I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang Alat ortodontik cekat meliputi beberapa komponen dasar yaitu braket, band, dan kawat busur. Kawat busur memiliki fungsi aktif menerapkan gaya pada gigi dan pasif untuk menahan gaya (Isaacson, 1992). Perawatan ortodontik dengan alat cekat di Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Gajah Mada dapat dilakukan dengan beberapa teknik yaitu teknik Begg, teknik Edgewise, dan teknik Straightwire. Teknik perawatan ortodontik secara umum terbagi dalam 3 tahap yaitu (1) Levelling, unraveling, dan aligning, (2) Penutupan ruang dan koreksi anterior-posterior, dan (3) Detailing dan finishing. Pada tahap perawatan tersebut digunakan beberapa macam kawat untuk menghasilkan kekuatan biomekanika yang bertujuan untuk menggerakkan gigi ( Walker, 2007). Teknik Begg, jenis kawat busur yang digunakan adalah kawat bulat Australia yang dikembangkan oleh Begg dan Wilcock. Pada tahap pertama digunakan kawat dengan diameter 0,014 dilanjutkan 0,016 inci untuk tujuan levelling, aligning, dan bite opening. Tahap kedua menggunakan kawat dengan diameter 0,016, 0,018 atau 0,020 inci untuk tujuan menutup ruang. Tahap ketiga menggunakan kawat dengan diameter 0,018 atau 0,020 inci untuk perbaikan inklinasi aksial gigi. Kawat dengan diameter 0,016 inci merupakan kawat yang paling sering digunakan (Fletcher, 1981). Kawat Australia memiliki beberapa macam tipe yaitu reguler, reguler +, spesial, spesial +, premium, premium +, dan supreme. Tipe reguler digunakan pada kondisi yang membutuhkan pembentukan loop untuk tujuan levelling, unraveling, dan aligning. Setelah itu pemakaian 1
kawat diganti dengan tipe spesial untuk tujuan bite opening sampai akhir perawatan. Kawat tipe spesial merupakan tipe yang paling lama digunakan pada teknik Begg. Tipe supreme digunakan untuk auxiliary spring (Pelsue, 2009). Teknik Edgewise menggunakan kawat busur stainless steel penampang bulat dan penampang persegi panjang. Pada tahap pertama digunakan kawat penampang bulat berukuran 0,014 0,016 inci dengan multilup untuk tujuan levelling dan unraveling yang berlangsung selama 6 minggu sampai 3 bulan tergantung dari keparahan maloklusi. Tahap selanjutnya yang meliputi retraksi kaninus dan retraksi anterior dilakukan dengan kawat penampang persegi empat ukuran 0,016x0,016 inci atau 0,016x0,022 inci dan tahap akhir dilakukan root paralelling dengan torquing dan uprighting menggunakan kawat penampang persegi panjang ukuran 0,017 x0,025 inci (Profitt, 2007). Perkembangan bahan kawat ortodontik terdapat berbagai macam, salah satu bahan yang sering digunakan adalah kawat austenitic stainless steel karena sifat fisik dan mekaniknya dibutuhkan dalam perawatan ortodontik yaitu memiliki sifat nontoksik, tahan terhadap korosi, lentur, kekuatan besar, kekerasan tinggi dan resilience tinggi (Howe dkk., 1968 ; Kusy, 2002). Kawat austenitic stainless steel yang digunakan dalam perawatan ortodontik merupakan tipe 18-8 (18% kromium dan 8% nikel), memiliki struktur kristal austenit dengan kondisi tetap stabil pada berbagai macam tingkatan suhu (Howe dkk., 1968). Kromium merupakan elemen yang memberi sifat tahan karat dan nikel meningkatkan kekuatan baja tahan karat (Martinez, 2007). Kawat Australia merupakan tipe 18-8 SS dengan kandungan 18% kromium dan 8% nikel dengan kandungan karbon 2
berkisar 0,20% (Acharya, 2005). Perbedaan kawat Stainless steel dengan kawat Australia terdapat pada kandungan karbon. Kawat Australia memiliki kandungan karbon yang lebih tinggi sehingga meningkatkan sifat kekerasan yang menyebabkan kawat lebih rapuh sehingga kemampuan dalam ketahanan terhadap bending berkurang (Pelsue dkk., 2009). Kawat stainless steel lebih banyak digunakan pada mekanisme sliding karena memiliki friksi yang rendah (Marques dkk., 2010). Profitt (2007) menyatakan kawat ortodontik perlu memenuhi kriteria berikut : kekuatan yang tinggi, kekakuan yang rendah, range yang tinggi, formability yang tinggi, dapat diwelding dan disolder. Kawat ortodontik pada alat cekat akan selalu berkontak dengan saliva dan jaringan rongga mulut. Pada lingkungan rongga mulut, kawat yang digunakan dalam perawatan ortodontik berpotensi mengalami korosi atau pelepasan elemen logam penyusun alloy. Hal ini dapat terjadi karena pengaruh perubahan suhu, mikroflora, enzim rongga mulut dan perubahan keasaman (ph) saliva (Brantley dan Eliades, 2001 ; Hsiung Huang dkk., 2003). Elemen logam yang terlepas dari alloy akan bereaksi secara kimia dengan elemen nonlogam membentuk suatu ikatan logam yang dapat merusak struktur logam itu sendiri sehingga berpengaruh terhadap kualitas, estetika, bentuk fisik dan memperlemah kekuatan alloy logam (Phillips, 2003). Kualitas kawat ortodontik sangat penting dalam mekanika pergerakan gigi, penurunan kualitas kawat dapat menghambat pergerakan gigi. Pelepasan elemen logam akan meningkatkan kekasaran permukaan logam, sehingga memperbesar gaya friksi yang dapat menghambat pergerakan gigi (Bednar dkk., 1991). Ion yang terlepas dapat masuk ke dalam tubuh, menurut 3
Eliades dan Athanasiau (2002) ion yang memiliki pengaruh paling merugikan bagi tubuh adalah ion nikel dan ion kromium. Ion yang terlepas dapat memberikan efek biologi seperti toksisitas, alergi dan mutagenicity. Ion nikel paling sering menyebabkan alergi kontak (Kerosuo dkk., 1996; Schmaltz dan Arenholt-Bindslev, 2009). Korosi merupakan reaksi elektrokimia antara material logam dengan lingkungan sekitar. Reaksi korosi terdapat dua tipe yaitu dry corrosion yang terjadi tanpa keterlibatan air atau cairan elektrolit, ketika logam bereaksi menjadi bentuk senyawa seperti oksida dan sulfida, contohnya oksidasi dari permukaan logam ketika disolder atau prosedur pemanasan, sedangkan wet corrosion terjadi karena adanya air atau cairan elektrolit (Combe, 1992 ; Philips, 2003,). Dalam rongga mulut, korosi terjadi dengan lepasnya ion logam positif dari alloy ortodontik ke bentuk senyawa yang lebih stabil seperti klorida, sulfida dan oksida (Brantley dan Eliades, 2001). Korosi merupakan sifat kimia alloy yang dapat mempengaruhi sifat lain seperti estetika dan kekuatan karena adanya pelepasan elemen sehingga mempengaruhi komposisi alloy tersebut (Schmaltz dan Arenholt-bindslev, 2009). Proses korosi yang terjadi di dalam rongga mulut merupakan wet corrosion karena adanya cairan elektrolit yaitu saliva (Phillips, 2003). Korosi yang terjadi dapat diperiksa dengan beberapa cara yaitu melihat perubahan warna pada permukaan alloy, tes elektrokimia untuk melihat perubahan muatan alloy, dan identifikasi elemen-elemen yang terlepas dengan menggunakan spektrofotometri emisi atom atau spektrofotometri serapan atom. Pemeriksaan korosi pada kawat ortodontik dapat dilakukan dengan identifikasi jumlah elemen 4
yang terlepas dalam cairan saliva dengan alat spektrofotometri serapan atom (Schmaltz dan Arenholt-bindslev, 2009). Saliva mengandung spesies organik dan komponen anorganik seperti ion natrium (Na + ), kalium (K + ), klorida (Cl - ), bikarbonat (HCO 3- ), kalsium (Ca 2+ ), magnesium (Mg 2+ ), hidrogen fosfat (HPO 2-4 ), tiosianat (SCN - ) dan fluor (F - ). Menurut Siti-Triaminingsih (2000) mengatakan bahwa ion klorida (Cl - ) mempunyai mekanisme perusakan logam melalui lapisan kromium oksida yang dipergunakan sebagai pelindung terhadap korosi. Saliva merupakan cairan bufer yang baik, akan tetapi variasi derajat keasaman akan terjadi akibat asupan makanan dan minuman serta adanya aktivitas mikroba. Alat ortodontik dalam mulut akan mempengaruhi lingkungan kimia dan fisika seperti perubahan derajat keasaman, aktivitas elektrokimia, perubahan suhu, kekuatan abrasif dan mekanik, semuanya memiliki kontribusi kerusakan material bergantung pada sifat material logam atau bukan logam. Proses kerusakan material ini disebut korosi atau degradasi (Brantley dan Eliades, 2001). Pemakaian kawat ortodontik dalam rongga mulut sangat berpotensi mengalami korosi. Lamanya kawat ortodontik berkontak dengan saliva mempengaruhi pelepasan ion logam. Pengaruh waktu perendaman terhadap pelepasan ion logam telah dilakukan banyak penelitian. Mikulewicz dkk. (2013) menunjukkan pelepasan ion logam dari alat cekat yaitu pelepasan ion nikel, kromium, kadmium, tembaga, besi, mangan, molibdenum, silikon. Konsentrasi ion tertinggi yang terlepas terlihat pada hari pertama dengan ion logam yang lebih intensif terlepas terjadi pada ion nikel, kromium dan tembaga. Pada penelitian 5
yang dilakukan oleh Taek Oh dan Nam Kim (2005) dengan melakukan perendaman kawat stainless steel dalam saliva buatan menunjukkan hasil konsentrasi ion nikel yang terlepas tertinggi pada minggu ke-12. Penelitian oleh Lenti-Canina (2005) terhadap kawat Australia yang direndam dalam saliva buatan selama 1, 3, 7, 14, 21, 28, 35 dan 42 hari menunjukkan pelepasan ion nikel paling banyak terjadi pada hari ke-35 sedangkan ion kromium pada hari ke-42. Barret dkk. (1993) melakukan penelitian pada alat cekat ortodontik dengan membedakan kawat busur Stainless steel dengan nikel titanium dengan waktu perendaman dalam saliva buatan selama 1, 7, 14, 21 dan 28 hari. Pelepasan ion nikel tertinggi pada hari ke-7 dan ion kromium hari ke-28. Pada penelitian ini akan dilakukan perendaman dengan waktu 1, 7, 28, 35, 42, dan 49 hari. Pelepasan ion yang terjadi dapat mempengaruhi komposisi alloy sehingga menurunkan kualitas kawat ortodontik. Pelepasan ion kromium dapat menurunkan ketahanan terhadap korosi karena kromium memberikan sifat tahan karat dan pelepasan ion nikel dapat menurunkan kekuatan baja tahan karat karena nikel berperan dalam meningkatkan kekuatan baja tahan karat (Martinez, 2007). B. Permasalahan Berdasarkan latar belakang masalah, dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut : 1. Apakah terdapat perbedaan pelepasan ion nikel dan ion kromium antara kawat Australia tipe spesial dengan kawat Stainless steel 0,016 inci? 6
2. Apakah terdapat perbedaan pelepasan ion nikel dan ion kromium kawat Australia tipe spesial dan kawat Stainless steel 0,016 inci, antara waktu perendaman 1,7,28,35, 42, dan 49 hari? 3. Apakah terdapat interaksi antara jenis kawat dengan lama perendaman? C. Tujuan Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui : 1. Pengaruh waktu perendaman terhadap jumlah pelepasan ion nikel dan ion kromium kawat Australia tipe spesial dengan kawat Stainless steel dalam saliva buatan ph normal dengan waktu perendaman 1,7, 28, 35, 42, dan 49 hari. 2. Pengaruh waktu perendaman terhadap jumlah pelepasan ion nikel dan ion kromium kawat Australia tipe spesial dan kawat Stainless steel dalam saliva buatan ph normal. D. Manfaat Hasil penelitian mengenai adanya penurunan kualitas kawat Australia tipe spesial dan kawat Stainless steel karena adanya pelepasan ion nikel dan ion kromium selama pemakaian di dalam rongga mulut dapat : 1. Memberikan sumbangan pengetahuan tentang pengaruh waktu perendaman terhadap jumlah pelepasan ion nikel dan ion kromium kawat Australia tipe spesial dan kawat Stainless steel. 2. Memberikan bahan pertimbangan bagi ortodontis kapan waktu yang tepat dalam melakukan pergantian kawat. 7
3. Memberikan pengetahuan dalam memilih jenis kawat yang akan digunakan dalam melakukan perawatan ortodontik dengan alat cekat sesuai tujuan perawatan. E. Keaslian Penelitian Penelitian berkaitan dengan pelepasan ion logam yang terjadi pada kawat ortodontik telah banyak dilakukan. Penelitian oleh Barret dkk. (1993) pada alat cekat ortodontik yang membedakan kawat busur stainless steel dengan nikel titanium, dilakukan perendaman dalam saliva buatan selama 1, 7, 14, 21 dan 28 hari menunjukkan hasil pelepasan ion nikel tertinggi pada hari ke-7 dan pelepasan ion kromium tertinggi pada hari ke-28. Lenti-Canina (2005) melakukan penelitian untuk melihat pengaruh waktu perendaman terhadap pelepasan ion kawat Australia tipe spesial yang direndam dalam saliva buatan selama 1, 3, 7, 14, 21, 28, 35 dan 42 hari. Hasil penelitian menunjukkan pelepasan ion nikel tertinggi pada hari ke-35 dan pelepasan ion kromium tertinggi pada hari ke-42. Taek Oh dan Nam Kim (2005) melakukan penelitian pelepasan ion pada beberapa merk kawat stainless steel dalam saliva buatan selama 1 dan 3 hari, 1, 2, 4, 8 dan 12 minggu menunjukkan hasil konsentrasi ion nikel yang terlepas tertinggi pada minggu ke-12. Mikulewicz dkk. (2013) melakukan penelitian pelepasan ion pada alat ortodontik meliputi kawat ortodontik stainless steel, molar band, braket dan ligatur dengan lama perendaman 1, 7, 14, 21, dan 28 hari. Hasil penelitian menunjukkan pelepasan ion logam tertinggi pada hari pertama. Penelitian Agus-Suprapto (2014) pada berbagai tipe kawat Australia yaitu tipe reguler, spesial, dan premium dengan lama perendaman 1, 7, 14, 28, 35, dan 42 8
hari menunjukkan pelepasan ion nikel terdeteksi pada hari ke-28 dan pelepasan ion nikel tertinggi pada hari ke-35. Sepengetahuan penulis belum pernah dilakukan penelitian mengenai perbandingan pengaruh waktu perendaman terhadap pelepasan ion nikel dan ion kromium kawat Australia tipe spesial dengan kawat stainless steel dalam saliva buatan ph normal dengan waktu perendaman selama 1,7, 28, 35, 42, dan 49 hari. 9