BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perkembangan ilmu dan teknologi dalam kedokteran gigi harus tetap terjaga mutunya bahkan dapat ditingkatkan untuk memberikan pelayanan kesehatan gigi dan mulut khususnya dalam perawatan konservasi gigi. Pada saat ini perawatan lebih diarahkan dengan mengutamakan aspek preventif. Dalam penanganan kerusakan gigi, baik oleh karies atau trauma, mempertahankan jaringan pulpa tetap vital merupakan hal yang paling utama harus dilakukan oleh dokter gigi, karena pada gigi nonvital, cenderung peka terhadap fraktur (Smith, 2008). Terapi konservasi gigi bertujuan untuk mempertahankan gigi selama mungkin dalam kedudukannya agar dapat berfungsi lebih lama. Tujuan ini dapat dicapai dengan merawat jaringan keras atau jaringan lunak gigi sehingga struktur gigi normal kembali atau paling tidak mendekati normal. Kerusakan atau kelainan pada jaringan keras gigi yang disebabkan trauma, bakteri dan sistemik dapat merubah struktur jaringan. Terapi yang dilakukan dapat berupa menghentikan dan mencegah proses kerusakan, melakukan restorasi dan membentuk atau memperbaiki kerusakan gigi (Hargreaves dan Cohen, 2011). Perkembangan bahan restorasi terus berlanjut menghasilkan bahan-bahan kedokteran gigi yang beragam dengan sifat fisis dan mekanis yang meningkat serta mengutamakan sifat biokompatibel untuk digunakan dalam aplikasi klinis.
Biokompatibilitas bahan material gigi merupakan hal yang penting agar dapat digunakan dalam dunia kedokteran gigi. Walaupun bahan biomaterial yang memiliki biokompatibilitas tinggi, efek antimikroba dan sifat mekanis ideal masih perlu diteliti (Ghavamnasiri dkk., 2005). Masalah yang dihadapi di bidang kedokteran gigi saat ini di Indonesia adalah hampir semua bahan yang dipakai dalam perawatan gigi merupakan bahan impor, harganya mahal dan masa kadarluarsa jadi semakin singkat pada saat digunakan. Khususnya di bidang konservasi gigi dalam mempertahankan jaringan pulpa tetap vital, bahan-bahan yang sering digunakan adalah kalsium hidroksida dan Mineral Trioxide Aggregate (MTA), sehingga kalsium hidroksida dan MTA masih disebut sebagai bahan gold standard walaupun kalsium hidroksida lebih ekonomis dan banyak beredar, tetapi hasil akhir yang diharapkan tidak sebaik dibandingkan menggunakan Mineral Trioxide Aggregate (MTA) (Gutmann dkk., 2006). Kalsium hidroksida sampai saat ini masih menjadi bahan pilihan untuk kaping pulpa dalam merangsang dentin reparatif, tetapi studi jagka panjang telah membuktikan bahwa bahan ini tidak dapat diandalkan. Bahan ini tidak dapat beradaptasi dengan dentin, tidak dapat merangsang difrensiasi odontoblas secara konsisten, sitotoksik pada sel, dan ph yang tinggi menyebabkan kalsium hidroksida mudah larut yang mengakibatkan defect tunnel (Escandarizadeh dkk., 2006) sedangkan MTA merupakan bahan kaping pulpa non biologi yang terbukti telah menjadi salah satu bahan yang serba guna dan biokompatibel, memiliki sifat fisik yang lebih baik dalam hal sealing ability dan biokompatibilitasnya dibandingkan
dengan bahan lainnya seperti kalsium hidroksida (Queiroz dkk., 2005). Namun penggunaan MTA relatif masih jarang karena sulit untuk didapatkan, harganya yang mahal, manipulasi yang sulit, waktu pengerasan yang panjang, dan sedikit kandungan arsen pada MTA (Bramante dkk, 2008). Semen Ionomer Kaca Modifikasi Resin (SIKMR) merupakan perkembangan dari SIK konvensional yang berkembang pada tahun 1980-an (Nagaraja dan Kishore, 2005). Pengerasan SIK modifikasi resin merupakan kombinasi dari reaksi asam basa dan polimerisasi photochemical. Resin modifikasi menggantikan SIK dengan tambahan reaksi polimerisasi dengan cahaya (light cure). Untuk mencapai keberhasilan bahan ini, ditambahkan monomer yang larut dalam air, seperti HEMA (Hidroxyethyl Methacrylate) ke cairan asam poliakrilat yang larut air (McCabe dan Walls, 2008). Pertama kali, SIK modifikasi resin dikembangkan sebagai lining tetapi kemudian dikembangkan sebagai bahan restorasi. Keuntungan yang diberikan SIK modifikasi resin adalah kemudahan dalam manipulasi, meningkatkan ketahanannya terhadap sensitivitas air, dan mampu melepaskan ion fluor sehingga dapat mencegah karies kambuhan (Mc Cabe dan Walls, 2008). Ciri utama semen SIK modifikasi resin adalah ketika bubuk dan cairan dicampur akan terjadi reaksi pengerasan dengan bantuan sinar (light cure). Disamping kelebihannya, SIKMR ini memiliki kekurangan yaitu HEMA yang terkandung pada SIKMR bersifat sitotoksik (Dahl dan Orstavik, 2010). SIKMR menimbulkan respon inflamasi persisten tingkat menengah hingga
berat pada pulpa dan pembentukan zona nekrotik yang besar (Nagaraja dan Kishore, 2005). Banyak penelitian mencari bahan-bahan pengganti bahan impor dengan memakai bahan dasar dari tanaman tradisional ataupun bahan-bahan yang dapat diperoleh dari lingkungan alam. Indonesia kaya dengan bahan alam, contohnya abu sekam padi dan kitosan. Padi merupakan produk utama pertanian di negara-negara agraris. Sekam padi merupakan produk samping yang melimpah dari hasil penggilingan padi, dan selama ini hanya digunakan sebagai bahan bakar. Soeswanto dan Lintang, 2011 menyatakan bahwa penanganan sekam padi yang kurang tepat akan menimbulkan pencemaran terhadap lingkungan, sedangkan kandungan silikanya tinggi. Sekam padi mengandung senyawa organik berupa lignin dan kitin, selulosa, hemiselulosa, senyawa nitrogen, lipid, vitamin B, dan asam organik, sedangkan senyawa anorganik berupa silika. Kandungan silika dalam abu sekam padi mengandung 94-96 % dan atau mendekati di bawah 90 % dalam bentuk amorf terhidrat (Makarim dan Suhartatik, 2009). Indahyani dkk (2011) dalam penelitiannya mengatakan bahwa silika yang berasal dari abu sekam padi ini terbukti mempunyai sifat osteoinduktif yang mampu menyebabkan terjadinya proliferasi sel osteoblast dan mempunyai nilai absorbansi yang paling tinggi. Abu sekam padi terdiri dari tiga lapisan : abu-abu, putih dan merah jambu. Kandungan silika yang paling banyak terdapat pada lapisan yang berwarna merah jambu. Peneliti menggunakan abu sekam padi yang berwarna merah jambu karena
abu sekam padi merah jambu mempunyai silika yang lebih tinggi dikarenakan pembakaran lebih dari 700 C dan dengan adanya proses alam sehingga terjadilah warna merah jambu (Zakaria, 2002). Bahan alami lainnya yang dapat dijadikan alternatif untuk mengurangi sifat toksik dari abu sekam padi adalah kitosan. Kitosan dapat dipakai sebagai scaffold. Kitosan [2-amino-2-deoxy-D-glucan] merupakan salah satu biomaterial yang memiliki sifat istimewa, yaitu biokompatibiliti baik, tidak bersifat toksik, tidak menyebabkan reaksi immunologi, dan tidak menyebabkan kanker (Modena dkk., 2009). Bahan ini tidak dapat dibiarkan terlalu lama pada suhu kamar karena larutan kitosan akan terhidrolisis sehingga konsentrasi berkurang (Agusnar,1997 dan Sugita dkk., 2009). Trimurni dkk (2006) melakukan penelitian pada tikus wistar dengan menggunakan kitosan blangkas dan kitosan komersil sebagai bahan pembanding pada perawatan kaping pulpa direk. Hasil penelitian tersebut menunjukkan keduanya lebih mampu menstimulasi pembentukan dentin reparatif dan dengan jumlah sel-sel inflamasi yang lebih sedikit dibandingkan dengan kalsium hidroksida sebagai kontrol. Henny dkk., 2013 mengatakan bahwa terjadinya peningkatan viabilitas sel yang signifikan pada SIKMR dan SIKMRn yang ditambahkan 0,015% berat kitosan nano dari blangkas. Abu sekam padi dan kitosan dalam penelitian ini dibuat dalam bentuk nanopartikel dengan prinsip rekayasa jaringan, ukuran partikel material dapat mempengaruhi efek biologi, yaitu makin kecil ukuran partikel, makin luas
permukaannya, sehingga makin meningkat pula interaksi material dan jaringan sekitarnya (Fan Y, 2008 dan Kong Y, 2007 cit. Suprastiwi, 2011). Ukuran partikel kitosan yang berskala nanometer akan meningkatkan luas permukaan sampai ratusan kali dibandingkan dengan partikel yang berukuran mikrometer, sehingga dapat meningkatkan efektifitas kitosan dalam hal mengikat gugus kimia lainnya. Kitosan nano juga dapat meningkatkan efisiensi proses fisika-kimia pada permukaan kitosan tersebut karena memungkinkan interaksi pada permukaan yang lebih besar (Ningsih, 2010). Penelitian abu sekam padi berwarna merah jambu yang merupakan biomaterial belum pernah diteliti, oleh karena itu peneliti ingin menggabungkan abu sekam padi dengan kitosan sebagai scaffold untuk mengetahui bagaimana karakteristik bimaterial tersebut. Penggabungan kedua biomaterial ini diharapkan dapat menjadi biomaterial yang digunakan untuk kaping pulpa indirek sebagai pengganti bahan yang ada seperti MTA dan SIKMR. Penambahan kitosan molekul tinggi nanopartikel pada abu sekam padi diharapkan dapat meningkatkan sifat-sifat fisis bahan abu sekam padi. Dalam penelitian ini digunakan Field Emission-Scanning Electron Microscopy (FE-SEM) dan Energy Dispersive X-ray (EDX). Observasi SEM memberi gambaran morfologi dari gabungan bahan biomaterial yaitu kitosan molekul tinggi nanopartikel dengan abu sekam padi nanopartikel pada permukaan dentin dan EDX memperlihatkan komposisi dari campuran kitosan molekul tinggi nanopartikel dengan abu sekam padi nanopartikel.
1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan uraian di atas, tema sentral penelitian ini adalah: - Abu sekam padi merupakan sumber silika potensial yang dapat menyebabkan proliferasi sel odontoblas dan bersifat biokompatibel. - Kitosan merupakan bahan biokompatibel yang terbukti dapat merangsang pembentukan dentin reparatif. - Bahan biomaterial yang dapat merangsang dentin reparatif adalah biomaterial yang mempunyai sifat biokompatibel, biodegradable, sealing ability yang baik dan dapat menjaga pulpodentinal kompleks. Oleh karena itu, masalah yang akan diteliti dalam penelitian ini adalah: 1. Apakah terdapat perbedaan mikrostruktur permukaan jaringan dentin yang diaplikasikan gabungan kedua bahan biomaterial abu sekam padi yang ditambahkan kitosan molekul tinggi nanopartikel dalam menjaga pulpodentinal kompleks dibanding dengan MTA dan SIKMR? 2. Apakah terdapat perbedaan kandungan aktif yang dapat menjaga pulpodentinal kompleks dari gabungan biomaterial abu sekam padi yang ditambahkan kitosan molekul tinggi nanopartikel dibandingkan MTA dan SIKMR?
1.3 Tujuan Penelitian Tujuan umum Menganalisis karakteristik mikrostruktur permukaan kitosan molekul tinggi nanopartikel dengan abu sekam padi dengan jaringan dentin dan komposisi kimia. Tujuan Khusus 1. Menganalisis morfologi dentin dengan melihat adanya tag like structure atau resin tag dan porositas setelah diaplikasikan bahan abu sekam padi nanopartikel yang ditambahkan kitosan molekul tinggi nanopartikel, MTA, dan SIKMR dengan menggunakan Scanning Electron Microscope (SEM) 2. Menganalisis komposisi kimia abu sekam padi nanopartikel dengan kitosan molekul tinggi nanopartikel, MTA, dan SIKMR dengan menggunakan Energy Dispersive X-ray (EDX). 1.4 Manfaat Penelitian 1. Meningkatkan pemahaman mengenai manfaat biomaterial yang merupakan gabungan abu sekam padi dengan kitosan molekul tinggi nanopartikel dalam protektif jaringan pulpa. 2. Menambah data ilmiah mengenai bahan biomaterial yang merupakan gabungan abu sekam padi dengan kitosan molekul tinggi nanopartikel bagi perkembangan ilmu pengetahuan dalam bidang konservasi khususnya penjagaan pulpodentinal kompleks.