BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Ilmu kedokteran gigi restoratif memiliki tujuan utama untuk mengembalikan dan mempertahankan kesehatan gigi melalui perawatan restoratif yang adekuat guna melindungi dan memperbaiki fungsi pulpa (Modena dkk., 2009). Pemahaman hasil interaksi antara bahan restorasi dengan jaringan gigi merupakan hal yang penting dimana tidak hanya biokompatibilitas yang diperhatikan melainkan juga potensi bahan tersebut memodulasi respons dalam jaringan. Untuk dapat memahami bagaimana jaringan mengalami cedera dan melakukan regenerasi ketika dilakukan perawatan pencegahan dan restorasi gigi maka diperlukan pengetahuan yang luas mengenai material gigi dan substituennya dalam berinteraksi dengan pulpa dan dentin (Ferracane dkk., 2010).
Salah satu bahan restorasi yang digunakan adalah semen ionomer kaca (SIK).
SIK merupakan material bioaktif karena didasari adanya kandungan SiO2 lebih kecil dari 60%. Kandungan Si-OH dan -COOH pada permukaan kaca serta asam poliakriliknya dapat berperan dalam nukleasi apatite-heterogenous dalam lingkungan biologis (Suprastiwi, 2011). SIK merupakan bahan pilihan dalam perawatan atraumatic restoration technique (ART) karena sifat fisik dan kemisnya. Sifat-sifat tersebut antara lain seperti adhesi terhadap struktur gigi, biokompatibilitas, reaksi
polimerisasi khemis dan pelepasan fluor yang dapat berperan sebagai bahan preventif (Bonifacio dkk., 2009).
ART merupakan teknik pembuangan jaringan karies menggunakan instrumen tangan dan merestorasi kavitas dengan bahan restorasi adhesif. Perawatan ini awalnya dikembangkan untuk promosi kesehatan rongga mulut pada masyarakat dengan status sosial-ekonomi rendah di negara berkembang yang fasilitas perawatan gigi kurang lengkap (Mickenautsch dan Grossman, 2006; Cefaly, 2008; Frencken, 2012).
Keberhasilan restorasi gigi dengan menggunakan ART tergantung pada beberapa faktor klinis. Kegagalan ART yang paling umum terjadi akibat beberapa faktor, seperti kehilangan sebagian ataupun keseluruhan struktur gigi, karies yang terjadi pada daerah tepi restorasi, tingkat keausan bahan > 0.5mm dan kavitas yang dalam (Mickenautsch dan Grossman, 2006; Frencken, 2012).
Ferracane dkk. (2010) menyatakan bahwa ketika digunakan dalam teknik ART dan ditutup dengan SIK, spesimen dentin yang diambil dari kavitas molar desidui sebelum dan sesudah perawatan terlihat jumlah bakteri yang lebih sedikit dan kandungan kalsium yang lebih tinggi sehingga menimbulkan keyakinan bahwa dentin telah mengalami remineralisasi.
Pada beberapa tahun belakangan ini telah terjadi perubahan formulasi, sifat dan cara penggunaan dari SIK untuk memenuhi kebutuhan aplikasi klinis yang berbeda-beda. Tidak ada material gigi yang sempurna namun dengan adanya penelitian intensif terhadap SIK, kekurangan yang ada dapat dihilangkan atau paling tidak dapat dikurangi sehingga menghasilkan tipe SIK yang lebih baik (Nagaraja dan
Kishore, 2005). Semen ionomer kaca modifikasi resin (SIKMR) digunakan sebagai alternatif SIK konvensional (Ghavamnasiri dkk., 2005). SIKMR disebut juga sebagai material hibrida yang mempertahankan reaksi asam basa sebagai bagian dari keseluruhan proses pengerasan dengan sedikit tambahan resin seperti hydroxyethyl methacrylate (HEMA) atau Bis–GMA pada cairannya (Nagaraja dan Kishore, 2005).
HEMA mampu berdifusi melalui tubulus dentin ke pulpa dan menyebabkan kerusakan sel (Nicholson dan Czarnecka, 2008). Oleh karena itu, bahan ini menjadi pertimbangan untuk diaplikasikan pada kavitas yang dalam. SIKMR berpolimerisasi dengan menggunakan penyinaran yang kemudian diikuti reaksi asam basa. Bahan ini memiliki waktu kerja yang lebih lama, pengerasan yang cepat, estetis serta translusensi dan kekuatan yang baik (Lohbauer, 2010).
Aplikasi teknologi nano di bidang kedokteran gigi mulai digunakan, salah satunya dengan dimasukkannya partikel nano ke dalam komposisi SIK yang disebut semen ionomer kaca modifikasi resin nanopartikel (SIKMRn). Bahan ini memiliki kelebihan yaitu ketahanan yang lebih baik terhadap kebocoran mikro, permukaan yang lebih halus setelah pemolesan dan pelepasan fluor yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan SIKMR (Croll dan Berg, 2009). Pada prinsip rekayasa jaringan, ukuran partikel material dapat mempengaruhi efek biologi, yaitu makin kecil ukuran partikel, makin luas permukaannya, sehingga makin meningkat pula interaksi material dan jaringan sekitarnya (Fan Y, 2008 dan Kong Y, 2007 cit. Suprastiwi, 2011).
Suprastiwi (2011) dalam penelitiannya menunjukkan bahwa pada gambaran struktur mikro permukaan SIK, SIKMR dan SIKMRn terlihat ukuran partikel kaca terkecil dijumpai pada SIKMRn dengan kepadatan yang merata, dan pada SIKMR tampak kepadatan merata dengan ukuran partikel kaca yang lebih besar. Sedangkan pada SIK tampak retakan di antara masa padat yang menunjukkan sifat SIK yang rapuh.
Salah satu masalah utama dalam kedokteran gigi restoratif adalah sulitnya memperoleh penyatuan yang baik antara bahan restoratif dengan permukaan gigi.
Proses penemuan yang terus berlangsung selama beberapa periode memungkinkan berkembangnya beragam teknik sehingga dapat meminimalkan celah antara gigi dan restorasi. Beberapa bahan juga dikembangkan untuk meningkatkan ikatan terhadap permukaan gigi. Penelitian lebih lanjut menunjukkan dalam hal meminimalisir celah antara gigi dan permukaan restorasi tidak dapat dicapai dengan baik mengingat adanya kelemahan bahan restorasi seperti ekspansi polimerisasi bahan, koefisien ekspansi termal serta modulus elastisitas yang berbeda (Sikri, 2008).
Ikatan SIK ke dentin terdiri dari ikatan khemis dan mekanis. Ikatan khemisnya berupa pertukaran ion kelompok karboksil dan ion kalsium. Ikatan mekanisnya diperoleh melalui dentin yang terdemineralisasi oleh asam poliakrilat. Kekuatan ikatan pada dentin tidak sebaik kekuatan ikatan pada enamel. Kekuatan ikatan dari SIKMR terhadap dentin umumnya lebih baik dibandingkan SIK (Sikri, 2008; Mauro dkk., 2009; Patel, 2012).
Walaupun terjadi interaksi khemis antara SIK dengan dentin, nilai kekuatan ikatan bahan ini masih lebih rendah dibandingkan dengan kekuatan ikatan sistem adhesif terhadap dentin dan enamel setelah dietsa terlebih dahulu. Dengan diperkenalkannya SIKMR yang mengandung matriks resin di dalamnya maka terjadi peningkatan kemampuan adhesif bahan ini terhadap struktur gigi (Mauro dkk., 2009).
Kebocoran mikro merupakan salah satu masalah yang berperan dalam kegagalan dari bahan restorasi yang digunakan. Metode berbeda dalam mengukur kebocoran mikro digunakan untuk menentukan hasil prediktif dari permukaan restorasi gigi terhadap lewatnya bakteri, ion molekul, bahan khemis dan cairan.
Kebocoran mikro telah dihubungkan pada berbagai kondisi termasuk respon pulpa, sensitivitas pasca perawatan, karies sekunder dan kerusakan beberapa bahan restorasi yang memicu kegagalan dari restorasi tersebut. Umumnya, SIKMR memiliki retensi yang baik. Selain itu, sensitifitas pasca perawatan dan karies sekunder tidak menjadi hal yang perlu dikhawatirkan pada penggunaan SIKMR (Patel, 2012).
Coutinho dkk. (2009) dalam penelitiannya mengenai efektifitas ikatan dan karakteristik permukaan SIKMRn menunjukkan bahwa SIKMRn berikatan terhadap enamel dan dentin sama dengan SIK tetapi lebih lemah dibandingkan dengan SIKMR. Mekanisme ikatan dari SIKMRn ini yaitu ikatan mikro mekanis yang dihasilkan dari kekasaran permukaan dan dikombinasikan dengan interaksi khemis melalui kopolimer asam itasonik.
Produk-produk alam yang dapat dihubungkan sebagai biomaterial di bidang kedokteran gigi saat ini semakin berkembang pesat penggunaannya, salah satunya
adalah pemakaian kitosan. Kitosan merupakan biomaterial yang terus dikembangkan karena memiliki berbagai manfaat medikal dan terbukti aman untuk manusia. Kitosan memiliki sifat istimewa karena material ini memiliki biokompatibiliti yang baik.
Bahan ini tidak dapat dibiarkan terlalu lama pada suhu kamar karena larutan kitosan akan terhidrolisis sehingga konsentrasi berkurang (Agusnar, 1997 ; Sugita, 2009).
Trimurni dkk. (2006) melakukan penelitian pada tikus wistar dengan menggunakan kitosan blangkas dan kitosan komersil sebagai bahan pembanding pada perawatan kaping pulpa direk. Hasil penelitian tersebut menunjukkan keduanya lebih mampu menstimulasi pembentukan dentin reparatif dan dengan jumlah sel-sel inflamasi yang lebih sedikit dibandingkan dengan kalsium hidroksida sebagai kontrol.
Szeto dkk (2007) cit. Siregar M (2009), membuat kitosan nanopartikel dengan melarutkan serbuk kitosan kedalam larutan asam lemah ditambah larutan yang bersifat basa, seperti amoniak, kemudian ditempatkan dalam ultrasonic bath untuk memecah partikel-partikel gel kitosan menjadi lebih kecil. Ukuran partikel kitosan yang berskala nanometer akan meningkatkan luas permukaan sampai ratusan kali dibandingkan dengan partikel yang berukuran mikrometer, sehingga dapat meningkatkan efektifitas kitosan dalam hal mengikat gugus kimia lainnya. Kitosan nano juga dapat meningkatkan efisiensi proses fisika-kimia pada permukaan kitosan tersebut karena memungkinkan interaksi pada permukaan yang lebih besar (Ningsih, 2010).
Petri dkk. (2007) dalam penelitiannya menyatakan bahwa dengan penambahan kitosan ke dalam SIK komersil dapat meningkatkan performa mekanis
dan mampu sebagai katalisator dalam pelepasan ion fluor. Efek ini dijelaskan berdasarkan penemuan jaringan polimerik yang berikatan kuat di sekitar pengisi anorganik.
Ketika SIKMRn ditambahkan dengan kitosan nano blangkas, penambahan kitosan dalam kondisi asam harus diperhatikan kelarutannya. Pada pH 1 gugus kitosan terprotonisasi tidak dapat berinteraksi dengan permukaan partikel atau dengan gugus polyacrilic acid (PAA) dengan interaksi elektrostatik, karena adanya sedikit muatan negatif pada gugus tersebut. Disisi lain, gugus kitosan mempunyai gugus amin yang mampu mengikat partikel hidroksil dan gugus karboksilat dari PAA oleh ikatan hidrogen. Ikatan yang dibentuk oleh kitosan dan PAA di sekitar partikel anorganik dapat mengurangi tegangan pada permukaan antar komponen SIK modifikasi resin, sehingga meningkatkan sifat mekanik (Petri dkk., 2007).
Henny dkk. (2013) melakukan penelitian dengan menambahkan kitosan molekul tinggi nano yang diperoleh dari blangkas (Tachypleus gigas) 0,015% berat kitosan pada SIKMR dan SIKMRn serta efeknya terhadap proliferasi sel. Hasil penelitian tersebut menunjukkan bahwa terjadi peningkatan viabilitas sel yang signifikan pada SIKMR dan SIKMRn yang ditambahkan kitosan nano blangkas.
Berdasarkan penelitian-penelitian sebelumnya yang menyatakan bahwa terdapat kelemahan pada bahan yang digunakan untuk perawatan ART dan beberapa bahan yang berhubungan dengan proses dentinogenesis sel pulpa serta kekuatan ikatan terhadap dentin, maka penambahan kitosan diharapkan dapat meningkatkan sifat-sifat fisis dan biologis bahan SIK baik SIKMR maupun SIKMRn yaitu berupa
morfologi permukaan serta marginal adaptasi. Selain itu, dilihat juga komposisi kimia terhadap gabungan kedua bahan tersebut dan perannya sebagai material bioaktif, sehingga biomaterial ini dapat dijadikan bahan dalam ART.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian diatas maka timbul permasalahan sebagai berikut :
1. Apakah ada perbedaan struktur permukaan antara SIKMR dan SIKMRn yang ditambahkan kitosan molekul tinggi nanopartikel dengan dentin ?
2. Apakah ada perbedaan komposisi kimia dari kombinasi SIKMR dan SIKMRn yang ditambahkan kitosan molekul tinggi pada dentin ?
1.3 Tujuan Penelitian Tujuan Umum
Menganalisis komposisi elemen kombinasi SIKMR dan SIKMRn yang ditambahkan kitosan molekul tinggi nanopartikel dan gambaran mikrostruktur permukaan SIKMR dan SIKMRn yang ditambahkan kitosan molekul tinggi nanopartikel, mengingat kedua komponen ini mempunyai peran penting dalam interaksi antara material dengan dentin sehingga didapati biomaterial baru yang dapat berperan sebagai protektif jaringan pulpa pada perawatan ART.
Tujuan Khusus
1. Untuk mengetahui pengaruh kitosan molekul tinggi nanopartikel pada SIKMR dan SIKMRn terhadap mikrostruktur permukaan dentin.
2. Untuk mengetahui pengaruh kitosan molekul tinggi nanopartikel pada SIKMR dan SIKMRn terhadap komposisi kimia kombinasi bahan uji.
1.4 Manfaat Penelitian
1. Menambah wawasan dan pengetahuan di bidang Kedokteran gigi mengenai perkembangan bahan restorasi.
2. Sebagai dasar untuk penelitian lebih lanjut mengenai perawatan ART dengan menggunakan bahan restorasi yang dapat melindungi pulpodentino kompleks.
3. Sebagai bahan pertimbangan dokter gigi dalam pemilihan bahan restorasi yang akan digunakan untuk perawatan ART.
4. Meningkatkan kualitas perawatan dengan upaya melindungi pulpodentino kompleks untuk mempertahankan pulpa tetap vital.
