I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang Abad 20 merupakan abad baru stainless steel dengan ditemukannya HIPASS (High Performance Austenitic Stainless Steel). Austenitic Stainless Steel atau baja tahan karat austenit berstruktur kubik terpusat di permukaan kubus (face centered cubic). Struktur tersebut tidak berubah baik pada suhu kamar, di bawah suhu kamar, maupun pada titik leleh. Komposisi baja tahan karat austenit harus memiliki kandungan besi minimal 50%, nikel 35-70%, dan kromium 20-30% (Anonim, 2010). Martinez (2007) menyatakan kromium adalah elemen penting yang memberikan sifat tahan karat, dengan cara membuat lapisan pelindung kromium oksida pada permukaan logam. Nikel adalah unsur campuran penting untuk meningkatkan kekuatan baja tahan karat. Komposisi baja tahan karat dengan kandungan 18% kromium dan 8% nikel, memiliki struktur kristal austenit dengan kondisi tetap stabil pada berbagai macam tingkatan suhu. Kawat ortodontik austenit merupakan komponen alat ortodontik cekat yang mulai populer pada tahun 1929. Kawat baja tahan karat austenit memiliki ciri kekuatan besar, modulus elastisitas tinggi, dan tahan terhadap korosi. Teknik Begg merupakan salah satu cara perawatan ortodontik yang dilakukan di Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Gadjah Mada dengan kawat austenit. Teknik tersebut menggunakan kawat bulat yaitu A.J. Wilcock Australian Wire produksi pabrik G & H. Kawat Australia meliputi tipe reguler, spesial, spesial plus, premium, premium plus dan supreme dengan diameter 0,012 inci - 0,020 1
2 inci (Fletcher, 1981). Kawat Australia tipe premium plus dan supreme tersedia dalam ukuran diameter 0,008-0,011 inci (Sankar dkk., 2011). Tipe kawat membedakan tingkat kekuatan kawat Australia, kekuatan kawat semakin meningkat dari tipe reguler ke tipe supreme (Cadman, 1975). Kusy (1997) menyatakan kandungan karbon yang terdapat di dalam kawat Australia mempengaruhi kekuatan kawat. Peningkatan kandungan karbon menyebabkan baja tahan karat memiliki sifat lebih keras, lebih mudah patah, dan lebih mudah mengalami korosi. Sankar dkk. (2011) melakukan penelitian pada kawat Australia dengan diameter 0,016 inci. Hasil penelitian tersebut menunjukkan kawat Australia memiliki kandungan karbon yang berbeda-beda. Kandungan karbon pada kawat Australia tipe reguler sebesar 0,03%, tipe spesial 0,04%, dan tipe premium 0,07%. Begg dan Kesling (1977) menyatakan kawat Australia tipe reguler dan reguler plus sering digunakan untuk perawatan yang memerlukan pembengkokan dan tekukan kawat. Pembengkokan atau tekukan pada kawat Australia digunakan untuk meratakan gigi berjejal dengan kekuatan yang sangat ringan. Teknik Begg menggunakan vertical loop yang dibentuk dari kawat Australia untuk leveling dan unraveling. Penggunaan loop mengakibatkan mudah terjadinya penumpukan sisa makanan, sehingga pasien harus rajin membersihkan gigi. Kontrol perawatan ortodontik dengan gaya yang ringan pada teknik Begg dilakukan secara rutin setiap 6 minggu. Penggunaan kawat spesial dan spesial plus lebih kuat dan cocok untuk perawatan deep over bite. Kawat Australia tipe premium lebih kuat namun sangat rapuh dan mudah patah, sehingga cocok digunakan sebagai auxiliaries
3 (Cadman, 1975). Penelitian yang dilakukan oleh Acharya dan Jayade (2005) menunjukkan kawat Australia merek A.J. Wilcock Australian Wire produksi pabrik G &H tipe spesial, premium, dan supreme memiliki kekuatan dan kualitas lebih baik dibandingkan kawat baja tahan karat produk Ortho Organizers. Beberapa peneliti menyatakan bahwa susunan gigi protrusif pada rahang atas dan bawah, gigi tidak teratur dan gigi renggang menyebabkan senyum kurang menarik sehingga timbul rasa kurang percaya diri. Gigi-gigi yang tidak rapi akan sulit dibersihkan sehingga dapat menyebabkan gigi berlubang, penyakit gusi, bahkan dapat menyebabkan gigi tanggal. Palomares dkk. (2012) berpendapat bahwa tujuan utama perawatan ortodontik adalah mendapatkan penampilan wajah, susunan gigi, dan fungsi yang baik serta gigi-gigi dalam posisi stabil. Alat ortodontik cekat di dalam mulut kontak secara terus menerus dengan cairan fisiologis. Alat ortodontik cekat yang digunakan pasien dapat mengalami korosi oleh saliva melalui proses biodegradasi di dalam rongga mulut (Barrett dkk., 1993). Reaksi kimia, rangsangan fisik, dan metabolisme dari sekitar 30 spesies bakteri terjadi di dalam rongga mulut. Saliva merupakan cairan hipotonik yang mengandung bioaktonat, klorida, kalium, natrium, senyawa nitrogen dan protein. Saliva memiliki ph bervariasi berkisar 5,2-7,8 (Chaturvedi, 2010). Cawson dan Odell (2008) menyatakan ph saliva terendah tercapai sebesar 3,5 pada plak yang matang. Jawale dkk. (2012) menyatakan, pada anak muda yang sering mengkonsumsi soft drink atau minuman ringan bersoda, maka ph plak akan menjadi rendah karena pengaruh ph minuman ringan yang rendah. Rata-rata ph minuman ringan hasil penelitian tersebut sebesar 3,504, dengan ph
4 terendah terdapat pada minuman ringan merek Coca-Cola sebesar 2,48. ph yang rendah tersebut akan mempengaruhi peningkatan terjadinya karies dan erosi gigi. Variasi suhu di dalam rongga mulut memiliki perbedaan yang cukup besar, dari suhu dingin (0 C) hingga kopi panas dan sup (60 C). Faktor-faktor seperti suhu, kuantitas dan kualitas saliva, plak, ph, protein, sifat fisik, sifat kimia makanan, dan kondisi rongga mulut dapat mempengaruhi proses korosi. Saliva merupakan cairan elektrolit lemah karena kandungan garam NaCl. Kelembaban rongga mulut yang dipengaruhi oleh saliva, oksigen, suhu, dan tingkat keasaman atau ph mempengaruhi pelepasan ion logam yang terdapat di dalamnya. Ion klorida (Clˉ) yang terkandung dalam saliva dan ph saliva yang asam dapat merusak logam (Schiff, 2005). House dkk. (2008) menyatakan asam merupakan substansi kimia yang berhubungan dengan korosi atau cairan yang berasa asam, dapat menetralisir sifat alkalis, dapat merusak logam, dan mengubah kertas lakmus menjadi merah. Asam juga merupakan sifat bahan yang memiliki ph kurang dari 7. Korosi adalah reaksi oksidasi dan reduksi antara suatu logam dan berbagai zat di lingkungannya sehingga menghasilkan senyawa-senyawa yang merugikan. Beberapa penelitian tentang pengaruh lama perendaman terhadap pelepasan ion logam alat ortodontik cekat telah dilakukan. Beberapa diantaranya melibatkan pengaruh ph saliva buatan serta sebagian dilakukan dalam saliva buatan ph normal. Alat ortodontik cekat di dalam mulut dapat mengalami korosi akibat pengaruh dari saliva (Eliadese dkk., 2002). Barrett dkk. (1993) telah melakukan penelitian mengenai korosi pada kawat busur Nikel Titanium (NiTi)
5 dan baja tahan karat yang direndam di dalam saliva buatan ph normal selama 1, 7, 14, 21, dan 28 hari. Pelepasan ion dianalisis dengan spektrofotometer dengan tingkat ketelitian ppb (part per billion). Hasil yang didapatkan terjadi pelepasan ion nikel kawat nikel titanium pada lama perendaman hari ke-7. Ion kromium terlepas pada lama perendaman hari ke-14. Penelitian yang dilakukan oleh Hwang (2001) tentang korosi alat ortodontik cekat yang direndam dalam saliva buatan selama 1, 3, 7, 14, 21, 28, 56, dan 84 hari memperlihatkan hasil pelepasan ion logam akan mencapai puncak kemudian menurun seiring bertambahnya waktu. Pemeriksaan dilakukan dengan melebur kawat ortodontik yang digunakan dalam penelitian, kemudian dihitung jumlah pelepasan ion. Hasil penelitian tersebut mendekati penelitian yang dilakukan oleh Barrett dkk. (1993), pelepasan ion logam akan mencapai puncak kemudian menurun seiring bertambahnya waktu. Kuhta dkk. (2009) melakukan penelitian menggunakan kawat baja tahan karat yang direndam dalam saliva buatan ph 3,5 dan ph 6,75 selama 1, 7, 14, dan 28 hari. Alat yang digunakan adalah A high-resolution inductively couple plasma mass spectrometry (HR-ICP/MS) merek Esolderent 2, buatan California yang dapat mendeteksi pelepasan ion logam dalam saliva dengan konsentrasi yang sangat rendah. Hasil penelitian menunjukkan terjadinya pelepasan ion logam titanium (Ti), kromium (Cr), nikel (Ni), besi (Fe), tembaga (Cu) dan zing (Zn). Pelepasan ion logam terbesar terjadi pada lama perendaman hari ke-7 dan menurun dengan bertambahnya waktu.
6 Lenti-Canina (2005) melakukan penelitian mengenai pengaruh lama perendaman terhadap pelepasan ion logam kawat Australia dalam saliva buatan ph 6,27. Penelitian tersebut dilakukan menggunakan metode AAN (Analysis Activated Neutron) dengan cara melebur kawat Australia kemudian dihitung jumlah pelepasan ion. Kawat Australia sepanjang 5 cm direndam dalam saliva buatan ph 6,27. Pelepasan ion logam diukur berdasarkan perbedaan lama perendaman 1, 3, 7, 14, 21, 28, 35, dan 42 hari. Penelitian menunjukkan penurunan kadar ion besi 6,6%, mangan 13,6%, kobalt 11,6%, nikel 30,5% dan kromium 19,5% setelah 42 hari. B. Perumusan Masalah Berdasarkan latar belakang dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut : 1. Bagaimanakah perbandingan pelepasan ion nikel dan kromium kawat Australia 0,016 inci setelah direndam dalam saliva buatan ph 3,5 antara lama perendaman 1, 7, 14, 28, 35, dan 42 hari? 2. Bagaimanakah perbandingan pelepasan ion nikel dan kromium tipe kawat Australia reguler, spesial, dan premium diameter 0,016 inci setelah direndam dalam saliva buatan ph 3,5? 3. Apakah ada interaksi antara lama perendaman 1, 7, 14, 28, 35, dan 42 hari kawat Australia diameter 0,016 inci tipe reguler, spesial, dan premium terhadap pelepasan ion nikel dan kromium dalam saliva buatan ph 3,5?
7 C. Tujuan Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari : 1. Perbandingan pelepasan ion nikel dan kromium kawat Australia 0,016 inci setelah direndam dalam saliva buatan ph 3,5 antara lama perendaman 1, 7, 14, 28, 35, dan 42 hari. 2. Perbandingan pelepasan ion nikel dan kromium tipe kawat Australia reguler, spesial, dan premium diameter 0,016 inci setelah direndam dalam saliva buatan ph 3,5? 3. Interaksi antara kawat Australia yang direndam dalam saliva buatan ph 3,5 selama 1, 7, 14, 28, 35, dan 42 hari terhadap pelepasan ion nikel dan kromium. D. Manfaat Penelitian yang dilakukan pada kawat Australia tipe reguler, spesial, dan premium dengan lama perendaman yang berbeda akan memberi manfaat sebagai berikut : 1. Memberi informasi mengenai perbandingan lama perendaman dan perbandingan tipe kawat Australia terhadap pelepasan ion nikel dan kromium yang direndam dalam saliva buatan ph 3,5. 2. Membantu operator dalam pemilihan kawat busur untuk perawatan ortodontik yang sesuai dengan kondisi saliva rongga mulut pasien dan kasus yang ditangani.
8 3. Membantu operator menentukan penggantian secara berkala kawat busur untuk keperluan perawatan ortodontik sesuai dengan kondisi saliva pasien. E. Keaslian Penelitian Beberapa penelitian telah dilakukan untuk mengetahui pengaruh ph saliva terhadap kawat ortodontik. Pengaruh asam terhadap kawat ortodontik baja tahan karat dan nikel titanium telah dilakukan oleh Kuhta dkk. (2009). Hasil yang didapatkan terjadi pelepasan ion logam titanium (Ti), kromium (Cr), nikel (Ni), besi (Fe), tembaga (Cu) dan zing (Zn) selama 1, 7, 14, dan 28 hari perendaman. Larutan perendaman diperiksa untuk mengetahui pelepasan ion logam, hasilnya pelepasan ion logam terbesar terjadi pada lama perendaman hari ke-7 dan menurun seiring dengan bertambahnya waktu perendaman. Pelepasan ion logam pada perendaman saliva dengan ph asam lebih besar dibandingkan pelepasan ion logam pada perendaman dengan ph normal. Lenti-Canina (2005) melakukan penelitian mengenai pengaruh lama perendaman 1, 3, 7, 14, 21, 28, 35, dan 42 hari dalam saliva buatan ph 6,27 terhadap pelepasan ion logam. Kawat Australia tipe spesial diperiksa dengan cara dilebur untuk mengetahui pelepasan ion logam. Hasil penelitian menunjukkan penurunan besi 6,6%, mangan 13,67%, kobalt 11,67%, nikel 30,5% dan kromium 19,5% setelah 42 hari perendaman. Penelitian mengenai sifat fisik, sifat mekanik, kandungan karbon, dan tingkat kekerasan kawat Australia dilakukan oleh Pelsue dkk. (2009). Ukuran kawat Australia yang digunakan dalam penelitian dengan tipe reguler 0,016 inci,
9 reguler plus 0,018 inci, dan spesial 0,018 inci. Hasil yang didapatkan dari penelitian ini semua tipe kawat Australia memiliki permukaan kasar, tidak teratur, dan porus dengan kandungan karbon yang cukup tinggi. Penelitian mengenai sifat fisik dan mekanis kawat Australia diameter 0,016 inci tipe reguler, reguler plus, spesial, spesial plus, premium, premium plus, dan supreme juga dilakukan oleh Sankar dkk. (2011). Penelitian tersebut tanpa perendaman di dalam saliva. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa ukuran dan proses pembuatan kawat akan mempengaruhi sifat fisik dan sifat mekanis kawat. Sepengetahuan penulis belum pernah dilakukan penelitian mengenai pengaruh asam akibat pola konsumsi minuman ringan terhadap pelepasan ion nikel dan kromium kawat Australia.