PENGARUH PENAMBAHAN SERAT KAPAS (Gossypium sp.) TERDAHAP KEKUATAN TEKAN RESIN KOMPOSIT FLOWABLE
Disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Studi Strata I pada Program Studi Pendidikan Dokter Gigi Fakultas Kedokteran Gigi
Oleh:
PRADHICA SHANAZ INARAY J 520 130 015
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN DOKTER GIGI FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2017
iii
PENGARUH PENAMBAHAN SERAT KAPAS (Gossypium sp.) TERDAHAP KEKUATAN TEKAN RESIN KOMPOSIT FLOWABLE Abstrak Resin komposit flowable merupakan salah satu bahan restorasi yang memiliki kelemahan yaitu kekuatan tekan. Cara untuk menambah kekuatan tekan dengan menambah serat. Serat kapas yang merupakan serat alam yang mempunyai sifat mekanis yang baik. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui adanya pengaruh penambahan serat kapas terhadap kekuatan tekan resin komposit flowable dan mengetahui adanya peningkatan kekuatan tekan resin komposit flowable dengan penambahan serat kapas (Gossypium sp.). Metode penelitian ini menggunakan rancangan post test-only control design. Objek penelitian ini adalah sampel resin komposit flowable dengan jumlah 32 sampel yang dibagi menjadi dua kelompok yaitu kelompok kontrol dan kelompok perlakuan. Hasil dari independent t-test menunjukan terdapat nilai yang signifikan (<0,05) antara kelompok kontrol dengan rerata 249,614 Mpa dan kelompok perlakuan dengan rerata 266,177 Mpa. Kesimpulan dari penelitian ini adalah penambahan serat kapas berpengaruh terhadap kekuatan tekan resin komposit flowable. Penambahan serat kapas berpengaruh terhadap peningkatan kekuatan tekan dari resin komposit flowable dengan penambahan serat kapas. Kata kunci: resin komposit flowable, serat kapas, kekuatan tekan Abstract Flowable composite resin is one of the restorative materials that has a weakness on compressive strength. One of ways to add the compressive strength is by the addition of fiber. Cotton fiber is a natural fiber which has a good mechanical properties. The purpose of this research was to know the influence of adding cotton fiber to compressive strength on flowable composite resin and to know the increase of compressive strength of flowable composite resin with the addition of cotton fiber (Gossypium sp.). This research was using post test-only design design. The object of this study was a flowable composite resin sample with the total of 32 samples divided into two groups: control group and treatment group.The result The result of this research was showed by independent t-test showing significant value (<0,05) between control group with mean of 249,614 Mpa and treatment group with mean of 266,177 Mpa. the conclution of the research was addition of cotton fiber had influence the compressive strength of flowable composite resin. The addition of cotton fiber influence the increase of compressive strength on flowable composite resin with the addition of cotton fibers 1
Keywords: flowable composite resin, cotton fiber, compressive strength 1. PENDAHULUAN Restorasi adalah perawatan gigi untuk menciptakan gigi yang dapat berfungsi dengan baik1. Bahan restorasi yang sering digunakan adalah resin komposit2. Resin komposit adalah gabungan dua atau lebih bahan berbeda dengan sifat-sifat unggul atau lebih baik dari bahan itu sendiri. Resin komposit terdiri dari matriks dan partikel pengisi (filler) anorganik yang merupakan kandungan utamanya3. Perkembangan komposit karena kebutuhan klinik
meningkat sehingga
banyak munculnya jenis komposit yang beredar, yaitu resin komposit packable atau condensable merupakan komposit yang berbahan lebih padat dan lebih kental dan resin komposit mengalir atau flowable merupakan resin komposit yang lebih cair serta mempunyai sifat mengalir4. Sifat mengalir resin komposit flowable membuat adaptasi tepi pada dinding kavitas baik5. Resin komposit flowable memiliki kelemahan yaitu sifat mekanis dan ketahanan aus yang rendah6,7. Kekuatan tekan adalah besarnya resistensi maksimum suatu bahan material terhadap terjadinya fraktur dibawah suatu tekanan. Syarat restorasi gigi harus dapat menerima beban kunyah secara langsung maupun tidak langsung pada saat oklusi dan artikulasi, sehingga resin komposit harus memiliki kekuatan tekan yang baik8. Cara untuk memperkuat resin komposit dengan menambah serat9. Resin komposit yang ditambah dengan serat dikenal dengan sebutan FRC (Fiber Reinforced Composites)10. FRC memiliki kekuatan fleksural dan fatique strength yang tinggi, modulus elastisitas yang mendekati dentin, sifat estetis yang baik, tidak mengalami korosif dan dapat mendistribusikan tekanan lebih merata saat mendapatkan tekanan yang lebih sehingga dapat mecegah fraktur11. Serat dibagi menjadi dua yaitu serat buatan dan serat alam12. Serat yang biasa digunakan pada FRC adalah serat buatan yaitu ultra high molecular weight polyethylene fiber atau UHMWPE dan glass fiber . Serat buatan memiliki kekurangan yaitu dapat menjadi toksik13. Serat alam memiliki kualitas bahan yang tinggi, ramah lingkungan, mudah diperoleh dan ekonomis14. Salah sumber daya alam penghasil serat adalah tanaman kapas (Gossypium sp.) . Tanaman kapas (Gossypium sp.) yang merupakan tanaman 2
penghasil serat yang memiliki nilai ekonomis yang tinggi, mudah didapatkan dan tidak toksik15. Serat kapas (Gossypium sp.) mempunyai sifat mekanik yang baik dengan tensile strenght 287-800 Mpa, e-modulus 5,5-12,6 Gpa dan elongasi 7-8 % 16
. Berdasarkan uraian diatas, perlu dilakukan peneliti tentang kekuatan tekan
resin komposit flowable yang diperkuat oleh serat alam yaitu serat kapas (Gossypium sp.).
2. METODE Bahan yang digunakan adalah resin komposit flowable dan serat kapas (Gossypium sp.).pembuatan cetakan yang berdiameter 3mm dan tinggi 6mm. Sampel berjumlah 32 yang dibagi menjadi 2 kelompok yaitu kelompok resin komposit flowable tanpa penambahan serat kapas (Gossypium sp.) dan 16 buah cetakan resin komposit flowable dengan penambahan serat kapas (Gossypium sp.). d = 3 mm
t =6 mm
Gambar 1. Ukuran sampel Serat kapas sebelumnya disimpan di dalam desikator selama 24 jam sebelum diaplikasikan kedalam sampel setelah dipotong sesuai ukuran sampel dan ditimbang, kemudian aplikasikan silane. Resin komposit flowable tanpa penambahan serat (Gossypium sp.) dimasukkan kedalam cetakan menggunakan syringe setiap 2 mm kemudian dilakukan penyinaran 20 detik dengan visble light curing. Arah penyinaran tegak lurus dengan permukaan sampel dan jarak penyinaran 1 lembar pita seluloid. Dilakukan sampai memenuhi cetakan. Resin komposit flowable dengan penambahan serat kapas (Gossypium sp.) dimasukkan kedalam cetakan menggunakan syringe setinggi 2 mm untuk lapisan pertama kemudian dipolimerisasi menggunakan visible light curing. Lapisan resin 3
komposit flowable yang kedua diberi resin komposit flowable setinggi 1mm kemuadian diaplikasikan serat kapas (Gossypium sp.) yang sudah diberi silane diletakkan di atas resin komposit flowable menggunakan pinset dalam posisi horizontal. Serat kapas (Gossypium sp.) diletakkan pada ketinggian ½ sampel. Serat kapas (Gossypium sp.) ditutup dengan resin komposit flowable setinggi 1mm kemudian dipolimerisasi menggunakan visible light curing selama 20 detik. Lapisan resin komposit flowable yang ketiga dilakukan sama seperti perlakuan pada resin komposit flowable lapisan pertama sampai memenuhi cetakan kemudian dipolimerisasi menggunakan visible light curing selama 20 detik. Kemudian sampel dilepas dari cetakan kemudian direndam dalam air, setelah itu di masukkan kedalam conical tube dan dimasukkan ke dalam inkubator dengan suhu 370C selama 24 jam. Setelah 24 jam, cetakan dikeluarkan dari inkubator kemudian dikeringkan dengan absorbent paper. Semua sampel diuji menggunakan alat uji universal testing machine. Monitor alat uji akan menunjukkan angka tertentu yang menunjukkan besarnya gaya maximum yang diperlukan sampai cetakan mengalami fraktur. Angka tersebut dicatat, kemudian dimasukkan kedalam rumus uji kekuatan tekan sehingga diperoleh data masing-masing sampel. Rumus kekuatan CS=F/A. Hasil dari hitungan rumus kemudian dilakukan uji analisis yaitu uji t-test independent.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN Penelitian tentang pengaruh penambahan serat kapas (Gossypium sp.) terhadap kekuatan tekan resin komposit flowable menunjukan nilai kekuatan tekan dari kedua kelompok yaitu kelompok resin komposit flowable tanpa serat kapas dan kelompok resin komposit flowable dengan penambahan serat kapas (Gossypium sp.). Tabel 1. Nilai rerata dan standart deviation kekuatan tekan reson komposit flowable (Mpa) Perlakuan X ± SD Resin komposit flowable tanpa serat kapas 249,614 ± 1,306 Resin komposit flowable dengan serat kapas 266,177 ± 1,593 Keterangan : X (Rerata), SD (Standart Deviation)
4
Nilai rerata dan standar deviasi kekuatan tekan resin komposit flowable dengan penambahan serat kapas (266,177 ± 1,593), lebih tinggi dibandingkan dengan kekuatan tekan resin komposit flowable tanpa penambahan serat kapas (249,614 ± 1,306) ditunjukan pada Tabel satu. Tabel 2. Uji Normalitas Data Shapiro-Wilk Kelompok Resin komposit flowable tanpa serat kapas Resin komposit flowable dengan serat kapas
Sig 0,384 0,538
Uji normalitas Shapiro-wilk pada Tabel 2 menunjukan bahwa kelompok resin komposit flowable tanpa serat kapas (Gossypium sp.) menunjukan nilai p>0,05 dan kelompok resin komposit flowable dengan penambahan serat kapas (Gossypium sp.) juga menunjukan nilai p>0,05, sehingga dapat disimpulkan bahwa data penelitian kedua kelompok ini terdistribusi normal. Tabel 3. Hasil Uji Homogenitas Levene’s Test Levene’s Test for Equality of Variances Sig. ,473
0
Data hasil uji Levene’s Test yang ditunjukan pada Tabel tiga. Tersebut homogen yang mempunyai arti pada data masing-masing kelompok terdapat homogenitas. Tabel 4. Hasil Uji Independent T-Test Kelompok Resin komposit flowable tanpa serat kapas Resin komposit flowable dengan serat kapas
Sig 0 ,000
Nilai signifikansi uji-t pada hasil uji Independent t-test adalah 0,000 (p<0,05). Hal ini menunjukan bahwa adanya perbedaan pengaruh yang bermakna antara resin komposit flowable tanpa penambahan serat kapas (Gossypium sp.) dan resin komposit flowable dengan penambahan serat kapas (Gossypium sp.), dimana kelompok resin flowable dengan penambahan serat kapas (Gossypium sp.) diketahui memiliki kekuatan tekan yang lebih besar dibandingkan dengan resin komposit tanpa penambahan serat kapas (Gossypium sp.). Dalam suatu restorasi
5
salah satu sifat mekanis yang diperlukan adalah kekuatan tekan. Kekuatan tekan resin komposit dapat ditingkatkan dengan dengan salah satu cara yaitu penambahan serat17. Serat memiliki fungsi pertahanan terhadap tekanan dan lenturan18. Penelitian ini menggunakan serat alam yang berasal dari tumbuhan, yaitu serat kapas (Gossypium sp.). Serat kapas (Gossypium sp.) tersusun dari 94% selulosa. Serat kapas (Gossypium sp.) sendiri memiliki sifat mekanis yang baik yaitu kekuatan tarik antara 287-800 MPa, modulus antara 5,5-12,6 GPa, dan elongasi antara 7-8%19. Penambahan serat pada resin komposit disebut dengan FRC. FRC pada penelitian ini menggunakan serat kapas (Gossypium sp.) dan resin komposit flowable. Pada FRC fungsi serat kapas untuk meningkatkan resistensi fraktur, memperkuat restorasi dam mendistribusikan beban secara baik, sedangkan matriks pada resin komposit flowable untuk menyalurkan tekanan kejaringan sekitar gigi serta melindungi serat dari kerusakan20. Serat harus dapat berlekatan dengan resin komposit untuk meningkatkan sifat mekanis dari FRC. Cara untuk melekatkannya sehingga terbentuk perlekatan yang adekuat dengan dibantu oleh silane. Kombinasi antara partikel filler resin komposit dengan serat dapat mempengaruhi sifat mekanis dari struktur kontruksi FRC21. Ikatan antara resin komposit flowable dengan serat kapas (Gossypium sp.) yang dibantu oleh silane menyebabkan terjadinya penambahan kekuatan mekanis dari komposit flowable. Matriks pada resin komposit memiliki sifat hidrofobik sedangkan pada serat memiliki sifat hidrofilik. Silane sebagai coupling agent memiliki peran sebagai pengikat antara resin komposit dengan serat22. Silane dapat mengubah sifat hidrofilik serat menjadi hidrofobik dan membuat serat dapat berikatan baik dengan matriks berpolimer sehingga dapat menurunkan tegangan pada interfacial dan menambah kekuatan. Matriks polymer menyelimuti seluruh permukaan serat hingga mengahasilkan ikatan yang kuat dengan serat dibantu oleh silane sehingga beban matriks dapat ditransfer dari matriks ke serat dan sebaliknya23. Selulosa yang terdapat pada serat kapas dapat berikatan dengan silane sebagai coupling agent sehingga dapat meningkatkan kekuatan mekanik dari matriks polimer24.
6
Orientasi serat juga merupakan salah satu faktor peningkatan kekuatan mekanis dari resin komposit flowable yang diperkuat oleh serat kapas (Gossypium sp.). Unidirectional adalah orientasi serat yang digunakan dalam penelitian ini dengan cara serat diatur sejajar dalam satu arah. Peletakan unidirectional mempunyai kekuatan mekanis yang lebih baik dibandingkan dengan peletakan secara acak25. Orientasi serat secara unidirectional merupakan salah satu orientasi terbaik26. Berdasarkan penelitian ini dapat diambil kesimpulan bahwa uji kekuatan tekan dari kelompok resin komposit flowable tanpa penambahan serat kapas (Gossypium sp.) dan kelompok resin komposit flowable dengan penambahan serat kapas (Gossypium sp.) memiliki hasil uji normalitas yang normal, uji homogenitas yang homogen dan uji t-test independent yang menunjukan perbedaan yang signifikan dari kedua kelompok dengan hasil nilai rerata kelompok resin komposit dengan penambahan serat kapas (Gossypium sp.) lebih besar dibandingan dengan nilai rerata kelompok resin komposit tanpa penambahan serat kapas (Gossypium sp.). 4. PENUTUP Kesimpulan dari penelitian ini adalah penambahan serat kapas berpengaruh terhadap kekuatan tekan resin komposit flowable. Penambahan serat kapas berpengaruh terhadap peningkatan kekuatan tekan dari resin komposit flowable dengan penambahan serat kapas.
DAFTAR PUSTAKA Harty FJ dan Ogston R. 2012. Kamus Kedokteran Gigi. Jakarta: Buku Kedokteran Gigi EGC. pp: 263. Apsari A. Munadziroh, E dan Yogiarto, MY. 2009. Perbedaan Kebocoran Tepi Tumpatan Resin Komposit Hybrid Yang Menggunakan Sistem Bonding Total Atch Dan Self Etch. Jurnal PDGI. 3 (58) : 1-7. Anusavice KJ. 2014. Phillips: Buku Ajar Ilmu Kedokteran Gigi. 10th. Jakarta: Buku Kedokteran Gigi EGC. pp: 40-235. Irawan, B. 2005. Karakteristik Komposit Resin Berkemampuan Mengalir. Indonesian Journal of Dentistry. 12 (1) : 36-41.
7
Ziskind, D. Adell, I. Teperovich, E dan Peretz, B. 2005. The Effect of an Intermediate Layer of Flowable Composite Resin in Microleakage in Packable Composite Restoration. International Journal of Paediatric Dentistry. 15 : 346354. Baroudi, K dan Rodrigues, JC. 2015. Flowable Resin Composite: A Systematic Review and Clinical Consideration. Journal of Clinical and Diagnostic Research. 6(9) : 18-24. Sakaguchi RL dan Powers, JM. 2012. Craig’s Restorative Dental Materials. St Louis: Mosby Elsevier. pp: 84-181. Aryanto, M. Armilia, M danApirin, D. 2013. Compressive Strength Resin Komposit Hybrid Post Curing Dengan Light Emitting Diode Menggunakan Tiga Ukuran Lightbox Yang Berbeda. Majalah Kedokteran Gigi (Dent J). 2 (46) : 101-106.
Strassler, HE. 2008. Fiber-Reinforcing Materials fo Dental Resin. Inside Dentistry. 4(5). Mozartha M. Herda E dan Soufyan A. 2010. Pemilihan Resin Komposit dan Fiber untuk Meningkatkan Kekuatan Fleksural Fiber Reinforced Composite (FRC). Jurnal PDG. 59(1) : 29-34. Dhamayanti, I dan Nugraheni, T. 2013. Restorasi Fiber Reinforced Composite Pada Gigi Premolar Pertama Kanan Mandibula Pasca Perawatan Saluran Akar. Majalah Kedokteran Gigi. 20 (1) : 65-70. Hartanto, NS dan Watanabe, S. 2003. Teknologi Tekstil. Jakarta: Pradnya Paramita. pp: 2-11, 83-88. Alla. RK. Sajjan. S. Alluri. VR. Ginjupalli. K dan Upadhya. N. 2013. Influence of Fiber Reinforcement on the Properties of Denture Base Resins. Journal of Biomaterials and Nanobiotechnology. 4: 91-97. Sarifudin, SA. Tarkono dan Sugiyanto. 2015. Analisa Perilaku Mekanik Komposit Serat Kapuk Randu Menggunakan Matriks Polyester. Jurnal Fema. 1(2) : 65-72. Triant, WNM. Purnamaningsih, SL dan Respartijarti. Sulistyowati, E. 2015. Uji Daya Hasil Pendahuluan Delapan Galur F6 Kapas (Gossypium hirsutum L.). Jurnal Produksi Tanaman. 2 (3) : 164-172. Ramamoorthy, SK. Skrifvars, M dan Persson A. 2015. A Rivew Of Natural Fibers Used In Biocomposite: Plants, Animal And Regenarated Cellulose Fibers. Polimer Reviews. 55(1) : 107-162. Wahyuni, S. Adriyoso, H dan Ismalayani. 2013. Pengaruh Penambahan LenoWave Fiber Terhadap Kekuatan Tekan Restorasi Resin Composite. Jurnal Pembangunan Manusia. 2(7) : 15-22. Hartanto, NS dan Watanabe, S. 2003. Teknologi Tekstil. Jakarta: Pradnya Paramita. pp: 2-11, 83-88. Rosyida, A dan Zurfiya, A. 2013. Pewarnaan Bahan Tekstil dengan Menggunakan Ekstrak Kayu Nangka dan Teknik Pewarnaannya untuk Mendapatkan Hasil yang Optimal. Jurnal Rekayasa Proses. 2 (7) : 52-58. Zhang. M dan Matinlinna. JP. 2012. E-Glass Fiber Reinforced Composites in Dental Applications. Silicon. 4: 73-78.
8
Widyapramana. Widjijono dan Sunarintyas. S. 2013. Pengaruh Kombinasi Posisi Fiber terhadap Kekuatan Fleksural dan Ketangguhan Retak Fiber Reinforced Composite Polyethylene. IDJ. 2(2) : 1-8. Oktaviana, R. Sitorus, B dan Malino. MB. 2015. Pengaruh 3-Aminopropyl Triesthoxysilane Terhadap Sifat Dan Morfologi Komposit Karet Alam Selulosa Tanda Kosong Kelapa Sawait. JKK. 4(4): 94-100. Prasetyo, D. Raharjo, WW. dan Ubaidillah. 2013. Pengaruh Penambahan Coupling Agent Terhadap Kekuatan Mekanik Komposit Polyester-Cantula dengan Anyaman Serat 3d Angle Interlock. Mekanika. 12 (1) : 44-52. Abdelmouleh, M. Boufi, S. Salah, AB. Balgacem, MN dan Gandini, A. 2002. Interaction of Silane Coupling Agent with Cellulose. Langmuir. 18(8) : 32032308. Sriwita, D. dan Astuti. 2014. Pembuatan Dan Karakterisasi Sifat Mekanik Bahan Komposit Serat Daun Nenas-Polyester Ditinjau Dari Fraksi Massa Dan Orientasi Serat. Jurnal Fisika Unand Vol. 3, No. 1 : 30-36. Lassila, LVJ. dan Vallittu, PK. 2004. The Effect of Fiber Position and Polymerization Condition on the Flexural Properties of Fiber-Reinforced Composite. The Journal of Contemporary Dental Prsctice. 5(2): 1-12.
9
