Dental Ceramic: yaitu suatu kompon inorganik dengan sifat2 non-metalik yg biasanya tterdiri atas O2 and satu atau lebih elemen metalik atau semimetalik (aluminum, calcium, lithium, magnesium, potassium, silicon, sodium, tin, titanium & zirconium)

PENGGUNAAN DI BIDANG KEDOKTERAN GIGI

Di bidang kedokteran gigi porselen digunakan sebagai bahan untuk membuat : gigi tiruan, mahkota jaket, gigi tiruan jembatan, inlay, onlay dan veneers yang mengutamakan estetika

• Mahkota jaket keramik, Elemen Gigi Porselen

veneer

Veneers keramik, inlay, dan onlay

KOMPOSISI PORSELEN:

Tabel1. Komposisi porselen berdasarkan jenisnya

( Tarigan R. Tambalan inlay. Edisi revisi, 1989:12)

Porselen Kaolin Feldspar Silika Sodium

karbonat

Boraks Kalsium

karbonat

Natrium

karbonat

% % % % % % %

High

fusing

porselen

4 81 15 - - - -

Medium

fusing

porselen

6 61 19 - 1 5 2

Low

fusing

porselen

- 60 12 8 11 1 -

1. quartz atau flint (silika)

Silika adalah silicate glass yang berkaitan dengan fusi anorganik yang telah didinginkan tanpa mengalami kristalisasi.

Silika terdiri dari quartz, tridimite atau kristobalit. Silika yang dipakai dalam porselen berguna sebagai penambah

kekuatan. Bahan ini melengkapi bahan dasar dan mempengaruhi warna pada porselen serta sebagai bahan utama

dalam porselen

mineral yang tahan terhadap pemanasan, dan dapat dijumpai dalam bentuk quartz, tridymite, maupun cristobalite

sifatnya keras, stabil, merupakan bahan campuran terbesar dalam kaca (glass), dan porselen kedokteran gigi. Tdk mudah meleleh

Bentuk struktur kristal silika (terdapat dalam 4 bentuk kristal)

Quartz dengan struktur heksagonal adalah bentuk silika yang paling stabil

quartz dipanaskan pada suhu 8670C akan mengalami recontructive transformation menjadi tridymite (rhombohedral)

tridymite dipanaskan pada suhu 14700C berubah cristobalite (kubik).

cristobalite dipanaskan pada suhu lebih dari 17000C melebur dan terjadi fused quartz yang amorphous

Bahan ini sejenis pasir (silika) yang berfungsi memberi kekerasan dan kekuatan pada porselen. Susunan butir-butirnya bertindak sebagai kerangka yang tahan panas. Sifatnya keras, stabil, merupakan bahan campuran terbesar dalam kaca (glass) dan porselen kedokteran gigi. Quartz dengan struktur heksagonal adalah bentuk silika yang paling stabil.Bentuk struktur kristal silika :• Quartz dipanaskan pada suhu 867oC akan mengalami recontructive transformation menjadi tridymite (rhombohedral)• Tridymite dipanaskan pada suhu 1470oC berubah menjadi cristobalite (kubik)• Cristobalite dipanaskan pada suhu lebih dari 1700oC melebur dan terjadi fused quartz dan amorphous

2. feldspar (campuran sodium dan potasium aluminium (silikat)

Bahan ini merupakan sejenis mineral yang mengandung unsur-unsur kalium, natrium,aluminium, dan slikat. Bahan tersebut mengandung silika dengan persentase yang besar dan dilunakkan melalui temperatur yang tinggi. Feldspar memberikan warna transparan pada porselen dan berfungsi sebagai fluks untuk mengikat kaolin dengan silika

Merupakan mineral alami, yaitu suatu anhydrous alumino-silicate.

Terdiri atas:

potasium (K2O) sodium (Na2O) alumina (AlO3) silica (SiO2).

Diperoleh dlm bntuk :

• Potash Feldspar (K2O.Al2O3.6SiO2)

• Soda Feldspar (Na2O.Al2O2.6SiO2)

• Lime Feldspar (CaO. 2Al2O3. 2SiO2)

feldspar adalah mineral alami berupa anhydrous alumino-silicate, dan dapat diperoleh dalam bentuk soda feldspar (Na2O, Al2O3, 6 SiO2), lime feldspar (CaO, Al2O3, 6SiO2 ), dan potas feldspar (K2O, Al2O3, 6SiO2 ).

feldspar merupakan campuran dari sodium, potasium, dan aluminium silikat dengan perbandingan tertentu untuk menentukan suhu peleburan

Suhu peleburan porselen juga dapat diturunkan dengan penambahan bahan lain seperti karbonat, borak.

Feldspar juga dapat digunakan sebagai bahan fluks

Bahan ini merupakan mineral yang mengandung unsur-unsur kalium, natrium, potasium, sodium, alumunium dan silikat dengan perbandingan tertentu untuk menentukan suhu peleburan. Feldspar dapat diperoleh dalam bentuk soda feldspar (Na2O, Al2O3, 6SiO2), lime feldspar (CaO, Al2O3, 6SiO2 ), dan potas feldspar (K2O, Al2O3, 6SiO2 ). Jika dibakar akan meleleh menjadi bahan yang bening seperti gelas yang membentuk matriks atau sebagai pengikat bagi kaolin dan quartz. Feldspar juga dapat digunakan sebagai bahan flux.

3. kaolin (aluminium )

Merupakan bahan pengikat untuk mempertahankan kepadatan dan kekuatan porselen agar dapat dibentuk sebelum dibakar. Makin banyak kaolin maka makin gelap porselen karena kaolin bersifat memberi warna gelap pada porselen, sehingga akan mempengaruhi estetik dari porselen

• Merupakan suatu clay.

• Berfungsi sebagai campuran plastik dengan air, sehingga dapat dibentuk sesuai ukuran dan model yang dikehendaki dan mempertahankan bentuknya selama pembakaran.

• Terdiri terutama dari mineral kaolinite, sebuah hydrous aluminosilicate dari komposisi Al2O3.2SiO2.2H2O.

kaolin merupakan bahan seperti lempung (clay) berupa hidrous alumino silikat, dan bila ditambah air akan menjadi campuran plastis yang dapat diolah menjadi bentuk sesuai yang dikehendaki

porselen untuk keperluan di bidang kedokteran gigi sedikit sekali atau bahkan tidak mengandung kaolin.

Merupakan tanah liat berwarna putih. Jika dibakar tidak berubah warna. Bahan ini memberi warna tidak bening (opaque) pada porselen. Porselen untuk keperluan di bidang kedokteran gigi sedikit sekali atau bahkan tidak mengandung kaolin.

Fs kaolin :

• Keramik dapat dibuat menjadi suatu campuran plastis dengan air, sehingga dapat dibentuk ke ukuran dan model yang dikehendaki.

• Suspensi clay-air dapat mempertahankan bentuknya selama pembakaran di dalam tungku.

• Keramik melebur pada suhu tinggi dan dapat bereaksi dengan bahan keramik lainnya.

• Porselen untuk keperluan di bidang kedokteran gigi sedikit sekali atau bahkan tidak mengandung kaolin

KOMPONEN LAIN

Komposisi lain ini berperan untuk menambah nilai estetika. Terdiri dari:

• Pigmen, berkhasiat untuk memberi warna yang dikehendaki, bahan ini bersatu dalam bubuk. Misalnya: oksida-oksida chromium, cobalt, nickel, titanium dan besi (II) oksida.

• Oksida-oksida, seperti titanium dapat dipergunakan untuk membuat bahan menjadi lebih opaque.

• Bahan upam dan bahan noda, dapat dipakai untuk mendapatkan hasil estetis yang dikendaki.

• Gula dan starch, dapat diikutkan sebagai bahan pengikat.

4.Pigmen

Bahan ini berfungsi sebagai pemberi warna pada porselen agar sesuai dengan warna gigi. Sebagai pigmen digunakan

oksida-oksida logam, misalnya indium memberi warna kuning, chrom memberi warna merah muda, kobalt memberi

warna kebiru-biruan dan titanium membuat bahan menjadi lebih opaque.

Bahan ini ditambahkan untuk memberi warna pada porselen supaya sesuai dengan warna gigi. Bahan pewarna

dalam porselen adalah :

a. Titanium untuk memberi warna kuning dan dapat digunakan untuk membuat bahan menjadi lebih opaq.

b. Kobalt untuk memberi warna kebiru – biruan.

c. Besi untuk memberi warna kecoklat – coklatan

d. Timah dan emas untuk memberi warna merah jambu.

e. Emas metalik untuk memberi warna bayangan merah kecoklatan.

f. Platina untuk memberi warna keabu – abuan

5. FluxPenambahan ini dimaksudkan untuk menambah kelelehan atau kecairan, merendahkan temperatur lebur, serta menyerap bahan-bahan pencemar yang tidak dikehendaki. Sebagai flux biasanya dipakai karbonat-karbonat kalium dan natrium, borax, gelas atau oksida timah.

Fluks dicampurkan pada porselen dalam pembuatannya pada temperatur yang rendah. Fluks yang dicampurkan

pada porselen terdiri dari sodium karbonat, kalsium karbonat, natrium karbonat dan boraks. Bahan – bahan ini

merupakan low fusing material yang berguna untuk memperendah temperatur penyatuan.

SIFAT PORSELEN

 Semua sisa air yang ada akan menguap selama pembakaran, disertai dengan hilangnya bahan pengikat ( bila ada ). Besarnya pengerutan berkisar 30 – 40 % terutama disebabkan oleh berkurangnya rongga-rongga udara selama proses pembulatan. Porselen tidak popular selama pembuatan inlay, oleh karena sukar mendapatkan hasil dengan ketepatan yangdibutuhkan.

1). Sifat kimia: tidak dapat dirusak oleh lingkunganya. Salah satu daya tarik utama dari porselen sebagai bahan restorasi gigi adalah bahwa bahan ini tidak rusak karena pengaruh kimia pada hampir semua pada kondisi lingkungan mulut

2). Sifat fisik: keuletan dan tegangan geseknya rendah, tetapi tegangan tariknya tinggi.

3). Sifat mekanik:porselen adalah suatu bahan yang getas, ok. itu perkembangan porselen lebiH mengarah pada perbaikan sifat mekanik, a.l: dengan penambahan alumina yg dapat memperkuat bahan .porselen adalah bahan yang rapuh. Penemuan bahan keramik beberapa tahun ini diarahkan pada tercapainya sifat-sifat mekanis yang baik, seperti pada porselen alumina.

4). Sifat estetik: sangat baik karena menyerupai gigi asli. porcelen menunjukkan nilai estetik yang baik, meskipun demikian apabila semen larut, dan terbentuk celah pada tepi restorasi, maka ini akan

menyebabkan terjadinya perubahan warna oleh sisa-sisa makanan5). Sifat porus: pada saat pembakaran dapat terjadi gelembung - gelembung udara yang tidak dapat dihindari sehingga menyebabkan terbentuknya rongga di antara partikel porselen. Hal ini yg menyebabkan porselen mudah pecah.

Porositas adanya gelembung-gelembung udara merupakan hal yang tidak dapat dihindari pada pembakaran porselen. Ini dapat menurunkan kekuatan bahan dan translusensi. Untuk mengurangi porositas tersebut, beberapa peneliti menganjurkan cara sebagai berikut :

a) Pembakaran pada tungku hampa tekanan untukmengeluarkan air

b) Pembakaran dengan adanya suatu gas yang dapatmerembes ke luar dari porselen

c) Pendinginan dibawah tekanan untuk mengurangiresultante besarnya pori-pori6). Sifat thermal: Konduktivitas thermal dan koefisien ekspansi thermal mirip jaringan email dan dentin. sifat pengantar panas yang rendah dan koefisien termal ekspansinya sangat mendekati email dan dentin

Indikasi

1. Untuk restorasi klas i dan klas ii pada pasien yang mengutamakan estetik.

2. Pada karies gigi yang besar atau kegagalan restorasi sebelumnya

3. Bila keadaan sosial ekonomi pasien mengijinkan

4. Veneer gigi anterior

Kontraindikasi

1. Tidak dianjurkan bila ada karies yang banyak atau tekanan oklusal yang besar.

2. Pada preparasi subgingival yang dalam

3. Pada pasien yang mempunyai kebiasaan bruxism atau cleanching

4. Pada pasien dengan usia muda dimana ruang pulpa masih lebar.

KELEBIHAN PORSELEN

Estetika tinggi

Tdk terpengaruh cairan rongga mulut.

Tahan terhadap abrasi

Tdk mengasorbsi air

Stabil thd pengaruh ekspansi dan kontraksi

Kekuatan dan kekerasan baik

Warna dapat disesuaikan

Resisten thd stain

Biokompatibilitas baik

Keunggulan dental porcelen dibandingkan dengan bahan aklirik antara lain :

Lebih keras dan lebih kuat pada ketebalan tertentu

Mempunyai permukaan yang lebih mengkilap ( bila proses glaze dilakukan dengan baik)

Lebih tahan terhadap pengikisan / abrasi

Warnanya lebih stabil selama pemakaian

Tidak memberikan reaksi jaringan

Harus dilakukan secara perlahan dan merata untuk menghindari terjadinya pengerutan.

KELEMAHAN PORSELEN

● Getas/brittle

● Sukar diasah

● Terlalu tipis → pecah. mis: inlay

● over/under restorasi → pecah saat pembuatan, susah diasah/tdk bisa dikurangi sendiri

Yang utama adalah sifat kerapuhannya bila ketebalannya kurang penyusutan selamapembakaran.

• Rapuh

• Sukar diasah

• Kekerasan terhadap fraktur yang rendah

• Over atau under restorasi → pecah saat pembuatan, susah diasah atau tidak bisa dikurangi sendiri

KLASIFIKASI PORSELEN

A. Berdasarkan pada suhu pembakarannya:

1. High fusing (12000C - 14000C).

2. Medium fusing (10500C- 12000C).

3. Low fusing (8000C - 10500C).

· High fusing→ bahan membuat elemen gigitiruan

· Medium fusing & Low fusing → membuat restorasi gigi tiruan seperti gigi tiruan jembatan, mahkota gigi tiruan, dan mahkota gigi tiruan dengan kerangka logam

B.Berdasarkan Aplikasi:

· Porselen Inti: biasanya utk m’buat mahkota jaket → utk lapisan paling dalam. ini merupakan bahan dasar untuk jaket crown, harus memiliki sifat-sifat mekanis yang baik.

· Porselen Dentin: lebih translusen. untuk dentin atau body, lebih translusent dari yang di atas, ini sangat menentukan bentuk dan warna restorasi.

· Porselen email: translusen maks. , membentuk bagian luar mahkota, dan paling translusent

C.Berdasarkan metode pembakaran:

· tekanan atmosfir

· metode vakum

Pembakaran pada tekanan yang dikurangi atau hampa tekanan.

MACAM KERAMIK

Earthenwar→ sebag.besar kaolin dan quartz, feldspar min.

Stoneware → kaolin, quartz, dan feldspar seimbang.

Domestik porselen → sebag.besar kaolin dan feldspar, quartz sedikit.

Dental Porselen→ tdd. Feldspar dan quartz , sedikit/tdk mengandung kaolin

TIPE PORSELEN

1). Feldspatik porselen.

2). Aluminus porselen.

3). Metal bonding porselen.

4).In-Ceram : Glass Infiltrated Alumina Core Ceramic (In-Ceram Alumina).

Glass Infiltrated Spinel Core Ceramic (In-Ceram Spinel).

Glass Infiltrated Zirconia Core Ceramic

(In-Ceram Zirconia ).

6). Keramik-kaca injeksi (IPS Empress).

(McClean,1980)

1). Feldspatik porselen.

dibuat pada suhu pembakaran 10500C - 12000C.

Perbandingan jumlah feldspar dengan quartz adalah 85% dan 15%.

quartz yang rendah menyebabkan ruang antara partikel porselen menjadi lebar sehingga felsdpatik porselen mudah pecah karena adanya thermal shock.

CTE 5,5-7,5 x 10-6 /0C

Flexure strength 65-75MPa.2

suatu keramik yang terdiri dari fasa glass matrix and satu atau lebih fasa kristal (leucite, K2O.Al2O3.4SiO2)

2). Aluminus porselen.

1. kristal alumina sebesar 50% → koefisien muai panasnya lebih tinggi, dan kekuatanya dua kali lebih besar dari pada felsdpatik porselen.

2. kekuatan yang tinggi dan sangat opaque, oleh karena itu lebih diindikasikan pada regio posterior

3.Al2O3 lebih efektif dalam mencegah keretakan.

4.Flexure strength 138 MPa.2

3). Metal bonding porselen.

Porselen yang digunakan dengan kombinasi logam mempunyai kandungan K2O sebesar 11%-15%, dan suhu pembakarannya antara 7000C – 12000C.

Meningkatkan jumlah kandungan K2O akan menghasilkan perubahan muai panas pada porselen yang dibutuhkan untuk berlekatan dengan logam

(baca restorasi keramik logam)

PORSELEN YG DIOLESKAN PADA METAL

Full porselen → mudah mengalami patah

Menggunakan metal crown → kekuatan ditingkatkan sampai 3 kali

Kegagalan → tidak bersatunya porselen pada metal

Hal ini tergantung pada:

1. Pemilihan bhn metal (kesamaan koefisien thermal antara porselen dg metal.

2. Ikatan (bond) porselen dan metal

IKATAN PORSELEN PD METAL

1. Mekanik

● Mengkasari perm. metal shg porselen masuk ke dlm celah mikromekanikal dari metal

2. Kompresi

● Pada pendinginan porselen, dapat timbul kontraksi antara metal dg porselen → menimbulkan tegangan shg terjd ikatan antara porselen-metal

3. Kimia

●Metal dipanaskan→timbul oksida pd perm logam

●Pembakaran→porselen mengalir dan bersatu (fused) dg oksida dari metal membentuk ikatan

--compresion: Koefisien ekspansi porselen > metal. Tjd kompresi metal shrinkage lbh byk akibatnya perm porselen tertarik craks /retak (pecah)

--tension : Koefisien ekspansi porselen < metal. Tjd tesion pd porselen porselen pecah

KERAMIK MODERN. Kategori porselen gigi menurut jenis,konstruksi & penggunaan1. Keramik kaca injeksi (IPS-Empress)

Merupakan feldspatic porselen yang mengandung kristal leucite (K2O.Al2O3.4SiO2) dlm konsentrasi tinggi (± 35vol% - 70vol%) untuk meningkatkan kekuatan lentur porselen sehingga dapat meningkatkan ketahanan terhadap fraktur.

Keramik feldspathic type glass ini dipanaskan dalam rangka silinder dan disuntikkan di bawah temperatur yang tinggi ke dalam mould (± 45 menit).

Keuntungan: estetik baik

Kerugian : tdk digunakan utk gigi posterior ok potensi thd fraktur msh tinggi

Keramik ini merupakan feldspatik porselen yang mengandung kristal leucite (K2O.Al2O3 .4SiO2) dalam konsentrasi sekitar 35 vol.%-70 vol.% untuk meningkatkan kekuatan lentur sehingga dapat meningkatkan ketahanan terhadap fraktur.

2.Keramik inti alumina yang diinfiltrasi kaca (in-ceram)

Inti porselen alumina disintering diinfiltrasi dg kaca pd suhu 1100oC selama 4 jam.In-Ceram ini mempunyai 3 jenis inti keramik yaitu:

Glass Infiltrated Alumina Core Ceramic (In-Ceram Alumina).

Glass Infiltrated Spinel Core Ceramic (In-Ceram Spinel).

Glass Infiltrated Zirconia Core Ceramic (In-Ceram Zirconia ).

komposisi kekuatan

kelenturan (Mpa)

Indikasi

In-Ceram Spinel MgO-Al2O3 350 inlay,onlay,veneer,crown anterior.

In-Ceram alumina Al2O3 500 crown anterior/posterior dan jembatan anterior

In-Ceram Zirconia Al2O3-ZrO2 700 crown dan jembatan posterior

Proses sintering awal untuk inti alumina menghasilkan penurunan volume yang minimal karena temperature dan waktunya hanya cukup untuk menimbulkan ikatan antara partikel-partikel pada daerah yang kecil

- Porselen yang diperkuat Leucite

Porselen yang diperkuat leucite adalah porselen yang mengalami penyusutan kondensasi dan sintering waktu dibakar karena penurunan volumetric yang disebabkan oleh sintering, dan ketepatan mahkota yang dibuat dari keramik ini tidak sebaik mahkota jaket porselen yang mempunyai bagian tepi dari logam.

Porselen feldspatik yang diperkuat leucite, dikondensasi, disintering dengan porselen alumina feldspatik konvensional

3. Keramik mesin / CAD-Ceram

Merupakan tipe feldspatic porselen

Keramik ini dijual dalam bentuk blok kecil dengan warna yang berbeda (mis:A1,A2,A3.5,B3).

Pemrosesan & pengasahan dilakukan dengan sistem CAD-CAM (Computer Aided Desaign - Computer Aided Manufacture).

Indikasi:inlay,onlay,veneer dan mahkota

CAD-CAM ini terdiri dari:

kamera untuk merekam gigi yang telah dipreparasi (sebagai pencetak optikal).

Komputer untuk merancang restorasi yang akan dibuat.

Mesin pengasah untuk mengasah CAD-CAM Ceram ke dalam bentuk restorasi yg diinginkan.

Kekurangan: peralatan relatif mahal

Kelebihan: porositas rendah,tidak perlu cetakan ok CAD-CAM telah dilengkapi dgpencetak optikal yg diambil dari kamera video yg ada pada komputer, 1 kali kunjungan.

Keramik ini dijual sebagai blok kecil yang dapat diasah jadi inlay, onlay, crown, dan veneer pada sistem CAD-CAM yang terdiri atas:

a.Kamera : utk merekam gigi yg telah dipreparasi

b.Komputer : utk merancang restorasi yg akan dibuat

c.Mesin pengasah utk mengasah cad- cam

MANIPULASI → ADA TIGA TAHAP:

1. Tahap Compaction( Pemadatan)

Ada 3 mcm serbuk porselen yg digunakan:

· Opaque Shade (lap. Opaque)

Utk menutup warna jar. di bawahnya, warna buram

·Dentin Shade (lap. utk dentin or body)

lebih translusen dari pada Opaque Shade, menentukan warna dan btk restorasi

·Enamel Shade

membentuk bag.luar mahkota,translusen warna bisa disesuaikan dengan gigi asli

Tujuan :

• Agar bahan dapat dibentuk sesuai dengan yang dikehendaki

• Agar air yang terkandung di dalam masa dapat dikeluarkan sebanyak mungkin. Pada pembakaran akan terjadi pengerutan volumetrik sebesar 30 sampai 40% lebih banyak air yang dikeluarkan, lebih kecil pengerutan terjadi.

2. Tahap Firring (pembakaran)

ada 3 fase dalam tahap pembakaran:

a.Pemanasan rendah/low bisque stage

Tujuan: utk menghilangkan air → bhn shrinkage. Penyatuan partikel keramik hanya pada titik kontaknya → cukup porous.

b.Pemanasan berlanjut/medium bisque stage

Pada tahap ini shrinkage msh terjadi, kohesi lebih besar antara partikel (partikel menyatu). Air lbh banyak dihilangkan dari bahan agar pengkerutan lebih kecil. Porousitas berkurang dan terjadi pengkerutan (shrinkage).

c. Pemasan tinggi/high bisque

Pada tahap ini shrinkage berlanjut sebanyak 30-40% sampai benar-benar tdk terjadi shrinkage sama sekali

Tahapannya:

• Tahap low bisque atau low bscuit, tahap ketika bahan menjadi sedikit kaku dan fluxe mulai mengalir.

• Tahap medium bisque atau medium bisquit, ketika telah terjadi sedikit pengerutan dan terdapat kohesi yang lebih besar antara partikel.

• Tahap high bisque (high biscuit), pada tahap ini tidak ada lagi terjadi pengerutan.

3. Tahap Glazing

Glazing adl pelapisan gelas yang tdk berwarna (transparan)

Tujuan: ·utk kompensasi (mengimbangi) pengkerutan selama pembakaran

·menutupi porous pada bahan porselen

3Pendinginan : Harus dilakukan secara perlahan dan merata untuk menghindari terjadinya pengerutan.