BAB 2 RESIN KOMPOSIT SEBAGAI BAHAN TAMBALAN Resin komposit merupakan resin akrilik yang telah ditambah dengan bahan lain seperti bubuk quartz untuk membentuk struktur komposit. 2.1 Komposisi Resin Komposit Resin komposit mempunyai komposisi sebagai berikut: 1, 2, 3, 5, 6, 7 a) Bahan utama/matriks resin b) Filler c) Coupling agent d) Penghambat polimerisasi e) Penyerap UV f) Opacifier g) Pigmen warna 2.2 Struktur Resin Komposit a) Bahan utama/matriks resin Kebanyakan resin komposit menggunakan campuran monomer aromatic dan atau aliphatic dimetacrylate seperti bisphenol A glycidyl methacrylate (BIS-GMA), selain itu juga banyak dipakai adalah tryethylene glycol dimethacrylate (TEGDMA), dan urethane dimethacrylate (UDMA) adalah dimethacrylate yang umum digunakan dalam komposit gigi. Perkembangan bahan restorasi kedokteran gigi (komposit)
dimulai dari akhir tahun 1950-an dan awal 1960, ketika Bowen memulai percobaan untuk memperkuat resin epoksi dengan partikel bahan pengisi. Kelemahan sistem epoksi, seperti lamanya pengerasan dan kecenderungan perubahan warna, mendorong Bowen mengkombinasikan keunggulan epoksi (CH-O-CH 2 ) dan akrilat (CH 2 =CHCOO - ). Percobaan-percobaan ini menghasilkan pengembangan molekul BIS-GMA. Molekul tersebut memenuhi persyaratan matrik resin suatu komposit gigi. 1 BIS-GMA memiliki viskositas yang tinggi sehingga membutuhkan tambahan cairan dari dimethacrylate lain yang memiliki viskositas rendah yaitu TEGDMA untuk menghasilkan cairan resin yang dapat diisi secara maksimal dengan partikel glass. Sifatnya yang lain yaitu sulit melakukan sintesa antara struktur molekul yang alami dan kurang melekat dengan baik terhadap struktur gigi. 1, 2, 6, 7 b) Filler Dikenali sebagai filler inorganik. Filler inorganik mengisi 70 persen dari berat material. Beberapa jenis filler yang sering dijumpai adalah berbentuk manik-manik kaca dan batang, partikel seramik seperti quartz (SiO 2 ), litium-aluminium silikat (Li 2 O.Al 2 O 3.4SiO 2 ) dan kaca barium (BaO) yang ditambahkan untuk membuat komposit menjadi radiopak. 4 Ukuran partikel yang sering dipakai berkisar antara 4 hingga 15 m. Partikel yang dikategorikan berukuran besar sehingga mencapai 60 m pernah digunakan tetapi permukaan tumpatan akan menjadi kasar sehingga mengganggu kenyamanan pasien.
Bentuk dari partikel juga terbukti penting karena manik-manik bulat sering terlepas dari material mengakibatkan permukaan menjadi aus. Bentuk filler yang tidak beraturan mempunyai permukaan yang lebih baik dan tersedia untuk bonding dan dapat dipertahankan di dalam resin. 4 Penambahan partikel filler dapat memperbaiki sifat resin komposit: 1, 2, 3, 4 i. Lebih sedikit jumlah resin, pengerutan sewaktu curing dapat dikurangi ii. iii. Mengurangkan penyerapan cairan dan koefisien ekspansi termal Memperbaiki sifat mekanis seperti kekuatan, kekakuan, kekerasan dan resisten terhadap abrasi c) Coupling agent Komponen penting yang terdapat pada komposit resin yang banyak dipergunakan pada saat ini adalah coupling agent. Resin akrilik yang awal digunakan tidak berfungsi dengan baik karena ikatan antara matriks dan filler adalah tidak kuat. Melapiskan partikel filler dengan coupling agent contohnya vinyl silane memperkuat ikatan antara filler dan matriks. Coupling agent memperkuat ikatan antara filler dan matriks resin dengan cara bereaksi secara khemis dengan keduanya. Ini membolehkan lebih banyak matriks resin memindahkan tekanan kepada partikel filler yang lebih kaku. Kegunaan coupling agent tidak hanya untuk memperbaiki sifat khemis dari komposit tetapi juga meminimalisasi kehilangan awal dari partikel filler diakibatkan dari penetrasi oleh cairan diantara resin dan filler. 3, 4
Fungsi bagi coupling agent adalah: 2 i. Memperbaiki sifat fisik dan mekanis dari resin ii. Mencegah cairan dari penetrasi kedalam filler-resin Struktur komposit dapat terlihat pada gambar 1. Gambar 1: Struktur komposit dengan matriks resin filler dan coupling agent. 2 d) Bahan penghambat polimerisasi 1, 2 Merupakan penghambat bagi terjadinya polimerisasi dini. Monomer dimethacrylate dapat berpolimerisasi selama penyimpanan maka dibutuhkan bahan penghambat (inhibitor). Sebagai inhibitor, sering digunakan hydroquinone, tetapi bahan yang sering digunakan pada saat ini adalah monometyhl ether hydroquinone. e) Penyerap ultraviolet (UV) 2 Ini bertujuan meminimalkan perobahan warna karena proses oksidasi. Camphorquinone dan 9-fluorenone sering dipergunakan sebagai penyerap UV.
f) Opacifiers 1, 2 Tujuan bagi penambahan opacifiers adalah untuk memastikan resin komposit terlihat di dalam sinar-x. Bahan yang sering dipergunakan adalah titanium dioksida dan aluminium dioksida. g) Pigmen warna 2 Bertujuan agar warna resin komposit menyamai warna gigi geligi asli. Zat warna yang biasa dipergunakan adalah ferric oxide, cadmium black, mercuric sulfide, dan lain-lain. Ferric oxide akan memberikan warna coklat-kemerahan. Cadmium black memberikan warna kehitaman dan mercuric sulfide memberikan warna merah. 2.3 Klasifikasi Resin komposit dapat diklasifikasikan atas dua bagian yaitu menurut ukuran filler dan menurut cara aktivasi. 1, 2, 3, 5, 7, 8 2.3.1 Ukuran filler 1, 2, 3, 5, 7, 8 Berdasarkan besar filler yang digunakan, resin komposit dapat diklasifikasikan atas resin komposit tradisional, resin komposit mikrofiler, resin komposit hibrid dan resin komposit partikel hibrid ukuran kecil. a) Resin Komposit Tradisional 1, 2, 3, 5, 8 Resin komposit tradisional juga dikenal sebagai resin konvensional. Komposit ini terdiri dari partikel filler kaca dengan ukuran rata-rata 10-20µm dan ukuran partikel
terbesar adalah 40µm. Terdapat kekurangan pada komposit ini yaitu permukaan tambalan tidak bagus, dengan warna yang pudar disebabkan partikel filler menonjol keluar dari permukaan seperti terlihat pada gambar 2. Gambar 2: Partikel filler menonjol keluar permukaan tambalan. b) Resin Komposit Mikrofiler 1, 2, 3, 5, 8 Resin mikrofiler pertama diperkenalkan pada akhir tahun 1970, yang mengandung colloidal silica dengan rata-rata ukuran partikel 0.02µm dan antara ukuran 0.01-0.05µm. Ukuran partikel yang kecil dimaksudkan agar komposit dapat dipolish hingga menjadi permukaan yang sangat licin. Ukuran partikel filler yang kecil bermaksud bahan ini dapat menyediakan luas permukaan filler yang besar dalam kontak dengan resin. c) Resin Komposit Hibrid 1, 2, 3, 5, 8 Komposit hibrid mengandung partikel filler berukuran besar dengan rata-rata berukuran 15-20µm dan juga terdapat sedikit jumlah colloidal silica, dengan ukuran
partikel 0.01-0.05µm seperti terlihat pada gambar 3. Perlu diketahui bahawa semua komposit pada masa sekarang mengandung sedikit jumlah colloidal silica, tetapi tidak mempengaruhi sifat-sifat dari komposit itu. Gambar 3: Struktur komposit hibrid 3 d) Resin Komposit Partikel Hibrid Ukuran Kecil 1, 2, 3, 5, 8 Untuk mendapatkan ukuran partikel yang lebih kecil daripada sebelumnya telah dilakukan perbaikan metode dengan cara grinding kaca. Ini menyebabkan kepada pengenalan komposit yang mempunyai partikel filler dengan ukuran partikel kurang dari 1µm, dan biasanya berukuran 0.1-1.0µm seperti terlihat pada gambar 4, yang biasanya dikombinasi dengan colloidal silica. Partikel filler berukuran kecil memungkinkan komposit dipolish permukaannya sehingga menjadi lebih rata dibanding partikel filler berukuran besar. Komposit ini dapat mencapai permukaan yang lebih rata karena setiap permukaan kasar yang dihasilkan dari partikel filler adalah lebih kecil dari partikel filler.
Gambar 4: Resin komposit partikel hibrid ukuran kecil. 3 Perbandingan ukuran filler dapat dilihat pada gambar 5. 2.3.2 Cara Aktivasi Gambar 5: Perbandingan ukuran partikel filler pada komposit. Cara aktivasi dari resin komposit dapat dibagi dua yaitu dengan cara aktivasi secara khemis dan aktivasi mempergunakan cahaya. 2
2.3.2.1 Aktivasi secara khemis 2 Produk yang diaktivasi secara khemis terdiri dari dua pasta, satu yang mengandung benzoyl peroxide (BP) initiator dan yang satu lagi mengandung aktivator aromatic amine tertier. Sewaktu aktivasi, rantai --O--O-- putus dan elektron terbelah diantara kedua molekul oksigen (O) seperti terlihat pada gambar 6. Pasta katalis dan base diletakkan di atas mixing pad dan diaduk dengan menggunakan instrument plastis selama 30 detik. Dengan pengadukan tersebut, amine akan bereaksi dengan BP untuk membentuk radikal bebas dan polimerisasi dimulai. Adonan yang telah siap diaduk kemudian dimasukkan ke dalam kavitas dengan menggunakan instrument plastis atau syringe. 2 Gambar 6: Aktivasi benzoyl peroxide (BP). 2.3.2.2 Aktivasi mempergunakan cahaya 1, 2 Sistem aktivasi menggunakan cahaya pertama kali diformulasikan untuk sinar ultraviolet (UV) membentuk radikal bebas. Pada masa kini, komposit yang menggunakan curing sinar UV telah digantikan dengan sistem aktivasi sinar tampak biru yang telah diperbaiki kedalaman curing, masa kerja terkontrol, dan berbagai
kebaikan lainnya. Disebabkan kebaikan ini, komposit yang menggunakan aktivasi sinar tampak biru lebih banyak digunakan dibanding material yang diaktivasi secara khemis. Komposit yang menggunakan aktivasi dari sinar ini terdiri dari pasta tunggal yang diletakkan dalam syringe tahan cahaya. Pasta ini mengandung photosensitizer, Camphorquinone (CQ) dengan panjang gelombang diantara 400-500 nm dan amine yang menginisiasi pembentukan radikal bebas. Bila bahan ini, terkontaminasi sinar tampak biru (visible blue light, panjang gelombang ~468nm) memproduksi fase eksitasi dari photosensitizer, dimana akan bereaksi dengan amine untuk membentuk radikal bebas sehingga terjadi polimerisasi lanjutan. Reaksi ini dapat terlihat pada gambar 7. Working time bagi komposit tipe ini juga tergantung pada operator. Pasta hanya dikeluarkan dari tube pada saat ingin digunakan karena terkena sinar pada pasta dapat menginisiasi polimerisasi. Pasta diisi kedalam kavitas, disinar dengan sinar biru dan terjadi polimerisasi sehingga bahan resin mengeras. 2 Camphorquinone (CQ) menyerap sinar tampak biru dan membentuk fase eksitasi dengan melepaskan elektron seperti amine (dimetyhlaminoethyl methacrylate [DMAEMA]). Gambar : menerangkan elektron tunggal yang diberikan oleh amine kepada grup >C=O (ketone) didalam CQ, seperti terlihat pada gambar 7. Setelah diaktivasi, CQ memisahkan atom hidrogen daripada karbon-α yang bertentangan dengan grup amine dan hasilnya adalah amine dan radikal bebas CQ. Radikal bebas CQ ini sudah bersedia untuk diaktivasi. 1
Gambar 7: Resin komposit diaktivasi oleh sinar. 1 2.4 Finishing dan polishing 2 Finishing dapat dilakukan 5 menit setelah dicuring. Finishing dilakukan dengan menggunakan pisau atau diamond stone. Finishing yang terakhir dapat dilakukan dengan mengunakan karet abrasif atau rubber cup dan disertai pasta pemolis atau disk aluminium oksida.
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 2.5 Kebaikan, kerugian dan kegunaan 2.5.1 Kebaikan Resin komposit cukup kuat untuk digunakan pada tambalan gigi posterior dan resin komposit juga tidak berbahaya seperti amalgam yang dapat menyebabkan toksisitas merkuri kepada pasien. Selain itu, warnanya yang sewarna gigi menyebabkan resin komposit digunakan untuk tujuan estetik. 2.5.2 Kerugian Walaupun warna resin komposit sewarna gigi, tapi bahan ini dapat berubah warna selama pemakaian. Selain itu dapat juga terjadi pengerutan. Pengerutan biasanya akan terjadi dan menyebabkan perubahan warna pada marginal tambalan. Komposit dengan filler berukuran kecil dapat dipergunakan sehingga 9 tahun, lebih lekas rusak dibandingkan dengan tambalan amalgam. 2.5.3 Kegunaan resin komposit a. Bahan tambalan pada gigi anterior dan posterior ( direct atau inlay) b. Sebagai veneer mahkota logam dan jembatan (prosthodontic resin) c. Sebagai pasak. d. Sebagai semen pada orthodontic brackets, Maryland bridges, ceramic crown, inlay, onlay. e. Pit dan fisur sealant. f. Memperbaiki restorasi porselen yang rusak.