analisis material zirkon dalam pembuatan gigi palsu
Post on 16-Feb-2016
32 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Analisis Material Zirkon dalam Pembuatan Gigi Palsu
Jeremia Andar Yorikho Siahaan1), Huda Pratama Nugroho2), Gregorius Kevin Adinugroho3), Bina Wiraty Hasibuan4), Sindy Sinthia Dewi 5).
Abstract- gigi palsu merupakan biomaterial yang digunakan sebagai pengganti gigi asli yang sudah rusak atau mengganggu fungsi normal dalam proses pencernaan. Pada zaman sekarang sudah banyak beredar pembuat gigi palsu yang belum memenuhi standar dalam pembuatan gigi palsu tersebut. Tujuan kami menganalisa material pembuatan gigi palsu ini adalah untuk menentukan material yang tepat dalam pembuatan gigi palsu tersebut yang aman dan sesuai dengan standar yang berlaku. Kami menganalisis tentang material dan tingkat kekuatan gigi palsu tersebut supaya aman, nyaman dan sehat bagi konsumen yang menggunakannya.
Keywords: Biomaterial,Zircon
1. PENDAHULUANGigi palsu (denture) adalah seperangkat
gigi pengganti buatan untuk setiap gigi yang tanggal. Ada gigi palsu parsial, yang menggantikan hanya beberapa gigi dan mencegah gigi lain berubah posisi, dan ada juga gigi palsu lengkap, yang menggantikan semua gigi di mulut. Menurut sejarah, gigi palsu mulai digunakan pada tahun 700 sebelum masehi. Pada zaman tersebut, gigi palsu yang digunakan terbuat dari gading tulang ikan paus. Cara tersebut bertahan hingga 2000 tahun lamanya. Memasuki tahun 1500 masehi, perekat menggunakan sutera. Perekat gigi palsu dengan menggunakan sutera sudah digunakan oleh Ratu Elisabeth dan Presiden George Washington.
Pada abad pertengahan, gigi palsu terbuat dari emas, perak, bahkan batu akik. Namun, ada juga yang mengambil dari gigi mayat. Meskipun, gigi dari mayat cepat rusak. Pada abad ke – 18, Dubois De Cement, seorang dokter dari Prancis membuat gigi palsu dari porselen. Hasil pembuatannya disempurnakan menjadi lebih baik oleh Glusseppangelo, seorang dokter dari Italia yang membuat gigi palsu dari logam. Pada tahun 1839, dibuatlah gigi palsu yang murah dan nyaman, yang
terbuat dari karet keras yang bernama vulcanite. Dahulu, gigi palsu dari bahan vulcanite sangat populer sampai tahun 1940-an. Dan, pada saat itu juga, ditemukan bahan gigi palsu lain, yaitu akrilik.
Sekilas jika kita melihat gigi palsu buatan ahli gigi dan dokter gigi tidak ada perbedaannya. Namun, jika di koreksi dan perhatikan secara seksama maka memiliki beberapa perbedaan signifikan. Terutama dalam hal warna dan bentuknya. Dokter gigi akan benar-benar memikirkan mulai dari segi material dasar gigi palsu, kesehatan pasien dan sebagainya. Sedangkan tukang gigi akan cenderung menggunakan material yang tidak sesuai standar kedokteran dalam membuatnya.
Bergerak dari hal ini, kami ingin memberikan analisis mengenai material zircon untuk membuat gigi palsu yang dipakai dalam kedokteran gigi, yang memenuhi standar kedokteran yang telah ditentukan.
12345Program Studi Teknik Industri, Fakultas Rekayasa Industri, Telkom University1 jersiahaan@gmail.com, 2 Hudapratama5@gmail.com, 3 g.kevin.adi@gmail.com , 4 hasibuanbina2@gmail.com ,
5 sindy.sinthiadewi@yahoo.co.id
2. KAJIAN LITERATUR DAN PENGEMBANGAN HIPOTESIS
Salah satu bentuk kemajuan teknologi dan ilmu pengetahuan dalam bidang kedokteran gigi adalah penggunaan zirconia / non logam dalam bahan pembuatan restorasi. Zirconia berasal dari unsur zirconium (Zr) yang memiliki nomor atom 40 dan berat atom 91,22. Zirconia merupakan keramik bionert. Ada beberapa tipe dari zirconia yaitu tetragonal zirconia polycrystals (TZP), fully stabilized zirconia (FSZ), partially stabilished zirconia (PSZ), zirconia toughened alumina (ZTA), dan tranformation toughened zirconia (TTZ). Tetapi yang digunakan sebagai bahan pembuatan restorasi adalah tipe TZP dan PSZ. Komposisi restorasi zirconia mempunyai komposisi inti keramik yaitu alumina (Al2O3) dan partially stabilize zirconia.
Sebagai bahan pembuatan restorasi dalam bidang kedokteran gigi, zirconia memiliki sifat fisik, mekanis, kimia dan biologis yang sangat baik. Untuk mendapatkan kestabilan pada zirconia, maka zirconia ditambahkan dengan senyawa stabilitator seperti yttria dan ceria. Zirconia sebagai oksida murni tidak ditemukan di alam, akan tetapi zirconia biasa ditemukan dalam baddeleyite and zircon (ZrSiO4) yang merupakan sumber utama dari material. Dari kedua sumber zirconia tersebut, zircon yang didapat memiliki kemurnian yang rendah dan harus melalui proses-proses tertentu untuk menghasilkan zirconia murni. Zirconia murni memiliki titik leleh yang tinggi dan konduktivitas thermal yang rendah.
Kelebihan dari Porcelain Zirconia :
1. Kekuatan per satu gigi sama dengan porcelain zirconia, tetapi porcelain zirconia hanya bisa dibuat jembatan / bridge maksimal 6 unit gigi
2. Tidak menyebabkan permukaan gusi menghitam karena tidak menggunakan koping logam
3. Bagus untuk gigi depan karena memiliki sifat estetik yang bagus dan tanpa menggunakan koping logam
.
3.1 Tahap Awal Penelitian
3.METODOLOGI PENELITIAN
[1] Bab ini akan
menguraikan secara
sistematis mengenai
tahapan penelitian yang
dilakukan. Langkah-
langkah yang dilakukan
dalam penelitian ini akan
dijelaskan pada Gambar 3.1
Tahap Perencanaan Eksperimen
Gambar 3.1 Flowchart metodologi penelitian
Tahap Awal
Penelitian
Menghitung kandungan setiap karakterisktik kualitas
*Tahap pengumpulan& pengolahan data
Tahap awal penelitian diuraikan
dalam beberapa tahap. Uraian lebih
lengkap pada tiap tahapnya akan
dijelaskan pada sub bab di bawah ini.
3.1.1 Studi Literatur
Studi literatur dalam penelitian
ini dilakukan untuk mendalami materi
dalam menyelesaikan masalah yang
dirumuskan. Informasi yang
dibutuhkan yaitu semen tulang (bone
cement), zirconia (ZrO2),
polymethylmethacrylate (PMMA),
proses sintering, kekuatan tarik
diametral, densitas, Metode Taguchi,
PCR-TOPSIS serta Algoritma
Genetika (AG).
3.1.2 Menentukan Latar Belakang Masalah
Semen tulang akrilik dengan
bahan dasar poly(methylmethacrylate)
(PMMA) telah digunakan lebih dari 40
tahun pada implan gigi, prosthesis
maksilofasial, gigi palsu, dan dalam
bedah ortopedi sebagai bahan perekat
sendi buatan. Semen tulang dengan
bahan dasar PMMA masih memiliki
beberapa kekurangan. Oleh karena
itu, perlu adanya perbaikan pada
sifat-sifat semen dengan
menambahkan biokeramik seperti
zirconia (ZrO2), alumina (Al2O3),
keramik dan gelas-keramik.
Suatu metode optimasi
diperlukan untuk mencari kekuatan
optimal pada biokomposit PMMA-
zirconia. Taguchi merupakan salah
satu metode optimasi yang banyak
digunakan karena pertimbangan
efisiensi dan efektifitasnya. Metode
Taguchi umumnya digunakan untuk
menyelesaikan persoalan satu respon.
Ketika berhadapan dengan persoalan
multirespon, penyelesaian secara
parsial untuk masing-masing respon
menjadi tidak efektif dan menimbulkan
kombinasi level parameter optimal
yang tidak konsisten antar respon.
Untuk mengoptimalkan masalah
multirespon, Djami (2014)
mengusulkan suatu prosedur yang
efektif didasarkan pada teori Process
Capability Ratio (PCR) dan Technique
for Order Performance by Similarity to
Ideal Solution (TOPSIS). Metode
PCR-TOPSIS yang dikombinasikan
dengan metode Taguchi masih
memiliki kekurangan, yaitu hasil
optimasi yang didapatkan hanya sesuai
dengan kondisi eksperimen yang telah
dilakukan. Untuk menutupi
kekurangan ini, kombinasi metode
Taguchi dengan metode Algoritma
Genetika dikembangkan
Berdasarkan latar belakang
tersebut, maka perumusan masalah
dalam penelitian ini adalah bagaimana
menentukan setting optimal untuk
kekuatan tarik diametral dan densitas
relatif pada komposit PMMA-zirconia,
menggunakan kombinasi metode
Taguchi, PCR-TOPSIS dan Algoritma
Genetika.
3.1.3 Menentukan Tujuan dan Manfaat Penelitian
Adapun tujuan yang ingin
dicapai dalam penelitian ini adalah
memperoleh setting optimal untuk
kekuatan tarik diametral dan densitas
relatif pada komposit PMMA-zirconia
menggunakan kombinasi metode
Taguchi, PCR-TOPSIS dan Algoritma
Genetika.
3.2 Tahap Perancangan Eksperimen
Pada tahap ini akan dilakukan
identifikasi terhadap karakteristik
kualitas semen tulang. Selain itu pada
tahap ini juga akan ditentukan setting
level untuk setiap faktor, dan
Orthogonal Array (OA).
3.2.1 Identifikasi Karakteristik Kualitas Semen Tulang
Semen tulang dibentuk dengan
cara mencampurkan antara serbuk
zirconia yang mempunyai sifat untuk
menguatkan kualitas polymer,
dengan serbuk PMMA. Proses
pencampuran kedua serbuk tersebut
dilakukan tanpa adanya kompaksi
(penekanan). Uji yang dilakukan pada
komposit PMMA-zirconia ini adalah
kekuatan tarik diametral dan densitas
relatif. Pengujian ini merupakan yang
paling umum digunakan untuk
menentukan kekuatan mekanik dari
semen tulang.
3.2.2 Penentuan Setting Level Faktor
Faktor yang berpengaruh dalam
eksperimen ini yaitu persentase
zirconia terhadap PMMA, suhu
sintering, dan waktu sintering. Setelah
faktor eksperimen terpilih, level-level
pada faktor kemudian ditentukan
seperti yang akan di jelaskan dibawah
ini:
1. Faktor persentase zirconia terhadap PMMA terdiri dari empat level yaitu 0%,
1%, 2% dan 3%.Pada eksperimen ini digunakan empat level persentase zirconia terhadap PMMA yaitu 0%, 1%, 2% dan 3%, untuk mengetahui pengaruhnya terhadap kekuatan tarik diametral dan densitas relatif spesimen yang akan dihasilkan
Level ini merujuk pada
penelitian Yu (2014) tentang
kekuatan mekanik semen tulang
PMMA-zirconia berukuran
nano.
2. Faktor suhu sintering terdiri dari empat level yaitu 140° C, 145° C ,
150° C dan 155o C.
Pada proses sintering, faktor
suhu sangat berpengaruh
terhadap tingkat kekerasan
material yang akan dihasilkan.
Semakin besar suhu sintering
dimungkinkan semakin cepat
proses pembentukan kristal.
Besar kecilnya suhu juga
berpengaruh pada bentuk serta
ukuran celah dan juga
berpengaruh pada struktur
pertumbuhan kristal (Setyowati,
2008).
PMMA memiliki titik leleh
pada suhu 160° C (El-Zaher,
2014). Proses sintering biasanya
dilakukan pada suhu sekitar
0.5-0.9 dari titik leleh (Jonghe,
2003). Pada eksperimen ini
proses sintering dilakukan di
bawah suhu 160° C dengan
selisih antar level 5° C.
3. Faktor waktu proses sintering
terdiri dari empat level yaitu
60 menit, 75 menit, 90 menit
dan 105 menit.Dengan pengujian
tingkat kekuatan dengan cara
memberikan beban pada objek
yang diberikan
zirconia,Eksperimen ini
menggunakan empat level waktu
pengukuran yang merujuk pada
penelitian Pujiyanto (2014),
yaitu 60 menit, 75 menit, 90
menit, dan 105 menit, untuk
mengetahui berapakah waktu
yang paling optimal agar
PMMA-zirconia mencapai
tingkat kekerasan optimal.
Tahap 3.2.3 Tahap Pelaksanaan Eksperimen
Pada tahap ini akan dijelaskan tentang persiapan eksperimen hingga pelaksanaan eksperimen
Tahap 3.3 Tahap Persiapan Eksperimen
Persiapan yang dilakukan sebelum pelaksanaan eksperimen akan dijelaskan pada langkah-langkah berikut ini.1 Persiapan Alat Eksperimen a. Pembuatan specimen- Kertas
- Timbangan digital
- Oven, disini digunakan oven di Laboratorium Sistem Kualitas
- Lem kertas
- Penggaris
- Jangka Sorong
b. Pelaksanaan eksperimen
- Alat uji kekuatan tarik diametral
- Bolpoint dan kertas
2 Persiapan Bahan Eksperimen
Bahan yang digunakan disini adalah komposit PMMA-zirconia yang memiliki persentase zirconia terhadap PMMA sebesar 0%, 1%, 2%, dan 3%.
Tahap 3.3.1 Tahap Pengumpulan dan Pengolahan Data
Tahap selanjutnya adalah pengumpulan
dan pengolahan data. Tahap pengumpulan
data telah dilakukan ketika perancangan
eksperimen dimulai hingga eksperimen
selesai. Adapun langkah-langkah tahap
pengumpulan dan pengolahan data akan
dijelaskan pada sub bab di bawah ini
Tahap 3.3.2 Pengujian Hasil Eksperimen
dan Pendataan Hasil.
Setelah eksperimen selesai
dilakukan, tahap berikutnya adalah
pengujian spesimen. Data yang
diperoleh dari hasil pengujian dicatat
dan digunakan untuk melakukan
perhitungan dengan tujuan
menghasilkan setting level optimal,
yaitu kombinasi level faktor yang
memberikan kualitas terbaik
berdasarkan tipe karakteristik kualitas.
Nilai densitas dihitung berdasarkan pada perbandingan antara massa dan volume dari masing-masing spesimen. Sedangkan untuk uji respon kekuatan tarik diametral
Tahap 3.3.3 Optimasi Setting Level
Hasil pendataan dari pengujian
spesimen untuk masing-masing respon
kemudian diolah untuk menentukan
setting level optimal dari kedua
karakteristik kualitas spesimen. Berikut
merupakan metode penentuan setting
level optimal.
1. Menghitung Nilai S/N Ratio Menggunakan Metode Taguchi
Metode Taguchi adalah salah
satu metode yang dapat
digunakan untuk mengetahui
setting optimal sebuah proses
untuk kasus single response.
Setelah diperoleh data hasil
eksperimen kemudian dihitung
S/N Ratio dari masing-masing
karakteristik kualitas untuk
semua perlakuan dalam
eksperimen.
2. PCR-TOPSIS
PCR-TOPSIS merupakan
metode yang didasarkan pada
kemampuan proses rasio (PCR)
dan teknik performansi order
berdasarkan kesamaan dengan
solusi ideal (TOPSIS) untuk
mengoptimalkan masalah
multirespon.
3. Algoritma Genetika (AG)
Algoritma genetika adalah
algoritma pencarian heuristik
yang didasarkan atas mekanisme
evolusi biologis. Algoritma
genetika melakukan proses
pencarian nilai optimum pada
beberapa titik secara bersamaan
(satu generasi) untuk
memperoleh solusi umum.
Algoritma genetika dilakukan
untuk menentukan setting level
optimal.
3.4 Tahap Akhir Penelitian
Pada tahap akhir penelitian
dilakukan analisis dari hasil penelitian
serta memberikan kesimpulan dan
saran.
3.4.1 Kesimpulan dan Saran
Kesimpulan dan saran merupakan tahap
terakhir penelitian yang berisi kesimpulan
dari keseluruhan hasil penelitian dan
analisis yang mengacu pada tujuan awal
penelitian yang telah ditetapkan. Tahap ini
juga berisi saran-saran yang diberikan
penulis agr dapat bermanfaat untuk penelitian
selanjutnya
4. Hasil dan PembahasanPada setiap kegiatan penelitian
diadakan sebuah observasi terhadap sebuah
penelitian sebagai alat untuk mengetahui
tingkat keterlibatan mahasiswa dalam kegiatan
penelitian tersebut. Keterlibatan mahasiswa
dalam kegiatan penelitian dapat
mempengaruhi pemahaman mahasiswa
terhadap materi tersebut. Pada saat
pelaksanaan penelitian, mahasiswa (peneliti)
dibantu oleh seorang observer untuk
melakukan observasi. Berikut hasil observasi
tabel di bawah ini.
Hasil Analisis Komposisi Kimia dari zircon
sililikat yang diperoleh dari hasil pemisahan
pasir zircon
NO Komponen Komposisi (%)
1. ZrO2 60,89%
2. SiO2 34,64%
3. Al2O3 0,34%
4. CaO 0,24%
5. T1O2 0,17%
6. Fe2O3 0,13%
7. MnO2 0,16%
Dari hasil-hasil penelitian Pujianto (2014)
diatas, dapat dinyatakan bahwa produk
zirconia (Zr02) dapat dihasilkan dari
Zirkonium Silikat (ZrSi04) dengan
memisahkan antaran ZrO2 dan SiO2 nya
dengan proses peleburan. Pada proses
peleburan yang dilakukan dalam penelitian ini,
meskipun telah berhasil memisahkan antara
ZrO2 dan SiO2 nya, tapi masih belum
sempurna. Untuk itu diperlukan penelitian
yang lebih lanjut sehingga bias didapatkan
kondisi proses yang optimum. Kemurinan
produk Zirkonia yang baru bias dihasilkan
pada penelitian ini adalah sekitar 89%.
DAFTAR PUSTAKA
[1]
https://eprints.uns.ac.id/19848/4/I0310038_b
ab3.pdf
top related