BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
Elastomeric chain telah digunakan oleh ortodontis sejak tahun 1960.4,5,8 Elastomeric chain memiliki beberapa keuntungan dalam penggunaannya yaitu relatif murah, higienis, mudah diaplikasikan dan hanya membutuhkan sedikit kerja sama pasien dalam pengaplikasiannya. 5,8
2.1 Fungsi Elastomeric Chain Didalam ortodonti, secara luas elastomeric chain digunakan sebagai mekanisme pergerakan gigi dan efektif dalam menutup diastema, mengkoreksi rotasi, menggeser midline dan menutup ruang.1,2,5,11,12,13,14 Sifat elastisitas elastomeric chain yang digunakan untuk menarik gigi berasal dari bahan dasarnya. Elastomeric chain yang tersedia di pasaran terbagi atas tiga jenis yaitu long, medium dan short serta tersedia dalam berbagai warna.(Gambar 1 dan 2)
Gambar 1. Berbagai tipe dan warna elastomeric chain 25
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2. Elastomeric chain tipe long, medium dan short 25
2.2 Proses Pembuatan Elastomer Elastomeric ligature dan chain adalah polyurethane yang merupakan polimer thermoset ( thermosetting ) berstruktur – (NH) – (C=O) – O – dan terbentuk dari reaksi polimerisasi.1,6 Pembuatan polyurethane elastomer terdiri atas beberapa tahap. Pertama pembentukan polimer dengan berat molekul rendah, kemudian direaksikan dengan aromatic diisocyanate untuk menghasilkan prepolimer. Setelah itu elastomer divulkanisasi melalui kelompok isocyanate dengan mereaksikannya dengan alkohol atau glikol.1 Polimer jenis elastomer memiliki elastisitas seperti karet disebabkan oleh adanya struktur cross links yang berfungsi sebagai shape memory sehingga dapat kembali ke bentuk semula ketika beban dihilangkan. Temperatur dimana terjadi transisi temperatur tersebut dikenal sebagai the glass transition temperature ( Tg ).15 Pada temperatur gelas terjadi perubahan sifat polimer dari kaku ( rigid ) seperti gelas menjadi elastis seperti karet. Tg industrial dan biomedikal polyurethane berkisar antara -50oC sampai dengan -80oC. Ukuran yang tidak tepat dari struktur dan sifat mekanis polimer dapat menyebabkan hilangnya force.1
Universitas Sumatera Utara
Perbedaan energi antara keadaan yang rigid dan elastis berhubungan dengan peningkatan molekul setelah melewati tahap transisi gelas. Semakin tinggi Tg, semakin kaku polimer. Pembentukan polimer yang lebih kaku berhubungan dengan penghantaran force yang lebih besar atau dengan kata lain nilai modulus elastisitasnya lebih besar.1 Berbagai perusahaan material ortodonti memproses polyurethane dengan tipe cara yang berbeda-beda.1 Dua metode utama dalam memproses modul adalah injection-molding dan die-stamp.1,6 Struktur polimer polyurethane berbeda pada setiap perusahaan. Tg berhubungan langsung dengan struktur polimer, oleh karena itu Tg bervariasi pada setiap produk.1
A
B
C
Gambar 3. Elastomeric chain merk ClassOne (A) , Ortho Organizer (B) dan Energy Chain RMO (C) tipe short
2.3 Force Elastomeric Chain Perawatan ortodonti didasarkan pada prinsip jika tekanan diaplikasikan pada gigi akan menyebabkan terjadinya pergerakan gigi bersamaan dengan perubahan tulang disekitar gigi.16 Pengaplikasian force mekanis yang menghasilkan tingkat
Universitas Sumatera Utara
optimal pergerakan gigi dalam batas fisiologi jaringan yang dapat ditoleransi merupakan hal yang utama dalam ortodonti.14 Besarnya force yang dihasilkan elastomeric untuk menggerakkan gigi akan mempengaruhi jaringan sekitar gigi. Tingkat optimum force untuk menggerakkan gigi harus cukup besar untuk menstimulasi aktivitas seluler tanpa menghambat pembuluh darah dalam jaringan periodontal.16 Agar pergerakan gigi terjadi secara optimal, maka force per unit area di dalam ligamen periodontal sebaiknya tidak menghambat suplai darah yang cukup untuk menyebabkan adanya respon seluler. Dari literatur disebutkan bahwa optimum force untuk pergerakan gigi tipping adalah 30 – 60 g, pergerakan bodily adalah 100 – 150 g, rotasi atau ekstrusi sebesar 50 – 75 g dan intrusi 15 – 25 g.3 Pergerakan gigi dengan menggunakan elastomeric chain selain ditentukan oleh besar force yang diberikan juga ditentukan oleh lamanya waktu peregangan. Kovatch et al dan Brantley et al melakukan penelitian yang mengindikasikan adanya hubungan antara force dan waktu.1 Force yang ringan diberikan secara terus-menerus paling sedikit 6 sampai 24 jam untuk mendapatkan hasil pergerakan gigi yang diinginkan.3 Lamanya force diberikan atau durasi force memiliki aspek lain berhubungan dengan bagaimana besarnya force berubah selama gigi bergerak. Besarnya force dapat menurun setelah gigi bergerak dalam jarak yang pendek.16 Force elastomeric chain lebih dikarakteristikkan sebagai interrupted force daripada continuous force, sebab force decay elastomeric chain terjadi secara cepat.13,15 Interrupted force adalah tingkat force menurun sampai nol selama pengaktifasiannya, sedangkan continuous force adalah force terbentuk dari bagian
Universitas Sumatera Utara
yang cukup besar dari bentuk awalnya pada kunjungan pertama pasien sampai kunjungan berikutnya.16 Hal lain yang menentukan besarnya force adalah jarak peregangan elastomeric chain. Young dan Sandrik (1979) merekomendasikan peregangan elastomeric chain 50 persen sampai 70 persen dari panjang awalnya untuk menghasilkan tingkat optimum force. Mereka menyarankan peregangan elastomeric chain sebelum batas penggunaan terjadinya force decay. Sama dengan pendapat yang dikemukakan oleh Von Fraunhofer (1992) bahwa penggunaan elastomeric chain memiliki batas tertentu.9,17 Rock meregangkan chain 100 persen dari panjang awalnya dan menemukan bahwa tingkat initial force mencapai 400 gm. Dia meyakini bahwa jarak peregangan ini dengan force yang dihasilkannya dapat mengganggu aliran darah di jaringan periodontal. Oleh karena itu Rock menyarankan peregangan 50 persen sampai 70 persen dari panjang awalnya.5,9 Beberapa penelitian
menunujukkan adanya
penurunan tingkat force
elastomeric chain setelah chain diregang pada kondisi yang berbeda baik in vivo maupun in vitro selama jangka waktu tertentu.10 Menurut beberapa literatur hal ini tergantung pada perubahan sifat fisis elastomer.18 Selama penggunaan elastomeric chain didalam rongga mulut elastomeric chain kehilangan 50 persen – 70 persen force dari initial force pada hari pertama aplikasi.9,14 Setelah 3 minggu hanya 30 persen – 40 persen force yang tersisa.14 Disebabkan sebagian besar decay terjadi dengan segera setelah pembebanan, perusahaan
ortodonti
atau
ahli
ortodonti
menemukan
keuntungan
dengan
Universitas Sumatera Utara
meregangkan elastomeric chain 50 persen dari panjang awalnya selama satu menit. Hal ini akan menyebabkan terjadinya decay secara cepat sebelum peletakan elastomeric chain. Melalui cara ini, besarnya beban hanya untuk pergerakan gigi yang diinginkan dan ketidaknyamanan pasien disebabkan beban yang berlebihan akan berkurang.13 Dalam menanggapi hal ini Sunil Kapila (1993) mengatakan walaupun prestressing (peregangan elastomer sementara sebelum diaplikasikan) mengurangi degradasi force elastomer dimana memberi keuntungan dalam menghasilkan force secara terus – menerus, namun timbul pertanyaan apakah tingkat force yang tersisa setelah peregangan cukup adekuat untuk pergerakan gigi. Pada hal ini, terdapat dua variabel yang harus diperhatikan yaitu variabel pertama, besarnya force elastomeric chain yang dibutuhkan untuk mengatasi friksi force bracket – wire. Jika cukup besar maka sisa force yang dihantarkan ke jaringan periodontal tidak cukup untuk menyebabkan respon biologis yang berperan untuk pergerakan gigi. Variabel kedua adalah besarnya force yang dibutuhkan untuk bone remodelling dan pergerakan gigi berikutnya.13
2.4 Degradasi Elastomer Chemical decay dapat terjadi pada saat proses pembuatannya disebabkan beberapa bahan elastomer misalnya polyurethane dibuat dengan teknik injection molding. Proses pembuatannya dilakukan pada temperatur 150oC – 200oC, dimana pada temperatur ini dapat terjadi dekomposisi diisocyanate.14,18 Selain itu, elastomer dapat dipengaruhi oleh temperatur, pH dan larutan ( minyak, obat kumur yang
Universitas Sumatera Utara
mengandung fluoride ).4,14,18 Serta jika terpapar oleh cahaya ( terutama sinar ultra violet ) warna elastomer dapat berubah menjadi coklat. Bahan elastomer yaitu polyurethane bersifat hidrofilik sehingga air terutama saliva menyebabkan polyurethane terhidrolisis menjadi diols dan diisocyanate yang pada akhirnya terdegradasi menjadi amino dan karbondioksida.14 Biodegradasi dapat disebabkan mikroba, jamur dan enzym.14,19 Salah satu jenis enzym yaitu pepsin, merupakan katalis hidrolisis aktif yang dapat menyebabkan terjadinya keretakan dan kavitas sehingga berat molekul polimer menurun.14 Mechanical decay merupakan kerusakan mekanis dimana terjadi perubahan struktur polimer. Ketika elastomer menghasilkan strain, segmen elastomer yang keras mengurangi kemampuannya untuk memperkuat matriks. Ketika melewati batas tertentu, beberapa ikatan rusak dan secara bersamaan ikatan lain terbentuk. Ikatan yang baru cenderung memperluas struktur setelah stress dihilangkan sehingga menyebabkan terjadinya deformasi permanen.14
Universitas Sumatera Utara
