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