1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Gigi mempunyai peranan penting pada tubuh manusia diantaranya berfungsi untuk pengunyahan, estetik dan berbicara. Kehilangan gigi dapat disebabkan oleh beberapa hal, antara lain, trauma, karies, penyakit periodontal. Selain itu, kehilangan gigi juga mengakibatkan berkurangnya kemampuan untuk melakukan aktivitas pengunyahan dan berbicara serta dapat mempengaruhi estetis [1].
Persentase penduduk yang mempunyai masalah gigi dan mulut menurut Riset Kesehatan Dasar (RISKESDAS) tahun 2007 dan 2013 meningkat dari 23,2% menjadi 25,9%. Dari penduduk yang mempunyai masalah dengan kesehatan gigi dan mulut, persentase penduduk yang menerima perawatan medis gigi meningkat dari 29,7% tahun 2007 menjadi 31,1%pada tahun 2013. [2]. Tingginya indeks DMF-T (Decay Missing Filled-Teeth) di Indonesia mengakibatkan kebutuhan akan gigi tiruan semakin meningkat setiap tahunnya.
Bukti kerusakan gigi telah ditemukan di gigi dari tengkorak purbakala yang berusia 25.000 tahun dan arkeolog memiliki bukti dari tambalan gigi pertama di gigi dari orang-orang yang hidup sekitar 8000 SM [3]. Mesir adalah pusat medis dunia kuno. Prostesis gigi pertama diyakini telah digunakan di Mesir sekitar 2500 SM [4]. Pada tahun 1901 Otto Röhm mengembangkan polimetil metakrilat (PMMA). Karena transparansi, kekuatan, dan stabilitas dari polimetil metakrilat [6]. Resin akrilik adalah bahan polimer yang paling umum digunakan pada gigitiruan di kedokteran gigi [7]. Gigi-tiruan lepasan dapat terbuat dari bahan akrilik atau metal, bahan yang masih sering dipakai sampai saat ini adalah resin akrilik polimetil metakrilat (PMMA)[5].
Resin thermosetting biasanya memiliki viskositas rendah atau padatan dengan berat molekul rendah yang diformulasikan dengan aditif yang cocok untuk meningkatkan sifat serta stabilitas termal bahan tersebut biasa dikenal dengan sebutan pengisi [9]. Pengisi mineral anorganik seperti kalsium karbonat, silika, dan bedak telah menarik minat sebagai pengisi yang murah untuk dijadikan sebagai
2
pengisi pada termoplastik. Pengisi seperti ini memiliki keunggulan yang lebih baik dikarenakan dapat mengurangi biaya dan memudahkan pemrosesan [12].
Kulit telur terdiri dari sekitar 94% sampai 97% kalsium karbonat (CaCO3) dan 3% lainnya adalah bahan organik serta pigmen kulit telur [10]. Struktur kuat dari kulit telur yang dikombinasikan dengan ketersediaan yang cukup besar membuat kulit telur berpotensi menjadi sumber bio-pengisi yang dapat digunakan secara efisien untuk nanocomposites polimer [11]. Data yang diperoleh dari Badan Ketahanan Pangan, Kementerian Pertanian tahun 2015 menunjukkan produksi telur mengalami peningkatan. Dimana rataan persentase pertumbuhan produksinya sebesar 6,62% pada setiap tahunnya [13].
Campuran antara pengisi berukuran nano dengan termoplastik atau polimer thermoset biasa disebut dengan nanocomposites [8]. Sintesis nanopartikel telah dikembangkan dengan berbagai metode. Salah satu metode sederhana yang efektif dan efisien adalah dengan metode sonikasi. Prinsipnya adalah memanfaatkan gelombang ultrasonik dengan frekuensi tinggi yang diradiasikan dalam larutan, sehingga terjadi tumbukan antar partikel dengan tekanan yang tinggi [81]
Berdasarkan uraian di atas, maka cangkang kulit telur sesuai digunakan sebagai salah satu pengisi anorganik pada bahan komposit karena memiliki sifat yang kuat, ramah lingkungan serta berasal dari pemanfaatan limbah buangan cangkang telur. Pengaplikasian partikel pengisi komposit berukuran nanometer juga diharapkan dapat memberi perbedaan kekuatan mekanik pada bahan basis gigi tiruan, sehingga dapat menghasilkan produk yang lebih baik dan unggul dari produk pada umumnya.
Tarig A Hassan, dkk (2011), melakukan penelitian mengenai “Pengaruh Penambahan Pengisi Nanopartikel CaCO3Terhadap Sifat Mekanik Polylite” dengan variasi
% berat pengisi 1%, 2% dan 3% dengan hasil terbaik adalah 2%. Terjadi peningkatan sifat mekanik dari polylite sebesar 14% untuk kekuatan tekan dan 27% pada kekuatan tarik, dengan penambahan nanopartikel CaCO3 sebanyak 2%.
1.2 PERUMUSAN MASALAH
Adapun perumusan masalah yang terdapat dalam penelitian ini adalah:
1. Pengaruh variasi konsentrasi pengisi cangkang telur ayam terbaik terhadap kekuatan mekanik basis gigi tiruan resin akrilik.
3
2. Pengaruh ukuran bahan pengisi berukuran nanometer terhadap kekuatan mekanik basis gigi tiruan resin akrilik.
3. Pengaruh penambahan senyawa mineral yang terkandung dalam bahan pengisi cangkang telur ayam kedalam matriks resin akrilik pada basis gigi tiruan.
1.3 TUJUAN PENELITIAN
Adapun tujuan dilakukannya penelitian ini bertujuan sebagai berikut :
1. Mengetahui perbandingan konsentrasi antara matriks komposit resin akrilik dan pengisi cangkang telur ayam yang terbaik terhadap kekuatan mekanik dan karakteristik produk basis gigi tiruan.
2. Mengetahui pengaruh penambahan partikel pengisi berukuran nanometer terhadap kekuatan mekanik dan karakteristik produk basis gigi tiruan.
3. Mengetahui kekuatan mekanik dan karakterisasi basis gigi tiruan dengan penambahan bahan pengisi dari limbah cangkang telur ayam.
1.4 MANFAAT PENELITIAN
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat sebagai berikut :
1. Memberikan informasi tambahan bagi dunia kedokteran gigi tentang pemanfaatan lanjutan limbah padat cangkang telur ayam sebagai pengisi. 2. Memberikan informasi terutama dalam bidang rekayasa teknologi tentang
pengaruh pengisi berukuran nano pada produk basis gigi tiruan sehingga dapat diketahui ukuran partikel pengisi yang terbaik terhadap kekuatan mekanik. 3. Menekan biaya instalasi gigi tiruan dengan pemanfaatan limbah cangkang telur
ayam sebagai bahan pengisi pada basis gigi tiruan.
1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN
Penelitian ini akan dilaksanakan di Laboratorium Penelitian, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Laboratorium Penelitian Fakultas Farmasi dan Laboratorium Kimia Fisika, FMIPA Universitas Sumatera Utara, Medan.
4
Bahan baku yang digunakan dalam penelitian ini adalah bahan basis gigi tiruan Resin Akrilik sebagai matriks dan nanopartikel cangkang telur ayam yang di peroleh dari limbah rumah tangga sebagai pengisi.
Variabel yang terdapat pada penelitian ini adalah sebagai :
Perbandingan komposisi matriks polimetil metakrilat dan pengisi nanopartikel
cangkang telur ayam (matriks : pengisi) (%berat) = 100% : 0%, 90% : 10%, 80%:20%, 70%:30%.
Perbandingan berat bahan basis gigi tiruan powder polimer dengan liquid
monomer (powder : liquid) = 2 : 1.
Waktu penggilingan bahan baku cangkang telur ayam menggunakan high
energy ball mill = 240 menit.
Waktu ultrasonikasi partikel pengisi cangkang telur ayam = 45 menit.
Suhu polimerisasi basis gigi tiruan resin akrilik = 90 menit; dan 30 menit.
Uji-uji yang dilakukan dalam penelitian ini adalah :
1. Uji kekuatan bentur (Impact Strenght) dengan menggunakan standar ISO 179-1:2000 di Laboratorium Penelitian, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
2. Uji keteguhan patah (MOR) dan modulus elastisitas (MOE) dengan menggunakan standar ISO 178:2001 di Laboratorium Penelitian, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
3. Analisa Transmission Electron Microscope (TEM) di Unit Layanan TEM Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Gadjah Mada.
4. Analisa Scanning Electron Microscopy (SEM) di Laboratorium Fisika, Universitas Negri Medan.
5. Karakteriisasi X-Ray Diffraction (XRD) di Laboratorium Fisika, Universitas Negri Medan.
6. Karakterisasi Fourier Transform Infra Red (FTIR) di Laboratorium Penelitian, Fakultas Farmasi, Universitas Sumatera Utara.
