TINJAUAN PUSTAKA
2.3 Resin Akrilik Polimerisasi Panas
Resin akrilik polimerisasi panas merupakan jenis resin yang paling banyak dipakai untuk pembuatan gigi tiruan.2
Keuntungan resin akrilik polimerisasi panas:27,29 - Lebih sedikit terjadi porositas
- Lebih sedikit monomer sisa - Stabilitas warna relatif baik - Kekuatan impak relatif baik - Lebih sedikit terjadi shrinkage
Kekurangan resin akrilik polimerisasi panas:29 - Membutuhkan panas untuk polimerisasi - Ketahanan terhadap terjadinya crazing rendah,
- Konduktivitas termal, fatique, kekuatan impak dan kekuatan tensil rendah
2.3.1 Komposisi
Resin akrilik polimerisasi panas terdiri dari cairan dan bubuk dengan komposisi sebagai berikut:29-31
a. Cairan
- Monomer metil metakrilat - Dibutyl phthalate
- Etilen glikol dimetakrilat 1-2% (Cross-linking agent) untuk mencegah
crazing
b. Bubuk
- Metil metakrilat (polimer) - Benzoil peroksida (Inisiator)
- Zat pewarna seperti merkuri sulfida, kadmium sulfida -Serat sintetis seperti serat nilon atau serat akrilik
Rumus kimia dari monomer metil metakrilat dan polimetil metakrilat dapat dilihat pada: (Gambar 1)
Gambar 1. Monomer metil metakrilat dan polimer metil metakrilat30
2.3.2 Manipulasi
Manipulasi dilakukan dengan pencampuran bubuk polimer dan cairan monomer dengan perbandingan berdasarkan volume 3 : 1 atau perbandingan berdasarkan berat 2 : 1. Perlu diperhatikan saat pencampuran bubuk dan cairan, apabila jumlah monomer saat manipulasi terlalu banyak (bubuk lebih sedikit dibanding cairan) maka dapat menyebabkan waktu untuk mencapai dough stage menjadi lebih lama dan porositas semakin banyak terjadi pada basis, apabila jumlah monomer saat manipulasi terlalu sedikit (bubuk lebih banyak dibanding cairan) maka dapat menyebabkan tidak semua polimer bereaksi dan basis menjadi berbutir-butir.1,29
Cairan yang telah diukur dituang ke dalam pot porselen yang bersih dan kering, kemudian bubuk ditambahkan perlahan lalu diaduk, selama proses pencampuran antara cairan dan bubuk akan terjadi tahapan:29
1. Sandy stage : merupakan tahap terbentuknya campuran dengan konsistensi kasar menyerupai pasir. Pada tahap ini polimer secara bertahap bercampur dengan monomer.
2. Sticky stage : merupakan tahap dimana bahan akan melekat ketika bubuk mulai larut dalam cairan dan berserat ketika ditarik
3. Dough stage : merupakan tahap saat monomer sudah berpenetrasi seluruhnya ke dalam polimer yang ditandai dengan tidak melekatnya bahan ke wadah pot. Tahap ini merupakan waktu yang tepat untuk memasukkan adonan ke dalam mold gips.
4. Rubber stage : merupakan tahap saat monomer sudah tidak dapat bercampur dengan polimer lagi oleh karena telah terjadi penguapan cairan. Pada tahap ini, akrilik berwujud seperti karet dan tidak dapat dimasukkan lagi ke dalam mold.
5. Stiff stage : merupakan tahap akrilik menjadi kaku dan tidak dapat dibentuk lagi.
Polimerisasi diperoleh oleh karena adanya panas. Reaksi sederhananya adalah sebagai berikut:29
Cairan + Bubuk + Panas Polimer + Panas Monomer Polimer Eksternal Reaksi
2.3.3 Sifat
Sifat-sifat resin akrilik terdiri dari sifat mekanis, fisis, kemis dan biologis:2,15 2.3.3.1 Sifat Mekanis
Sifat mekanis dari bahan basis gigi tiruan adalah kekuatan impak, kekuatan tensil, kekerasan, fatique dan crazing.2,27 Hal ini dipengaruhi oleh komposisi resin, teknik pemrosesan dan suhu polimerisasi.29
a. Kekuatan Impak
Kekuatan impak merupakan seberapa besar energi yang dapat diterima oleh bahan sebelum mengalami kerusakan. Resin akrilik pada umumnya memiliki kekuatan
impak yang relatif rendah. Kekuatan impak resin akrilik polimerisasi panas adalah 15 J/m. Kekuatan impak pada resin akrilik berfungsi mencegah kerusakan ketika tidak sengaja terjatuh.29
b. Kekuatan Tensil
Kekurangan resin akrilik salah satunya adalah kekuatan tensil yang rendah. Kekuatan tensil resin akrilik adalah 50 MPa. Nilai ini menunjukkan resin akrilik dapat mengalami kerusakan ketika menerima tekanan.36
c. Kekerasan
Resin akrilik polimerisasi panas memiliki nilai kekerasan 20 VHN. Nilai ini menunjukkan resin akrilik merupakan bahan yang memiliki kekerasan yang rendah, mengakibatkan mudah tergores dan mengalami abrasif.29 Kekerasan resin akrilik dapat dipengaruhi oleh kekasaran permukaan, yang mana semakin halus kekasaran permukaan maka kekerasan bahan semakin baik.6,45 Oleh karena kekerasan permukaan yang rendah, penipisan dapat terjadi pada permukaan resin akrilik dikarenakan pemakaian pasta gigi abrasif sebagai pembersih dan selama penggunaan gigi tiruan saat mengunyah makanan.2
d. Fatique
Mekanisme fatique pada basis dapat menyebabkan fraktur pada basis, fatique pada resin akrilik disebabkan oleh karena kekuatan tensil yang rendah, tekanan pengunyahan yang berulang terjadi pada basis seiring waktu dapat menyebabkan terbentuknya retakan kecil sehingga terjadi fraktur.2
e. Crazing
Crazing merupakan retakan yang dapat terjadi di permukaan resin akrilik yang
dapat melemahkan basis gigi tiruan. Retakan ini dapat berukuran mikroskopik atau makroskopik. Retakan-retakan ini dapat terbentuk akibat salah satu dari tiga mekanisme. Pertama, apabila pasien memiliki kebiasaan sering mengeluarkan gigi tiruan dan membiarkannya mengering, siklus penyerapan air yang berlanjut diikuti pengeringan saat dikeluarkan dapat menyebabkan crazing, oleh karena itu pasien diinstruksikan untuk menjaga gigi tiruan tetap dalam keadaan lembab. Kedua, penggunaan anasir gigi tiruan yang terbuat dari porselen juga dapat menyebabkan
crazing pada basis disekitar leher anasir gigi tiruan yang diakibatkan perbedaan
koefisien ekspansi termal antara porselen dan resin akrilik (sekitar 1:10). Ketiga,
crazing dapat terjadi selama perbaikan gigitiruan, ketika monomer metil metakrilat
berkontak dengan resin akrilik yang telah mengeras dari bagian yang sedang diperbaiki. Penggunaan cross-linking agent yang berfungsi mengikat rantai-rantai polimer dapat mengurangi tingkat crazing.2,29
2.3.3.2 Sifat Fisis
Sifat fisis merupakan sifat bahan yang dapat diukur tanpa diberikan tekanan atau gaya pada bahan tersebut, terdiri dari massa jenis, porositas, ekspansi termal, stabilitas dimensi dan kekasaran permukaan.2,12
a. Massa Jenis
Resin akrilik terdiri dari kumpulan atom-atom ringan sehingga massa jenis resin akrilik relatif rendah, yaitu 1,19 g/cm3.29
b. Porositas
Porositas dapat terbentuk apabila komposisi bubuk dan cairan tidak tepat, pengadukan yang tidak homogen dan suhu polimerisasi. Porositas dapat mengurangi sifat fisis, estetik, menyulitkan pembersihan gigi tiruan dan menyebabkan perlekatan makanan serta bakteri sehingga gigi tiruan menghasilkan bau yang tidak nyaman.29,31
Porositas dapat terjadi secara internal dan eksternal. Porositas internal disebabkan oleh basis yang terlalu tebal serta penguapan monomer, oleh karena pemanasan dengan suhu tinggi dan dalam waktu yang cepat, hal ini dapat dicegah dengan penggunaan suhu yang rendah dan waktu yang lama saat proses kuring. Porositas eksternal disebabkan oleh karena saat manipulasi, pengadukan antara bubuk dan cairan kurang homogen dan tekanan saat proses pengepresan kurang, hal ini dapat dicegah dengan cara pengadukan adonan resin akrilik hingga homogen dan prosedur pengepresan yang baik.29
c. Ekspansi termal
Resin akrilik memiliki kestabilan kimia ketika dipanaskan. Resin akrilik memiliki nilai koefisien ekspansi termal yang tinggi yaitu 81 x 10-60C.29
d. Stabilitas dimensi
Resin akrilik dapat mengalami perubahan stabilitas dimensi ketika dilakukan pemrosesan oleh karena pengerutan termal ketika didinginkan dan pengerutan saat proses polimerisasi. Selama polimerisasi, kepadatan monomer berubah dari 0,94 g/cc menjadi 1,19 g/cc. Hal ini menyebabkan pengerutan volume adonan monomer dan polimer. Walaupun demikian, pengerutan ini tidak terlalu mempengaruhi ukuran gigitiruan.29
e. Kekasaran permukaan
Nilai kekasaran permukaan yang disarankan dibidang kedokteran gigi adalah kurang dari 0,2 µm. Nilai kekasaran permukaan pada resin akrilik berbeda-beda, tergantung dari teknik pemolesan dan bahan pemoles yang digunakan, apabila pemolesan dilakukan dengan baik, nilai kekasaran resin akrilik dapat mencapai 0,03 µm. Permukaan resin akrilik yang kasar selain dapat mengurangi nilai estetis, juga dapat menyebabkan terjadinya perlekatan plak bakteri, debris dan stain, meningkatkan resiko pasien pengguna gigi tiruan mengalami denture stomatitis.5,11 Sifat kekasaran permukaan juga dapat mempengaruhi sifat resin akrilik lainnya seperti kekerasan permukaan, tensil, porositas, penyerapan air dan stabilitas warna.6,44,45
2.3.3.3 Sifat Kemis
Sifat kemis seperti penyerapan air dan stabilitas warna merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi stabilitas bahan didalam rongga mulut.2
a. Penyerapan Air
Resin akrilik dapat menyerap air sekitar 0,7 mg/cm2 (sekitar 2%) dan mengembang. Penyerapan air menyebabkan perubahan dimensi, tetapi tidak terlalu signifikan. Proses penyerapan air bersifat reversibel, apabila dikeringkan dapat melepaskan air dan terjadi pengerutan. Akan tetapi, penyerapan air dan pengeringan yang terjadi secara terus menerus harus dihindari karena dapat menyebabkan crazing pada basis gigi tiruan.29 Penyerapan air berkaitan dengan terjadinya kolonisasi bakteri seperti C. Albicans yang dapat menyebabkan denture stomatitis.2
b. Stabilitas Warna
Stabilitas warna pada resin akrilik dikaitkan dengan lama pemakaian gigi tiruan, faktor yang menyebabkan perubahan warna dapat terjadi secara intrinsik dan ekstrinsik. Faktor intrinsik disebabkan oleh perubahan warna dari matrik resin akrilik oleh karena adanya reaksi kemis, faktor ekstrinsik disebabkan oleh akumulasi plak dan pewarna makanan.35 Resin akrilik pada umumnya menghasilkan stabilitas warna yang baik apabila dilakukan pemolesan yang baik.29
2.3.3.4 Sifat Biologis
Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan tentang bahan dibidang kedokteran gigi, sifat biologis merupakan syarat penting dalam penggunaan bahan. Bahan yang layak dimasukkan ke dalam rongga mulut seharusnya tidak menimbulkan efek samping seperti tidak toksik, tidak menimbulkan alergi, tidak mengiritasi jaringan sekitar.31
a. Pembentukan Koloni Bakteri
Pembentukan koloni bakteri pada permukaan basis terkait dengan jenis bahan yang digunakan, pada resin akrilik polimerisasi panas, sifat penyerapan air, kekasaran permukaan, mikroporositas merupakan penyebab terbentuknya koloni bakteri didukung dengan buruknya oral hygiene pasien. Bakteri yang sering ditemukan pada basis adalah
C. albicans (75%), C.glabrata (30%), C. dubliniensis, C. parapsilosis, C. krusei dan C. tropicalis.27
b. Biokompatibilitas
Masalah biokompatibilitas pada resin akrilik polimerisasi panas dikaitkan dengan monomer metil metakrilat sisa. Pemrosesan gigi tiruan saat kuring dengan suhu yang rendah atau waktu yang singkat menyebabkan banyaknya monomer sisa, monomer sisa mengalami difusi didalam rongga mulut yang menyebabkan reaksi hipersensitivitas pada gingiva atau mukosa mulut, iritasi jaringan dan reaksi alergi pada pasien.27,33 Pemrosesan gigi tiruan yang baik akan menyisakan sekitar 0,4% monomer sisa.29 Standar ISO memberikan batas maksimal konsentrasi monomer sisa tidak lebih dari 2,2% dari keseluruhan berat basis gigi tiruan resin akrilik polimerisasi panas.34
2.4 Kekasaran Permukaan