Resin Akrilik Polimerisasi Panas

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.3 Resin Akrilik Polimerisasi Panas

Resin akrilik merupakan bahan yang paling umum digunakan untuk pembuatan basis gigitiruan sampai saat ini. Resin akrilik sebagai bahan pilihan karena memiliki estetis yang baik, cukup baik dalam hal sifat fisis dan mekanis, murah, dan mudah dibuat dengan peralatan yang tidak mahal.⁷ Resin akrilik polimerisasi panas merupakan bahan yang terdiri dari bubuk dan cairan yang dicampur dan membutuhkan energi panas untuk menjadi kaku dan padat.⁷ Energi panas yang dibutuhkan untuk proses polimerisasi dapat diperoleh dengan merendam dalam air yang dipanaskan (waterbath). Resin akrilik polimerisasi panas merupakan polimer

memiliki karakter umum yaitu bahwa setiap sub-unit pada fase cair sangat mudah berbelit dan hampir tidak mungkin untuk diuraikan kembali.¹⁵ Ikatan resin akrilik polimerisasi panas adalah ikatan silang.^8,44 Hal ini menyebabkan polimer lebih kaku, lebih resisten terhadap suhu, mengurangi kelarutan dan tidak dapat dibentuk kembali. Ikatan silang juga menyebabkan bahan mudah untuk dipoles, sehingga menghasilkan bahan restorasi yang estetis.⁴⁴

2.3.1 Komposisi

Unsur pokok dari resin akrilik polimerisasi panas adalah :^7,10 a. Bubuk

Polimer : butiran atau granul poli metil metakrilat

Inisiator : benzoyl peroxide

Pigmen/pewarna : garam cadmium atau besi, atau pewarna organik Plasticizer : dibutyl phthalate

b. Cairan

Monomer : metil metakrilat

Cross-linking agent : ethyleneglycol dimethylacrylate Inhibitor : hydroquinone

2.3.2 Manipulasi

Resin akrilik polimerisasi panas umumnya diproses dalam sebuah kuvet dengan menggunakan teknik compression-moulding. Bubuk dan cairan dicampur dengan perbandingan 3:1 satuan volume atau perbandingan 2:1 satuan berat. Setelah pencampuran, bahan mengalami beberapa tahapan yaitu :^3,29

1. Tahap basah : campuran seperti pasir (wet sand stage). Pada tahap ini secara bertahap polimer bercampur dengan monomer

2. Tahap lengket : campuran seperti berserat, berbenang (tacky fibrous). Pada tahap ini polimer larut dalam monomer (sticky stage)

3. Tahap lembut : campuran seperti adonan mudah diangkat dan tidak lengket lagi. Pada tahap ini monomer sudah larut seluruhnya ke dalam polimer. Waktu yang tepat dan sesuai untuk diisi ke dalam mold (doughstage/gel stage)

4. Tahap karet : campuran seperti karet (rubbery stage) dan tidak bisa dimasukkan lagi ke dalam mold. Pada tahap ini monomer sudah tidak dapat bercampur dengan polimer lagi.

5. Tahap kaku : tahap dimana akrilik tidak dapat dibentuk lagi (stiff stage) Setelah pembuangan malam, adonan diisikan dalam mold gips. Kuvet ditempatkan di bawah tekanan, dalam water bath dengan waktu dan suhu terkontrol untuk memulai polimerisasi resin akrilik polimerisasi panas. Umumnya resin akrilik polimerisasi panas dipolimerisasi dengan menempatkan kuvet dalam water bath dengan suhu konstan pada 70^oC selama 90 menit dan dilanjutkan dengan perebusan akhir pada suhu 100⁰C selama 30 menit sesuai rekomendasi Japan Industrial Standar (JIS).³

Setelah prosedur polimerisasi, kuvet dibiarkan dingin secara perlahan hingga mencapai suhu kamar. Kemudian resin dikeluarkan dari mold dengan hati – hati untuk menghindari fraktur dan distorsi gigitiruan. Basis gigitiruan akrilik yang telah dikeluarkan dari kuvet, siap untuk diproses akhir dan dipoles.^7,10

2.3.3 Sifat-Sifat

Sifat bahan basis gigitiruan resin akrilik polimerisasi panas terbagi atas sifat mekanis, sifat kemis dan biologis, serta sifat fisis.¹⁹

2.3.3.1 Sifat Mekanis

Sifat mekanis adalah ilmu fisika yang berhubungan dengan energi dan kekuatan serta efeknya terhadap benda. Sifat mekanis bahan basis gigitiruan terdiri atas kekuatan tensil, kekuatan impak, fatique, crazing dan kekerasan.

a. Kekuatan Tensil

Kekuatan tensil resin akrilik polimerisasi panas adalah 55 MPa (8000 psi). salah satu kekurangan utama resin akrilik adalah kekuatan tensil resin akrilik yang rendah. ^10,15

b. Kekuatan Impak

Kekuatan impak resin akrilik polimerisasi panas adalah 31,4 J/m.⁵ Resin akrilik memiliki kekuatan impak yang relatif rendah dan apabila gigitiruan akrilik jatuh ke atas permukaan yang keras kemungkinan besar akan terjadi fraktur.

c. Fatigue

Gigitiruan menerima sejumlah besar tekanan lengkungan pada saat proses pengunyahan. Karena alasan tersebut, fatigue menjadi sifat yang penting untuk diperhatikan. Fatigue merupakan representasi jumlah lengkungan sebelum kerusakan terjadi pada tekanan tertentu. Kekuatan fatigue basis resin akrilik polimerisasi panas adalah 1,5 juta lengkungan sebelum patah dengan beban 2500 lb/in² pada stress maksimum 17,2MPa.⁵

d. Crazing

Crazing merupakan kumpulan retakan pada permukaan gigitiruan resin akrilik

yang dapat melemahkan basis gigitiruan. Retakan - retakan ini dapat timbul akibat salah satu dari tiga mekanisme berikut. Pertama, ketika pasien memiliki kebiasaan sering mengeluarkan gigitiruannya dan membiarkannya kering, siklus penyerapan air yang konstan diikuti pengeringan sehingga dapat menimbulkan stress tensil pada permukaan dan mengakibatkan terjadinya crazing. Kedua, ketika menggunakan anasir gigitiruan porselen juga dapat menyebabkan crazing pada basis di daerah sekitar leher anasir gigitiruan yang diakibatkan perbedaan koefisien ekspansi termal antara porselen dan resin akrilik. Ketiga, selama proses perbaikan gigitiruan dapat menyebabkan crazing ketika monomer metil metakrilat berkontak dengan resin akrilik yang telah mengeras dari potongan yang sedang diperbaiki.¹⁹

e. Kekerasan permukaan

Nilai kekerasan permukaaan resin akrilik polimerisasi panas adalah 15-18 VHN.¹⁰ Nilai kekerasan tersebut menunjukkan bahwa resin akrilik relatif lunak

dibandingkan dengan logam dan mengakibatkan basis resin akrilik cenderung menipis. Penipisan tersebut disebabkan makanan yang abrasif dan terutama pasta gigi pembersih yang abrasif, namun penipisan basis resin akrilik ini bukan suatu masalah besar.

2.3.3.2 Sifat Kemis

Sifat kemis adalah sifat suatu bahan yang dapat mengubah sifat dasar bahan tersebut, seperti penyerapan air dan stabilitas warna.

a. Stabilitas Warna

Resin akrilik polimerisasi panas memiliki stabilitas warna yang baik. Yu-lin Lai (2003) berpendapat, stabilitas warna dan ketahanan terhadap stain pada nilon, silikon serta dua jenis resin akrilik dan ditemukan resin akrilik menunjukkan nilai diskolorisasi yang paling rendah setelah direndam dalam larutan kopi.¹⁵

b. Penyerapan Air

Penyerapan air resin akrilik polimerisasi panas terjadi karena polar dari molekul resin akrilik. Koefisien difusi yang rendah menyebabkan resin akrilik polimerisasi panas memiliki penyerapan air yang rendah. Nilai koefisien difusi resin akrilik polimerisasi panas adalah 0,11 x 10^-6 cm²/detik dan nilai penyerapan air resin akrilik polimerisasi panas adalah 0,69 mg/cm².^3,5 Resin akrilik polimerisasi panas memerlukan waktu hampir 17 hari untuk menjadi jenuh, tetapi waktu yang dibutuhkan untuk mencapai kejenuhan bervariasi, tergantung pada ketebalan basis gigitiruan.⁴⁵ Resin akrilik polimerisasi panas menyerap air dengan sangat signifikan pada 24 jam sampai 50 jam pertama saat direndam dalam air, tetapi sesudahnya penyerapan air tidak terjadi dalam jumlah signifikan karena koefisien difusi yang rendah.⁴⁶ Penyerapan air memberikan pengaruh terhadap sifat mekanis dan menyebabkan perubahan dimensi. Perubahan dimensi dapat berupa ekspansi ataupun kontraksi.

2.3.3.3 Sifat Biologis

Sifat biologis adalah sifat suatu bahan dalam interaksinya dengan makhluk hidup, seperti biokompatibilitas dan pembentukan koloni bakteri.

a. Biokompatibilitas

Secara umum, resin akrilik polimerisasi panas sangat biokompatibel. Walaupun demikian, beberapa pasien mungkin menunjukkan reaksi alergi di rongga mulut. Monomer sisa yang dihasilkan dan benzoic acid merupakan komponen iritan. Batas maksimal konsentrasi monomer sisa untuk resin akrilik polimerisasi panas menurut standar ISO adalah 2,2 %.^3,7

b. Pembentukan Koloni Bakteri

Kemampuan berkembang organisme tertentu pada permukaan gigitiruan resin akrilik berkaitan dengan penyerapan air, energi bebas permukaan, kekerasan permukaan, dan kekasaran permukaan.¹⁹ Beberapa penelitian menunjukkan bahwa resin akrilik polimerisasi panas memiliki penyerapan air yang rendah, permukaan yang halus, kekerasan permukaan yang tinggi dan sudut kontak permukaan dengan air yang cukup besar sehingga apabila diproses dengan baik dan sering dibersihkan maka perlekatan bakteri tidak akan mudah terjadi.

2.3.3.4 Sifat Fisis

Sifat fisis adalah sifat suatu bahan yang diukur tanpa diberikan tekanan atau gaya dan tidak mengubah sifat kimia dari bahan tersebut. Sifat fisis terdiri atas massa jenis, ekspansi termal, porositas, kekasaran permukaan, ketepatan dimensi dan akurasi.¹⁹

a. Massa Jenis

Resin akrilik memiliki massa jenis yang relatif rendah yaitu sekitar 1,2 g/cm³. Hal ini disebabkan resin akrilik terdiri dari kumpulan atom - atom ringan, seperti karbon, oksigen dan hidrogen.¹⁹

b. Ekspansi Termal

Koefisien ekspansi termal resin akrilik polimerisasi panas adalah sekitar 80 ppm/^oC. Nilai ini merupakan angka yang cukup tinggi dari kelompok resin. Hal ini

umumnya tidak menimbulkan masalah, namun kemungkinan dapat terjadi kelonggaran dan lepasnya anasir gigitiruan porselen yang tersusun pada basis gigitiruan akibat perbedaan ekspansi dan kontraksi.⁷

c. Porositas

Salah satu masalah yang sering terjadi pada resin akrilik polimerisasi panas adalah adanya porositas atau gelembung selama selama proses manipulasi. Gelembung atau porositas pada permukaan dan di bawah permukaan dapat mempengaruhi sifat fisis, estetik dan kebersihan basis gigitiruan. Ada dua penyebab utama porositas yaitu polimerisasi shrinkage dikenal dengan porositas kontraksi dan penguapan dari monomer diistilahkan dengan porositas gas.⁷

Porositas juga dapat berasal dari pengadukan komponen bubuk dan cairan yang tidak benar. Timbulnya porositas dapat diminimalkan dengan adonan resin akrilik yang homogen, penggunaan perbandingan polimer dan monomer yang tepat, prosedur pengadukan yang terkontrol dengan baik, serta waktu pengisian bahan ke dalam mold yang tepat.²⁹

d. Kekasaran Permukaan

Ambang batas nilai kekasaran permukaan dari bahan kedokteran gigi adalah mendekati 0,2 µm.⁹ Beberapa peneliti menyatakan bahwa resin akrilik polimerisasi panas memiliki permukaan yang halus dan mampu mempertahankan pemolesan yang baik selama jangka waktu pemakaian yang panjang. Abuzar dkk (2010) menyatakan bahwa resin akrilik yang sudah maupun belum dipoles memiliki permukaan yang lebih halus daripada nilon termoplastik.⁹ Hasil penelitian Abuzar dkk (2010) menunjukkan nilai kekasaran permukaan dari resin akrilik polimerisasi panas yang belum dipoles sebesar 0,995 ± 0,12 µm dan setelah dipoles sebesar 0,046 ± 0,007 µm.⁹

e. Stabilitas Dimensi dan Akurasi

Stabilitas dimensi dan akurasi mempunyai peranan penting dalam hal memperoleh adaptasi yang baik antara gigitiruan dengan jaringan rongga mulut. Kestabilan dimensi resin akrilik polimerisasi panas berhubungan dengan absorpsi air yang dapat menyebabkan ekspansi resin akrilik dan merubah dimensi resin akrilik.

Hal ini berpengaruh terhadap dimensi dan stabilitas gigitiruan, oleh karena itu absorpsi air sebaiknya sekecil mungkin yaitu tidak boleh lebih dari 32 µg/mm³. ^3,5,7