1
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Resin termoplastik merupakan material yang telahdigunakan pada kedokteran gigi selama lebih dari 50 tahun.Resin termoplastik dapat secara berulang dilelehkan melalui pemanasan dan diubah menjadi keadaan solid melalui pendinginan tanpa mengalami perubahan pada struktur kimianya.1Basis gigitiruanyang terbuat dari resin termoplastik lebih diminati karena memiliki beberapa keuntungan yaitu tingkat estetis yang lebih baik dan memiliki sedikit atau hampir tidak ada monomer sisa sehingga tidak memicu reaksi alergi, porositas yang rendah, stabilitas dimensi danketahanan fatigue yang baik.Sifat dan karakteristik tersebut merupakan faktor penting untuk menciptakan basis gigi tiruan yang tahan lama.2 Permintaan pasien akan gigi tiruan yang dapat memperbaiki kualitas fungsi pengunyahan dan juga nilai estetis memicu dokter gigi untuk membuat basis gigi tiruan yang mudah diproses, diperbaiki, dimanipulasi,dansewarna gingiva sehingga penggunaan resin termoplastik sebagai bahan basis gigi tiruan meningkat.1Resin termoplastik terbagi atas acetal, polikarbonat, akrilik, dan nilon.3 Pada beberapa tahun belakangan ini, nilon termoplastik telah menarik perhatian sebagai bahan basis gigi tiruan.4Nilon termoplastik merupakan bahan yang memiliki sifat elastis dan nilai estetis yang baik. Nilon termoplastik tidak memiliki cangkolan logam.5Cangkolan pada nilon terbuat dari bahan termoplastik yang translusen sewarna gingiva sehingga memiliki nilai estetis yang lebih baik.3,5 Sinch dkk(2013) menyatakan nilon termoplastik dapat menjadi pilihan yang baik ketika pasien mementingkan estetis pada pemakaian gigi tiruan.4Singh JP dkk (2011) melakukan penelitian mengenai perbandingan pemakaian bahan basis gigi tiruan polymethyl methacrylate (PMMA) dengan nilon termoplastik. Hasil penelitian menunjukkan pasien yang menggunakan bahan basis gigi tiruan PMMA memiliki
Universitas Sumatera Utara
2
kecenderungan untuk menderita halitosis, iritasi pada mukosa dan fraktur pada gigi tiruan lebih besar dibandingkan dengannilon termoplastik. Selain itu, nilon termoplastik menawarkan nilai estetis yang memuaskan kepada pasiensehingga penggunaan nilon termoplastik lebih diminati sebagai bahan basisgigi tiruan.6 Nilon pertama kali diperkenalkan sebagai bahan basis gigitiruan pada tahun 1950. Nilon adalah nama generik pada tipe termoplastik polimer yang tergolong dalam kelas poliamida.1Secara kimiawi, nilon merupakan kondensasi kopolimer yang dibentuk dari reaksi antara diamine NH2-(CH2)6-NH2 dan asam dicarboxylic CO2H(CH2)4-COOH.4,5Nilon juga dapat dengan mudah dimodifikasi untuk meningkatkan daya tahan pemakaiannya.Nilon memiliki keuntungan seperti sifat elastisitas yang tinggi, tidak menghasilkan monomer sisa, kekuatan mekanis yang tinggi, ringan, menawarkan kenyamanan dan nilai estetis yang baik kepada pasien,dan tahan akan perubahan kimia, tetapi kerugian utama dari nilon adalah penyerapan air yang tinggi sehingga dapat mempengaruhi kekuatan, modulus elastisitas, stabilitas warna dan dimensi nilon.3,7 Penyerapan air adalah proses masuknya molekul air secara difusiyaitu molekul air masuk dan menempati ruang di antara rantai polimer yang dapat mengubah karakteristik polimer tersebut.8Musawi AL (2005) menyatakan penyerapan air terjadi karena adanya sifat hydrophilic dari ikatan amida nilon.9Sifat nilon yang sensitifterhadap penyerapan air karena adanya kemampuan untuk menarik hidrogen pada ikatan amidanya. Air akan menggantikan rantai amida-amida-hidrogen pada poliamida menjadi rantai amida-air-hidrogen.10Selain itu, nilon termoplastik tidak membentuk ikatan cross-link seperti bahan termoset, tetapi nilon memiliki ikatan rantai yang linear. Rantai linear lebih lemah dibandingkan dengan ikatan cross-link sehingga nilon mudah didegradasi oleh air dan mudah terlarut.11 Penyerapan air yang tinggi sebagian besar diakibatkan oleh derajat antar ikatan amida yang besar.Semakin tinggi konsentrasi ikatan amida pada nilon, maka penyerapan air
juga semakin
besar.4 Pada basis gigitiruan polimer, nilaipenyerapan air tidak boleh
melewati
32µg/mm3 (ISO Standard 1567, 1999).3Kecenderungan nilon yang menyerap air dari
Universitas Sumatera Utara
3
lingkungan sekitarnya juga akan berdampak pada struktur nilon tersebut. Penyerapan air dapat menyebabkan perubahan warna dan stabilitas dimensi yang rendah pada basis gigi tiruan. Cucci dan Tuna dkk (2008) menyatakan penyerapan air akan mengurangi kekuatan transversal, kekerasan, fatigue limit,sertastabilitas dimensi pada gigi tiruan. Penyerapan air yang tinggi akan mempengaruhi sifat dan struktur nilon serta mengurangi ketahanan nilon yang digunakan sebagai basis gigi tiruan.3,12 Teknik
manipulasi
nilon
termoplastik
adalah
dengan
injection
5
moulding. Teknik ini diperkenalkan oleh Ivoclar ( Schaan, Lietchnsten) pada pertengahan tahun 1970.13Pada teknik ini, diperlukan satu kuvet dengan rancangan khusus.8 Nilondilunakkan menggunakan tungku pembakaran kemudian disuntikkan ke dalam moldketika masih dalam keadaan panas. Ketika dipanasakan, nilon akan mengalami fase glass transition temperature(Tg) yaitu bahan berubah dari keadaan keras, brittle menjadi rubbery pada suhu 60oC dan melting temperature(Tm)yaitu bahan meleleh seluruhnya pada suhu 220oC.7Pada teknik injection moulding, tahap yang paling penting adalah ketika proses penyuntikkannya. Nilon harus ditekan secara kuat dan cepat supaya daerah cetakan terisi secara merata dan menyeluruh ke dalam cetakanselama 3 sampai 5 menit kemudian didinginkan selama 15-20 menit.13 Setelah proses polimerisasi sempurna, gigi tiruan dikeluarkan dari kuvet dan spru dibuang menggunakan pisau atau disc khusus.8Penelitian menunjukkan teknik manipulasi dengan injection moulding menghasilkan basis gigitiruan yang lebih stabil13,14,tetapi kerugian dari teknik injection moulding adalah biaya yang lebih mahal dan adanya pembuangan spru hasil polimerisasi basis gigitiruan.14,15 Sesuai dengan hasil observasi beberapa kasus di Unit Uji Laboratorium Dental FKG USU, persentase nilon sisa yang dibuang pada hasil polimerisasi basis gigi tiruan nilon termoplastik adalah sebesar 19,5%. Golonganpolimer terutama nilon adalah bahan plastik yang paling banyak menghasilkan
sisa
dan
penumpukan
nilon
sisa
ini
dapat
mencemari
lingkungan.16Penumpukan nilon sisa yang terus meningkat akan mengakibatkan pencemaran lingkungan karena nilon tidak memiliki kemampuan untuk dekomposisi dalam kurun waktu tertentu.17Gonzalez Ldkk (2000) menyatakan
peningkatan
Universitas Sumatera Utara
4
penumpukan nilonsisa hasil produksi menyebabkan proses daur ulang pada nilon sisa menjadi suatu keharusan.Daur ulang polimer adalah cara yang dapat dilakukan untuk mengurangi pencemaran lingkungan akibat dari penumpukan nilon sisa16, tetapi proses daur ulang pada nilon sisa dapat berdampak pada degradasi sifat fisis, kimia, dan mekanis nilon.18 SojaJ dkk (2013) mendaur ulang nilon sisa dan hasil dariFourier Transformed Infrared Spectroscopy(FTIR)menunjukkan nilondaur ulang mengalami degradasi polimer karena ikatan antar C-C terpotong sehingga menyebabkan rantai kimianya menjadi pendek.17 Terpotongnya rantai kimia karena proses daur ulang akan berpengaruh pada ukuran dan derajat kristalisasi nilon.19Perubahan struktur kimia yang terjadi pada nilon juga dapat membentuk ikatan rantai yang bercabangdan ikatan yang bercabang inidapatmenghambat sistem kristalisasi pada nilon.20Bonardi dkk (2003) menyatakan nilon daur ulang memiliki rantai yang bercabang dandapat menghambatpenyusunan zona kristalisasi dan non kristalisasi.16Derajat dan ukuran kristalisasi ini akan berpengaruh pada sifat penyerapan air pada nilon karena semakin kecil derajat kristalisasinya, maka penyerapan air pada nilon semakin tinggi.21 Penelitian menunjukkan kombinasi nilon murni dengan nilon daur ulang dapat menciptakan struktur polimer yang lebih baik.22Namun, persentase nilon daur ulang yang ditambahkan pada nilon murni juga akan berpengaruh pada karakteristik nilon. T Fattahidkk (2010) mengkombinasikan nilon murni dengan nilon daur ulang yaitu dengan persentase nilon daur ulang sebesar 25 %, 50%, dan 75%.Hasil pada densicalorimetry(DSC) menunjukkan semakin besar persentase nilon daur ulang yang ditambahkan pada nilon murni, maka terjadi penurunan pada glass transition temperature (Tg).16Penurunan Tg ini membuktikan bahwa terjadi penyerapan air pada nilonkarena substansi dengan berat molekul yang rendah seperti air memiliki efek untuk menurunkan nilai Tg ketika ditambahkan ke polimersehingga perlu ditentukan berapabesar persentase nilondaur ulang yang dapat ditambahkan pada nilon murni tanpa mengurangi kekuatan dan struktur pada nilon.18,23Maspoch (2003) meneliti bahwa persentase nilon daur ulang harus dibawah nilon murni dan menilai bahwa kombinasi 30% nilon daur ulang dengan 70% nilon murni merupakan kombinasi yang paling baik.24Page IB (2000) menyatakan kombinasi 80% nilon
Universitas Sumatera Utara
5
murni dan 20% nilon daur ulang tidak akan menurunkan struktur mekanis dan estetis nilon yang dihasilkan.25 1.2 Permasalahan Nilon termoplastik merupakan golongan dari kelas polimer yang relatif mahal dan permintaan pasien akan basis gigi tiruan yang terbuat dari nilon termoplastik juga tergolong tinggi. Teknik manipulasi nilon termoplastik dengan injection moulding akan menghasilkan basis gigi tiruan dan nilon sisa (spru) dengan persentase nilon sisa yang terbuang sebesar 19,5%. Penumpukan nilon sisa dapat berdampak pada pencemaran lingkungan sehingga harus dilakukan proses daur ulang dan nilon sisayang telah didaur ulangakan diproses untuk menghasilkan basis gigi tiruan nilon termoplastik.Namun, akibat adanya degradasi pada sifat fisis, kimia, dan mekanis pada nilon sisa setelah proses daur ulang, maka diperlukan penambahan nilon murni pada nilon daur ulang untuk melihat apakah kombinasi antara nilon murni dengan nilon daur ulang memiliki pengaruh terhadap penyerapan air karena kecenderungan nilon yang mudahmenyerap air dari lingkungan sekitarnya akan berdampak pada struktur nilon sebagai basis gigi tiruan. T Fattahidkk (2010) mengkombinasikan nilon murni dengan nilon daur ulang yaitu dengan persentase nilon daur ulang 25%, 50%, dan75%. Hasil pada densicalorimetry(DSC) menunjukkan semakin besar persentase nilon daur ulang yang ditambahkan pada nilon murni, maka terjadi penurunan pada glass transition temperature (Tg). Penelitian menunjukkan ketika mengkombinasikan nilon murni dengan nilon daur ulang, persentase nilon daur ulang harus dibawah nilon murni untuk menghasilkan struktur nilon yang baik. Maspoch (2003)meneliti bahwa persentase nilon daur ulang harus dibawah nilon murni dan menilai bahwa kombinasi 30% nilon daur ulang dengan 70% nilon murni merupakan kombinasi yang paling baik.Page IB (2000) menyatakan kombinasi 80% nilon murni dan 20% nilon daur ulang tidak akan menurunkan
struktur mekanis dan
estetis nilon
yang
dihasilkan.Berdasarkan hal tersebut, maka peneliti merasa perlu dilakukan penelitian untuk melihat pengaruh penambahan nilon murni pada nilon daur ulang dan memilih
Universitas Sumatera Utara
6
kombinasi dengan persentase sebesar 60 % pada nilon murni dan 40% pada daur ulangdengan harapan dapat memanfaatkan lebih banyak nilon sisa, tetapi dengan persentase dibawah nilon murni karena persentase nilon daur ulang yang melebihi nilon murni akan menurunkan struktur nilon yang dihasilkan. 1.3 Rumusan Masalah Pada penelitian ini, permasalahan yang dirumuskan adalah sebagai berikut: 1. Berapakah nilai penyerapan air pada nilon murni, nilon daur ulang, dan kombinasi 60% nilon murni dengan 40% nilon daur ulang? 2. Apakah ada perbedaan nilai penyerapan air antara nilon murni, nilon daur ulang, dan kombinasi 60% nilon murni dengan 40% nilon daur ulang? 3. Apakah ada pengaruhpenambahan 60% nilon murni pada 40% nilon daur ulang terhadap penyerapan air basis gigi tiruan nilon termoplastik?
1.4 Tujuan Penelitian 1. Untuk mengetahui nilai penyerapan air pada nilon murni, nilon daur ulang, dan kombinasi 60% nilon murni dengan 40% nilon daur ulang. 2. Untuk mengetahui perbedaan nilai penyerapan airantara nilon murni, nilon daur ulang, dan kombinasi 60% nilon murni dengan 40% nilon daur ulang. 3. Untuk mengetahui pengaruh penambahan 60% nilon murni pada 40% nilon daur ulang terhadap penyerapan air basis gigi tiruan nilon termoplastik.
1.5 Manfaat Penelitian 1.5.1
Manfaat Teoritis
1. Sebagai bahan masukan mengenai teknik daur ulang yang dapat digunakan dalam bidang kedokteran gigi, khususnya dalam bidang prostodonsia. 2. Sebagai dasar penelitian lebih lanjut untuk mengatasi sifat fisis basis gigi tiruan termoplastikyang terbuat dari nilon daur ulang yaitu penyerapan air.
Universitas Sumatera Utara
7
1.5.2
Manfaat Praktis
1. Sebagai usaha untuk mengurangi pencemaran lingkungan akibat penumpukan nilon sisa dan pemanfaatan nilon sisa hasil polimerisasi basis gigi tiruan nilon termoplastik. 2. Sebagai usaha dalam menanggulangi biaya yang mahal pada pembuatan bahan basis gigi tiruan nilon termoplastik dengan mendaur ulang nilon sisa hasil polimerisasi basis gigi tiruan nilon termoplastik.
Universitas Sumatera Utara
