BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Biomekanika Pergerakan Gigi Perawatan ortodonti didasarkan pada prinsip apabila gigi diberikan tekanan yang terus-menerus maka akan terjadi pergerakan gigi. Tekanan tersebut menyebabkan perubahan (remodels) pada jaringan tulang disekitar gigi. Perubahan tersebut meliputi penambahan pada satu sisi dan pengurangan di sisi yang lain. Proses ini menyebabkan adanya pergerakan dan penambahan dimensi tulang. 10,12 Albin Oppenheim menyatakan Pergerakan gigi secara biologis seperti yang terjadi pada pertumbuhan dan perkembangan gigi yang natural, tidak dapat diduplikasi atau ditiru dengan perawatan ortodonti. Oleh karena harus diketahui perubahan-perubahan yang terjadi di tulang, sementum dan jaringan pulpa. 5 Respon biologis dari gigi dan jaringan pendukungnya tergantung pada besar dan lamanya tekanan yang diberikan pada gigi tersebut. Besar tekanan yang diberikan pada gigi baik yang ringan dan yang kuat akan mempengaruhi perubahan di ligamen periodontal. Dengan tekanan yang ringan, cairan ligamen periodontal akan keluar dan cadangan vaskularisasi akan terperas. Ini menimbulkan respon biokimia yang kompleks. Osteoklas akan bekerja dalam waktu 2 hari dan diikuti dengan frontal resorption. 10,13 Frontal resorption (resorpsi langsung) dapat terjadi apabila tekanan yang diberikan tidak melebihi tekanan pembuluh kapiler. Menurut A. M. Schwarz dan Graber, tekanan pembuluh kapiler adalah 20-26 gr/cm 2. Menurut Nikolai tekanan
pembuluh kapiler sekitar 25-35 gr/cm 2. Pada frontal resorption, sel-sel osteoklas akan merusak lamina dura dan meresorpsi daerah tersebut sehingga pergerakan gigi mulai terjadi. 5,10,12 Apabila tekanan besar diberikan pada gigi, pembuluh darah akan tertutup sehingga menyebabkan tidak adanya vaskularisasi. Hal tersebut akan menyebabkan terbentuknya jaringan nekrosis yang disebut juga dengan daerah hyalinized. Resorpsi mulai terjadi dari belakang daerah nekrosis tersebut sehingga disebut undermining resorption atau resorpsi tidak langsung. Oleh karena itu, pergerakan gigi pada undermining resorption lebih lama dibandingkan dengan frontal resorption karena pada undermining resorption terbentuk daerah hyalinized. Tekanan yang besar selain menyebabkan timbulnya rasa sakit juga dapat menimbulkan kerusakan pada jaringan periodontal dan gigi itu sendiri, oleh karena itu tekanan yang besar sebaiknya dihindari. 10,11,12,14 Menurut Profitt, kekuatan yang optimal untuk pergerakan gigi secara ortodonti adalah kekuatan yang mampu menstimulasi aktivitas selular tanpa merusak pembuluh darah dalam ligamen periodontal (Tabel 1). Pada Tabel 1 dapat dilihat kekuatan yang optimal untuk mendapatkan pergerakan gigi tipping, bodily (translasi), penegakan akar, rotasi, ekstrusi dan intrusi. 10
Tabel 1. KEKUATAN OPTIMAL UNTUK PERGERAKAN ORTODONTI. 10 Tipe pergerakan Gaya (gram) Tipping 50-75 Bodily (translasi) 100-150 Penegakan akar 75-125 Rotasi 50-75 Ekstrusi 50-75 Intrusi 15-25 * Nilai ini tergantung pada besarnya ukuran gigi; nilai yang kecil cocok untuk gigi insisivus; nilai yang besar cocok untuk gigi posterior. Dalam perawatan ortodonti, frontal resorption lebih diinginkan karena pergerakan gigi yang dihasilkan lebih efisien dibandingkan undermining resorption. Perbedaan waktu pergerakan gigi antara frontal resorption dengan undermining resorption dapat dilihat dari grafik (Gambar 1). Pada grafik dapat dilihat frontal resorption menghasilkan pergerakan gigi yang lancar dan terus-menerus (smooth continous), sedang pada undermining resorption terlihat adanya hambatan atau delay hingga gigi tersebut dapat bergerak. 10 2.2 Elastomer Elastomeric chain merupakan salah satu bahan yang sering dipakai dalam perawatan ortodonti. Bahan ini terbuat dari bahan sintesis yaitu elastomer polyurethane. 5 Elastomer mengandung rantai (NH)-(C=O)-O. 6,7 Elastomer adalah salah satu jenis polimer yang memiliki perilaku khas yaitu memiliki daerah elastic
non-linear yang sangat besar. Perilaku tersebut ada kaitannya dengan struktur molekul karet yang memiliki ikatan silang (cross link) antar rantai molekul. Ikatan silang ini berfungsi sebagai shape memory sehingga karet dapat kembali ke bentuk dan dimensi asalnya pada saat mengalami deformasi dalam jumlah yang sangat besar. 8 Gambar 1. Perbandingan pergerakan gigi antara frontal resorption dengan undermining resorption. 10 Elastomeric chain merupakan salah satu elastik yang digunakan untuk menggerakkan gigi. Kelebihan elastomeric chain adalah bahan ini dapat menghasilkan gaya untuk menggerakan gigi, biokompatibilitasnya baik sehingga tidak mengiritasi mukosa, penggunaannya lebih mudah, memerlukan kerjasama pasien minimal, pemasangan dan pelepasan elastomeric chain memerlukan waktu yang singkat serta harganya yang relatif lebih murah. 4 Sedang kekurangan dari elastomeric chain adalah dapat kehilangan kekuatannya ketika diaplikasikan. Bahan
ini kehilangan hampir setengah dari kekuatan semula dalam waktu yang sangat cepat dan terus berkurang sampai kekuatannya hilang. Bahan ini juga dapat mengalami deformasi dan pertambahan ukuran secara permanen sehingga mengurangi kekuatannya. 9 Kekurangan lainnya yakni bahan ini tidak menghasilkan continous force yang efektif untuk pergerakan gigi. 6,9,15 2.3 Macam-Macam Elastomer Beberapa macam elastomer adalah : 16,17 1. Benang elastik / elastic thread (Gambar 2). Benang elastik dibuat dalam bentuk gulungan benang yang dalam penggunaannya dipotong sesuai dengan panjang yang diinginkan. Benang elastik dapat digunakan untuk menutup ruang, rotasi, retraksi dan mengkoreksi gigi yang impaksi. Gambar 2. Benang elastik / elastic thread. 2. Archwire and bumper sleeve atau elastic tube (Gambar 3). Digunakan untuk melapisi archwire untuk menghindari iritasi mukosa. Bahan ini juga resisten terhadap bau dan stein.
Gambar 3. Elastic tube. 3. Elastomeric ligature (Gambar 4). Digunakan sebagai pengikat antara archwire dan braket. Elastomeric ligature dipasangkan pada braket untuk menahan archwire agar tidak lepas. Bahan ini bersifat elastis sehingga mudah dalam pemasangannya. Gambar 4. Elastomeric ligature. 4. Rotation wedges (Gambar 5), Digunakan sebagai titik tumpu antara bracket dengan archwire agar gigi dapat berotasi. Bahan ini dipasangkan pada twin bracket. Gambar 5. Rotation wedges.
5. Elastic separator (Gambar 6). Digunakan untuk mendapatkan ruang diantara gigi pada proses pemasangan band atau cincin pada perawatan ortodonti. Bahan ini dipasangkan pada gigi posterior dan menghasilkan tekanan yang ringan dan terus-menerus sehingga dapat membuka ruang diantara gigi. Gambar 6. Elastic separator. 6. Elastomeric chain (Gambar 7). Bahan ini dibuat berbentuk seperti rantai dan digunakan untuk menghasilkan force sehingga gigi dapat bergerak. Elastomeric chain ini tersedia dalam 3 tipe yakni short, medium dan long (Gambar 8). Gambar 7. Elastomeric chain dalam sediaan beberapa warna.
Gambar 8. Tipe elastomeric chain : short, medium dan long. 2.4 Penggunaan Elastomeric Chain Elastik merupakan salah satu komponen aktif yang sering digunakan dalam perawatan ortodonti. Elastik pertama kali digunakan oleh Case dan Baker sejak tahun 1893. 1,2,3 Salah satu sediaan dari elastik adalah elastomeric chain. Elastomeric chain pertama kali diperkenalkan dalam bidang ortodonti sejak tahun 1960. 4,9 Dalam perawatan ortodonti, elastomeric chain digunakan untuk menghasilkan force dalam menggerakkan gigi seperti untuk meretraksi gigi kaninus, mengkoreksi diastema dan merotasi gigi. 4 Dalam perawatan ortodonti, bahan yang sering dipakai dalam proses penutupan ruang setelah pencabutan adalah elastomeric chain atau nickel-titanium closed coil spring. 18 Elastomeric chain lebih sering dipakai karena lebih mudah dan harganya relatif murah. 19 Banyak cara dalam perawatan ortodonti yang dilakukan untuk menutup ruang, namun cara yang ideal dalam menutup ruang sebaiknya menggunakan tekanan ringan yang terus-menerus untuk mempertahankan integritas ligamen periodontal dan dapat menutup ruang dalam waktu yang relatif singkat. Elastomeric chain lebih dipilih karena kelebihannya, tetapi harus diingat bahwa bahan ini memiliki kelemahan yaitu kekuatannya dapat hilang dalam kurun
waktu tertentu (force decay), sehingga force yang dihasilkan adalah interrupted force bukan continous force. 10 Kehilangan force terbesar terjadi pada 12-24 jam pertama dan terus berkurang dalam 21 hari. 4,9 Mengingat hal ini maka dalam penggunaannya elastomeric chain harus diganti secara teratur dan diperlukan ketelitian agar tidak melewati batas kekuatan yang diinginkan. Pemberian tekanan dalam perawatan ortodonti tidak boleh diaktifkan kembali sekurang-kurangnya dalam waktu tiga minggu. 10 Force yang dihasilkan oleh elastomeric chain dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain fluoride, udara, ozon, prosedur disinfeksi dan sterilisasi, suhu, ph, proses pengunyahan, diet dan stain. 4,20 Warna dari elastomeric chain juga mempengaruhi force yang dihasilkan. Dari hasil penelitian Lu T dkk yang membandingkan elastomeric chain berwarna bening dan abu-abu didapatkan bahwa elastomeric chain berwarna bening memiliki force yang lebih besar dibandingkan dengan elastomeric chain yang berwarna abu-abu. 4 Elastomeric chain juga tersedia dalam tiga tipe yakni short, medium dan long. Banyak ortodontis yang lebih memilih elastomeric chain tipe short dalam meretraksi gigi kaninus untuk mengisi ruang bekas pencabutan gigi premolar. 9 De Genova dkk mengatakan elastomeric chain tipe short menghasilkan initial force yang lebih besar dan mempertahankan force dengan persentasi yang lebih besar dibandingkan dengan yang tipe long. Baty DL dkk mengatakan elastomeric chain dengan filamen yang lebih panjang akan menghasilkan initial force yang lebih rendah dan force decay yang lebih besar dibandingkan dengan filamen yang lebih pendek. Rock dkk mengatakan elastomeric chain tipe short menghasilkan initial force yang lebih besar. 4
Cara penggunaan elastomeric chain dalam perawatan yaitu chain dipasangkan pada braket gigi yang ingin digerakkan dan diregangkan hingga mencapai braket gigi penjangkar untuk menghasilkan force sehingga gigi tersebut dapat bergerak. Rock dkk menyarankan peregangan dengan penambahan 50-70% dari panjang awalnya. Young dan Sandrik juga menyarankan peregangan dilakukan dengan penambahan 50-70% dari panjang awalnya. 4