Pengaruh Pasta Gigi Nano Kalsium Karbonat dan Siwak terhadap
Kekasaran Permukaan Email yang Mengalami Demineralisasi
Meirdina Detara*, Siti Triaminingsih, Bambang Irawan
Departement of Dental Materials, Faculty of Dentistry, Universitas Indonesia, Jakarta 10430, Indonesia
*E-mail: meirdina.detara@yahoo.com
Abstrak
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh pasta gigi nano kalsium karbonat dan siwak terhadap kekasaran permukaan email yang mengalami demineralisasi. Spesimen gigi manusia yang telah didemineralisasi dengan asam sitrat 0,3% dengan pH 3,25 disikat setara 2 minggu, 4 minggu, dan 6 minggu dengan pasta gigi nano kalsium karbonat dan siwak. Kekasaran permukaan email diukur dengan Surface Roughness Tester, dan diamati melalui SEM, serta analisis unsur dengan EDS sebagai penunjang. Hasil menunjukkan bahwa terdapat penurunan kekasaran permukaan email yang terdemineralisasi setelah penyikatan setara 2 minggu, 4 minggu, dan 6 minggu dengan pasta gigi nano kalsium karbonat dan siwak (p<0,05). Penyikatan pasta gigi nano kalsium karbonat dan siwak dapat menurunkan kekasaran permukaan email gigi yang terdemineralisasi.
The Effect of Nano Calcium Carbonate and Siwak Toothpaste on Demineralized Enamel Surface Roughness
Abstract
The aim of this study was to analyze the effect of nano calcium carbonate and siwak toothpaste to demineralized enamel surface roughness. Human tooth specimen which has been immersed in citric acid 0,3% with pH 3,25 were brushed with nano calcium carbonate and siwak toothpaste for 2 weeks, 4 weeks, and 6 weeks. Enamel surface roughness was tested with Surface Roughness Tester with supporting test SEM and EDS was taken. The application of nano calcium carbonate and siwak toothpaste for 2 weeks, 4 weeks, and 6 weeks can decrease surface roughness of demineralized enamel (p<0,05). Brushing with nano calcium carbonate and siwak toothpaste can decrease surface roughness of demineralized enamel.
Keywords: Enamel; Demineralizatio; Roughness; Nano calcium carbonate; Siwak
Pendahuluan
Email merupakan bagian permukaan gigi yang selalu berkontak dengan saliva dan makanan. Salah satu kandungan terbesar yang terdapat pada email adalah kristal kalsium hidroksiapatit. Email merupakan jaringan yang terkalsifikasi paling kuat, namun dapat hilang selamanya karena email merupakan struktur nonvital dan tidak memiliki kemampuan untuk memperbaiki diri.1 Proses demineralisasi yang terjadi secara
terus-menerus menyebabkan hilangnya mineral dari struktur hidroksiapatit pada email gigi. Proses demineralisasi terjadi saat hidroksiapatit reaktif terhadap ion hidrogen pada saat pH
<5,5 yang merupakan pH kritis bagi hidroksiapatit. Beberapa faktor yang dapat menyebabkan terjadinya proses demineralisasi yaitu kondisi asam pada saliva dan plak, kemampuan buffering saliva yang rendah, dan penurunan laju alir saliva.2 Proses demineralisasi yang terjadi dapat mempengaruhi morfologi permukaan email. Pada email yang mengalami demineralisasi terjadi kehilangan struktur, sehingga terjadi peningkatan kekasaran permukaan email.3 Salah satu tanda awal terjadinya demineralisasi adalah adanya whitespot. White spot merupakan lesi awal berwarna putih seperti kapur pada permukaan email yang menyebabkan email kehilangan translusensinya. Lesi ini merupakan tahapan awal dan dapat sembuh dengan adanya proses remineralisasi. Pada proses remineralisasi ion Ca2+ didepositkan untuk menggantikan kalsium apatit yang hilang akibat demineralisasi. Salah satu faktor yang dapat memicu terjadinya remineralisasi adalah saliva yang terdapat dalam rongga mulut. Saliva memiliki kandungan ion Ca2+ dan PO43- yang dibutuhkan dalam proses remineralisasi. Proses
remineralisasi dapat terjadi saat pH saliva dalam keadaan netral dan terdapat ion Ca2+ dan
PO43- yang cukup pada saliva sehingga dapat membangun kembali struktur hidroksiapatit
yang telah larut.2
Saliva merupakan faktor dari dalam tubuh yang dapat memicu terjadinya proses remineralisasi. Selain saliva terdapat faktor-faktor luar yang dapat memicu terjadinya proses remineralisasi. Faktor-faktor lain yang dapat memicu terjadinya remineralisasi antara lain adalah obat kumur, CPP-ACP, dan pasta gigi. Pada pasta gigi banyak mengandung agen-agen remineralisasi. Salah satu agen remineralisasi yang terdapat pada pasta gigi adalah kalsium. Pada umumnya kandungan kalsium yang terdapat pada pasta gigi antara lain berupa kalsium karbonat dan kalsium fosfat. Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, saat ini telah ditemukan pasta gigi dengan teknologi nano kalsium karbonat. Pasta gigi dengan kandungan nano kalsium karbonat dapat mencegah terjadinya karies karena terbukti dapat meremineralisasi lesi awal karies. Nano kalsium karbonat memiliki retensi yang baik pada permukaan email karena ukuran partikelnya yang berkisar antara puluhan hingga ratusan nanometer. Ukuran partikel ini juga mempercepat larutnya ion Ca2+ pada nano kalsium karbonat sehingga meningkatkan konsentrasi ion Ca2+ dan pH saliva.4 Selain pasta gigi dengan teknologi nano kalsium karbonat, pasta gigi herbal juga banyak beredar di pasaran. Salah satu pasta gigi herbal yang beredar di pasaran adalah pasta gigi yang mengandung Siwak tanpa tambahan fluor. Pasta gigi siwak berasal dari tanaman Salvadora persica yang salah satu kandungannya adalah fluor. Pasta gigi ini mengandalkan kandungan fluor alami yang dimilikinya.5 Fluor
merupakan salah satu agen yang dapat memicu terjadinya remineralisasi. Fluor bereaksi dengan ion Ca2+ dan HPO42- yang bebas dan membentuk kristal fluorapatit yang dapat
menggantikan kristal hidroksiapatit sehingga mencegah terjadinya demineralisasi.2 Terjadinya proses remineralisasi juga dapat mempengaruhi kekasaran permukaan email yakni berupa penurunan nilai kekasaran permukaan email.3
Kekasaran permukaan email merupakan salah satu faktor predisposisi menempelnya bakteri dan noda.3 Selain akibat proses demineralisasi perubahan kekasaran email juga dapat disebabkan oleh penggunaan sikat gigi.6 Berdasarkan perbedaan agen remineralisasi yang terkandung pada pasta gigi nano kalsium karbonat dan pasta gigi herbal yang mengandung siwak, penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbedaan efektifitas agen remineralisasi yang terkandung pada pasta gigi nano kalsium karbonat dan pasta gigi herbal pada permukaan gigi yang mengalami demineralisasi dalam kaitannya dengan pencegahan terjadinya karies.
Tinjauan Teoritis Email Gigi
Email gigi merupakan bagian terluar anatomi mahkota gigi yang terlihat secara klinis pada gigi yang sehat dan merupakan jaringan terkalsifikasi paling kuat pada tubuh manusia. Email tidak memiliki pembuluh darah dan saraf di dalamnya. Meskipun email merupakan jaringan terkalsifikasi paling kuat, email dapat hilang selamanya karena email merupakan struktur nonvital dan tidak ada sumber daya yang memperbaharuinya. Namun email bukan merupakan jaringan yang statis karena mengalami proses perubahan mineral yaitu demineralisasi dan remineralisasi yang terjadi secara terus-menerus.1 Kandungan mineral yang tinggi pada email menyebabkan lapisan email menjadi keras sehingga email dapat menahan gaya mekanik yang terjadi saat gigi berfungsi.7
Secara kimiawi email terdiri dari 96% mineral atau material anorganik, 1% material organik, dan 3% air.1 Kandungan material anorganik email salah satunya adalah kristal kalsium hidroksiapatit dengan rumus kimia Ca10(PO4)6(OH)2, sedangkan material
organiknya terdiri dari protein dan lemak.2,7 Selain kristal kalsium hidroksiapatit pada email gigi juga terdapat material anorganik seperti Mg, Na, dan K dalam jumlah yang sedikit.8 Secara mikroskopik, struktur dasar email adalah enamel rod atau prisma email
yang memiliki diameter sekitar 4µm dan memanjang dari DEJ (dentino enamel junction) ke bagian permukaan email. Setiap enamel rod berorientasi tegak lurus terhadap DEJ dan permukaan email. Oleh karena itu setiap enamel rod panjangnya bervariasi sesuai dengan lokasinya di mahkota gigi.1 Enamel rod berbentuk heksagonal dan seperti prisma.7
Demineralisasi dan Remineralisasi Email Gigi
Demineralisasi merupakan proses hilangnya ion-ion mineral pada email gigi. Terjadinya proses demineralisasi dapat disebabkan oleh beberapa faktor yaitu plak, kemampuan buffering saliva yang rendah, dan asupan asam yang berlebih. Komponen mineral pada email, dentin, dan sementum adalah hidroksiapatit yang mengandung Ca10(PO4)6(OH)2. Pada lingkungan yang netral, hidroksiapatit berada dalam keadaan
seimbang dengan saliva yang mengandung ion-ion Ca2+ dan PO43-. Pada saat pH saliva
<5,5 yang merupakan pH kritis untuk hidroksiapatit, ion hidrogen akan bereaksi dengan ion PO43- yang terdapat pada kristal hidroksiapatit sehingga membentuk ion HPO42-.
Reaksi ini menyebabkan kondisi hidroksiapatit menjadi tidak seimbang dan larut. Proses ini dapat menyebabkan terbentuknya lesi pada email. Lesi awal yang terbentuk akibat proses demineralisasi disebut dengan whitespot yang berupa lesi berwarna putih seperti kapur pada permukaan email.2 Selain menyebabkan terbentuknya lesi, proses demineralisasi juga dapat menurunkan kekerasan permukaan email.9
Proses demineralisasi dapat diimbangi dengan proses remineralisasi apabila terdapat cukup ion-ion Ca2+ dan PO43- pada saliva, pH saliva dalam keadaan netral, dan
kemampuan buffering saliva yang stabil. Remineralisasi merupakan proses dibangunnya kembali bagian-bagian kristal apatit yang larut akibat proses demineralisasi. Faktor-faktor yang dapat memicu terjadinya proses remineralisasi antara lain adalah saliva, obat kumur, topikal fluor, CPP-ACP, dan pasta gigi. Proses remineralisasi juga dapat ditingkatkan dengan adanya fluor. Fluor akan bereaksi dengan ion Ca2+ dan HPO42- yang bebas dan
membentuk kristal fluorapatit yang mengandung Ca10(PO4)6(OH)F2 untuk menggantikan
kristal hidroksiapatit. Fluorapatit lebih resisten terhadap asam dibandingkan dengan hidroksiapatit. Kristal fluorapatit akan larut pada saat pH saliva <4,5 atau yang disebut dengan pH kritis fluorapatit.2
Pasta Gigi
Pasta gigi memiliki fungsi utama yakni membersihkan permukaan gigi yang terekspos dan menghilangkan pelikel, plak, dan debri. Sedangkan fungsi sekunder pasta gigi adalah sebagai medium pembawa fluor, detergen, bahan abrasif, dan agen pemutih untuk meningkatkan kualitas dan estetika gigi.10
Pasta gigi nano kalsium karbonat merupakan pasta gigi dengan teknologi baru yang telah beredar di Indonesia. Menurut Nakashima,dkk (2008) pasta gigi nano kalsium karbonat memiliki ukuran partikel yang lebih kecil yaitu puluhan hingga ratusan nanometer. Ukuran partikel ini juga mempercepat larutnya ion Ca2+ pada nano kalsium karbonat sehingga meningkatkan konsentrasi ion Ca2+ dan pH saliva. Pasta gigi nano kalsium karbonat juga terbukti mampu meremineralisasi lesi awal pada email.4
Pasta gigi herbal juga banyak beredar di Indonesia. Salah satunya adalah pasta gigi dengan kandungan Salvadora persica atau yang biasa dikenal dengan sebutan Siwak merupakan salah satu tanaman yang tumbuh di daerah gurun pada area dari India barat hingga Afrika. Beberapa kandungan yang terdapat dalam Salvadora persica antara lain adalah tri-methyamin, salvadrin, chloride, fluor, sulfur, silica, mustard, vitamin C,
tannin, dan sappopine. Salvadora persica dapat berfungsi mencegah terjadinya karies
dengan kandungan fluor yang dimilikinya. Kandungan fluor yang terdapat pada
Salvadora persica adalah sebesar 1,02 µg/g.5 Fluor merupakan salah satu mineral yang
berperan dalam terjadinya proses remineralisasi. Fluor akan bereaksi dengan ion Ca2+ dan
HPO42- yang bebas dan membentuk kristal fluorapatit untuk menggantikan kristal
hidroksiapatit yang hilang.2 Selain berfungsi untuk mencegah terjadinya karies,
Salvadora persica juga dapat menghilangkan plak dan gingivitis.5 Kekasaran Permukaan Email Gigi
Kekasaran permukaan email gigi diukur dengan menggunakan surface roughness
tester. Nilai kekasaran dinyatakan dalam Roughness average (Ra) dengan satuan µm.11
Kekasaran permukaan email gigi merupakan salah satu faktor predisposisi menempelnya bakteri dan noda. Peningkatan kekasaran permukaan email gigi dapat terjadi akibat adanya proses demineralisasi, namun adanya proses remineralisasi dapat menurunkan kekasaran permukaan email gigi yang telah terdemineralisasi.3 Kekasaran permukaan yang
dapat dirasakan oleh lidah adalah sebesar 0,5 µm.12 Namun pada kekasaran 0,2 µm
bakteri sudah dapat menempel pada permukaan gigi13 Sikat Gigi
Sikat gigi merupakan merupakan instrumen untuk menghilangkan biofilm pada gigi. Fungsi lain dari sikat gigi, yaitu sebagai agen pencegahan dan perawatan, kontrol halitosis, dan sanitasi rongga mulut. Penggunaan sikat gigi dapat berkontribusi secara tidak langsung terhadap abrasi pada permukaan gigi.6
Scanning Electron Microscopy (SEM) dan Energy Dispersive Spectroscopy (EDS)
Scanning Electron Microscopy (SEM) merupakan mikroskop elektron yang
menggunakan berkas elektron untuk memunculkan topografi permukaan spesimen.
Scanning Electron Microscopy (SEM) memiliki resolusi yang lebih tinggi dibanding
mikroskop cahaya karena SEM menggunakan berkas elektron. 14 Scanning Electron
Microscopy (SEM) mampu menghasilkan perbesaran 20-30.000 kali dengan resolusi
50-100 nm, sehingga SEM juga dapat menampilkan analisis area tertentu pada suatu spesimen.15
Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) merupakan teknik mikroanalisis kimia yang
digunakan bersamaan dengan Scanning Electron Microscopy (SEM).16 Energy Dispersive
Spectroscopy (EDS) dapat digunakan untuk melihat komposisi kimia suatu material dalam
area skala mikron hingga area yang lebih luas.17
Metode Penelitian
Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental laboratorik. Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Dental Material Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Indonesia dan Laboratorium PSTBM BATAN, Serpong pada bulan Agustus hingga November 2014.
Spesimen yang digunakan adalah gigi molar ketiga manusia dengan permukaan bebas dari karies dan retak serta telah disetujui oleh Komisi Etik Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Indonesia (Nomor: 73/ Ethical Clearance/ FKGUI/ VIII/ 2014).
Sebanyak 27 spesimen berupa mahkota gigi ditanam di dalam resin akrilik kemudian dilakukan penghalusan dengan SiC paper nomer 2000 dan dipoles dengan alumina 1µm.
Spesimen secara acak dibagi ke dalam tiga kelompok penyikatan yaitu kelompok yang disikat hanya dengan menggunakan akuades sebagai kelompok kontrol, kelompok yang disikat dengan pasta gigi nano kalsium karbonat (Nano systema), dan kelompok yang disikat dengan pasta gigi Siwak. Jumlah spesimen pada setiap kelompok adalah 9 spesimen.
Pengukuran kekasaran awal permukaan email dilakukan dengan menggunakan
Surface Roughness Tester (Mitutoyo SJ 301). Setiap spesimen dilakukan tiga kali
pengukuran kemudian diambil nilai rata-ratanya. Setelah dilakukan pengukuran kekasaran awal permukaan email, setiap spesimen direndam dalam larutan demineralasi yaitu asam sitrat 0,3% dengan pH 3,25 selama 3 menit pada orbital shaker dengan putaran 70 rpm.18 Setelah direndam dalam larutan demineralisasi setiap spesimen dicuci dengan ultrasonic
cleaner selama 5 menit. Pengukuran kekasaran email dilakukan kembali setelah spesimen
direndam dalam larutan demineralisasi.
Setelah dilakukan pengukuran kekasaran permukaan email terdemineralisasi dilakukan penyikatan sesuai dengan bahan penyikatan yang telah ditentukan pada masing-masing kelompok yaitu kelompok yang disikat hanya dengan menggunakan akudes, kelompok yang disikat dengan pasta gigi Nano systema, dan kelompok yang disikat dengan pasta gigi Siwak. Penyikatan dengan menggunakan sikat gigi elektrik merek Pierrot dengan tekanan saat penyikatan sebesar 150g.20 Banyaknya pasta gigi sebesar 3
gram yang dilarutkan dalam 3 mL akuades. Penyikatan dilakukan selama 14 menit yang diasumsikan setara dengan waktu penyikatan 2 minggu yang diulangi sebanyak 3 kali untuk mendapatkan waktu penyikatan setara 4 minggu dan 6 minggu.19 Setelah setiap penyikatan selama 14 menit dilakukan pengukuran kekasaran permukaan email dengan cara seperti pengukuran kekasaran awal dan setelah demineralisasi.
Untuk mengamati morfologi permukaan dan mengetahui unsur-unsur yang terkandung pada permukaan spesimen dilakukan pengamatan dengan menggunakan
Scanning Electron Microscope (SEM) dan analisis unsur dengan Energy Dispersive Spectroscopy (EDS). Spesimen yang dibutuhkan adalah sebanyak lima spesimen untuk
mewakili spesimen sebelum perlakuan, setelah demineralisasi, dan setelah penyikatan dengan akuades, pasta gigi Nano systema, dan pasta gigi Siwak setara waktu 6 minggu.
Hasil nilai rata-rata kekasaran permukaan email yang telah di dapat dianalisa menggunakan uji statistik Saphiro-Wilk dan Levene statistic untuk melihat distribusi data
dan homogenitas data. Hasil yang didapatkan adalah distribusi data tidak normal namun data homogen, sehingga analisa uji statistik yang digunakan adalah Kruskal-Wallis,
Mann-Whitney, dan Wilcoxon. Hasil Penelitian
Hasil pengukuran kekasaran permukaan email gigi setelah demineralisasi dan penyikatan dengan akuades, pasta gigi nano systema dan siwak dapat dilihat pada tabel 1.
Tabel 1 Nilai rata-rata kekasaran email tiap kelompok perlakuan
Bahan Penyikatan
Nilai kekasaran permukaan (Ra, µm) Awal Ra ± SD Demineralisasi Ra ± SD 2 minggu Ra ± SD 4 minggu Ra ± SD 6 minggu Ra ± SD Akuades 0,046±0,004 0,110±0,009 0,091±0,009 0,083±0,010 0,076±0,010 Pasta gigi Nano
Systema 0,045±0,004 0,113±0,010 0,068±0,009 0,061±0,008 0,063±0,011
Pasta gigi Siwak 0,050±0,005 0,113±0,012 0,079±0,006 0,067±0,007 0,064±0,007
Pada tabel 1 terlihat perubahan nilai kekasaran permukaan email setelah perendaman dalam larutan demineralisasi dan penyikatan dengan waktu setara 2 minggu, 4 minggu, dan 6 minggu. Pada kelompok yang disikat hanya dengan akuades, setelah demineralisasi terjadi peningkatan kekasaran permukaan email dari 0,046±0,004 µm menjadi 0,110±0,009 µm. Setelah dilakukan penyikatan hanya dengan akuades dengan waktu setara 2 minggu, 4 minggu, dan 6 minggu kekasaran email mengalami penurunan berturut-turut menjadi 0,091±0,009 µm, 0,083±0,010 µm, 0,076±0,010 µm. Pada kelompok yang disikat dengan pasta gigi Nano Systema, setelah demineralisasi nilai kekasaran permukaan email mengalami peningkatan dari 0,045±0,004 µm menjadi 0,113±0,010 µm. Setelah dilakukan penyikatan dengan menggunakan pasta gigi Nano
Systema setara dengan waktu 2 minggu dan 4 minggu terjadi penurunan kekasaran email
menjadi 0,068±0,009 µm dan 0,061±0,008 µm. Namun setelah penyikatan setara waktu 6 minggu dihasilkan kekasaran permukaan email meningkat menjadi 0,063±0,011 µm. Pada kelompok yang disikat dengan pasta gigi Siwak, setelah demineralisasi juga terjadi peningkatan kekasaran permukaan email dari 0,050±0,005 µm menjadi 0,113±0,012 µm. Setelah dilakukan penyikatan dengan pasta gigi Siwak dengan waktu setara 2 minggu, 4
minggu, dan 6 minggu kekasaran email mengalami penurunan berturut-turut menjadi 0,079±0,006 µm, 0,067±0,007 µm, dan 0,064±0,007 µm.
Gambar 1 Nilai Rata-Rata Kekasaran Email (Ra, µm)
Pada gambar 1 memperlihatkan perbedaan kekasaran permukaan email pada setiap kelompok spesimen. Berdasarkan hasil uji statistik Saphiro-Wilk dan Levene statistic didapatkan hasil distribusi data tidak normal namun data homogen, sehingga dilakukan uji statistik Kruskal-Wallis untuk melihat kemaknaan peningkatan dan penurunan kekasaran permukaan email antara kelompok yang hanya disikat dengan akuades, kelompok yang disikat dengan pasta gigi Nano Systema, dan kelompok yang disikat dengan pasta gigi Siwak. Nilai signifikansi rata-rata kekasaran awal email diperoleh p>0,05. Hal ini dapat diartikan bahwa nilai rata-rata kekasaran awal email untuk ketiga kelompok perlakuan memiliki perbedaan yang tidak bermakna. Demikian pula pada kondisi setelah demineralisasi, diperoleh nilai signifikansi p>0,05, yang berarti nilai rata-rata kekasaran email untuk ketiga kelompok perlakuan memiliki perbedaan yang tidak bermakna setelah demineralisasi. Nilai signifikansi rata-rata kekasaran email setelah dilakukan penyikatan dengan waktu setara 2 minggu diperoleh p<0,05. Hal ini dapat diartikan bahwa terdapat perbedaan bermakna nilai rata-rata kekasaran email setelah penyikatan dengan waktu setara 2 minggu. Demikian pula pada kondisi setalah penyikatan setara dengan waktu 4 minggu dan 6 minggu, diperoleh nilai signifikansi p<0,05.
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 Kek asar an P ermuk
aan Email Gigi (
Ra, µm.)
Perlakuan
Akuades
Pasta gigi Nano systema Pasta gigi Siwak
Selanjutnya dilakukan uji statistik Mann-Whitney yang merupakan kelanjutan dari uji statistik Kruskal-Wallis untuk melihat kemaknaan nilai rata-rata kekasaran permukaan email antara kelompok yang hanya disikat menggunakan akuades dengan kelompok yang disikat menggunakan pasta gigi Nano Systema, kelompok yang disikat hanya menggunakan akuades dengan kelompok yang disikat menggunakan pasta gigi Siwak, dan kelompok yang disikat menggunakan pasta gigi Nano Systema dengan kelompok yang disikat menggunakan pasta gigi Siwak. Nilai rata-rata kekasaran permukaan email sebelum perlakuan dan setelah demineralisasi antara kelompok penyikatan dengan akuades dan pasta gigi Nano Systema memiliki perbedaan yang tidak bermakna (p>0,05). Berbeda dengan setelah penyikatan dengan waktu setara 2 minggu, 4 minggu, dan 6 minggu nilai signifikasnsi rata-rata kekasaran permukaan email memiliki perbedaan yang bermakna (p<0,05). Hasil yang serupa juga didapatkan pada perbandingan antara kelompok penyikatan dengan akuades dan pasta gigi siwak dengan nilai p>0,05 pada nilai rata-rata kekasaran permukaan email sebelum perlakuan dan setelah demineralisasi, sedangkan setelah penyikatan setara dengan waktu 2 minggu, 4 minggu, dan 6 minggu diperoleh nilai p<0,05. Pada perbandingan antara kelompok penyikatan dengan pasta gigi
Nano Systema dan Siwak, didapatkan perbedaan yang bermakna pada nilai rata-rata
kekasaran permukaan email diperoleh setelah penyikatan dengan waktu setara 2 minggu, sedangkan nilai rata-rata kekasaran permukaan email sebelum perlakuan, setelah demineralisasi, dan setelah penyikatan setara dengan waktu 4 minggu serta 6 minggu memiliki perbedaan yang tidak bermakna (p>0,05).
Uji statistik berikutnya adalah uji statistik Wilcoxon yang dilakukan untuk melihat kemaknaan antarperlakuan pada masing-masing kelompok penyikatan. Perbandingan antara nilai rata-rata kekasaran awal email dengan setelah demineralisasi memiliki perbedaan yang bermakna (p<0,05) baik pada kelompok yang hanya disikat dengan akuades, kelompok yang disikat dengan pasta gigi Nano systema, dan kelompok yang disikat dengan pasta gigi Siwak. Demikian pula pada perbandingan antara nilai rata-rata kekasaran email setelah demineralisasi dengan penyikatan setara waktu 2 minggu, 4 minggu dan 6 minggu memiliki perbedaan yang bermakna (p<0,05) baik pada kelompok yang hanya disikat dengan akuades, kelompok yang disikat dengan pasta gigi Nano
systema, dan kelompok yang disikat dengan pasta gigi Siwak. Hal yang sama juga
diperoleh pada perbandingan antara nilai rata-rata kekasaran email setelah penyikatan setara waktu 2 minggu dengan 4 minggu. Begitu juga dengan perbandingan antara nilai rata-rata kekasaran email sebelum perlakuan dengan setelah penyikatan setara waktu 6
minggu yang memiliki perbedaan bermakna (p<0,05) baik pada kelompok yang hanya disikat dengan akuades, kelompok yang disikat dengan pasta gigi Nano systema, dan kelompok yang disikat dengan pasta gigi Siwak. Namun pada perbandingan antara nilai rata-rata kekasaran email setelah penyikatan setara waktu 4 minggu dengan 6 minggu memiliki perbedaan yang bermakna (p<0,05) hanya pada kelompok yang disikat dengan akuades. Berbeda dengan kelompok yang disikat dengan pasta gigi Nano systema dan kelompok yang disikat dengan pasta gigi Siwak yang memiliki perbedaan yang tidak bermakna pada perbandingan antara nilai rata-rata kekasaran email setelah penyikatan setara waktu 4 minggu dengan 6 minggu.
Hasil pengamatan menggunakan SEM pada permukaan email sebelum, setelah demineralisasi, dan setelah penyikatan setara dengan waktu 6 minggu dapat dilihat pada gambar 2. Hasil analisis unsur yang terkandung pada permukaan email gigi menggunakan
Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) dapat dilihat pada table 2.
Gambar 2.a merupakan gambaran permukaan email yang telah dipoles dengan alumina 1µm. Terlihat gambaran prisma email namun belum terlihat dengan jelas. Berbeda dengan gambar 2.b yang memperlihatkan gambaran prisma email terlihat lebih jelas yang
c
e
a b
d
Gambar 2 Gambaran SEM permukaan email gigi (2000 x), a. Sebelum demineralisasi, b. Setelah demineralisasi, c. Setelah penyikatan setara waktu 6 minggu dengan akuades, d. Setelah penyikatan setara waktu 6 minggu
dengan pasta gigi Nano Systema, e. Setelah penyikatan setara waktu 6 minggu dengan pasta gigi pasta gigi Siwak
disebabkan oleh hilangnya permukaan email akibat proses demineralisasi. Gambar 2.c merupakan gambar permukaan email yang telah disikat setara dengan waktu 6 minggu hanya dengan menggunakan akuades tampak batas prisma email tidak terlihat jelas. Pada gambar 2.d yang merupakan gambar permukaan email gigi setelah dilakukan penyikatan dengan pasta gigi Nano systema setara dengan waktu 6 minggu penyikatan terlihat deposit mineral berwarna putih. Gambar 2.e merupakan gambar permukaan email gigi setelah penyikatan dengan pasta gigi Siwak setara dengan waktu 6 minggu terlihat deposit mineral warna putih dan prisma email masih terlihat.
Tabel 2 Analisis unsur dengan EDS pada permukaan email gigi sebelum perlakuan, setelah demineralisasi, dan setelah penyikatan menggunakan akuades, Nano systema, dan Siwak setara waktu 6
minggu (% berat) Unsur-Unsur Pada Permukaan Email Gigi (% berat) Perlakuan
Awal Demineralisasi Akuades
Penyikatan dengan Pasta Gigi Nano systema Penyikatan dengan Pasta gigi Siwak C 6,44 15,33 18,53 11,57 20,78 O 43,16 38,80 38,02 40,43 35,33 F 0 0 0,17 0 0,58 Na 0 0,74 0,48 0,44 0,50 Mg 0,28 0 0,14 0,44 0,09 P 17,94 16,42 15,12 16,63 14,91 Cl 0 0 0,37 0 0 K 0,23 0,12 0,16 0,30 0,18 Ca 31,94 28,59 26,98 30,19 27,64
Pada tabel 2, terlihat bahwa terjadi penurunan unsur kalsium pada permukaan email gigi sebelum perlakuan dan setelah demineralisasi dari 31,94 (%berat) menjadi 28,59 (%berat). Demikian pula dengan unsur fosfat pada permukaan email gigi mengalami penurunan dari 17,94 (%berat) menjadi 16,42 (%berat) setelah demineralisasi. Pada penyikatan hanya dengan akuades setara waktu 6 minggu ditemukan unsur fluor sebesar 0,17 (%berat). Setelah penyikatan menggunakan pasta gigi Nano systema dengan waktu setara 6 minggu terlihat peningkatan unsur kalsium pada permukaan email gigi dari 28, 59 (%berat) menjadi 30,19 (%berat). Hal yang sama juga terjadi pada unsur fosfat yang mengalami peningkatan dari 16,42 (%berat) menjadi 16,63 (%berat). Pada penyikatan dengan menggunakan pasta gigi Siwak dengan waktu setara 6 minggu terlihat adanya unsur fluor sebesar 0,58 (%berat) pada permukaan email gigi, sedangkan pada kondisi
awal, setelah demineralisasi, dan setelah penyikatan dengan pasta gigi Nano systema tidak ditemukan unsur fluor pada permukaan email gigi.
Pembahasan
Dalam penelitian ini proses demineralisasi disimulasikan dengan larutan asam sitrat 0,3% dengan pH 3,25 untuk mensimulasikan lesi awal pada email yang merupakan salah satu tanda terjadinya demineralisasi. Penelitian yang dilakukan oleh Attin,dkk (2005) menyatakan bahwa larutan asam sitrat memiliki potensi tinggi dalam menyebabkan terjadinya demineralisasi karena asam sitrat bekerja dengan mengikat kalsium yang terdapat pada permukaan email gigi.21 Menurut penelitian Zhou,dkk (2014) perendaman email dalam larutan asam sitrat meningkatkan kekasaran permukaan email.18 Bertambah kasarnya permukaan email setelah demineralisasi dapat disebabkan oleh larutnya hidroksiapatit. Pada penelitian ini didapatkan kekasaran permukaan email mengalami peningkatan secara bermakna setelah direndam dalam larutan asam sitrat 0,3% dengan pH 3,25. Hal ini ditunjang dengan gambaran SEM setelah demineralisasi yang memperlihatkan gambaran prisma email tampak lebih jelas, dan berdasarkan hasil analisis unsur dengan EDS pada tabel 2 terlihat adanya penurunan unsur-unsur utama yaitu kalsium dan fosfat pada permukaan email. Proses demineralisasi yang dibiarkan terus menerus akan menyebabkan lesi pada email meluas dan menyebabkan email hilang selamanya karena email merupakan struktur nonvital dan tidak ada sumber daya yang memperbaharuinya.2 Agar kehilangan unsur-unsur utama pada permukaan email gigi tidak berlanjut dibutuhkan proses remineralisasi yaitu penggantian struktur hidroksi apatit email yang hilang akibat proses demineralisasi. Proses remineralisasi akan terjadi ketika terdapat kandungan kalsium dan fosfat yang cukup di dalam saliva sehingga dapat mengembalikan struktur hidroksiapatit yang larut. Terdapat beberapa agen yang dapat membantu saliva dalam memicu terjadinya remineralisasi, salah satunya adalah pasta gigi.
Pada penelitian ini dilakukan penyikatan hanya dengan menggunakan akuades, penyikatan dengan menggunakan pasta gigi Nano systema, dan penyikatan menggunakan pasta gigi Siwak. Dari hasil penelitian didapatkan bahwa penyikatan hanya dengan menggunakan akuades dengan waktu setara 6 minggu dapat menurunkan kekasaran permukaan email secara bermakna. Hal ini menunjukkan penggunaan sikat gigi dalam penelitian ini mempengaruhi kekasaran permukaan email. Penurunan kekasaran permukaan email setelah penyikatan hanya dengan menggunakan akuades dapat disebabkan oleh
tekanan penggunaan sikat gigi. Menurut penelitian Wiegand, dkk (2007) semakin besar beban yang digunakan pada saat menyikat gigi dapat mengabrasi permukaan email yang telah mengalami demineralisasi.20 Pada penelitian ini email yang telah mengalami demineralisasi semakin halus setelah disikat hanya dengan menggunakan akuades. Hal ini dapat terjadi karena pada email yang telah mengalami demineralisasi mempunyai struktur yang lemah sehingga besarnya tekanan pada saat penggunaan sikat gigi dapat mengabrasi tepi prisma email sehingga permukaan email dapat menjadi halus. Dengan demikian pada penelitian ini penurunan kekasaran yang terjadi bukan dikarenakan terjadinya proses remineralisasi. Hal ini ditunjang dengan gambaran SEM yang memperlihatkan batas prisma email tidak terlihat jelas. Selain itu berdasarkan uji analisis dengan EDS tidak terlihat adanya peningkatan unsur kalsium dan fosfat pada permukaan email yang telah disikat setara waktu 6 minggu hanya dengan menggunakan akuades.
Proses remineralisasi pada email yang mengalami demineralisasi dapat terjadi jika pH saliva dalam keadaan netral, kemampuan buffering saliva yang stabil, dan terdapat ion-ion Ca2+ dan PO43- yang cukup dalam saliva. Faktor-fakor yang dapat memicu terjadinya
remineralisasi antara lain adalah saliva, obat kumur, topikal fluor, CPP-ACP, dan pasta gigi.2 Penyikatan dengan menggunakan pasta gigi dapat membantu saliva untuk memicu terjadinya proses remineralisasi. Menurut penelitian Nakashima, dkk (2009) dibuktikan bahwa pasta gigi dengan kandungan nano kalsium karbonat dapat meremineralisasi lesi awal pada email karena nano kalsium karbonat memiliki retensi yang baik pada permukaan email dengan membentuk partikel koloid yang diikuti pendepositan ion Ca2+.4 Ukuran partikel
yang kecil ini mempercepat larutnya ion Ca2+ pada nano kalsium karbonat sehingga meningkatkan konsentrasi ion Ca2+ dan pH saliva dan menyebabkan terjadinya remineralisasi.4 Pada penelitian ini, penyikatan dengan pasta gigi Nano systema yang mempunyai kandungan nano kalsium karbonat menghasilkan penurunan kekasaran secara bermakana setelah penyikatan dengan waktu setara 6 minggu. Hal ini ditunjang dengan gambaran SEM permukaan email yang telah disikat dengan pasta gigi Nano systema setara waktu 6 minggu memperlihatkan gambaran berwarna putih pada permukaan email gigi dan pada analisis unsur dengan EDS terlihat peningkatan unsur utama berupa kalsium dan fosfat pada permukaan email gigi. Pada penelitian ini juga dilakukan penyikatan dengan menggunakan pasta gigi Siwak. Di dalam pasta gigi siwak terdapat kandungan fluor. Fluor dapat memicu terjadinya remineralisasi dikarenakan fluor dapat membentuk fluorapatit untuk menggantikan kristal hidroksiapatit yang hilang akibat proses demineralisasi.2 Dalam penelitian ini terjadi penurunan kekasaran permukaan email yang bermakna setelah
penyikatan dengan pasta gigi Siwak dengan waktu setara 6 minggu. Hal ini ditunjang dengan gambaran SEM terlihat gambaran berwarna putih pada permukaan email gigi dan pada analisis unsur dengan EDS terlihat adanya unsur fluor setelah penyikatan dengan pasta gigi Siwak.
Berdasarkan penelitian Heshmat, dkk (2014) terjadinya remineralisasi dapat menurunkan kekasaran permukaan email gigi.3 Dalam penelitian ini terjadi penurunan kekasaran permukaan email yang bermakna baik setelah penyikatan setara dengan waktu 2 minggu, 4 minggu, dan 6 minggu dengan menggunakan pasta gigi Nano systema dan pasta gigi Siwak. Hal ini membuktikan bahwa terjadi proses remineralisasi setelah penyikatan dengan menggunakan pasta gigi Nano systema dan Siwak yang ditunjang dengan gambaran
SEM dan analisis unsur dengan EDS. Namun penurunan kekasaran permukaan email setelah
penyikatan dengan pasta gigi Nano systema dan pasta gigi Siwak tidak hanya dipengaruhi oleh pasta gigi, tetapi juga dipengaruhi oleh besarnya tekanan pada sikat gigi. Pada penelitian ini terlihat bahwa terjadi penurunan kekasaran permukaan email setelah penyikatan hanya dengan akuades. Hal ini sesuai dengan penelitian Wiegand,dkk (2007) bahwa besarnya tekanan sikat gigi mempengaruhi kekasaran permukaan email.20 Hanya saja pada kelompok yang disikat dengan pasta gigi Nano systema dan pasta gigi Siwak terjadi remineralisasi yang dibuktikan pada hasil EDS. Pada penyikatan dengan waktu setara 2 minggu, berdasarkan uji statistik perbandingan antara nilai rata-rata kekasaran permukaan email antara kelompok yang disikat dengan pasta gigi Nano systema dan kelompok yang disikat dengan pasta gigi Siwak memiliki perbedaan yang bermakna. Hal ini dapat dikarenankan pada pasta gigi Nano systema yang memiliki kandungan nano kalsium karbonat sehingga ion Ca2+ lebih cepat larut dan konsentrasi Ca2+ pada saliva meningkat dibandingkan dengan pasta gigi Siwak.4 Meskipun terjadi penurunan kekasaran yang bermakna, namun hasil pengujian statistik antara kekasaran awal permukaan email dengan kekasaran permukaan email setelah penyikatan setara dengan waktu 6 minggu menggunakan pasta gigi Nano systema dan Siwak masih memiliki perbedaan yang bermakna. Hal ini membuktikan bahwa penyikatan dengan waktu setara 6 minggu belum mengembalikan kekasaran permukaan email seperti kekasaran awal permukaan email sebelum mengalami demineralisasi. Walaupun kekasaran permukaan email setelah penyikatan belum pulih, namun nilai kekasarannya di bawah 0,5 µm yang merupakan nilai kekasaran yang dapat dirasakan oleh lidah.12 Pada penelitian ini nilai kekasaran permukaan email setelah penyikatan setara dengan waktu 6 minggu mempunyai nilai kekasaran di bawah 0,2 µm, yang berdasarkan penelitian Tanthanuch (2009) bakteri dapat menempel pada permukaan
email saat nilai kekasaran email di atas 0,2 µm13 Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian
lebih lanjut dengan waktu penyikatan lebih dari 6 minggu. Kesimpulan
Berdasarkan penelitian ini dapat disimpulkan bahwa penyikatan dengan pasta gigi nano kalsium karbonat dan siwak dapat menurunkan kekasaran permukaan email yang mengalami demineralisasi. Selain itu pasta gigi nano kalsium karbonat lebih cepat memicu terjadinya remineralisasi karena ukuran partikelnya lebih kecil sehingga lebih mudah larut. Saran
1. Saran yang diberikan adalah perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dengan pasta gigi
Nano systema dan Siwak dengan waktu penyikatan lebih dari 6 minggu.
2. Perlu dilakukan penelitian tentang pengujian kandungan pasta gigi Nano systema dan pasta gigi Siwak untuk melihat kemungkinan ketahanan terhadap demineralisasi dilihat dari kekasaran permukaan email.
Daftar Referensi
1. Balogh MB, Fehrenbach MJ. Dental Embryology, Histology and Anatomy. 2nd ed.
USA: Elsevier; 2006.p.179-186.
2. Mount GJ, WR Hume. Preservation and Restoration of Tooth Structure. Queensland: Kowledge Books and Software; 2005. p.22-41.
3. Hesmat H, et all. The effect of remin pro and MI paste plus on bleached enamel surface roughness. Journal of Dentistry, Tehran University of Medical Science. 2014;11:131-136.
4. Nakashima Syozi, Yoshie Makoto, Sano hiroshi, Bahar Armasastra. Effect of a test dentifrice containing nano-sized calcium carbonate on remineralization of enamel lesions in vitro. Journal of Oral Science.2009;1:69-77.
5. Ezoddini-Ardakani, Fatemeh. Efficiency of Miswak (Salvadora persica) in preventing dental caries. School of Dentistry, Shahid Sadoughi University of Medical Sciences,
6. Tellesfen G, et all. The role of the toothbrush in the abrasion process. International
Journal of Dental Hygiene.2011;9:284-290.
7. Ten Cate AR. Oral Histology and Embryology 6th ed. St Louis. The Mosby Co. 2003.p.122-128.
8. Avery James K. Oral Development and Histology. 3rd ed. New York: Thieme. 2002. p. 155.
9. Jeong SH, et all. Remineralization potential of new toothpaste containing nano-hydroxyapatite. Key Engineering Materials. 2006; 309-311:537-540.
10. Craig RG, Powers JM. Restorative Dental Material. 11th ed. Missouri: Mosby; 2002.p 200-203.
11. Bolay S, Cakir FY, Gurgan S. Effects of toothbrushing with fluoride abrasive and whitening dentifrices on both unbleached and bleached human enamel surface in terms of roughness and hardness: An in vitro study. The Journal of Contemporary Dental
Practice. 2012;13:584-589.
12. Jones CS, Billington RW, Pearson GJ. The in vivo perception of roughness of restorations. British Dental Journal. 2004:196:42-45.
13. Tanthanuch S, Patanapiradeje V. Effect of Thai wine of surface roughness and corosion of various tooth-coloured filling materials. J Dent Assoc Thai. 2009:59:100-108.
14. Scanning Electron Microscope [Internet]. Radiological and Enviromental Management. Purdue University. 2014 [cited 8 Desember 2014]
15. Scanning Electron Microscopy (SEM) [Internet]. Science Education Resource Center. Montana State University. 2014 [cited 8 Desember 2014]
16. Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy [Internet]. Materials Evaluation and Engineering, Inc. 2009 [cited 18 Desember 2014]
17. Energy-Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDS) [Internet]. Science Education Resource Center. Montana State University. 2014 [cited 18 Desember 2014]
18. Zhou Chunhua, et all. Casein phosphopeptide-amorphous calcium phosphate remineralization of primary teeth early enamel lesions. Journal of Dentistry. 2014;42:21-29.
19. Jayakumar A, Padmini H, Haritha A, Reddy KP. Role of dentifrice in plaque removal: Aclinical trial. Indian J Dent Res.2010;21:213-217.
20. Wiegand A, Kowing L, Attin T. Impact of brushing force on abrasion of abrasion of acid-softened and sound enamel. Archives of Oral Biology. 2007;52:1043-1047.
21. Attin T, K Weiss, K Becker. Impact of modified acidic soft drinks on email erosion.
Oral Disease. 2005; 11:7-12.
