BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Basis Gigitiruan 2.1.1 Pengertian Basis gigitiruan adalah bagian dari gigitiruan yang bersandar pada jaringan lunak dan sebagai tempat melekatnya anasir gigitiruan. 1 Daya tahan, penampilan dan sifat-sifat dari suatu basis gigitiruan sangat dipengaruhi oleh bahan yang digunakan untuk membuatnya. Berbagai bahan telah digunakan untuk membuat basis gigitiruan, namun belum ada satupun bahan yang dapat memenuhi semua persyaratan yang diperlukan suatu basis gigitiruan. 9 2.1.2 Bahan Basis Gigitiruan Basis gigitiruan dapat dibuat dari bahan logam atau non logam, namun sampai saat ini kebanyakan basis gigitiruan terbuat dari bahan non-logam terutama polimer karena polimer tersebut mudah didapat, memiliki kestabilan dimensi, mudah dimanipulasi, warnanya stabil dan biokompatibel. 2 Bahan basis polimer yang paling umum dipakai untuk membuat basis gigitiruan adalah resin akrilik atau disebut polimetil metakrilat. 2,3 Resin akrilik terdiri atas 3 jenis, yaitu resin akrilik swapolimerisasi, resin akrilik polimerisasi sinar dan resin akrilik polimerisasi panas. 2,6 Resin akrilik swapolimerisasi ( resin akrilik cold curing atau self curing autopolymeryzing) adalah resin akrilik yang ditambahkan aktivator kimia yaitu dimetil-para-toluidin karena memerlukan aktivasi secara kimia dalam proses
polimerisasi selama 5 menit. Resin ini jarang digunakan sebagai bahan untuk membuat basis gigitiruan karena kekuatan dan stabilitas warnanya tidak sebaik resin akrilik polimerisasi panas, selain itu jumlah monomer sisa pada resin akrilik swapolimerisasi lebih tinggi dibandingkan resin akrilik polimerisasi panas. Resin akrilik polimerisasi sinar (light cured resin) adalah resin akrilik dalam bentuk lembaran dan benang serta dibungkus dengan kantung kedap cahaya atau dalam bentuk pasta dan sebagai inisiator polimerisasi ditambah camphoroquinone. Penyinaran selama 5 menit membutuhkan gelombang cahaya sebesar 400-500 nm sehingga memerlukan unit kuring khusus dengan menggunakan empat buah lampu halogen tungtens/ultraviolet. Bahan ini juga jarang dipakai untuk membuat basis gigitiruan karena disamping memerlukan unit kuring khusus, bahan ini juga memiliki kekuatan perlekatan yang rendah terhadap anasir gigitiruan berbahan resin jika dibandingkan dengan resin akrilik polimerisasi panas. 2,4-10 Resin akrilik polimerisasi panas ( heat cured resin acrylic) adalah resin akrilik yang polimerisasinya dengan pemanasan. Energi termal yang diperlukan untuk polimerisasi bahan dapat diperoleh dengan menggunakan pemanasan air atau oven gelombang mikro. 2 2.2 Resin Akrilik Polimerisasi Panas Resin akrilik polimerisasi panas merupakan polimer yang paling banyak digunakan saat ini dalam pembuatan basis gigitiruan karena bernilai estetis dan ekonomis, memiliki sifat fisis dan mekanis yang cukup baik, serta mudah
dimanipulasi dengan peralatan yang sederhana. 9,28 Begitupun, resin akrilik polimerisasi panas ini masih memilik kekurangan yaitu mudah fraktur. 13 2.2.1 Komposisi Resin akrilik polimerisasi panas terdiri dari: 2,6,29 A. Bubuk - Polimer (poli metil metakrilat) - Initiator : berupa 0,2 0,5 % benzoil peroksida - Pigmen : merkuri sulfit atau cadmium sulfit - Plasticizer : dibutil phthalate - Opacifiers : seng atau Titanium oksida B. Cairan - Monomer (metil metakrilat) - Stabilizer ; sekitar 0,006 % hidroquinon untuk mencegah berlangsungnya polimerisasi selama penyimpanan. - Bahan untuk memacu ikatan silang, seperti etilen glikol dimetakrilat (1-2 %) 2.2.2 Manipulasi Beberapa hal yang perlu diperhatikan pada saat manipulasi resin akrilik polimerisasi panas yaitu : a) Perbandingan polimer dan monomer Perbandingan yang umum digunakan adalah 3,5:1 satuan volume atau 2,5:1 satuan berat. Bila monomer terlalu sedikit maka tidak semua polimer sanggup
dibasahi oleh monomer akibatnya akrilik yang telah selesai berpolimerisasi akan bergranul. Sebaliknya, monomer juga tidak boleh terlalu banyak karena dapat menyebabkan terjadinya kontraksi pada adonan resin akrilik. 6 b) Pencampuran Polimer dan monomer dengan perbandingan yang benar dicampur dalam tempat yang tertutup lalu dibiarkan beberapa menit hingga mencapai fase dough. 2 Pada saat pencampuran ada empat tahap yang terjadi yaitu : 2,6 1. Sandy stage adalah terbentuknya campuran yang menyerupai pasir basah. 2. Sticky stage adalah saat bahan akan merekat ketika bubuk mulai larut dalam cairan dan berserat ketika ditarik. 3. Dough stage adalah saat konsistensi adonan mudah diangkat dan tidak melekat lagi, dimana tahap ini merupakan waktu yang tepat untuk memasukkan adonan ke dalam mould dan kebanyakan dicapai dalam waktu 10 menit. 4. Rubber hard stage adalah tahap seperti karet dan tidak dapat dibentuk dengan kompresi konvensional. c) Pengisian Sebelum pengisian, dinding mould diberi bahan separator untuk mencegah merembesnya cairan ke bahan mould dan berpolimerisasi sehingga menghasilkan permukaan yang kasar, merekat dengan bahan tanam gips dan mencegah air dari gips masuk ke dalam resin akrilik. 28 Pengisian adonan ke dalam mould harus diperhatikan agar terisi penuh dan saat dipres terdapat tekanan yang cukup pada mould. Setelah pengisian adonan ke dalam mould penuh kemudian dilakukan pres pertama sebesar 1000 psi ditunggu
selama 5 menit agar mould terisi padat dan kelebihan resin dibuang kemudian dilakukan pres terakhir dengan tekanan 2200 psi ditunggu selama 5 menit. Selanjutnya kuvet dipasang mur dan dilakukan proses kuring. 6,30 d) Kuring Kuvet dibiarkan pada temperatur kamar kemudian dipanaskan pada suhu 70 0 C dibiarkan selama 30 menit, dan selanjutnya 100 0 C dibiarkan selama 90 menit. 31 2.2.3 Keuntungan dan Kerugian Keuntungan pemakaian bahan basis gigitiruan resin akrilik polimerisasi panas adalah sebagai berikut: 1,13 a. Harga relatif murah b. Proses pembuatan mudah c. Menggunakan peralatan sederhana d. Warna stabil e. Mudah dipoles f. Daya penghantar panas rendah Kerugian pemakaian bahan basis gigitiruan resin akrilik polimerisasi panas adalah sebagai berikut: a. Mudah fraktur b. Tidak tahan abrasi 2.2.4 Sifat Mekanis Sifat mekanis bahan basis gigitiruan terdiri atas kekuatan tarik, kekuatan fatik, kekuatan impak dan kekuatan transversal. Kekuatan tarik ditentukan dengan
memanjangkan bahan dengan uji kekuatan tarik satu sumbu. Kekuatan fatik adalah patahnya bahan yang disebabkan beban berulang di bawah batas tahanan bahan. Kekuatan impak adalah energi yang diperlukan untuk mematahkan suatu bahan dengan gaya benturan. Kekuatan transversal adalah uji kekuatan bahan resin akrilik yang terdukung pada kedua ujungnya kemudian diberi beban secara beraturan dan berhenti ketika batang uji patah. 2,6,14,15 2.3 Kekuatan Impak Kekuatan impak adalah ukuran bagi kekuatan suatu bahan ketika bahan tersebut patah akibat benturan yang terjadi secara tiba-tiba. 21 Kekuatan impak yaitu energi dibagi lebar dan tebal bahan dengan satuan J/mm 2, yang menunjukkan deformitas plastis sehingga terjadinya fraktur. 2,6 Kekuatan impak didapat menggunakan sampel dengan ukuran tertentu diletakkan pada alat penguji kekuatan impak dengan lengan pemukul yang dapat diayun. Pemukul tersebut kemudian diayun dan membentur sampel hingga patah selanjutnya energi yang tertera pada alat penguji dibaca dan dicatat lalu dilakukan perhitungan kekuatan impak. 6 Perhitungan kekuatan impak menggunakan rumus 21 : Kekuatan Impak = E b x d Keterangan: E = Energi ( Joule) b = Lebar batang uji (mm)
d = Tebal batang uji (mm) Terdapat dua tipe alat penguji kekuatan impak yaitu Izod dan Charpy. Pada alat penguji Izod sampel dijepit secara vertikal pada salah satu ujungnya sedangkan alat penguji Charpy kedua ujung sampel diletakkan pada posisi horizontal. Alat yang digunakan untuk uji kekuatan impak pada penelitian ini adalah alat uji Charpy yaitu Amslerotto Walpret Werke GMBH, Germany (Gambar 1). A B Gambar 1: A. Alat uji kekuatan impak (Amslerotto Walpret Werke GMBH Germany). B. Alat uji kekuatan impak tampak samping dan sampel uji 2.4 Kekuatan Transversal Kekuatan transversal atau fleksural yaitu beban yang diberikan pada bagian tengah sebuah benda berbentuk batang yang bertumpu pada kedua ujungnya. Selama batang ditekan maka beban akan meningkat secara beraturan dan berhenti ketika batang uji patah. Hasil yang diperoleh kemudian dimasukkan dalam rumus untuk mengetahui nilai kekuatan transversalnya. 32
Menurut Craig (1997) bahwa kekuatan transversal resin akrilik polimerisasi panas untuk gigitiruan tidak boleh kurang dari 50 N. 16 Perhitungan kekuatan transversal adalah sebagai berikut: 2 (Philips,2003) Keterangan: S = Kekuatan transversal (MPa) S = 3 IP 2bd 2 P = Beban maksimum diterapkan (N) I = Jarak antara kedua mendukung (mm) b = Lebar batang uji (mm) d = Ketebalan spesimen (mm) Alat yang digunakan untuk uji kekuatan transversal adalah Torsee s Electronic System Universal Testing Machine, Japan (Gambar 2). A B Gambar 2. A. Alat uji kekuatan transversal (Torsee s Electroni System Universal Testing Machine, Japan). B. Sampel diletakkan pada alat uji
Kekuatan transversal merupakan salah satu parameter fisik untuk mengetahui ketahanan gigitiruan dalam menerima beban pada waktu terjadi pengunyahan. Uji kekuatan transversal berguna untuk mengetahui kekuatan basis gigitiruan resin akrilik, karena tipe kekuatan ini lebih mewakili kekuatan yang dijumpai pada basis gigitiruan selama proses pengunyahan. Pengukuran kekuatan transversal sebenarnya merupakan pengukuran gabungan antara kekuatan tarik, tekan dan geser, tetapi untuk lempeng uji yang tipis biasanya didominasi oleh kekuatan tarik yang terjadi sepanjang permukaan lempeng. Jika diberikan beban, lempeng akan melengkung, akibatnya terjadi pengurangan panjang pada lempeng permukaan atas dan perpanjangan pada permukaan bawah. 13 Uji kekuatan transversal untuk basis gigitiruan dijelaskan pada spesifikasi American Dental Association no.12. 32 2.5 Penguat Beberapa pendekatan untuk memperkuat resin akrilik diantaranya dengan modifikasi secara kimia, penambahan penguat logam dan penambahan serat ke dalam polimetil metakrilat. 17 Gigitiruan berbasis resin akrilik dapat dimodifikasi secara kimia dengan penggabungan butadiene-styrene rubber dengan metil metakrilat. Modifikasi ini meningkatkan kekuatan impak sehingga sering disebut resin high impact. 28 Penambahan penguat logam pada basis gigitiruan dapat mempengaruhi daya tahan resin akrilik terhadap fraktur. Jenis penguat ini jarang digunakan karena kurang estetis, mudah korosi dan adhesi yang kurang bagus terhadap matriks polimer. 17
2.5.1 Penguat Serat Penambahan bahan penguat serat telah diakui dapat meningkatkan sifat mekanis resin akrilik terutama untuk memperkuat basis gigitiruan resin akrilik, namun penggunaannya belum umum di bidang kedokteran gigi. Penambahan serat pada basis gigitiruan dapat mempengaruhi kekuatan impak, kekuatan transversal, modulus elastisitas dan daya tahan terhadap fraktur basis gigitiruan resin akrilik. 33 Terdapat beberapa jenis penguat serat yaitu aramid, karbon, polietilen dan serat kaca. 13,15 2.5.2 Serat Kaca 2.5.2.1 Pengertian Serat kaca adalah kaca cair yang ditarik menjadi serat tipis dengan garis tengah sekitar 0,005 mm - 0,01 mm. Serat ini dapat dipintal menjadi benang atau ditenun menjadi kain, yang kemudian diresapi dengan resin sehingga menjadi bahan yang kuat dan tahan korosi. 34 Efektivitas dari serat kaca tergantung dari material yang digunakan, kuantitas serat dalam matriks polimer, orientasi dari serat, diameter, panjang, adhesi serat terhadap matriks polimer dan sifat-sifat serat dan polimer. 21 2.5.2.2 Komposisi Serat kaca mengandung bahan kimia antara lain 14 : - - SiO2 55,2 %, Al2O3 14,8%,
- - - - - B2O3 7,3%, MgO 3,3%, CaO 18,7%, K2O 0,2%, Na2O3, Fe2O3 dan F2 masing-masing 0,3%. 2.5.2.3 Bentuk Serat kaca mempunyai beberapa bentuk diantaranya bentuk batang, anyaman dan potongan kecil. 15 - Bentuk Batang Serat kaca bentuk batang terbuat dari serat kaca continuous unidirectional yang terdiri atas 1000-200000 serabut serat kaca. Diameternya berkisar antara 3-25 μm. 35 Kekurangan dari serat bentuk batang ini adalah penanganan yang lebih sulit dan penyerapan serat dengan resin yang tidak adekuat. 36 Gambar 3: Serat kaca bentuk batang
- Bentuk Anyaman Serat kaca bentuk anyaman biasanya digunakan untuk mereparasi basis gigitiruan, serat kaca bentuk anyaman jauh lebih baik dan mudah untuk dibasahi monomer. 15 Serat kaca bentuk anyaman juga memiliki kekurangan yaitu penempatannya pada mould yang lebih sulit. 36 Gambar 4: Serat kaca bentuk anyaman - Bentuk Potongan Kecil Penggunaan serat kaca potongan kecil telah banyak digunakan dibidang kedokteran gigi untuk memperkuat bahan resin akrilik. Serat kaca potongan kecil memiliki banyak kelebihan yaitu kemudahan menggunakannya di klinik, hal ini disebabkan karena proses pencampuran antara serat kaca dan resin akrilik yang lebih sederhana serta ukuran serat yang kecil memudahkan untuk manipulasi dan dimasukkan ke dalam adonan resin akrilik. 36 Keuntungan menggunakan serat kaca potongan kecil yaitu lebih mudah menempatkannya pada resin akrilik dan dianggap lebih mewakili ukuran yang cocok pada saat manipulasi resin akrilik sehingga bentuk ini lebih praktis digunakan. 15
Valittu (1994) menyatakan bahwa gabungan serat dengan material resin akrilik akan meningkatkan ketahanan bahan resin akrilik terhadap fraktur dan kekuatan serat kaca adalah sifat yang penting untuk meningkatkan kekuatan impak pada bahan yang rapuh seperti resin akrilik. 18,19 Uzun (1999) menyatakan bahwa dengan menggunakan resin akrilik polimerisasi panas yang ditambah serat kaca akan meningkatkan kekuatan impak. 15 Kanie (2000) menyatakan bahwa kekuatan impak basis gigitiruan polimer dengan penambahan serat kaca berbagai bentuk lebih besar dari pada basis gigitiruan polimer yang tidak ditambah serat kaca. 20 Goguta. L (2006) menyatakan bahwa serat kaca yang ditambahkan pada basis gigitiruan resin akrilik polimerisasi panas dapat meningkatkan kekuatan impak. 21 Tacir dkk (2006) menyatakan bahwa penambahan serat kaca potongan kecil pada resin akrilik dapat meningkatkan kekuatan impak dan menurunkan kekuatan transversal. 24 Stipho (1998) pada penelitiannya yang menggunakan resin akrilik swapolimerisasi yang ditambah serat kaca potongan kecil ukuran 2 mm didapatkan nilai kekuatan transversalnya sebesar 906,8 kg/cm 2 dan kekuatan transversal tertinggi diperoleh dari serat kaca dengan volumes 1 % dari total berat polimer. 23 Uzun Gulay and Keyf (2001) menyatakan bahwa resin akrilik swapolimerisasi yang ditambah serat kaca potongan kecil ukuran 3 mm dapat memperbaiki basis gigitiruan resin akrilik swapolimerisasi yang patah dengan nilai kekuatan transversal 696,26 kg/cm 2. 15 Fatma Unalan (2010) menyatakan bahwa penambahan serat kaca potongan kecil pada resin akrilik meningkatkan kekuatan transversal dan serat kaca potongan kecil lebih efektif meningkatkan kekuatan transversal polimetilmetakrilat daripada bentuk lain. 22
Gambar 5: Serat kaca bentuk potongan kecil