BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 LOGAM CAMPURAN 2.1.1 Komposisi Logam campur Logam campur untuk kedokteran gigi didefinisikan sebagai logam yang mengandung dua atau beberapa unsur sekurang-kurangnya satu diantaranya adalah logam dan semuanya sama-sama larut ketika dicairkan. Meskipun ada beberapa kemiripan antara karakteristik logam murni dengan logam campur, penambahan logam lain pada logam murni memperumit hasilnya dalam hubunganya
dengan
aspek-aspek
dasar
tertentu
yang
masih
belum
dipertimbangkan. Sebagian besar logam campur memadat pada kisaran temperatur tertentu. Terdapat 2 macam fase pada pemadatan logam campur yaitu fase padat dan cair. Menurut biokompabilitasnya logam campur yang dominan mengandung nikel merupakan unsur yang relatif beracun (Anusavice, 2004). Klasifikasi Logam Campur, logam campur dapat diklasifikasikan menurut: 1.) penggunaan (digunakan sebagai inlay, logam penuh, mahkota, dan jembatan, restorasi logam-keramik, gigi tiruan sebagian lepasan, dan implan) 2.) unsur utamanya (emas, paladium, perak, nikel, kobalt, atau titanium) 3.) kandungan logam mulia (sangat mulia,mulia, atau dominan logam dasar) 4.) tiga unsur utama(emas-paladium-perak,palidium-perak-timah,nikle-kromiumberilium,kobalt kromium molibdenum, titanium-alumunium-vanadium, atau besi-nikel-kromium 5.) sistem fase yang dominan (Anusavice, 2004).
13
2.1.2 Definisi Nikel (Ni) Nikel adalah senyawa yang tidak memiliki karakteristik bau atau rasa. Terdapat di udara, menetap di tanah atau dikeluarkan dari udara saat hujan. Sumber utama nikel adalah asap tembakau, knalpot mobil, pupuk, superfosfat, pengolahan makanan, dihidrogenasi lemak-minyak, limbah industri, peralatan masak stainless steel, pengujian perangkat nuklir, baking powder, pembakaran bahan bakar minyak, perawatan gigi dan jembatan. Efek yang ditimbulkan logam nikel adalah serangan asma, bronkitis kronis, sakit kepala, pusing, sesak napas, muntah, nyeri dada, batuk, kejang, bahkan kematian(Sudarmaji, 2006). Nikel adalah logam putih perak yang keras. Nikel bersifat liat,dapat ditempah dan sangat kukuh logam ini melebur pada suhu 14550C, dan bersifat sedikit magnetis. Merupakan zat gizi esensial yang berfungsi menstabilisasi struktur asam nukleat dan protein dan sebagai kofaktor berbagai enzim. Nikel juga berperan sebagai pengatur kadar lipid dalam jaringan dan dalam sintesis fosfolipid. Nikel juga merupakan nonspesifik aktifator enzim. Tingginya kadar nikel dalam jaringan tubuh manusia bisa mengakibatkan munculnya berbagai efek samping yaitu akumulasi Ni pada kelenjar pituitari yang bisa mengakibatkan depresi sehingga menyebabkan pengurangan sekresi hormon prolaktin dibawah normal. Akumulasi Ni pada pankreas bisa menghambat sekresi hormon insulin (Duda, 2008). 2.1.3 Kegunaan Nikel dalam Bidang Kedokteran Gigi Penelitian terhadap 1000 pemilik laboratorium gigi pada tahun 1978 mengungkapkan bahwa hanya 29% dari mereka yang menggunakan logam campur Ni-Cr atau Co-Cr untuk restorasi logam cor atau logam keramik. Pada
14
tahun 1980 dam 1981, persentase laboratorium yang menggunakan logam campur logam dasar ini meningkat menjadi 66% dan 70% karena tidak stabilnya harga logam mulia pada saat itu. Sebagian besar laboratorium gigi lebih memilih logam campur Ni-Cr dibanding logam dengan Ni-Co-Cr. Logam campur Ni-Cr-Be populer meskipun ada resiko toksisitas dari berilium dan alergi dari nikel. Kebanyakan logam campur Ni-Cr digunakan dalam pembuatan mahkota gigi tiruan sebagian cekat dengan kandungan nikel 61-81%wt, kromium 11-27%wt, dan molybdenum 2-5%wt (Anusavice, 2004). 2.1.4 Prosedur Pengecoran untuk Logam Campur gigi Prosedur dalam pengecoran untuk pembuatan restorasi inlay, onlay, dan mahkota: 1. Evaluasi klinis dari ketepatan pengecoran Tujuan pengecoran adalah membuat duplikat logam dari struktur gigi yang sudah hilang dengan seakurat mungkin 2. Kompensasi untuk Penyusutan pemadatan Kompensasi untuk penyusutan yang akan terjadi di dalam prosedur pengecoran logam untuk gigi dapat diperoleh melalui salah satu atau kedua cara berikut ini: -ekspansi selama pengerasan atau ekspansi higroskopis dari bahan tanam -ekspansi termal dari bahan tanam 3. Pembuatan model master 4. Pembentukan sprue 5. Pelapikan cincin cor 6. Prosedur penanaman 7. Prosedur pengecoran
15
2.1.5 Prosedur Elektroplating Tembaga Nikel Kromium Proses pelapisan tembaga-nikel-khrom terhadap logam ferro atau kuningan sebagai logam yang dilapis adalah satu cara untuk melindungi logam terhadap serangan korosi dan untuk mendapatkan sifat dekoratif. Cara pelapisan tembaga-nikel-khrom dengan metode elektroplating adalah sebagai berikut: Pelapisan menggunakan arus searah. Cara kerjanya mirip dengan elektrolisa, dimana logam pelapis bertindak sebagai anoda,sedangkan logam dasarnya sebagai katoda. Cara terakhir ini yang disertai dengan perlakuan awal terhadap benda kerja yang baik mempunyai berbagai keuntungan dibandingkan dengan cara-cara yang lain. Keuntungan-keuntungan tersebut antara lain : a. Lapisan relatif tipis. b. Ketebalan dapat dikontrol. c. Permukaan lapisan lebih halus. d. Hemat dilihat dari pemakaian logam khrom. Pengerjaan elektroplating tembaga-nikel-khrom pada dasarnya terbagi atas tiga proses yaitu perlakuan awal, proses pelapisan dan proses pengolahan akhir hasil elektroplating.Proses elektroplating ini terdapat tiga jenis proses pelapisan yaitu yang pertama adalah pelapisan logam dengan Tembaga, lalu dilanjutkan dengan pelapisan Nikel dan yang terakhir benda dilapis dengan Khrom (Anusavice, 2004). A. PELAPISAN TEMBAGA Tembaga atau Cuprum (Cu) merupakan logam yang banyak sekali digunakan, karena mempunyai sifat hantaran arus dan panas yang baik. Tembaga digunakan untuk pelapisan dasar karena dapat menutup permukaan bahan yang dilapis
16
dengan baik. Pelapisan dasar tembaga dipelukan untuk pelapisan lanjut dengan nikel yang kemudian yang kemudian dilakukan pelapisan akhir khrom. Aplikasi yang paling penting dari pelapisan tembaga adalah sebagai suatu lapisan dasar pada pelapisan baja sebelum dilapisi tembaga dari larutan asam yang biasanya diikuti pelapisan nikel dan khrom. Tembaga digunakan sebagai suatu lapisan awal untuk mendapatkan pelekatan yang bagus dan melindungi baja dari serangan keasaman larutan tembaga sulfat. Alasan pemilihan plating tembaga untuk aplikasi ini karena sifat penutupan lapisan yang bagus dan daya tembus yang tinggi. B. SIFAT-SIFAT FISIKA TEMBAGA 1. Logam berwarna kemerah-merahan dan berkilauan 2. Dapat ditempa, dibengkokan dan merupakan penghantar panas dan listrik 3. Titik leleh : 1.0830C, titik didih : 2.3010C 4. Berat jenis tembaga sekitar 8,92 gr/cm3 C. SIFAT-SIFAT KIMIA TEMBAGA 1. Dalam udara kering sukar teroksidasi, akan tetapi jika dipanaskan akan membentuk oksida tembaga (CuO) 2.Dalam udara lembab akan diubah menjadi senyawa karbonat atau karat basa, menurut
reaksi
:
2Cu
+ O2 + CO2
+ H2O → (CuOH)2 CO3
3.Tidak dapat bereaksi dengan larutan HCl encer maupun H2SO4encer 4.Dapat bereaksi dengan H2SO4 pekat maupun HNO3 encer dan pekat Cu + H2SO4 → CuSO4 +2H2O + SO2 Cu + 4HNO3 pekat → Cu(NO3)2 + 2H2O + 2NO2 3Cu + 8HNO3 encer → 3Cu(NO3)2 + 4H2O + 2NO 5.Pada umumnya lapisan Tembaga adalah lapisan dasar yang harus dilapisi lagi
17
dengan Nikel atau Khrom. Pada prinsipnya ini merupakan proses pengendapan logam secara elektrokimia,digunakan listrik arus searah (DC). Jenis elektrolit yang digunakan adalah tipe alkali dan tipe asam. Larutan Strike menghasilkan lapisan yang sangat tipis. Larutan strike dapat pula dipakai sebagai pembersih dengan pencelupan pada larutan sianida yang ditandai dengan keluarnya gas yang banyak pada benda kerja sehingga kotorankotoran yang menempel akan mengelupas. Larutan ini terutama digunakan pada komponen-komponen dari baja sebagai lapisan dasar, untuk selanjutnya dilakukan pelapisan tembaga dengan logam lain. Formula kecepatan tinggi atau efisiensi tinggi digunakan untuk plating tembaga tebal, sementara proses Rochelle digunakan untuk menghasilkan pelapisan yang bersifat antara strike dan kecepatan tinggi. Garam-garam Rochelle tidak terdekomposisi dan hanya berkurang melalui drag-out yaitu terikutnya larutan pada benda kerja pada saat pengambilan dari tanki tinggi disbanding larutan strike sebab kerapatan arus katoda dan efisiensi penting dalam kecepatan plating. Larutan Rochelle dan kecepatan tinggi dapat dioperasikan pada temperatur relatif tinggi.Komposisi larutan dan kondisi operasi untuk pelapisan tembaga asam dapat dilihat pada tabel Proses “Pengolahan Awal” adalah proses persiapan permukaan dari benda kerja yang akan mengalami proses pelapisan logam.Pada umumnya proses pelapisan logam itu mempunyai dua tujuan pokok adalah sifat dekorasi, sifat ini untuk mendapatkan tampak rupa yang lebih baik dari benda asalnya, dan aplikasi teknologi, sifat ini misalnya untuk mendapatkan ketahanan korosinya, mampu solder, kekerasan, sifat listrik dan lain sebagainya.Keberhasilan proses
18
pengolahan awal ini sangat menentukan kualitas hasil pelapisan logam, baik dengan cara listrik, kimia maupu dengan cara mekanis lainnya. Proses pengolahan awal yang akan mengalami proses pelapisan logam pada umumnya meliputi proses-proses pembersihan dari segala macam pengotor (cleaning proses) dan juga termasuk proses-proses pada olah permukaan seperti poleshing, buffing,dan proses persiapan permukaan yang lainnya.Untuk mendapatkan daya lekat pelapisan logam (adhesi) dan fisik permukaan benda kerja yang baik dari suatu lapisan logam, maka perlu diperhatikan cara olah permukaan dan proses pembersihan permukaan. Ketidaksempurnaan kedua hal tersebut di atas dapat menyebabkan adanya garisan-garisan pada benda kerja dan pengelupasan hasil pelapisan logam. 2.2 MINERAL MIKRO DALAM TUBUH Terdapat sekitar 21 macam mineral yang diperlukan oleh tubuh, termasuk cromium (Cr) dan silicon (Si) yang dahulu dianggap sebagai kontaminan. Kirakira 6% tubuh manusia dewasa terbuat dari mineral. Mineral merupakan bagian dari tubuh dan memegang peran penting dalam pemeliharaan fungsi tubuh, baik pada tingkat sel, jaringan, organ maupun fungsi tubuh secara keseluruhan.Tubuh mempunyai beberapa cara mengontrol kadar mineral di dalamnya, yaitu dengan cara mengatur jumlah yang diserap dari saluran pencernaan, dan mengatur jumlah mineral yang ditahan oleh tubuh. Pengeluaran kelebihan mineral dapat dilakukan melalui ginjal (urine), hati (asam empedu) serta kulit (keringat). Mineral yang dibutuhkan oleh manusia diperoleh dari tanah. Sebagai konsumen tingkat akhir, manusia memperoleh mineral dari pangan nabati dan hewani. Mineral merupakan bahan anorganik dan bersifat esensial.Mineral yang
19
dibutuhkan manusia diklasifikasikan menjadi dua golongan yaitu mineral makro dan mineral mikro. Mineral makro merupakan. mineral yang jumlahnya relatif tinggi (>0,05% dari berat badan) di dalam jaringan tubuh atau dibutuhkan tubuh dalam jumlah >100 mg sehari. Mineral mikro disebut sebagai unsur renik (trace element) terdapat <0,05% dari berat badan atau dibutuhkan tubuh dalam jumlah <100 mg sehari (Almatsier, 2005). Unsur-unsur mineral mikro adalah besi, seng, selenium, mangan, tembaga, iodium, molibdenum, kobalt, khromium, silikon, vanadium, nikel, arsen dan fluor. Elemen mineral yang belum pasti diperlukan atau tidaknya oleh tubuh tetapi terdapat bukti partisipasinya dalam beberapa macam reaksi biologis adalah : barium (Ba), timah putih (Sn), Fluor (F), bromium (Br), sintronitium (Sr) dan kadmium (Cd). Sedangkan met boliknya adalah: emas (Au), perak (Ag), almunium (Al), air raksa (Hg), bismuth (Bi), gallium (Ga), timah hitam (Pb), bron (B), litium (Li), antimon (Sb) dan 20 elemen lainnya (Yuniastuti, 2008, p.34). Tabel Klasifikasi mineral berdasarkan jumlah yang diperlukan oleh tubuh. Tabel 1: Guthrie (1986) dalam Yuniastuti (2008) KELAS
ELEMEN
% BERAT TUBUH
JUMLAH TUBUH
Elemen Mikro (< 0,005 % berat tubuh)
Zat besi (Fe) Seng (Zn) Selenium (Se) Mangan (Mn) Tembaga (Cu) Iodium (I) Molibdenum (Mo) Kobalt (Co) Kromium (Cr) Silikon (Si) Vanadium (Va) Nikel (Ni) Arsen (As)
0,004 0,002 0,0003 0,0002 0,00015 0,00004 0,0002 0,00003 0,00003
4,5 g 1,9 g 0,013 g 0,016 g 0,125 g 0,015 g
0,00045 0,00023
20
DALAM
2.3 TOXICOKINETIC NIKEL DALAM TUBUH 2.3.1 Penyerapan Nikel dalam Tubuh Bahaya yang berhubungan dengan paparan terhadap nikel di lingkungan kerja telah mengakibatkan gangguan fungsi tubuh terutama yang berasal dari inhalasi. Rute paparan nikel utama para pekerja secara tidak langsung berasal dari konsumsi air minum dan makanan, dan melalui kontak kulit. Jumlah relatif nikel diserap oleh organisme ditentukan, tidak hanya oleh jumlah yang terhirup, tertelan, atau dikelola, tetapi juga oleh karakteristik fisik dan kimia dari senyawa nikel. Kelarutan merupakan faktor penting dalam semua rute penyerapan, setelah penyerapan nikel karbonil berhubungan secara umum dengan penyerapan nikel senyawa larut dan
penyerapan nikel senyawa tidak larut. Nikel karbonil
merupakan senyawa nikel paling cepat dan benar-benar diserap oleh baik hewan dan manusia (Grimsrud et al, 2002). Inhalasi exposure adalah kondisi pemaparan nikel saat bekerja melalui pernapasan menjadi rute utama masuknya ke dalam tubuh manusia. Melibatkan menghirup salah satu zat berikut: debu senyawa nikel relatif tidak larut (nikel partikulat), aerosol yang berasal dari larutan nikel atau bentuk gas yang mengandung nikel (nikel karbonil misalnya) (Cangul et al, 2008). Partikulat nikel adalah suatu proses penyerapan nikel melalui pernafasan dalam bentuk partikulat yang dipengaruhi oleh tiga proses di paru-paru yaitu proses deposisi, clearance mukosiliar, dan clearance alveolar. Pola pengendapan di saluran pernapasan berhubungan dengan ukuran partikel, yang menentukan sejauh mana partikel dipengaruhi oleh sedimentasi, dan difusi. Pada manusia, sekitar 20-35% dari nikel kurang larut inhalasi (nikel oksida, nikel subsulfide)
21
yang ditahan di paru-paru diserap ke dalam darah, sisanya yang tertelan, ekspektorasi, atau tetap di saluran pernapasan. Senyawa larut lebih mudah diserap dari saluran pernapasan yang ditandai dengan konsentrasi yang lebih tinggi pada nikel kemih ditemukan pada pekerja yang terpapar misalnya nikel klorida atau sulfat nikel dibandingkan dengan mereka yang terkena senyawa nikel kurang larut. Nikel karbonil dalam toksikologi menempati posisi khusus karena cairannya mudah menguap, senyawa liposoluble. Karbonil Nikel adalah satu-satunya senyawa nikel menyebabkan gejala akut keracunan ketika dihirup (Herring, 2012). Oral exsposure adalah penyerapan nikel dari saluran pencernaan terjadi setelah konsumsi makanan, minuman, atau air minum, yang tertelan mengikuti mukosiliar dari saluran pernapasan. Kebersihan pribadi yang buruk dan beberapa praktek kerja dapat berkontribusi untuk oral exposure. Tingkat penyerapan nikel dari saluran pencernaan tergantung pada bentuk kimia dan mungkin dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti komposisi diet, atau interaksi dengan elemen lainnya. Senyawa nikel terlarut (yaitu sulfat nikel) lebih baik daripada senyawa nikel yang tidak larut yang diserap setelah konsumsi (dan atau inhalasi). Kontribusi dari senyawa yang sukar larut untuk penyerapan nikel total mungkin lebih signifikan setelah masuk melalui mulut dibandingkan setelah paparan inhalasi karena mereka lebih larut dalam cairan lambung asam (Kasprzak et al,, 2003) Faktor-faktor yang mempengaruhi penyerapan gastrointestinal adalah komposisi diet. Manusia yang tertelan sulfat nikel dalam air minum atau makanan, pada dosis antara 12 dan 50 mg / kg berat badan (satu pengobatan), penyerapan nikel rata-rata 27 (± 17%) dari dosis air dibandingkan dengan 0,7 (± 0,4%) dari dosis yang sama dari makanan. Ia juga melaporkan bahwa penyerapan
22
nikel dapat ditekan dengan zat pengikat atau chelating, inhibitor kompetitif, atau reagen redoks, di sisi lain, penyerapan sering ditingkatkan dengan zat yang meningkatkan pH, kelarutan,
oksidasi atau oleh chelating agen yang aktif
diserap. Asam askorbat, asam sitrat, pektin (dari jus jeruk), mempengaruhi penyerapan jejak mineral; tanin (dalam teh dan kopi), yang menghambat penyerapan zat besi dan seng; asam askorbat yang menekan penyerapan nikel, dan agen pengompleks, seperti EDTA series, yang menekan plasma nikel. Beberapa penulis telah menyarankan bahwa status gizi besi dapat mempengaruhi penyerapan nikel (Heck, 1982). Dermal exsposure adalah penyerapan nikel melalui kulit secara kuantitatif, dalam patogenesis dermatitis kontak yang disebabkan oleh hipersensitivitas nikel (Lyons, 1990).
2.3.2 Distribusi Nikel dalam Tubuh Tingkat nikel dalam cairan biologis, rambut, dan beberapa bahan lain meningkat pada orang dengan pajanan atau lingkungan meningkat dan menurun dengan cepat ketika paparan dikurangi atau dihentikan. Pengukuran nikel, terutama dalam serum, urin atau rambut, dapat berfungsi sebagai indeks dari eksposur. Kisaran normal konsentrasi nikel dalam cairan tubuh atau jaringan (serum, darah, paru, ginjal) tidak secara signifikan dipengaruhi oleh usia, jenis kelamin, atau kehamilan (Duda et al, 2008).
23
2.3.3
Metabolisme Nikel dalam Tubuh Nikel diambil oleh paru-paru dan melalui rute peroral, tetapi senyawa
nikel terionisasi akan disaring melalui kulit sebelum masuk ke dalam tubuh sehingga jumlah nikel yang terserap berkurang. Setelah masuk ke dalam sirkulasi, 75% nikel di plasma dilakukan oleh protein misalnya; albumin,
2-macroglubulin
dan
nickeloplasmin. Air garam nikel terlarut umumnya tidak karsinogenik karena air garam nikel tidak dapat menembus sel. Air senyawa nikel tidak larut dapat menghasilkan respon karsinogenik karena mereka secara aktif phagocytized ke dalam sel. Senyawa nikel terlarut phagocytized dapat dilepaskan perlahan-lahan, yang dapat menyebabkan konsentrasi nikel kemih tinggi bahkan beberapa minggu atau bulan setelah terpapar (Mcgregor et al, 2000). Nikel dapat memasuki tubuh melalui inhalasi, konsumsi dan penyerapan kulit, tetapi rute dimana nikel masuk sel ditentukan oleh bentuk kimianya. Sebagai contoh, nikel karbonil larut dalam lemak bisa melintasi membran sel dengan difusi atau melalui saluran kalsium, sedangkan partikel nikel tidak larut masuk ke dalam sel vertebrata oleh fagositosis. Protein transportasi utama nikel dalam darah adalah albumin, tetapi nikel dapat mengikat histidin dan α2macroglobulin (Kasprzak et al, 2003), dan dalam bentuk ini didistribusikan ke seluruh jaringan. Sejumlah nikel-mengikat protein termasuk α1-antitripsin, α1lipoprotein dan preal- bumin juga dijelaskan. Nikel tertinggi terkonsentrasi secara sistemik ditemukan dalam, paru-paru tulang, ginjal, otak hati, dan endokrin kelenjar. Nikel juga ditemukan dalam ASI, air liur, kuku dan rambut. TransplaTransfer cental nikel telah dibuktikan pada hewan pengerat. Nikel tidak
24
terakumulasi dalam tubuh, melainkan diekskresikan dalam urin, tinja, empedu dan keringat (Mcgregor et al, 2000). Kontak dengan senyawa nikel dapat menyebabkan berbagai efek buruk pada kesehatan manusia, seperti alergi nikel dalam bentuk dermatitis kontak, fibrosis paru, jantung dan penyakit ginjal dan kanker saluran pernafasan. Efek kronis bagi kesehatan adalah noncancer mungkin akibat dari paparan jangka panjang yang relatif rendah konsentrasi polutan. Efek kesehatan akut umumnya terjadi akibat jangka pendek paparan polutan konsentrasi tinggi, dan mereka memperlihatkan sebagai berbagai gejala klinis (mual, muntah, perut tidak nyaman, diare, gangguan visual, sakit kepala, pusing, dan batuk). Jenis yang paling umum dari reaksi terhadap paparan nikel adalah ruam kulit pada tempat kontak. Kulit kontak dengan senyawa nikel logam atau larut dapat menghasilkan dermatitis alergi (Duda et al, 2008). Sebagian kecil dari nikel dicerna diserap oleh tubuh (Sunderman et al, 1988) telah memperkirakan bahwa sekitar 10% dari nikel dalam diet normal yang diserap. Penelitian telah menunjukkan bahwa resorpsi nikel rata-rata dari diet normal adalah antara 20 dan 25% (Flyvholm et al, 1984). Efek yang merugikan kesehatan setelah paparan hanya terjadi ketika tingkat nikel melebihi banyaknya tingkat logam biasanya yang terkandung pada makanan atau air minum. Rute yang paling berbahaya dari paparan nikel adalah dengan inhalasi (Heck at al, 1992). Bentuk kimia dari logam dan kelarutan adalah faktor yang menentukan kunci dalam mekanisme toksisitas. Larut dalam air nikel senyawa dapat diserap oleh paru paru ke dalam aliran darah dan dihapus oleh ginjal. Senyawa nikel tidak larut, bagaimanapun dapat membangun dan kembali di paru-paru untuk waktu
25
yang lama. Menghirup nikel terlarut menyebabkan iritasi pada hidung dan sinus dan juga dapat menyebabkan hilangnya rasa bau atau perforasi septum hidung. Paparan jangka panjang dapat menyebabkan asma, bronkitis atau penyakit pernapasan lainnya. Nikel paling akut poisoning disebabkan oleh Ni (CO) 4. Paparan karbonil nikel dapat menyebabkan kepala- nyeri, mual, muntah, nyeri dada dan masalah pernapasan, dalam kasus eksposur yang tinggi bahkan dapat menyebabkan
pneumonia
dan
kematian.
Menghirup
nikel
juga
dapat
menyebabkan kanker paru-paru, hidung dan sinus (Myron et al, 1978). Kanker tenggorokan dan perut juga telah dikaitkan dengan paparan inhalasi nikel. Nikel subsulphide (Ni3S2) merupakan zat yang karsinogen bagi pernapasan. Ketika dihirup, partikel dari Ni3S2 masuk ke dalam paru-paru dan kontak dengan sel epitel. Partikel-partikel ini dibersihkan oleh sel makrofag yang terdapat di saluran pencernaan. Kondisi eksposur nikel yang tinggi, dapat menyebabkan kapasitas makrofag untuk dihapus terganggu dan (Ni3S2) partikel dapat diambil ke dalam sel epitel pada proses endositosis. Dengan cara ini nikel dikirimkan ke inti paru epitel sel dan dapat menyebabkan diwariskan perubahan dalam kromosom. Itu juga setan strated bahwa Ni3S2 induksi lesi kedua ganda DNA-dan beruntai tunggal pada sel manusia; Ni3S2 pengobatan sel HeLa berbudaya diinduksi 1,5 kali lipat (Duda et al, 2008).
2.3.4 Proses Ekskresi Nikel dari dalam Tubuh Rute eliminasi untuk nikel dalam manusia (dan hewan) bergantung pada bentuk kimia dari senyawa dan jenis yang terkonsumsi. Ekskresi urin adalah rute utama bagi penghapusan nikel diserap. Ekskresi tinja terutama mencerminkan
26
nikel yang diserap dari makanan dan melewati usus. Semua cairan tubuh tampaknya memiliki kemampuan untuk mengeluarkan nikel dan dapat ditemukan dalam air liur, keringat, air mata, dan susu. Rambut juga merupakan jaringan ekskretoris untuk nikel. Orang terkena senyawa nikel terlarut, konsentrasi nikel dalam cairan tubuh umumnya meningkat setelah terpapar tetapi hubungan dengan intensitas paparan relatif miskin(Sunderman et al, 1998). Nikel diekskresikan dalam kotoran, tetapi ini mungkin hasil dari pembersihan mukosiliar nikel dari sistem pernapasan pada saluran gastrointestinal atau dari paparan oral melalui permukaan yang terkontaminasi (Duda et al, 2008).
2.3.5 Sasaran Organ Kulit dan saluran pernapasan adalah organ target utama pada pemaparan nikel dalam pekerjaan. Kulit adalah senyawa yang memiliki potensi sensitisasi yang kuat yang dimanifestasikan oleh iritasi, eksim dan dermatitis kontak alergi. Asupan dosis rendah nikel dapat menimbulkan dermatitis alergi pada individu yang peka (Mangesha, 1998). Selain efek karsinogenik pada paru-paru dan rongga hidung, yang berhubungan dengan paparan nikel terhadap pernapasan lainnya adalah : epitel displasia (mungkin mewakili lesi prakanker), perubahan patologis nasofaring (erosi septum hidung, perforasi, ulserasi), hyperplastic atau polypoid rinitis, hipoosmia dan anosmia, kronis sinusitis atau bronkitis, penurunan kapasitas residual paru, peningkatan frekuensi pernapasan, pneumokoniosis, fibrosis, alergi asma (Grimsrud et al, 2002).
27
2.3.6 Teratogenisitas Hanya sedikit data yang tersedia pada reproduksi dan perkembangan efek nikel dalam manusia. Paparan inhalasi dapat meningkatkan aborsi spontan dan malformasi struktural. Transplasenta transfer adalah dimana nikel telah terbukti dapat melewati plasenta manusia. Konsentrasi terukur segera setelah melahirkan telah ditemukan di berbagai jaringan janin (misalnya hati, ginjal, otak, jantung, paru-paru, otot rangka, dan tulang) dan dalam serum tali pusat, di mana konsentrasi rata-rata dari 12 bayi baru lahir adalah 3 ± 1,2 ug / L dan adalah identik dalam serum ibu. Transfer plasenta dipengaruhi oleh usia kehamilan dan ketersediaan nikel dalam darah ibu. Nikel juga dapat ditemukan dalam ASI ( Pedersen, 2007). 2.3.7 Genotoksisitas Perubahan DNA bertanggung jawab atas proses karsinogenik yang diduga terjadi dalam gen. Mengingat respon positif diperoleh dalam tes SCE, percobaan tambahan harus dilakukan untuk menguji kemampuan senyawa nikel, seperti karbonil nikel, untuk menampilkan sifat karsinogenik dan teratogenik, dan untuk menandai terjadinya induksi mutasi gen pada sel mamalia (Pedersen, 2007). Pada penelitian terhadap hamster cina terdapat penyimpangan kromosom yang diinduksi dalam sel sumsum tulang. Dilaporkan bahwa senyawa nikel menghasilkan hasil negatif di sebagian besar tes mutasi bakteri. Nikel diinduksi sehingga menyebabkan transformasi sel dan meningkatkan frekuensi pertukaran kromatid namun tidak menyebabkan mutasi gen pada sel manusia. Dalam sel-sel hewan in-vitro nikel mengalami transformasi dan diinduksi oleh sel yang kemudian terjadi mutasi gen dan kerusakan DNA, nikel juga menyebabkan
28
pertukaran kromatid dan penyimpangan kromosom. Senyawa nikel terlarut umumnya memberikan hasil tes yang positif pada hewan dan manusia in-vitro (Cangul et al, 2002). 2.3.8 Gangguan fungsi imun Konsumsi makanan yang mengandung bahan logam beracun dapat mengakibatkan penghambatan berbagai fungsi imun. Logam-logam lain, seperti berilium, kromium, nikel, emas, merkuri, platina, dan zirkonium dapat menginduksi reaksi hipersensivitas (Duda et al, 2008). Tabel 2.1 Reaksi Hipersensitivitas Terhadap Logam Logam
Jenis
Ciri-ciri klinis
Mekanisme reaksi
Asma,
IgE
konjunktivitas,
bereaksi dengan antigen dalam sel
reaksi Platina
I
(protein
antibodi
alergi)
urtikaria, anafilaksis mast/basofil dan melepaskan amin vasoreaktif Emas,
II
IgG (protein antibodi kekebalan
Trombositopenia
garam
tubuh) mengikat komplemen dan
organik
antigen dalam sel, mengakibatkan kerusakan sel
Uap
III
merkuri
Glomerulonefritis,
Antigen, antibodi, dan endapan
proteinuria
komplemen pada permukaan epitel dasar glomerulus kontak, Sel T (sel penahan tubuh) yang
Kromium, IV
Dermatitis
nikel,
pembentukan
sensitif bereaksi dengan antigen
berilium,
granuloma
dan
zirkonium
menyebabkan
hipersensitivitas tertunda
29
reaksi
2.3.9 Tremor Tremor adalah suatu gerakan gemetar yang berirama dan tidak terkendali, yang terjadi karena otot berkontraksi dan berelaksasi secara berulang-ulang. Tremor dapat terjadi karena adanya gangguan pada persyarafan yang menuju ke otot yang terkena. Tremor dikelompokan berdasarkan kecepatan dan irama gerakannya dimana dan seberapa sering terjadi serta beratnya: 1. Tremor Aksi adalah tremor yang terjadi ketika otot dalam keadaan aktif. Tremor ini dapat terjadi ketika terdapat paparan logam berat yang masuk kedala tubuh. Iritasi pada neurologi terjadi karena adanya kandungan nikel yang tinggi pada darah menyebabkan terganggunya sinaps pada syaraf sehingga terjadi tremor aksi yang berlangsung cepat beberapa menit setelah terpapar logam nikel 2. Tremor Istirahat adalah tremor yang terjadi ketika otot sedang beristirahat. Meskipun penderita sedang beristirahat total, lengan atau tungkainya bisa terus gemetaran. Tremor ini bisa merupakan pertanda dari penyakit parkinson. 3. Tremor yang disengaja adalah tremor yang terjadi jika seseorang membuat gerakan yang disengaja. Tremor ini bisa terjadi pada seseorang yang memiliki kelainan pada serebellum atau otak kecil atau penghungnya atau sinaps. Yang sering menyebabkan terjadi nya tremor ini adalah sklerosis multiple. Tremor yang disengaja lebih lambat daripada tremor esensial serta menyebabkan gerakan yang lebih luas dan serabutan.
30
4. Tremor senilis adalah tremor esensial yang timbul pada usia lanjut. 5. Tremor familia adalah tremor esensial yang terjadi didalam satu sinaps. Tremor dapat timbul sekali-sekali unutk sementara waktu atau hilang timbul dengan kecepatan sekitar 6-10 tremor/detik. Tremor dapat terjadi pada bagian extrimitas tubuh, kepala, lengan, kelopak mata dan otot lainnya, namun jarang terjadi pada bagian tubuh bawah. Tremor dapat menghilang ketika penderita tidur dan istirahat. Efek inhalasi nikel terjadi dalam dua tahap, segera dan tertunda. Efek langsung termasuk iritasi saluran pernapasan dan efek neurologis seperti tremor, pusing dan sakit kepala, berikut ini yang sering ada pada periode asimtomatik sebelum timbulnya gejala paru tertunda, termasuk nyeri dada,sesak nafas, batuk dan dyspnoea. Gejala segera atau akut yang paling sering terjadi adalah termor. Tremor terjadi karena adanya gangguan pada persyarafan yang menuju ke otot yang terkena dan terjadi ketika sedang aktif bergerak pada ekstrimitas. Tremor ini disebut dengan tremor aksi. Iritasi pada neurologi terjadi karena adanya kandungan nikel yang tinggi pada darah menyebabkan terganggunya sinaps pada syaraf sehingga terjadi tremor aksi yang berlangsung cepat beberapa menit setelah terpapar logam nikel(Ropper et al, 2005).
2.3.10 Mual Mual adalah rasa ingin muntah yang dapat disebabkan oleh impuls iritasi yang datang dari traktus gastrointestinal, impuls yang berasal dari otak bawah yang berhubungan dengan motion sickness, maupun impuls yang berasal dari
31
korteks serebri untuk memulai muntah. Mekanisme mual pada penderita maag atau gastritis: 1. Di dalam tubuh kita terjadi peradangan lambung akibat kita makanmakanan yang mengandung alcohol, aspirin, steroid, logam berat dan kafein sehingga menyebabkan terjadi iritasi pada lambung dan menyebabkan peradangan di lambung yang diakibatkan oleh tingginya asam lambung . 2. Setelah terjadi peradangan lambung maka tubuh akan merangsang pengeluaran zat yang di sebut vas aktif yang menyebabkan permeabilitas kapilier pembuluh daran naik 3. Sehingga menyebabkan lambung menjadi
edema (bengkak) dan
merangsang reseptor tegangan dan merangsang hypothalamus untuk mual. Mual terjadi pada seseorang dengan paparan akut Ni dosis tinggi melalui inhalasi bisa mengakibatkan kerusakan berat pada paru-paru dan ginjal serta gangguan gastrointestinal berupa mual, muntah, dan diare. Senyawa logam berat nikel yang masuk ke dalam tubuh dan menuju gatrointestinal dapat menimbulkan berbagai gejala salah satunya adalah mual, di dalam sistem GIT (gastro intestinal trac) terdapat zat pengikat chelating, inhibotor kompetitif, dan reagen redoks yang tidak dapat menekan penyerapan nikel dalam GIT sehingga nikel yg masuk ke dalam tubuh tidak dapat di sekresi seluruhnya keluar tubuh dan di serap oleh tubuh yang kemudian menimbulkan gejala mual(Heck, 1982).
32
2.3.11 Efek Carcinogenicity Peningkatan risiko kanker paru-paru dan saluran hidung telah dilaporkan pada pekerja yang terpapar senyawa nikel selama memanggang, sintering dan kalsinasi proses, di kilang di Inggris, Norwegia dan Kanada. Proses ini memiliki keterlibat paparan senyawa nikel tidak larut seperti nikel dan subsulphide oksida, dan juga mungkin untuk garam larut seperti sulfat nikel. Nikel terlarut juga dikaitkan dengan peningkatan risiko kanker paru-paru dan hidung bagian dalam, misalnya pada pekerja elektrolisis dengan eksposur diperkirakan 1-2 mg. The IARC menyimpulkan bahwa senyawa nikel diklasifikasikan sebagai grup karsinogenik bagi manusia. Tidak ada peningkatan yang signifikan pada kanker saluran pernapasan dilaporkan pada pengguna nikel elemental bubuk atau pekerja yang terlibat dalam pembuatan nikel(Lyon, 1990).
2.3.12 Alat Pelindung Diri (APD) SOP Alat Pelindung Diri, merupakan alat perlindungan diri yang terakhir terhadap cidera, alat pelindung diri juga merupakan kewajiban bagi perusahaan untuk menyediakannya dan diberikan kepada seluruh karyawan dengan cara cuma-cuma yang disesuaikan dengan kondisi bahaya dan resiko yang dihadapi oleh karyawan saat melakukan pekerjaannya, dan karyawan diwajibkan menggunakaan serta merawat dengan baik alat pelindung diri yang diberikan oleh perusahaan. Berbagai kriteria yang disebut dengan alat pelindung diri, antara lain adalah : 1.
Pakaian Pelindung, merupakan pakaian pelindung yang sesuai serta
dilengkapi dengan pemantul atau reflektor yang harus digunakan bila terdapat
33
kemungkinan cidera yang disebabkan oleh bahaya tertentu. Pakaian pelindung juga termasuk pada pakaian seragam berlengan panjang dan celana panjang yang digunakan pada saat berada di tempat kerja. 2.
Pelindung Kepala, termasuk helm pelindung yang harus dipakai di semua
lokasi kerja,helm pelindung juga hanya boleh diberi peralatan tambahan yang diizinkan atau yang sesuai dengan lokasi kerja, helm pelindung juga tidak boleh dicat, dilubangi atau diisi dengan sesuatu diantara suspensi dan capnya. 3.
Pelindung wajah dan mata, alat pelindung mata yang digunakan adalah
alat pelindungg yang sesuai dengan kondisi lingkungan kerja atau tempat kerja yang digunakan bila ada indikator atau kemungkinan cidera terhadap mata. "Goggles" pelindung mata, harus digunakan pada saat pekerjaan menggerindaa, membor atau pekerjaan sejenis lainnya. Pelindung wajah digunakan untuk pekerjaan yang menangani zat kimia, logam cair yang panas, soda api, asam dan saat melakukan pengelasan. 4.
Pelindung pendengaran, alat pelindung pendengaran yang digunakan yang
sesuai harus selalu digunakan apabila berada di tempat kerja yang mempunyai kebisingan yang berada pada Nilai Ambang Batas. Jenis alat pelindung pendengaran yang sering digunakan adalah ear muff dan ear plug. Setiap alat pelindung
pendengaran
mempunyai
angka
untuk
memperkecil
kebisingan/mereduksi kebisingan. NRR (Noise Reduction Rating) biasanya terdapat pada setiap kemasan yang ada dari alat pelindung pendengaran. Alat pelindung pendengaran harus selalu digunakan apabila bekerja pada lingkungan dengan kebisingan yang tinggi, jangan sekali-kali menggunakan kapas sebagai
34
alat pelindung pendengaran, karena kapas tidak dapat menjamin dan berfungsi dengan baik sebagai alat pelindung pendengaran. 5.
Pelindung pernafasan, yang sesuai harus selalu digunakan apabila berada
dalam lingkungan kerja yang memiliki kecenderungan cidera akibat udara yang masuk melalui saluran pernafasan, cidera pada saluran pernafasan bisa diakibatkan oleh debu,uap organik, asap rokok, udara beracun maupun udaraberbahaya lainnya. Dan selalu laporkan atau kepada pengawas anda untuk mendapatkan alat pelindung pernafasan yang sesuai dengan tempat kerja, serta jagalah selalu kebersihan alat pelindung pernafasan yang anda miliki. 6.
Pelindung tangan, sarung tangan harus digunakan oleh pekerja/karyawan
yang disesuaikan dengan kondisi kerja untuk mengurangi cidera pada tangan. Jika menangani bahan kimia harus menggunakan sarung tangan khusus untuk menangani bahan kimia. sarung tangan untuk las harus digunakan untuk mengelas atau memotong dengan menggunakan peralatan gas yang bertekanan atau yang listrik. Jika karyawan sering melakukan pekerjaan yang menangani kabel atau plat baja, maka harus menggunakan sarung tangan yang berbahan kulit. 7.
Pelindung kaki, saepatu safety harus selalu digunakan karena sepatu safety
dibuat khusus untuk melindungi kaki dari cidera, sepatu safety yang ujungnya dilengkapi dengan plat baja harus selalu dipakai untuk semua lokasi kerja. Sepatu safety juga berguna untuk melindungi kaki dari kemungkinan cidera terkena bahan kimia, serta sepatu safety harus digunakan dengan pemakaian kaus kaki yang tepat. 8.
Pelindung terhadap bahaya jatuh, alat pelindung diri dari bahaya jatuh
harus digunakkan apabila pekerja berada diatas ketinggian lebih dari 1.8 (satu
35
point delapan) meter. Peralatan pelindung diri terhadap bahaya jatuh harus sesuai dengan situasi tempat kerja yang dihadapi. Setiap karyawan yang akan bekerja dengan pelindung bahaya jatuh dari ketinggian, harus mendapatkan pelatihan atau training terlebih dahulu dalam menggunakan alat pelindung diri tersebut, yang biasa disebut dengan Safety Harnest. 9.
Pelampung, digunakan pada saat pekerja melakukan aktifitas kerjanya
berada di atas permukaan berair yang memungkinkan terjadinya bahaya tenggelam.
36
