1 Pemilihan kawat busur ortodontik yang ideal dapat menjadi kunci keberhasilan suatu perawatan ortodontik. Kawat ortodontik inisial yang digunakan pada awal perawatan pada umumnya akan mengoreksi keberjejalan dan rotasi gigi (Wang dkk., 2010). Kawat ortodontik yang ideal harus dapat menggerakan gigi dengan gaya yang ringan dan kontinyu. Gaya ini sebaiknya meminimalisir ketidaknyamanan pasien, hialinisasi jaringan dan resorpsi akar gigi. Gaya yang dihasilkan dari kawat ortodontik dapat menggerakkan gigi dan mengkoreksi posisi gigi berjejal. Gaya ini merupakan gaya deaktivasi atau gaya unloading bukan gaya aktivasi. Gaya aktivasi dan gaya deaktivasi suatu kawat tidak akan sama, sehingga grafik gaya defleksi yang dihasilkan selama aktivasi (loading) dan deaktivasi (unloading) tidak akan berhimpit (Taneja dkk., sit Khatri dan Mehta, 2014).
Kawat ortodontik yang akhir-akhir ini sering digunakan pada tahap awal perawatan ortodontik adalah kawat ortodontik Nikel Titanium (NiTi) (Quintao dkk., 2009). Kawat ortodontik NiTi memiliki komposisi 58% nikel dan 42% titanium. Kawat ortodontik NiTi dikatakan memiliki potensi untuk pergerakan gigi yang lebih baik dibandingkan kawat stainless steel karena kawat NiTi memiliki sifat yang lebih resilien (mampu kembali ke bentuk awal setelah ditekuk) dan fleksibel (dapat ditekuk dengan mudah tanpa patah) sehingga dapat dimasukkan dalam slot braket dengan lebih baik (Gravina dkk., 2013a). Sejak pertama kali
dikenalkan pada tahun 1970, penggunaan kawat NiTi sudah meluas hingga saat ini. Sifat kawat NiTi yang memiliki springback (kemampuan untuk kembali ke bentuk awal) yang besar, kekakuan yang terkontrol, dan fleksibilitas yang cukup bisa menyimpan gaya untuk mekanoterapi, sehingga kawat dapat dimasukkan penuh pada slot braket (Eliades dkk., 2000).
Kawat ortodontik berbasis NiTi menjadi populer digunakan dalam perawatan ortodontik karena memiliki sifat mekanis yang baik, biokompatibilitas, fleksibilitas, resisten terhadap korosi, modulus elastisitas yang rendah dan memiliki karakteristik khusus, yaitu superelastisitas dan efek shape memory. Sifat superelastis ini berarti ketika proses dilepas (unloading), kawat dapat kembali menjadi bentuk semula seperti ketika sebelum dipasang (loading). NiTi dapat dideformasi mencapai 7-8% regangan, nilai ini hampir mencapai 40 kali melebihi kapasitas kawat stainless steel. Sifat shape memory ini berarti kawat dapat mengingat bentuk semula setelah dideformasi (Fernandes dkk., 2011).
Sifat shape memory dari kawat NiTi dipengaruhi oleh adanya dua modifikasi bentuk kristal yaitu austenit (fase suhu tinggi) dan martensit (fase suhu rendah) yang dapat terjadi pada perubahan suhu (Barwart dkk., 1999). Tekanan juga dapat mengakibatkan terjadinya transformasi dari fase austenit menjadi martensit. Pada aloi austenit yang diaplikasikan tegangan geser akan mengalami transformasi martensit sebagai usaha pembebasan terhadap tekanan yang berlebihan. Pada saat tekanan yang ada tetap dipertahankan kawat tersebut tetap akan berada pada fase martensit. Ketika gaya geser dihilangkan, tekanan tetap pada level yang sama
sehingga fase martensit tidak stabil dan berubah kembali menjadi austenit (Fernandes dkk., 2011).
Transformasi martensit bukan merupakan proses yang akan menghasilkan sifat fisik yang reversibel sempurna, sehingga akan selalu terbentuk suatu histeresis. Ketika suatu kawat ortodontik dipasang (diaktifkan) pada braket dan gigi akan terjadi peningkatan beban secara cepat dan kemudian akan menjadi konstan sesaat kemudian untuk jarak waktu yang cukup lama. Pada saat deaktivasi, akan terjadi penurunan beban di awal, namun kemudian akan menjadi konstan kembali. Perbedaan gaya selama proses aktivasi (loading) dan deaktivasi (unloading) akan menentukan histeresis mekanis suatu kawat (Chandnani dkk., 2014). Histeresis merupakan usaha suatu material untuk kembali ke bentuk semula sebelum terjadi deformasi. Proses ini merupakan hasil transisi fase akibat dari friksi internal yang disebabkan pergeseran interface fase austenit-martensit (Fernandes dkk., 2011).
Berdasarkan indeks kebutuhan perawatan ortodontik IOTN (Index of Treatment Need), tingkat keberjejalan lebih dari 4 mm termasuk dalam tingkatan keparahan yang membutuhkan perawatan ortodontik. Indeks diskrepansi yang ditentukan oleh ABO (American Board of Orthodontics) mengklasifikasikan keberjejalan lebih dari 7 mm termasuk dalam keberjejalan yang parah dengan skor yang paling tinggi (ABO, 2013).
Pada tingkat keberjejalan yang cukup parah, berdasarkan penilaian indeks diskrepansi oleh ABO yaitu 7 mm, kawat NiTi ukuran kecil yang digunakan pada tahap awal sebaiknya digunakan selama mungkin dan secara berulang sebelum secara bertahap menggunakan ukuran diameter kawat yang lebih besar. Murayama
dkk. (2013), English dkk. (2014) dan Karad (2014) menyarankan penggunaan kawat ortodontik inisial NiTi ukuran 0,012 inci pada tahap awal perawatan ortodontik, karena akan menghasilkan gaya friksi yang rendah. Hal ini dilakukan untuk menjaga supaya gaya yang dikeluarkan oleh kawat adalah gaya yang ringan dan konstan (Jerrold dan Naghavi, 2011).
Pada penggunaan kawat inisial NiTi yang berulang (defleksi berulang), perlu diperhatikan seberapa besarnya defleksi yang akan terjadi pada suatu kawat archwire. Penelitian Wierenga (2014) mengatakan bahwa pada uji Tensile sebesar 7 mm kawat busur ortodontik NiTi mulai mengalami deformasi. Deformasi pada kawat bisa bersifat elastis atau permanen. Deformasi elastis berarti perubahan bentuk kawat masih reversible sedangkan deformasi permanen tidak. Deformasi permanen akan terjadi pada defleksi yang terlalu besar dalam kurun waktu yang cukup lama, meskipun kawat NiTi memiliki sifat elastisitas yang tinggi. Deformasi permanen ini dapat mengakibatkan hilangnya sifat elastis kawat sehingga kawat tidak dapat lagi menghasilkan gaya yang optimum untuk pergerakan gigi (Muraviev dkk., 2001).
Menurut Sachdeva (2002) kawat NiTi dengan penambahan tembaga (CuNiTi) mulai diperkenalkan sejak tahun 1990. Kawat CuNiTi memiliki komposisi 50,7% nikel, 42,4% titanium dan 6,9% tembaga. Tembaga merupakan konduktor panas yang baik, sehingga penambahan tembaga pada kawat NiTi dapat menghasilkan suhu transisi yang lebih baik, gaya loading yang lebih homogen dan meningkatkan efektivitas pergerakan gigi (Gravina dkk., 2014).
Kawat ortodontik CuNiTi bila dibandingkan dengan kawat NiTi konvensional memiliki modulus elastisitas yang lebih rendah, sehingga dapat dengan mudah dimasukkan pada slot braket pada gigi dengan keberjejalan yang tinggi, tanpa menyebabkan rasa sakit dan mengurangi potensi terjadinya resorpsi akar gigi. Kawat CuNiTi menghasilkan histeresis yang lebih rendah, hal ini menunjukkan bahwa gaya yang dihasilkan kawat tersebut lebih konstan selama proses deaktivasi (unloading) (Gravina dkk., 2013b).
Sifat mekanis dan gaya yang dikeluarkan suatu kawat dapat diketahui dengan beberapa uji mekanik. Salah satu metode untuk menguji sifat mekanis kawat yang sering dilakukan adalah three-point bending test. Beberapa peneliti telah menggunakan three-point bending test untuk mengevaluasi sifat mekanis kawat ortodontik karena uji ini memiliki nilai reproducibility yang tinggi dan dapat dibandingkan dengan penelitian terdahulu (Gatto dkk., 2011)
B. Permasalahan
Berdasarkan latar belakang masalah, dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut:
a. Apakah terdapat pengaruh defleksi berulang terhadap gaya unloading dan histeresis yang dihasilkan kawat busur?
b. Apakah terdapat pengaruh jenis kawat terhadap gaya unloading dan histeresis yang dihasilkan kawat busur?
c. Apakah terdapat pengaruh jarak defleksi terhadap gaya unloading yang dihasilkan kawat busur?
d. Apakah terdapat interaksi antara defleksi berulang, jenis kawat, dan jarak defleksi terhadap gaya unloading yang dihasilkan kawat busur?
C. Tujuan Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui:
a. Pengaruh defleksi berulang terhadap gaya unloading dan histeresis yang dihasilkan kawat busur.
b. Pengaruh jenis kawat terhadap gaya unloading dan histeresis yang dihasilkan kawat busur.
c. Pengaruh jarak defleksi terhadap gaya unloading yang dihasilkan kawat busur d. Interaksi antara defleksi berulang, jenis kawat dan jarak defleksi terhadap gaya
unloading yang dihasilkan kawat busur.
D. Manfaat
Hasil penelitian mengenai pengaruh defleksi berulang pada gaya unloading dan histeresis yang dihasilkan kawat ortodontik Nikel Titanium (NiTi) dan Copper Nikel Titanium (CuNiTi) :
1. Memberikan pengetahuan mengenai pengaruh penggunaan kawat busur NiTi dan CuNiTi berulang pada pasien dengan tingkat keberjejalan yang parah terhadap gaya yang dihasilkan kawat busur.
2. Memberikan pertimbangan bagi ortodontis mengenai waktu yang tepat untuk mengganti kawat busur dalam suatu tahap perawatan sehingga didapatkan suatu perawatan ortodonsi yang lebih efektif.
3. Memberikan pertimbangan bagi ortodontis mengenai pemilihan jenis kawat busur yang tepat sehingga didapatkan suatu perawatan ortodonsi yang lebih efektif.
E. Keaslian Penelitian
Penelitian mengenai gaya yang dihasilkan suatu kawat NiTi ortodontik telah banyak dilakukan. Insabralde dkk. (2014) meneliti perbedaan gaya yang dihasilkan oleh kawat beta titanium pada braket yang level dan unlevel. Pada penelitian tersebut disimpulkan bahwa beberapa merek kawat akan menghasilkan gaya yang berbeda pada braket yang level dibandingkan pada braket yang unlevel. Al-Khatieeb (2008) meneliti pengaruh metode sterilisasi terhadap karakteristik load-deflection suatu kawat NiTi dengan kesimpulan bahwa metode sterilisasi dengan dry heat memiliki pengaruh yang paling merugikan terhadap gaya yang dihasilkan kawat NiTi. Selain itu, Nik dkk. (2012) meneliti pengaruh saliva terhadap karakteristik load-deflection suatu kawat NiTi dengan hasil penurunan gaya yang dikeluarkan oleh kawat NiTi cenderung menurun setelah satu bulan dalam saliva. Wierenga (2012) meneliti beberapa sifat mekanis kawat busur ortodontik, hasil dari penelitiannya mengatakan bahwa pada uji Tensile sebesar 7 mm kawat busur NiTi mulai
mengalami deformasi. Gravina dkk. (2013b) meneliti sifat mekanis pada kawat NiTi dan CuNiTi dengan kesimpulan bahwa kawat CuNiTi memiliki sifat mekanis yang lebih superior dibandingkan kawat NiTi konvensional.
Sepengetahuan peneliti, penelitian mengenai pengaruh defleksi berulang pada kawat NiTi dan CuNiTi diameter 0,012 inci pada defleksi sebesar 7 mm belum pernah dilakukan.
