BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
Elastomeric chain telah digunakan oleh ortodontis sejak tahun 1960.4,5,8 Elastomeric chain memiliki beberapa keuntungan dalam penggunaannya yaitu relatif murah, higienis, mudah diaplikasikan dan hanya membutuhkan sedikit kerja sama
pasien dalam pengaplikasiannya. 5,8
2.1 Fungsi Elastomeric Chain
Didalam ortodonti, secara luas elastomeric chain digunakan sebagai
mekanisme pergerakan gigi dan efektif dalam menutup diastema, mengkoreksi rotasi,
menggeser midline dan menutup ruang.1,2,5,11,12,13,14 Sifat elastisitas elastomeric chain
yang digunakan untuk menarik gigi berasal dari bahan dasarnya. Elastomeric chain
yang tersedia di pasaran terbagi atas tiga jenis yaitu long, medium dan short serta
tersedia dalam berbagai warna.(Gambar 1 dan 2)
Gambar 1. Berbagai tipe dan warna
Gambar 2. Elastomeric chain tipe long, medium dan short 25
2.2 Proses Pembuatan Elastomer
Elastomeric ligature dan chain adalah polyurethane yang merupakan polimer thermoset ( thermosetting ) berstruktur – (NH) – (C=O) – O – dan terbentuk dari reaksi polimerisasi.1,6 Pembuatan polyurethane elastomer terdiri atas beberapa tahap.
Pertama pembentukan polimer dengan berat molekul rendah, kemudian direaksikan
dengan aromatic diisocyanate untuk menghasilkan prepolimer. Setelah itu elastomer
divulkanisasi melalui kelompok isocyanate dengan mereaksikannya dengan alkohol
atau glikol.1
Polimer jenis elastomer memiliki elastisitas seperti karet disebabkan oleh
adanya struktur cross links yang berfungsi sebagai shape memory sehingga dapat
kembali ke bentuk semula ketika beban dihilangkan. Temperatur dimana terjadi
transisi temperatur tersebut dikenal sebagai the glass transition temperature ( Tg ).15
Pada temperatur gelas terjadi perubahan sifat polimer dari kaku ( rigid ) seperti gelas
menjadi elastis seperti karet. Tg industrial dan biomedikal polyurethane berkisar
antara -50oC sampai dengan -80oC. Ukuran yang tidak tepat dari struktur dan sifat
Perbedaan energi antara keadaan yang rigid dan elastis berhubungan dengan
peningkatan molekul setelah melewati tahap transisi gelas. Semakin tinggi Tg,
semakin kaku polimer. Pembentukan polimer yang lebih kaku berhubungan dengan
penghantaran force yang lebih besar atau dengan kata lain nilai modulus
elastisitasnya lebih besar.1
Berbagai perusahaan material ortodonti memproses polyurethane dengan tipe
cara yang berbeda-beda.1 Dua metode utama dalam memproses modul adalah
injection-molding dan die-stamp.1,6 Struktur polimer polyurethane berbeda pada setiap perusahaan. Tg berhubungan langsung dengan struktur polimer, oleh karena itu
Tg bervariasi pada setiap produk.1
A B C
Gambar 3. Elastomeric chain merk ClassOne (A) , Ortho Organizer (B) dan
Energy Chain RMO (C) tipe short
2.3 Force Elastomeric Chain
Perawatan ortodonti didasarkan pada prinsip jika tekanan diaplikasikan pada
gigi akan menyebabkan terjadinya pergerakan gigi bersamaan dengan perubahan
optimal pergerakan gigi dalam batas fisiologi jaringan yang dapat ditoleransi
merupakan hal yang utama dalam ortodonti.14
Besarnya force yang dihasilkan elastomeric untuk menggerakkan gigi akan
mempengaruhi jaringan sekitar gigi. Tingkat optimum force untuk menggerakkan gigi
harus cukup besar untuk menstimulasi aktivitas seluler tanpa menghambat pembuluh
darah dalam jaringan periodontal.16
Agar pergerakan gigi terjadi secara optimal, maka force per unit area di dalam
ligamen periodontal sebaiknya tidak menghambat suplai darah yang cukup untuk
menyebabkan adanya respon seluler. Dari literatur disebutkan bahwa optimum force
untuk pergerakan gigi tipping adalah 30 – 60 g, pergerakan bodily adalah 100 – 150
g, rotasi atau ekstrusi sebesar 50 – 75 g dan intrusi 15 – 25 g.3
Pergerakan gigi dengan menggunakan elastomeric chain selain ditentukan
oleh besar force yang diberikan juga ditentukan oleh lamanya waktu peregangan.
Kovatch et al dan Brantley et al melakukan penelitian yang mengindikasikan adanya
hubungan antara force dan waktu.1 Force yang ringan diberikan secara terus-menerus paling sedikit 6 sampai 24 jam untuk mendapatkan hasil pergerakan gigi yang
diinginkan.3 Lamanya force diberikan atau durasi force memiliki aspek lain
berhubungan dengan bagaimana besarnya force berubah selama gigi bergerak.
Besarnya force dapat menurun setelah gigi bergerak dalam jarak yang pendek.16
Force elastomeric chain lebih dikarakteristikkan sebagai interrupted force daripada continuous force, sebab force decay elastomeric chain terjadi secara
cepat.13,15 Interrupted force adalah tingkat force menurun sampai nol selama pengaktifasiannya, sedangkan continuous force adalah force terbentuk dari bagian
yang cukup besar dari bentuk awalnya pada kunjungan pertama pasien sampai
kunjungan berikutnya.16
Hal lain yang menentukan besarnya force adalah jarak peregangan
elastomeric chain. Young dan Sandrik (1979) merekomendasikan peregangan elastomeric chain 50 persen sampai 70 persen dari panjang awalnya untuk menghasilkan tingkat optimum force.Mereka menyarankan peregangan elastomeric
chain sebelum batas penggunaan terjadinya force decay. Sama dengan pendapat yang dikemukakan oleh Von Fraunhofer (1992) bahwa penggunaan elastomeric chain
memiliki batas tertentu.9,17
Rock meregangkan chain 100 persen dari panjang awalnya dan menemukan
bahwa tingkat initial force mencapai 400 gm. Dia meyakini bahwa jarak peregangan
ini dengan force yang dihasilkannya dapat mengganggu aliran darah di jaringan
periodontal. Oleh karena itu Rock menyarankan peregangan 50 persen sampai 70
persen dari panjang awalnya.5,9
Beberapa penelitian menunujukkan adanya penurunan tingkat force
elastomeric chain setelah chain diregang pada kondisi yang berbeda baik in vivo maupun in vitro selama jangka waktu tertentu.10 Menurut beberapa literatur hal ini
tergantung pada perubahan sifat fisis elastomer.18 Selama penggunaan elastomeric
chain didalam rongga mulut elastomeric chain kehilangan 50 persen – 70 persen force dari initial force pada hari pertama aplikasi.9,14 Setelah 3 minggu hanya 30 persen – 40 persen force yang tersisa.14
Disebabkan sebagian besar decay terjadi dengan segera setelah pembebanan,
meregangkan elastomeric chain 50 persen dari panjang awalnya selama satu menit.
Hal ini akan menyebabkan terjadinya decay secara cepat sebelum peletakan
elastomeric chain. Melalui cara ini, besarnya beban hanya untuk pergerakan gigi yang diinginkan dan ketidaknyamanan pasien disebabkan beban yang berlebihan akan
berkurang.13
Dalam menanggapi hal ini Sunil Kapila (1993) mengatakan walaupun
prestressing (peregangan elastomer sementara sebelum diaplikasikan) mengurangi degradasi force elastomer dimana memberi keuntungan dalam menghasilkan force
secara terus – menerus, namun timbul pertanyaan apakah tingkat force yang tersisa
setelah peregangan cukup adekuat untuk pergerakan gigi. Pada hal ini, terdapat dua
variabel yang harus diperhatikan yaitu variabel pertama, besarnya force elastomeric
chain yang dibutuhkan untuk mengatasi friksi force bracket – wire. Jika cukup besar maka sisa force yang dihantarkan ke jaringan periodontal tidak cukup untuk
menyebabkan respon biologis yang berperan untuk pergerakan gigi. Variabel kedua
adalah besarnya force yang dibutuhkan untuk bone remodelling dan pergerakan gigi
berikutnya.13
2.4 Degradasi Elastomer
Chemical decay dapat terjadi pada saat proses pembuatannya disebabkan beberapa bahan elastomer misalnya polyurethane dibuat dengan teknik injection
molding. Proses pembuatannya dilakukan pada temperatur 150oC – 200oC, dimana pada temperatur ini dapat terjadi dekomposisi diisocyanate.14,18 Selain itu, elastomer
mengandung fluoride ).4,14,18 Serta jika terpapar oleh cahaya ( terutama sinar ultra
violet ) warna elastomer dapat berubah menjadi coklat. Bahan elastomer yaitu
polyurethane bersifat hidrofilik sehingga air terutama saliva menyebabkan polyurethane terhidrolisis menjadi diols dan diisocyanate yang pada akhirnya terdegradasi menjadi amino dan karbondioksida.14
Biodegradasi dapat disebabkan mikroba, jamur dan enzym.14,19 Salah satu
jenis enzym yaitu pepsin, merupakan katalis hidrolisis aktif yang dapat menyebabkan
terjadinya keretakan dan kavitas sehingga berat molekul polimer menurun.14
Mechanical decay merupakan kerusakan mekanis dimana terjadi perubahan struktur polimer. Ketika elastomer menghasilkan strain, segmen elastomer yang keras
mengurangi kemampuannya untuk memperkuat matriks. Ketika melewati batas
tertentu, beberapa ikatan rusak dan secara bersamaan ikatan lain terbentuk. Ikatan
yang baru cenderung memperluas struktur setelah stress dihilangkan sehingga
