BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
Penggunaan resin komposit telah menjadi hal penting di kedokteran gigi.
Berhubungan dengan kegunaan dan keperluan estetik, resin komposit telah menjadi salah satu bahan restorasi estetik yang sangat terkenal di praktik kedokteran gigi. Resin komposit digunakan untuk menggantikan struktur gigi yang hilang dan memodifikasi warna dan kontur dari gigi, sehingga meningkatkan nilai estetika dari gigi.11
2.1 Resin Komposit
Bahan restorasi resin komposit dapat didefinisikan sebagai gabungan dua atau lebih bahan berbeda dengan sifat-sifat yang unggul atau lebih baik daripada bahan itu sendiri. Perkembangan bahan restorasi resin komposit sendiri dimulai pada akhir tahun 1950-an dan awal tahun1960, ketika Bowen berhasil menghasilkan pengembangan dari molekul bis-CMA. Molekul tersebut memenuhi persyaratan matriks resin suatu komposit. Pengembangan sifat matriks dan ikatan bahan pengisi dengan matriks menghasilkan bahan restorasi yang jelas lebih unggul dibandingkan resin akrilik tanpa bahan pengisi (nirpasi). Sejak awal 1970-an, komposit secara nyata menggantikan resin tanpa bahan pengisi untuk restorasi gigi. Sistem komposit berbasis resin dan resin dimetakrilat telah digunakan untuk aplikasi kedokteran gigi lainnya seperti bahan penutup pit dan fisur, bahan bonding dentin, semen perekat untuk restorsi cekat, dan bahan veneer.11
2.2 Komposisi Resin Komposit
memberikan ikatan antar bahan pengisi anorganik dan matriks resin, juga aktivator-inisiator diperlukan untuk polimerisasi resin. Sejumlah kecil bahan tambalan lain meningkatkan stabilitas warna (penyerap sinar ultraviolet) dan mencegah polimerisasi dini ( bahan penghambat seperti hidroquinon). Resin komposit harus pula mengandung pigmen untuk memperoleh warna yang cocok dengan struktur gigi.11
2.2.1 Matriks Resin
Resin adalah komponen kimia aktif dari komposit yang awalnya adalah cairan yang kemudian diubah menjadi polimer kaku oleh reaksi adiksi radikal. Reaksi ini adalah kemampuan untuk mengkonversi suatu bahan dengan massa plastic menjadi bentuk padat dan kaku, yang memungkinkan bahan ini dipakai untuk restorasi gigi. Kebanyakan bahan komposit kedokteran gigi menggunakan monomer yang merupakan diakrilat aromatic atau alipatik. Bisphenol-A glyadyl methacrylate (BIS-GMA), urethane dimethacrylate (UDMA), dan trietilen glikol dimetrakilat (TEGDMA) adalah dimetrakilat yang umum digunakan dalam komposit gigi. Monomer yang paling umum digunakan untuk resin anterior dan posterior adalah
Bis-GMA, yang berasal dari reaksi antara bisphenol-A dan glycidylmethacrylate. Resin yang biasa disebut resin Bowen ini memiliki berat molekul yang lebih tinggi daripada methyl methacrylate.11,12
Bis-GMA adalah cairan yang sangat kental karena berat molekulnya yang tinggi, penambahan filler sekecil apapun akan menghasilkan komposit dengan kekakuan yang berlebih untuk penggunaan klinis. Untuk mengatasi masalah ini monomer dengan viskositas rendah yang dikenal sebagai viskositas pengendali ditambahkan. Diantaranya methyl methacrylate (MMA), ethylene glycol dimethacrylate (EDMA) dan triethylane glycol dimethacrylate (TEGDMA).12
2.2.2 Partikel Bahan Pengisi
Ditambahkannya partikel bahan pengisi ke dalam suatu matriks akan meningkatkan sifat bahan matriks bila partikel pengisi benar-benar berikatan dengan matriks. Karena pentingnya bahan pengisi yang berikatan kuat, jelas terlihat bahwa penggunaan bahan pengisi tambahan sangatlah diperlukan, untuk keberhasilan suatu bahan komposit. Karena matriks resin dalam resin komposit jumlahnya sedikit, maka pengerutan polimerisasi menjadi berkurang dibandingkan dengan resin tanpa bahan pengisi. Penyerapan air dan koefisien ekspansi termal dari komposit juga lebih kecil dibandingkan dengan resin tanpa bahan pengisi. Sifat mekanis seperti kekuatan kompresi, kekuatan tarik, dan modulus elastisitas meningkat, begitu juga dengan ketahanan aus. Semua perbaikan ini terjadi dengan peningkatan volume fraksi bahan pengisi.11
Partikel pengisi umumnya dihasilkan dari penggilingan atau pengolahan quartz atau kaca untuk menghasilkan partikel yang berkisar dari 0,1-100 μm. Selain quartz bahan lain seperti lithium aluminum silicate, barium, strontium, zinc, dan
ytterbium glass biasa digunakan sebagai bahan pengisi. Kebanyakan resin komposit juga mengandung beberapa silika koloid. Partikel pengisi anorganik umumnya membentuk 30-70%vol atau 50-85 % berat komposit. Untuk memastikan estetik dan translusensi dari restorasi resin komposit, indeks refraksi bahan pengisi harus serupa dengan resin. Untuk Bis-GMA dan TEGDMA indeks refraksi adalah sekitar 1,55 sampai 1,46, sementara campuran 2 komponen dengan proporsi yang sama per berat memberikan indeks refraksi sekitar 1,5. Kebanyakan kaca dan quartz yang digunakan sebagai bahan pengisi memiliki indeks refraksi sekitar 1,5 yang cukup untuk medapatkan transulensi yang baik.11,13
2.2.3 Bahan Coupling
meneruskan tekanan ke partikel pengisi yang lebih kaku, ikatan antara 2 fase komposit ini diperoleh dengan bahan coupling. Hal ini sangat penting, karena jika tidak ada ikatan yang baik akan menyebabkan mudah terjadinya fraktur pada resin komposit. Bahan coupling yang biasa dipakai adalah silane dan yang paling sering digunakan adalah ɣ- methacryloxypropyltriethoxysilane (ɣ-MPTS). Bahan ini bereaksi dengan permukaan partikel pengisi anorganik dengan matriks resin organic yang memungkinkan keduanya berikatan satu sama lain.11,13
2.2.4 Sistem Aktivator dan Inisiator
Monomer metil metrakilat dan dimetil metakrilat berpolimerisasi dengan mekanisme polimerisasi tambahan yang diawali oleh radikal bebas. Radikal bebas dapat berasal dari aktivasi kimia atau pengaktifan energi eksternal (panas atau sinar). Karena penggunaan resin komposit biasanya menggunakan aktivasi sinar atau kimia.11
2.2.5 Sistem Inhibitor
Untuk meminimalkan atau mencegah polimerisasi spontan dari monomer, bahan
penghambat ditambahkan pada sistem resin. Penghambat ini mempunyai potensi reaksi yang kuat dengan radikal bebas, apabila radikal bebas telah terbentuk, seperti dengan suatu pemaparan singkat terhadap sinar ketika bahan dikeluarkan dari kemasan, bahan penghambat bereaksi dengan radikal bebas, dan kemudian menghambat perpanjangan rantai dengan mengakhiri kemampuan radikal bebas untuk mengawali proses polimerisasi. Bila semua bahan penghambat telah dipakai, perpanjangan rantai akan terjadi. Bahan penghambat yang umum digunakan adalah
butylated hydroxytolene dengan konsentrasi 0,01 % berat.11
2.2.6 Bahan Pigmen
dengan gigi. Bahan ini mengandung ferric oxide (F2 O3) dan ferric hydroxide (FeOOH).14
2.3 Klasifikasi Resin Komposit
Sejumlah klasifikasi telah digunakan untuk bahan komposit berbasis resin. Satu sistem klasifikasi didasarkan pada ukuran rata-rata pertikel bahan pengisi utama adalah terdiri dari resin komposit macrofiiler (tradisional), resin komposit microfiller, dan resin komposit hibrid.11
2.3.1 Resin Komposit Macrofiller
Resin komposit ini biasa disebut dengan komposit konvensional, atau komposit berbahan pengisi makro, disebut demikian karena ukuran partikel bahan pengisinya yang relatif besar. Bahan pengisi yang paling banyak digunakan untuk komposit ini adalah quartz giling. Besarnya sekitar 8-12 μm dan partikel terbesar sekitar 50 μm. Banyaknya bahan pengisi umumnya 70-80% berat atau 60-65% volume. Partikel pengisi yang terpapar, beberapa cukup besar dan dikelilingi oleh sejumlah besar matriks resin. Kekurangan utama dari komposit tradisional adalah
permukaan kasar yang terjadi selama berlangsung keausan dari matriks resin lunak yang menyebabkan partikel pengisi yang lebih tahan aus terangkat. Penyelesaian restorasi dapat menghasilkan permukaan kasar, begitupun penyikatan gigi dan pengunyahan. Restorasi ini juga memiliki kecenderungan berubah warna, sebagian karena kecerendungan dari permukaan bertekstur kasar untuk mengikat warna.11
2.3.2 Resin Komposit Microfiller
kelas V pada cemento-enamel junction. Beberapa penelitian menyimpulkan bahwa resin komposit mikrofil lebih banyak disukai untuk restorasi kelas V daripada jenis komposit lain. Tetapi komposit mikrofil mempunyai memiliki sifat fisik dan mekanis yang kurang dibandingkan dengan komposit macrofiller. Hal ini karena 50-70 % volume bahan restorasi terbuat dari resin, sehingga jumlah resin yang lebih banyak dibandingkan dengan bahan pengisi menyebabkan penyerapan air yang lebih tinggi dan ekspansi termal yang lebih tinggi. 11
2.3.3 Resin Komposit Hibrid
Kategori bahan komposit ini dikembangkan dalam rangka memperoleh kehalusan permukaan yang lebih baik daripada komposit mikrofiller sementara mempertahankan sifat komposit partikel kecil tersebut. Kebanyakan bahan pengisi hybrid modern terdiri atas silika kolodial dan partikel kaca yang dihaluskan yang mengandung logam berat, yang mengisi kandungan bahan pengisi sebesar 70-80% berat. Partikel pengisinya berkisar antara 0,5-1 µm, tetapi dengan ukuran partikel yang bervariasi (0,1-3 µm). Resin komposit hibrid sangat popoler karena kekuatan
dan ketahanan abrasi yang dapat digunakan untuk restorasi kelas I dan restorasi kelas II. Permukaannya yang cukup halus menjadikannya sebaik resin mikrofiller dalam hal estetika, sehingga tidak jarang digunakan untuk restorasi kelas III dan kelas V.12,15
2.3.4 Resin Komposit Nanofiller
bias digunakan untuk gigi anterior maupun posterior, sandwich technique bersama dengan bahan resin glass ionomer, cusp buildup, core buildup, splinting, restorasi indirek gigi anterior maupun posterior termasuk inlay, onlay, dan veneer. 16
Komposisi bahan komposit ini terdiri dari sistem resin yang bersifat dapat mengurangi penyusutan, yaitu BIS-GMA, BIS-EMA, UDMA, dan sejumlah kecil TEGDMA. Sedangkan fillernya berisi kombinasi antara filler nanosilica 20 nm yang tidak berkelompok, dan nano cluster zirconia/siliva yang mudah berikatan membentuk kelompok, dimana kelompok tersebut terdiri dari partikel zirconia/silica dengan ukuran 5-20 nm. Ukuran partikel satu cluster adalah berkisar antara 0,6-1,4 mikron. Muatan filler komposit ini adalah 78,5% berat. Ukuran suatu nanomer setara dengan 1/1,000,000,000 meter atau 1/1000 mikron. Imi adalah sekitar 10 kali garis tengah suatu atom hidrogen atau 1/80,000 tebal rambut manusia. Komposit nano yang dikembangkan dengan menggunakan teknik nanotechnology, memiliki hasil poles seperti pada komposit mikro tetapi memiliki kekuatan dan tingkat keausan seperti pada komposit hibrid.16
Terdapat perbedaan dalam hal ukuran partikel filler pada komposit hbrid
dengan nano. Ukuran partikel filler yang relatif besar pada komposit hybrid membua filler loading komposit ini menjadi lebih tinggi sehingga meningkatkan kekuatan komposit ini. Komponen filler pada komposit nano berisi kombinasi yang unik antara nanopartikel individual dan nanocluster. Nanopartikel adalah partikel yang terpisah dan tidak berkelompok berukuran 20 nm. Nanocluster terdiri dari partikel-partikel dengan ukuran nano yang dengan mudah berikatan membentuk kelompok partikel. Kelompok partikel ini bertindak sebagai unit tunggal yang memungkinkan filler
2.3.5 Resin Komposit Nano Hibrid
Resin komposit nano-hibrid adalah resin komposit yang dikembangkan dari campuran resin komposit nanofiller dan mikrofiller, suatu terobosan yang membuat peningkatan cukup signifikan dalah hal kandungan bahan pengisi dan peningkatan yang cukup besar pada sifat fisik material. Kandungan matriks pada komposit ini sama seperti pada komposit lainnya yaitu BIS-GMA konvensional yang dikembangkan oleh Bowen, tetapi beberapa tipe monomer ditambakan pada resin komposit nano-hibrid seperti monomer dimer acid base dimethacrylate dan monomer special urethane (TGD-urethane). Ukuran partikel dari komposit ini rata-rata 1,005-0,01 µm.17
2.4 Sifat Resin Komposit
2.4.1 Sifat Mekanis Resin Komposit 2.4.1.1 Kekuatan Resin Komposit
Kekuatan merupakan kemampuan suatu bahan untuk menahan tekanan yang diberikan kepadanya tanpa terjadi kerusakan. Kekuatan terdiri dari kekuatan
kompresi (compressive strentgth), kekuatan tarik (tensile strength) dan modulus elastic. Setiap resin komposit memiliki kekuatan yang berbeda-beda, misalnya kekuatan kompresi dari komposit tradisional (250-300 Mpa) lebih rendah dari komposit hibrid (300-350 MPa). Komposit hibrid (70-90 MPa) juga mempunyai kekuatan tarik yang lebih baik dari komposit microfiller (30-50 MPa).11
2.4.1.2 Kekerasan Resin Komposit
2.4.2 Sifat Fisis Resin Komposit
Penyerapan air, solubilitas air, perubahan warna, working dan setting time, konduktivitas termal dan pengerutan saat polimerisasi merupakan sifat-sifat fisis dari resin komposit. Sifat fisis ini dapat mempengaruhi ketahanan jangka panjang dari restorasi resin komposit.
2.4.2.1 Pengerutan
Pengerutan polimerisasi volumetric bebas dipengaruhi langsung oleh oligomer dan bahan pengencer. Untuk komposit jenis mikrohibrid pengerutan hanya sekitar 0,6% - 1,4 %, dan 2% - 3% untuk komposit jenis mikrofill. Pengerutan ini menyebabkan tekanan polimerisasi sebesar 13 MPa diantara komposit dan struktur gigi. Tekanan ini dapat menggangu ikatan antara komposit dan gigi, sehingga menimbulkan celah kecil yang dapat menyebabkan masuknya air liur.18
2.4.2.2 Ekspansi Termis
Koefisien ekspansi panas dari resin komposit berkisar antara 25-38 x 10-6/ºC.
untuk resin komposit microfiller adalah sebesar 55-68 x 0-6/ºC. ekspansi termis dari resin komposit biasa lebih besar daripada komposit dengan partikel mikro, karena konduktivitas yang lebih tinggi dari filler anorganik dibandingkan dengan matriks polimer.18
2.4.2.3 Kelarutan
2.4.2.4 Stabilitas Warna
Translusensi dan stabilitas warna yang baik sangat penting untuk menjaga tingkat estetika dari komposit. Semakin bahan restorasi mendekati warna permukaan gigi maka semakin baik pula estetika yang dihasilkan. Perubahan warna yang membuat bahan menjadi tidak cocok dengan warna permukaan gigi menjadi alasan utama untuk mengganti restorasi. Perubahan warna dapat terjadi akibat reaksi oksidasi dan hasil dari pertukaran air dalam matriks polimer, serta interaksi dari polimer yang tidak bereaksi dengan inisiator dan akselerator dari komposit.18
2.4.2.5 Penyerapan Air dan Kelarutan
Penyerapan air oleh resin komposit adalah suatu proses difusi yang terkontrol, proses penyerapan terjadi terutama di dalam matriks resin, air diserap oleh matriks polimer yang dapat menyebabkan matriks filler mengalami proses debonding dan degradasi hidrolitik. Hal ini akan mempengaruhi sifat mekanis dari suatu komposit. Ketika resin terendam oleh air, beberapa komponen seperti monomer yang tidak bereaksi dan sejumlah filler, larut dan terlepas keluar dari komposit. Hal ini
air dari sebagian besar materi, tetapi bias menyerap air dari permukaannya. Dengan demikian, jumlah penyerapan air tergantung pada kandungan resin komposit dan kualitas ikatan antara resin dan bahan pengisi. Penyerapan air juga dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor, seperti perlakuan suhu, penyinaran, polimerisasi, dan jenis monomer dari resin komposit. 11,17,18
2.5 Sistem Curing
Untuk beberapa komposit light-cured, proses curing disesuaikan dengan permintaan. Polimerisasi dimulai ketika komposit pertama kali terpapar cahaya. Pengerasan berlangsung dalam hitungan detik setelah sumber terpapar oleh cahaya dengan intensitas tinggi. Meskipun restorasi komposit tampak keras setelah terpapar oleh cahaya, tetapi proses pengerasan berlanjut sampai 24 jam setelah penyinaran. Tidak semua karbon tidak jenuh berikatan ganda yang terdapat dalam komposit bereaksi, beberapa penelitian melaporkan sekitar 25 % tetap tidak bereaksi pada sebagian besar restorasi. Apabila permukaan dari restorasi tidak terlondungi dari udara oleh matriks trasnparan maka polimerisasi terhambat, jumlah karbon tidak
jenuh berikatan ganda yang tidak bereaksi dapat mencapai 75 % dari lapisan permukaan. Meskipun restorasi dapat diselesaikan dengan abrasive dan dapat berfungsi setelah 10 menit, sifat fisik yang optimal akan tidak tercapai sebelum 24 jam setelah reaksi dimulai.18
adalah temperatur. Penelitian yang dilakukan oleh Ricardo Walter dkk (2009) menyatakan bahwa meskipun efeknya bervariasi oleh merek bahan, resin komposit memiliki aliran yang lebih besar ketika dipanaskan. Rueggeber and De Goes (2005) juga menyatakan bahwa tingkat konversi resin komposit pada temperature ruangan lebih rendah daripada di temperatur yang lebih tinggi. Banyak lagi penelitian yang menyatakan perlakuan panas dapat mempengaruhi penyerapan dan kelarutan resin komposit. Perlakuan temperatur yang bervariasi pada resin komposit dapat menyebabkan perubahan struktural dalam resin komposit. Suhu perlakuan panas yang mendekati suhu transisi gelas resin komposit dapat secara efektif menghomogenkan dan memodifikasi struktur rantai polimer dari komposit. Pada temperatur panas yang tinggi juga dapat menimbulkan reaksi inisiasi. Bahkan, reaksi polimerisasi sendiri membuang panas karena sifat eksotermik dari reaksi.9,19,20
Pada suhu rendah ketika bahan masih dalam keadaan kental, difusi kelompok reaktif merupakan faktor dominan dalam reaksi polimerisasi. Hal ini dapat berlangsung untuk waktu yang relatif cukup lama, sehingga bahan akan mendapat struktur non-homogen. Sedangkan pada reaksi polimerisasi pada temperatur tinggi
2.8 Kerangka Teori
Nanofiller Hibrid Microfiller
(0,04-0,4 UM) Macrofiller
(8-12 UM) Unfilled
Fisis
Mekanis
Penyerapan
Air
Resin Komposit
Jenis
Ukuran Partikel Komposisi
Pengertian
Matriks Resin
Bahan Pengisi
Bahan Coupling
Sifat
Kekerasan Kekuatan Sistem Aktivator dan
Inisiator
Sistem Inhibitor
2.8 Kerangka Konsep
Resin Komposit
Nanofiller
Penyerapan Air
Penambahan Berat Perendaman pada
air aquadest Temperatur 50°C, Perlakuan
