BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Resin Akrilik 2.1.1 Pengertian Resin akrilik merupakan suatu polimer dalam kedokteran gigi yang mempunyai peranan sangat penting dalam pembuatan gigitiruan lepasan, reparasi gigitiruan dan protesa maksilofasial untuk menggantikan struktur rongga mulut atau sebagian wajah yang hilang. Resin akrilik terdiri atas monomer dan polimer. Metil metakrilat adalah cairan resin akrilik dan lebih dikenal dengan monomer sedangkan polimetil metakrilat adalah bubuk resin akrilik yang lebih dikenal dengan polimer. 3,4 Resin akrilik pertama kali digunakan untuk membuat basis gigitiruan. Basis gigitiruan adalah bagian dari protesa lepasan yang berkontak dengan jaringan dan merupakan tempat melekatnya gigitiruan. 1,15,17 Basis gigitiruan individual dapat dibuat dari bahan logam dan non-logam. Kebanyakan basis gigitiruan dibuat menggunakan polimer yang berasal dari bahan non-logam. Basis gigitiruan dengan bahan non-logam dibagi ke dalam dua tipe yaitu thermo-hardening dan thermoplastic. Material thermo-hardening adalah material yang selama pencetakan atau pengolahan mengalami perubahan kimia dan bentuk produk akhirnya berbeda dengan material aslinya. Setelah pencetakan atau pengolahan selesai, material tidak dapat melunak karena panas dan tidak dapat berubah ke bentuk lain. Contohnya adalah vulkanit dan phenol-formaldehyde resin. Material thermo-plastic adalah material yang selama pencetakan atau pengolahan tidak mengalami perubahan kimia. Bentuk produk akhirnya sama dengan bentuk aslinya, kecuali terjadi perubahan bentuk dan dapat dilunakkan oleh panas dan dirubah ke dalam bentuk lain. 2,18 Contohnya adalah seluloid, cellulose nitrate, vinyl resin, nylon, polycarbonate, dan resin akrilik. 3,19 Resin akrilik adalah yang paling umum dipakai. Polimer tersebut dipilih berdasarkan kestabilan dimensi, kestabilan warna, mudah di manipulasi, konduktivitas termal yang baik, tidak mengiritasi, relatif tidak mahal dan biokompatibel terhadap jaringan mulut. 1,4,12,19
2.1.2 Pembagian Resin Akrilik Berdasarkan metode yang digunakan untuk aktivasinya resin akrilik dibagi menjadi tiga tipe, yaitu resin akrilik polimerisasi kimia (chemical-cured resins atau cold-cured resins atau self-cured resins), resin akrilik polimerisasi sinar (light-cured resins), dan resin akrilik polimerisasi panas (heat-cured resins). 1,2,12,17,18 Resin akrilik polimerisasi kimia (swapolmerisasi) adalah resin yang tidak memerlukan penggunaan energi termal untuk aktivasinya sehingga dapat digunakan pada temperatur ruang. Aktivasi kimia dicapai melalui penambahan aktivator amin tersier, seperti dimetilpara-toluidin, terhadap monomer. Jika komponen bubuk dan cairan diaduk, amin tersier menyebabkan terpisahnya benzoil peroksida (BPO) sebagai inisiator. Akibatnya dihasilkan radikal bebas dan dimulainya polimerisasi. Polimerisasi berlangsung dengan cara yang serupa dengan cara aktivasi termal. 1,2,18 Resin tipe ini jarang dipakai karena porositasnya yang lebih besar dibandingkan dengan resin akrilik polimerisasi panas, kadar monomer sisanya tinggi dan stabilitas warnanya buruk. 18 Resin akrilik polimerisasi sinar adalah resin yang memerlukan sinar dalam aktivasinya. Aktivator menyerap sinar lalu bereaksi dengan inisiator. Resin polimerisasi sinar memiliki foto-inisiator seperti champorquinone dan amine activators. Reaksi ini membentuk radikal bebas ketika terkena sinar biru dan memulai reaksi polimerisasi. Resin ini di polimerisasi di sebuah ruang sinar (curing unit) dengan sinar biru 400-500 nm dari lampu kuarsa halogen intensitas tinggi (high intensity quartz-halogen bulbs). 2,18 Bahan ini juga jarang dipakai karena membutuhkan alat kuring khusus yang mahal harganya. 2 Resin akrilik polimerisasi panas adalah resin akrilik yang menggunakan aktivasi energi termal untuk polimerisasinya. Energi termal yang diperlukan untuk polimerisasi bahan dapat diperoleh dengan menggunakan pemanasan air (waterbath) atau oven gelombang mikro (microwave). 1 2.2 Resin Akrilik Polimerisasi Panas Saat ini resin akrilik polimerisasi panas merupakan polimer yang paling banyak digunakan dalam pembuatan gigitiruan karena dapat diproses dengan mudah,
stabilitas warna baik, tidak mengiritasi, tidak toksis, harga relatif murah dan mudah di reparasi. 2,4,12,18 Selain memiliki keunggulan, resin akrilik polimerisasi panas juga memiliki kekurangan yaitu dapat menyerap cairan, sisa makanan atau bahan kimia dan mudah patah bila terjatuh di permukaan yang keras. 3 2.2.1 Komposisi Resin akrilik polimerisasi panas mempunyai komposisi sebagai berikut: 3,18 1. Bubuk a. Poli (metil metakrilat) : polimer b. Dibutyl phthalate : plasticizer c. Campuran merkuri sulfida, cadmium sulfida : dyes d. Benzoil peroksida (0,2-0,5%) : peroxide initiator e. Zinc / titanium oksida : opacifiers f. Pigmen (1%) 2. Cairan a. Metil metakrilat : monomer b. Dibutyl phthalate : plasticizer c. Glycol dimethacrylate (1-2%) : cross-linking agent d. Hydroquinon (0,006%) : inhibitor-prevents setting 2.2.2 Manipulasi 1. Pencampuran bubuk dan cairan Proporsi campuran polimer-monomer adalah 3:1 satuan volum atau 2:1 satuan berat. Cairan yang telah diukur dituang ke dalam wadah yang bersih dan kering. Bubuk perlahan dimasukkan hingga semua partikel bubuk basah dengan monomer. Campuran diaduk dan dibiarkan dalam wadah tertutup. 18
Tahapan fisis: 18 a. Wet sand stage : polimer secara bertahap mengendap ke monome massa koheren. b. Sticky stage : monomer berpenetrasi ke dalam polimer. Massa lengket dan terlihat seperti benang ketika disentuh ataupun ditarik. c. Dough or gel stage : ketika monomer telah berdifusi ke dalam polimer, massa menjadi halus dan membentuk seperti adonan dan tidak menempel pada dinding wadah. Terdiri dari partikel polimer tidak larut tergantung di sebuah matriks plastik monomer dan polimer terlarut. Pada tahap ini massa seperti plastik dan dapat di masukkan ke cetakan. d. Rubbery stage : monomer menghilang dengan penetrasi lebih jauh ke dalam polimer dan atau menguap. Massa seperti karet, non-plastik dan tidak dapat di bentuk lagi. e. Stiff stage. Waktu kerja: Waktu kerja adalah waktu antara tahap II dan permulaan tahap IV. Menurut ADA Sp. No. 12, adonan harus dicetak dalam waktu 5 menit. Waktu kerja dipengaruhi oleh temperatur. Wadah tempat pencampuran monomer dan polimer didinginkan untuk memanjangkan waktu kerja. 18 2. Pengisian (packing) Campuran bubuk dan cairan harus dimasukkan ke dalam mould pada waktu dough stage. Hal ini karena bila campuran bubuk dan cairan dimasukkan saat sandy or stringy stages, akan sangat banyak monomer yang berlebihan antara partikel polimer dan viskositas material akan rendah dan akan mudah mengalir keluar mould. Pengisian terlalu awal akan menghasilkan basis gigitiruan berporeus. Jika pengisian dilakukan pada rubbery atau stiff stage, material tersebut viskositasnya akan sangat berlebihan. Pengisian yang terlambat akan menghasilkan pergerakan atau fraktur gigitiruan, kehilangan bentuk dan peningkatan dimensi vertikal dari gigitiruan. 18
3. Kuring (curing) Proses kuring atau proses polimerisasi adalah nama teknis dari proses pemanasan untuk mengontrol perambatan awal dari polimerisasi pada cetakan gigitiruan. 20 Proses kuring dilakukan dengan cara mengaplikasikan panas dengan merendam kuvet dalam air yang dipanaskan. Kuvet yang sudah terisi dengan resin akrilik polimerisasi panas dilakukan proses kuring menggunakan water bath yang berisi air pada suhu kamar lalu dinaikkan pada suhu 74 0 C selama 1,5 jam dan kemudian suhunya ditingkatkan sampai 100 0 C selama 1 jam. 30 4. Finishing dan polishing Basis gigitiruan dihaluskan menggunakan kertas pasir. 18 2.3 Serat Kaca Pada Resin Akrilik 2.3.1 Pengertian Penambahan serat kaca telah diteliti dan terbukti menguatkan polimetil metakrilat. Serat kaca merupakan bahan yang paling umum digunakan dari semua serat yang ada karena meningkatkan sifat mekanis polimer gigitiruan, mudah dimanipulasi dan estetis. 6 Serat kaca adalah material berbentuk serabut-serabut yang sangat halus yang mengandung bahan kaca. 21 2.3.2 Komposisi Serat kaca mengandung bahan kimia antara lain: 21,22 1. SiO 2 52-56 % 2. Al 2 O 3 12-16 % 3. B 2 O 3 5-10 % 4. TiO 2 0-1,5 % 5. CaO 16-25 % 6. MgO 0-5 % 7. (NaO + K 2 O) 0-2 % 8. Fe 2 O 3 0-0,8 % 9. F 0-1 %
2.3.3 Bentuk Serat kaca mempunyai beberapa bentuk untuk memperkuat polimer dental termasuk continous fibers, diantaranya bentuk batang, anyaman dan potongan kecil. 21 2.3.3.1 Bentuk Batang Serat kaca berbentuk batang disusun dalam arah yang sama dan jumlah yang banyak. Serat kaca jenis ini mempuyai modulus flexural yang tinggi dan mempunyai kekuatan transversal yang tinggi dibandingkan serat kaca bentuk anyaman. 23 Serat kaca berbentuk batang sulit untuk diaplikasikan pada pembuatan gigitiruan resin akrilik polimerisasi panas. 21 Gambar 1. Serat Kaca Bentuk Batang 2.3.3.2 Bentuk Potongan Kecil Serat kaca potongan kecil mempunyai banyak kelebihan dibandingkan serat kaca bentuk lain. Mudah dikerjakan pada saat di klinik, hal ini disebabkan karena proses pencampuran serat kaca dan resin akrilik yang lebih sederhana juga ukuran serat yang kecil yang memungkinkan serat tersebut mudah untuk di manipulasi. Pengepresan resin akrilik bentuk serat ini adalah menggunakan teknik compression moulding konvensional. 23
2.3.3.3 Bentuk Anyaman Biasanya dipakai untuk memperkuat hasil reparasi basis gigitiruan. Serat kaca bentuk anyaman ini memiliki kekurangan sulit ditempatkan pada mould. 21,23 2.4 Kopi 2.4.1 Jenis Kopi Kopi adalah sejenis minuman yang berasal dari proses pengolahan dan ekstraksi biji tanaman kopi. Di dunia dikenal dua jenis kopi, yaitu kopi robusta dan kopi arabika. Kopi robusta ditemukan pertama kali di Kongo pada tahun 1898 dan mulai masuk ke Indonesia pada tahin 1900. Kopi jenis robusta tahan terhadap serangan jamur karat. Kopi ini mengandung kafein dalam kadar yang jauh lebih banyak. Kopi robusta dapat tumbuh di ketinggian 800 m diatas permkaan laut. Kopi jenis arabika tumbuh di negara-negara beriklim tropis atau subtropis. Walau berasal dari Ethiopia, kopi arabika menguasai sekitar 70% pasar kopi dunia dan telah dibudidayakan di berbagai negara, termasuk Indonesia. Kopi kemudian terus berkembang hingga saat ini menjadi salah satu minuman paling populer di dunia yang dikonsumsi oleh berbagai kalangan masyarakat. 16,24,25 2.4.2 Kopi Robusta Kopi Robusta (Coffea canephora) dimasukkan ke Indonesia pada tahun 1900 (Gandul, 2010). Kopi ini memerlukan syarat tumbuh dan pemeliharaan yang ringan, serta produksinya yang tinggi. Oleh karena itu kopi ini cepat berkembang, dan mempengaruhi produksi kopi-kopi lainnya. Saat ini lebih dari 90% dari areal pertanaman kopi Indonesia terdiri atas kopi Robusta. 25 2.4.3 Kandungan Kopi Robusta Kandungan yang terdapat dalam kopi robusta, diantaranya : 25,26 1. Air 48-50 % 2. Bahan-bahan kering 50-52 %, yang terdiri dari: a. Karbohidrat 60 %
b. Protein 13 % c. Minyak 13 % d. Trigonelin 1 % e. Asam-asam non-volatil 8 % f. Abu 4 % g. Kafein robusta 2% 2.5 Kekuatan Transversal Kekuatan transversal atau fleksural yaitu beban yang diberikan pada bagian tengah sebuah benda berbentuk batang yang bertumpu pada kedua ujungnya. Selama batang ditekan maka beban akan meningkat secara beraturan dan berhenti ketika batang uji patah. Hasil yang diperoleh kemudian dimasukkan dalam rumus untuk mengetahui nilai kekuatan transversalnya. 1,3,28 Menurut Craig (1997) bahwa kekuatan transversal resin akrilik polimerisasi panas untuk gigitiruan tidak boleh kurang dari 50 N.16 Perhitungan kekuatan transversal adalah sebagai berikut: 1 3PL S = 2bd 2 Keterangan: S = Kekuatan transversal (kg/cm 2 ) P = Beban (kg) L = Jarak antara kedua mendukung (mm) b = Lebar batang uji (mm) d = Ketebalan spesimen (mm) Alat yang digunakan untuk uji kekuatan transversal adalah Torsee s Electronic System Universal Testing Machine, Japan Kekuatan transversal merupakan salah satu parameter fisik untuk mengetahui ketahanan gigitiruan dalam menerima beban pada waktu terjadi pengunyahan. Uji kekuatan transversal berguna untuk mengetahui kekuatan basis gigitiruan resin akrilik, karena tipe kekuatan ini lebih mewakili kekuatan yang dijumpai pada basis
gigitiruan selama proses pengunyahan. 28 Pengukuran kekuatan transversal sebenarnya merupakan pengukuran gabungan antara kekuatan tarik, tekan dan geser, tetapi untuk lempeng uji yang tipis biasanya didominasi oleh kekuatan tarik yang terjadi sepanjang permukaan lempeng. Jika diberikan beban, lempeng akan melengkung, akibatnya terjadi pengurangan panjang pada lempeng permukaan atas dan perpanjangan pada permukaan bawah. Uji kekuatan transversal untuk basis gigitiruan dijelaskan pada spesifikasi American Dental Association no.12. 18
2.6 Kerangka Teori Bahan Basis Gigitiruan Logam Non-logam Thermo-hardening Thermo-plastic Seluloid Resin Akrilik Cellulose nitrase Polycarbonate Nylon Vinyl Resin swapolimerisas Polimerisasi Sinar Polimerisasi panas Pemanasan denga microwave Pemanasan dengan waterbath Sifat Penambahan serat Fisis Mekanis Kemis Karbon Aramid Kaca Polietilen Fatik Transversal Impak Tensil Pengertian Bentuk Komposisi Anyaman Batang Potongan kecil
2.7 KERANGKA KONSEP RESIN AKRILIK DENGAN PENAMBAHAN SERAT KACA 1 % LARUTAN KOPI (SENYAWA POLIFENOL) PH 5 SIFAT MEKANIS KEKUATAN TRANSVERSAL