perbedaan modulus elastisitas pada resin ...repository.ub.ac.id/3025/1/bonita oktavia mutu.pdfresin...
Post on 28-Jan-2021
36 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
i
PERBEDAAN MODULUS ELASTISITAS PADA
RESIN KOMPOSIT NANOFILLED DAN NANOHYBRID
SKRIPSI
Untuk Memenuhi Persyaratan
Memperoleh Gelar Sarjana Kedokteran Gigi
Oleh:
Bonita Oktavia Mutu
NIM: 135070401111025
PROGRAM STUDI SARJANA KEDOKTERAN GIGI
FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
MALANG
2017
-
ii
-
iii
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberkati
dan menyertai penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi dengan judul
“Perbedaan Modulus Elastisitas Pada Resin Komposit Nanofilled dan
Nanohybrid.”
Penulis mengucapkan terima kasih yang tak terhingga sehubungan
dengan selesainya Tugas Akhir ini kepada:
1. drg. R. Setyohadi, MS selaku Dekan Fakultas Kedokteran Gigi Universitas
Brawijaya Malang yang telah memberikan penulis kesempatan menuntun
ilmu di Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Brawijaya.
2. drg. Kartika Andari Wulan, Sp. Pros selaku Ketua Program Studi Sarjana
Kedokteran Gigi Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Brawijaya
3. drg. Yuliana R. Kumala, Sp. KG selaku pembimbing pertama yang dengan
sabar membimbing dan senantiasa memberi semangat sehingga penulis
dapat menyelesaikan skripsi ini.
4. drg. Dini Rachmawati, Sp. KGA selaku pembimbing kedua yang dengan
sabar membimbing dan senantiasa memberi semangat sehingga penulis
dapat menyelesaikan skripsi ini.
5. drg. Delvi Fitriani, M. Kes selaku penguji yang telah memberikan masukan
untuk menyempurnakan naskah skirpsi
6. Segenap anggota Tim Pengelola Skripsi Fakultas Kedokteran Gigi
Universitas Brawijaya, yang telah membantu melancarkan urusan
administrasi, sehingga penulis dapat melaksanakan skripsi dengan lancar.
7. Yang tercinta ibunda Adriani Munda dan ayahanda Joni Mutu serta saudara-
saudara penulis, Arjo Holandrik, Wida Pasorong, Rio Setiawan, Alfia Tahir,
Rexy Juniawan, Eunike Vilia, Adriel Yavetyang tidak pernah lelah
-
iv
memberikan doa, semangat, kasih sayang yang tak henti-hentinya kepada
penulis.
8. Yang terkasih Dino Cornellius atas segala kesabaran, bimbingan, kasih dan
semangat yang selalu diberikan kepada penulis.
9. Sahabat-sahabatku Nadya Jeyhan, Claudia Gunawan, Andini Widiastari,
Mirah Indriani, Louise Gultom, Geng Manis Gurih serta teman-teman dari
bimbingan yang sama atas konsultasi, saran dan masukannya.
10. Seluruh pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan skripsi ini yang
tidak dapat penulis sebutkan satu per satu.
Penulis menyadari bahwa penulisan ini masih jauh dari sempurna, oleh
karena itu penulis membuka diri untuk segala saran dan kritik yang membangun.
Akhir kata, semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi masyarakat
khususnya untuk pengembangan ilmu pengetahuan di bidang Kedokteran Gigi.
Malang, 18 April 2017
Penulis
-
vii
DAFTAR ISI
Halaman Persetujuan ......................................................................................... ii Kata Pengantar ................................................................................................... iii Abstrak ................................................................................................................ v Abstract ............................................................................................................... vi
Daftar Isi .............................................................................................................. vii Daftar Gambar ................................................................................................... ix Daftar Tabel......................................................................................................... x Daftar Lampiran .................................................................................................. xi Daftar Singkatan ................................................................................................. xii BAB I PENDAHULUAN ..................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang........................................................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah ..................................................................................... 3 1.3 Tujuan Penelitian ....................................................................................... 4 1.3.1 Tujuan Umum ............................................................................................ 4 1.3.2 Tujuan Khusus ........................................................................................... 4 1.4 Manfaat Penelitian ................................................................................... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................... 5
2.1 Resin Komposit........................................................................................ 5 2.1.1 Komposisi Resin Komposit ..................................................................... 5 2.1.1.1 Matriks Organik ....................................................................................... 5 2.1.1.2 Partikel Bahan Pengisi atau Filler .......................................................... 6 2.1.1.3 Coupling Agent ....................................................................................... 9 2.1.1.4 Inisiator Akselerator ................................................................................ 9 2.1.2 Klasifikasi Resin Komposit...................................................................... 10 2.1.2.1 Komposit Tradisional .............................................................................. 11 2.1.2.2 Komposit Microfilled ................................................................................ 12 2.1.2.3 Komposit Hybrid ...................................................................................... 13 2.1.2.4 Komposit Nano ....................................................................................... 14 2.1.3 Manipulasi Resin Komposit .................................................................... 15 2.1.3.1 Etsa dan Bonding.................................................................................... 15 2.1.3.2 Polimerisasi ............................................................................................. 17 2.1.3.3 Finishing dan Polishing ........................................................................... 18
2.1.4 Sifat-sifat Resin Komposit....................................................................... 18 2.1.4.1 Penyerapan Air ....................................................................................... 18 2.1.4.2 Penyusutan Saat Polimerisasi ................................................................ 19 2.1.4.3 Warna.............. ....................................................................................... 20 2.1.4.4 Kekuatan dan Modulus ........................................................................... 20 2.1.4.5 Kekerasan Permukaan ........................................................................... 21 2.1.4.6 Biokompabilitas ....................................................................................... 22 2.2 Resin Komposit Nanofilled .................................................................... 23 2.3 Resin Komposit Nanohybrid ................................................................... 24
2.4 Modulus Elastisitas ................................................................................. 25 2.4.1 Universal Testing Machine ..................................................................... 26
-
viii
BAB III KERANGKA KONSEP DAN HIPOTESIS ............................................ 28
3.1 Kerangka Konsep ................................................................................... 28 3.2 Hipotesis Penelitian ................................................................................ 29 BAB IV METODE PENELITIAN ......................................................................... 30 4.1 Desain Penelitian .................................................................................... 30 4.2 Sampel dan Besar Sampel ..................................................................... 30 4.3 Variabel Penelitian .................................................................................. 31 4.3.1 Variabel Bebas ........................................................................................ 31 4.3.2 Variabel Terikat ....................................................................................... 31 4.3.3 Variabel Terkendali ................................................................................. 31 4.4 Lokasi dan Waktu Penelitian .................................................................. 31 4.5 Bahan dan Alat Penelitian ...................................................................... 31 4.5.1 Bahan Penelitian .................................................................................... 31 4.5.2 Alat Penelitian ........................................................................................ 31 4.6 Definisi Operasional ............................................................................... 32 4.7 Prosedur Penelitian ................................................................................ 33 4.7.1 Pembuatan Sampel ................................................................................ 33 4.7.2 Penyimpanan Sampel ............................................................................. 33 4.7.3 Pengujian Modulus Elastisitas ................................................................ 33 4.8 Analisis Data ............................................................................................ 34 4.9 Alur Penelitian .......................................................................................... 35 BAB V HASIL PENELITIAN DAN ANALISIS DATA ........................................ 36 5.1 Hasil Penelitian ........................................................................................ 36 5.1.1 Statistik Univariate ................................................................................... 36 5.2 Analisis Data ............................................................................................ 37 5.2.1 Uji Homogenitas ....................................................................................... 37 5.2.2 Uji Normalitas ........................................................................................... 38 5.2.3 Uji T Dua Sampel Bebas ......................................................................... 39 BAB VI PEMBAHASAN ..................................................................................... 41 BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................... 46
7.1 Kesimpulan .............................................................................................. 46 7.2 Saran ........................................................................................................ 46 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 47 LAMPIRAN .......................................................................................................... 50
-
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 4.1 Plastic Mold Diameter 5 mm Tinggi 4 mm .................................... 32 Gambar 5.1 Grafik Perbandingan Nilai Modulus Elastisitas Antara Resin Komposit Nanofilled dan Resin Komposit Nanohybrid.................. 39
-
x
DAFTAR TABEL
Tabel 5.1 Analisis Modulus Elastisitas ................................................................. 35 Tabel 5.2 Uji Homogenitas.................................................................................... 36 Tabel 5.3 Hasil Uji Normalitas .............................................................................. 37 Tabel 5.4 Statistik Deskriptif ................................................................................. 38 Tabel 5.5 Uji T ....................................................................................................... 39
-
xi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Pernyataan Keaslian Tulisan .......................................................... 49 Lampiran 2. Pembuatan Sampel Penelitian ....................................................... 50 Lampiran 3. Hasil Uji Modulus Elastisitas Komposit Nanofilled dan Komposit Nanohybrid ...................................................................... 56
Lampiran 4. Uji Statistik ...................................................................................... 57
-
xii
DAFTAR SINGKATAN
μm : Mikrometer
nm : Nanometer
bis-GMA : bisphenol A- glycidyl methacrylate
UDMA : uretan dimetakrilat
MMA : metil metakrilat
MTPS : methacryloxypropyltrimethoxysilane
TEGDMA : triethylene glycol dimethacrylate
-
v
ABSTRAK
Mutu, Bonita Oktavia. 2017. Perbedaan Modulus Elastisitas Pada Resin
Komposit Nanofilled dan Nanohybrid. Skripsi. Fakultas Kedokteran Gigi
Universitas Brawijaya. Pembimbing: (1) drg. Yuliana Ratna Kumala, Sp.KG
(2) drg. Dini Rachmawati, Sp.KGA.
Modulus elastisitas adalah sifat mekanik yang menggambarkan kekakuan
relatif atau kekerasan dari suatu bahan. Penelitian sebelumnya membuktikan
bahwa modulus elastisitas dipengaruhi oleh beberapa faktor, salah satunya
adalah muatan partikel filler. Komposit Nanofilled dan Nanohybrid sama-sama
memiliki partikel filler berukuran nano, namun dengan jumlah muatan yang
berbeda, sehingga dapat mempengaruhi modulus elastisitas komposit tersebut.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbedaan modulus elastisitas antara
komposit nanofilled dan komposit nanohybrid. Penelitian yang dilakukan
merupakan jenis penelitian true experimental. Sampel yang digunakan pada
penelitian ini sebanyak 17 sampel untuk masing-masing jenis komposit dengan
ukuran sampel 5 mm x 4 mm, kemudian disimpan dalam suhu 37°C selama 24
jam. Modulus elastisitas kedua komposit diukur dengan menggunakan alat
Universal Testing Machine. Data yang didapatkan menunjukkan terdapat
perbedaan yang signifikan antara nilai modulus elastisitas kedua komposit
(p
-
vi
ABSTRACT
Mutu, Bonita Oktavia. 2017. The Difference on Modulus of Elasticity between
Nanofilled and Nanohybrid Composite Resin. Thesis. Dentistry Faculty of
Brawijaya University. Guiding Counselors: (1) drg. Yuliana Ratna Kumala,
Sp.KG (2) drg. Dini Rachmawati, Sp.KGA.
Modulus of elasticity is a mechanical characteristic which describes a
material’s relative rigidity or stiffness. On the previous research, it was proven
that this characteristic is affected by some factors such as the particle filler load.
Both nanofilled and nanohybrid composites have nano particle filler with a
different number of load, which can affect the modulus of elasticity of both
composites. This experiment is conducted to know the difference on the modulus
of elasticity between nanofilled composite and nanohybrid composite. This
experiment is conducted using the true experimental type. There are 17 samples
for each kind of composite with 5 mm x 4 mm in size then stored in a 37°C
temperature for 24 hours. Modulus of elasticity of both composites are measured
by using Universal Testing Machine. The result shown that there is a significant
difference of modulus of elasticity between both composites (p
-
1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Karies gigi merupakan penyakit progresif dari jaringan keras gigi, yang
terjadi oleh karena aksi bakteri yang memfermentasi karbohidrat dalam biofilm
plak pada permukaan gigi (Kidd et al., 2003). Jika karies terjadi pada permukaan
gigi kondisi ini harus dihilangkan dan dipulihkan salah satunya dengan bahan
restoratif (Chandra et al., 2007). Tujuan akhir dari perawatan restoratif adalah
pembentukan dan pemeliharaan kesehatan, bentuk, fungsi dan estetika dari gigi.
Bahan restorasi dalam kedokteran gigi banyak mengalami perkembangan dan
perubahan-perubahan yang menjadikannya semakin kompatibel dengan
keadaan dalam rongga mulut. Bahan restorasi dalam kedokteran gigi harus
memenuhi sifat-sifat yang menjadikannya ideal sebagai bahan restorasi seperti:
mudah digunakan, sewarna dengan gigi, dapat melekat dengan substansi gigi,
memberikan perlindungan dari karies sekunder, memiliki kekuatan yang
memadai, non-toksik terhadap pulpa dan jaringan gingiva (Kidd et al., 2003).
Dalam kedokteran gigi restoratif, banyak bahan berbeda yang digunakan
sebagai alternatif untuk restorasi kavitas, salah satunya adalah bahan komposit
yang semakin sering digunakan untuk merestorasi gigi karena sifat-sifat yang
menguntungkan dan penampilan estetiknya (Li et al., 2008). Komposit terdiri dari
empat komponen utama yaitu matriks polimer organik, partikel pengisi anorganik,
coupling agent dan inisiator-akselerator (Sakaguchi and Powers, 2012).
Komposisi dari resin komposit ini berkembang secara signifikan sejak bahan ini
pertama kali diperkenalkan dalam kedokteran gigi, dan sampai saat ini
perubahan yang paling penting adalah penguatan bahan pengisi (filler), yang
-
2
dengan sengaja dikurangi ukurannya untuk menghasilkan bahan yang lebih
mudah dan efektif untuk dipoles dan menunjukkan ketahanan aus yang lebih
besar (Ferracane, 2011). Dalam hal ini perkembangan nanoteknologi
memberikan kemudahan dalam memproduksi bahan pengisi (filler) dengan
ukuran yang lebih kecil (Beun et al., 2007).
Nanofilled dan nanohybrid merupakan jenis komposit berbahan pengisi
berukuran nano yang baru-baru ini diperkenalkan dalam upaya untuk
memberikan bahan restorasi yang menampilkan hasil polishing awal tinggi dan
dikombinasikan dengan kehalusan yang lebih unggul dan hasil mengkilap
(Moraes et al., 2009). Komposit nanofilled diproduksi dengan teknologi nanofiller
dan diformulasikan dengan nanomer dan partikel bahan pengisi nanocluster.
Nanomers adalah partikel nanoagglomerat diskrit dalam ukuran 20-75 nm, dan
nanoclusters adalah partikel agglomerat berukuran nano yang terikat secara
bebas. Kombinasi partikel nanomer dan formulasi nanocluster mengurangi jarak
interstitial partikel filler dan oleh karena itu, memberikan peningkatan beban filler
dan sifat fisik yang lebih baik (Ibrahim and Hagag, 2011).
Komposit nanofilled menggunakan nanosized partikel diseluruh matriks
resin sedangkan komposit nanohybrid mengambil pendekatan menggabungkan
partikel filler berukuran nano dengan partikel filler konvensional dan karakteristik
ini mirip dengan komposit microhybrid (Moraes et al., 2009). Sifat mekanik
komposit gigi sangat tergantung pada konsentrasi dan ukuran partikel bahan
pengisi (filler), sehingga perbedaan bentuk, jumlah dan ukuran partikel filler pada
kedua jenis komposit nano ini dapat mempengaruhi sifat-sifat mereka (Beun et
al., 2007 ).
Modulus elastisitas merupakan salah satu sifat mekanik dari komposit,
merupakan angka yang digunakan untuk mengukur obyek atau ketahanan bahan
untuk mengalami deformasi elastis ketika gaya diterapkan pada benda itu.
-
3
Modulus elastisitas suatu benda didefinisikan sebagai kemiringan dari kurva
tegangan-regangan di wilayah deformasi elastis. Bahan kaku akan memiliki
modulus elastisitas yang lebih tinggi (Mc Cabe and Walls, 2008). Modulus
elastisitas memainkan peran penting dalam tekanan yang dihasilkan selama
proses penyusutan yang menyertai polimerisasi komposit. Tekanan adalah
parameter penting untuk keberhasilan atau kegagalan perekat antara bahan
restorasi dengan struktur gigi dan dapat menyebabkan pembentukan celah
marginal, perubahan warna marginal, sensitivitas pasca tindakan dan karies
sekunder (Helvatjoglu et al., 2006). Pada kavitas oklusal dan proksimal (kelas I
dan II) modulus elastisitas harus tinggi untuk menahan deformasi dan fraktur
cups sedangkan untuk restorasi servikal (kelas V) komposit harus memiliki
modulus elastisitas yang rendah untuk memungkinkan komposit untuk melentur
selama tooth flexure (J Sabbagh et al., 2002).
Banyak penelitian yang sudah dilakukan untuk melihat besarnya modulus
elastisitas dan pengaruhnya terhadap sifat bahan restorasi komposit dan
terhadap indikasi pemakaian bahan komposit membuat peneliti tertarik
melakukan penelitian untuk melihat perbedaan modulus elastisitas antara dua
komposit nano dengan partikel filler yang berbeda yaitu komposit nanohybrid dan
nanofilled.
1.2 Rumusan Masalah
Apakah terdapat perbedaan modulus elastisitas antara komposit Nanohybrid
dan komposit Nanofilled?
https://id.wikipedia.org/wiki/Kemiringanhttps://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kurva_tegangan-regangan&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kurva_tegangan-regangan&action=edit&redlink=1
-
4
1.3 Tujuan Penelitian
1.3.1 Tujuan Umum
Mengetahui perbedaan modulus elastisitas antara komposit Nanohybrid
dan komposit Nanofilled.
1.3.2 Tujuan Khusus
a. Untuk mengetahui nilai modulus elastisitas komposit Nanohybrid
b. Untuk mengetahui nilai modulus elastisitas komposit Nanofilled
c. Untuk menganalisa perbedaan modulus elastisitas antara komposit
Nanohybrid dan komposit Nanofilled.
1.4 Manfaat Penelitian
a. Memberikan pengetahuan, wawasan, dan keterampilan penilaian kepada
peneliti mengenai perbedaan modulus elastisitas antara komposit Nanohybrid
dan komposit Nanofilled.
b. Sebagai sumbangan terhadap perkembangan ilmu kedokteran Gigi dan
menjadi informasi yang berguna bagi Mahasiswa Kedokteran Gigi mengenai
perbedaan modulus elastisitas antara komposit Nanohybrid dan komposit
Nanofilled.
.
-
5
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Resin Komposit
Resin komposit adalah bahan yang digunakan untuk menggantikan
struktur gigi yang hilang dan dapat memodifikasi warna serta kontur gigi
sehingga meningkatkan estetik wajah (Sakaguchi and Powers, 2012). Karena
estetiknya yang baik dan sifat fisiknya yang baik bahan restorasi berbasis resin
semakin sering digunakan dikedokteran gigi (Moraes et al., 2009).
Bahan komposit adalah produk yang terdiri dari setidaknya dua fase yang
berbeda yang biasanya dibentuk dengan cara mencampurkan bersama-sama
komponen yang memiliki struktur dan sifat yang berbeda, dua komponen utama
ini adalah resin dan filler yang memperkuat (Mc Cabe and Walls, 2008).
Komposit resin terdiri dari empat komponen utama yaitu matriks organik polimer,
partikel pengisi anorganik, bahan pengikat, dan sistem inisiator akselerator
(Sakaguchi and Powers, 2012).
2.1.1 Komposisi Resin Komposit
2.1.1.1 Matriks Organik
Dua matriks organik yang umum digunakan adalah BIS GMA dan
Urethane dimethacrylate (Kidd et al., 2003). BIS-GMA terus menjadi monomer
yang paling banyak digunakan untuk pembuatan komposit masa kini,baik sendiri
atau bersama dengan urethane dimetakrilat, membentuk sekitar 20% (v/v) dari
standar komposisi resin komposit. Pada beberapa produk komposit, kedua
oligomer ini digunakan bersamaan, keduanya mengandung ikatan karbon ganda
yang reaktif pada kedua ujungnya yang dapat mengakibatkan polimerisasi
-
6
tambahan (Sakaguchi and Powers, 2012). BIS-GMA adalah metakrilat difungsi
yang biasanya dibentuk oleh reaksi antara bisphenol-A dan glycidylmethacrylate,
memiliki dua kelompok fenil yang menyebabkan tingkat kekakuan molekul,dan
kelompok hidroksil diduga memberikan fitur yang menjadikan konsistensi BIS
GMA yang mirip dengan karamel kental pada suhu kamar, sedangkan monomer
urethanedimethacrylate mengandung gugus aromatik yang memiliki struktur yang
sedikit lebih rumit dan seringkali lebih kental, dan biasanya membutuhkan
kehadiran monomer pengencer (Mc Cabe and Walls, 2008).
Oleh karena konsistensi yang kental, produsen menggunakan monomer
pengencer trietilen glikol dimetakrilat (TEGMA) untuk mengurangi viskositas dan
memungkinkan partikel bahan pengisi (filler) untuk ditambahkan ke dalam resin
(Kidd et al., 2003). Monomer lainnya yang viskositasnya juga rendah (berat
molekul rendah) dan dianggap sebagai pengendali viskositas selain trietilen glikol
dimetakrilat (TEGMA) adalah bahan lain seperti bisphenol A dimetakrilat (Bis-
DMA), etilena glikol dimetakrilat (EGDMA), metil metakrilat (MMA) atau urethane
dimetakrilat (UDMA) (Adela et al., 2006). Campuran tiga bagian bis-GMA dan
satu bagian TEGMA biasanya dicampur dengan filler (Mc Cabe and Walls, 2008).
Polimerisasi komposit selalu disertai suatu penyusutan, tergantung pada matriks
organiknya, hal ini diterima bahwa semakin rendah berat molekul rata-rata dari
monomer atau kombinasi monomer, semakin besar persentase penyusutan (Mc
Cabe and Walls, 2008).
2.1.1.2 Partikel Bahan Pengisi atau Filler
Partikel bahan pengisi (filler) yang digunakan sangat bervariasi dalam
komposisi kimia, morfologi dan dimensi. Pengisi utama adalah silikon dioksida,
silikat boron dan lithium silikat aluminium juga sering digunakan. Dalam banyak
komposit, kuarsa ini sebagian digantikan oleh partikel logam berat seperti
-
7
barium, strontium, seng, aluminium atau zirkonium, yang bersifat radiopak (Adela
et al., 2006). Resin komposit umumnya diklasifikasikan oleh jenis filler yang
digunakan. Jenis, konsentrasi, ukuran partikel dan distribusi partikel bahan
pengisi yang digunakan dalam material komposit adalah faktor utama yang
mengendalikan sifat dari resin komposit (Mc Cabe and Walls, 2008).
Bahan pengisi pada dasarnya terdiri dari dua jenis yaitu partikel besar
dari kaca atau kuarsa (macrofiller) dan partikel kecil dari silika (microfiller)
sedangkan pada resin hibrida terkandung kedua jenis partikel ini (Albers, 2002).
Penggabungan partikel filler ke dalam matriks resin sangat meningkatkan sifat
dari bahan komposit, asalkan partikel filler berikatan dengan baik dengan
matriksnya, jika tidak partikel filler tidak meningkatkan kekuatan bahan malainkan
dapat melemahkan bahan, karena pentingnya partikel filler yang terikat,
penggunaan sebuah coupling agent yang efektif sangat penting untuk
keberhasilan bahan komposit (Anusavice et al., 2013). Sifat menguntungkan
yang disumbangkan oleh filler adalah kekakuan, kekerasan, kekuatan dan nilai
yang lebih rendah untuk koefisien ekspansi termal dan beberapa sifat mekanik
yang bertambah berbanding lurus dengan bertambahnya bahan pengisi yaitu
kuat tekan, kuat tarik, dan modulus elastisitas, jika bahan pengisi menempati
proporsi yang signifikan dari volume bahan komposit maka akan nyata
menurunkan penyusutan pada waktu setting (Mc Cabe and Walls, 2008).
Keuntungan lain yang juga dihasilkan dari penggunaan bahan pengisi adalah
peningkatkan kemampuan kerja dengan meningkatkan viskositas (monomer cair
jika ditambah bahan pengisi menghasilkan konsistensi pasta), penurunan
penyerapan air, pelunakan, dan pewarnaan juga peningkatan radiopasitas dan
sensitivitas diagnostik melalui penggabungan strontium, barium, kaca dan
senyawa logam berat lainnya yang menyerap sinar-x (Anusavice et al., 2013).
Efek yang dihasilkan oleh bahan pengisi tergantung pada jenis, bentuk, ukuran,
-
8
dan jumlah bahan pengisi dan juga bergantung pada adanya ikatan yang efisien
antara bahan pengisi dan resin yang diciptakan oleh coupling agent (Mc Cabe
and Walls, 2008).
Partikel filler juga mengalami banyak perkembangan pada sisi
morfologinya untuk meningkatkan sifat-sifat fisik dan mekanisnya. pada komposit
macrofilled filler yang digunakan adalah filler dengan ukuran besar berbentuk
spherical dan filler dengan bentuk ireguler, sedangkan pada jenis komposit
hibrida filler yang digunakan berbentuk ireguler dengan ukuran yang sangat kecil
digabungkan dengan filler berukuran microfine, filler pada komposit ini didapat
dengan cara menggiling kaca, kuarsa ataupun keramik. Perkembangan nano
teknologi juga berimbas pada perubahan morfologi dan ukuran partikel filler
sehingga banyak dikembangkan komposit dengan muatan partikel filler
berukuran nano seperti komposit nanofilled dan nanohybrid. Komposit nanofilled
terdiri dari dua macam nano partikel filler, yang pertama adalah monodisperse
nonaggregates, partikel filler ini adalah partikel filler yang tidak berikatan dan
tersebar sebagai partikel-partikel tunggal, sedangkan jenis partikel filler yang
kedua adalah partikel filler nonagglomerated. Selain kedua jenis partikel filler ini
dikembangkan juga jenis partikel filler yang disebut nanocluster sebagai bahan
pengisi dari komposit nanofilled untuk semakin memperbaiki sifat fisik dan
mekanisnya. Nanocluster digambarkan sebagai nanomer yang bergabung
membentuk seperti bongkahan anggur dan dikelilingi oleh nanomer-nanomer
yang terpisah. Komposit nanohybrid memiliki partikel filler yang terdiri atas
nanosized partikel yang digabungkan dengan microhybrid partikel yang
berbentuk ireguler (Sakaguchi and Powers, 2012).
-
9
2.1.1.3 Coupling Agent
Merupakan hal yang sangat penting untuk partikel bahan pengisi
berikatan dengan matriks resin, hal ini memungkinkan matriks polimer yang
fleksibel untuk mentransfer tekanan kepada bahan pengisi yang memiliki
modulus yang tinggi, dan ikatan antara dua fase komposit diperantarai oleh
kopling agen yang jika kopling agen diterapkan dengan benar dapat
meningkatkan sifat fisik dan mekanik juga mencegah penerasi air antara
interfase resin dan bahan pengisi (Anusavice et al., 2013). Kopling agen yang
paling sering digunakan adalah senyawa silika organik yang disebut silane
coupling agents. Sebuah kopling silane yang khas adalah 3-
methacryloxypropyltrimethoxysilane (MTPS), pada low-shrinksilorane composite
epoxy kopling agen difungsikan 3glycidoxypropyltrimethoxysliane, untuk obligasi
filler untuk matrix oxirane (Sakaguchi and Powers, 2012).
2.1.1.4 Inisiator Akselerator
Polimerisasi dapat diaktifkan secara kimia dengan mencampur dua
komponen (biasanya dua pasta), salah satu pasta yang berisi inisiator dan
lainnya aktivator atau polimerisasi dapat diaktifkan dengan paparan cahaya
(Kidd et al., 2003). Sistem aktivasi pertama dengan cahaya diformulasikan agar
cahaya UV menginisiasi radikal bebas. Saat ini, komposit yang diaktifkan
dengan cahaya UV telah digantikan oleh visible blue-light-activated system
dengan peningkatan kedalaman cure, waktu kerja yang terkendali, dan
keuntungan lainnya. Karena keunggulan ini, komposit yang diaktifkan cahaya
tampak lebih banyak digunakan dari pada bahan yang diaktivasi secara kimiawi
(Anusavice et al., 2013). Aktivasi cahaya dicapai dengan cahaya biru pada
panjang gelombang puncak sekitar 465 nm, yang diserap biasanya dengan
-
10
fotosensitizer, seperti Camphorquinone, yang ditambahkan ke campuran
monomer selama proses manufaktur dalam jumlah yang bervariasi dari 0,1%
sampai 1,0%. Dalam komposit metakrilat, radikal bebas dihasilkan pada saat
aktivasi. Reaksi dipercepat dengan adanya amina organik, berbagai amina
telah digunakan, baik aromatik dan alifatik. Amina dan Camphorquinone stabil
dalam oligomer pada suhu kamar, selama komposit tidak terkena cahaya
(Sakaguchi and Powers, 2012).
Aktivasi secara kimia melalui sistem "dua pasta", masing-masing pasta
mengandung campuran resin dan filler, salah satu pasta mengandung sekitar
1% dari inisiator peroksida, seperti benzoil peroksida, sementara pasta lainnya
mengandung sekitar 0,5% dari tersier amina aktivator, seperti N, N'dimetil-p-
toluidin pada p-tolil dietanol-amina (Mc Cabe and Walls, 2008). Inhibitor,
ditambahkan ke sistem resin untuk meminimalkan atau mencegah polimerisasi
spontan monomer. Inhibitor memiliki potensi reaktivitas kuat dengan radikal
bebas, jika radikal bebas terbentuk, misalnya, dengan paparan singkat
pencahayaan ruangan ketika bahan tersebut dikeluarkan, inhibitor bereaksi
dengan radikal bebas lebih cepat dari radikal bebas dapat bereaksi dengan
monomer tersebut. Hal ini mencegah rantai propagasi dengan mengakhiri
reaksi sebelum radikal bebas mampu memulai polimerisasi, sebuah inhibitor
khas yang digunakan yaitu butylated hydroxytoluene (BHT) dalam konsentrasi
0,01%. Dengan demikian inhibitor memiliki dua fungsi yaitu memperpanjang
masa penyimpanan untuk semua resin dan memastikan waktu kerja yang
cukup (Anusavice et al., 2013).
2.1.2 Klasifikasi Resin Komposit
Dalam memudahkan dokter gigi untuk mengindentifikasi dan
menggunakan resin komposit untuk tujuan terapi, resin komposit telah di
-
11
klasifikasikan dalam banyak cara. Salah satu klasifikasi yang sangat populer
adalah klasifikasi dari Lutz dan Philips yang didasarkan pada ukuran partikel
bahan pengisi komposit, selain itu juga ada klasifikasi dari Willems et al yang
didasarkan pada parameter seperti modulus young, presentase volume bahan
pengisi anorganik, ukuran partikel utama, kekasaran permukaan dan tegangan
tekanan (Adela et al., 2006). Komposit diklasifikasikan berdasarkan ukuran rata-
rata komponen pengisi utama, selain tingkat volume bahan pengisi komposit,
faktor penting lainnya yang menentukan sifat dan aplikasi klinis dari komposit
yang dihasilkan termasuk ukuran bahan pengisi, distribusi, indeks bias,
radiopasitas, dan kekerasan bahan pengisi (Anusavice et al., 2013).
2.1.2.1 Komposit Tradisional
Komposit tradisional memiliki partikel bahan pengisi yang relatif besar,
Kategori ini dikembangkan selama tahun 1970-an dan dimodifikasi sedikit selama
bertahun-tahun, selain disebut sebagai komposit tradisional karena
penggunaannya yang sudah jarang komposit ini juga disebut sebagai komposit
konvensional atau macrofilled komposit (Anusavice et al., 2013). Generasi
pertama dari bahan komposit ini biasanya mengandung 60-80% kuarsa atau
kaca dalam beratnya dengan berbagai ukuran partikel antara 1-50 µm dan
distribusi ukuran partikel dapat bervariasi dari satu produk ke produk lain,
beberapa mengandung jumlah yang relatif lebih besar dari partikel yang lebih
besar mendekati 50 µm, yang lain mengandung jumlah yang lebih besar dari
partikel yang lebih kecil (Mc Cabe and Walls ,2008). Beberapa komposit
konvensional mengandung sejumlah kecil pengisi microfill (1-3%) sebagai
stabilizer untuk menghindari pengendapan partikel, Pengisi yang paling umum
digunakan komposit macrofilled adalah tanah kuarsa, strontium, atau kaca dan
logam berat yang mengandung barium (Albers, 2002). Kuarsa (densitas 2,2
-
12
g/cm2), adalah bahan pengisi yang paling umum digunakan pada komposit
generasi awal, memiliki estetika yang baik dan daya tahan tetapi tidak memiliki
radiopasitas, kaca radiopak, seperti stronsium (densitas 2,44 g/cm2) dan kaca
barium (densitas 3,4 g/cm2) lebih rapuh dan lebih gampang terlarut dari pada
kuarsa. Bahan pengisi kaca logam berat adalah yang paling umum digunakan
karena keradiopakannya dan lebih mudah untuk digiling (Albers, 2002). Partikel
besar pada komposit ini membuatnya sulit untuk dipoles dan permukaannya
menjadi kasar dan aus pada pemakaian karena hilangnya partikel bahan pengisi
dari permukaan. Komposit ini umumnya lebih kuat dari komposit dengan partikel
yang lebih kecil namun karena kekasaran dan sifatnya yang cepat aus, komposit
macrofilled tidak lagi banyak digunakan (Hatrick and Eakle, 2011)
2.1.2.2 Komposit Microfilled
Resin microfilled pertama diperkenalkan pada tahun 1970-an, dan
mengandung silika koloidal dengan ukuran partikel rata-rata 0,02 µm dan
berbagai partikel berkisar antara 0,01-0,05 µm (Noort, 2013). Ukuran partikel
yang sangat kecil menghasilkan peningkatan besar dalam luas permukaan yang
tersedia untuk volume bahan pengisi, sehingga tidak mungkin untuk memasukan
muatan bahan pengisi yang sangat banyak dari partikel yang sangat kecil ini
sehingga produk yang tersedia hanya mengandung sekitar 30-60% bahan
pengisi dalam beratnya, bahkan pada perhitungan terendah ini, perhitungan
menunjukkan bahwa banyak partikel bahan pengisi yang terlihat sebagai
gumpalan dan bukan sebagai partikel individu yang dikelilingi oleh resin (Mc
Cabe and Walls, 2008). Untuk memastikan bahan pengisi yang termuat adekuat,
prosedur dua tahap untuk penggabungan pengisi telah dikembangkan, bahan
bermuatan pengisi sangat tinggi pertama-tama diproduksi dengan salah satu
teknik, bahan ini kemudian dipolimerisasi dan digiling menjadi partikel dengan
-
13
ukuran 10-40 µm, yang kemudian digunakan sebagai bahan pengisi untuk suatu
resin lagi, sehingga apa yang akhirnya diperoleh adalah gabungan yang
mengandung partikel bahan pengisi komposit namun dengan teknik ini isi kaca
sebagai bahan pengisi secara keseluruhan masih sangat kurang (Noort, 2013).
Dengan bahan pengisi yang rendah ini dihasilkan komposit dengan sifat fisik
yang lebih rendah juga yaitu, kekuatan yang tidak begitu tinggi, penyusutan
polimerisasi yang lebih besar, dan kurang resisten dalam pemakaian, namun
ketika dipoles komposit microfilled menghasilkan permukaan yang sangat halus
dan mengkilap, tidak seperti komposit macrofilled yang kasar,karena
pertimbangan akan sifat fisik yang rendah, komposit ini tidak cocok dengan
tempat yang menerima banyak tekanan seperti untuk restorasi kelas 1, 2, dan 4
(Hatrick and Eakle, 2011).
2.1.2.3 Komposit Hybrid
Seri ketiga dari material komposit mengandung campuran dari kedua
partikel kaca atau kuarsa konvensional dengan beberapa partikel silika
submikron, yang dikenal sebagai hibrida komposit (Mc Cabe and Walls, 2008).
Partikel yang terkandung didalamnya adalah partikel halus dari rata ukuran
partikel 2-4 µm dan partikel halus dalam ukuran mikro 0,04-0,2 µm, biasanya
silika terkandung sebanyak 5% sampai 15%, distribusi partikel filler memberikan
pengemasan yang efisien sehingga dapat memuat bahan pengsisi dalam jumlah
tinggi sambil tetap mempertahankan penanganan yang baik dari komposit untuk
penggunaan klinis (Sakaguchi and Powers, 2012). Sifat fisik dan mekanik dari
bahan ini berkisar antara tradisional komposit dan microfilled komposit, sifat
komposit ini lebih diatas dari pada komposit microfilled karena bahan pengisinya
yang mengandung atom logam berat, sehingga komposit ini memiliki radiopasitas
yang cukup untuk mendeteksi adanya karies sekunder. Komposit ini banyak
-
14
digunakan untuk restorasi anterior termasuk restorasi kelas IV karena
permukaannya yang halus dan kekuatannya yang cukup baik
(Annusavice et al., 2013).
2.1.2.4 Komposit Nano
Kemajuan terbaru dalam teknologi komposit sampai pada penggunaan
nano teknologi dalam pengembangan bahan pengisi. Nano teknologi adalah
produksi fungsional bahan dan struktur dikisaran 1 sampai 100 nanometer (nm)
lewat berbagai metode fisik dan kimia (Sakaguchi and Powers, 2012). Komposit
nano didefinisikan sebagai bahan yang mencakup komponen dengan setidaknya
satu dimensi dari susunan kurang dari 100 nm (Noort, 2013). Resin komposit
baru ini ditandai dengan kandungan nanopartikel berukuran sekitar 25 nm dan
nanoaggregates sekitar 75 nm, yang terdiri dari zirkonium silika atau partikel
nanosilica, agregat digabungkan dengan silan sehingga mereka terikat dengan
resin, distribusi bahan pengisi (agregat dan nanopartikel) menghasilkan muatan
tinggi, hingga 79,5% (Adela et al., 2006) sehingga mengurangi penyusutan saat
polimerisai (1,4% menjadi 1,6%) dan menyediakan kekuatan (dan ketahanan
retak) sehingga komposit ini dapat digunakan di kedua aplikasi anterior dan
posterior, juga memiliki hasil poles yang sangat baik dan dengan meningkatnya
ketahanan aus akan mempertahankan jangka panjang kilau dari permukaan
komposit ini (Hatrick and Eakle, 2011). Hal ini juga harus disebutkan bahwa
ukuran rendah dari partikel yang menyebabkan kurangnya penyusutan akibat
polimerisasi menciptakan kurangnya defleksi dinding cups dan mengurangi
kehadiran microfissures di tepi enamel, yang bertanggung jawab untuk
kebocoran marginal, perubahan warna, penetrasi bakteri dan kemungkinan
sensitivitas pasca pengerjaan (Adela et al., 2006).
-
15
2.1.3 Manipulasi Resin Komposit
2.1.3.1 Etsa dan Bonding
Etsa asam pada enamel adalah salah satu cara yang paling efektif untuk
meningkatkan ikatan mekanik dan untuk memastikan tidak ada celah antara
struktur gigi dan resin, prosedur ini dengan nyata memperluas penggunaan
bahan restoratif berbasis resin karena memberikan ikatan yang kuat antara resin
dan enamel (Anusavice et al., 2013). Resin komposit tidak memiliki daya tarik
menarik alami dengan struktur gigi, sehingga etsa perlu digunakan, Ketika
enamel diulasi etsa, asam yang terkandung menghilangkan sekitar 10 µm dari
permukaan enamel dan selektif melarutkan ujung batang enamel dalam enamel
yang masih tersisa, hal ini menciptakan porositas 25-75 µm yang bertindak
sebagai sistem saluran dimana resin atau resin bonding agent dapat mengalir
dan meningkatkan luas permukaan lebih dari 2000 kali, perubahan ini sangat
memperkuat ikatan mekanis antara gigi dan resin (Albers, 2002). Studi telah
menunjukkan bahwa etsa dengan 20 sampai 50% fosfat asam menciptakan
saluran terdalam pada enamel. Etsa dengan 30 sampai 50% asam fosfat non
buffered mencapai ikatan kuat antara enamel dan dentin, secara umum,
konsentrasi yang lebih rendah dari asam selektif menghapus materi anorganik
dari matriks organik dari permukaan enamel, sehingga menciptakan porositas
lebih cepat. Konsentrasi yang lebih tinggi kurang efektif karena mereka
nonselektif dan lebih mungkin untuk menggunduli permukaan. Gel etsa tampak
seefektif cairan, meskipun gel perlu dicuci lagi untuk menghapus residu mereka.
Penelitian menunjukkan 37% fosfat asam adalah konsentrasi ideal. Etsa selama
15 detik pada enamel gigi permanen memberikan microporositas memadai
untuk resin (Albers, 2002). Tiga faktor utama yang mempengaruhi keberhasilan
atau kegagalan sistem ikatan etsa asam adalah : a. Waktu etsa harus cukup
-
16
untuk menyebabkan etsa bekerja efektif yang dibuktikan dengan warna putih
berkapur pada permukaan enamel yang diberi perlakuan setelah dicuci dan
dikeringkan, waktu yang diperlukaan untuk pengaplikasian antara 10 sampai 60
detik. b. Setelah etsa permukaan email harus dicuci dengan
sejumlah air untuk menghilangkan kotoran waktu yang diperlukan biasanya 60
detik c. Pengeringan sangat penting, permukaan harus dipertahankan dalam
keadaan kering ini sampai aplikasi resin (Mc Cabe and Walls, 2008).
Dentin menimbulkan hambatan yang lebih besar untuk dapat berikatan
dengan resin dibanding dengan enamel, karena dentin adalah jaringan hidup
yang heterogen dan terdiri dari 50% bahan anorganik (hidroksiapatit), 30 %
bahan organik (terutama kolagen tipe 1) dan 20 % cairan, tantangan lebih lanjut
untuk adhesi melibatkan kehadiran lapisan smear pada permukaan dentin dan
pertimbangan efek samping bahan kimia terhadap pulpa (Anusavice et al., 2013).
Beberapa tahun yang lalu ditemukan bahwa ikatan dentin dapat dicapai dengan
membentuk ikatan kimia antara sistem resin dengan komponen anorganik atau
organik dentin. Komponen yang paling umum adalah kolagen atau ion kalsium
dalam hidroksiapatit. Molekul yang dirancang untuk tujuan ini dapat diwakili oleh
molekul MRX, di mana M adalah kelompok metakrilat, R adalah spacer seperti
rantai hidrokarbon, dan X adalah kelompok fungsional yang ditargetkan untuk
adhesi ke jaringan gigi. Selama polimerisasi, kelompok metakrilat molekul MRX
akan bereaksi dengan matriks resin dari bahan komposit dan membentuk ikatan
kimia antara komposit dan dentin. Senyawa yang diyakini memiliki sifat ini adalah
NPG-GMA (produk kondensasi N-fenil glisin dan glisidil methaciylate), fosfat
dipolimerisasi, dan poly (alkenoic) acid (Anusavice et al., 2013).
-
17
2.1.3.2 Polimerisasi
Polimerisasi adalah reaksi kimia yang terjadi ketika molekul resin berat
molekul rendah yang disebut monomer bergabung bersama molekul resin berat
molekul tinggi yang disebut polimer untuk membentuk rantai panjang (Hatrick
and Eakle, 2011). Jaringan polimer komposit dibentuk oleh proses yang disebut
polimerisasi penambahan radikal bebas dari monomer metakrilat yang
bersangkutan, reaksi polimerisasi berlangsung dalam tiga tahap yaitu inisiasi,
propagasi,dan pemutusan (Sakaguchi and Powers, 2012). Untuk resin komposit,
aktivasi proses polimerisasi dapat dilakukan secara kimia (chemycal-cured), atau
dengan cahaya (light-cured), atau dengan kombinasi dari keduanya (dual-cured).
Selama polimerisasi, terlepas dari metode, aktivator (kimia atau cahaya)
menyebabkan molekul inisiator untuk membentuk radikal bebas (molekul yang
memiliki elektron yang tidak berpasangan), monomer (disebut dimethacrylates,
misalnya, bis-GMA) memiliki ikatan rangkap karbon-to-karbon (c = c), radikal
bebas memecah salah satu ikatan ganda karbon-to-karbon untuk membentuk
ikatan tunggal dan radikal bebas lain yang dapat dapat menyebabkan reaksi
yang sama dengan monomer lain untuk menambah rantai polimer (disebut
polimerisasi tambahan) dan ketika monomer terhubung bersama-sama
membentuk rantai, volume resin menurun, sehingga hasil akhirnya adalah
penyusutan (disebut penyusutan polimerisasi) (Hatrick and Eakle, 2011). Tahap
inisiasi adalah tahap yang diikuti oleh tahap propagasi dimana polimerisasi
tambahan dari monomer terjadi dengan cepat untuk menambah pembentukan
rantai polimer. Reaksi propagas terus membangun berat molekul dan densitas
lintas ikatan sampai pembentukan radikal bebas diakhiri, tahap pemutusan dapat
terjadi dalam beberapa cara seperti ditunjukkan, dimana n mewakili jumlah unit
mer (Sakaguchi and Powers, 2012).
-
18
2.1.3.3 Finishing dan Polishing
Komposit berbasis resin mewakili beberapa bahan yang paling sulit dalam
penyelesaian dan pemolesannya karena mengandung matriks resin yang relatif
lunak dengan partikel pengisi yang keras dalam strukturnya, selain itu,hasil akhir
dari restorasi komposit tergantung pada bahan pengisi dan matriks, desain
persiapan, efektivitas curing, dan waktu post curing diperlukan bahan untuk
mencapai sifat akhir (Anusavice et al., 2013). Pemolesan diperlukan dalam
beberapa bentuk, baik sebagai konsekuensi dari kelebihan marjinal atau untuk
menentukan dan memperbaiki posisi dan pola kontak gigi. Pada restorasi
komposit dapat segera dilakukan finishing setelah pengaplikasian bahan pada
kavitas gigi, menggunakan alat pemotong berputar, burs, cakram dan strip (Mc
Cabe and Walls, 2008). Finishing dan polishing teknik teridiri dari 3 langkah
penting, pertama mengkontur restorasi dengan bur karbida 12-flute, diamond bur
30-100 µm, atau coarse abrasive-coated disk, tergantung pada preferensi dokter
gigi, kemudian menyelesaikan dengan bur karbida 16-30 flute, extra fine
diamond bur, stone putih (aluminium oxide), arkansas putih, medium-fine
abrasive coated disk, dan yang terakhir dipoles menggunakan fine and extra-fine
pasta poles (aluminium oxide atau diamond) amplas berlapis disk ekstra-halus;
silikon karbida-dilengkapi bulu sikat; atau diamond-impregnated rubber polishing
disk,cups atau points (Mc Cabe and Walls, 2008).
2.1.4 Sifat-sifat Resin Komposit
2.1.4.1 Penyerapan Air
Penyerapan air pada komposit dengan partikel halus (0,3-0,6 mg/cm2)
lebih besar dari komposit dengan partikel microfine (1,2-2,2 mg/cm2), karena
volume yang lebih rendah dari polimer dalam komposit dengan partikel halus
-
19
(Craig and Powers, 2002). Matriks resin menyerap air dari rongga mulut dari
waktu ke waktu. Semakin besar konten resin, semakin banyak air yang diserap.
Oleh karena itu microfills dan flowables komposit cenderung memiliki penyerapan
air yang lebih besar, air yang terserap dapat melunakkan matriks resin,
menyebabkan degradasi bahan secara bertahap (disebut hidrolisis) juga
menyebabkan beberapa ekspansi (perluasan hydroscopic) dari komposit selama
minggu pertama setelah pengaplikasian (Hatrick and Eakle, 2011). Kualitas dan
stabilitas dari silane coupling agent memegang peran penting meminimalkan
kerusakan ikatan antara filler dan polimer dan jumlah penyerapan air (Craig and
Powers, 2002).
2.1.4.2 Penyusutan saat Polimerisasi
Polymerization shrinkage mengacu pada penyusutan yang terjadi ketika
komposit terpolimerisasi (Hatrick and Eakle, 2011). Hal ini terjadi karena dua
faktor yang tereduksi yaitu volume van der waals yakni volume molekul yang
berasal dari atom dan panjang ikatan molekul itu sendiri, yang tereduksi ketika
polimerisasi yaitu perubahan dalam panjang ikatan dari ikatan ganda menjadi
ikatan tunggal, dan volume bebas dari suatu jenis molekuler, monomer atau
polimer, adalah volume yang ditempati oleh karena rotasi acak dan gerakan
termal. Ketika monomer dikonversi kepolimer, pengurangan volume bebas terjadi
karena rotasi rantai polimer lebih terbatas dari pada molekul monomer yang tidak
terpolimerisasi (Sakaguchi and Powers, 2012). Penyusutan ini menimbulkan
tekanan polimerisasi setinggi 13 Mpa antara komposit dan struktur gigi yang
mengarah ke terbentuknya celah yang sangat kecil yang memungkinkan
kebocoran marginal (Craig and Powers, 2002). Kebocoran tepi dapat
menyebabkan sensitifitas gigi, pewarnaan bahan komposit, karies sekunder dan
adanya ketidaknyamanan pada saat pasien menggigit (Hatrick and Eakle, 2011).
-
20
2.1.4.3 Warna
Bahan komposit, ketika baru ditempatkan, menawarkan kesamaan warna
yang sangat baik dengan substansi gigi sekitarnya, ketersediaan berbagai corak
dikombinasikan dengan tingkat daya tembus yang dipengaruhi oleh bahan
pengisi memungkinkan dokter gigi untuk mencapai hasil yang sangat
memuaskan, namun bagaimanapun polishing mengurangi kilap dan abrasi dapat
lebih meningkatkan kekasaran permukaan yang pada akhirnya dapat
menyebabkan permukaan menjadi bernoda karena pengendapan bahan
makanan berwarna, tembakau atau tar (Mc Cabe and Walls, 2008). Perubahan
warna dapat terjadi melalui tiga cara yaitu perubahan warna marjinal, perubahan
warna permukaan, dan perubahan warna massal. Perubahan warna marjinal
biasanya karena adanya kesenjangan marjinal antara restorasi dan jaringan gigi,
debris menembus celah dan menyebabkan noda pada marginal. Perubahan
warna permukaan mungkin terkait dengan kekasaran permukaan komposit, dan
yang lebih mungkin terjadi pada komposit dengan bahan pengisi berukuran
besar, sedangkan perubahan warna yang besar dan dalam adalah masalah
tertentu dengan komposit two-paste amine-cured, warna restorasi berubah
perlahan-lahan selama periode waktu yang lama, memberikan restorasi
penampilan kekuningan, jenis perubahan warna ini muncul karena kerusakan
kimia dari komponen dalam matriks resin dan penyerapan cairan dari lingkungan
mulut (Noort, 2013).
2.1.4.4 Kekuatan dan Modulus
Kekuatan merupakan derajat tekan yang diperlukan untuk menyebabkan
fraktur pada suatu benda, sedangkan modulus merupakan kekakuan relatif suatu
material yang diukur dengan melihat kemiringan wilayah elastik pada grafik
-
21
tegangan-regangan (Anusavice et al., 2013). Kekuatan dan modulus dari tiap-
tiap komposit sangatlah bervariasi dan tergantung pada bahan pengisi yang
terkandung di dalamnya. Pada masa-masa sebelumnya banyak sekali perhatian
yang ditujukan untuk kekuatan tekan dari suatu restorasi karena di dalam rongga
mulut bahan restorasi akan terus mengalami tekanan pengunyahan dan inilah
alasan yang menjadikannya penting untuk diperhatikan, namun saat ini tensile
dan flexural strength juga menjadi perhatian karena dinilai penting secara klinis
(Mc Cabe and Walls, 2008). Flexural dan modulus tekan dari microfilled dan
flowable komposit sekitar 50% lebih rendah dari nilai-nilai untuk komposit hibrida
dan komposit packable, yang mencerminkan rendahnya volume bahan pengisi
yang ada dalam komposit microfilled dan komposit flowable. Perbandingan lain,
modulus elastisitas untuk bahan amalgam adalah sekitar 62 GPa, sedangkan
modulus elastisitas untuk dentin 18-24 GPa, dan 60-120 Gpa untuk enamel
(Sakaguchi and Powers, 2012).
2.1.4.5 Kekerasan Permukaan
Kekerasan permukaan material gigi dapat diukur dengan mudah oleh
sejumlah teknik, menghasilkan nilai kekerasan yang kemudian dapat digunakan
untuk membandingkan komposit yang berbeda, kekerasan permukaan akan
memberikan indikator yang baik dari ketahanan aus komposit (Noort, 2013).
Kekerasan permukaan, kekasaran dan ketahanan abrasi adalah properti yang
terutama dikendalikan oleh bahan pengisi dan ukuran partikel. Resin dan filler
memiliki karakteristik nilai-nilai kekerasan yang tetap dan tidak bergantung dari
konten bahan pengisi namun kekerasan komposit secara keseluruhan meningkat
ketika bahan pengisi ditingkatkan. Angka kekerasan Vickers untuk resin belum
terisi sekitar 18 sedangkan untuk komposit hibrida berbahan pengisi berat
-
22
mendekati 100 sedangkan bahan microfilled memiliki nilai sekitar 30-40
(Sakaguchi and Powers, 2012).
2.1.4.6 Biokompabilitas
Hampir semua komponen utama komposit (Bis-GMA, TEGDMA, dan
UDMA,) adalah sitotoksik invitro jika diuji sebagai monomer massal, tetapi
kecenderungan biologis dari komposit tergantung pada sejauh mana pelepasan
komponen ini dari komposit, meskipun komposit dapat melepaskan dalam jumlah
rendah beberapa komponen pada minggu-minggu pertama setelah proses
curing, ada banyak kontroversi tentang efek biologis komponen ini (Sakaguchi
and Powers, 2012). Beberapa kekhawatiran telah diungkapkan mengenai
penggunaan monomer bisphenol-A dan bisphenol-A-based pada bahan restoratif
komposit, bahan ini telah terbukti mampu merangsang perubahan pada organ
atau sel yang sensitif terhadap estrogen, namun penelitian tentang komponen
yang terlarut cenderung menunjukkan bahwa monomer berat molekul rendah
seperti MMA dan TEGDMA yang larut keluar, bukan monomer dengan berat
molekul tinggi seperti bis-GMA dan UDMA (Noort, 2013). Kekhawatiran tentang
biokompatibilitas bahan restoratif biasanya berhubungan dengan efek pada
pulpa dari dua aspek: (1) toksisitas kimia yang ada pada material dan(2)
kebocoran marginal cairan oral. Bahaya kimia untuk pulpa dari komposit adalah
apabila komponen resapan keluar atau menyebar dari bahan dan kemudian
melarutkan pulpa, polimerisasi komposit yang adekuat relatif biokompatibel
karena menunjukkan kelarutan minimal, dan komponen yang tidak bereaksi
terlarut dalam jumlah yang sangat kecil, dari sudut pandang toksikologi jumlah ini
terlalu kecil untuk menyebabkan reaksi beracun namun dari segi imunologi dalam
kondisi yang sangat jarang beberapa pasien dan operator kedokteran gigi dapat
mengalami reaksi alergi terhadap bahan-bahan ini (Anusavice et al., 2013).
-
23
Meskipun secara umum komposit dapat diterima namun dalam pertimbangan
biokompatibilitas bahan ini harus diwaspadai berpotensi menimbulkan bahaya
sehingga perlu penanganan yang hati-hati, sama halnya dengan kebanyakan
bahan komposit lebih berbahaya pada saat belum setting, dan setelah setting
terjadi ikatan silang yang kuat sehingga membantu mengikat komponen ynag
berbahaya dengan lebih erat (Mc Cabe and Walls, 2008).
2.2 Resin Komposit Nanofilled
Nanoteknologi telah menyebabkan pengembangan resin komposit baru
ditandai dengan resin komposit yang mengandung nanopartikel berukuran
sekitar 25 nm dan nanoaggregates sekitar 75 nm, yang terdiri dari
zirkonium/silika atau partikel nanosilica (Adela et al., 2006). Sifat-sifat
nanopartikel yang menghasilkan nanocomposites bergantung pada ukuran dan
bentuk, dan untuk menghasilkan bahan anorganik nano partikel, bahan
dihancurkan baik secara mekanis dengan cara konvensional atau bahan
disintesis dari senyawa prekursor dengan mengendalikan pertumbuhan kinetik
kristal (Moraes et al., 2009). Dua jenis nano partikel telah disintesis dan
digunakan untuk membuat komposit ini. Jenis pertama terdiri dari partikel
nanomeric yang pada dasarnya monodispersi nonagregat dan partikel non
agregat silika atau zirkonia, permukaan nanopartikel ini kemudian
digabungankan dengan kopling agent agar nanopartikel ini dapat berikatan
dengan matriks resin komposit ketika di aplikasikan sedangkan nanomer
disintesis dari sols, menciptakan partikel dengan ukuran yang sama. Oleh
Karena itu, jika hanya partikel nanomeric saja yang digunakan untuk mengisi
komposit ini akan menghasilkan sifat fisik dan mekanik yang jelek (Sakaguchi
and Powers, 2012). Untuk memberikan peningkatan beban filler, sifat fisik yang
lebih baik, dan meningkatkan retensi polish partikel berukuran nanometer tadi
-
24
dikombinasikan dengan nanocluster, nanocluster merupakan aglomerat yang
berikatan longgar dari partikel berukuran nano berkisar dari 5-75 nm, sehingga
formulasi nanocluster dan nanomer akan mengurangi jarak interstitial partikel
bahan pengisi (Ibrahim and Hagag, 2011). Ukuran yang sangat kecil dari partikel
bahan pengisi ini memungkinkan lebih banyak bahan pengisi yang termuat
dalam resin, konter bahan pengisi ini sangat tinggi sekitar 78%, sehigga
mengurangi polimerisasi penyusutan (1,4% -1,6%) dan menyediakan kekuatan
dan ketangguhan retak sehingga komposit ini dapat digunakan di restorasi
anterior dan posterior (Hatrick and Eakle, 2011). Ukuran partikel bahan pengisi
yang sangat kecil ini juga memberi keuntungan lain seperti menyebabkan
kurangnya defleksi dari dinding cups, mengurangi celah mikro pada tepi enamel
yang bertanggungjawab untuk kebocoran tepi, perubahan warna, penetrasi
bakteri dan sensitivitas paska tindakan operatif (Adela et al., 2006).
2.3 Resin Komposit Nanohybrid
Beberapa produsen menambahkan partikel berukuran nano ke dalam
komposit microhybrid dan kemudian formulasi ini dikenal sebagai komposit
nanohybrid (Sakaguchi and Powers, 2012). Ukuran partikelnya berkisar antara
0.005 sampai 0.020 µm, yang memungkinkan partikel bahan pengisi termuat
lebih banyak sehingga mengurangi jumlah resin, jumlah resin yang berkurang
membuat pengerutan ketika polimerisasi lebih sedikit, pengerutan berkurang
sekitar 2-3%, jika dibandingkan dengan komposit microhybrid maka komposit ini
memberikan hasil pemolesan yang lebih mengkilat (Hatrick and Eakle, 2011).
Namun karena kehalusan dan ketahanan pada setiap komposit juga ditentukan
oleh ukuran partikel bahan pengisi yang besar maka sama halnya dengan
komposit microhybrid, permukaan dari komposit nanohybrid secara bertahap
dalam beberapa tahun pemakaian menjadi tidak mengkilap (Sakaguchi and
-
25
Powers, 2012). Komposit nanohybrid ini dikenal sebagai komposit universal
karena segi estetisnya, ketahanan pemakaian, dan kekuatannya sehingga dapat
digunakan baik pada restorasi anterior maupun restorasi di posterior (Hatrick and
Eakle, 2011)
2.4 Modulus Elastisitas
Sebagian besar dari aplikasi bahan kedokteran gigi memiliki persyaratan
minimum untuk sifat mekaniknya, misalnya, bahan-bahan tertentu harus cukup
kuat untuk menahan kekuatan gigitan tanpa terjadi fraktur, bahan lainnya harus
cukup kaku untuk mempertahankan bentuk mereka ketika beban di aplikasikan
padanya. Ada macam-macam jenis dari sifat mekanik bahan kedokteran gigi
salah satunya adalah modulus elastisitas (Mc Cabe and Walls, 2008). Modulus
elastisitas menggambarkan kekakuan relatif atau kekerasan dari suatu bahan,
yang diukur dengan melihat kemiringan wilayah elastis dari grafik tegangan-
regangan (Anusavice et al., 2013). Modulus elastisitas dilambangkan dengan E
dan dihitung menggunakan persamaan : Modulus elastisitas =
Tekanan/Regangan atau E=σ/ε Persamaan ini juga dikenal sebagai hukum
Hooke dan karena regangan tidak memiliki satuan maka modulus elastisitas
memiliki satuan yang sama dengan tekanan yaitu dalam Mpa atau Gpa (1 GPa=
1000MPa) (Sakaguchi and Powers, 2012). Modulus elastisitas menunjukkan
besar tegangan yang perlu untuk diterapkan untuk mencapai regangan tertentu,
atau, jika regangan diketahui, maka berapakah nilai tekanan yang menyebabkan
regangan tersebut (Albers, 2002). Kualitas elastis dari sebuah material
merupakan properti yang mendasar dan bergantung terhadap komposisi bahan .
Kekuatan interatomik dan antar molekul pada material bertanggungjawab
terhadap elastisitas bahan, semakin tinggi kekuatan tarik semakin tinggi modulus
elastisitas, kekerasan dan kekakuan dari material tersebut (Sakaguchi and
-
26
Powers, 2012). Sebagai contoh benda A dan B diuji dengan tekanan yang sama
kemudian benda A menghasilkan modulus elastisitas yang lebih besar dibanding
dengan benda B, ini berarti benda A lebih kuat dan kaku dibanding benda B,
sebaliknya benda B lebih fleksibel dibanding dengan benda A. Pada bahan-
bahan kedokteran gigi seperti elastomer dan polimer nilai untuk modulus
elastisitas cenderung rendah, sedangkan bahan logam dan keramik memiliki nilai
modulus elastisitas yang lebih tinggi (Sakaguchi and Powers, 2012). Berbagai
penelitian telah membuktikan bahwa modulus elastisitas sangat bervariasi dalam
berbagai jenis komposit, faktor penentu utama untuk besarnya modulus
elastisitas adalah kandungan bahan pengisi, tetapi komposisi monomer juga
memainkan peran (Asmussen and Peutzfeldt, 2008).
2.4.1 Universal Testing Machine
Universal testing machine merupakan alat uji yang dapat digunakan untuk
menguji materi meliputi uji tension, compression, dan shear (Sakaguchi and
Powers, 2012). Kata Universal pada Universal testing machine mengartikan
macam-macam keadaan tekanan yang dapat dipelajari dengan menggunakan
mesin uji ini. Universal testing machine terdiri dari lima bagian utama yaitu : main
frame, drive system, movable crosshead, load cell dan digital indicator. Mesin uji
ini secara keseluruhan terbuat dari stainless steel namun ada bagian tertentu
seperti gears yang terbuat dari perunggu. Bingkai utama atau main frame
meliputi dasar persegi panjang dimana gearbox ditempatkan. Drive sistem
termasuk motor stepper dengan kecepatan bervariasi. Movable crosshead
terintegrasi dengan pegangan bawah, dua alat pengikat berbentuk kerucut
dengan benang internal dan cincin kerucut yang dapat disetel, alat pengikat
berbentuk kerucut tersebut memberikan stabilisasi untuk movable crosshead
ketika bergerak di sepanjang drive screw. Load cell dapat digunakan untuk
-
27
pengujian tegangan atau kompresi, terletak disisi atas frame dan menyokong grip
atas. Untuk mencapai resolusi tinggi dalam pengukuran, perangkat termasuk
motor stepper digunakan untuk mengontrol kecepatan dan torsi. Dua grip
stainless steel (one fixed to the load cell and the other on the movable
crosshead) digunakan untuk menahan sampel, grips dirancang dengan
permukaan yang halus untuk menghindari kerusakan pada sampel yang lembut
dan tipis. Setiap grip disusun oleh bagian tetap dan piring bergerak yang
bergabung dengan dua sekrup untuk menseragamkan tekan pada sampel
(Huerta et al., 2010).
-
28
BAB III
KERANGKA KONSEP DAN HIPOTESIS PENELITIAN
3.1 Kerangka Konsep
Resin Komposit
Nanocomposite
Nanofilled Nanohybrid
Memiliki sistem
partikel filler yang
menggabungkan
nanofiller (20 atau
75 nm) dan
nanoclusters (5-75
nm)
Merupakan
gabungan dari
partikel filler
berukuran nano
(20-60 nm) dan
partikel mikro
(0,005-0,020 µm)
Perbedaan bentuk,
ukuran dan distribusi
bahan pengisi (filler)
Perbedaan Modulus
Elastisitas
-
29
Resin komposit merupakan bahan restorasi langsung yang digunakan
untuk mengganti struktur gigi yang hilang. Perkembangan bahan pengisi
menghasilkan komposit dalam berbagai jenis mulai dari komposit berbahan
pengisi partikel besar sampai yang berbahan pengisi partikel yang sangat kecil
hingga menghasilkan komposit berbahan pengisi partikel berukuran nano.
Komposit nano dibedakan lagi berdasarkan bahan pengisinya menjadi komposit
nanofilled dan komposit nanohybrid. Komposit nanofilled adalah resin komposit
yang mengandung nanopartikel berukuran sekitar 20-75 nm dan nanocluster
yang merupakan aglomerat yang berikatan longgar dari partikel berukuran nano
5-75 nm, sedangkan komposit nanohybrid merupakan gabungan dari partikel
bahan pengisi mikro 0,005-0,020 µm dan nano 20-60 nm. Adanya perbedaan
bentuk, ukuran, dan distribusi bahan pengisi dari kedua komposit ini
memungkinkan adanya perbedaan dari kekuatan interatomik dan antarmolekul
pada material yang bertanggung jawab terhadap elastisitas bahan. Modulus
elastisitas merupakan salah satu dari sifat mekanik, dimana bahan dengan
kekerasan dan kekakuan yang tinggi akan menghasilkan nilai modulus elastisitas
yang lebih tinggi. Adanya jenis bahan pengisi yang berbeda pada dua komposit
nano ini akan menghasilkan nilai modulus elastisitas yang berbeda juga.
3.2 Hipotesis Penelitian
Terdapat perbedaan Modulus Elastisitas resin komposit nanofilled dan resin
komposit nanohybrid.
-
30
BAB IV
METODE PENELITIAN
4.1 Desain Penelitian
Jenis Penelitian yang dilakukan adalah penelitian eksperimental laboratoris
dengan rancangan penelitian Post Test Group Design.
4.2 Sampel dan Besar Sampel
Sampel pada penelitian ini dihitung menggunakan rumus Federer :
(t-1)(n-1) > 15
(t-1)(n-1) > 15
(2-1)(n-1) > 15
1(n-1) > 15
n-1 > 15
n > 15 + 1
n > 16
Keterangan :
t = jumlah kelompok perlakuan
n = jumlah sampel per kelompok perlakuan
Dari perhitungan diatas maka besar sampel minimal tiap kelompok adalah
16. Pada penelitian ini peneliti mengambil sampel sebanyak 17 untuk setiap
kelompok agar data yang didapatkan lebih valid. Terdapat dua kelompok
perlakuan sehingga jumlah total sampel yang dibutuhkan adalah sebanyak 34
sampel.
-
31
4.3 Variabel Penelitian
4.3.1 Variabel Bebas
Variabel Bebas dari penelitian ini adalah resin komposit nanofiled dan resin
komposit nanohybrid.
4.3.2 Variabel Terikat
Variabel terikat dari penelitian ini adalah besar nilai modulus elastisitas
pada masing-masing resin komposit.
4.3.3 Variabel Terkendali
a. Pembuatan sampel resin komposit nanofilled
b. Pembuatan sampel resin komposit nanohybrid
c. Penyimpanan sampel pada suhu 37ºC
d. Pengujian modulus elastisitas
4.4 Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilakukan di laboratorium Pengujian Bahan, Jurusan Teknik
Mesin, Politeknik Negeri Malang, pada bulan Desember 2016.
4.5 Bahan dan Alat Penelitian
4.5.1 Bahan Penelitian
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah :
a. Resin komposit nanofilled
b. Resin komposit nanohybrid
c. Celluloid strip
d. Vaseline
4.5.2 Alat Penelitian
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah :
-
32
a. Plastic mold untuk mencetak sampel
b. Plastic filling instrument
c. Light cure unit
d. Mesin inkubator
e. Universal Testing Machine
4.6 Definisi Operasional
a. Modulus Elastisitas merupakan kekakuan relatif atau kekerasan dari
suatu bahan, yang diukur dengan melihat kemiringan wilayah elastis dari grafik
tegangan-regangan. Modulus elastisitas dilambangkan dengan E dan dihitung
menggunakan persamaan : Modulus elastisitas = Tekanan/Regangan atau E=σ/ε
Persamaan ini juga dikenal sebagai hukum Hooke, memiliki satuan dalam Mpa
atau Gpa dan diuji menggunakan alat Universal Testing Machine (Anusavice et
al., 2013)
b. Resin komposit nanofilled merupakan bahan restorasi yang mengandung
partikel bahan pengisi berukuran nano yang diformulasikan dengan partikel
bahan pengisi yang juga berukuran nano yang mengelompok menjadi satu yaitu
nanocluster (Sakaguchi and Powers, 2012). Komposit ini memiliki nilai estetik
dan kekuatan yang sangat tinggi. Penelitian ini menggunakan resin komposit
nanofilled yaitu Filtek Z350XT dari 3M Espe dengan ukuran filler 5-20 nm dan
volume filler sebesar 63,3%.
c. Resin komposit nanohybrid merupakan resin komposit yang
menggabungkan bahan pengisi berukuran nano dan mikro, sehingga komposit
ini memiliki permukaan yang halus dan nilai estetik yang tinggi (Mc Cabe and
Walls, 2008) Penelitian ini menggunakan resin komposit nanohybrid yaitu Filtek
Z250XT dari 3M Espe dengan filler zirconia rata-rata berukuran 3 microns dan
silica berukuran 20nm dengan volume filler sebesar 68%.
-
33
4.7 Prosedur Penelitian
4.7.1 Pembuatan Sampel
Dua sampel yang terdiri dari dua jenis komposit, dengan masing-masing
kelompok memiliki 17 sampel, sehingga jumlah total sampel yang dibuat adalah
34 buah. Satiap sampel dicetak pada plastic mold dengan ukuran diameter 5
mm dan tinggi 4 mm, sampel diletakan pada mold menggunakan plastic filling
instrument, kemudian resin komposit yang telah ditempatkan di dalam mold
ditutupi menggunakan celluloid strip pada bagian atas untuk mendapatkan
permukaan yang halus dan meratakan polimerisasi. Setelah itu dilakukan
penyinaran dengan menggunakan light cure unit, dengan lama penyinaran
selama 20 detik pada setiap ketebalan 2mm dari masing-masing resin komposit.
Gambar 4.1 Plastic Mold diameter 5 mm tinggi 4 mm (Sumber: Sitanggang dkk., 2015)
4.7.2 Penyimpanan Sampel
Penyimpanan sampel pada inkubator dengan suhu 37ºC selama 24 jam.
4.7.3 Pengujian Modulus Elastisitas
Pengujian Modulus elastisitas akan dilakukan dengan menggunakan alat
uji universal testing machine. Sampel diletakan tepat ditengah alat tekan,
kemudian alat akan menekan sampel dengan besar gaya tertentu hingga sampel
-
34
mengalami fraktur, data dari modulus elastisitas didapatkan dari bagian landai
kurva tegangan-regangan.
4.8 Analisis Data
Data terlebih dahulu diuji menggunakan uji Shapiro Wilk untuk
mengetahui apakah data berdistribusi normal, hal ini diperlukan untuk
mengetahui jenis analisis data yang dipakai, jika data berdistribusi normal maka
akan dilakukan analisis data menggunakan statistik parametrik dan jika data tidak
berdistribusi normal maka akan dilakukan analisis data menggunakan statistik
non parametrik. Data yang diperoleh untuk setiap kelompok juga dianalisa
menggunakan uji levene untuk melihat apakah data yang didapat mempunyai
ragam yang sama karena akan dilakukan pengujian untuk melihat apakah
terdapat perbedaan antara keduanya. Apabila data terdistribusi normal dan
ragamnya homogen maka dapat dilakukan analisa uji t. Analisa uji t digunakan
untuk melihat perbedaan modulus elastisitas dari kedua jenis komposit.
-
35
4.9 Alur Penelitian
Resin Komposit Nano
Nanofilled Nanohybrid
Aplikasikan dalam plastic
mold diameter 5 mm tinggi 4
mm. Ditutupi dengan
celluloid strip
Light cure resin komposit
selama 20 detik setiap
ketebalan 2mm
Disimpan dengan suhu 37°C
dalam inkubator selama 24
jam
Diuji dengan universal testing
Machine
Dilakukan analisis data
-
36
BAB V
HASIL PENELITIAN DAN ANALISIS DATA
5.1 Hasil Penelitian
Penelitian ini menggunakan dua kelompok sampel dengan masing-
masing 17 sampel setiap kelompok. Kelompok A merupakan sampel dari resin
komposit nanofilled dan kelompok B merupakan sampel dari resin komposit
nanohybrid. Sampel kemudian diletakkan dalam inkubator dengan suhu 37°C
selama 24 jam kemudian dilakukan pengujian dengan menggunakan alat
universal testing machineuntuk melihat besarnya modulus elastisitas pada
setiap sampel. Data hasil percobaan ini kemudian dianalisis dengan teknik
deskriptif dan statistik inferensia.
5.1.1 Statistik Univariate
Analisis deskriptif dimaksudkan untuk mengetahui gambaran umum dari
variabel penelitian. Analisis deskriptif ini diharapkan dapat memberikan
gambaran tentang keadaan data modulus elastisitas. Untuk mengetahui deskripsi
masing - masing variabel dapat dilihat pada tabel berikut:
Tabel 5.1 Analisis Modulus Elastisitas
Kelompok N Minimum Maximum Mean Std. Deviation
Nanofilled 17 2606.190 3154.220 2868.138 160.739
Nanohybrid 17 2805.610 3550.020 3061.894 183.112
-
37
Berdasarkan hasil analisis diskriptif pada Tabel 5.1 dapat diketahui
bahwa terdapat perbedaan nilai modulus elastisitas antara resin komposit
nanofilled dan resin komposit nanohybrid.
5.2 Analisis Data
Hasil penelitian dianalisis dan output dari hasil analisis data terdapat pada
lampiran 4. Analisis yang dilakukan adalah:
1. Memeriksa syarat atau asumsi data, yaitu:
Varian data homogen
Data berdistribusi normal
2. Melakukan uji T tidak berpasangan (independent sample t test), untuk
mengetahui perbedaan rata-rata nilai modulus elastisitas antara resin
komposit nanofilled dan resin komposit nanohybrid.
5.2.1 Uji Homogenitas
Sebelum dilakukan pengujian, data yang diperoleh untuk setiap kelompok
dianalisis kehomogenan ragamnya dengan menggunakan uji homogenity of
variance (uji levene) dengan tujuan untuk mengetahui apakah sampel yang
digunakan sebagai objek digunakan mempunyai ragam modulus elastisitas yang
sama. Hasil uji homogenitas dapat dlihat pada tabel 5.2
Tabel 5.2 Uji Homogenitas
Levene Statistic df1 df2 Sig.
0.007 1 32 0.935
-
38
Pada hasil pengujian menunjukkan nilai dari levene test untuk modulus
elastisitas sebesar 0,007 dengan nilai signifikansi sebesar 0,935 dimana memiliki
nilai sig. yang lebih besar dari alpha 0,05 oleh karena nilai p > 0,05, maka dapat
disimpulkan bahwa data yang digunakan mempunyai ragam yang homogen.
5.2.2 Uji Normalitas
Uji ini dilakukan untuk mengetahui apakah data tersebar normal atau
tidak. Apabila data hasil pengujian berdistribusi normal, maka salah satu syarat
untuk menggunakan analisis statistika parametrik telah terpenuhi. Prosedur uji
dilakukan dengan uji Shapiro Wilk, dengan ketentuan sebagai berikut:
Hipotesis yang digunakan :
H0: residual tersebar normal
H1: residual tidak tersebar normal
Jika nilai sig. (p-value) > maka H0 diterima yang artinya normalitas terpenuhi.
Hasil uji normalitas dapat dilihat pada Tabel 5.3
Tabel 5.3 : Hasil Uji Normalitas
Parameter Shapiro-Wilk
Statistic df Sig.
Modulus Elastisitas 0.970 34 0.460
Dari hasil pengujian normalitas pada Tabel 5.3 menunjukkan nilai dari
Shapiro Wilk test dengan nilai signifikansi (p) untuk modulus elastisitas sebesar
0,460. Oleh karena nilai p > 0,05, maka Ho diterima dan dapat disimpulkan
bahwa data yang digunakan mempunyai distribusi yang tersebar dengan normal.
-
39
Dengan demikian pengujian dengan menggunakan uji t dapat dilanjutkan asumsi
sudah terpenuhi.
5.2.3 Uji T Dua Sampel Bebas
Adapun untuk mengetahui perbedaan antara kelompok komposit
nanofilled dan komposit nanohybrid, maka penulis menggunakan alat statistik uji
beda rata-rata yaitu uji t tidak berpasangan, karena diasumsikan komposit
nanofilled dan komposit nanohybrid saling bebas (tidak saling mempengaruhi).
Hipotesis penelitian:
H0: Rata-rata komposit nanofilled dan komposit nanohybrid adalah sama (tidak
berbeda secara nyata/tidak signifikan).
H1: Rata-rata komposit nanofilled dan komposit nanohybrid adalah tidak sama
(berbeda secara nyata/signifikan).
Tabel 5.4 Statistik Deskriptif
Kelompok Mean±Sd
Nanofilled 2868.138± 160.739
Nanohybrid 3061.894± 183.112
Berdasarkan statistik deskriptif diketahui bahwa rata – rata komposit
nanohybrid memiliki nilai lebih besar dibandingkan dengan komposit nanofilled.
-
40
Gambar 5.1 Grafik Perbandingan Nilai Modulus Elastisitas Antara Resin Komposit
Nanofilled dan Resin Komposit Nanohybrid.
Hasil perhitungan uji t tidak berpasangan dapat dilihat pada Tabel 5.5
Tabel 5.5 Uji T
Parameter t df p Keterangan
Modulus Elastisitas -3.279 32 0.003 Signifikan
Berdasarkan Tabel 5.5 diketahui bahwa modulus elastisitas memiliki nilai
t hitung untuk equal variances assumed (ragam yang sama) sebesar 3,279 dan
nilai p sebesar 0,003, karena nilai p(0,003) < α = 5%, maka H0 ditolak dan H1
diterima. Sehingga dapat disimpulkan bahwa terdapat perbedaan yang signifikan
antara komposit nanofilled dan komposit nanohybrid dimana komposit
nanohybrid memiliki modulus elastisitas yang lebih tinggi daripada komposit
nanofilled.
-
41
BAB VI
PEMBAHASAN
Sejak pertama kali komposit dikembangkan sebagai bahan restorasi gigi,
banyak cara telah dilakukan untuk memperbaiki kinerja klinisnya, seperti
perbaikan pada sifat mekanik atau tampilan klinis. Perbaikan ini dilakukan melalui
berbagai penelitian seperti pengembangan pada matriks resin, pengembangan
monomer baru, muatan bahan pengisi, ukuran partikel dan bahkan
pengembangan partikel baru. Penelitian-penelitian ini menjadi sangat penting
karena sifat mekanik dari resin komposit sangat bergantung pada konsentrasi
dan ukuran partikel filler, dan modulus elastisitas merupakan salah satu dari sifat
mekanik yang sangat bergantung pada hal ini (Beun et al., 2007).
Penelitian ini mempunyai tujuan untuk mengetahui apakah terdapat
perbedaan modulus elastisitas pada dua jenis komposit yaitu komposit nanofilled
dan komposit nanohybrid. Modulus elastisitas merupakan sifat mekanik yang
penting karena menggambarkan kekakuan relatif atau kekerasan dari suatu
bahan, dan merupakan parameter yang sangat sensitif untuk mengevaluasi resin
komposit (Masouras et al., 2008). Modulus elastisitas pada resin komposit
nanofilled memiliki rata-rata sebesar 2868,138 Mpa dan resin komposit
nanohybrid memiliki rata-rata modulus elastisitas sebesar 3061,894 Mpa, ini
berarti komposit nanohybrid memiliki kekakuan lebih tinggi dibanding dengan
dengan komposit nanofilled.
Perbedaan yang terdapat pada modulus elastisitas dari kedua komposit
ini dapat disebabkan karena perbedaan komposisi dari keduanya. Komposisi dari
resin komposit sendiri terdiri dari matriks organik, partikel bahan pengisi
-
42
anorganik atau filler dan bahan pengikat. Namun dari ketiga komponen diatas,
bahan pengisi anorganik atau filler merupakan komponen yang paling
mempengaruhi modulus elastisitas dari komposit. Komposit dengan muatan filler
yang tinggi akan menghasilkan modulus elastisitas yang tinggi juga. Pengaruh
bahan pengisi ini terhadap besar modulus elastisitas komposit dapat dijelaskan
demikian, resin komposit merupakan kombinasi dari partikel anorganik yang
dilapisi oleh coupling agent dan tersebar di dalam matriks polimer organik. Bahan
pengisi anorganik (filler) bersifat kaku sehingga semakin tinggi muatan bahan
pengisi atau proporsi dari filler terhadap bahan matriks organik maka semakin
tinggi pula modulus elastisitas dari komposit (Matinlinna and Mittal, 2009). Kedua
resin komposit yang digunakan dalam penelitian ini yaitu komposit nanofilled dan
nanohybrid memiliki perbedaan pada muatan bahan pengisi, dimana komposit
nanofilled memiliki volume filler sebesar 63,3%, sedangkan komposit nanohybrid
memiliki volume filler sebesar 68%. Perbedaan jumlah volume filler yang
terkandung dalam kedua komposit ini menyebabkan adanya perbedaan modulus
elastisitas dimana komposit nanohybrid dengan kandungan volume filler lebih
banyak memiliki nilai modulus elastisitas yang lebih tinggi dibanding komposit
nanofilled. Hal ini sesuai dengan penelitian oleh J Rodrigues et al (2007) bahwa
kandungan dari bahan pengisi pada komposit akan mempengaruhi nilai dari
kekuatan flexural dan modulus elastisitasnya. Penelitian lain juga dilakukan oleh
Yap and Teoh (2003) pada komposit microfine yang memiliki muatan filler
terendah yaitu sebesar 40% dan menunjukkan hasil bahwa komposit dengan
muatan filler yang rendah juga memiliki besar kekuatan dan modulus yang
rendah.
-
43
Hal lain yang juga dapat mempengaruhi adanya perbedaan dari modulus
elastisitas kedua komposit yang digunakan dalam penelitian ini adalah bentuk
atau morfologi dari filler yang digunakan. Berdasarkan data manufaktur komposit
nanofilled terdiri atas spherical filler dengan rata-rata ukuran filler 5-20 nm,
sedangkan komposit nanohybrid terdiri atas partikel filler yang tidak beraturan
bentuknya dengan ukuran filler zirconia rata-rata 3 microns dan silica berukuran
20 nm, adanya distribusi ukuran partikel yang bermacam-macam dari komposit
nanohybrid mengakibatkan peningkatan pada muatan filler sehingga
meningkatkan kekuatan mekaniknya. Berdasarkan penelitian yang dilakukan
Masouras et al (2008) mengenai hubungan antara bentuk dan ukuran bahan
pengisi dan pengaruhnya terhadap modulus elastisitas didapatkan bahwa bahan
pengisi berbentuk spherical atau bola memiliki modulus elastisitas yang lebih
rendah dibandingkan dengan bahan pengisi dengan bentuk tidak teratur terlepas
dari ukuran bahan pengisi itu sendiri. Namun morfologi dari filler tidak serta merta
dapat mempengaruhi modulus elastisitas, karena jika dibandingkan pengaruhnya
dengan muatan bahan pengisi maka muatan filler akan memiliki pengaruh yang
lebih besar terhadap modulus elastisitas sedangkan morfologi filler hanya
memberikan sedikit pengaruh terhadap modulus elastisitas. Jika dilihat dari segi
ukuran bahan pengisi maka komposit nanofilled memiliki rata-rata ukuran bahan
pengisi yang lebih kecil dibandingkan dengan komposit nanohybrid, namun
komposit nanohybrid memiliki muatan beban filler lebih banyak, sehingga ukuran
bahan pengisi mungkin tidak menjadi faktor penentu dalam sifat elastis ketika
ada perbedaan yang signifikan pada muatan filler. Konsentrasi filler maksimum
tergantung pada bentuk partikel dan bukan ukuran, karena konsentrasi tidak
memiliki satuan panjang. Pengurangan ukuran filler tidak meningkatkan
-
44
konsentrasi maksimum, konsentrasi tinggi dari filler dapat dicapai dengan
menggunakan partikel dari berbagai ukuran sehingga menaikkan nilai dari
modulus elastisitas (Papadogianis et al., 2008). Hal inilah yang diterapkan pada
komposit nanohybrid sehingga muatan filler dan modulus elastisitasnya menjadi
lebih tinggi.
Modulus elastisitas sebagai salah satu dari sifat mekanik komposit juga
dipengaruhi hasilnya oleh mikrostruktur dari komposit itu sendiri. Karakteristik
mikrostruktur melibatkan distribusi partikel filler dalam jumlah besar, morfologi
partikel filler tersebut dan adanya retakan dan ruang kosong (void) yang sudah
ada dalam resin komposit itu sendiri (Ateyah, 2013). Retakan tersebut dapat
dihasilkan melalui penggabungan gelembung yang terperangkap pada saat
pengisian resin komposit. Menurut penelitian Loughran et al (2005), adanya
retakan sangat dipengaruhi oleh karakteristik mikrostrukt
top related