PERBANDINGAN PERUBAHAN LEVEL INTERLEUKIN-1
β
DI
DALAM
GINGIVAL CREVICULAR FLUID
PADA SISI TEKANAN
DAN TARIKAN PADA AWAL PERGERAKAN GIGI SECARA
ORTODONTI
Penelitian
In Vivo
TESIS
Oleh :
LINA HADI
057028002
PENDIDIKAN DOKTER GIGI SPESIALIS ORTODONTI
FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
PERBANDINGAN PERUBAHAN LEVEL INTERLEUKIN-1
β
DI
DALAM
GINGIVAL CREVICULAR FLUID
PADA SISI TEKANAN
DAN TARIKAN PADA AWAL PERGERAKAN GIGI SECARA
ORTODONTI
Penelitian
In Vivo
TESIS
Untuk memperoleh gelar Spesialis Ortodonti dalam Program
Pendidikan Dokter Gigi Spesialis Ortodonti pada Fakultas
Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara
Oleh :
LINA HADI
057028002
PROGRAM PENDIDIKAN DOKTER GIGI SPESIALIS ORTODONTI FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
2009
PERSETUJUAN TESIS
Judul Tesis : PERBANDINGAN PERUBAHAN LEVEL
INTERLEUKIN -1β DI DALAM GINGIVAL
CREVICULAR FLUID PADA SISI TEKANAN DAN TARIKAN PADA AWAL PERGERAKAN GIGI SECARA ORTODONTI
Penelitian In Vivo
Nama Mahasiswa : Lina Hadi Nomor Induk Mahasiswa : 057028002
Program Spesialis : Program Pendidikan Dokter Gigi Spesialis Ortodonti
Menyetujui Komisi Pembimbing :
(F.Susanto A,drg.,FICD.,Sp.Ort (K)) (Erna Sulistyawati,drg., Sp.Ort) Pembimbing Utama Pembimbing Anggota
Ketua PPDGS-1 Ortodonti
Telah diuji
Pada Tanggal : 17 September 2009
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua : F.Susanto A, drg., FICD, Sp.Ort (K)
Anggota : - Erna Sulistyawati, drg., Sp.Ort
- Amalia Oeripto, drg., MS, Sp.Ort (K)
- S.Hamzah Daliemunthe, drg., Sp.Perio
PERNYATAAN
PERBANDINGAN PERUBAHAN LEVEL INTERLEUKIN-1
β
DI
DALAM
GINGIVAL CREVICULAR FLUID
PADA SISI TEKANAN
DAN TARIKAN PADA AWAL PERGERAKAN GIGI SECARA
ORTODONTI
Penelitian
In Vivo
TESIS
Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam tesis ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Medan, Oktober 2009
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan
karunia-Nya sehingga penelitian ini dapat diselesaikan dan disajikan dalam bentuk tesis yang
berjudul Perbandingan Perubahan Level Interleukin-1β di dalam Gingival
Crevicular Fluid pada Sisi Tekanan dan Tarikan pada Awal Pergerakan Gigi
Secara Ortodonti.Penulisan tesis ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh
gelar Spesialis dalam Ilmu Ortodonti Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera
Utara.
Dalam penyusunan tugas penelitian ini, peneliti banyak memperoleh bantuan
dari berbagai pihak, pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih
yang sebesar-besarnya kepada :
Yang terhormat Bapak Prof. Chairuddin P. Lubis, DTM&H, Sp.A(K) dan
Prof. Ismet Danial Nasution, drg., Ph.D., Sp.Pros (K), yang telah memberikan
kesempatan kepada penulis untuk mengikuti Program Pendidikan Dokter Gigi
Spesialis Ortodonti di Departemen Ortodonti Fakultas Kedokteran Gigi Universitas
Sumatera Utara Medan.
Yang terhormat Erna Sulistyawati, drg., Sp.Ort selaku Ketua Departemen
Ortodonti dan Nurhayati Harahap, drg., Sp.Ort (K) selaku Ketua Program Studi
Pendidikan Dokter Gigi Spesialis Ortodonti di Departemen Ortodonti Fakultas
Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara.
Yang terhormat F.Susanto Adiwinata, drg., FICD., Sp.Ort (K) selaku
pembimbing utama dan Erna Sulistyawati, drg., Sp.Ort selaku pembimbing anggota
tesis ini, yang dengan sabar mendidik dan memberikan bimbingan serta motivasi
ilmiah ini dengan baik. Penulis sangat berterima kasih atas waktu dan bimbingan yang
telah diberikan.
Yang terhormat Prof. Trimurni Abidin, drg., M.Kes., Sp.KG (K) selaku
konsultan dalam metodologi penelitian dan Endang Winiati Bachtiar, drg.,
M.Biomed., Ph.D selaku konsultan dalam penelitian di Laboratorium Oral Biologi
Universitas Indonesia dan Dekan Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Indonesia
yang telah memberikan izin pemakaian Laboratorium.
Yang terhormat seluruh staf pengajar Program Pendidikan Dokter Gigi
Spesialis FKG USU Nurhayati Harahap, drg., Sp.Ort (K); Muslim Yusuf, drg.,
Sp.Ort; Erna Sulistyawati, F. Susanto A, drg., Sp.Ort (K) drg., Sp. Ort; Amalia
Oeripto, drg., MS, Sp.Ort (K), yang telah memberikan ilmu pengetahuan baik di
bidang Ortodonti maupun etika sehingga peneliti sadar dan menjadi dokter yang
berpendidikan dan berbudi pekerti serta beretika.
Yang terhormat S.Hamzah Daliemunthe, drg., Sp.Perio selaku dosen
pembimbing sewaktu peneliti menjalani pendidikan di S1 Fakultas Kedokteran Gigi
Universitas Sumatera Utara dan sebagai dosen penguji pada penelitian ini. Pada
kesempatan ini penulis dengan hati tulus mengucapkan terima kasih yang
sedalam-dalamnya atas waktu dan bimbingan yang diberikan beliau.
Yang tercinta kedua orang tua yang telah membesarkan dan membimbing
dengan penuh cinta kasih, suami, dan anak-anakku beserta seluruh keluarga atas doa
dan pengorbanan serta dukungan yang telah diberikan selama ini, peneliti sangat
menghargai dan berterima kasih.
Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada teman-teman sejawat
peserta Program Pendidikan Dokter Gigi Spesialis Ortodonti, seluruh karyawan di
Ortodonti serta kepada semua pihak yang telah membantu dan tidak tersebutkan satu
persatu.
Akhir kata, semoga penelitian ini bermanfaat bagi ilmu pengetahuan
khususnya dalam bidang Ortodonti. Penulis mohon maaf apabila terdapat kesalahan
dan kekurangan selama mengikuti pendidikan ini.
Medan, Oktober 2009
Penulis
( Lina Hadi)
DAFTAR ISI 2.1. Mekanisme Biologis Pada Pergerakan Gigi Ortodontik--- 7
2.2. Separator--- 14 BAB III METODE PENELITIAN 3.1. Jenis Penelitian --- 25
BAB V PEMBAHASAN --- 41
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN
6.1. Kesimpulan --- 46
6.2. Saran --- 46
DAFTAR KEPUSTAKAAN--- 48
LAMPIRAN --- 51
RIWAYAT HIDUP---
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Perbedaan level IL-1 antara sisi tarikan dan tekanan --- 38
Tabel 2. Perbedaan level IL-1 sebelum, setelah 30 menit dan 3 hari aplikasi
tekanan mekanis--- 39
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Struktur normal dari gigi dan jaringan pendukungnya --- 1
Gambar 2.Perubahan morfologis pada sisi tarikan selama pergerakan gigi secara Ortodonti --- 10
Gambar 3. Perubahan morfologis pada sisi tekanan menunjukkan respon
Jaringan dan selular yang berhubungan dengan resorpsi akar
selama pergerakan gigi secara ortodonti --- 11
Gambar 4. Keterlibatan sitokin didalam remodeling jaringan yang
menyebabkan pergerakan gigi --- 5
Gambar 5. Regulasi teoritis dari osteoklastogenesis oleh osteoblas. Aktivator
reseptor dari RANKL menginduksi osteoklas yang belum
matang (0C)
Gambar 6. Pengambilan GCF dengan filter paper strip. Strip masuk
ke dalam sulkus dan cairan meresap ke filter paper strip
ABSTRAK
Pada tahap awal pergerakan gigi secara ortodonti selalu melibatkan reaksi inflamasi akut, yang ditandai dengan vasodilasi periodontal dan migrasi leukosit keluar dari kapiler. Sel-sel bermigrasi ini menghasilkan berbagai sitokin. Sitokin merupakan unit fungsional yang berperan penting dalam remodeling jaringan, yang selalu bersama-sama dengan molekul sinyal sistemik dan lokal lainnya, menimbulkan sintesa dan sekresi substansi oleh sel-sel targetnya, yang meliputi beberapa biomarker resorpsi tulang yaitu IL-1 , IL-6, TNF-α, EGF, 2 microglobulin dan lain-lain. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh aplikasi tekanan mekanis terhadap level IL-1 di dalam Gingival Crevicular Fluid (GCF), level IL-1 dalam GCF sebelum aplikasi tekanan mekanis, 30 menit dan 3 hari sesudah aplikasi tekanan mekanis, perbedaan pengaruh aplikasi tekanan mekanis pada sisi tekanan dan tarikan pada level IL-1 dalam GCF sehari sebelum aplikasi tekanan mekanis, 30 menit dan 3 hari sesudah aplikasi tekanan mekanis yang ringan pada periodonsium (dalam penelitian ini memakai elastik separator yang digunakan di Klinik Spesialis Ortodonti FKG-USU). Total 48 sampel dari delapan subyek (4 perempuan dan 4 laki-laki; usia berkisar 8,9-13,8 tahun), berpartisipasi dalam penelitian ini. Banyak biomarker resorpsi tulang tetapi disini peneliti hanya meneliti level IL-1 .
ABSTRACT
In the initial of Orthodontic tooth movement always involves an acute inflamation reaction, with periodontal vasodilatation and migration of leucocyt out of the cappilary.
The migration of these cells produce the cytokines. Cytokine is a fungsional unit which play an important roles in remodelling, always together with the local and systemic molecul, which arouse several bone resorption biomarker that is 1 , IL-6, TNF-α, EGF, 2 microglobulin etc.
The purpose of this study was to know the effects of the application of light force on periodontium (in this study using elastic separator from Orthodontic Specialist Clinic Faculty University of North Sumatra) can be reflected from the changes of level IL-1 in the initial tooth movement that is before, 30 minute dan 3 days after application of elastic separator dan the comparison between the tension and pressure sides. Total of 48 sample from 8 subject (4 boys and 4 girls; age between 8,9-13,8) had attended in this study. We have a lot of biomarker bone resorpsion, but here we only investigate the level of IL-1 .
The data analysis was to compare the relative changes among the measurement of GCF before the application of elastic separator, 30 minute and 3 days after the application of elastic separator with One Way ANOVA. Whereas t-test is used to compare the changes between the pressure and tension sides. One Way ANOVA showed there was no statistically significant difference before (P=0,877), 30 minute (P=0,525) dan 3 days (P=0,519) after application of elastic separator. T-test showed there was no statistically significant difference between tension (P=0,898) and pressure (P=0,540). Level IL-1 become lower 30 minute after the application of force and become higher at the pressure side whereas at the tension side level of IL-1 higher after 30 minute of force application, then become lower after 3 days.
.
ABSTRAK
Pada tahap awal pergerakan gigi secara ortodonti selalu melibatkan reaksi inflamasi akut, yang ditandai dengan vasodilasi periodontal dan migrasi leukosit keluar dari kapiler. Sel-sel bermigrasi ini menghasilkan berbagai sitokin. Sitokin merupakan unit fungsional yang berperan penting dalam remodeling jaringan, yang selalu bersama-sama dengan molekul sinyal sistemik dan lokal lainnya, menimbulkan sintesa dan sekresi substansi oleh sel-sel targetnya, yang meliputi beberapa biomarker resorpsi tulang yaitu IL-1 , IL-6, TNF-α, EGF, 2 microglobulin dan lain-lain. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh aplikasi tekanan mekanis terhadap level IL-1 di dalam Gingival Crevicular Fluid (GCF), level IL-1 dalam GCF sebelum aplikasi tekanan mekanis, 30 menit dan 3 hari sesudah aplikasi tekanan mekanis, perbedaan pengaruh aplikasi tekanan mekanis pada sisi tekanan dan tarikan pada level IL-1 dalam GCF sehari sebelum aplikasi tekanan mekanis, 30 menit dan 3 hari sesudah aplikasi tekanan mekanis yang ringan pada periodonsium (dalam penelitian ini memakai elastik separator yang digunakan di Klinik Spesialis Ortodonti FKG-USU). Total 48 sampel dari delapan subyek (4 perempuan dan 4 laki-laki; usia berkisar 8,9-13,8 tahun), berpartisipasi dalam penelitian ini. Banyak biomarker resorpsi tulang tetapi disini peneliti hanya meneliti level IL-1 .
ABSTRACT
In the initial of Orthodontic tooth movement always involves an acute inflamation reaction, with periodontal vasodilatation and migration of leucocyt out of the cappilary.
The migration of these cells produce the cytokines. Cytokine is a fungsional unit which play an important roles in remodelling, always together with the local and systemic molecul, which arouse several bone resorption biomarker that is 1 , IL-6, TNF-α, EGF, 2 microglobulin etc.
The purpose of this study was to know the effects of the application of light force on periodontium (in this study using elastic separator from Orthodontic Specialist Clinic Faculty University of North Sumatra) can be reflected from the changes of level IL-1 in the initial tooth movement that is before, 30 minute dan 3 days after application of elastic separator dan the comparison between the tension and pressure sides. Total of 48 sample from 8 subject (4 boys and 4 girls; age between 8,9-13,8) had attended in this study. We have a lot of biomarker bone resorpsion, but here we only investigate the level of IL-1 .
The data analysis was to compare the relative changes among the measurement of GCF before the application of elastic separator, 30 minute and 3 days after the application of elastic separator with One Way ANOVA. Whereas t-test is used to compare the changes between the pressure and tension sides. One Way ANOVA showed there was no statistically significant difference before (P=0,877), 30 minute (P=0,525) dan 3 days (P=0,519) after application of elastic separator. T-test showed there was no statistically significant difference between tension (P=0,898) and pressure (P=0,540). Level IL-1 become lower 30 minute after the application of force and become higher at the pressure side whereas at the tension side level of IL-1 higher after 30 minute of force application, then become lower after 3 days.
.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Sebelum akhir tahun 1960-an perawatan ortodonti pada pasien dewasa
tidaklah umum dan bahkan ditolak.Beberapa dekade terakhir banyak orang dewasa
berminat mencari perawatan ortodonti karena masyarakat lebih sadar akan kesehatan
daripada sebelumnya dan sebagian besar ingin memperbaiki penampilan wajahnya.
Beberapa faktor yang perlu dipertimbangkan pada perawatan terutama pasien dewasa
adalah bahwa pasien dewasa lebih banyak penyakit sistemik seperti diabetes mellitus
dan kehilangan tulang akibat penyakit periodontal1,2,3,4,5
Gaya yang dilepas piranti ortodonti, menekan mahkota gigi dan diteruskan
melalui akar gigi ke ligamen periodontal dan tulang alveolar, sehingga permukaan
tulang alveolar yang mendapatkan tekanan mengalami proses resorpsi dan pada sisi
yang berlawanan mengalami tarikan atau proses aposisi. Kedua proses ini dinamakan
remodeling berdasarkan prinsip atau hukum Wolff. Remodeling tulang alveolar
merupakan hal yang sangat menentukan dalam perawatan ortodonti dan merupakan
proses untuk menjaga keseimbangan jaringan pendukung gigi. Dalam perawatan
ortodonti, perlu dipertimbangkan : Oklusi, Stabilisasi, dan Estetis. Untuk itu klinisi
perlu meningkatkan pengetahuan, khususnya mekanisme biologis pada pergerakan
gigi secara ortodonti yang memegang peranan penting terhadap keberhasilan suatu
perawatan. 4,6,7,8
Mekanisme biologis yang menstimulasi resorpsi tulang secara fisiologis
berhubungan dengan sitokin yang merupakan suatu kumpulan mediator protein.
lanjut peranan sitokin pada proses resorpsi tulang yang dapat digunakan sebagai
biomarker perawatan ortodontik. Satu cara untuk mengevaluasi perubahan-perubahan
ini adalah dengan menganalisa komposisi Gingival Crevicular Fluid (GCF).9
Penelitian-penelitian telah dilakukan mengenai suatu variasi dari substansi
yang terlibat dalam remodeling tulang. Perubahan-perubahan di dalam komposisi
GCF sebagai konsekuensi dari bakteri yang menyebabkan inflamasi juga telah
dievaluasi. Mekanisme remodeling tulang selama perawatan ortodonti berhubungan
dengan pelepasan mediator inflamasi pada satu sisi, seperti PGE2 dan Interleukin-1 (
IL-1 ) , dan produksi neuropeptida dari sisi lainnya, seperti Substance P. 10,11,12,13
Terjadi peningkatan osteocalcin dan piridinium dari kolagen tulang dalam
GCF dari gigi yang telah dirawat ortodonti (Griffiths dkk.,1988). Selama perawatan
ortodonti, level dari mediator yang berbeda dalam GCF, yakni IL-1 , IL-6, TNF-α,
EGF, dan 2 microglobulin, menunjukkan peningkatan yang signifikan (Uematsu
dkk.,1996). Grieve (1994) menemukan hasil yang sama pada PGE dan IL-1. Lowney
dkk. (1995) menemukan peningkatan TNF- α dalam GCF dari gigi yang menerima
tekanan mekanis ortodonti. Sitokin meliputi chemokines, interleukins, interferons dan
TNF. Sitokin dapat menstimulasi chemokines dan sitokin pro-inflamatory atau anti
inflamasi yakni interferon (Julkunen 2003). 11-14
IL-1 adalah sitokin dengan efek pro-inflamatory. IL-1 diekspresikan dalam
dua isoform : IL-1α dan IL-1 . IL-1 mempertinggi resorpsi tulang dan menghambat
pembentukan tulang (Nguyen dkk. 1991). Hasil penelitian mengenai level IL-1
diharapkan dapat memberikan gambaran bagaimana jaringan periodontal bereaksi
terhadap tekanan mekanis. Saito dkk. 1991 menyatakan IL-1 meningkat signifikan
Alat-alat yang dipakai pada perawatan ortodonti dapat menyebabkan
penumpukan plak bakteri dan penumpukan debris makanan, yang menghasilkan
gingivitis. Oleh karena itu , klinisi wajib memperhatikan kesehatan periodontal
sebelum, selama, dan sesudah pemakaian piranti ortodonti. Sebagai contoh yang
paling sederhana pada aplikasi elastik separator, biasanya elastik separator disisipkan
diantara gigi sehingga didapatkan ruang untuk pemasangan band pada gigi molar
yang digunakan sebagai penjangkar. Di Klinik Spesialis Ortodonti Fakultas
Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara memakai elastik separator dari Orto
Organizer tipe Blue Regular 400-355 bentuk ring. 18,19 Ngan dkk.1994 menemukan
bahwa rasa sakit mencapai puncak pada 2 hari setelah pemakaian separator. Begitu
juga dengan penelitian Marris 2004, Bondemark dkk. 2004 yaitu terjadi peningkatan
rasa sakit pada pengunyahan pada hari kedua dibandingkan dengan hari pertama.
21,22,23
Dari pengamatan peneliti, terlihat kurangnya perhatian oleh para klinisi
mengenai pemakaian elastik separator dan berdasarkan penelitian Mc.Devitt dkk.2003
bahwa trauma oklusal merupakan faktor penyebab utama periodontal bone loss
bahkan pada daerah yang rendah plak dan inflamasinya.20 Peneliti menyadari banyak
penelitian mengenai elastik separator, tetapi semuanya dihubungkan dengan rasa nyeri
akibat pemakaiannya. Masih diperlukan penelitian lebih lanjut mengenai durasi
pemakaian elastik separator sehingga klinisi mendapatkan informasi yang tepat
mengenai kapan waktu pelepasan separator sehingga periodontal bone loss akibat
trauma oklusal dari karet separator dapat dicegah karena pada pengunyahan pasien
yang memakai elastik separator juga terjadi trauma oklusal dari elastik tersebut.26
Pada penelitian dapat diketahui durasi yang diperlukan elastik separator
masukan bagi mahasiswa PPDGS kapan waktu yang tepat untuk pemasangan molar
band setelah aplikasi elastik separator tersebut supaya tidak terjadi bone loss yang
irreversible akibat pemakaian terlalu lama karena adanya tekanan oklusal dari
pengunyahan dan penumpukan plak. Menurut Peter Loh, 2003, hanya diperlukan
waktu 2 sampai 3 hari untuk memisahkan kontak area dari gigi yang bersebelahan
sehingga band dapat dipasangkan. Sedangkan menurut Proffit, 2000, elastik separator
tidak boleh dipakai lebih dari 2 minggu. 6,19,20
Hasil penelitian mengenai level IL-1 dapat memberikan gambaran bagaimana
jaringan periodontal bereaksi terhadap kekuatan mekanis. Meskipun laporan-laporan
ini penting, penulis menyadari hanya sedikit penelitian yang mengevaluasi level IL-1
di dalam GCF, dan juga masih kurang penelitian mengenai perbandingan perubahan
yang terjadi pada sisi tekanan dan tarikan yang diberikan pada periodonsium selama
tahap awal pergerakan gigi secara ortodonti yang direfleksikan dengan perubahan
komposisi GCF pada level IL-1 .
1.2.Permasalahan
Berdasarkan uraian di atas dapat dirumuskan pertanyaan penelitian sebagai
berikut :
1.2.1. Apakah tekanan mekanis yang ringan mempengaruhi level IL-1 di dalam
GCF?
1.2.2. Apakah ada perbedaan level IL-1 di dalam GCF sebelum aplikasi tekanan
mekanis , 30 menit dan 3 hari sesudah aplikasi tekanan mekanis?
1.2.3. Bagaimana perbandingan level IL-1 di dalam GCF pada sisi tekanan dan
sisi tarikan sebelum aplikasi tekanan mekanis , 30 menit dan 3 hari sesudah
1.3.Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah :
1.3.1. Untuk mengetahui pengaruh aplikasi tekanan mekanis terhadap level
IL-1 di dalam GCF.
1.3.2. Untuk mengetahui level IL-1 dalam GCF sebelum aplikasi tekanan mekanis,
30 menit dan 3 hari sesudah aplikasi tekanan mekanis.
1.3.3. Untuk melihat perbedaan pengaruh aplikasi tekanan mekanis pada sisi
tekanan dan tarikan pada level IL-1 dalam GCF sehari sebelum aplikasi
tekanan mekanis, 30 menit dan 3 hari sesudah aplikasi tekanan mekanis.
1.4. Hipotesis
Ada peningkatan level IL-1 di dalam GCF pada sisi tekanan dan tarikan
pada pergerakan gigi secara ortodonti.
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian adalah :
1.5.1. Memberi tambahan informasi bagi klinisi terutama di Klinik Spesialis
Ortodonti
FKG USU dalam menggunakan tekanan mekanis yang sesuai dan memahami
dasar biologis pada perawatan ortodonti.
1.5.2. Dapat digunakan sebagai panduan durasi aplikasi elastik separator sebelum
pemasangan molar band.
1.5.3. Diharapkan dengan memahami respon jaringan terhadap tekanan mekanis
1.5.4. Sebagai dasar penelitian lebih lanjut bagaimana pengaruh IL-1 dan
mediator
kimiawi lainnya di dalam GCF dalam proses remodeling dengan penggunaan
piranti yang berbeda dengan level dan duration of force yang berbeda pula.
1.5.5. Sebagai masukan untuk klinisi dalam mempertimbangkan pemakaian jenis
piranti
yang dapat menggerakkan gigi dengan cepat dan tidak menimbulkan
kerusakan jaringan periodontal.
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Mekanisme Biologis Pada Pergerakan Gigi Secara Ortodonti
Perawatan ortodonti dilakukan berdasarkan suatu prinsip bahwa bila suatu
tekanan diberikan cukup lama pada gigi, terjadi pergerakan gigi karena tulang di
sekitar gigi berubah atau remodeling. Elemen jaringan yang mengalami perubahan
sewaktu pergerakan gigi, yang pertama adalah ligamen periodontal berserta
sel-selnya, serat pendukung, kapiler dan persyarafan, sedang yang kedua adalah tulang
alveolar dan sementum. Setiap gigi melekat pada tulang alveolar dengan perantaraan
ligamen periodontal yang pada keadaan normal tebalnya lebih kurang 0,5 mm. Pada
gigi, ligamen periodontal melekat pada sementum dan perlekatan pada tulang adalah
pada lamina dura, yang merupakan lapisan tulang yang padat (Proffit dan Fields,
1993). Perlekatan pada sementum terletak lebih ke apikal daripada perlekatan ligamen
pada tulang alveolar. Dengan demikian, serabut ligamen periodontal tersusun miring,
sehingga ligamen periodontal dapat menahan pergerakan gigi pada fungsi normal
(gambar 1).6,7
Dalam mekanisme biologis pada pergerakan gigi secara ortodonti harus
dipertimbangkan faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan pergerakan gigi,
pertimbangan penjangkaran, penyebab relaps, dan resorpsi akar. Semua prinsip
biologis yang berhubungan erat dan mendasari pergerakan gigi secara ortodontik
dapat dikarakteristikkan sebagai remodeling jaringan. Proses pegerakan gigi secara
ortodonti adalah untuk mendapatkan perubahan dinamis dalam bentuk dan komposisi
dari tulang dan jaringan lunak yang lebih baik. Gigi dan jaringan periodontal (dentin,
mekanisme perbaikan aktif dan akan beradaptasi di bawah tekanan yang normal pada
piranti ortodonti. 7
Gambar 1 : Struktur normal dari gigi dan jaringan pendukungnya 28
Pada level paling dasar, gaya ekstrinsik menghasilkan area tekanan dan tarikan
yang terlokalisir pada jaringan yang bersebelahan dengan gigi dan respon yang cepat
sesuai dengan prinsip hukum Wolff tentang remodeling tulang. Ketika digunakan
piranti cekat untuk mengaplikasikan tekanan mekanis pada gigi, pergerakan gigi yang
terprediksi dapat diantisipasi, hal ini disertai oleh penambahan mobiliti gigi sementara
dan kadang-kadang adanya resorpsi ringan pada gambaran radiografis. Tipe migrasi
gigi alami lainnya yang umumnya tidak dikehendaki adalah pergeseran gigi ke mesial
atau distal yang disebabkan oleh persistensi atau kehilangan dini gigi susu. Setiap
penemuan klinis umum dapat dijelaskan dengan pemahaman prinsip dasar biologis
yang lebih baik yaitu menentukan pergerakan gigi.7
Walaupun sebagian besar ruangan periodontal diisi oleh ikatan serabut
kolagen, terdapat juga elemen seluler yang merupakan sel-sel mesenkhim yang tidak
berdiferensiasi (Undifferentiated mesenchymal cells) berikut vaskularisasi dan
persyarafan serta cairan jaringan. Elemen seluler dan cairan jaringan memegang
Sel-sel kolagen ligamen periodontal terus-menerus diperbaharui selama fungsi
normal. Hal ini dilakukan oleh fibroklas yang menghancurkan kolagen yang sudah
terbentuk dan fibroblas yang berfungsi untuk membentuk kolagen yang baru.
Pembaharuan tulang dan sementum juga terus-menerus terjadi walaupun
dalam skala kecil. Osteoklas dan sementoklas berfungsi untuk menghancurkan tulang
dan sementum, sedang pembentukan tulang dan sementum baru dilakukan oleh
osteoblas dan sementoblas. Cairan jaringan (tissue fluid) yang terdapat pada ruang
ligamen periodontal berasal dari sistem vaskuler. Dalam fungsi pengunyahan yang
normal cairan jaringan ini berperan sebagai “shock absorber”.
Selama pengunyahan normal, gigi dan struktur periodontal menerima gaya
berkala (intermittent) yang besar. Gigi berkontak sekitar 1-2 detik dengan besar gaya
yang diterima sekitar 1-2 kg pada pengunyahan makanan yang lembut. Pada
pengunyahan makanan keras, besar gaya yang diterima meningkat sampai 50 kg.
Pada jenis pembebanan ini, gaya itu akan disalurkan ke tulang alveolar yang akan
sedikit melengkung sebagai respons terhadap adanya gaya tersebut. Gigi akan sedikit
bergerak dalam soketnya karena melengkungnya tulang alveolar dan sedikit cairan
jaringan pada ruang periodontal akan terperas.7,21,22
Gambar 2. Perubahan morfologis pada sisi tarikan selama pergerakan gigi secara ortodonti. A. Perubahan awal ditandai tarikan dari serabut-serabut PDL, di sini terlihat orientasi linear dari sel nuklei yang bersebelahan dengan gigi. B. Perubahan selanjutnya menunjukkan deposisi tulang pada serabut-serabut PDL yang tertarik, tegak lurus pada gigi dan dinding soket (panah). T = tooth root (akar gigi); Bn = alveolar bone (tulang alveolar). C. Organisasi tiga dimensi dari tulang dapat dilihat dengan menggunakan scanning electron micrograf dari tulang alveolar pada dinding soket setelah pencabutan gigi dan PDL. Gambaran micrograf menyoroti soket dengan dinding soket tarikan di sebelah kanan
Bila gaya yang besar terus-menerus dikenakan pada gigi, cairan jaringan
dengan cepat akan terperas dan gigi akan bergerak pada ruang periodontal. Dengan
demikian gigi akan menekan ligamen periodontal ke tulang dan akan terasa sakit.
Rasa sakit ini akan terasa sekitar 3-5 detik. Walaupun ligamen periodontal
mempunyai daya adaptasi yang baik terhadap tekanan mekanis dengan waktu yang
singkat, kemampuan adaptasi ini akan hilang bila seluruh cairan jaringan terperas
keluar.
Tekanan mekanis yang lama durasinya, walaupun sangat kecil menghasilkan
respon fisiologis yang berbeda dalam merubah tulang dan pergerakan gigi secara
ortodonti yang dapat dipengaruhi oleh aplikasi tekanan yang terus-menerus. Sebagai
tambahan, tekanan natural dari lidah, bibir maupun pipi mempunyai potensi yang
sama dengan tekanan ortodonti dalam menggerakkan gigi. Erupsi gigi membuktikan
bahwa tekanan yang timbul di dalam ligamen periodontal dapat menyebabkan
pergerakan gigi.
Mekanisme erupsi gigi tergantung pada aktivitas metabolism dalam ligamen
dan pemendekan serabut-serabut kolagen. Proses ini berlanjut terus sampai tua dengan
kapasitas yang menurun.
Pergerakan gigi secara ortodonti adalah peristiwa biologis. Hal ini melibatkan
suatu urutan proses tranduksi sinyal yang hasilnya adalah remodel atau pembentukan
ulang tulang alveolar. Peran dari aktivitas gen antara osteoblas dan osteoklas
mengatur adaptasi tulang alveolar dengan tekanan mekanis ortodonti . Perubahan
morfologis dari sisi tarikan dan tekanan akibat perawatan ortodonti terlihat pada
gambar 2 dan 3. 7,21,22
Gambar 3. Perubahan morfologis pada sisi tekanan menunjukkan respon jaringan dan selular yang berhubungan dengan resorpsi akar selama pergerakan gigi secara ortodonti. A. Perubahan awal ditandai daerah tertentu yang mengalami nekrosis pada PDL (hyalinisasi), terlihat gambaran jelas dari PDL. B. Perubahan selanjutnya menunjukkan pemindahan dari jaringan nekrotik PDL dan sekitarnya, termasuk sementum akar dan dentin oleh osteoklas, sementoblas, dan makrofag (panah). Sisa jaringan nekrotik dari PDL terlihat pada daerah merah muda pada pertengahan bawah dari micrograf. PDL yang vital terlihat sebagai gambaran yang tinggi seluler di atas dan bawah daerah nekrosis.
Mekanisme yang mentransfer rangsang mekanik menjadi peristiwa molekuler
dan tetap menjadi tanda tanya bagi peneliti dalam jangka waktu lama. Mekanisme
yang baru-baru ini ditemukan mengenai mekanisme komunikasi sitoplasma yang
mungkin dapat menjelaskan sinyal-sinyal antara perawatan ortodonti dan respon sel
tulang. Maka, sel tersebut dapat mengetahui beban mekanis dan mengaktifkan
membuat lebih mudah untuk dapat mengatur manipulasi remodeling tulang, kontrol
pergerakan gigi lebih mudah dan lebih dapat diperkirakan dimasa yang akan datang.
Intervensi obat-obatan dan pengubahan genetik adalah contoh aplikasi klinis yang
dijanjikan peneliti dalam ilmu-ilmu dasar.27,28
2.1.1. Kontrol Biologis Gerakan Gigi
Peranan stimulus tekanan mekanik ortodonti terhadap respon gerakan gigi
dikontrol oleh dua elemen yaitu keadaan listrik secara biologis dan aliran darah yang
diterangkan dalam teori utarna pergerakan gigi secara ortodontik. Teori Piezoelectric
menghubungkan gerakan gigi pada perubahan tulang alveolar.
Teori yang lain adalah teori tekanan dan tarikan (Pressure-Tension Theory)
yang menghubungkan gerakan gigi pada perubahan seluler yang disebabkan
perubahan aliran darah pada ligamen periodontal akibat dari tekanan dan tarikan yang
disebabkan oleh adanya gaya ortodonti. Tekanan atau tarikan pada ligamen
periodontal akan memperkecil atau memperbesar diameter pembuluh darah dan
dengan sendirinya akan mempengaruhi jalannya aliran darah.
Kedua teori ini tidak berlawanan tapi juga tidak saling mendukung. Dapat
dikatakan bahwa kedua mekanisme ini memerankan peranan dalam kontrol biologis
2.1.2. Teori Piezoelectric
Piezoelectricity adalah suatu fenomena yang terlihat pada material inorganik
yang berkristal, dimana deformasi struktur kristal akan menghasilkan suatu aliran
listrik karena adanya perpindahan elektron pada kristal-kristal tersebut. Bila suatu
gaya dikenakan pada tulang yang dapat menyebabkan pelengkungan (bending) tulang,
maka sinyal piezoelectric dapat terlihat. Efek piezoelectric ini terjadi karena migrasi
elektron-elektron dalam latis kristal dari mineral tulang ketika kristal ini berubah
karena adanya tekanan.
2.1.3. Teori Tekanan-Tarikan
Teori ini dapat menerangkan hal-hal yang terjadi yang berhubungan dengan
pergerakan gigi. Aliran darah akan berkurang bila ligamen periodontal mendapat
tekanan dan akan bertambah atau tetap saja kalau ligamen periodontal mendapat
tarikan. Perubahan pada aliran darah akan merubah keadaan kimia darah. Proporsi
relatif metabolit yang lain juga akan berubah dan perubahan kimia ini akan
menyebabkan perubahan seluler yang akan menyebabkan gigi berpindah dari
tempatnya.
Walaupun teori piezoelectric dan teori tekanan-tarikan ini dapat diaplikasikan sebagai
kontrol biologis pergerakan gigi, teori tekanan-tarikan lebih dapat digunakan sebagai
basis dari pergerakan gigi secara ortodonti. Kedua teori ini juga menerangkan sifat
Adaptive Respons dari tulang terhadap gaya yang mengenai itu. 6,7,21
2.1.4. Inflamasi
Inflamasi merupakan serangkaian perubahan-perubahan imunologis
melibatkan sitokin-sitokin sebagai mediator inflamasi yang dihasilkan oleh sel
fibroblas. Respon inflamasi distimulasi oleh pelepasan dan aktivasi beberapa
menggunakan durasi sebagai kriteria. Proses inflamasi akut ditandai oleh tiga tahap
utama (Scott et al. 1994):
1. Vasodilasi dan peningkatan aliran darah ke daerah tersebut.
2. Peningkatan permeabilitas vascular dengan kebocoran plasma dari
mikrosirkulasi.
3. Migrasi phagocytic leukosit dari mikrosirkulasi ke dalam jaringan sekeliling. 24
Proses inflamasi akut pada awal gerakan gigi secara ortodonti pada dasarnya
bersifat eksudatif, di mana plasma dan leukosit bermigrasi dari kapiler di daerah
regangan paradental. Satu atau dua hari kemudian, fase inflamasi akut berakhir dan
digantikan oleh proses kronis yang pada pokoknya bersifat proliferatif, yang
melibatkan fibroblast, sel endothelial, osteoblast dan sel sumsum tulang alveolar.
Selama periode ini, leukosit terus bermigrasi ke dalam jaringan paradental yang
meregang dan memodulasi proses remodeling.
Inflamasi kronis berlangsung sampai janji-temu klinik berikutnya, saat
ortodontis mengaktifkan alat penggeser-gigi, dengan demikian dimulai periode
inflamasi akut lainnya dan dapat menimpa kembali inflamasi kronis yang sudah
terjadi. Untuk pasien, periode inflamasi akut terkait dengan sensasi nyeri dan
penurunan fungsi (mengunyah). Refleksi dari fenomena ini bisa ditemukan pada
cairan crevicular gingival (GCF) gigi yang sedang bergerak, di mana kenaikan yang
signifikan dalam akonsentrasi mediator inflamasi, seperti sitokin dan prostaglandin,
terjadi untuk sementara. 24
2.2. Separator
Di dalam perawatan ortodonti dengan memakai pesawat cekat, biasanya perlu
kontak interdental diperlukan aplikasi separator. Pada aplikasi separator pasien akan
merasa tidak nyaman. Gigi terpisah dan medapatkan sedikit ruang pada interdental
untuk memudahkan pemasangan band. Ada beberapa tipe separator yaitu : separator
brass wire, ring, dan dumbell.6,19
2.3. Interleukin-1β
Interleukin-1, dideskripsikan sebagai lymphocyte activating factor (LAF)
untuk efek thymocyte-nya, merupakan sitokin polipeptide dengan dua bentuk
molekul. Dua bentuk molekul dari IL-1 berasal dari dua gen yakni IL-1 α dan IL-1 .
Keduanya mempunyai berat molekul 15 kD tetapi berbeda dalam isoelektrik. Inhibitor
IL-1 secara struktural berbeda pada IL-1 dan penting di dalam aksi regulasi IL-1 .
Semula Sitokin disebut juga limfokin ketika masih dikira hanya disekresikan
oleh T sel, baru kemudian diketahui sel-sel lain seperti makrofag juga dapat
mensekresinya. Bagaimanapun, ketika menyebut sitokin limfosit, istilah limfokin
masih digunakan.
Sitokin merupakan hasil “soluble polypeptide” dari sel pada sistem imun.
Yang diproduksi makrofag adalah monokin dan limfosit menghasilkan limfokin.
Beberapa fakta mengenai sitokin :
1. Sitokin dapat memodifikasi sel-sel lain begitu juga dengan sel-sel yang
memproduksinya. Ini disebut regulatory cytokines. Beberapa sitokin memacu
proliferasi sel-sel seperti neutrofil, makrofag dan fibroblas, sedangkan yang
lainnya menyebabkan differensiasi sel-sel seperti T sel dan B sel.
2. Sebagian sitokin dapat mencapai sirkulasi umum dan memberi efek sistemik
3. Sitokin nama lainnya adalah ”interleukin” yang dibagi atas nomor-nomor.
Sitokin diberi nama berdasarlkan efek biologisnya bila sekuen asam amino
tidak diketahui (contoh, tumour necrosis factor, macrophage inhibition factor).
Oleh karena itu sitokin mempunyai lebih dari satu efek biologis, nama-nama
diskriptif dapat disalah artikan.
4. Limfokin diproduksi sebagai respon dari stimulasi antigen limfosit, dan bebas
dari antigen spesifik yang mengawali respon.
Pada reaksi imunologik atau reaksi inflamasi banyak substansi serupa hormon
dilepaskan oleh limfosit T dan B maupun oleh sel-sel lain, berfungsi sebagai sinyal
interselular untuk mengatur respons inflamasi lokal maupun sistemik terhadap
rangsangan dari luar. Sekresi substansi itu dibatasi sesuai kebutuhan (self-limitting).
Substansi-substansi tersebut secara umum dikenal dengan nama sitokin,
substansi yang dilepaskan oleh limfosit disebut limfokin sedangkan yang disekresikan
oleh monosit disebut monokin. Sitokin ini berperan dalam pengendalian haemopoesis
maupun limfopoesis dan juga berfungsi dalam mengendalikan respons imun dan
reaksi inflamasi dengan cara mengatur pertumbuhan, serta mobilitas dan diferensiasi
leukosit maupun sel-sel lain. Selain itu sitokin juga diketahui berperan dalam
patofisiologi berbagai jenis penyakit.
Tidak hanya destruksi tulang terinflamasi diatur oleh produksi sitokin lokal
akan tetapi begitu juga remodeling tulang normal. Secara fisiologi, tulang
mengalami resorpsi dan aposisi tulang yang terus-menerus. Keseimbangan negatif
antara resorpsi dan pembentukan tulang sering karena resorpsi yang berlebihan,
adalah dasar dari banyaknya penyakit tulang. Diantara faktor-faktor yang dihasilkan
secara lokal untuk mengatur remodeling tulang fisiologis adalah PGs, IL-1, TNF-α
merupakan sel-sel multinucleated khusus berasal dari hemopoietic sedangkan
pembentukan tulang dilaksanakan oleh osteoblas. Strategi utama dalam ortodonti
klinis adalah aplikasi kekuatan mekanik untuk menghasilkan remodeling jaringan
periodontal yang terorganisasi dengan sebuah tujuan yakni pergerakan gigi. Kekuatan
ortodonti disalurkan dari akar gigi ke periodontium dimana sel-sel distimulasi untuk
remodeling matriks yang mengelilingi mereka. Pergerakan ortodonti disebabkan
resorpsi tulang di tempat-tempat tekanan dan aposisi tulang di tempat-tempat tarikan
(Reitan, 1954; Rygh, 1973, 1976; Brudvik dan Rygh, 1993). Sitokin seperti IL-1α,
IL-1β, dan TNF-α telah diimplikasikan dalam proses tersebut. (Davidovitch dkk,
1988; Saito dkk, 1991) (Gambar 4).24,25,26
Gambar 4 : Keterlibatan sitokin didalam remodeling jaringan yang menyebabkan pergerakan gigi (Davidovitch,1988)29
Ada beberapa sifat umum yang dimiliki oleh setiap jenis sitokin, yaitu
1. Sekresi sitokin pada umumnya terjadi singkat dan membatasi diri; sitokin tidak
pernah disimpan, sebagai molekul yang preformed dan sintesis sitokin biasanya
diawali dengan transkripsi gen yang terjadi akibat stimulasi. Aktivasi transkripsi ini
biasanya berlangsung sesaat, dan mRNA yang menyandi sebagian besar sitokin
bersifat tidak stabil sehingga sintetis sitokin juga hanya sesaat. Produksi beberapa
sitokin dikendalikan oleh pemrosesan RNA dan mekanisme paskatranskripsi,
misalnya pelepasan produk aktif dari precursor inaktif. Segera setelah disintesis
sitokin dengan cepat disekresikan dan menghasilkan aktivitas yang diperlukan.
2. Setiap jenis sitokin biasanya diproduksi oleh lebih dari satu jenis sel, dapat
bereaksi terhadap berbagai jenis sel (pleiotropic) dan memberikan dampak yang
berbeda pada satu jenis sel sasaran yang sama.
3. Sitokin sering mempengaruhi sintesis dan aktivitas sitokin lainnya.
Kemampuan satu jenis sitokin untuk mempengaruhi sitokin lainnya memungkinkan
terjadinya suatu kaskade di mana sitokin kedua atau ketiga dapat memperantarai efek
sitokin pertama, tetapi mungkin juga 2 (dua) sitokin bekerja sebagai antagonis satu
dengan lain, atau berinteraksi untuk menghasilkan efek yang lebih besar dari yang
diharapkan.
4. Aktivitas sitokin dapat lokal maupun sistemik. Sebagian besar sitokin beraksi
dekat dengan tempatnya diproduksi baik dalam sel yang memproduksinya (autocrine
action) maupun pada sel yang letaknya berdekatan (paracrine action). Bila diproduksi
dalam jumlah banyak, sitokin dapat masuk dalam sirkulasi dan bekerja sistemik
(endocrine action);
5. Sitokin merupakan mediator respons imun yang sangat poten dan mampu
berikatan reseptor sitokin pada membran sel sasaran dengan afinitas sangat tinggi.
Ekspresi reseptor dipengaruhi oleh sinyal-sinyal eksternal, misalnya stimulasi sel T
atau sel B akan meningkatkan ekspresi reseptor sitokin, dengan demikian turut
mengatur kepekaan sel tersebut terhadap sitokin.
6. Respons seluler terhadap sebagian besar sitokin terdiri atas perubahan ekspresi
gen pada sel sasaran yang berakibat ekspresi fungsi baru atau proliferasi sel sasaran.
Pengecualian dalam hal ini adalah chemokine yang mengakibatkan migrasi sel tanpa
menambah ekspresi gen, dan TNF yang menginduksi kematian sel tanpa memerlukan
sintesis protein baru.
Reseptor sitokin diklasifikasikan dalam beberapa tipe sesuai kesamaan
(homolog) struktur domain reseptor yang mengikat sitokin. Berdasarkan homologi ini
reseptor sitokin dikelompokkan dalam 5 kelompok, yaitu reseptor tipe I, tipe II, Ig
Super Famili (IgSF) reseptor TNF dan reseptor-α heliks transmembran. Reseptor
sitokin sangat berperan dalam menghasilkan transkripsi gen yang diperlukan dalam
Gambar 5. Regulasi teoritis dari osteoklastogenesis oleh osteoblas. Aktivator reseptor dari RANKL menginduksi osteoklas yang belum matang (0C)
Integritas skeletal adalah akibat dari interaksi dinamis antara osteoblas untuk
aposisi tulang dan osteoklas dalam terjadinya resorpsi tulang. Tingkat remodeling
didefinisikan selain dari pembentukan tulang dari osteoblas, juga melibatkan aktivasi
precursor osteoklas. Meskipun demikian, dasar komunikasi antara osteoblas dan
osteoklas tidak jelas sehingga terbagi atas beberapa kelompok secara terpisah, yang
mengidentifikasikan keberadaan faktor intermediary pada permukaan osteoblas yang
bertanggung jawab atas induksi osteoklastogenesis. Faktor ini adalah anggota
superfamili Tumour Necrosis Factor (TNF) dan diistilahkan Reseptor Aktivator dari
Nuclear Factor kB Ligand (RANKL). Pengikatan RANKL pada reseptor cognate,
Receptor Activator of Nuclear Factor kB (RANK), yang diekspresikan pada
permukaan sel-sel progenitor osteoklas, menimbulkan osteoklastogenesis dan
mengaktifkan osteoklas (dalam keberadaan Macrophage Colony Stimulating
Factor/M-CSF), menyebabkan peningkatan resorpsi tulang. Meskipun demikian
RANKL juga berpotensi untuk mengikat Osteoprotegerin (OPG), sejenis protein
reseptor decoy yang dapat larut secara kompetitif terikat pada protein RANKL yang
osteoklastogenesis. Oleh karena itu interaksi RANKL-OPG mengurangi resorpsi
tulang (Gambar 5)
2.4. Gingival Crevicular Fluid (GCF)
GCF adalah suatu campuran yang berasal dari serum dan berfungsi sebagai
vehicle dari mekanisme pertahanan tubuh. Setelah mulainya pembentukan plak,
permeabilitas vaskuler jaringan konektif meningkat, yang dapat dideteksi secara klinis
melalui peningkatan aliran GCF . Dalam GCF crevice gingival sehat dilepaskan hanya
dalam jumlah kecil. Kuantifikasi volume GCF telah digunakan untuk menyatakan
status terinflamasinya jaringan periodontal. Volume GCF meningkat pada gingivitis,
dan periodontitis (Nakamura 2000), akan tetapi aliran yang meningkat tidak
merefleksikan aktivitas penyakit periodontal.
Komposisi GCF telah dibuktikan mengikuti dan merefleksikan kesehatan dan
penyakit gingiva yang berdekatan (Cimasoni 1983). Kualifikasi GCF yang
dikumpulkan dapat digunakan untuk merefleksikan aktivitas inflamasi jaringan
periodontal. Pada pasien-pasien periodontitis, konsentrasi GCF MMP-8 yang
meninggi secara berulang dapat mengindikasikan tempat-tempat pada resiko progresi
periodontitis dan juga pasien-pasien dengan respon yang kurang baik terhadap
pengobatan periodontal konvensional (Mantyla dkk., 2003).
GCF dapat dikumpulkan melalui beberapa tehnik: dengan filter paper strips,
micropipette tube dan capillary tubing. Filter paper strips adalah metode yang umum
digunakan (Gambar 6). Waktu sampling biasanya 30 detik atau kurang (Mantyla dkk.
2003, 2006), akan tetapi 3 hingga 5 menit juga telah digunakan dalam studi-studi
Gambar 6. Pengambilan GCF dengan filter paper strip. Strip masuk ke dalam sulkus dan cairan meresap ke filter paper strip9
Ada beberapa cara penempatan filter paper strip (Gambar 7). Pada penelitian
ini dipakai metode intracrevicular superficial karena tidak invasif sehingga lebih
aman dan mudah terserap.
2.5. Kerangka Teori
Tekanan yang dilepas piranti ortodonti
Tekanan diaplikasikan ke mahkota gigi
Tekanan diteruskan melalui akar gigi ke ligamen periodontal dan tulang alveolar
2 (Dua) elemen Kontrol
Teori Piezoelektric Teori Tekanan-Tarikan
Aliran darah pada sisi tekanan ↓
Aliran darah pada sisi tarikan ↑
Pelepasan mediator kimia : - IL-1 - EGF
- IL-6 - 2 microglobulin - TNFα
- SP
- IFN-γ
Aktivasi dari sel-sel : - Fibroblas
- Osteoblas - Osteoklas
- undifferentiates cells
Remodelling tulang alveolar
2.6. Kerangka Konsep
Tekanan mekanik alat ortodontik (elastik separator)
Ligamentum peridontal mengalami tekanan dan tarikan
Proses inflamasi
Sel leukosit migrasi keluar dari kapiler ligamentum periodontal
BAB 3
level IL-1β ?
Mengaktifkan dan menstimulasi pembentukan osteoklas
Stimulasi resorpsi tulang
Pergerakan gigi
30 menit 3 hari Sebelum aplikasi
elastik separator
BAB 3
METODE PENELITIAN
3.1. Jenis Penelitian
Eksperimental murni
3.2. Tempat Penelitian dan Waktu Penelitian
3.2.1. Tempat Penelitian : - Klinik Spesialis Ortodonti FKG-USU
- Laboratorium Oral Biologi FKG UI
3.2.2. Waktu Penelitian : - 1 (satu ) bulan
3.3. Populasi dan Sampel
3.3.1. Populasi Penelitian
Pasien yang akan dirawat giginya dengan pesawat ortodonti cekat.
3.3.2. Sampel Penelitian
Perkiraan besar sampel dilakukan dengan menggunakan rumus Snedecor
dan Cochran (Budiarto, 2002)
n = Zα2 P(1-P) / d2
= 1,96 x 0,2 (1-0,2) / 0,05
= 0,39 x 0,8 / 0,05
= 0,31 x 0,05
= 6,27
Untuk mengurangi bias besar n ditambah 20% sehingga :
6,27 + (6,27 x 20% ) = 7,52 (digenapkan menjadi 8)
n = besar sampel
p = proporsi variabel
Zα = simpangan rata-rata distribusi normal standar dengan α = 0,05
d = kesalahan sampling yang masih dapat ditoleransi
3.3.2.1. Kriteria Sampel
Kriteria Inklusi : - Molar kedua belum erupsi
- Kesehatan umum baik
- Tidak dalam terapi antibiotika pada 6 bulan terakhir
- Tidak menggunakan obat anti inflamasi pada bulan
pelaksanaan penelitian
- Periodonsium sehat dengan kedalaman probing ≤ 3 mm
- Tidak ada bone loss
Kriteria Eksklusi : - Pasien yang loss follow up
3.4. Variabel dan Definisi Operasional
3.4.1. Hubungan Antar Variabel
VARIABEL BEBAS VARIABEL TERGANTUNG
- Tekanan mekanis dari elastik - Level IL-1 pada GCF
sebelum aplikasi elastik separator, 30 menit dan 3 hari setelah aplikasi elastik separator
dari elastik separator tipe ring
- Waktu pemakaian 30 menit dan 3 hari
VARIABEL KENDALI VARIABEL TAK TERKENDALI
- Usia - Terjadi reaksi alergi
- Jenis kelamin laki-laki dan
perempuan
- Pengunyahan pasien yang
menyebabkan lepasnya elastik separator selama penelitian berlangsung
- Level of force (elastik separator) - Suhu penyimpanan
- Metode pengambilan GCF
- Sterilisasi alat, bahan penelitian dan media
- Ketrampilan peneliti
3.4.1.1. Variabel Bebas (Variabel Independen)
- Tekanan mekanis dari elastik separator tipe ring
- Waktu pemakaian elastik separator
3.4.1.2. Variabel Tergantung
- Level IL-1 pada GCF sebelum aplikasi elastik separator; 30 menit dan 3
hari
setelah aplikasi elastik separator
3.4.1.3. Variabel Kendali
- Usia
- Jenis kelamin laki-laki dan perempuan
- Level of force (elastik separator), jenis separator yang dipakai adalah tipe
- Suhu penyimpanan sampel
- Waktu pengambilan GCF yaitu sebelum aplikasi elastik separator, 30 menit
dan 3 hari setelah aplikasi elastik separator
- Metode pengambilan GCF
- Sterilisasi alat, bahan penelitian dan media
- Ketrampilan peneliti
3.4.1.4. Variabel Tak Terkendali
- Terjadi reaksi alergi
- Pengunyahan pasien yang menyebabkan lepasnya elastik separator selama
penelitian berlangsung
3.4.2. Definisi Operasional
- IL-1 adalah sitokin dan salah satu mediator inflamasi akibat pemakaian
elastik separator yang diambil dari GCF dengan memakai filter paper point
- Level IL-1 adalah banyaknya kadar IL-1 di dalam GCF yang diukur
sebelum aplikasi elastik separator , 30 menit dan 3 hari setelah aplikasi elastik
separator
- GCF adalah cairan yang diambil dari sulkus gingiva dengan kedalaman 1 mm
selama 30 detik
- GCF pada sisi tekanan adalah GCF pada sisi distal molar pertama permanen
3.5. Bahan , Alat dan Cara
3.5.1. Bahan
- Phosphate- buffered saline (PBS,PH 7,2)
- Phenylmethylsulfonyl+fluoride (PMSF)
- Filter paper point (gambar 8)
- Cotton roll dan cotton pellet
Gambar 8 : Filter paper point ukuran 25 dipakai untuk mengambil GCF
3.5.2. Alat
- Elastik separatordari Ortho Organizer tipe Blue Regular 400-355 bentuk ring
- Separator plier
- Kaca mulut
- Pinset
- Sonde
- Scaler
- Probe
- Kulkas
- Stopwatch
3.5.3. Cara
Pada penelitian ini dipakai tehnik Elisa. Human IL-1 ELISA adalah
enzyme linked immunosorbent assay untuk mendeteksi kuantitas IL-1 manusia.
Human IL-1 ELISA adalah untuk penelitian dan bukan untuk keperluan prosedur
diagnostik atau terapeutik (Gambar 9). Protokol penelitian di laboratorium adalah
sebagai berikut :
1. Tentukan nomor dari microwell yang dipakai untuk menguji sampel. Setiap sampel
dinilai duplikat supaya lebih akurat (Gambar 10)
2. Tabung eppendorf di microcentrifuge 2000 rpm selama 5 menit (Gambar 11)
3. Tabung eppendorf (48 tabung) yang sudah di centrifuge dibuka satu-persatu ,
ambil 50 μl cairan ke microwell. Satu tabung eppendorf untuk 2 microwell, sehingga
microwell berjumlah 96. Shaker 96 microwell selama 2 jam (Gambar 12 dan 13)
4. Tambah Biotin Conjugate 50 μl (Gambar )
5. Shaker selama 2 jam.
6. Cuci pakai Wash Buffer Elisa untuk membuang zat-zat yang tidak diperlukan.
IL-1 sudah attached di dasar microwell (yang tidak attached akan lepas)
7. Kemudian ditambah Streptavioline HRP 100 μl
8. Shaker 1 jam
9. Inkubasi selama 20 menit
10. Lalu IL-1 yang sudah attached di dasar microwell dikomputerisasi dan
diperoleh data
Gambar 9. Human IL-1 beta Elisa
A. B. C.
Gambar 10A. Setiap tabung diberi nomor dari nomor 1 sampai 48 10B dan C. Assay Record Template. Setiap sampel dinilai duplikat.
Gambar 12. Alat eppendorf untuk mengambil cairan penelitian
Gambar 13. Tabung eppendorf yang sudah di centrifuge dibuka satu-persatu , ambil 50 μl cairan ke microwell. Satu tabung eppendorf untuk 2 microwell, sehingga
Gambar 14. Sampel yang terdapat di microwell, masing-masing ditambah Biotin
Conjugate 50 μl dan kemudian di shaker selama 2 jam
Gambar 15. Setelah di shaker selama 2 jam, lalu dicuci dengan Wash Buffer Elisa
untuk
membuang zat-zat yang tidak diperlukan, kemudian ditambah Streptavioline
A. Gambar 16A. Alat shaker (dari depan) B. Alat shaker (dari atas)
A B
Gambar 17A. Mesin Pengukur level IL-1 (dari depan) B. Dari atas. Mesin tersebut
dihubungkan dengan komputer dan dapat dikomputerisasi lalu
diperoleh
hasil (data)
3.6. Prosedur Penelitian
Delapan subyek (4 perempuan dan 4 laki-laki; usia berkisar 8,9-13,8
tahun), berpartisipasi dalam penelitian ini. Pasien menjalani perawatan ortodonti
karena gigi yang berjejal pada satu atau kedua rahang dengan molar kedua permanen
belum erupsi. Penelitian mendapatkan izin dari Komite Etik Fakultas Kedokteran
Universitas Sumatera Utara dan inform consent dari orang tua atau wali pasien.
Kunjungan pertama adalah 14 hari sebelum aplikasi elastik separator, pasien
di-instruksikan untuk menjaga oral hygiene, scaling dan polishing, serta pemeriksaan
kedalaman probing periodontal pada keempat sisi molar pertama permanen dan ada
atau tidaknya pendarahan antara 15 detik setelah probing. Kunjungan kedua adalah
untuk aplikasi elastik separator (Gambar 18) pada mesial molar pertama permanen.
Setiap gigi yang diikutsertakan pada penelitian ini diisolasikan dengan cotton roll dan
dibersihkan dengan cotton pellet serta permukaan gigi dikeringkan dengan semprotan
angin. GCF diambil dengan filter paper point sebelum aplikasi elastik separator dan
30 menit sesudah aplikasi elastik separator. Kunjungan ketiga adalah pengambilan
GCF 3 hari sesudah aplikasi elastik separator. Pengambilan GCF (Gambar 19)
dilakukan pada sisi mesial dan distal. Sampel dimasukkan ke dalam tabung
eppendorf (Gambar 20) dan segera dibekukan pada -20oC sampai hari
penganalisaan menggunakan tehnik Elisa.
Gambar 19. Pengambilan GCF memakai filter paper point dengan metode
intracrevicular superficial
A B
Gambar 20 A. Sampel dimasukkan dalam tabung eppendorf yang berisi cairan PMSF
dan PBS kemudian segera dibekukan.
B. Sebannyak 48 tabung eppendorf yang berisi sampel disusun ke dalam rak
eppendorf
3.7. Analisa Data
Analisis data untuk membandingkan perubahan relatif antara pengukuran
dari GCF sebelum aplikasi elastik separator, 30 menit dan 3 hari sesudah aplikasi
elastik separator dilakukan dengan One Way ANOVA. Sedangkan Uji-t dipakai untuk
3.8
Pemeriksaan periodontal (menentukan 8 subyek yang termasuk kriteria inklusi)
Scaling dan Polishing
Instruksi Oral Hygiene
14 hari kemudian
Sebelum aplikasi elastik separator
(mesial dan distal)
Sampel dimasukka l= 48 tabung) yang
berisi 100 UL cairan PBS yang diberi PMSF
Dibekukan -20oC sampai hari penganalisaan
Ekstrak IL- dari GCF
ELISA
Data
. Alur Penelitian
Pengambilan GCF
Sesudah aplikasi elastik separator 30 menit
3 hari
n ke dalam tabung eppendorf (total 48 sampe
BAB 4
HASIL PENELITIAN
kkan perbedaan tetapi tidak signifikan
ntara sisi tarikan dan tekanan (tabel 1).
an
Hasil Penelitian dan Analisis Hasil Penelitian
Dari 8 subyek yang diperiksa dari sisi tarikan (mesial) dan tekanan (distal),
pada pemeriksaan GCF sebelum aplikasi elastik separator, menunjukkan sisi
tekanan lebih tinggi dari sisi tarikan. Pada pemeriksaan GCF setelah 30 menit
aplikasi elastik separator menunjukkan sisi tarikan lebih tinggi dari sisi tekanan
dan sesudah 3 hari aplikasi elastik separator menunjukkan sisi tekanan lebih tinggi
dari sisi tarikan. Level IL-1 menunju
a Sesudah 3 hari Tarikan
Tekanan 8 271,063+40,34 0,519
Tabel 1. Perbedaan level IL-1 antara sisi tarikan dan tekanan
Level IL-1 pada sisi tarikan meningkat setelah 30 menit aplikasi elastik
separator dan kemudian menurun sesudah 3 hari aplikasi elastik separator, sedangkan
pada sisi tekanan sebaliknya yaitu level IL-1 pada sisi tekanan menurun setelah 30
menit aplikasi elastik separator dan kemudian meningkat sesudah 3 hari aplikasi
Sisi an
Tabel 2. Perbedaan level IL-1 sebelum, setelah 30 menit dan 3 hari aplikasi tekanan mekanis
Gambar 21 . Grafik perubahan level IL-1 sisi mesial atau tarikan.
Grafik perubahan level IL-1 pada sisi tarikan (mesial) pada pemeriksaan
awal ( sebelum aplikasi elastik separator), kemudian diperiksa pada 30 menit sesudah
aplikasi elastik separator dan 3 hari sesudah aplikasi elastik separator (gambar 8).
Terjadi peningkatan level IL- 1 setelah 30 menit aplikasi tekanan mekanis
kemudian menurun setelah 3 hari berikutnya dan penurunannya sedikit di bawah
sebelum aplikasi elastik separator.
Gambar 22 . Grafik perubahan level IL-1 sisi distal atau tekanan.
asi tekanan mekanis dan meningkat kembali setelah 3 hari aplikasi tekanan
ekanis. Kenaikan level IL- 1 jauh diatas level IL- 1 sebelum aplikasi elastik
eparator. level IL-1
Grafik perubahan level IL-1 pada sisi tekanan (distal) pada pemeriksaan
awal (sebelum aplikasi elastik separator), 30 menit dan 3 hari sesudah aplikasi elastik
separator (Gambar ). Pada sisi tekanan terjadi penurunan level IL- 1 setelah 30
BAB 5
k lagi hanya sebatas struktur kimia atu fisika, melainkan
juga fu
gan buntelan-buntelan serat PDL menghasilkan peningkatan
PEMBAHASAN
Biologi molekular dapat didefinisikan sebagai ilmu yang mempelajari
fungsi dan organisasi jasad hidup (organisme) ditinjau dari struktur dan regulasi
molekular unsur atau komponen penyusunnya. Istilah biologi molekular pertama kali
digunakan oleh William Astbury pada tahun 1945 untuk menjelaskan struktur kimia
dan fisika makromolekul biologis. Dengan perkembangan biologi modern, cakupan
biologi molekular kini tida
ngsi dan organisasi makromolekul tersebut didalam organisme serta interaksi
antarkomponen selular. 30
Penelitian histologik klasik tentang pergerakan gigi oleh Sandstedt (1904),
Oppenheim (1911) dan Scwarz (1932) mendorong mereka mengajukan hipotesa
bahwa gigi bergerak dalam ruang periodontal dengan menghasilkan “sisi tekanan”
dan “sisi tarikan”. Hipotesa ini menjelaskan bahwa, pada sisi tekanan, PDL
menunjukkan ketidakteraturan dan penurunan produksi serat. Di sini, replikasi sel
ternyata berkurang disebabkan penyempitan vascular. Di sisi tarikan , stimulasi yang
dihasilkan peregan
replikasi sel. Peningkatan aktivitas proliferatif ini akhirnya menyebabkan peningkatan
produksi serat. 31,32
Konsep tekanan-tarikan pada gerakan gigi ortodontik dievaluasi terutama
dengan studi histologik periodontium. Diajukan bahwa perubahan lebar pada PDL
menyebabkan perubahan populasi sel dan peningkatan aktivitas seluler. Terjadi
gangguan nyata serat-serat collagen pada PDL, dengan bukti kerusakan sel dan
yang diikuti dengan daerah aselularitas atau zona bebas-sel. Penyelesaian masalah
dimulai saat elemen-elemen seluler seperti makrofage, osteoclast dari daerah yang
tidak rusak di dekatnya menginvasi jaringan nekrotik. Sel-sel ini juga meresorpsi sisi
bawah
tulang terdiri kehilangan massa tulang pada daerah tekanan PDL dan
ila gaya
mekani
tulang yang persis berdekatan dengan daerah PDL nekrotik dan
melenyapkannya bersama-sama dengan jaringan nekrotik. 33
Ulasan yang diberikan menunjukkan bahwa inflamasi mungkin
bertanggungjawab setidaknya sebagian atas perekrutan seluler dan remodelling
jaringan di daerah pemberian gaya. Proses ini menyebabkan resorpsi frontal (di mana
osteoclast dihadapkan pada margin tulang alveolar yang berdekatan dengan PDL yang
mengalami tekanan, yang menghasilkan resorpsi tulang langsung). Tahap ketiga
remodelling
aposisi pada daerah tarikan. Fenomena ini membentuk tema utama hipotesa
tekanan-tarikan. 33
Sampai saat ini belum ada satupun hipotesa memberikan bukti konklusif
tentang sifat rinci dari mekanisme biologik gerakan gigi. Studi histologik, histokimia
dan immunohistokimia di abad 20 dan awal abad 21 menunjukkan bahwa banyak
fenomena, baik fisika maupun biologi, terlibat dalam pergerakan gigi. B
k diberikan, sel-sel dan juga matriks ekstraseluler PDL dan tulang alveolar,
bereaksi secara bersamaan, yang menghasilkan remodelling jaringan. 31,32,33
Pada penelitian Dudic dkk. dengan subyek delapan belas orang anak (usia
rata-rata 10,8) yang baru memulai perawatan ortodonti diikutsertakan dalam
penelitian. Elastik separatordiisersi di bagian mesial pada kedua molar pertama atas
dan bawah. Salah satu molar antagonis berperan sebagai kontrol. GCF dikumpulkan
dari sisi mesial dan distal dari tiap molar, sebelum peletakan separator (-7d, 0d) dan
dengan enzyme-linked immunosorbent assay. Pada pergerakan gigi secara ortodonti,
level GCF dari IL-1 , SP dan PGE2 signifikan lebih tinggi daripada gigi kontrol pada
kedua sisi tension dan compression, dan pada hampir semua tindakan setelah insersi
separator. Peningkatan yang relatif terhadap nilai awal pada umumnya lebih tinggi
pada sisi tension. Untuk gigi kontrol, ketiga mediator yang digunakan pada level awal
selama percobaan.hasilnya menyatakan bahwa level IL-1 , SP dan PGE2 dalam GCF
erefleksi
dalam bentuk brass wire, dan
m kan aktifitas biologis dalam periodonsium selama pergerakan gigi
ortodonti.
Pada penelitian ini didapat hasil bahwa tidak ada perbedaan bermakna
antara sisi tekanan dan tarikan pada sebelum, 30 menit dan 3 hari sesudah aplikasi
tekanan mekanis. Hal ini mungkin disebabkan oleh adanya peran biomarker yang lain
selain IL-1 dan kemungkinan adanya teori lain selain teori tekanan-tarikan yaitu teori
piezoelectric dan teori pembengkokan tulang. Pada sisi tekanan terjadi penurunan
level IL-1 setelah 30 menit aplikasi tekanan mekanis dan meningkat kembali setelah
3 hari aplikasi tekanan mekanis.Tekanan mekanis yang dipakai adalah elastik
separator, dan elastik menggunakan gaya ringan dan berkesinambungan (light
continuous force), perlu diteliti bagaimana bila dipakai gaya yang berat dan
terputus-putus (heavy and intermittent). Sedangkan pada sisi tarikan terjadi peningkatan level
IL-1 setelah 30 menit aplikasi tekanan mekanis, kemudian menurun setelah 3 hari
berikutnya. Perlu diteliti proses apa yang terjadi pada 2 hari atau lebih dari 3 hari.
Disini peneliti menggunakan durasi 30 menit karena dengan waktu tersebut (hitungan
menit) sudah terjadi pergerakan gigi, dan durasi 3 hari karena dengan pemakaian
elastik 3 hari sudah didapat ruangan yang cukup untuk pemasangan molar band.
