengkonsumsi minuman yang mengandung vitamin C seperti buah dan minuman suplemen yaitu larutan vitamin C secara rutin. Seperti diketahui, minuman-minuman tersebut bersifat asam. Beberapa penelitian melaporkan bahwa minuman jus buah mempunyai ph yang sangat rendah dan menemukan hubungan erat antara frekuensi mengkonsumsi minuman bersifat asam dengan erosi gigi. 3 ph jus jeruk berkisar antara 3,6-3,8, jus apel 3,4-4,0 sedangkan ph larutan vitamin C berkisar 2,6-3,98. 3,15,16 Penelitian sebelumnya menyebutkan bahwa erosi gigi tidak hanya bergantung pada ph minuman saja namun juga dipengaruhi oleh kandungan titrable acid, jenis asam, kadar asam, kandungan fosfat, kalsium dan fluor dalam minuman. Minuman dengan ph yang tinggi, titrable acid yang rendah dan konsentrasi kalsium, fosfat dan fluor yang tinggi akan mengurangi daya erosif suatu minuman. 2,15,26 Asam seperti asam sitrat yang terdapat pada minuman sebagai campuran ion hidrogen, molekul asam terdisosiasi, dengan nilai masing-masing ditentukan oleh disosiasi asam konstan dan ph larutan dapat melarutkan permukaan gigi 1. Ion hidrogen secara langsung menyerang kristal permukaan. Asam sitrat mempunyai aksi ganda yang dapat membahayakan permukaan gigi. Asam sitrat, malat dan tartat sangat kuat sifat erosifnya karena sifat asam dan kemampuannya mengikat kalsium walau pada ph yang tinggi. 1,24 Janvien dkk menyimpulkan bahwa memakan buah jeruk dua kali sehari dapat meningkatkan kecenderungan seseorang mengalami erosi gigi. 6,7 Menurut Elsbury, asam sitrat lebih cepat mengerosi terutama pada ph rendah bahkan pada ph 1,5 dan 2,5. asam ini dua kali lebih destruktif terhadap

11 enamel gigi dari pada asam klorida ataupun asam nitrat karena afinitasnya yang tinggi terhadap kalsium. 1,24 Penelitian yang dilakukan untuk membandingkan efek pemutih gigi dengan jus jeruk pada permukaan enamel gigi memperlihatkan hasil yang tidak signifikan dibandingkan dengan jus buah yang popular seperti jus jeruk. Permukaan enamel yang berkontak dengan jus jeruk selama 20 menit per hari dalam 5 hari menunjukkan pengurangan kekerasan permukaan gigi yang signifikan. 13 Penelitian lain yang membandingkan antara minuman ringan blackcurrant yang ditambahkan kalsium dengan jus jeruk. Masing-masing dikonsumsi 4 kali sehari sebanyak 250 ml selama 20 hari. Hasil menunjukkan minuman ringan blackcurrent yang ditambahkan kalsium menyebabkan kehilangan permukaan gigi yang lebih sedikit dibandingkan dengan jus jeruk. 31 Mengunyah vitamin C tablet dengan rasa buah memperlihatkan penurunan ph saliva ke level yang rendah menyebabkan enamel gigi dapat kehilangan kalsium yang merupakan susunan dari kalsium sitrat kompleks. 6 Penelitian dari Universitas Helsinki menemukan bahwa vitamin bersoda yang dimasukkan ke air dapat melarutkan mineral-mineral yang terkandung di dalam gigi menyebabkan gigi berpori dan cenderung mudah mengalami kerusakan. 20 Menurut penelitian yang dilakukan oleh University of Baltimore Dental School, kandungan asam sitrat dalam vitamin C yang menjadi penyebab erosi gigi ph Meter Inolab ph 720 ph meter Inolab ph 720 merupakan alat yang digunakan untuk mengukur ph suatu larutan. Cara pengoperasiannya dengan melakukan kalibrasi terlebih dahulu yaitu dengan menekan tombol Cal, kemudian celupkan elektroda ke larutan buffer. Lalu tekan tombol Run/Enter dan tunggu sampai stabil. 32

12 Untuk melakukan pengukuran ph, setelah melakukan kalibrasi elektoda dibersihkan dengan aquadest. Lalu tekan tombol M untuk melakukan pengukuran ph. Masukkan elektroda ke larutan yang akan di uji, tunggu sampai stabil kemudian lalukan pembacaan ph. Setelah selesai digunakan, bersihkan kembali elektroda dengan aquadest, lalu tekan tombol Off untuk mematikan alat. 32 Gambar 4. ph meter Inolab ph Micro Vickers Hardness Tester Kekerasan sulit didefenisikan secara spesifik. Ada banyak faktor yang mempengaruhi kekerasan material seperti strength, proportional limit, ductility, malleability dan sebagainya. Dalam ilmu mineralogy kekerasan digambarkan sebagai kemampuan material dalam menahan goresan. Sedangkan dalam ilmu metallurgy dan bidang lainnya, ketahanan identasi digunakan sebagai ukuran kekerasan. 33 Pengukuran kekerasan permukaan dapat dilakukan dengan menggunakan beberapa alat seperti Brinell Hardness Test (BHN), Rockwell Hardness Test (RHN), Vickers Hardness Test (VHN) dan Knoop Hardness Test (KHN). Salah satu perbedaan keempat alat tersebut adalah terletak pada indentornya. Brinell Hardness Test (BHN) menggunakan indentor berbentuk baja yang bulat (steel-ball), Rockwell Hardness Test (RHN) menggunakan indentor dengan ujung diamond yang konus, Knoop Hardness Test

13 (KHN) menggunakan indentor yang berbentuk diamond dan Vickers Hardness Test (VHN) menggunakan indentor yang berbentuk diamond dengan dasar persegi dan sudutsudut di antara permukaan pyramid terhadap permukaan yang diuji. Pengukuran kekerasan permukaan dengan menggunakan Knoop dan Vickers diklasifikasikan ke dalam microhardness test, sedangkan penggunaan Brinell dan Rockwell diklasifikasikan ke dalam macrohardness test. 33 Kekerasan enamel dapat diukur dengan menggunakan alat Knoop (KHN) dan Vicker (VHN). Rata-rata kekerasan untuk enamel berkisar antara KHN atau VHN. Craig dan Peyton melaporkan bahwa kekerasan enamel berkisar antara VHN. Collys dkk melaporkan kekerasan enamel berkisar antara VHN sedangkan Wilson dan Love melaporkan kekerasan permukaan enamel berkisar antara VHN. Variasi kekerasan enamel ini terjadi dikarenakan faktor seperti gambaran histoligi, komposisi kimia, persiapan specimen, beban pengukuran dan kesalahan pembacaan (reading error) pada indentation length (IL). 34 Penelitian yang dilakukan Briliana tahun 2009 melaporkan bahwa rata-rata kekerasan enamel gigi premolar yang diteliti berkisar VHN. Hasil penelitian tersebut menunjukkan bahwa terdapat penurunan kekerasan gigi yang bermakna setelah perendaman 120 menit dalam minuman kopi dan bir, sedangkan pada perendaman 30 dan 60 menit tidak terdapat penurunan kekerasan yang signifikan. Penurunan kekerasan tidak terlihat pada gigi yang direndam dalam minuman teh botol baik direndam selama 30, 60 maupun 120 menit. 35 Vickers Test digunakan ADA (America Dental Association) ditujukan pada logam emas tuang (dental casting gold) dan bahan-bahan yang mempunyai sifat mudah pecah sehingga dapat digunakan untuk mengukur kekerasan permukaan gigi. 30 Micro

14 Vickers Hardness Tester merupakan pengukuran kekerasan suatu material dengan nilai kekerasan yang kecil dan indentasi yang lebih kecil. Beban yang digunakan adalah antara gram. 36 Penggunaan Micro Vickers untuk mengukur kekerasan dilakukan dengan meletakkan bahan yang akan diuji pada meja Micro Vickers sampai indentor mengenai permukaan bahan yang akan diuji. Kemudian indentor akan menyentuh permukaan bahan uji. Setelah itu maka akan telihat bekas penekanan berbentuk belah ketupat. Lalu panjang diagonalnya diukur pada mikroskop dengan mikrometer yang ada pada lensa okuler. 33,36 Gambar 5. Micro Vickers Hardness Tester