I. PENDAHULUAN A. Definisi Material cetak Beberapa alat kedokteran gigi, misalnya gigi tiruan sebagian (OTS), gigi tiruan lengkap (GTL), alat orthodonsi, serta mahkota dan jembatan, dibuat di luar rongga mulut. Pembuatan alat tersebut memerlukan tiruan/model jaringan rongga mulut pasien. Model ini dibuat dengan cara mencetak jaringan rongga mulut pasien, dengan demikian diperlukan material cetak. Material cetak adalah bahan untuk membuat replika/ tiruan/cetakan akurat dan jaringan mulut. Jaringan mulut terdiri dari jaringan keras dan lunak. Cetakan jaringan keras dapat berupa 1 gigi, beberapa gigi, sebagian rahang dan gigi, rahang dan selunih gigi, atau rahang tanpa gigi. Hasil cetakan berupa reproduksi negatif, kemudian diisi bahan model (gips) sehingga menghasilkan model positif. Model gips ini yang digunakan untuk pembuatan alat-alat kedokteran gigi. B. Persyaratan Material cetak Syarat material cetak dapat ditinjau dari dua sisi, yaitu pasien dan dokter gigi (Tabel I). Tabel I : Persyaratan material cetak ditinjau dan pasien dan dokter gigi 1. 2. 3. 4. 5.
Pasien Rasa dan bau netral Waktu setting pendek Sendok cetak kecil Mudah dikeluarkan Tidak beracun
1. 2. 3. 4. 5. 6.
Dokter gigi Mudah dimanupulasi Waktu kerja pendek Mudah dikeluarkan Kualitas cetakan bagus Murah Mudah didisinfeksi
Persyaratan matenal cetak dapat dibahas dengan tepat dalam empat topik utama, yaitu : (1) Faktor-faktor yang mempengaruhi akurasi cetakan, (2) Faktorfaktor yang mempengaruhi stabilitas dimensi cetakan, (3) Variabel manipulatif, seperti kemudahan penanganan, dan karakteristik setting, serta (4) Faktor-faktor tambahan, seperti biaya, rasa, dan warna. 1. Faktor-faktor yang mempengaruhi akurasi cetakan Ada 3 hal yang mempengaruhi akurasi cetakan, yaitu reologi, perubahan dimensi saat setting, dan elastisitas. Tiga hal ini merupakan faktor yang mempengaruhi akurasi material cetak selama penode insersi di dalam rongga mulut, saat setting, dan pelepasan cetakan dari rongga mulut.
a. Reologi Agar dapat mencetak rincian halus jaringan keras dan lunak rongga mulut, material cetak hams berbentuk cair ketika dimasukkan ke dalam mulut pasien. Hal mi memerlukan viskositas yang rendah atau derajat pseudoplastisitas. Saat pencetakan, material cetak dapat berinteraksi dengan saliva. Hal ini dapat mempengaruhi reproduksi rincian halus. Ada material cetak yang bersifat hidrofobik (tidak suka air) sehingga dapat memmbulkan lubang-lubang kecil pada hasil cetakan. Beberapa material cetak bersifat hidrofilik sehingga Iebih kompatibel dengan kelembaban dan saliva. b. Perubahan dimensi saat Setting Setting material cetak melalui penibahan fisik yang sederhana atau reaksi kimiawi. Proses tersebut dapat menyebabkan perubahan dimensi yang biasanya akan mempengaruhi akurasi. Material cetak yang mengalami kontraksi selama setting akan menghasilkan ekspansi/pembesaran rongga cetakan, sedangkan material cetak yang mengembang selama setting akan menghasilkan model yang ukurannya lebih kecil. Material cetak akan mengalami perubahan temperatur sekitar 100 saat dikeluarkan dan mulut pasien. Hal tersebut dapa menimbulkan kontraksi termal. c. Elastisitas Material cetak harus memiliki elastisitas dan tear resistance yang cukup baik agar dapat mencetak undercut. Material cetak yang elastis akan mampu mencetak undercut secara akurat. Material cetak yang plastis akan mengalami distorsi selama pelepasan cetakan dan tidak dapat mencetak undercut. Material cetak viskoelastis menghasilkan bentuk yang berubah dan aslinya. Saat dilepas dari rongga mulut, material cetak akan mengalami tegangan tank yang besar di daerah undercut. Material cetak hams mampu menahan tegangan tersebut tanpa robek. Dengan demikian, diperlukan material cetak dengan tear resistance (ketahanan terhadap perobekan) yang tinggi. 2. Faktor-faktor yang mempengaruhi stabilitas dimensi hasil cetakan Setelah cetakan dilepas dan rongga mulut, dilakukan pengisian cetakan untuk mendapatkan reproduksi positif. Tahap ini seringkali ditunda karena beberapa alasan, misalnya dokter tidak mengisi cetakan sendiri dan
mengirimnya ke laboratorium. Pengisian dapat tertunda karena pekerjaan laboran banyak atau letak laboratorium yang jauh. Stabilitas dimensi merupakan tingkat akurasi cetakan selama penode setelah pelepasan hingga pengisian cetakan (selama penyimpanan atau transportasi). Beberapa faktor dapat memberi kontribusi terhadap perubahan dimensi selama periode tersebut adalah: a. Berlanjutnya reaksi setting (setelah waktu setting nyata) Hal ini dapat menyebabkan perubahan dimensi selama jangka waktu tertentu. b. Pemulihan elastik yang lambat pada material viskoelastik, mungkin berlanjut beberapa saat setelah cetakan dilepas. Hal ini dapat menyebabkan perubahan dimensi. c. Terjadinya tegangan internal saat pendinginan dari suhu mulut ke suhu kamar. Saat penyimpanan dapat terjadi distorsi karena bahan mencoba memulihkan tegangan internal. Hal ini terutama terjadi pada material cetak termoplastik. d. Penguapan komponen material cetak selama penyimpanan. Hal mi menimbulkan pengkerutan material cetak dan menyebakan peruabahan dimensi. 3. Variabel Manipulatif a. Metode penakaran. Material cetak tersedia dalam beberapa bentuk: serbuk dan air, pasta dan cairan, dua pasta, dan tanpa satu bahan. Material cetak yang dicampur memerlukan pengukuran perbandingan yang tepat. Bila perbandingan dan pencampuran tidak sempurna, bagian tertentu material cetak tidak mengalami pengerasan. b. Karakteristik setting. Sifat ini berpengaruh penting terhadap kemudahan penanganannya sehingga menjadi salah satu pertimbangan dalam pemilihan material cetak. Material cetak yang lunak pada pemanasan dan mengeras karena pendinginan, sulit ditangani oleh dokter gigi, terutama yang belum berpengalaman. Material cetak yang mengeras melalui reaksi kimiawi, setting nya dimulai saat bahan dicampur dan ditandai dengan perubahan viskositasnya. Bagi ketepatan dan kenyamanan dokter gigi serta pasiennya,
kombinasi sifat yang paling ideal adalah waktu kerja yang panjang dan waktu setting yang pendek. c. Tipe sendok cetak. Bila sendok cetak tidak tepat, material cetak dapat lepas dan sendok sehingga terjadi distorsi pada cetakan. 4. Faktor-faktor tambahan Material cetak harus tidak beracun, tidak iritan, bersih waktu digunakan, dan mempunyai bau serta rasa yang dapat diterima. Material juga harus mempunyai shelf life yang panjang, hingga dapat disimpan lama sebelum digunakan. C. Klasifikasi Material cetak Material cetak dapat diklasifikasikan atau dikelompokkan menurut beberapa cara : 1. Berdasarkan nama kimiawi generiknya. Misalnya: material cetak silikon dan material cetak zink oksida eugenol. 2. Berdasarkan
sifat
bahan
sebelum
setting
(viskositasnya).
Viskositas
mempengaruhi detil jaringan keras yang dapat dicatat dan tingkat kompresi jaringan lunak. Material cetak yang awalnya sangat cair disebut mukostatik karena sedikit menekan jaringan, sedangkan material cetak yang awalnya sangat kental disebut mukokompresif. 3. Berdasarkan sifat bahan sesudah setting (elastisitasnya). Elastisitas dan ketegaran material cetak mempengaruhi kemampuan bahan untuk mencetak undercut. Material cetak dikelompokkan dalam 2 kelompok, yaitu jenis non elastik (rigid/kaku) dan elastik. Material cetak non elastik adalah material cetak yang tidak dapat melalui undercut sehingga penggunaannya terbatas pada pasien tak bergigi dan tanpa undercut bertulang. Material cetak elastik adalah: material cetak yang dapat melalui undercut, digunakan pada pasien bergigi lengkap, bergigi sebagian, atau tanpa gigi. Klasifikasi material cetak yang sering digunakan adalah berdasarkan elastisitasnya (Tabel II).
Table II : Klasifikasi Material cetak 1. 2. 3. 4.
NON ELASTIK Hidrokoloid Plaster of Paris 1. Agar-agar (reversibel) Impression Compound 2. Alginat (ireversibel) Zink oksida eugenol/ ZOE Impression waxes
ELASTIK (Elastomer) 1. Polisulfida 2. Polieter 3. Silikon
D. Aplikasi Material cetak Material cetak digunakan untuk pencetakan berbagai alat-alat kedokteran gigi. Setiap alat memerlukan tingkat keakuratan yang berbeda- beda sehingga memerlukan material cetak dengan persyaratan yang berbeda pula. Aplikasi material cetak dapat dilihat pada Tabel III. Tabel III Aplikasi material cetak dan sendok cetaknya Aplikasi GTL (gigi tiruan lengkap)
Material cetak Plaster of Paris Zink oksida eug. Compo/ZOE Alginat
Sendok cetak Stok/khusus Khusus Stok Stok/khusus
GTS (gigi tiruan sebagian)
Alginat Elastomer
Stok/khusus Khusus
Mahkota, jembatan & inlay Compo
Elastomer
Khusus
Material cetak digunakan memakai sendok cetak. Sendok ini diperlukan sebagai tempat material cetak, terutama pada kondisi cair, sehingga material cetak tersebut dapat dimasukkan ke dalam mulut pasien untuk mencetak dan dikeluarkan setelah mengeras. Sendok cetak juga berfungsi mendukung material cetak ketika diisi dengan gips. Sendok cetak terdiri dari dua macam, stok dan khusus. Sendok cetak stok (standar) terdiri dari dua macam, yaitu yang dapat digunakan berulang kali (reusable) dan digunakan sekali (disposable). Sendok cetak reusable terbuat dari logam (berlubang dan tidak berlubang) dan sendok cetak disposable terbuat dari polimer (berlubang). Sendok cetak khusus dibuat untuk keperluan khusus atau untuk pasien dengan bentuk dan ukuran rahang tertentu. Sendok cetak ini sekali pakai dan dibuat dari shellac atau resin. Pemilihan sendok cetak ditentukan oleh viskositas material cetak. Beberapa material cetak tidak tersedia dalam viskositas yang tinggi, sehingga perlu sendok cetak khusus, misalnya : ZOE, polieter, dan polisulfida. Material cetak lain seperti : plaster of Paris, alginat dan silikon dapat digunakan dengan sendok cetak biasa.
II. MATERIAL CETAK NON ELASTIK A. Plaster of Paris (Gips plaster) 1. Komposisi Secara umum komposisi material cetak gips plaster sama dengan gips plaster yang digunakan untuk mengisi cetakan (gips untuk model) hanya ditambahkan beberapa bahan lain untuk mendapatkan sifat yang diperlukan sebagai material cetak. Komponen utama
->
kalsium sulfat beta hemihidrat.
Komponen tambahan
->
potasium sulfat (mengurangi ekspansi) borax (mengatur waktu setting) starch (pemisah dengan stone model)
2. Reaksi setting Serbuk gips plaster bila dicampur dengan air akan bereaksi membentuk massa kalsium sulfat dehidrat yang kaku. Reaksi yang terjadi sama dengan reaksi pada gips plaster untuk model. (CaSO4)2.H2O
+ 3H2O —>
Kalsium sulfat
air
hemihidrat
2 CaSO4.2 H20 Kalsium sulfat dihidrat
3. Sifat-sifat a. Viskositas rendah sehingga material cetak ini bersifat mukostatik. b. Hidrofilik sehingga dapat beradaptasi baik dan dapat mencetak detil. c. Kaku setelah setting sehingga tidak dapat mencetak undercut sehingga hanya digunakan untuk mencetak rahang tanpa gigi. d. Menimbulkan sensasi kering pada pasien. B. Impression Compound Material cetak ini sekarang jarang digunakan. 1. Komposisi Komposisi bahan cetak ini sangat bervariasi dan biasanya menjadi rahasia pabrik. Komposisi material cetak ini adalah campuran resin alami (mis. shellac, dammar, rosin), wax (beeswax, colophony), plasticiser (guttapercha, asam stearat), dan bahan pengisi (kalsium karbonat, lime stone).
2. Sifat-sifat a. Material cetak ini sangat kental maka bersifat mukokompresif sehingga tidak dapat mencetak detil. b. Bila dingin kaku sehingga tidak dapat mencetak undercuts. c. Stabiltas dimensi jelek dan konduktivitas panas rendah. 3. Manipulasi Material cetak ini sebelum digunakan harus dilunakkan terlebih dahulu dalam waterbath dengan suhu 55 - 60o C. 4. Aplikasi Material cetak ini digunakan untuk cetakan awal rahang tak bergigi Sehingga memerlukan sendok khusus. C. Pasta Zink Oksida Eugenol 1. Komposisi Material cetak ini sediaannya berupa 2 pasta dengan warna yang kontras. Pasta 1 adalah pasta base (dasar) dan pasta 2 adalah pasta katalis. Pasta 1 = base Zink oksida
-> komponen utama
Olive oil/linseed oil -> plasticiser & pasta Air
-> inisiasi reaksi
Zink asetat
-> akselerator
Pasta 2 = reaktor, katalis Eugenol
-> komponen utama
Kaolin/talk
-> bahan pengisi
2. Reaksi setting Asam + basa
--> garam + air
2C101H2O2 + ZnO
—> Zn (C101H2O2)2 +H2O
Eugenol + Zink oksida --> Zink eugenolate + air 3. Manipulasi
Dua pasta dengan perbandingan sesuai pabrik (biasanya dengan panjang yang sama) diletakkan di atas paper pad, kemudian diaduk dengan spatula fleksibel hingga homogen (wama tercampur rata). 4. Sifat-sifat a. Viskositas rendah maka bersifat mukostatik. b. Adaptasi baik sehingga dapat mencetak detil. c. Setelah setting bersifat kaku, maka tidak dapat mencetak undercuts dan hanya digunakan untuk mencetak rahang tanpa gigi. d. Stabilitas dimensi baik. e. Pengkerutan selama setting kecil. f.
Dapat memmbulkan sensasi terbakar & rasa tak enak.
g. Melekat pada kulit, maka kulit disekitar rongga mulut pasien perlu dilindungi dengan petroleum jelly.
III. MATERIAL CETAK ELASTIK HIDROKOLOID A. Sifat Umum Hidrokoloid berasal dari kata hidro dan koloid. Koloid berasa! dan kata kola yang artinya lem dan kata oid yang artinya seperti, maka koloid adalah zat seperti lem dengan keadaan antara larutan dan suspensi. Larutan adalah campuran homogen yang terdiri dan 1 fasa. Koloid adalah campuran heterogen, terdiri dan 2 fasa yang sulit dibedakan. Fasa terlarut tidak tampak secara mikroskopis, ukurannya 1 - 200 nm. Suspensi adalah campuran heterogen, terdiri dari 2 fasa yang jelas perbedaannya. Fasa terlarut tampak secara mikroskopis. Koloid dengan media pelarutnya air, maka disebut HIDROKOLOID. Koloid dapat berbentuk SOL atau GEL. Sol ada!ah materi berupa cairan kental dan gel adalah materi dengan konsistensi seperti gelatin. Hidrokoloid dalam bentuk sol disebut hidrosol dan dalam bentuk gel disebut hidrogel. Sol dapat diubah menjadi gel dengan penggumpalan/aglomerasi molekul terlarut membentuk fibril atau rantai molekul dalam bentuk jaringan. Fibril tersebut melingkupi bahan pelarut, misalnya air. Sol dapat diubah menjadi gel melalui 2 cara: 1. Penurunan temperatur (sifatnya reversibel). Gel bila dipanaskan akan berubah menjadi sol, dan bila sol didinginkan akan berubah kembali menjadi gel. Ikatan Van der Waals teijadi pada fibril dalam keadaan gel. 2. Reaksi kimia (sifatnya ireversibel) Kekuatan gel tergantung pada konsentrasi fibril (semakin tinggi akan semakin kuat) dan konsentrasi bahan pengisi (mempengaruhi fleksibilitas). Gel dapat menyerap atau kehilangan air atau cairan lainnya. Evaporasi adalah hilang nya air melalui penguapan. Sineresis adalah hilangnya air karena molekul gel saling mendekat akibat reaksi setting yang terus berlanjut, sehingga molekul air terdesak ke permukaan. Imbibisi adalah bertambahnya air melalui penyerapan. B. Material cetak Agar-agar Material cetak agar-agar adalah polisakarida kompleks yang diekstraksi dari rumput laut. Struktur molekul yang disederhanakan dan agar-agar dapat dilihat pada Gambar 1. Umumnya material cetak agar-agar tersedia dalam bentuk gel yang dikemas dalam tabung fleksibel (seperti wadah pasta gigi).
Gambar 1: Formula struktur yang disederhanakan dari rantai polisakari polisakarida (agaragar). 1. Komposisi Komposisi agar-agar agar agar terutama adalah galaktose sulfat yang dengan air membentuk gel. Salah satu contoh komposisi agar-agar agar adalah: a. Agar 14%
-> sebagai koloid.
b. Borax 0,2%
-> memperkuat gel, memperlambat setting stone gips
c. Potasium sulfat 2%
-> mempercepat setting stone gips
d. Air 83,8%
-> media dispersi!pelarut
2. Reaksi sol - gel Reaksi atau perubahan erubahan dan sot menjadi gel terjadi terjadi karena perubahan temperatur. 3. Manipulasi Material cetak dalam kontainer kontainer tertutup dimasukkan dalam air mendidih selama 10-45 45 menit. Setelah dipanaskan tersebut, material cetak dapat disimpan selama 8 jam pada suhu 650 C. Bila akan digunakan, material cetak diletakkan pada sendok cetak khusus kemudian dimasukkan ke dalam water bath dengan suhu 45oC selama 2 memt dan siap untuk dicetakkan. 4. Sifat-sifat a. Reologi : cukup cair maka dapat mencetak detil permukaan. b. Dapat melewati undercuts. c. Mudah terjadi sineresis dan imbibisi, sehingga harus segera diisi gips d. Kompatibilitas tergantung komposisi. e. Tear resistance jelek. f.
Dapat dipakai ulang dan disterilisasi.
5. Aplikasi Material cetak agar-agar agar agar digunakan untuk pencetakan dalam pembuatan gigi tiruan, mahkota dan jembatan. C. Material cetak Alginat Bahan dasar material cetak alginat adalah ah asam alginat yang berasal dari rumput laut. Beberapa atom hidrogen pada gugus karboksil diganti oleh natrium, potasium, atau ammonium. Senyawa tersebut larut dalam air. Formula struktur yang sodium alginat dapat dilihat pada Gambar 2. 1. Komposisi a. Sodium alginat 18%
-> pembentuk hidrogel
b. Kalsium sulfat dihidrat 14%
-> penyedia ion kalsium
c. Sodium fosfat 2%
-> kontrol waktu kerja
d. Potasium sulfat 10%
-> setting model
e. Pengisi (tanah diatom) 56% -> kontrol konsistensi f.
Sodium silikofluorida 4%
-> kontrol pH
Gambar 2 Formula struktur asam alginat dan sodium alginat. 2. Reaksi Setting Bila material cetak alginat dicampur dengan air, maka sodium alginat, kalsium sulfat dan natrium fosfat akan terurai/terion. Pada tahap pertama akan terjadi reaksi antara sodium fosfat dan kalsium sulfat membentuk kalsium fosfat yang mengendap (reaksi 1). Reaksi ini akan terus terjadi hingga sodium fosfat habis. Guna reaksi ini adalah untuk memperlambat pembentukan gel ( reaksi
antara sodium alginat dengan kalsium kalsiu sulfat) agar didapat waktu ker kerja yang cukup. (1) 2 Na3PO4 +3 CaSO4
-> Ca3(PO4)2 + 3Na2SO4
(2) NanAlg g + n CaSO4
-> n Na2SO4+Can/2 Alg
Selanjutnya, sodium alginat akan bereaksi dengan kalsium sulfat membentuk kalsium alginat yang tidak larut dalam air. Hanya partikel sodium alginat pada lapisan terluar yang bereaksi. Fibril gel saling berikatan melalui ion kalsium. Setiap ion kalsium mengikat 2 gugus karboksil dan molekul alginat/polisakarida yang berbeda (Gambar 3).
Gambar 3 :
Reaksi setting pada material mat cetak alginat. Terjadi- nya ikatan silang antara sodium alginat dengan ion kalsium.
3. Manipulasi Material cetak alginat tersedia dalam kantung besar (untuk beberapa kali pencetakan) atau sachet. Sebelum digunakan, material cetak harus dikocok agar homogen atau komponennya tersebar merata. Perbandingan serbuk dengan air (Water- powder ratio , atau W/P ratio) diukur sesuai petunjuk pabrik. Biasanya telah disediakan sendok ukur untuk serbuk dan gelas ukur untuk aimya. Digunakan air dengan suhu ruang. Bila air Iebih panas dan suhu ruang akan mempercepat empercepat reaksi, dan bila lebih lebih dingin akan memperlambat reaksi. Pengadukan air dan material cetak dilakukan dalam rubber bowl (mangkuk plastik) dengan memakai spatula. Retensi alginat dengan sendok cetak dapat melalui pemakaian sendok cetak berlubang atau bahan adesif (sticky wax atau metil selulosa). Cetakan alginat harus dilepas dan secara cepat dan jaringan mulut agar elastisitasnya tetap baik. Setelah dilepas, cetakan alginat sebaiknya dicuci den dengan gan air dingin untuk menghilangkan saliva,
ditutup dengan serbet basah untuk mencegah sineresis, dan segera diisi gips (kurang dan 15 menit dan pencetakan). Berdasarkan sifat settingnya, material cetak alginat dibagi dalam 2 tipe (Tabel IV). Tabel IV : Penggolongan material cetak alginate menurut sifat settingnya. Indicator Waktu pengadukan Waktu kerja Waktu setting
Regular set 1 menit 3 - 4,5 menit 1 - 4,5 menit
Fase set 0,75 menit 1,25-2 menit 1 -2 menit
4. Sifat-sifat 1. Akurasi Material cetak alginat cukup cair sehingga dapat mencetak detil permukaan. Selama waktu kerja tidak ada perubahan viskositas. Selama setting, Sebaiknya cetakan alginat tidak digerakkan. Elastisitas cukup baik, maka dapat melewati undercuts. Alginat dapat robek bila undercuts terlalu besar. Stabilitas dimensi kurang baik, karena terjadi evaporasi. Kompatibilitas dengan gips baik. 2. Sifat lain. a. tidak toksik, tidak iritan, bau dan rasanya dapat diterima. b. Waktu setting tergantung komposisi dan suhu pencampuran. c. Material cetak alginat tidak stabil dalam penyimpanan bila kondisinya lembab atau suhunya tinggi. d. Sulit disterilisasi, semprotan disinfektan mempengaruhi detil permukaan sedangkan perendaman mempengaruhi ketepatan dimensinya. 5. Aplikasi Material cetak alginat digunakan dalam pencetakan untuk alat prostetik (gts, gtl) dan orthodontik. Alginat tidak baik untuk inlay, mahkota dan jembatan. 6. Perkembangan baru a. Dustless alginates (alginat bebas debu). Penambahan glycol akan menghasilkan alginat yang bebas debu. b. Siliconised alginates. Alginat sistem 2 pasta, dengan tambahan polimer silikon. Daya tahan terhadap perobekan tinggi, tetapi stabilitas dimensinya jelek. c. Kombinasi agar/alginat. Digunakan untuk pencetakan inlay.
IV. MATERIAL CETAK ELASTIK ELASTOMER A. Sifat Umum Material cetak yang ada masing-masing memiliki kekurangan. Material cetak non elastik tidak dapat dilepas dan undercuts yang dalam, agar-agar dimensinya tidak stabil dan hanya sesuai bila fasilitas laboratoriumnya dekat dan lengkap, sedangkan material cetak alginat reproduksi detil permukaannya kurang baik. Masih diperlukan material cetak yang akurat, pemulihan deformasinya besar, dan memiliki stabilitas dimensi jangka panjang yang baik. Sifat-sifat tersebut dapat ditemukan pada material cetak jenis elastomer. Elastomer sintetis dikembangkan terutama untuk aplikasi industn, tetapi potensinya di bithng kedokteran dan kedokteran gigi mulai disadan sehingga sekarang digunakan sebagai material cetak. Material cetak elastomer dapat diterima dengan baik karena memberikan pemecahan yang potensial terhadap dua masalah utama yang berhubungan dengan material cetak hidrokoloid, yaitu tear resistance dan stabilitas dimensi yang buruk. Material cetak elastomer adalah polimer yang digunakan pada suhu di atas glass transition temperature (Tg). Bahan ini menjadi lebih cair bila suhunya dinaikkan hingga di atas Tg. Viskositas polimer yang digunakan sebagai material cetak terutama diatur oleh berat molekul polimer dan adanya bahan tambahan (misalnya bahan pengisi). Material cetak elastomer pada suhu kamar berujud cairan (liquid) tetapi dapat berubah menjadi padat (solid) melalui pengikatan molekul rantai-rantai panjang. Proses pengikatan rantai membentuk jaringan 3 dimensi disebut cross-linking (pengikatan silang) dan menjadi dasar transisi cairpadat pada semua material cetak elastomer. Ada empat tipe elastomer yang digunakan sebagai material cetak, yaitu : polisulfida, silikon, silikon adisi, dan polieter. B. Polisulfida Polisulfida disebut juga rubber-base, mercaptan, atau thiokol. Sediaan polisulfida berupa 2 pasta, yaitu pasta dasar/base (wama putih) dan pasta katalis (warna coklat). 1. Komposisi Base
: polisulfida bahan pengisi (Ti02) 11 -54%
Katalis
: Pb02 -> polimerisasi dan ikatan silang Sulfur
Minyak
: ester / chlorinated paraffin
2. Reaksi setting Reaksi setting polisulfida terjadi ter melalui oksidasi gugus -SH SH terminal danpendant -SH SH (gugus merkaptan) oleh PbO2. PbO Oksidasi gugus -SH SH terminal menghasilkan pemanjangan rantai dan oksidasi pendant -SH SH menghasilkan ikatan silang antar rantai polisulfida. Reaksi polimerisasi kondensasi ini menghasilkan ilkan satu molekul air sebagai hasil h samping pada setiap tahap reaksi (Gambar 4). Saat pemanjangan rantai terjadi, viskositas polisulfida meningkat. Bila derajat pengikatan silang mencapai ai tingkat tertentu, polisulfida menjadi bersifat elastis.
Gambar 4
:
Struktur polisulfida dan reaksi setting (ikatan silang dan pemanjangan rantai) polisulfida.
3. Modifikasi Penggunaan ggunaan senyawa timah hitam (PbO2) (PbO2) dalam material cetak polisulfida menjadi perhatian karena timah hitam bersifat toksik. Dilakukan beberapa rapa modifikasi untuk menghindari penggunaan gunaan timah hitam. Pertama, PbO2 diganti t-butil butil hidroperoksida, atau cumene hidroperoksid tetapi bahan tersebut mudah menguap sehingga menyebabkan pengkerutan p rutan material cetaic Kedua, PbO2 2 diganti zink karbonat yang penanganannya penanganannya bersifat lebih bersih dibandingkan gkan dengan polisulfida konvensional.
C. Silikon Kondensasi Ada dua macam silikon, yaitu silikon kondensasi (condensation (condensation-cured silicones) dan silikon adisi (addition-cured (addition cured silicones) . Bahan dasar keduanya adalah polimer polidimetil siloksan (polydimethyl siloxane polymer) tetapi mempunyai gugus akhir yang berbeda serta mekamsme reaksi setting yang berbeda pula. Silikon kondensasi berbentuk sediaan sediaan 2 pasta, pasta dasar (base) dan katalis (reaktor). 1. Komposisi Base
:
polimer silikon dgn terminal gugus hidroksil (Gambar 5) bahan pengisi (silika)
Reaktor
:
cross-linking linking agent (alkoksi ortosilikat, organo hidrogen siloksan) aktivator (dibutyl-tin (dib dilaurate)
Gambar 5 : Polimer dimetil siloksan dengan terminal gugus hidroksil. 2. Reaksi setting Reaksi pembentukan ikatan silang pada silikon kondensasi dengan 2 cara.. Reaksi setting polimer silikon dengan cross-linking cross linking agent alkoksi ortosilikat akan menghasilkan polimer silikon (yang benkatan silang) dengan hasil samping alkohol (Gambar 6). Penguapan alkohol ini akan menyebabkan silikon mempunyai dimensi yang kurang stabil. stabil. Reaksi silikon dengan organo hydrogen siloxane mempunyai hasil samping hidrogen yang menyebabkan pitting pada permukaan dental stone (Gambar 7).
Gambar 6 : Reaksi silikon dengan alkoksi ortosilikat.
organohidro siloksan. Gambar 7 : Reaksi silikon dengan organohidrogen D. Silikon Adisi Silikon adisi penggunaannya lebih luas karena dapat mengatasi adanya hasil samping seperti pada silikon kondensasi. ko Sediaannya terdiri dari 2 pasta dengan viskositas yang bervariasi, yaitu putty, heavy, medium, danlight. 1. Komposisi Base
:
polivinil siloksan (Gambar 8) silanol bahan pengisi
Katalis
:
polivinil siloksan katalis logam mulia (H2PtC16) bahan pengisi
2. Reaksi setting Reaksi setting silikon adisi dengan katalis logam mulia (platinum) akan membentuk polimer silikon yang berikatan silang (cross-link (cro link silicone rubber) tanpa hasil asil samping (Gambar 9).
Gambar 8 : Struktur polivinil siloksan
Gambar 9 : Reaksi pengikatan silang pada pada material cetak silikon adisi. E. Polieter Polieter tersedia dalam bentuk 2 pasta dengan satu macam viskositas. 1. Komposisi Base Base
:
polieter tak jenuh jenu dengan gugus imina(Gambar 10) plasticiser bahan pengisi
Katalis
:
aromatik sulfonat plasticizer bahan pengisi
Gambar 10 Struktur polieter.
2. Reaksi setting Reaksi setting polieter poliete terjadi dengan pengikatan silang lang gugus imina melalui polimerisasi kationik. Reaksi ini tanpa hasil samping maka stabilitas
dimensi polieter baik. Polieter mengabsorpsi air maka disimpan di tempat kering.
Gambar 11 :Reaksi pengikatan engikatan silang pada polieter. F. Manipulasi dan Sifat Elastomer Beberapa hal yang hams diperhatikan pada manipulasi elastomer adalah: 1. Pencampuran hams merata / homogen. 2. Silikon adisi peka terhathp kontaminasi. 3. Material cetak melekat pada sendok cetak dengan bahan adesif, misalnya rubber solution. 4. Ketebalan material cetak hams merata, 22 3 mm. 5. Teknik pencetakan satu tahap lebih baik. 6. Cetakan elastomer dilepas dengan d cepat dan jaringan mulut. Beberapa sifat penting dan elastomer adalah: 1. Akurasi. Kekentalan material cetak ini tergantung komposisinya. Secara umum, elastomer dapat mencetak detil permukaan. Polymerisation shrinkage selama setting menyebabkan sedikit kontraksi. Kontraksi dapat juga terjadi saat pendinginan dan suhu mulut ke suhu ruang. Koefisien ekaspansi termal polieter> silikon > polisulfida. 2. Cukup elastis sehingga dapat melewati undercuts dan tidak mudah robek. 3. Stabilitas dimensi silikon> polieter> polisulfida. 4. Secara umum kompatibel dengan bahan model dan die. 5. Tidak toksik dan tidak iritan. Bau dan rasa bahan yang mengandung timah hitam kurang enak. 6. Waktu setting tergantung komposisi.
7. Stabilitas bahan dalam penyimpanan kurang baik. 8. Dapat distenilisasi dengan perendaman dalam hipokiorit atau glutardehida. G. Aplikasi Elastomer Material cetak untuk pembuatan inlay, mahkota dan jembatan, gigi tiruan sebagian bila undercutnya besar. Bahan ini cukup mahal, sehingga jarang dipakai untuk cetakan yang memerlukan banyak material cetak.
LOGAM DAN ALOI KEDOKTERAN GIGI Konsep Dasar : Metal merupakan unsur terbesar (80) dari 103 unsur yang terdapat dalam Tabel Periodik Unsur. Logam dapat dkelompokkan menjadi 2 :(a) Light metal dan (b) Heavy metal : dengan sifat high melting dan low melting. Karakeristik logam sangat sukar dibedakan antar unsur satu dengan lainnya. Pada umumnya logam dalam bentuk padat kecuali air raksa dengan ciri-ciri yang hampir sama: mengkilat, kuat, ductile, malleable, sebagai konduktor panas dan listrik serta berwarna keputihan kecuali emas dan tembaga. Struktur logam Logam mempunyai struktur kristal dengan inti atom dikelilmgi dengan kabut electron yang bersifat sebagai electron bebas. Elektron bebas dalam struktur menyebabkan unsur logam mempunyai peran sebagai konduktor listrik maupun panas. Sifat konduktor mi ditentukan oleh thermal gradient atau electric field dengan potential gradient. Sifat logam sangat berkorelasi dengan valensi electron bebas, bentuk ruang kisi-kisi dan dimensi ruang kisi-kisi. Pemadatan logam. Logam didapatkan dari alam dalam bentuk campuran. Untuk mendapatkan logam ‘murni’ dilakukan dengan cara pemanasan - pencairan kemudian pemadatan. Pencairan melalui beberapa tahapan tertentu. Setelah logam mencair kemudian didinginkan, maka pada fusion temperature (Tf) atau freezing point atau solidfication temperature cairan logam akan mulai memadat (solid state). Akan tetapi penurunan suhu terjadi di bawah Tf kemudian akan naik lagi sampai Tf dan fase ini dikenal sebagal supercooling. Setelah fase ini maka akan terbentuk embryo nuclei yang makin lama makin banyak dan makin besar. Perkembangan lebih lanjut terjadi solidfication nucleus dalam bentuk horn genous maupun heterogeus solidfication, selanjutnya terjadi percabangan-percabangan berbentuk dendrite (crystallise tree-like). Akir perkembangan kristal ini dengan terbentuknya batas-batas flap kristal (grain boundary single crystal). Pengendalian ukuran kristal tergantung dari : kuantitas supercooling, kecepatan cooling clan kecepatan kristalisasi.
Struktur gram & kristal Gram yang halus biasanya didapatkan dengan cara penambahan grain finer dan proses pendinginan yang cepat. Dari grain kristal ini akan membentuk kisi-kisi kristal 3 dimensi yang bervariasi menurut jenis logamnya. Kisi-kisi kristal dapat berbentuk: cubic, body centre cubic, face centre cubic, rhombic centre cubic, orthorhombic, rhomboheral, monoclinic, tetrahedral atau hexagonal. Kristal-kristal ini membentuk solid solution fase alloy dan tergantung: (a) ukuran atom; bila ukurannya kurang dari 15% dinyatakan sama fasa nya, sedangkan bila lebih dari 15% maka dinyatakan berbeda fasanya. (b) Valensi atom; atom dengan valens tinggi lebih mudah larut. (c) Afinitas kimiawi; bila terdapat brda afmitas maka akan terbentuk fasa intermetalik. (d) Tipe kisi-kisi; beda ukuran kisi-kisi sebesar 8% masih merupakan fasa yang continues. Aloi (logam paduan) merupakan paduan dari beberapa unsur logam. Sistem aloi pada umumnya menggunakan unsur penyusun sebagai kriterianya sehingga dapat berupa binary system, ternary system, quarternary system dst. Kategori aloi lainnya dapat berdasarkan atas : (a) noblitas: noble dan non noble, (b) Nilai price: precious dan non precious, (c) Warna: yellow alloy dan white/silver alloy, (d) Penggunaan: dental casting, wire/wroutght alloy, solder alloy dst. LOGAM NOBLE Logam nobel mempunyai sifat resistensi terhadap tarnish dan korosi. Termasuk dalam logam nobel ini athlah: emas (Au), platina (Pt), paladium (Pd), indium (Ir), ruthenium (Ru), nobium (Nb) dan osmium (Os). Iridium dan rutenium dapat digunakan sebagai grain finer pada gold alloy. Emas (Au) Logam mulia ini dapat digunakan dalam bentuk murni atau aloi. Emas mempunyai resistensi terhadap korosi, malleability tinggi dengan melting point relative rendah. Kandungan emas dalam aloi dapat dinyatakan dalam bentuk: persentase, karat dan fineness (f). Untuk emas murni dapat dinyatakan kadarnya dengan: 100% atau 24 karat atau 1000 f. Penambahan unsur logam kedalam emas akan membentuk aloi emas dengan variasi sifat.
Densitas gr/cm3 Warna Melting point °C Reaksi Resistensi thd tarnish Efek thd hardness
Au 19,3 kuning 1063 inert excellent -
Pt 21,5 putih 1769 inert excellent naik
Pd 12,0 putih 1552 mild very good naik
Cu 9,0 merah 1083 reaktif fair naik
Ag 10,5 putih 961 aktif poor naik
Direct Filling Golds (DFGs) Emas telah sejak lama digunakan sebagai tumpatan gigi. Tumpatan dengan material DFGs terutama untuk lokasi dengan tanpa tekanan oklusal yang berat. Untuk mendapatkan retensi dalam kavitas gigi dilakukan pemampatan/pemadatan atau kondensasi menggunakan mallet atau condenser. Penumpatan dilakukan dengan menempatkan butir perbutir/lembar per lembar /piece. Hasil kondensasi atau kompaksi tergantung kepada: (a) size of condenser point,(b) pressure application dan (c) density. Sediaan DFGS dalam bentuk: (a) Foil berupa: cohesive & non cohesive sheet, ropes, cylinders, laminated, platinized. (b) Electolyt precipitate berupa mat, mat foil atau alloyed dan (c) powder. Saat ini akibat pergeseran budaya terutama penggunaan emas pada tubuh untuk menunjukkan status social telah berganti dengan technology information (TI), maka DFGs sebagai tumpatan gigipun sudah sangat jarang DFGs digunakan disamping itu harganya sangat mahal. ALOI LOGAM Sifat-sifat Alloi mencair pada range temperatur masing-masing unsur penyusun, sehingga mempunyai temperature liquidus dan temperature solidus terentu. Aloi dengan densitas
tinggi dengan konsekuensi proses casting lebih mudah (akibat gaya
gravitasi). Aloi mempunyai kekuatan (strength) tertentu. Srength ini tidak dengan nilai mutlak tetapi ada simpangan distorsi dan ukurannya dan dikenal sebagai persentase distorsi strength yang disebut dengan % offset. Aloi yang mempunyai hardness lebih tinggi dibanding dengan email gigi, maka bila digunakan akan berakibat pada gigi antagonis menjadi aus dan terjadi gangguan system temporomandibular joint (TMJ). Penggunaan aloi dalam mulut dan gigi memerlukan persyaratan utama yakni biokompatibilitas aloi tinggi. Dengan demikian penggunaan aloi untuk klims sangat diperukan uji biokompatibilitas. Pada umumnya biokompatibilitas aloi berkorelasi dengan korosi. Unsur logam yang lepas, dapat menyebabkan reaksi sampingan
berupa: alergi, initasi,dermatitis, rasa logam dll. Aloi base metal mempunyai sifat predominan untuk terjadinya lepasan unsur logam.
BASE METAL Aloi ini mempunyai tendensi terjadi korosi. Jenis aloi ini banyak digunakan untuk kedokteran gigi meliputi unsur: Ti, Ni, Cu, Ag dan Zn. Bila aloi ini dipadu dengan nobel metal, maka akan terjadi peningkatan sifat fisis-mekanis. Misalnya penambahan Cu akan memperkeras dan memberikan warna kemerahan pada aloi. Penambahan Zn dimaksudkan untuk mencegah terjadinya oksidasi pada waktu peleburan dengan mekanisme scavenger dan oksida yang terapung pada permukaan cairan logam.
PREDOMINANTLY BASE METAL ALLOY Komposisi aloi dengan unsur utamanya berupa: Ni, Co dan Ti dan sedikit kandungan nobel metal. Aloi ini bersifat sangat kompleks yang terdiri dari 6 sampai 8 unsur misalnya: molybdenum, hromium, aluminium, vanadium, iron, carbon, beryllium, gallium manganese, silicon. Dari komposisi ini akan menghasilkan high yield strengh, hardness dan low density. Penggunaan bahan ini mempunyai keterbatasan dalam teknik casting dan polishing agak sukar. Klasifikasi Dental Casting Alloy (a) Berdasarkan jumlah unsur penyusun: -
Binary system
-
Ternary system
-
Quartemary system dst
(b) Berdasarkan dental function (the Bureau of Standard): -
Type I alloy (soft): untuk inlai kecil dengan tekanan kecil.
-
Type II alloy (medium): untuk gigi dengan mendapat tekanan moderat misalnya untuk % crown, abutment, pontic, full crown.
-
Type III alloy (hard): untuk gigi yang mendapat teanan okiusal tinggi termasuk % crown, full crown, cast backing, abutment, pontic, denture base, fixed partia dentre (kecil), inlay.
-
Type IV alloy (extra hard): untuk inlay, denture bar, clasp, full crown, fixed partial denture, partial denture frame work.
-
Metal ceramic alloy (hard & extra hard): coping, veneer dental porcelain, crown (dinding tipis).
-
Removable partial denture alloy: RPD frame work ,iatnya ringan tetapi kuat. Alloi ini digunakan sebagai pengganti Type IV alloy.
(c) ANSI-ADA SYSTEM -
High noble alloy: jika Au lebih dari 40% dan noble metal minimal 60%
-
Noble alloy: Jika noble metal minimal 25%, boleh tanpa emas.
-
Base metal alloy: tana emas dan kandngan noble metal kurang dari 25%
Sifat fisis-mekanis aloi : Klasifikasi alloy (ANSI_ADA) High noble: - gold-platinum - gold-copper-silver Noble: - silver-gold-copper - palladium-copper - silver-palladium Base metal: - Ni-based - Co-based - Ti-based -
Melting range (°C)
Density Gn/cm3
Yield strength MPa
Hardness Kg/mm2
1045-1140 910-1045
18,4 15,6
420/470 270/400
175/195 135/195
865-925 1100-1190 1020-1100
12,4 10,6 10,6
325/520 1145 260/325
125/215 425 140/1 55
1275 1400-1500 1700
7,5 7,5 4
710 870 300
340 380 -
Komposisi gold alloy (ADA) dan sifat Klasifikasi Type I Type II Type III Type IV Medium-Au Low-Au Ag-Pd
Au% 83 77 75 70 46 15 -
Cu% 6 7 9 10 8 14 -
Ag% 10 14 11 11 40 45 70
Pd% 0,5 1,0 3,5 3,5* 6 25 25
VHN 60-90 90-120 120-150 150-200 180-299 170-200 150
Keterangan: *) +1% Pt Penggunaan di KG: Gold-platinum: full cast, porcelain bonding Gold-copper-silver: full cast Silver-gold-copper: full cast Palladium-copper: full cast, porcelain bonding Silver-palladium: full cast, porcelain bonding Ni-based: full cast, porcelain bonding, partial denture, wrought C-based: full cast, porcelain bonding, partial denture, wrought
Elongasi 30 25 10-20 5-10 5-10 5-10 5-10
Warna Gold Gold Gold Gold Gold White White
Ti-based: full cast, porcelain bonding, partial denture, implant
PORCLAIN-FUSED-TO-METAL ALLOY (PFM) PFM merupakan suatu alloy yang dilakukan coating dengan porcelain. Alloi ini mempunyai range melting Iebih tinggi dibanding gold alloy akibat penambahan Pd & Pt., keras dan elastic limit tinggi. Produk menggunakan PFM ini dengan beberapa argument: mempunyai resistensi terhadap lentur (sagging) dan koefisien termal ekspansi yang cocok. Kelemahannya Cu dalam alloi menyebabkan porcelain discoloration dan meneyebabkan terpisahnya ikatan porselin dengan logam. Upaya mengatasi keterbatasan ini dengan mengganti Cu dengan indium (In) dan Sn. Unsur Ag menyebabkan green effect pada porcelain. Alloy yang digunakan sebagai PFM kebanyakan non noble dan base metal. Aloy untuk PFM Restoration Klasifikasi Au% *High-Au 86 # Low-Au 52 #PD-Ag #Pd-Cu # Ni-Cr * : light gold # : white
Pt% 9 38 -
Pd% 5 65 80 -
Cu% 15 -
Ag% 35 -
% dll 9 (In) 5 65 (In), 17 (Cr)
Base alloy untuk PFM restoration: Ni-Cr alloy: Biasanya ada tambahan unsur berrylium (Be) dengan tujuan untuk peningkatan casting dan ikatan tehadap porcelain. Perlu diingat bahwa debu unsure Be bersifat
carcinogenic,
akan
tetapi
dalam
bentuk
alloi
belm
terbukti
carcinogenitasnya. Alloi ini mempunyai resistensi terhadap efek lentur dan stabil terhadap beban tekanan oklusal. Justru unsur ini merupakan penyebab terjadinya reaksi alergi (10% wanita dan 1 %laki-laki) ata carcinogenic. Titanium alloy: Sifatnya sangat reaktif terhadap oksigen dan membentuk lapisan tipis pada permukaan alloy dan berperan sebagai passivating effect permukaan aloi Melting point alloy sangat tinggi sehingga perlu furnace khusus. Sifat biokompaiblitasnya excellent.
NON-NOBLE ALLOY di KG Penggunaan untuk: orthodonsi, prosthodonsi, pediatric dentistry, oral surgery. Sifat penting alloy:
Ductility: alloi mampu dibengkok (bent), di bentuk (shaped) tanpa terjadi breaking. Stiffness: alloi mempunyai resistensi terhadap elastic deformation Tidak mengalami korosi dan mempunyai biokompatibilitas yang cukup Stainless steel: Penggunaan: sebagai material instrument dan untuk aplikasi di KG (crown, band, bracket, wire dli). Komposisi: -
Iron base alloy dengan fraksi C kurang dari 1,2% sedangkan bila kadar C lebih dari 2,5% disebut cast iron.
-
Tambahan Cr lebih dari 12% menyebabkan alloy ini bersifat tahan karat (stainless) dengan mekanisme Cr yang sangat reaktif terhadap oksigen membentuk passivating film dan berperan sebagai protective-coating lapisan dibawahnya. Kalau didalam saliva terlalu banyak ion Cl maka Cr akan tergeser dan sukar terjadi repassivating sehingga terjadi pitting corrosion.
-
Formula umum: Fe (69%), Cr (18%), Ni (8%), Mo (5%) dan C (0,2%) Dalam hal ini Mo berperan sebagai harden & streng then materials.
Cobalt-chromium alloy Co-Cr alloy digunakan dalam aplikasi keokteran gigi: wire orthodontic, structural prosthodonsi (frame work). Komposisi
: Co (60%), Cr (25%), Ni (1%), Mo (5%) C (0,3%). Ni untuk mengeraskan dan meningkatkan ductility Mo untuk mengeraskan dan menguatkan alloy.
Penggunaan alloi ini pada kondisi dengan ion Cl tinggi dapat menyebabkan tarnish, discoloration, atau pitting corrosion. Bila digunakan sebagai protesa gigi maka tidak boleh menggunakan sodium hypochionide sebagai pembersih karena berefek tarnish, discoloration, pitting corrosion dan bleaching. Untuk tujuan yang sama dianjurkan menggunakan denture cleanser dan sodium perborat.
Nickel-chromium alloy Penggunaan alloi ini terutama untuk PFM restoration dengan alasan: harga lebih murah dibanding noble metal walaupun lebih sukar dalam proses casting dan
adjustment. Komposisi: Ni (80%), Cr 15%) dan dalam kadar kecil Al, Mn dan Be. Tambahan unsure Be memudahkan proses casting serta peningkatan pengikatan logam dengan porcelain. Sifatnya seperti stainlesssteel dan Co-Cr alloy. Titanium &Titanium alloy Titanium digunakan dalam bentuk murni yang dikenal dengan commercial pure Titanium (cp-Ti) atau dalam bentuk alloi. Penggunaan Ti & Ti alloy untuk: (a) instrument implant (b Application in dentistry misalnya casting alloy, wire, material implant dll. Penggunaan alloi ini memerlukan alat furnace khusus dalam rangka proses casting. Komposisi: Implant materials :
Ti (89%), Al (6%), Vd (4%)
Wire
Ti (45%),Ni (55%) dikenal sebagai Ni-Ti alloy
:
Ni-Ti alloy untuk wire mempunyai sifat super elastic dan mempunyai shape memory
effect sehingga banyak digunakan untuk finger clasp dalam orthodontic appliance. -Titanium alloy: sebagai material orthodontic, mempunyai struktur
-kristal titanium
yang mudah untuk di bengkok (bending) dan dibentuk (shaping). Komposisinya Ti (79%), Mo (1%), Mn, Zn. Mo berfungsi sebagai stabilizer struktur alloi. Titanium murni (cp-Ti) mempunyai sifat lebih reaktif terhadap oksigen dengan sifat passivating effect. Passivating effect lebih besar dibanding stainless steel dan Co-Cr alloi. Dengan demikian lebih mudah repassivating bila lapisan passivating hilang dan tidak mudah terjadi pitting corrosion.
AMALGAM KEDOKTERAN GIGI Pendahuluan Di bidang kedokteran gigi, amalgam digunakan sebagai material tumpatan gigi posterior. Material tumpatan ini dapat dipertahankan dalam mulut selama 20 tahun atau lebih. Pemakaian amalgam terutama untuk restorasi kavitas klas I, II dan V. Amalgam merupakan campuran air raksa dengan serbuk aloi membentuk material plastis yang ditumpatkan pada kavitas. Amalgam yang telah setting mempunyai kekuatan lebih tinggi dan pada semen kedokteran gigi atau material tumpatan anterior. Amalgam mempunyai kekuatan yang cukup tinggi namun estetika penampilannya kurang menyenangkan. Hal ini karena amalgam mempunyai wama abu-abu keperakan yang kontras dengan warna email gigi. Hal lain yang kurang menguntungkan pada pemakaian amalgam adalah: getas, korosi, aksi galvanis, serta tidak memperkuat struktur gigi yang lemah. Keuntungan pemakaian amalgam antara lain: resisten terhadap fraktur, aplikasi material yang mudah, mempertahankan bentuk anatomis gigi, dapat digunakan pada area yang terkena tekanan, dan relative tahan lama. Deskripsi Amalgam Kedokteran Gigi Amalgam merupakan campuran air raksa dengan logam atau aloi lain. Amalgam yang digunakan di kedokteran gigi merupakan campuran aloi perak dengan air raksa. Air raksa bersifat cair pada suhu kamar, dan mempunyai titik beku -39°C. Proses amalgamasi merupakan reaksi aloi perak dengan air raksa membentuk amalgam yang berwama abu-abu keperakan. Spesifikasi ADA (American Dental Association) untuk amalgam kedokteran gigi adalah: perak 66-68%, timah 25-28%, tembaga 3,5-6%, dan seng tidak lebih dari 2%. Perak pada amalgam bernilai Iebih dari dua pertiga bagian. Pemakaian perak untuk meningkatkan resistensi amalgam terhadap oksidasi, meningkatkan pemuaian selama setting, dan mengurangi sifat flow. Pemakaian timah untuk memudahkan amalgamasi karena afinitasnya yang besar terhadap merkuri, mengurangi resistensi, meningkatkan flow dan mengurangi pemuaian selama setting. Pencampuran perak dengan merkuri sangat sulit, dan timah membuat pencampuran ini lebih mudah. Sifat timah berlawanan dengan perak. Ini berarti bahwa pada hasil akhir tumpatan semua karakteristik perak dan timah tersebut akan hilang. Pemakaian tembaga dimaksudkan
untuk mengeraskan amalgam. Penggunaan seng dimaksudkan untuk menghindari oksidasi. Amalgam yang tidak mengandung seng bersifat kurang elastis. Pada saat ini beberapa produk amalgam kedokteran gigi menambahkan material fluoride ke dalam amalgam. Amalgam yang mengandung fluor dimaksudkan untuk mencegah timbulnya sekunder karies yang sering muncul pada gigi yang telah ditumpat dengan amalgam karena adanya mikroleakage amalgam. Amalgam kedokteran gigi dapat dikiasifikasikan dalam dua tipe, yaitu: 1.
Amalgam konvensional (conventional alloys) (amalgam tembaga rendah) Mengandung tembaga kurang dari 6%. Ukuran partikel biasanya ireguler atau sferikal. Pada umumnya mempunyai komposisi: perak 65% (minimum) timah putih 29% (maksimum) tembaga 6% (maksimum) seng 2% (maksimum) air raksa 3% (maksimum) Amalgam konvensional menghasilkan fasa-fasa: a.
l (Ag2Hg3) yang merupakan matriks dari amalgam,
b. n (Ag3Sn) yaitu sisa partikel yang titik bereaksi, c.
2 (Sn7Hg). Fasa
2 ini merupakan fasa yang paling lemah dan mudah
terserang korosi. Amalgam konvensional masih digunakan di bidang kedokteran gigi terutama karena harganya yang relatif lebih murah dari pada amalgam tembaga tinggi. 2.
Amalgam modem (amalgam kadar tembaga tinggi) (copper enriched alloys) Pada umumnya komposisi dan tipe mi adalah sebagai benikut: -
perak 40-60 %
-
timah putih 27-30 %
-
tembaga 13-30 % Pada sekitar tahun 1960 ditetapkan bahwa dengan memngkatkan
kandungan tembaga di dalam amalgam dapat menghasilkan tumpatan amalgam yang mempunyai sifat-sifat klinik yang Iebih baik. Fasa-fasa yang didapat dari proses amalgamasi amalgam modern adalah :
l, , dan n (Cu6Sn5). Dengan
meningkatnya kadar tembaga maka dalam amalgam modem tidak terbentuk fasa 2 melainkan terbentuk n yaitu fasa yang lebih tahan terhadap korosi. Beberapa logam, seperti paladium, indium, dan emas dapat ditambahkan ke dalam aloi amalgam dalam jumlah kecil untuk lebih meningkatkan sifat-sifat mekanik ataupun
daya tahan korosinya. Pada saat mi amalgam yang banyak dipakai di bidang kedokteran gigi adalah amalgam tembaga tinggi. Hal im terutama karena sifat integritas marginalnya yang lebih baik dan pada amalgam tembaga rendah. Amalgam kadar tembaga tinggi ada 3 jenis, yaitu: a. admixed regular, b. admixed komposisi tunggal, c. komposisi tunggal. Amalgam admixed adalah amalgam yang mempunyai partikel serbuk campuran bentuk bulat (sferikal) dan ireguler. Komposisi berdasar persen berat masing-masing tipe sebagai benkut: Aloi Admixed regular Admixed k. tunggal Komposisi tunggal
Bentuk Partikel Ireguler Sferikal Ireguler Sferikal Sferikal
Ag
Sn
Cu
Zn
In
Pd
40-70 40-65 52-53 52-53 40-60
26-30 0-30 17-18 17-18 22-30
2-30 20-40 29-30 29-30 13-30
0-2 0-1 0 0 0
0 0 0 0 0-5
0 0-1 0,3 0,3 0-1
Pada amalgam komposisi tunggal digunakan material indium yang dimaksudkan untuk : mengurangi jumlah pemakaian merkuri, meningkatkan resistensi terhadap kompresi, memperbaiki karakteristik permukaan amalgam, khususnya meningkatkan kekerasannya. Aloi amalgam tembaga tinggi yang mengandung paladium sampai 10% menunjukkan perilaku creep yang konstan dalam rentang temperatur 25-60°C dan kuat tekan 26-72 Mpa. Penelitian lain pada amalgam tembaga tinggi bentuk sferikal yang mengandung paladium sampai 5% menunjukkan peningkatan kekuatan tekan dan penurunan creep. Dari penelitian tersebut, tampak ada hubungan positif antara sifat mekanik dan penambahan paladium ke dalam amalgam tembaga tinggi. Serbuk aloi amalgam berbentuk lathe cut, sferikal, dan campuran kedua bentuk tersebut. Lathe cut diproduksi menggunakan mesin. Serbuk yang terbentuk di ukur, dan ukuran yang memenuhi range dalam persyaratan yang digunakan dalam proses amalgamasi dengan merkuri. AIoi tersedia dalam bentuk: kasar, medium, dan halus. Produksi partikel sferikal berbeda dengan lathe cut. Aloi dicairkan bersama-sama, kemudian disemprotkan ke dalam atmosfer inert, tetesan padatan kecil-kecil akan terbentuk (pellet sferikel pada berbagai ukuran). Pada proses ini tidak dibutuhkan prosesing mesin dan komposisi ukuran aloi dapat ditentukan.
Proses Amalgamasi 1. Aloi dengan tembaga rendah Pada pencampuran atau triturasi terjadi peristiwa sebagai berikut: Partikel perak (Ag) dan timah (Sn) bagian luar terlarut secara bersamaan. Air raksa (Hg) menembus partikel aloi (Impregnasi) Reaksi kimiawi antara aloi dan merkuri (amalgamasi) Kristal senyawa metalik biner Ag2Hg3 ( l ) dan Sn7Hg ( 2) (kristalisasi) Amalgam keras Secara sederhana reaksi dapat dituliskan sebagai berikut: Partikel aloi + Hg
l+
2 + sisa partikel
2. Aloi dengan tembaga tinggi a. tahap 1 + Hg
l + 2 + sisa
b. tahap 2 2 +Ag-Cu
Cu6Sn5 + l ( )
+Ag-Cu+Hg
l+
+ sisa
Pada admixed: inti l dan inti Ag-Cu dikelilingi oleh 11 dan matriks l. Pada komposisi tunggal : Inti l dan inti Ag-Cu dikelilingi matriks l. Setiap fasa di dalam struktur amalgam memiliki sifat yang berbeda dalam hal kekuatan, kekerasan, maupun daya tahan korosinya. Sisa partikel yang tidak bereaksi, , adalah fasa yang paling kuat. Sedangkan fasa n yang tertanam di dalam matriks maupun pada intergranular l dapat meningkatkan sifat mekanik (menurunkan creep) dan daya tahan korosi dari amalgam.
Sifat-Sifat Amalgam 1. Kekuatan Amalgam bersifat tahan terhadap pengunyahan. Kekuatan amalgam lemah, jika terjadi : a. under trituration b. kandungan Hg yang tinggi (kandungan Hg lebih dari 54% menyebabkan penurunan kekuatan) c. tekanan kondensasi rendah d. penumpatan yang lambat e. korosi f.
pencampuran yang bersifat plastis sehingga menimbulkan porositas
Kekuatan dan creep amalgam seperti pada tabel berikut: Amalgam Tembaga rendah Admixed Komposisi tunggal
Kek.tekan (MPa) 1 jam 7 hari 145 343 137 431 262 510
Creep (%)
Kek.tarik 24 jam (Mpa)
2,0 0,4 0,13
60 48 64
2. Modulus elastik Modulus elastik pada pengukuran yang lambat (0,025-0,125 mmlmenit) sebesar 11-20 Gpa. Amalgam aloi tembaga tinggi lebih getas dari pada aloi tembaga rendah. 3. Creep Creep adalah perubahan viskoelastik akibat beban, secara klinis ditandai adanya perubahan integritas marginal. Angka creep tertinggi amalgam adalah 6,3 % untuk amalgam aloi tembaga rendah. Tumpatan amalgam yang terus menerus menerima tekanan pengunyahan akan mengalami creep. ANSI/ADA merekomendasi amalgam untuk mengalami creep kurang dari 3%. Fase yang paling rentan terhadap creep adalah fase l dan 2. Semakin rendah proporsi ke dua fase tersebut (diperoleh dengan cara kondensasi yang baik), semakin kecil creep dari amalgam yang dihasilkan. 4. Perubahan dimensional Perubahan dimensional merupakan perubahan akibat kontraksi dan ekspansi selama setting amalgam. Idealnya tumpatan amalgam tidak mengalami
perubahan dimensi. Perubahan dimensi yang sering terjadi pada amalgam adalah: Disolusi
terjadi kontraksi. Kontraksi dapat menyebabkan akumulasi
plak dan karies sekunder. Pembentukan l dan
terjadi
ekspansi.
Adanya
ekspansi
akan
mengakibatkan tekanan pada pulpa gigi, sensitivitas gigi, dan protrusi tumpatan. ANSI /ADA spesifikasi nomer I mensyaratkan amalgam mengalami kontraksi atau ekspansi tidak Iebih dari 20 µm/cm (37°C, 5 menit-24 jam setelah triturasi). Studi laboratoris menunjukkan bahwa ekspansi akan terjadi setelah setting amalgam jika: Rasio aloi : merkuri besar Waktu triturasi pendek Tekanan lemah saat kondensasi Ukuran partikel aloi besar Kontaminasi air sebelum setting pada material yang mengandung seng. Hal ini akan mengakibatkan : reaksi elektrolitik antara seng (anoda) dengan logam lain yang bersifat katoda dan air bersifat elektrolit, munculnya hidrogen sebagai hasil reaksi, tekanan hidrogen akan menyebabkan amalgam mengalir, hal ini akan berakibat ekspansi amalgam yang terjadi setelah beberapa hari penumpatan. 5. Tarnish dan korosi Tarnish adalah perubahan warna reaksi kimia amalgam dengan lingkungan. Biasanya terjadi pada permukaan amalgam. Tarnish pada amalgam terjadi karena adanya sulfur yang membentuk lapisan sulfida pada permukaan tumpatan. Meskipun tarnish menimbulkan estetika yang kurang baik, tetapi tidak akan menyebabkan kerusakan tumpatan. Korosi adalah reaksi kimiawi dengan penetrasi ke bagian dalam amalgam. Korosi memmbulkan kerusakan tumpatan. Komponen kimia berikut terdeteksi pada amalgam gigi yang ditumpatkan pada pasien Sn O, SnO2, Sn4(OH)6C12, Cu2O, CuCI2, 3Cu(OH)2, CuCl, CuSCN, AgSCN. Pada ruang antara aloi amalgam dan kavitas kadang-kadang timbul mikrolekage yang berisi elektrolit yang mengakibatkan terjadinya korosi.
Resistensi terhadap korosi dapat ditingkatkan dengan melakukan pemolesan. Proses ini akan menghilangkan pit dan gelembung pada permukaan yang memudahkan proses korosi. Permukaan yang halus akan mencegah terjadinya proses korosi. Jika amalgam berkontak dengan restorasi emas, akan timbul sel elektrolitik yang dapat mengakibatkan korosi amalgam dan penambahan merkuri pada restorasi emas. Hal ini juga mengakibatkan timbulnya arus galvanis dalam rongga mulut. Arus galvanis dapat menyebabkan nyeri pada gigi. 6. Konduktor thermal Amalgam kedokteran gigi adalah konduktor panas. Untuk tumpatan besar perlu isolator untuk proteksi terhadap panas dan dingin terhadap jaringan pulpa. Isolator yang sering digunakan adalah varnish atau liner. 7. Higiene Hg bersifat toksik dan sangat lambat untuk eliminasi . Efek toksik Hg dalam darah adalah: 100 ng/ml. Hg dapat masuk ke dalam tubuh manusia melalui: a. kontak langsung dengan kulit b. ingesti c. paru (uap Hg) Sumber Hg diperoleh dari : kontak langsung dengan Hg, tidak sengaja memegang tumpatan, Hg yang tumpah, kontak dengan amalgamator, dan pembuangan restorasi lama. Upaya pencegahan terhadap masuknya Hg ke dalam tubuh manusia dapat dilakukan dengan: 1. tidak menyentuh Hg 2. memakai masker 3. tidak menggunakan alat ultrasonik kondensor 4. ruang praktek tidak menggunakan karpet 5. menggunakan absorbance spilled Hg 6. menggunakan kapsul amalgam dan amalgamator 7. penyimpanan merkuri dan amalgam lama dibawah air dan dalam wadah yang tahan pecah dan tertutup rapat.
Pada beberapa pasien (<1%) mengalami alergi merkuri, berupa contact dermatitis (hipersensitivitas tipe IV). Pada kasus ini perlu dilakukan penggantian tumpatan menggunakan material lain. Manipulasi Amalgam Manipulasi amalgam terdiri dari lima tahapan, yaitu:
1. proportioning 2. trituration (mixing) 3. condensation 4. trimming,carving, dan burnishing 5. finishing dan polishing 1. Proportioning a. Air raksa, dapat digunakan penimbangan atau pemakaian volume dispenser. b. Aloi, dapat dilakukan : penimbangan, penggunaan tablet aloi, volume dispenser. c. Rasio aloi : air raksa, pada saat setting amalgam sebaiknya Hg < 50 %. Teknik pencapaian rasio ini ada beberasa cara, yaitu: d. Rasio aloi : Hg sebesar 5:7 atau 5:8. Pada rasio ini maka : triturasi mudah, campuran bersifat plastis. Jika masih ada ekses Hg dapat dilakukan squeezing (pemerasan) dengan kain kasa. e. Teknik merkuri minimal (Eames):
•
Aloi dan Hg dengan berat yang sama
•
Tanpa squeezing
•
Menggunakan mesin atau mekanik.
2. Trituration a. Hand mixing Alat: mortar dan pestle. Bagian dalam mortar :kasar, pestle: halus. Resiko pemakaian alat ini adalah paparan uap Hg dapat berkontak dengan tubuh. b. Mechanical mixing Alat: amalgamator. Aloi dan Hg ditempatkan dalam kapsul. Waktu yang digunakan untuk triturasi harus sesuai dengan aturan pabrik.
Triturasi amalgam tergantung pada: kecepatan, lama, daya (force) yang mengenai amalgam, dan bentuk partikel serbuk amalgam. Waktu triturasi amalgam yang tepat dapat dilihat dari penampilan amalgam yang dihasilkan, cemerlang (tidak buram). Partikel aloi sferikal memerlukan triturasi yang lebih cepat dari pada lathe cut. Hal ini karena partikel sferikal lebih mudah terbasahi oleh merkuri dari pada lathe cut. Triturasi yang kurang baik, misalnya under trituration, mengakibatkan: a. warna buram kekuatan tank dan kompresi rendah akibat dan: b. gelembung c. produk l dan
kurang.
d. Permukaan yang kasar Over trituration akan menimbulkan efek : soupy, lengket, creep, dan korosi, kekuatan mekanis turun. Pada keadaan ini produk l dan
berlebihan.
3. Condensation Tujuan condensation adalah: a. Memampatkan tumpatan tanpa gelembung. b. Adaptasi yang baik terhadap dinding kavitas c. Mereduksi kelebihan merkuri Adanya ekses Hg akan melemahkan kekuatan amalgam dan menimbulkan creep yang tinggi. Oleh karena itu perlu dilakukan kondensasi tumpatan menggunakan alat kondensor. Metode kondensasi ada dua, yaitu: 1. hand condensor (lebih umum) 2. mechanical condenser Kekuatan untuk kondensasi efektif adalah 3-4 kg untuk diameter tumpatan 23 mm. Kondensasi sebaiknya dilakukan segera setelah mixing, sebelum setting tumpatan. Jika terlambat akan menyebabkan kekuatan berkurang dan creep yang tinggi. Pada amalgam yang mengandung seng harus dihindari kontaminasi dengan saliva. Hal ini akan mengakibatkan ekspansi 100-200 jim/cm. Hal yang perlu diperhatikan pada kondensasi adalah: a. pemakaian tekanan maksimum b. penggunaan ukuran kondensor yang sesuai dengan ukuran kavitas
c. penumpatan yang cepat dan sedikit demi sedikit tumpatan amalgam ke dalam kavitas. Penempatan tumpatan yang besar ke dalam kavitas akan memacu terbentuknya fasa l dan 2 yang banyak dan porositas tumpatan. Kondensasi amalgam sfenkal berbeda dengan lathe cut. Paca amalgam sferikal, campuran mengalir lebih cepat dan pada lathe cut walaupun pada penekanan rendah. Oleh karenanya diperlukan penggunaan kondensor besar dengan penekanan yang kecil. 4. Trimming ,Carving, burnishing Trimming dan carving sebaiknya dilakukan sebelum tumpatan amalgam mengalami setting. Biasanya 2-3 menit setelah pencampuran dan dihentikan setelah massa amalgam mulai mengeras (5-10 menit). Carving pada amalgam yang sudah mulai setting akan menyebabkan fraktur di bagian margin. Carving dipengaruhi oleh bentuk dan ukuran partikel aloi. Aloi sferikal akan menghasilkan hasil carving yang lebih baik dari pada lathe cut. Trimming
adalah
memotong
kelebihan
amalgam.
Carving
adalah
membentuk kontur tumpatan (bentuk bukal, tonjol, fissura, dll). Setelah selesai carving, permukaan amalgam dihaluskan menggunakan alat burnisher Proses ini disebut burnishing. Burnishing akan menaikkan kekerasan permukaan amalgam, mengurangi porositas dan korosi, dan memperbaiki adaptasi marginal amalgam. 5. Finishing dan Polishing Finishing dan polishing dilakukan setelah tumpatan amalgam mengalami setting, yaitu minimal 24 jam, namun ada juga yang mencapai setting dalam 7 hari. Pada saat finishing tumpatan amalgam dapat dilakukan hal-hal sebagai berikut:
Membentuk kontur (green stone, abrasive disks) Finish margins (green stone, abrasive disks) Smooth alloy surface (rubber abrasive points, pumice) Add luster (rubber abrasive points, fine abrasive paste) Polishing dilakukan agar: a. permukaan halus sehingga mudah untuk menjaga kebersihan mulut. b. supaya mengurangi tendensi korosi. Polishing sebaiknya dilakukan pada kondisi basah. Jika kondisi tumpatan kering maka: a. akan mendorong Hg ke permukaan. b. membahayakan pulpa gigi. c. menimbulkan panas Bonding Amalgam Amalgam tidak berikatan dengan gigi secara kimia. Secara tradisional perlekatan amalgam dengan gigi dipertahankan dengan penetrasi material ke bagian retensi undercut (mekanikal). Konsekuensi dan konstruksi tumpatan amalgam tersebut timbul: 1. gap 2. microleakage. Pada tumpatan amalgam modern, perlekatan amalgam dengan gigi dilakukan dengan cara mekanikal (undercut) dan kimiawi (material bonding). Tujuan bonding amalgam adalah: 1. menutup gap 2. membatasi minimal microleakage 3. menambah retensi amalgam 4. memperkuat gigi.
Material bonding amalgam yang saat ini digunakan adalah 4-metakriloksi etil trimelitat anhidrida (4-meta). Ikatan yang terjadi antara gigi dan amalgam dengan bantuan material bonding bersifat ikatan lemah (setengah perlekatan resin komposit terhadap gigi, kurang lebih 20 MPa). Tumpatan amalgam yang besar sering mengalami fraktur di bagian marginal. Untuk mengatasi fraktur ini dapat dilakukan penumpatan menggunakan amalgam baru yang diletakkan di atas amalgam lama. Untuk perlekatan amalgam lama dan baru dapat digunakan material bonding. Kekuatan fleksural reparasi amalgam mi 50 % dan kekuatan amalgam tanpa reparasi.
