BAB 3 PREPARASI SECARA KIMIA-MEKANIS
3.3 Mekanisme dan kerja bahan
Jaringan gigi terdiri dari email dan dentin. Dentin terdiri dari 70 % mineral, 10% air dan 20% matriks organik. Matriks organik mengandung 18% kolagen dan 2% non-kolagen. Kolagen merupakan protein yang mengandung prolin yang banyak dan satu per tiga dari asam aminonya mengandung glisin. Rantai senyawa
membentuk fibril jika tersusun bersebelahan. Ikatan kovalen antara rantai polipeptida dari tropokolagen akan membentuk ikatan silang (cross links) yang dapat menstabilkan fibril kolagen (Gambar 7).8,16
Struktur fibril kolagen dalam dentin tersusun sehingga membentuk rangkaian padat dan termineralisasi. Apabila terjadi karies, asam yang dihasilkan oleh bakteri plak dengan fermentasi anaerob dari karbohidrat dapat menyebabkan larutnya mineral enamel. Bila proses karies berlanjut, bakteri dapat menginvasi ke tubulus dentin dan proses demineralisasi akan berlanjut. Matriks organik yang mengalami demineralisasi, kolagen dan komponen matriks lainnya akan mengalami degradasi secara enzimatik oleh protease dan hydrolase dari bakteri. Akibat degradasi dari kolagen, terbentuk dua zona pada karies dentin yaitu lapisan luar dan dalam.17 Lapisan luar (outer layer) terdegradasi sebagian, terkontaminasi oleh bakteri penyebab nekrosis matriks kolagen serta tidak dapat remineralisasi. Lapisan dalam (inner layer) merupakan daerah yang mengalami demineralisasi sebagian, struktur kolagennya masih utuh, bakteri jarang ditemukan dan kolagen mempunyai potensi untuk remineralisasi jika faktor penyebab karies dihilangkan.4,15,16 Perbedaan antara kedua lapisan ini dapat dilihat pada tabel 2.16
Menurut Ericsson (1999), proses penyingkiran karies yang efisien adalah bila dapat mengidentifikasi lapisan karies dentin bagian dalam dan bagian luar. Untuk itu, diperlukan suatu bahan yang dapat melunakkan lapisan karies luar yang akan disingkirkan. Penyingkiran karies adalah dengan cara pembelahan (cleavage) dari rantai polipeptida dalam tripel heliks dan hidrolisis ikatan silang seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7.16
Tabel 2. Perbedaan antara lapisan luar dan dalam karies dentin.16
Lapisan luar karies dentin Lapisan dalam karies dentin
Dentin yang terinfeksi (infected dentin) Dentin yang terpengaruh (affected dentin) Lapisan terluar dari lesi karies dentin Di bawah lapisan terluar
Tampak basah dan kosistensi lunak Keras dan kosistensi kasar
Infeksi tinggi oleh penetrasi bakteri Tidak ada penetrasi bakteri, hanya penetrasi toksin
Degradasi fibril kolagen yang irreversibel Demineralisasi sebagian, fibril kolagen masih utuh
Tidak ada kemungkinan untuk
remineralisasi Dapat remineralisasi Berwarna dengan perwarna pendeteksi
karies
Tidak berwarna dengan perwarna pendeteksi karies
Perlu disingkirkan Tidak perlu disingkirkan
Gambar 7. Struktur kolagen, a)rantai polipeptida. Tempat yang sesuai untuk pemecahan (clevage) oleh bahan kimia-mekanis dengan degradasi dari glycine atau hidroksiprolin
Sejak tahun 1970 telah dilakukan usaha untuk mengganti metode pengeboran gigi. Habib (1976) mempelajari efek natrium hipoklorit yang merupakan bahan proteolitik tidak spesifik pada penyingkiran karies pada dentin. Bahan ini bersifat korosif bila digunakan pada jaringan sehat dan sangat tidak stabil. Untuk mengatasi kekurangan natrium hipoklorit dibuat bahan baru yaitu Caridex. Kekurangan Caridex diatasi dengan membuat bahan baru yaitu Carisolv. Papacarie merupakan bahan terakhir yang diperbaharui.16
3.3.1 Caridex
Pertamanya diputuskan untuk menggabungkan natrium hipoklorit dengan bahan buffer Sorensen yang mengandung glisin, natrium klorit dan natrium hidroksida. Reaksi yang dihasilkan adalah lebih efektif dalam menyingkirkan karies. Penambahan ion klorin oleh glisin berguna untuk membentuk N-Monochloroglysin (NMG) yang kemudian dikenal sebagai GK 101. Dipasarkan pada tahun 1972 sebagai bahan CMCR yang pertama Menurut Kurosaki (1977) GK 101 hanya dapat melunakkan lapisan luar karies dentin dan tidak memberi pengaruh terhadap lapisan dalam. Kekurangan dari GK 101 adalah reaksi yang lambat.16
Penelitian selanjutnya menemukan bahwa sistem tersebut lebih efektif jika glisin digantikan dengan asam amino butyric, produk yang dihasilkan adalah asam N-monochloraminobutryc (NMAB) yang dikenal sebagai GK 101E (1975). Mekanisme dari bahan NMG dan NMAB pada kolagen masih kurang jelas dan pengetahuan secara kimiawi tentang klorinasi dari asam amino dan efeknya masih terbatas. Awalnya, metode ini diperkirakan melibatkan klorinisasi dari kolagen degradasi
sebagian dalam lesi karies dan perubahan hidroksiprolin ke asam pyrrole-2-karbosilik. Penelitian terbaru menyarankan agar melibatkan pembelahan oksidasi dari glisin, sehingga terjadi gangguan fibril kolagen dan karies menjadi lebih mudah hancur dan dapat disingkirkan.16
Sistem NMAB dipatenkan di Amerika pada 1975, dan paten seterusnya dilakukan oleh National Patent Dental Corporation, New York (1987). Bahan tersebut dipasarkan sekitar tahun 1980-an sebagai Caridex dan diizinkan oleh Food and Drug Administration (FDA) untuk digunakan di Amerika pada tahun 1984. Caridex mengandung dua larutan, larutan pertama mengandung natrium hipoklorit dan larutan kedua mengandung glisin, asam aminobutyric, natrium klorit serta natrium hidroksid. Dua larutan ini dicampurkan bersama sebelum digunakan, bahan ini hanya stabil setelah 1 jam pencampuran.16
3.3.2 Carisolv
Caridex (1990) tidak dipasarkan lagi karena berbagai kekurangannya. Mediteam (1998) di Sweden menggantikannya dengan Carisolv. Gel Carisolv merupakan campuran dua bahan dengan perbandingan sama untuk membentuk bahan gel aktif. Kandungan utama pada salah satu komponen merupakan tiga asam amino (asam glutamat, leusin dan lisin) dan natrium hidroksid. Komponen lain yaitu cairan yang mengandung komponen hipoklorit reaktif (0,5% natrium hipoklorit) jernih.15,19,20 Gel tersedia dalam dua kemasan, gel Carisolv multi mix dan gel Carisolv
ditingkatkan sehingga memerlukan konsentrasi NaOCl yang lebih tinggi. Salah satu pengaruh dari tingginya konsentrasi NaOCl adalah gel menjadi tidak berwarna.16
(A) (B)
Mekanisme kerja bahan dimulai setelah kedua bahan Carisolv dicampurkan dan diaplikasikan pada lesi karies selama 30 detik. Asam amino akan membuat ikatan dengan klorin sehingga membentuk kloramin bila pH tinggi. Perubahan pH yang tinggi diperlukan untuk mencegah kerusakkan lanjut dan meminimalkan efek samping yang tidak diinginkan dari hipoklorit. Ketiga asam amino mempunyai valensi berbeda, sehingga terdapat daya tarik elektrostatik ke daerah berbeda pada protein dalam karies dentin. Diketahui bahwa fibril kolagen terdiri dari rantai peptida, sedangkan kutub hidrofilik terdiri dari valensi positif dan negatif dan kutub hidrofobik (bagian dalam) tidak mempunyai valensi. Mengakibatkan ikatan struktur fibrous yang terdegradasi pecah. Sifat dentin yang porus setelah demineralisasi
Gambar 8: Gel Carisolv dan instrumen tangan.16.(A) Gel Carisolv multimix. (B) Gel Carisolv singlemix
memungkinkan Carisolv menembus, sehingga dentin lebih banyak terpapar oleh kloramin.16 Bahan ini hanya melunakkan karies dentin dan tidak mengganggu jaringan yang sehat.16,21
3.3.3 Papacarie
Meskipun Carisolv dikatakan bahan yang paling berhasil, namun terdapat juga kerugiannya yaitu memerlukan ketrampilan operator dan instrumen khusus sehingga biaya meningkat. Untuk mengatasi kekurangannya, bahan baru dikembangkan di Brazil (2003) yaitu formula eacao oleh Sao Paulo. Diperkenalkan sebagai gel papain dengan nama Papacarie untuk bahan preparasi CMCR (Gambar 11). Komponen utama dari bahan ini adalah papain, kloramin dan toluidin biru.16
Papain merupakan enzim yang diekstraksi dari getah daun dan buah pepaya hijau yang dewasa, mengandung endoprotein yang mirip dengan pepsin manusia. Bersifat bakterisid, bakteriostatik dan anti-inflamasi serta debriding agent, tidak merusak jaringan sehat tetapi memacu proses remineralisasi. Mekanisme bahan adalah dengan membelah molekul kolagen yang sebagian degradasi akibat karies. Papacarie mampu menghancurkan sel yang mati dan menyingkirkan selubung fibrin akibat proses karies, bekerja pada lesi karies yang mempunyai protease plasma inhibitor alpha-1-antitrypsin (plasmatic protease inhibitor alpha-1-antitrypsin) yang sedikit. Papacarie tidak bereaksi pada jaringan sehat karena yang mengandung protease plasma inhibitor antitrypsin (plasmatic protease inhibitor
Kloramin merupakan bahan hasil dari klorin dan ammonia yang mempunyai sifat bakterisid dan disinfektan, digunakan secara luas sebagai larutan pada saluran akar untuk melunakkan karies dentin secara kimiawi. Bagian kolagen karies dentin yang terdegredasi diklorasikan oleh kloramin dan dapat disingkirkan dengan mudah menggunakan ekskavator. Toluidin biru merupakan malachite hijau yang digunakan sebagai bahan pewarna, disamping sangat efektif melawan Streptococus mutans. Bahan ini mempunyai pigmen fotosensitif yang melekat pada membran bakteri.16,20
Mekanisme aksi dari bahan Papacarie dimulai dengan pengaplikasiannya pada karies dentin. Bahan proteolitik menghasilkan debridemen dari papain gel. Saat degradasi dan eliminasi selubung fibrin yang dihasilkan oleh proses karies, lapisan matriks sedikit berada pada zona nekrosis karies dentin. Akibat penghancuran sel yang mati, molekul kolagen mulai pecah dan selanjutnya diklorinasi oleh kloramin yang juga membebaskan O2 sehingga menghasilkan buih dan gel menjadi keruh. Karies dentin yang telah dilunakkan dengan Papacarie mudah disingkirkan.16
