BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Semen ionomer kaca atau Glass Ionomer Cement ( GIC atau SIK ) merupakan bahan restorasi yang banyak digunakan oleh dokter gigi dan terus dikembangkan. Semen Ionomer kaca terbagi atas 2 jenis, yaitu Semen ionomer kaca konvensional, dan semen ionomer kaca modifikasi resin atau Hibrid Ionomer.4
Semen Ionomer Kaca (SIK) pertama kali diperkenalkan oleh Wilson dan Kent pada tahun 1971, yang terdiri dari bubuk kaca fluoroaluminosilikat dan larutan asam polikarboksilat. Merupakan semen yang berbahan dasar air dengan bentuk reaksinya asam basa, dimana asam polialkenoat sebagai asam dan kaca kalsium stronsium aluminosilikat sebagai basa.Keunggulan SIK adalah dapat melekat pada email dan dentin secara khemis, biokompatibel, dapat melepas fluor, dan koefisien ekspansi termalnya sama dengan struktur gigi.4
Komposisi bubuknya terdiri dari kuarsa (SiO2), alumina (Al2O3), aluminium
fluorida (AlF3), kalsium fluorida (CaF2), natrium fluorida (NaF), kriolit (Na3AlF6),
dan aluminium fosfat (AlPO4), yang digabung dengan cara dipanaskan hingga suhu
1100–1500°C sehingga membentuk kaca yang homogen dengan bentuk ikatan SiO2Al2O3CaF2Na3AlF6AlPO4.Untuk memberikan sifat radiopak maka ditambahkan
lantanum oksida (La2O3) dan stronsium oksida (SrO).4,12
2.1 Hibrid Ionomer
Hibrid Ionomer merupakan perkembangan dari semen ionomer kaca konvensional. Hibrid ionomer merupakan gabungan dari semen ionomer kaca dengan resin komposit. Pada awal tahun 1990, hibrid ionomer diperkenalkan pada dunia kedokteran gigi dengan keunggulan yang lebih baik dari semen ionomer kaca konvensional serta tetap mempertahankan estetika yang menjadi keunggulan resin komposit.5
Hibrid Ionomer memiliki beberapa nama lain, seperti resin-ionomer, resin modified glass ionomer cement (RMGIC), light cured GIC, dan dual cure GIC.3 Hibrid Ionomer adalah bahan restorasi gigi yang secara luas digunakan pada kedokteran gigi anak.11Hibrid Ionomer digunakan pada gigi yang menerima tekanan rendah dan pasien dengan resiko karies tinggi.2Hibrid ionomer merupakan salah satu klasifikasi dari kombinasi kaca ionomer dan resin setelah poly acid-modified composites (PMC).3
2.2 Komposisi Hibrid Ionomer
Hibrid ionomer terdiri dari bubuk dan cairan.3,4,9
BUBUK CAIRAN
Silica (SiO2) Asam Poliakrilik
Alumina (Al2O3) Monomer metakrilat
Resin Polimerisasi 2-hydroxyethylmetacrylate
Photoinitiators atau chemical initiators
2.3 Sifat-sifat Hibrid Ionomer
Hibrid Ionomer mempunyai beberapa sifat mekanis, antara lain adalah
flexural strength, modulus elastisitas, kekerasan permukaan, dan kekuatan
tekan.Sedangkan sifat fisis hibrid ionomer diantaranya ialah polymerization
shrinkage, konduktivitas termal, penyerapan air dan kelarutan. 3,4,9,12
2.3.a. Sifat Mekanis3,4,9,12
a. Flexural strength
Flexural strength diperoleh ketika satu beban balok didukung hanya pada ujung akhir dengan diberi beban pada bagian tengah. Flexural strength ionomer adalah 42-68 Mpa yang hampir dua kali lipat dibandingkan dengan semen ionomer konvensional.
b. Modulus elastisitas
Hibrid ionomer dua kali lebih elastik dibandingkan dengan semen ionomer dan mempunyai modulus elastisitas yang lebih rendah. Semen yang mempunyai modulus elastisitas yang tinggi ini penting agar dapat mencegah terjadinya deformasi pada saat menerima tekanan oklusal.
c. Kekerasan permukaan
Kekerasan permukaan didefinisikan sebagai ketahanan permukaan dari suatu bahan terhadap goresan atau lekukan. Kekerasan hibrid ionomer adalah 40 KHN lebih baik daripada semen ionomer konvensional.
d. Kekuatan Tekan
Kekuatan tekan adalah kemampuan suatu benda untuk menahan tekanan yang dapat memperkecil ukuran benda tersebut sampai terjadinya fraktur. Kekuatan tekan dianggap sebagai indikator yang penting dari restorasi karena kekuatan tekan yang
tinggi diperlukan untuk menahan tekanan parafungsional dan pengunyahan.
2.3.b Sifat Fisis3,4,9,12
a. Polymerization shrinkage
ionomer akan dimulaipada saat dilakukan penyinaran.Mikroleakage lebih sering terjadi pada bahan hibrid ionomer karena adanya polymerization shrinkage.
b. Konduktivitas termal
Secara umum, bahan restorasi adalah insulatoryang baik terhadap suhu yang ekstrim. Expansi termal bahan hibrid ionomer sedikit lebih tinggi dibandingkan dengan semen ionomer konvensional.
c. Penyerapan air dan kelarutan
Resin yang ditambahkan pada bahan hibrid ionomer menyebabkan sifat. hidrofobik yang akan meningkatkan jangka waktu penyerapan air. Sifat ini akan mengurangi perbedaaan marginal dan polymerization shrinkage yang terjadi pada setting inisial.Sifat kelarutan diharapkan bersifat rendah supaya tidak mudah larut dalam saliva.
2.4 Penyerapan air
Suatu bahan yang direndam di dalam air akan mengalami dua mekanisme yang berbeda. Pertama, penyerapan air, yang menyebabkan pembengkakan dan meningkatnya massa, dan yang kedua, kelarutan bahan dalam air, terlepasnya komponen dari monomer yang tidak bereaksi yang menyebabkan berkurangnya massa. Penyerapan air merupakan proses difusi terkontrol yang terjadi pada matriks resin organik. Salah satu sifat dari bahan restorasi hibrid ionomer adalah penyerapan air yang dipengaruhi oleh unsur hidrofilik pada HEMA.6,8,9
Penyerapan air akan mempengaruhi kekuatan, perubahan dimensi, daya tahan terhadap abrasi, volume, dan stabilitas warna. Selain itu, penyerapan air juga menyebabkan kelarutan bahan, hidrolisis, swelling, penambahan berat, plastisasi, keretakan mikro, dan keausan. Hal ini akan mempengaruhi ketahanan jangka panjang pada bahan restorasi tersebut.Penyerapan air hibrid ionomer lebih besar daripada resin semen, namun belakangan ini, hibrid ionomer telah dimodifikasi untuk mengurangi penyerapan air.6,8,9
selama 7 hari kurang massa hibrid ionomer setelah dimasukkan ke dalam desikator kembali dan kemudian dibagi volume sampel dengan satuan µg/mm2.6,8
2.5 Polimerisasi Hibrid Ionomer
Bahan restorasi yang menggunakan polimerisasi paling banyak disukai untuk keunggulan seperti estetika, memperbaiki sifat fisik, dan kontrol waktu kerja yang lama. Hibrid Ionomer memiliki pengerasan ganda, yaitu kombinasi antara reaksi asam basa dengan tambahan reaksi polimerisasi dengan cahaya (light cure). Polimerisasi merupakan proses pembentukan polimer dari gabungan beberapa monomer. Untuk mencapai keberhasilan bahan ini, ditambahkan monomer yang larut dalam air, seperti HEMA (hidroxyethyl methacrylate) ke cairan asam poliakrilat yang larut dalam air.4,12
Pertama kali, hibrid ionomer dikembangkan sebagai lining, lalu dikembangkan sebagai bahan restorasi. Ciri utama hibrid ionomer adalah ketika bubuk dan cairan dicampur, akan terjadi reaksi pengerasan dengan bantuan sinar (light cure). Tahap – tahap reaksinya adalah sebagai berikut :12
1. Reaksi pengerasan dengan terjadinya reaksi asam-basa antara bubuk alumino silikat dengan asam poliakrilat.
2. Reaksi polimerisasi dari partikel – partikel resin yang ada di dalam semen. 3. Reaksi antara garam logam poliakrilat dengan resin hingga membentuk matriks semen yang lebih kuat ( Gambar 1 )
Pada tahap pengerasan dengan terjadinya reaksi asam-basa antara bubuk alumino silikat dengan asam polikrilat, ketika bubuk dan cairan dicampur, fluoroaluminosilicate dipecah oleh ion hydrogen H+ dari asam poliakrilat, sehingga ion – ion Al3+, Ca2+, Na+ dan F- terlepas. Suatu lapisan gel silika terbentuk secara perlahan pada permukaan bubuk yang tidak mengalami reaksi.Ketika ion – ion Kalsium dan Aluminium yang terbebas itu mengalami kejenuhan dalam silica gel, ion – ion tersebut berdifusi ke dalam likuid dan mengalami crosslink dengan dua atau tiga gugus karboksil (COO-) dari asam poliakrilat untuk membentuk gel. Begitu crosslink meningkat melalui ion aluminium dan gel cukup terhidrasi, garam poliakrilat yang mengalami crosslink tadi mulai mengendap sampai semen mengeras.13
Campuran semen yang sudah diletakkan pada kavitas disinari dengan sinar pengeras resin. Sinar mengaktifkan aselerator sehingga menghasilkan polimerisasi radikal bebas dari hidroksietilmetakrilat. Kemudian gugus hidroksietilmetakrilat akan mengeras dengan cara saling menempel. Oleh karena itu, hibrid ionomer lebih cepat mengeras dibandingkan semen ionomer kaca konvensional.13
Faktor yang dapat mempengaruhi proses polimerisasi adalah ketebalan bahan, intensitas cahaya, panjang gelombang, lama penyinaran, jarak penyinaran, dan
metode penyinaran. Ketebalan bahan adalah 1 mm karena curing depth yang
maximum adalah kira-kira 2-3mm. Intensitas cahaya minimum adalah 300mW/cm2
dengan panjang gelombang sinar 450-490 nm. Lama penyinaran adalah sekitar 40
detik atau kurang. Hasil penelitian Alpoz, dkk (2008) mengatakan tidak ada
perbedaan kekuatan tekan yang signifikan pada hibrid ionomer dengan lama
penyinaran yang berbeda yaitu 20 detik dan 40 detik dan perendaman sampel dalam
larutan aquadest selama 7 hari.14
2.6 Keunggulan dan Kelemahan Hibrid Ionomer Keunggulan dari hibrid ionomer :11
2. Warna tambalan mendekati warna alami email dibandingkan semen ionomer kaca konvensional.
3. Waktu pengerasan (setting time)lebih singkat 4. Penurunan sensitivitas kelembaban awal 5. Waktu kerja (working time)terkontrol
6. Sifat kekuatan yang lebih besar dibandingkan semen ionomer kaca konvensional
Kelemahan :11
1. Sifat hidrofilik dari 2-hydroxyethyl metacrylate yang meningkatkan penyerapan air
