KADAR KOMPOSISI KAWAT ORTODONTI LEPASAN DI KLINIK ORTODONTI RSGM USU
SKRIPSI
Diajukan untuk memenuhi tugas dan melengkapi Syarat memperoleh gelar Sarjana Kedokteran Gigi
REXSI SAMPRIONO MUNTE NIM: 170600106
FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2021
Fakultas Kedokteran Gigi Departemen Ortodonsia Tahun 2021
Rexsi Sampriono Munte
Kadar Komposisi Kawat Ortodonti Lepasan di Klinik Ortodonti RSGM USU xii + 40 Halaman
Kawat ortodonti lepasan yang patah ketika pembengkokan kawat dapat dipengaruhi dan ditentukan oleh komposisi kawat. Kawat ortodonti lepasan diproduksi dengan merek yang berbeda-beda. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kadar komposisi kawat ortodonti lepasan di klinik ortodonti RSGM USU.
Jenis penelitian ini adalah deskriptif observasional dengan desain penelitian comparative design. Sampel penelitian ini adalah kawat ortodonti lepasan diameter 0,7 mm panjang kawat 5 mm sebanyak 39 buah dengan jumlah sampel pada setiap kelompok adalah 13 sampel. Sampel dibersihkan menggunakan kapas dan alkohol 70%. Sampel yang telah dibersihkan dimasukkan ke dalam chamber pada alat Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) (EVO MA 10 CARL ZEISS, Jerman, 2011).
Hasil pengukuran menunjukan kadar komposisi kawat ortodonti lepasan unsur Fe tertinggi sampai terendah yaitu kelompok A 66,372 wt%, B 65,682 wt% dan C 64,267 wt%. Unsur Cr tertinggi sampai terendah yaitu kelompok B 16,659 wt%, C 16,272 wt%
dan A 15,497 wt%. Unsur Ni tertinggi sampai terendah yaitu kelompok B 7,185 wt%, A 7,121 wt% dan C 6,896 wt%. Unsur Si tertinggi sampai terendah yaitu kelompok A 0,565 wt%, C 0,228 wt% dan B 0,187 wt%. Unsur C memiliki kadar komposisi yang sama pada ketiga kelompok yaitu 0,000 wt%. Unsur N hanya terdapat pada pada kelompok A 0,500 wt% dan B 1,440 wt%. Terdapat unsur tambahan selain unsur utama. Kesimpulan penelitian ini adalah kadar komposisi kawat ortodonti lepasan pada setiap unsur pada ketiga kelompok berbeda-beda dan kelompok B lebih mendekati kadar komposisi AISI tipe 304 yang biasa disebut stainless steel 18-8 dilihat dari kadar kromium dan nikel.
Daftar Rujukan: 32 (1999-2020).
TIM PENGUJI SKRIPSI
Skripsi ini telah dipertahankan di hadapan tim penguji pada tanggal 06 Mei 2021
TIM PENGUJI
KETUA : Muslim Yusuf, drg., Sp.Ort (K)
ANGGOTA : 1. Dr. Ervina Sofyanti, drg., Sp.Ort (K) 2. Kholidina Imanda Harahap, drg., M.DSc
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan yang Maha Esa yang telah melimpahkan berkat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini yang berjudul
“Kadar komposisi kawat ortodonti lepasan di klinik ortodonti RSGM USU” sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kedokteran Gigi.
Dalam penulisan skripsi ini penulis mendapat bimbingan, bantuan dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada:
1. Dr. Trelia Boel, drg., M.Kes., Sp. RKG (K) selaku Dekan Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara.
2. Siti Bahirrah, drg., Sp.Ort. (K), sebagai Ketua Departemen Ortodonsia Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara.
3. Muslim Yusuf, drg., Sp.Ort. (K), sebagai pembimbing yang telah meluangkan banyak waktu, tenaga, motivasi, dan kesabaran untuk membimbing, diskusi, dan memberi saran sehingga skripsi ini dapat diselesaikan dengan baik.
4. Dr. Ervina Sofyanti, drg., Sp.Ort. (K), sebagai dosen penguji ujian skripsi di Departemen Ortodonsia Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara yang juga telah memberikan motivasi dan saran-saran yang berarti untuk penelitian ini.
5. Kholidina Imanda Harahap, drg., M.DSc, sebagai dosen penguji ujian skripsi di Departemen Ilmu Material dan Teknologi Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan saran-saran berarti untuk penelitian ini.
6. Mimi Marina Lubis, drg., Sp.Ort. (K), sebagai koordinator skripsi Departemen Ortodonsia Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara.
7. Siti Salmiah, drg., Sp.KGA selaku dosen pembimbing akademik yang telah membimbing penulis selama menjalani program akademik.
8. Seluruh staf pengajar FKG USU terutama staf pengajar dan pegawai di Departemen Ortodonsia FKG USU atas bantuan yang diberikan kepada penulis.
9. Ucapkan terimakasih yang teristimewa kepada orang tua tercinta yakni Ayahanda Kardinus Munte, S.Pd dan Ibunda Asnawaty Sihite, S.Pd atas segala kasih
sayang, doa, dan dukungannya yang tiada henti serta kepada saudara penulis yang selalu memberikan dukungan yang luar biasa.
10. Teman- teman penulis yaitu Nidhya Rahmadani, Marshall Xaverius, David Napitupulu, Sofiul Hadi, Rizky Adryansyah, Abram Jhon, Puji Avelda, Nadya Okta, Margaretha Samosir, Farisah Kinasih, Gian Barutu, Putra Sihotang, Sahabat Medan, dan teman-teman lainnya yang telah membantu penulis dalam proses pembuatan skripsi dan mendukung penulis dalam doa, semangat, motivasi, canda dan kasih.
Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan di dalam penulisan skripsi ini dan penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun untuk menghasilkan karya yang lebih baik lagi di kemudian hari. Akhir kata penulis mengharapkan semoga hasil karya atau skripsi ini dapat memberikan sumbangan pikiran yang berguna bagi pengembangan disiplin ilmu di Fakultas Kedokteran Gigi khususnya Departemen Ortodonsia.
Medan, 06 Mei 2021 Penulis,
(Rexsi Sampriono Munte) NIM: 170600106
DAFTAR ISI
Halaman HALAMAN JUDUL ... .…...
HALAMAN PERSETUJUAN ...
HALAMAN TIM PENGUJI SKRIPSI ...
KATA PENGANTAR ... v
DAFTAR ISI ... vii
DAFTAR TABEL ... ix
DAFTAR GAMBAR ... x
DAFTAR LAMPIRAN ... xii
BAB 1 PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 3
1.3 Tujuan Penelitian ... 3
1.4 Manfaat Penelitian ... 3
1.4.1 Manfaat Teoritis ... 3
1.4.2 Manfaat Praktis ... 4
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ... 5
2.1 Alat Ortodonti Lepasan ... 5
2.1.1 Pengertian Ortodonti Lepasan ... 5
2.1.2 Komponen Ortodonti Lepasan ... 6
2.2 Sifat Kawat Ortodonti ... 18
2.3 Kawat Ortodonti Stainless Steel ... 19
2.4 Komposisi Kawat Ortodonti Lepasan ... 20
2.5 Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) ... 21
2.6 Kerangka Teori... 24
2.7 Kerangka Konsep ... 25
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN... 26
3.1 Jenis Penelitian ... 26
3.2 Desain Penelitian ... 26
3.3 Tempat dan Waktu ... 26
3.4 Sampel Penelitian ... 26
3.4.1 Besar Sampel ... 26
3.5 Variabel Penelitian ... 27
3.5.1 Variabel Terkendali ... 27
3.5.2 Variabel Tak Terkendali ... 27
3.6 Definisi Operasional... 27
3.7 Alat dan Bahan Penelitian ... 28
3.7.1 Alat Penelitian ... 28
3.7.2 Bahan Penelitian... 28
3.8 Prosedur Penelitian... 29
3.8.1 Pembuatan Sampel ... 29
3.8.2 Pengukuran Kadar Komposisi Kawat Ortodonti Lepasan Menggunakan Energy Dispersive Spectroscopy (EDS)……... 29
3.9 Analisis Data ... 30
BAB 4 HASIL PENELITIAN ... 31
BAB 5 PEMBAHASAN ... 34
BAB 6 KESIMPULAN DAN SARAN ... 37
6.1 Kesimpulan ... 37
6.2 Saran ... 37
DAFTAR PUSTAKA ... 38
LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
1. Komposisi Kimia Kawat Ortodonti Lepasan Stainless Steel Austenitik
Tipe 304 (wt%)... 20 2. Kadar Komposisi Kawat Ortodonti Lepasan pada Kelompok A, B,
dan C... 32
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
1. Ortodonti lepasan ... 5
2. Adam clasp ... 6
3. C’ clasp or three quarter clasp ... 6
4. Full clasp or jackson’s clasp ... 7
5. Delta clap ... 7
6. Triangular clasp ... 7
7. Southend clasp ... 8
8. Duyzing clasp ... 8
9. Schwarz clasp ... 8
10. Eyelet clasp ... 9
11. Ball end clasp ... 9
12. Groth clasp ... 9
13. Short labial bow ... 10
14. Long labial bow ... 11
15. Split labial bow ... 11
16. Reverse labial bow ... 11
17. Robert’s retractor ... 12
18. Mills retractor ... 12
19. High labial bow with apron springs ... 12
20. Fitted labial bow ... 13
21. Finger spring ... 13
22. Single cantilever spring... 14
23. Double cantilever spring ... 14
24. “T” spring ... 14
25. Coffin spring ... 15
26. Paddle spring ... 15
27. Helical canine spring ... 15
28. Reverse loop canine retractor ... 16
29. Buccal canine retractor... 16
30. Palatal canine retractor ... 16
31. “U” loop canine retractor ... 17
32. Sekrup ekspansi (screw) ... 17
33. Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) ... 22
34. Skema prinsip Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) ... 23
35. Alat yang digunakan dalam penelitian . ... 28
36. Gambar spektrum hasil pengukuran EDS pada (A) kelompok A, (B) kelompok B, dan (C) kelompok C ... 31
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran
1. Daftar Riwayat Hidup Peneliti 2. Alur Penelitian
3. Surat-Surat Penelitian 4. Jadwal Pelaksanaan Skripsi 5. Rincian Biaya Penelitian
6. Hasil Kadar Komposisi Kawat Ortodonti Lepasan Merek A, B dan C 7. Hasil Uji Statistik
8. Hasil Pengukuran Kadar Komposisi dengan EDS
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Maloklusi adalah suatu kondisi yang menyimpang dari oklusi normal. Oklusi dikatakan normal jika gigi memiliki susunan yang teratur dalam lengkung rahang dan memiliki hubungan yang harmonis antara gigi pada rahang maksila dan mandibula.1,2,3 Prevalensi maloklusi yang terjadi di Indonesia sekitar 80 % dari jumlah penduduk yang tergolong sangat tinggi.3 Hasil penelitian Šidlauskas, Lopatienė, prevalensi maloklusi 84,6% pada anak sekolah umur 10-15 tahun di Lithuania.4 Maloklusi dapat menimbulkan gangguan pada fungsi pengunyahan, penelanan, bicara, dan keserasian wajah, yang berakibat pada ganguan fisik maupun mental apabila tidak dilakukan perawatan.2 Oleh karena itu, perlu dilakukan perawatan ortodonti untuk menanggulangi kondisi maloklusi.
Alat ortodontik merupakan alat yang dapat memberikan gaya terkontrol pada gigi dan jaringan pendukung untuk menghasilkan perubahan pada posisi gigi dan penampilan wajah yang harmonis.5 Alat ortodontik terdiri dari alat lepasan dan cekat. Ortodontik lepasan adalah salah satu jenis ortodonti yang digunakan untuk merawat maloklusi.5,6 Perawatan dengan alat lepasan lebih banyak digunakan pada perawatan maloklusi karena mempunyai konstruksi yang sederhana, pembuatan nya mudah, murah, efisien, dan memberikan hasil yang cukup baik dalam perawatan sederhana untuk mengoreksi lebar lengkung gigi, overjet dan overbite.5
Kawat ortodonti lepasan merupakan bagian dari alat ortodonti lepasan yang digunakan untuk memperbaiki posisi gigi. Salah satu kawat yang digunakan untuk perawatan ortodonti lepasan karena sifatnya kombinasi sifat mekanik, ketahanan korosi, dan biaya cukup murah adalah kawat stainless steel.7,8,9 Stainless steel adalah paduan besi, kromium, nikel dengan berbagai kadar dalam komposisi nya. Karakteristik ketahanan korosi dari stainless steel tergantung pada konten kromium dan ditingkatkan dengan penambahan molibdenum dan nitrogen.10 Nikel ditambahkan terutama untuk memastikan sifat mekanis dan struktur mikro yang benar. Elemen lain yang ditambahkan
untuk meningkatkan aspek tertentu stainless steel seperti sifat suhu tinggi, meningkatkan kekuatan atau untuk memfasilitasi rute pemrosesan tertentu.11
Tipe kawat stainless steeel berdasarkan mikrostruktur dan komposisi kimia nya terdiri dari lima tipe yaitu martensitic, austenitic, duplex (austenitic-ferritic), dan precipitation-hardening. Tipe austenitik merupakan tipe yang paling sering digunakan dalam perawatan ortodonti.7,12 Pada perawatan ortodonti, tipe yang paling sering digunakan adalah AISI tipe 304 atau 302. Paduan ini dikenal sebagai stainless steel 18/8 karena kandungan kromium dan nikel masing-masing.7,9 Komposisi AISI tipe 304 dengan elemen kromium 18 wt% sampai 20 wt%, nikel 8 wt% sampai 12 wt%, dan kandungan karbon maksimum 0,08 wt%.
Dalam pengaplikasian perawatan ortodonti lepasan, alat ortodonti lepasan perlu dilakukan aktivasi dan adjustment yang berulang selama perawatan. Pembengkokan kawat selama aktivasi dan adjustment yang berulang dapat menyebabkan kawat ortodonti menjadi patah sehingga perlu dilakukan pembuatan alat ortodonti lepasan yang baru yang dapat mengakibatkan adanya komplain dari pasien karena harus mengeluarkan biaya kembali untuk pembuatan alat ortodonti yang baru. Kawat yang mudah patah ketika pembengkokan kawat selama perawatan dapat dipengaruhi dan ditentukan oleh komposisi kawat. Komposisi kawat dapat diartikan sebagai elemen-elemen yang terkandung pada suatu kawat yang memiliki fungsi masing-masing.11,13
Kawat ortodonti lepasan sudah banyak diproduksi dan dipasarkan di berbagai dental supplier di seluruh Indonesia. Banyaknya kawat yang diproduksi dengan berbagai merek oleh pabrik yang berbeda berpengaruh terhadap jumlah kadar komposisi dari kawat ortodonti lepasan yang menyebabkan adanya kadar komposisi yang berbeda-beda pada setiap merek kawat.
Penelitian Tian dkk., dengan menggunakan dua merek komersial G&H (G&H Wire Company,Franklin, IN, USA) dan Azdent (Baistra Industrial, Zhengzhou, China) dengan menggunakan SEM-EDS menghasilkan elemen dengan kadar komposisi yang berbeda. G&H (G&H Wire Company, Franklin, IN, USA) memiliki kandungan C 4,24 wt% , Si 0,76 wt%, Cr 18,87 wt%, Mn 1,52 wt%, Fe 66,38 wt%, Ni 8,23 wt%. Azdent (Baistra Industrial, Zhengzhou, China) dengan kandungan elemen C 3,68 wt% , Si 0,39
wt%, Cr 19,04 wt%, Mn 2,60 wt%, Fe 66,62 wt%, Ni 7,67 wt%.14 Hasil penelitian Rakalla., dengan mengukur kadar komposisi konvensional stainless steel dengan Nickel- free stainless steel, pada konvensional stainless steel pada semua merek yang diukur menghasilkan perbedaan kadar komposisi pada setiap elemen kawat ortodonti.13
Penelitian mengenai pengukuran kadar komposisi kawat ortodonti sudah pernah dilakukan pada kawat ortodonti cekat, namun pada kawat ortodonti lepasan belum pernah dilakukan khusus nya kawat ortodonti lepasan yang digunakan di klinik ortodonti RSGM FKG USU. Berdasarkan uraian latar belakang di atas, penulis tertarik untuk melakukan penelitian mengenai kadar komposisi kawat ortodonti lepasan di klinik ortodonti RSGM FKG USU.
1.2. Rumusan Masalah
Bagaimana kadar komposisi kawat ortodonti lepasan di klinik ortodonti RSGM USU.
1.3. Tujuan Penelitian
Untuk mengetahui kadar komposisi kawat ortodonti lepasan di klinik ortodonti RSGM USU.
1.4 Manfaat Penelitian 1.4.1 Manfaat Teoritis
1. Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai kadar komposisi kawat ortodonti lepasan di klinik ortodonti RSGM USU.
2. Hasil penelitian ini diharapkan dapat menjadi awal untuk penelitian lebih lanjut mengenai pengaruh kadar komposisi kawat ortodonti lepasan terhadap sifat fisis dan mekanis.
1.4.2 Manfaat Praktis
1. Hasil penelitian ini diharapkan dapat menjadi bahan pertimbangan bagi para klinisi di klinik ortodonti RSGM USU dalam pemilihan kawat ortodonti lepasan berdasarkan kadar komposisi kawat ortodonti lepasan.
2. Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai kelayakan produk dalam bidang medis berdasarkan standar American Iron and Steel Institute (AISI) tipe 304 yang dipasarkan di seluruh Indonesia.
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Alat Ortodonti Lepasan
2.1.1 Pengertian Ortodonti Lepasan
Ortodonti lepasan adalah salah satu jenis ortodonti yang digunakan untuk merawat maloklusi yang pemakaiannya dapat dipasang dan dilepas oleh pasien.6 Ortodonti lepasan dapat digunakan untuk mengobati sejumlah besar maloklusi ringan dan sedang, terutama pada pasien yang masih dalam tahap pertumbuhan.15 Perawatan dengan alat lepasan lebih banyak digunakan di Indonesia karena mempunyai konstruksi yang sederhana, proses pembuatan mudah, murah, efisien, dan hasil yang cukup baik terutama dalam perawatan sederhana untuk mengoreksi lebar lengkung gigi, overjet dan overbite.5,16 Ortodonti lepasan juga dapat digunakan bersama perawatan ortodonti cekat yang digunakan sebagai penahan yang dapat dilepas ketika pergerakan gigi yang aktif selesai.15
Gambar 1. Ortodonti lepasan16
2.1.2 Komponen Ortodonti Lepasan Komponen ortodontik lepasan yaitu : 1. Komponen Retentif
Bagian dari alat ortodontik lepasan ini menahan alat pada posisinya dan disebut sebagai clasp. Clasp bisa juga disebut sebagai unit penjangkar dari alat ortodontik lepasan. Clasp merupakan komponen ortodonti lepasan yang mempertahankan dan menstabilkan alat ortodonti di rongga mulut karena clasp menyentuh permukaan gigi dan melibatkan daerah interproksimal gigi.16,17 Jenis clasp yang digunakan dalam ortodonti lepasan seperti: 15,16,17
1) Adam’s clasp
Gambar 2. Adam’s clasp15
2) C’ Clasp or Three-Quarter Clasp
Gambar 3. C’ clasp or three-quarter clasp15
3) Full Clasp or Jackson’s Clasp
Gambar 4. Full clasp or jackson’s clasp15
4) Delta Clasp
Gambar 5. Delta clasp15
5) Triangular Clasp
Gambar 6. Triangular clasp15
6) Southend Clasp
Gambar 7. Southend clasp15
7) Duyzing Clasp
Gambar 8. Duyzing clasp15
8) Schwarz Clasp
Gambar 9. Schwarz clasp15
9) Eyelet Clasp
Gambar 10. Eyelet clasp15
10) Ball End Clasp
Gambar 11. Ball End clasp15
11) Groth Clasp
Gambar 12. Groth clasp15
Adam’s clasp memiliki beberapa modifikasi diantaranya Adam’s clasp with single arrowhead, Adam’s clasp with J hook , Adam’s clasp with incorporated helix, Adam’s clasp with additional arrowhead, Adam’s clasp with soldered buccal tube, Adam’s clasp with distal extension, Adam’s clasp on incisors and premolars.15,16,17
2. Komponen Aktif
Bagian dari alat ortodontik lepasan yang menghasilkan pergerakan gigi yang sebenarnya.15,16,17 Pergerakan gigi aktif disebabkan oleh berbagai komponen seperti:
a. Lengkung Labial
Lengkung labial adalah komponen aktif yang bayak digunakan untuk meretraksi dan mempertahankan gigi anterior.16,17 Lengkung labial terdiri dari tiga bagian yaitu horizontal bow portion, vertical loops , retentive arms.17
Lengkung labial digunakan untuk retraksi gigi anterior, retensi gigi setelah perawatan ortodonti aktif selesai, penguatan dapat digunakan untuk pegas tambahan.
Jenis labial bow antara lain :15,16,17 1) Short Labial Bow
Gambar 13. Short labial bow15
2) Long Labial Bow
Gambar 14. Long labial bow 16 3) Split Labial Bow
Gambar 15. Split labial bow15
4) Reverse Labial Bow
Gambar 16. Reverse labial bow16
5) Robert’s Retractor
Gambar 17. Robert’s retractor15
6) Mills Retractor
Gambar 18. Mills retractor15
7) High Labial Bow With Apron Springs
Gambar 19. High labial bow with apron springs16
8) Fitted Labial Bow
Gambar 20. Fitted labial bow15
b. Pegas (Spring)
Pegas (spring) adalah komponen aktif dari ortodonti lepasan yang menghasilkan pergerakan gigi yang diinginkan.16,17 Jenis pegas yang dapat digunakan untuk menggerakkan gigi adalah:15,16,17
1) Finger spring
Gambar 21. Finger spring15
2) Single Cantilever Spring
Gambar 22. Single cantilever spring15
3) Double Cantilever Spring
Gambar 23. Double cantilever spring15
4) “T” Spring
Gambar 24. “T” spring15
5) Coffin Spring
Gambar 25. Coffin spring15
6) Paddle Spring
Gambar 26. Paddle spring15
7) Helical Canine Spring
Gambar 27. Helical canine spring15
8) Reverse Loop Canine Retractor
Gambar 28. Reverse loop canine retractor16
9) Buccal Canine Retractor
Gambar 29. Buccal canine retractor15
10) Palatal Canine Retractor
Gambar 30. Palatal canine retractor16
11) “U” Loop Canine Retractor
Gambar 31. “U” loop canine retractor15
c. Sekrup Ekspansi (Screw)
Sekrup merupakan komponen aktif yang dapat digabungkan dengan piranti lepasan. Sekrup dapat digunakan dalam berbagai jenis pergerakan gigi. Sekrup ditempatkan dengan menghubungkan pelat akrilik. Peralatan ini dapat menghasilkan berbagai jenis pergerakan gigi berdasarkan lokasi belahan, lokasi sekrup dan jumlah sekrup yang digunakan dalam peralatan.17 Jenis gerakan gigi yang disebabkan pemakaian ortodonti lepasan dengan sekrup yaitu:15,17
1) Ekspansi lengkung rahang
2) Pergerakan satu atau sekelompok gigi ke arah bukal dan labial 3) Gerakan satu gigi atau lebih ke arah distal dan medial
Gambar 32. Sekrup ekspansi (screw)15
d. Elastik
Elastik adalah komponen ortodonti lepasan yang jarang digunakan karena kebanyakan digunakan dalam ortodonti cekat. Ortodonti lepasan yang menggunakan elastik untuk retraksi anterior umumnya menggunakan lengkung labial dengan hook yang ditempatkan di distal gigi kaninus.17
3. Pelat Basis
Unit alat ortodonti lepasan ini memuat semua komponen lain dari alat. Resin akrilik polimerisasi otomatis (self curing) adalah bahan yang umumnya digunakan untuk membuat pelat basis , terkadang resin akrilik heat curing juga dapat digunakan.16,17 Dasar akrilik dapat dimodifikasi agar memiliki bidang gigitan yang memiliki fungsi khusus seperti pengurangan deep bite, memperkuat jangkar dan lain-lain.15,17
2.2 Sifat Kawat Ortodonti
Kawat ortodonti memiliki sifat dan karateristik yang harus diperhatikan untuk mendapatkan perawatan yang optimal, antara lain:
1. Modulus of elasticity (stiffness)
Modulus of elasticity (stiffness) merupakan ketahanan terhadap deformasi permanen. Dalam pengaplikasian nya dalam ortodonti, gaya digunakan dalam menekuk kawat.9,18,19
2. Elastic limit
Elastic limit berkaitan dengan jumlah beban maksimal yang diaplikasikan pada kawat sebelum mengalami deformasi permanen dan tidak bisa kembali ke bentuk asli nya.18,19
3. Resilience
Resilience adalah daya tampung energi yang tersimpan atau energi potensial yang terdapat pada suatu kawat dengan kombinasi kekuatan (strength) dan kelentingan (springiness) suatu kawat.9,1819
4. Springback
Springback adalah tendensi kawat untuk kembali ke bentuk semula setelah mengalami deformasi permanen.9,1819
5. Formability
Formability adalah kemampuan untuk dapat menekuk kawat menjadi bentuk yang diinginkan (loop, coil dan stop) tanpa mengalami kepatahan.9,18,19
6. Weldability
Weldability merupakan kemampuan kawat untuk menyatu dengan bahan lain.9,18,19
7. Friksi
Friksi adalah resistensi suatu kawat terhadap gaya gesek antar permukaan dengan komponen perangkat lainnya. Friksi yang berlebihan dapat menyebabkan hilangnya penjangkaran.9,18
8. Biocompatiblity
Biocompatiblity diperlukan karena berhubungan dengan mukosa rongga mulut sehingga kawat harus tahan terhadap korosi, mencegah pelepasan ion ke dalam rongga mulut dan tidak menyebabkan reaksi alergi.9,18,19
2.3 Kawat Ortodonti Stainless Steel
Kawat ortodonti yang terbuat dari stainless steel mulai digunakan pada tahun 1920-an dengan pembuatan dengan meningkatkan sifat kawat. Kawat stainless steel menjadi yang paling populer digunakan untuk perawatan ortodonti karena sifatnya kombinasi sifat mekanik, ketahanan korosi, dan biaya cukup murah.8,13 Stainless steel memiliki lima jenis berdasarkan mikrostruktur dan komposisi kimianya yaitu ferritic, martensitic, austenitic, duplex (austenitic-ferritic), and precipitation-hardening.
Stainless steel dengan tipe austenitic merupakan kawat biasanya dipakai dalam perawatan ortodontik karena memiliki ketahanan korosi, formability, weldability, ductility and wear resistance yang baik.12 Kawat ortodonti biasanya digunakan AISI tipe 302 atau 304 dengan komposisi kromium 17-20 wt%, nikel 8-12 wt%, karbon 0,08-0,15 wt%, dan besi membentuk keseimbangan. Jenis ini juga disebut sebagai stainless steel 18-8, karena kandungan kromium dan nikelnya.8,9,13 Ada sejumlah kecil komposisi lain seperti mangan, silikon, fosfor, belerang, nitrogen, molibdenum untuk meningkatkan kualitas kawat stainless steel.13
2.4 Komposisi Kawat Ortodonti Lepasan
Komposisi kawat ortodonti lepasan merupakan kandungan atau elemen-lemen pengisi pada kawat ortodonti lepasan. Kawat ortodonti biasanya menggunakan stainless steel tipe American Iron and Steel Intitute (AISI) 302 atau 304 dengan komposisi kromium, nikel, karbon, dan besi membentuk keseimbangan. Stainless steel AISI tipe 304 lebih sering digunakan dalam material ortodonti. Jenis ini juga disebut sebagai stainless steel 18-8, berdasarkan kandungan kromium dan nikel sebagai penyusun utama.
Molibdenum ditambahkan untuk menstabilkan kromium, dan menambah ketahanan korosi. Sejumlah kecil komposisi juga terdapat pada stainless steel seperti mangan, silikon, fosfor, belerang , nitrogen.13,20
Kadar komposisi kawat ortodonti lepasan austenitic dengan tipe 304 sebagai berikut :21,22
Tabel 1. Komposisi Kimia Kawat Ortodonti Lepasan Stainless Steel Austenitik Tipe 304 (wt%)
Material C Mn Si P S Cr N Ni Fe
AISI 304
0,08 Max
2,00 Max
0,75 Max
0,045 Max
0,03 Max
18-20 0,1 Max
8,00-10,50 Bal
Pada setiap elemen memiliki fungsi masing-masing terhadap kawat antara lain : 1. Kromium (Cr)
Kromium merupakan elemen yang paling penting pada stainless steel karena memberikan ketahanan korosi. Ketahanan terhadap korosi meningkat seiring dengan meningkatnya kandungan kromium pada kawat ortodonti. Kromium dalam stainless steel membentuk lapisan oksida yang tipis yang memberikan ketahanan terhadap korosi dengan menghalangi difusi oksigen.8,9,23
2. Nikel (Ni)
Penambahan nikel mengakibatkan peningkatan stabilitas struktur austenite kawat.
Nikel dapat meningkatkan keuletan (ductility) dan ketangguhan (toughness).
Penambahan nikel juga dapat meningkatkan ketahanan terhadap korosi.11,23,24
3. Mangan (Mn)
Mangan umum nya digunakan pada stainless steel untuk meningkatkan keuletan (ductility) terhadap panas. Pada suhu rendah, mangan dapat menstabilkan struktur austenit kawat.23
4. Silikon (Si)
Silikon memiliki fungsi untuk meningkatkan ketahanan terhadap oksidasi, baik baik pada lingkungan asam atau pada larutan pengoksidasi yang kuat.23
5. Karbon (C)
Karbon adalah unsur untuk menstabilkan dan memperkuat struktur austenit.
Karbon juga secara substansial dapat meningkatan kekuatan mekanik kawat. Karbon dapat menurunkan ketahanan terhadap korosi.23
6. Sulfur (S)
Sulfur dapat meningkatkan machinability (teknik pemesinan). Sulfur juga secara substansial akan mengurangi ketahanan korosi, keuletan dan sifat fabrikasi, seperti weldability dan formability.23
7. Fosfor (P)
Fosfor juga digunakan pada stainless steel untuk meningkatkan machinability (teknik pemesinan). Jumlah fosfor yang lebih banyak dapat mengurangi ketahanan korosi, keuletan dan sifat fabrikasi, seperti weldability dan formability.23
8. Nitrogen (N)
Nitrogen merupakan unsur untuk menstabilkan dan memperkuat struktur austenit.
Nitrogen secara substansial dapat meningkatkan kekuatan mekanik dan ketahanan terhadap korosi apalagi dikombinasikan dengan molibdenum.11,23
2.5 Energy Dispersive Spectroscopy (EDS)
Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) adalah teknik analisis untuk mengidentifikasi secara kualitatif dan kuantitatif komposisi unsur bahan. Teknik Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) mendeteksi sinar-X yang dipancarkan dari sampel selama penembakan oleh berkas elektron untuk menandai komposisi unsur dari massa yang dianalisis.25,26 Sinyal yang dihasilkan mencakup elektron sekunder dan hamburan balik
yang digunakan dalam pembentukan gambar untuk analisis morfologi serta sinar-X yang digunakan untuk identifikasi dan kuantifikasi bahan kimia yang ada pada konsentrasi yang dapat dideteksi.28
Gambar 33. Energy Dispersive Spectroscopy (EDS)
Prinsip operasi Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), ketika berkas elektron dipindai di seluruh sampel, maka akan menyebabkan eksitasi sinar-X karakteristik dari atom dalam beberapa mikron teratas. Sistem Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) mengumpulkan sinar-X, mengurutkannya berdasarkan energi dan menampilkan jumlah sinar-X versus energinya. Spektrum energi versus jumlah relatif dari sinar-X yang terdeteksi diperoleh dan dievaluasi untuk penentuan kualitatif dan kuantitatif elemen yang ada dalam sampel. Spektrum Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) kualitatif ini ditangkap secara elektronik untuk ditampilkan dan diproses. 26,27
Gambar 34. Skema prinsip Energy Dispersive Spectroscopy (EDS)27
2.6 Kerangka Teori
Keterangan :
: yang diteliti Komponen
Retentif
Komponen
Aktif Pelat Basis
Komponen Ortodonti Lepasan
Sifat Kawat Ortodonti Komposisi Kawat Ortodonti
Lepasan
Energy Dispersive Spectroscopy (EDS)
Alat Ortodonti Lepasan
2.7 Kerangka Konsep
Kawat ortodonti lepasan stainless steel diameter 0,7 mm panjang 5 mm
Kadar komposisi kawat ortodonti lepasan
BAB 3
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Jenis Penelitian
Jenis penelitian ini adalah deskriptif observasional.
3.2 Desain penelitian
Desain penelitian ini adalah comparative design.
3.3 Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian dilakukan di Laboratorium Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Medan. Waktu penelitian dimulai dari bulan November 2020 – Februari 2021.
3.4 Sampel Penelitian
Sampel penelitian ini adalah kawat ortodonti lepasan dengan diameter 0,7 mm dengan panjang kawat 5 mm.
3.4.1 Besar Sampel
Penghitungan besar sampel dilakukan dengan menggunakan rumus sebagai berikut:29
Keterangan :
S : Nilai SD penelitian sebelumnya 0,1 (Daniela)24 Zα : 5%, derajat kepercayaan dalam tabel Z = 1,96 d : Presisi mutlak (10 %)
n = 𝑍𝛼
2 S 𝑑2
Hasil perhitungan:
n = (1,96)
2 𝑥 0,1 (0,1)2
n = 38,4 = 39
Jumlah sampel yang digunakan pada penelitian ini adalah 39 sampel dengan jumlah sampel pada setiap merek adalah 13 sampel.
3.5 Variabel Penelitian
Kadar komposisi kawat ortodonti lepasan stainless steel diameter 0,7 mm dari tiga merek kawat yang berbeda.
3.5.1 Variabel Terkendali
1. Ukuran kawat ortodonti lepasan diameter 0,7 mm 2. Panjang kawat 5 mm.
3.5.2 Variabel Tak Terkendali 1. Metode pembuatan kawat
3.6 Definisi Operasional
Variabel Definisi Operasional Alat Ukur Skala Ukur
Kawat Ortodonti Lepasan
Bagian dari alat ortodonti lepasan yang digunakan untuk memperbaiki posisi gigi dengan menggunakan material stainless steel.
Penggaris Nominal
Kadar Komposisi Kawat Ortodonti Lepasan
Jumlah elemen logam yang terdapat pada kawat ortodonti lepasan berdasarkan hasil pengukuran Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) dalam bentuk persen (wt%).
Energy Dispersive Spectroscopy
(EDS)
Rasio
3.7 Alat dan Bahan Penelitian 3.7.1 Alat Penelitian
Alat yang digunakan pada penelitian ini antara lain:
1. Penggaris 2. Spidol 3. Tang potong 4. Tabung Mika 5. Pinset
6. Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) (EVO MA 10 CARL ZEISS, Jerman, 2011).
3.7.2 Bahan Penelitian
1. Kawat ortodonti lepasan stainless steel merek Dentaurum diameter 0,7 mm 2. Kawat ortodonti lepasan stainless steel merek Pigeon diameter 0,7 mm 3. Kawat ortodonti lepasan stainless steel merek Mayitr diameter 0,7 mm 4. Alkohol 70%
5. Kapas
Gambar 35. Alat yang digunakan dalam penelitian 6
1 2 3
4 5
3.8 Prosedur Penelitian 3.8.1 Pembuatan Sampel
1. Persiapan kawat ortodonti lepasan kelompok A, B, dan C.
2. Pengukuran kawat ortodonti lepasan dengan masing-masing kelompok di ukur dengan menggunakan penggaris.
3. Kawat diukur dengan panjang 5 mm kemudian dilakukan penandaan dengan menggunakan spidol sebagai tanda batas pemotongan.
4. Kawat yang telah ditandai dengan spidol dipotong dengan menggunakan tang potong untuk ketiga kelompok kawat ortodonti lepasan.
5. Kawat dengan ukuran 5 mm untuk masing-masing kelompok dipisah dan meletakkannya pada tabung mika untuk masing-masing kelompok.
6. Kertas label diberikan pada wadah tersebut untuk menandai tiap kelompok.
3.8.2 Pengukuran Kadar Komposisi Kawat Ortodonti Lepasan Menggunakan Energy Dispersive Spectroscopy (EDS)
1. Sampel kawat ortodonti lepasan dengan ukuran 5 mm untuk masing-masing merek pada tabung mika diukur kadar komposisi nya pada kelompok A,B, dan C.
2. Sebelum dilakukan pengukuran, sampel kawat terlebih dahulu dibersihkan dengan menggunakan kapas yang telah diberi alkohol 70%.
3. Setelah dilakukan pembersihan pada sampel kawat, sampel kelompok A kemudian dimasukkan ke dalam chamber untuk dianalisis. Kawat dianalisis pada permukaan di jendela pengumpul (collecting window 120 x 90 µm) pada tegangan 25 kV, waktu 200 detik dan dengan jarak kerja 11 mm.
4. Ketika sampel telah dimasukkan ke dalam chamber, sistem EDS akan mendeteksi sinar-X yang dipancarkan dari sampel selama penembakan oleh berkas elektron untuk menandai komposisi unsur, mengurutkannya berdasarkan energi dan menampilkan jumlah sinar-X versus energinya.
5. Berdasarkan Spektrum energi versus jumlah relatif dari sinar-X yang terdeteksi diperoleh dan dievaluasi untuk penentuan kadar komposisi masing-masing sampel yang akan dihasilkan dalam bentuk persen (wt%) untuk setiap elemen pada layar komputer.
6. Setelah pengukuran sampel kelompok A selesai kemudian dilanjutkan sampel kelompok B dan C dengan tahapan yang sama.
3.9 Analisis Data
Hasil data yang diperoleh diolah secara statistik dengan program komputerisasi.
Kadar komposisi kawat ortodonti lepasan di klinik ortodonti RSGM USU akan dianalisis dengan menggunakan uji statistik deskriptif dengan menyajikan data dalam bentuk rerata dan standar deviasi.
BAB 4
HASIL PENELITIAN
Penelitian tentang kadar komposisi kawat ortodonti lepasan stainless steel pada kelompok A, B, dan C dengan menggunakan alat Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) dengan hasil dalam bentuk persen (wt%) dari unsur yang terdeteksi.
Gambar 36. Gambar spektrum hasil pengukuran EDS pada (A) kelompok A, (B)
kelompok B, dan (C) kelompok C
A B
A B
A A
C A
C
B
C
B
C
B
C A
C
A BB
C
A B
C
Pada gambar 5 menggambarkan perwakilan spektrum dari hasil analisis EDS pada kawat ortodonti lepasan stainless steel pada kelompok A, B, dan C. Pada gambar 5A, EDS mendeteksi unsur pada kelompok A yaitu besi (Fe), kromium (Cr), nikel (Ni), silikon (Si), karbon (C), oksigen (O) dan nitrogen (N). Pada gambar 5B, EDS mendeteksi unsur pada kelompok B yaitu besi (Fe), kromium (Cr), nikel (Ni), silikon (Si), karbon (C), oksigen (O), nitrogen (N) dan natrium (Na). Pada gambar 5C, EDS mendeteksi unsur pada kelompok C yaitu besi (Fe), kromium (Cr), nikel (Ni), silikon (Si), karbon (C) dan oksigen (O), natrium (Na), klorin (Cl), kalium (K) dan molibdenum (Mo).
Tabel 2. Kadar Komposisi Kawat Ortodonti Lepasan pada Kelompok A, B, dan C
Unsur
x̄ ± SD
Kelompok A (wt%)
Kelompok B (wt%)
Kelompok C (wt%)
Fe 66,372 ± 4,296 65,682 ± 4,979 64,267 ± 6,356
Cr 15,497 ± 0,842 16,659 ± 1,422 16,272 ± 1,591
Ni 7,121 ± 0,401 7,185 ± 0,474 6,896 ± 0,786
Si 0,565 ± 0,249 0,187 ± 0048 0,228 ± 0,128
C 0,000 ±0,000 0,000 ± 0,000 0,000 ±0,000
N 0,500 1,440
Al 0,140 0,000 0,120
O 1,120 2,470
Na 1,070 8,690
Co 3,120
Cl 0,960
K 0,820
Mo 0,240
Tabel 2 menunjukkan nilai rerata dan standar deviasi kadar komposisi kawat ortodonti lepasan pada kelompok A, B, dan C. Nilai rerata unsur besi (Fe) pada kelompok A adalah 66,672 ± 4,296, kelompok B adalah 65,682 ± 4,979 dan kelompok C adalah 64,267 ± 63,560. Nilai rerata menunjukkan unsur Fe paling tinggi terdapat pada kelompok A kemudian kelompok B dan paling rendah pada kelompok C.
Nilai rerata unsur kromium (Cr) pada kelompok A adalah 15,497 ± 0,842, kelompok B adalah 16,659 ± 1,422 dan kelompok C adalah 16,272 ± 1,591. Nilai rerata menunjukkan unsur Cr paling tinggi terdapat pada kelompok B kemudian kelompok C dan paling rendah pada kelompok A.
Nilai rerata unsur nikel (Ni) pada kelompok A adalah 7,121 ± 0,401, kelompok B adalah 7,185 ± 0,474 dan kelompok C adalah 6,896 ± 0,786. Nilai rerata menunjukkan unsur Ni paling tinggi terdapat pada kelompok B kemudian kelompok A dan paling rendah pada kelompok C.
Nilai rerata unsur silikon (Si) pada kelompok A adalah 0,565 ± 0,249, kelompok B adalah 0,187 ± 0048 dan kelompok C adalah 0,228 ± 0,128. Nilai rerata menunjukkan unsur Si paling tinggi terdapat pada kelompok A kemudian kelompok C dan paling rendah pada kelompok B.
Nilai rerata unsur karbon (C) pada kelompok A adalah 0,000 ± 0,000, kelompok B adalah 0,000 ± 0,000 dan kelompok C adalah 0,000 ± 0,000. Nilai rerata unsur C pada kelompok A, B, dan C adalah sama.
Nilai unsur nitrogen (N) berdasarkan hasil pengukuran pada kelompok A 0,500 wt%, kelompok B 1,440 wt% dan pada kelompok C tidak terdeteksi.
Selain unsur utama terdapat beberapa unsur yang terdeteksi berdasarkan hasil pengukuran yaitu unsur aluminium (Al) pada kelompok A 0,140 wt%, kelompok B 0,000 wt% dan pada kelompok C 0,120 wt%. Unsur oksigen (O) pada kelompok A 1,120 wt%, kelompok B 2,470 wt% dan pada kelompok C tidak terdeteksi. Unsur natrium (Na) pada kelompok B 1,070 wt%, kelompok C 8,690 wt% dan pada kelompok A tidak terdeteksi.
Unsur kobalt (Co) 3,120 wt%, klorin (Cl) 0,960 wt%, kalium (K) 0,820 wt%, molibdenum 0,240 wt% terdapat pada kelompok C dan pada kelompok A dan B tidak terdeteksi.
BAB 5 PEMBAHASAN
Ortodonti lepasan adalah salah satu jenis ortodonti yang digunakan untuk merawat maloklusi.5,6 Bagian dari alat ortodonti lepasan yang digunakan untuk memperbaiki posisi gigi adalah kawat. Kawat ortodonti lepasan merupakan bagian dari alat ortodonti lepasan yang digunakan untuk memperbaiki posisi gigi. Salah satu kawat yang digunakan untuk perawatan ortodonti lepasan karena sifatnya kombinasi sifat mekanik, ketahanan korosi, dan biaya cukup murah adalah kawat stainless steel.7,8,9 Kawat ortodonti lepasan biasanya menggunakan stainless steel austenitik AISI tipe 304 yang biasa disebut dengan stainless steel 18-8 karena kandungan kromium dan nikel nya. 13,14 Komposisi kawat stainless steel AISI tipe 304 terdiri dari besi, kromium, nikel, silikon, karbon, fosfor, sulfur, nitrogen dan dapat ditambakan molibdenum dengan kadar yang berbeda-beda.
Masing-masing elemen paduan pada stainless steel memiliki fungsi atau efek masing- masing.23
Berdasarkan hasil pengukuran kadar komposisi kawat ortodonti lepasan menggunakan EDS didapatkan adanya unsur-unsur penyusun pada kawat seperti besi, kromium, nikel, silikon, karbon, nitrogen, dan unsur tambahan yang terdeteksi. Unsur besi (Fe) merupakan elemen logam penyusun utama dalam komposisi stainless steel.14 Hasil pengukuran menunjukkan kelompok A memiliki kadar komposisi unsur besi (Fe) paling tinggi yaitu 66,372 wt% dan paling rendah pada kelompok C 64,267 wt%. Unsur besi (Fe) yang murni biasanya sangat lemah dan bersifat korosif sehingga dengan penambahan elemen paduan lainnya dapat membentuk stainless steel.30
Unsur kromium (Cr) merupakan elemen yang paling penting pada stainless steel karena memberikan ketahanan terhadap korosi. Kromium (Cr) dalam jumlah yang cukup menghasilkan alloy yang tahan terhadap korosi karena dapat membentuk lapisan oksida (passive layer).8,9,23 Kromium juga ditambahkan untuk meningkatkan kekuatan dan keuletan.31 Secara umum, keuletan (ductility) berperan dalam kemampuan dibentuk (formability) dan tahan terhadap fraktur kawat.24 Hasil pengukuran menunjukkan pada
kelompok B memiliki kadar komposisi unsur kromium (Cr) paling tinggi yaitu 16,659 wt% dan paling rendah pada kelompok A 15,497 wt%. Kadar komposisi unsur kromium (Cr) pada stainless steel AISI tipe 304 adalah 18-20 wt%.21,22 Kawat ortodonti lepasan kelompok B pada unsur kromium (Cr) lebih mendekati kadar komposisi yang seharusnya walaupun berada dibawah rentang komposisi kromium (Cr) pada kawat stainless steel AISI tipe 304.
Penambahan unsur nikel (Ni) mengakibatkan peningkatan stabilitas struktur austenit. Nikel dapat meningkatkan keuletan (ductility) dan ketangguhan (toughness).
Nikel juga dapat meningkatkan ketahanan terhadap korosi.11,23,24 Hasil pengukuran menunjukkan pada kelompok B memiliki kadar komposisi unsur nikel (Ni) paling tinggi yaitu 7,185 wt% dan paling rendah pada kelompok C 6,896 wt%. Kadar komposisi kawat ortodonti lepasan unsur nikel (Ni) pada stainless steel AISI tipe 304 yaitu 8,00-10,50 wt%.21,22 Kawat ortodonti lepasan kelompok B pada unsur nikel (Ni) lebih mendekati kadar komposisi yang seharusnya walaupun berada dibawah rentang komposisi Ni pada kawat stainless steel AISI tipe 304.
Unsur silikon (Si) memiliki fungsi untuk meningkatkan ketahanan terhadap oksidasi (ketahanan korosi) lingkungan asam atau lingkungan pengoksidasi yang kuat.23 Hasil pengukuran menunjukkan pada kelompok A memiliki kadar komposisi unsur silikon (Si) paling tinggi yaitu 0,565 wt% dan paling rendah pada kelompok B 0,187 wt%.
Kadar unsur silikon (Si) pada kelompok A, B, dan C masih berada pada rentang kadar komposisi AISI tipe 304 yaitu maksimal 0,75 wt%.23
Unsur karbon (C) adalah salah satu unsur untuk menstabilkan dan memperkuat struktur austenit stainless steel. Karbon (C) juga secara substansial dapat meningkatan kekuatan mekanik kawat. Karbon dapat menurunkan ketahanan terhadap korosi.23 Kandungan karbon (C) yang lebih tinggi akan menghasilkan permukaan yang lebih kasar, tingkat kekerasan lebih tinggi, lebih tinggi kerapuhan dan kemampuan yang lebih rendah untuk menahan tekukan.14 Diketahui bahwa EDS tidak dapat secara efektif mengukur elemen ringan seperti karbon. Hasil menunjukkan unsur karbon (C) dapat dideteksi dan memiliki kadar komposisi yang sama yaitu 0,000 wt% pada ketiga kelompok. Kadar komposisi unsur karbon (C) 0,000 wt% kemungkinan disebabkan karena ketika pada saat
penembakan berkas elektron pada sisi sampel kawat yang diukur pada ketiga kelompok tidak terdapat unsur karbon (C). Kadar komposisi stainless steel AISI tipe 304 pada unsur karbon (C) yaitu maksimal 0,08 wt%.
Salah satu unsur untuk menstabilkan dan memperkuat struktur austenit adalah nitrogen (N). Nitrogen (N) termasuk unsur dalam komposisi kawat stainless steel AISI tipe 304 yang secara substansial dapat meningkatkan kekuatan mekanik dan ketahanan terhadap korosi apalagi dikombinasikan dengan molibdenum.11,23 Unsur nitrogen (N) ditemukan kelompok A 0,500 wt% dan B 1,440 wt% dan tidak ditemukan pada kelompok C. Unsur nitrogen (N) yang hanya ditemukan di beberapa sampel kemungkinan disebabkan karena unsur nitrogen tidak dapat dideteksi EDS pada sampel yang lain.
Hasil penelitian menunjukan terdapat unsur selain unsur utama yang terdeteksi pada pengukuran ini yaitu unsur aluminium (Al), oksigen (O), natrium (Na), kobalt (Co), klorin (Cl), kalium (K) dan molibdenum (Mo). Penambahan unsur tersebut kemungkinan disebabkan adanya kontaminan pada saat dilakukan pengujian.
Pada hasil pengukuran kadar komposisi kawat ortodonti lepasan yang diuji, terdapat unsur yang tidak terdeteksi EDS yang termasuk dalam elemen komposisi stainless steel AISI tipe 304 yaitu unsur mangan (Mn), fosfor (P) dan sulfur (S) dengan kadar komposisi nya masing-masing. Unsur mangan (Mn) umumnya digunakan pada stainless steel untuk meningkatkan keuletan (ductility) pada suhu tinggi (panas).23 Pada suhu rendah, mangan dapat menstabilkan struktur austenit kawat. Unsur sulfur (S) dan fosfor (P) dapat meningkatkan machinability (teknik pemesinan) tetapi ketika kadar komposisi nya melebihi batas yang sudah ditentukan juga secara substansial akan mengurangi ketahanan korosi, keuletan dan sifat fabrikasi, seperti weldability dan formability.23
Hasil penelitian ini menunjukkan adanya kadar komposisi yang berbeda pada setiap unsur kawat ortodonti lepasan pada ketiga kelompok yang dapat disebabkan karena kawat tersebut di proses dan di produksi dengan pabrik yang berbeda untuk setiap kelompok kawat.32
BAB 6
KESIMPULAN DAN SARAN
6.1 Kesimpulan
Hasil penelitian ini menunjukkan adanya kadar komposisi yang berbeda pada setiap unsur kawat ortodonti lepasan pada ketiga kelompok. Hasil pengukuran menunjukan kadar komposisi Fe tertinggi sampai terendah yaitu kelompok A 66,372 wt%, B 65,682 wt%, dan C 64,267 wt%. Kadar komposisi Cr tertinggi sampai terendah yaitu kelompok B 16,659 wt%, C 16,272 wt%, dan A 15,497 wt%. Kadar komposisi Ni tertinggi sampai terendah yaitu kelompok B 7,185 wt%, A 7,121 wt%, dan C 6,896 wt%.
Kadar komposisi unsur Si tertinggi sampai terendah yaitu kelompok A 0,565 wt%, C 0,228 wt%, dan B 0,187 wt%. Unsur C terdeteksi dan memiliki kadar komposisi yang sama pada ketiga kelompok yaitu 0,000 wt%. Unsur N hanya terdapat pada kelompok A 0,500 wt%, B 1,440 wt%, dan pada kelompok C tidak terdeteksi. Terdapat unsur selain unsur utama yaitu aluminium (Al), kobalt (Co), kalium (K), natrium (Na), oksigen (O), molibdenum (Mo), dan klorin (Cl). Hasil pengukuran menunjukkan kawat kelompok B lebih mendekati kadar komposisi kawat ortodonti stainless steel AISI tipe 304 yang biasa disebut stainless steel 18-8 jika dilihat dari kadar komposisi kromium dan nikel.
6.2 Saran
1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut tentang pengaruh kadar komposisi terhadap sifat fisis dan sifat mekanis kawat ortodonti lepasan.
2. Dokter gigi perlu memerhatikan pilihan material yang digunakan dalam perawatan ortodonti lepasan.
3. Lebih disarankan untuk menggunakan kawat ortodonti lepasan yang memiliki kadar komposisi yang lebih mendekati kadar komposisi stainless steel AISI tipe 304 yang biasa disebut stainless steel 18-8.
DAFTAR PUSTAKA
1. Laguhi VA, Gunawan PN, Anindita P. Gambaran maloklusi dengan menggunakan HMAR pada pasien di Rumah Sakit Gigi dan Mulut Universitas Sam Ratulangi Manado. J e-GiGi (eG). 2014; 2(2): 1-7.
2. Susilowati. Prevalensi maloklusi gigi anterior pada siswa Sekolah Dasar (Penelitian pendahuluan di SD 6 Maccora Walihe, Sidrap) The prevalence of anterior dental malocclusion on elementary school students (A preliminary study in SD 6 Maccora Walihe, Sidrap). Makassar Dent J 2016; 5(3): 97-101.
3. Utari TR, Putri MK. Orthodontic Treatment Needs in Adolescents Aged 13-15 Years Using Orthodontic Treatment Needs Indicators. J of Indonesian Dent Association 2019; 2(2): 49-55.
4. Šidlauskas A, Lopatienė K. The Prevalence of Malocclusion Among 7–15-year- old Lithuanian Schoolchildren. Medicina (Kaunas) 2009; 45(2):147- 152.
5. Nada NA, Zenap NRY, Malik I. Differences Of Patients With Angle Class I Type 1 Profile Before And After Treated With Removable Orthodontic Appliance.
Padjadjaran J of Dentistry 2017; 29(1): 8-12.
6. Irwansyah M, Erwansyah E. Penilaian Tingkat Keberhasilan Perawatan Ortodontik Dengan Piranti Lepasan Berdasarkan Indeks PAR. Dentofasial 2011;10(3): 144-5.
7. Kotha RS, Alla RK, Shammas M, Ravi RK. An Overview of Orthodontic Wire.
Trends Biomater. Artif. Organs 2014; 28(1): 32-6.
8. Sharmila R. Wires in Orthodontics - A Short Review. Pharm Sci & Res 2016; 8(8):
895-7.
9. Khamatkar A. Ideal Properties of Orthodontic Wires and Their Clinical Implications-A Review. IOSR-JDMS 2015; 14 (1): 47-50.
10. Oh KT, Kim YS, Park YS, Kim YN. Properties of Super Stainless Steels for Orthodontic Applications. Wiley InterScience 2004:1-12.
11. Vaghani M, Vasanwala SA, Desai AK. Stainless Steel As A Structural Material:
State Of Review. Int. J of Engineering Research and Applications 2014; 4(3): 657- 62.
12. Santander SA, Ossa CML. Stainless Steel: Material Facts for the Orthodontic Practitioner. Revista Nacional de Odontología 2015;11( 20): 73-82.
13. Rakkala A. Compotition, Phase Structure, and Corrosion of Nickle-Free and Nickle-Containing Stainless Steel Orthodontic Wire. Disertasi. Milwaukee:
Marquette University; 2014:1-16, 23-5.
14. Tian KV et al. Orthodontic Archwire Composition And Phase Analyses By Neutron Spectroscopy. Dent Mater J 2017; 36(3): 282-8.
15. Vijayalakshmi K. Removable Orthodontic Appliance. 1st ed., New Delhi: Jaypee Brothers Medical Publishers (P) Ltd: 2010: 7-65.
16. Isaacson K, Muir JD, Reed RT. Removable Orthodontic Appliances. London:
Wright: 2002: 15-38.
17. Priyadharshni SS, Pandian KS. Components of removable appliance in orthodontics. Drug Invention Today 2019;11(1): 49-54.
18. Castro SM, Ponces MJ, Lopes JD, Vasconcelos M, Pollman MCF. Orthodontic Wires And Its Corrosion the Specific Case Of Stainless Steel And Beta-Titanium.
J of Dent Sciences 2015; 10: 1-7.
19. Arifiani P, Siregar E. Karakteristik kawat TMA dan penggunaannya dalam perawatan ortodonti. MKGK 2016; 2(3):163-71.
20. Pelsue BM et al. Structure, Composition, and Mechanical Properties of Australian Orthodontic Wires. The Angle Orthodontist 2009; 79(1): 98-101.
21. Anitha P, Majumder MC, Saravanan, Rajakumar S. In Investigation Of Mechanical Properties Of Friction- Welded AISI 304 With AISI 430 Dissimilar Steel. Material Physic and Chemistry 2019; 1(3): 1-6.
22. Warendale PA. Steel Product Manual Steel: Stainless Steel. USA: The Iron and Steel Society. 1999: 86.
23. Leffler B. STAINLESS- Stainless Steel and Their Properties.
http://www.outokumpu.com/files/group/hr/documents/stainless20.pdf.(November 16. 2020).
24. Brugger D, Koutsoukis T, Al Jabbari YS et al. A Comparison of the Compositional, Microstructural, and Mechanical Characteristics of Ni-Free and Conventional Stainless Steel Orthodontic Wires. Materials 2019;12(3424): 1-9.
25. Analitical Answers. Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDS).
https://analyticalanswersinc.com/pdf/AAI_Energy_Dispersive_XRay_Spectrosco py_EDs.pdf . (November 11.2020).
26. Vasubabu M, Babu CS, Kumar RJ. Studies On Chemical Elements Analysis Of Wood Using SEM-EDAX. Int. J. Chem. Sci 2016; 14(2): 734-8.
27. Ounsi HF, Al-Shalan T, Salameh Z, Grandini S, Ferrari M. Quantitative and Qualitative Elemental Analysis of Different Nickel–Titanium Rotary Instruments by Using Scanning Electron Microscopy and Energy Dispersive Spectroscopy.
JOE 2008; 34(1): 53-5.
28. Makhlouf AS, Ofkhazraei. Eds.Handbook of Materials Failure Analysis with Case Studies from the Oil and Gas Industry. 1st ed., Amasterdam: Butterworth- Heinemann., 2016: 42.
29. Prihanti GS. Pengantar Biostatistik. Malang: UMM Press, 2018: 18-19.
30. Jonsson T. Microscopy of High Temperature Oxidation of Iron and Some Stainless Steels. Thesis. Goteborg: Department of Applied Physics. 2007: 5.
31. Ardhyananta H. Zulfikar A. Purniawan A. Rasyida A, Widyastuti. Pengaruh Komposisi Nikel (Ni) terhadap Kekerasan dan Struktur Mikro Paduan Baja Tahan Karat Kekuatan Tinggi Fe-C-Mn-Cr-Ni melalui Metode Proses Pengecoran Menggunakan Tungku Pembakaran Gas. MESIN 2020; 11(1): 20-6.
32. Situmeang MA, Anindita PS, Juliatri. Perbedaan Pelepasan Ion Nikel dan Kromium pada Beberapa Merek Kawat Stainless Steel yang Direndam dalam Asam Cuka. PHARMACON J ilmiah Farmasi 2016; 5(4): 252-8.
LAMPIRAN 1
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
Nama : Rexsi Sampriono Munte
Tempat, tanggal lahir : Hutagalung, 26 Desember 1999
Jenis Kelamin : Laki-laki
Agama : Kristen Protestan
Alamat : Jalan Bunga Cempaka No 41, kel.Titirante, kec. Medan
Baru, Medan
Nama Orangtua
Ayah : Kardinus Munte, S.Pd
Ibu : Asnawaty Sihite, S.Pd
Riwayat Pendidikan :
1. SD Negeri 175790 Hutagalung 2. SMP Negeri 4 Parlilitan 3. SMA Negeri 2 Lintongnihuta
4. S-1 Fakultas Kedokteran Gigi USU, Medan
LAMPIRAN 2
ALUR PENELITIAN
Persiapan sampel penelitian
Pembersihan kawat ortodonti lepasan dengan menggunakan kapas dan alkohol
70 %
Menghitung kadar komposisi kawat ortodonti lepasan pada ketiga kelompok
menggunakan Energy Dispersive Spectrometry pada permukaan di jendela
pengumpul (collecting window 120 x 90 µm) pada tegangan 25 kV, waktu 200
detik dan dengan jarak 11 mm
Analisis Data
Penarikan Kesimpulan
Pemotongan kawat ortodonti lepasan diameter 0,7 mm dengan kelompok A, B,
dan C dengan panjang 5 mm dengan masing-masing kelompok berjumlah 13
buah
LAMPIRAN 3. SURAT-SURAT PENELITIAN
Medan, 22 Februari 2021 Kepada,
Ketua Departemen Ortodonsia Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara
Saya sebagai staf pengajar di Departemen D3 Statistika Universitas Sumatera Utara:
Nama : Prana Ugiana Gio, S.Si, M.Si NIP/NIM :-/178110001
Dengan ini menyatakan bahwa mahasiswa dengan nama di bawah ini:
Nama : Rexsi Sampriono Munte NIM : 170600106
Judul : Kadar Komposisi Kawat Ortodonti Lepasan di Klinik Ortodonti RSGM FKG USU.
Benar telah melakukan konsultasi pengolahan data SPSS dibawah bimbingan saya. Demikian atas perhatiannya saya ucapkan terima kasih.
(Prana Ugiana Gio, S.Si, M.Si) NIP/NIM: -/178110001
LAMPIRAN 4
JADWAL PELAKSANAAN SKRIPSI
No Kegiatan
Waktu Penelitian
Sep Okt Nov Des Jan Feb Mar 1 Persiapan pencarian
judul
2 Persetujuan Judul
3 Pembuatan Proposal
4 Seminar Proposal
5 Perbaikan Proposal dan
Persiapan Penelitian
6 Penelitian
7 Hasil dan Pengolahan
Data
LAMPIRAN 5
RINCIAN BIAYA PENELITIAN
“Kadar Komposisi Kawat Ortodonti Lepasan di Klinik Ortodonti RSGM USU”
Besar biaya yang diperlukan untuk melaksanakan penelitian ini sebesar dengan rincian sebagai berikut:
1. Kawat ortodonti Lepasan merek A : Rp20.000
2. Kawat ortodonti Lepasan merek B : Rp20.000
3. Kawat ortodonti Lepasan merek C : Rp10.000
4. Tabung Mika : Rp6.000
5. Kapas : Rp2.000
6. Alkohol 70% : Rp4.000
7. Penjilidan dan penggandaan Proposal : Rp200.000
8. Biaya Statistik : Rp 550.000
9. Pengukuran Kadar Komposisi Kawat : Rp9.750.000
Total : Rp10.562.000
Keterangan : Seluruh biaya ditanggung oleh peneliti
Peneliti,
Rexsi Sampriono Munte
LAMPIRAN 6
HASIL KADAR KOMPOSISI KAWAT ORTODONTI LEPASAN MEREK A, B DAN C (wt%)
KELOMPOK A
Kelompok A Fe Cr Ni Si C Al O N
A1 65,24 15,65 6,96 0,42 0,00
A2 64,40 15,37 6,78 0,54 0,00 0,14 A3 67,43 15,61 7,10 0,58 0,00
A4 65,50 15,45 7,36 0,48 0,00 A5 64,36 15,32 6,84 0,62 0,00 A6 59,96 14,23 6,99 0,83 0,00 A7 62,89 14,50 6,81 0,72 0,00 A8 68,36 15,96 6,75 0,46 0,00
A9 73,05 16,61 7,25 0,19 0,00 1,12 0,50
A10 76,53 17,44 8,29 0,33 0,00 A11 65,11 14,97 7,18 0,49 0,00 A12 65,18 14,95 7,21 0,48 0,00 A13 64,82 15,40 7,05 1,20 0,00
KELOMPOK B
Kelompok B Fe Cr Ni Si C Al O N Na
B1 61,72 15,42 6,61 0,12 0,00 2,56
B2 63,18 16,39 6,81 0,00
B3 64,23 15,91 7,18 0,20 0,00
B4 68,48 17,06 7,25 0,15 0,00 0,00 B5 67,82 16,95 7,71 0,17 0,00
B6 76,54 19,94 7,78 0,00
B7 60,08 15,32 6,99 0,27 0,00
B8 62,02 15,54 6,76 0,00 0,79
B9 62,41 15,81 6,93 0,20 0,00 B10 65,54 16,43 7,32 0,20 0,00
B11 60,27 15,27 6,46 0,00 2,38 1,44 1,35
B12 72,56 18,57 7,75 0,00
B13 69,01 17,96 7,85 0,00
KELOMPOK C Kelompok
C
Fe Cr Ni Si C Al O Na Co Cl K Mo
C1 62,16 16,54 6,69 0,33 0,00 0,12 3,12 C2 62,41 15,29 7,15 0,27 0,00
C3 67,14 17,11 7,40 0,07 0,00 C4 61,90 15,66 6,69 0,29 0,00
C5 46,99 11,96 4,47 0,09 0,00 6,61 8,69 0,96 0,82 0,24 C6 73,84 18,67 7,44 0,01 0,00
C7 65,00 16,56 7,48 0,26 C8 62,12 15,90 6,97 0,38 0,00 C9 62,42 15,80 6,65 0,41 0,00
C10 65,86 16,32 7,01 0,27 0,00 C11 66,61 16,81 7,15 0,00 C12 70,33 17,89 7,12 0,11 0,00 C13 68,69 17,02 7,43 0,24 0,00
LAMPIRAN 7
HASIL UJI STATISTIK OLAP Cubes Merek:Kelompok A
Unsur
Mean Std. Deviation N
Fe 66.3715 4.29623 13
Cr 15.4969 .84162 13
Ni 7.1208 .40103 13
Si .5646 .24989 13
C .0000 .00000 13
Al .1400 . 1
O 1.1200 . 1
N .5000 . 1
OLAP Cubes Merek:Kelompok B
Unsur
Mean Std. Deviation N
Fe 65.6815 4.97956 13
Cr 16.6592 1.42218 13
Ni 7.1846 .47383 13
Si .1871 .04751 7
C .0000 .00000 13
Al .0000 . 1
O 2.4700 .12728 2
Na N
1.0700 1,4400
.39598 .
2 1
OLAP Cubes Merek:Kelompok C
Unsur
Mean Std. Deviation N
Fe 64.2669 6.35604 13
Cr 16.2715 1.59086 13
Ni 6.8962 .78553 13
Si .2275 .12814 12
C .0000 .00000 12
Al .1200 . 1
O 6.6100 . 1
Na 8.6900 . 1
Co 3.1200 . 1
Cl .9600 . 1
K .8200 . 1
Mo .2400 . 1
LAMPIRAN 8. HASIL PENGUKURAN KADAR KOMPOSISI DENGAN EDS
