Pengaruh pH minuman dalam Kemasan terhadap Gaya Regang
Power chain Ortodontik
Martyn Suprayugo, Yosi Kusuma Eriwati, Andi Soufyan
Program studi pendidikan dokter, Fakultas Kedokteran Gigi, Universitas Indonesia Jalan Salemba Raya No. 4 Jakarta Pusat 10430 Indonesia. Phone: +62 21 31906289, Fax: +62 21 31906289
Abstrak
Tujuan penelitian ini untuk mengetahui pengaruh pH minuman kemasan terhadap gaya regang power chain. Digunakan 28 power chain merk ormco, tipe tertutup, bening, yang diregangkan pada 2 titik berjarak 40 mm pada plat akrilik dan direndam dalam larutan teh botol, buavita, coca cola dan aquades. Gaya regang (grf) power chain diukur menggunakan force gauge dan dicatat gaya awal, setelah 1 jam, 24 jam, 48 jam, 72 jam, 168 jam dan 336 jam perendaman. Terjadi penurunan gaya regang power chain yang signifikan, namun tidak terdapat perbedaan signifikan terhadap setiap waktu perendaman dalam perbedaan pH larutan teh botol, buavita, coca cola dan aquades.
Kata kunci: power chain, pH, gaya regang
Effect of pH from softdrinks toward force decay of orthodontic power chain Abstract
The aim of the study was to evaluate the effect of teh botol, Buavita, coca cola and distilled water toward force decay of orthodontic power chain. Twenty eight power chains (Ormo, closed type, tranparant) were fixed on acrylic framework (40 mm of distance) and immersed in teh botol, buavita, coca cola and distilled water. Force decay were measured using tension gauge (grf) and recorded at initial force, 1 hour, 24 hour, 42 hour, 72 hour, 168 hour and 336 hours of immersion. There was a decrease of force, however acidity did not influence force degradation of power chain statistically.
PENDAHULUAN
Gaya yang bekerja terus menerus diperlukan untuk menggerakkan gigi secara optimal. Penutupan ruang antar gigi dapat merupakan salah satu kasus ortodontik dan biasanya menggunakan alat ortodontik seperti elastomeric chains
dan modules, nickel titanium coil springs. Elastomerik chains atau lebih dikenal
dengan power chain merupakan alat ortodontik yang selalu mengalami penurunan gaya sepanjang waktu penggunaan dan dapat dimodifikasi sifatnya dengan mengatur kelembaban dan suhu.1
Power chain diproduksi dari elastomer poliuretan. Elastomer
poliuretan merupakan sebuah senyawa yang terbentuk dari gabungan beberapa senyawa yang sejenis secara berulang-ulang dan senyawa pembentuknya disebut monomer. Ikatan antar molekul dalam power chain merupakan ikatan silang yang terbentuk dari ikatan primer dan sekunder dan berbentuk spiral. Power chain akan mengalami perubahan ketika diaplikasikan dan akan kembali ke bentuk semula setelah gaya dihilangkan. Perubahan kembali seperti semula karena adanya ikatan silang tersebut. Akan tetapi, deformasi permanen dapat terjadi pada power chain ketika gaya yang diaplikasikan melebihi batas elastik dari power chain.2,3
Penelitian sering dilakukan untuk mengetahui penyebab penurunan gaya power chain. Power chain akan mengalami kehilangan gaya terbesar pada saat 24 jam pertama penggunaan dan akan terus-menurus akan mengalami penurunan gaya yang leih kecil hingga tidak dapat menghasilkan gaya.4,5 Kelembaban (air dan saliva) juga meningkatkan penurunan gaya power chain.6 Peregangan power chain sebelum digunakan dapat mengurangi penurunan gaya
power chain.7 Pengujian penurunan gaya power chain pada suhu ruangan dan udara kering kurang merepresentasikan penurunan gaya power chain pada lingkungan rongga mulut sehingga banyak peneliti melakukan penelitian dengan meniru keadaan rongga mulut seperti penggunaan saliva buatan, dan perendaman larutan dalam air dengan suhu 37 oC.10,11 Akan tetapi, penelitian tersebut tidak
sepenuhnya sesuai dengan penurunan gaya power chain dalam rongga mulut. Penurunan gaya power chain dalam rongga mulut lebih besar daripada pengujian dalam laboratorium.8
Penelitian penurunan gaya power chain menggunakan larutan seperti air distilasi, saliva buatan dan penggunaan fluoride telah dilakukan. Namun, penelitian tentang pengaruh makanan dan minuman yang dikonsumsi oleh pasien ortodontik terhadap penurunan gaya power chain belum banyak dilakukan oleh peneliti. Claire Nattras, Anthony Ireland dan Martyn Sherriff pernah melakukan penelitian untuk membandingkan penurunan gaya power chain yang direndam dalam larutan coca cola, larutan turmeric, dan air distilasi. Hasilnya, power chain yang direndam dalam larutan coca cola mempunyai penurunan gaya paling besar.9
Power chain dapat menyerap molekul-molekul yang kecil seperti
air. Power chain akan mengalami penurunan gaya intermolekular antar rantai ketika menyerap air. Pada proses absorbsi air oleh power chain, ion Hidrogen dari air akan masik kedalam molekul polimer. Masuknya ion hidrogen ini terjadi karena adanya muatan positif dari atom oksigen yang ada pada polimer. Molekul air akan masuk diantara polimer sehingga power chain akan mengembang. Air yang berada didalam polimer akan menyebabkan jarak antar molekul polimer menjadi jauh sehingga gaya yang dihasilkan juga semakin kecil. Selain itu, power
chain juga dapat mengalami pemanjangan setelah power chain tidak diregangkan
kembali.12,13
Penurunan gaya power chain dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu bahan dan cara pembuatan yang dilakukan oleh perusahaan, zat lain yang ditambahkan kedalam power chain misalnya pewarna, konfigurasi dari rantai yaitu tertutup atau terbuka, dilakukan peregangan sebelum digunakan, tingkat keasaman rongga mulut dan cara menyimpan power chain.13,14
Power chain dengan merk yang berbeda memiliki penurunan gaya power chain yang berbeda. Perbedaan penurunan gaya power chain kemungkinan
disebabkan karena adanya perbedaan dalam proses pembuatannya seperti pencetakan power chain dari bahan dasarnya, perbedaan bahan yang ditambahkan kedalam power chain, perbedaan bentuk dan ukuran lumen.13,16
Perbedaan penurunan power chain juga dipengaruhi oleh lama
power chain mengalami peregangan. Kyung-Ho Kim pada tahun 2005
terlebih dahulu akan mengalami penurunan yang lebih kecil dari pada tanpa peregangan terlebih duhulu.7
Saliva dan sisa makanan serta minuman dalam rongga mulut juga mempengaruhi power chain. Menurut andreasen dan Bishara, power chain dalam rongga mulut akan mengalami penurunan kualitas seperti gaya semakin kecil dan terjadi perubahan warna yang tidak diinginkan.14
METODE PENELITIAN
Power chain yang digunakan adalah power chain merk Ormco,
USA tipe tertutup dan berwarna bening (transparan) karena power chain tersebut dianggap memiliki gaya regang yang stabil. Jumlah spesimen yang digunakan pada penelitian ini yaitu 28 rantai power chain yang masing-masing spesimen terdiri dari 6 lumen. Spesimen tersebut diregangkan menggunakan plat akrilik yang berukuran 7x6 cm dengan jarak antar pengait 40 mm yang telah disediakan. Specimen dibagi menjadi 4 kelompok perlakuan yaitu 7 spesimen direndam dalam aquades; 7 spesimen direndam dalam larutan coca cola regular; 7 spesimen direndam dalam larutan buavita Orange; dan 7 spesimen direndam dalam larutan teh botol. Power chain diukur gaya regangnya sebelum dilakukan perendaman dengan menggunakan digital force gauge merk luggage scale dan Tingkat keasaman larutan diukur menggunakan universal pH meter. Setelah itu, power
chain diregangkan pada plat akrilik dan direndam ke dalam larutan. Specimen
yang telah direndam dimasukkan ke dalam inkubator dengan suhu 37 oC. Pengukuran gaya power chain kembali dilakukan pada 1 jam, 24 jam, 48 jam, 72 jam, 168 jam dan 336 jam perendaman.
Pengujian statistik diperlukan untuk mengetahui apakah perbedaan gaya power chain pada masing-masing perlakuan tersebut berbeda bermakna atau tidak. Pengujian secara statistik terdapat dua macam cara yaitu pengujian secara parametrik dan non parametrik. Uji statistik secara parametrik dilakukan apabila data yang dihasilkan memiliki distribusi normal. Uji non parametrik dilakukan apabila data yang didapat tidak mencapai distribusi normal. Uji normalitas data pada penelitian ini menggunakan uji Shapiro-Wilk.
Uji normalitas data yang telah dilakukan menunjukkan bahwa beberapa data hasil penelitian memiliki nilai p < 0,05. Nilai p < 0,05 menunjukkan bahwa data memiliki distribusi yang tidak normal. Oleh karena itu penelitian ini menggunakan uji statistik dengan analisis non parametric yaitu uji Friedman untuk mengetahui kemaknaan penurunan gaya power chain selama perendaman dan Kruskall Wallis yang dilanjutkan dengan uji mann whitney untuk melihat tingkat kemaknaan perbedaan gaya antara perendaman larutan teh botol, buavita orange, coca cola dan aquades. Uji statistik yang dilakukan memiliki tingkat signifikansi 0,05 (p = 0,05) dan taraf kepercayaan 95% (α = 0,05)
.
HASIL PENELITIAN
Pada penelitian ini, masing-masing power chain mengalami penurunan gaya. Besar gaya dan prosentase penurunan gaya regang power chain dari berbagai perendaman terlihat pada Tabel dan Gambar dibawah ini.
Hasil pengukuran dapat dilihat gaya power chain mengalami penurunan selama dilakukan perendaman. Penurunan gaya terbesar terjadi pada 24 jam pertama dan pada larutan aquades memiliki penurunan gaya terbesar dibandingkan dengan perendaman pada larutan yang lain. Pada akhir perendaman yaitu pada 336 jam perendaman, gaya power chain yang tersisa dari masing-Lama
perendaman
Teh botol Buavita orange Cocacola Aquades
Rerata (gram force) Persentase perubahan gaya Rerata (gmf) Persentase perubahan gaya Rerata (gmf) Persentase perubahan gaya Rerata (gmf) Persentase perubahan gaya 0 jam 327,14 100,00% 328,57 100,00% 328,57 100,00% 325,71 100,00% 1 jam 304,28 93,01% 298,57 90,87% 308,57 93,91% 290 89,04% 24 jam 264,28 80,79% 261,42 79,57% 264,28 80,43% 262,85 80,70% 48 jam 242,85 74,24% 245,71 74,78% 244,28 74,35% 245,71 75,44% 72 jam 232,85 71,18% 234,28 71,30% 234,28 71,30% 244,28 75,00% 168 jam 214,28 65,50% 205,71 62,61% 215,71 65,65% 228,57 70,18% 336 jam 181,42 55,46% 181,42 55,22% 172,85 52,61% 187,14 57,46%
Tabel Rata-rata dan Persentase Penurunan Gaya Regang power chain dalam perendaman.
masing perlakukan sekitar 50%. Power chain pada perendaman coca cola mengalami penurunan gaya yang lebih besar pada 48 jam perendaman hingga 336 jam perendaman.
PEMBAHASAN
Hasil pengukuran dilakukan uji statistik untuk melihat tingkat kemaknaan perbedaan gaya power chain. Hasil pengujian dengan uji Friedman terlihat bahwa terdapat perbedaan bermakna gaya regang power chain sebelum dan sesudah dilakukan perendaman pada larutan teh botol, buavita, coca cola dan aquades. Hasil pengujian menggunakan uji Kruskal wallis dan Mann Whitney terlihat bahwa tidak ada perbedaan bermakna gaya regang power chain antara perendaman dalam larutan teh botol, coca cola, buavita dan aquades.
0 50 100 150 200 250 300 350
0 jam 1 jam 24 jam 48 jam 72 jam 168 jam 336 jam
the botol buavita coca cola aquades
Gaya Regang (Gram force)
Gambar 2 Grafik gaya regang power chain terhadap lama perendaman dalam larutan teh botol, buavita orange, coca cola dan aquades.
Struktur kimia power chain merupakan senyawa yang mudah dipengaruhi oleh keadaan lingkungan, seperti suhu, kelembaban dan zat-zat lain seperti enzim dalam saliva. Air merupakan salah satu faktor yang dapat melemahkan gaya yang dimiliki power chain sebagai bahan polimer. Hal ini dikarenakan adanya gaya tarik-menarik antara atom hidrogen pada air dan atom oksigen pada power chain. Gaya tarik-menarik ini mengakibatkan air yang merupakan senyawa kecil tertarik ke alam rantai polimer. Air yang diabsorpsi menempati ruangan antara rantai polimer yang menyebabkan jarak rantai polimer menjadi panjang.9
Sifat polimer menyerap air (water sorption) dalam jumlah tertentu atau yang disebut water peak. 12 Pada pengukuran ke 336 jam, sisa gaya yang paling besar terjadi pada power chain yang direndam dalam larutan aquades dan gaya paling kecil terdapat pada power chain yang direndam dalam larutan coca cola dengan pH paling asam. Penurunan yang semakin kecil pada power chain yang direndam dalam aquades terlihat pada 72 jam perendaman. Penurunan hanya terjadi sekitar 0,44% dari pengukuran gaya power chain pada 48 jam perendaman. Keadaan ini mungkin terjadi karena air yang terserap dalam power chain sudah mendekati kondisi water peak. Power chain dalam perendaman Buavita orange mengalami penurunan tetapi lebih stabil dibandingkan dengan power chain yang direndam dalam larutan yang lain. Kandungan minuman buavita lebih kasar dibandingkan dalam minuman lain yaitu berupa serat dari butir jeruk sehingga hanya sedikit zat seperti asam sitrat yang terdapat dalam buah jeruk yang bereaksi dengan air. Hal ini mengakibatkan tarik-menarik antara larutan asam yang terkandung didalam buavita orange, lebih lemah dibandingkan dengan pada larutan coca cola dan teh botol. Oleh karena itu kecepatan air dalam mencapai
water peak lebih cepat dari pada larutan coca cola dan teh botol yaitu diperkirakan
terjadi pada 168 jam perendaman. Besar gaya regang power chain pada perendaman larutan buavita lebih kecil daripada dalam aquades disebabkan karena dalam minuman buavita terdapat zat yang terlarut seperti asam sitrat yang terdapat dalam buah jeruk yang menyebabkan bertambahnya jarak antar rantai didalam power chain karena terbawa oleh air yang terserap kedalam power
Pada akhir penelitian 336 jam perendaman seperti terlihat pada Tabel 5.1, sisa gaya regang power chain pada perendaman coca cola lebih kecil dibandingkan dengan yang direndam dalam larutan yang lain. Keadaan ini mungkin terjadi karena coca cola mengandung molekul seperti asam fosfat, natrium benzoat dan lain-lain yang akan berubah menjadi ion dalam air. Keadaan ini mengakibatkan air yang terserap oleh power chain, akan membawa ion-ion lain sehingga akan menambah jarak antar ikatan pada power chain.9 Hal ini
terlihat dengan terjadinya perubahan warna pada masing-masing power chain.
Power chain berubah warna sesuai dengan warna dari minuman yang digunakan
untuk merendam yang menunujukkan adanya penyerapan. Power chain yang direndam dalam larutan coca cola berubah menjadi coklat kehitaman. Power
chain yang direndam dalam larutan teh botol warnanya menjadi coklat. Power chain yang direndam dalam larutan buavita warnanya menjadi kekuningan. Power chain yang direndam dalam aquades warnanya menjadi putih. Perubahan warna
tersebut sesuai dengan warna larutannya yaitu coca cola berwarna coklat kehitaman, teh botol berwarna coklat, buavita orange berwarna kuning dan aquades tidak berwarna. Hasil dari penelitian ini sesuai dengan penelitian Nattras et al, tahun 1998, yang menyebutkan bahwa dalam perendaman coca cola terjadi penurunan gaya regang power chain lebih besar daripada perendaman air distilasi.9 Pada penelitian tersebut penurunan gaya regang power chain dalam perendaman coca cola dan larutan turmeric pada 24 jam pertama perendaman mengalami penurunan gaya yang kecil sedangkan setelah 24 jam dan seterusnya penurunan gaya menjadi semakin besar. Hal ini kemungkinan terjadi karena dalam perendaman aquades, air dengan mudah terserap ke dalam power chain sehingga penurunan gaya lebih besar, sedangkan pada larutan yang bersifat asam, air pada 24 jam pertama sulit terserap ke dalam power chain yang dikarenakan adanya senyawa asam yg bereaksi dengan air tersebut.
Kesimpulan yang dapat diambil dari hasil penelitian ini yaitu Penurunan gaya regang power chain tidak dipengaruhi secara signifikan oleh pH larutan minuman coca cola, minuman teh botol dan minuman buavita dan aquades. Selain itu besar gaya regang power chain dipengaruhi lama perendaman dalam larutan minuman berkarbonasi, minuman teh botol dan minuman buavita orange dan aquades.
SARAN
Jika ingin dilakukan penelitian serupa atau lebih lanjut, sebaiknya menguji beberapa merk lain, karena pada penelitian sebelumnya terdapat perbedaan gaya regang power chain. Selain itu, Penelitian tentang perubahan warna power chain juga dapat dilakukan karena berhubungan dengan estetis
Berdasarkan penelitian ini, Ortodontis sebaiknya selalu mengganti power chain secara rutin sehingga perawatan dapat maksimal. Selain itu, makanan atau minuman tertentu yang berwarna dapat mengubah warna power chain selama pemakaian dalam mulut sehingga perlu pengetahuan bagi pasien agar mengurangi makanan yang berwarna supaya power chain tidak cepat berubah warna dan masih terlihat estetis.
Daftar Pustaka
1. Bishara SE, Andreason GF. A comparison of Time Related Forces Between Plastics Elastics and Latex Elastics. Angle Orthod 1970;40:319-28
2. Kim KH, L.J., Rekow ED, Effect of Presretching on Force Degradation of
syntetic Elastomer Chains. Am J Orthod Dentofacial, 2005
3. Eliades, George, et al. Dental Material In vivo: Aging and Related
Phenomena. Chicago : Quintessence Publishing Co, Inc, 2003: 165-170
4. Syaukani. Pengaruh Jarak dan Lama Peregangan terhadap Besar Gaya
dari Berbagai Macam Produk Power chainik. Jakarta : Universitas
Indonesia, 2011
5. Josel SD, Leis JB, Rekow ED. Force Degradation In Elastomeric Chain. Seminar in Orthodontic 1997; 3:189-197
6. Al Kassar SS. The Force Degradation of Elastic Chain in Different Environments and for Differebt Interval. Al-Rafidain Dent J, 2011;11(2): 231-237
7. Kim KH, Chung CH, Choy K, Lee JS, Vanarsdall RL. Effects Prestretching on Force Degradation of Synthetic Elastomeric Chains. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2005; 128: 477-482
8. Eliades T, Eliades G, Watts DC. Structural Conformation of in Vitro an in Vivo aged Orthodontic Elastomeric Modules. Eur J Orthod 1999; 21: 649-58
9. Nattrass C, Ireland AJ, Sherriff M. the Effect of Enviromental Factors on Elastomeric Chain and Nickel Titanium coil Springs. Eur J Orthod,1998; 20:169-176
10. da Silva DL, Kochenborger C, Marchioro EM. Force Degradation in Orthodontic elastics Chains. Rev. Odonto Cienc, 2009; 24(3): 274-278 11. Brantley WA, Eliades T. Orthodontic Material: Scientific and Clinical
Aspects. 2001. Newyork: Thieme stuttgart
12. Baschek G, Hartwig G, Zahradnik F. Effect of Water Absorbtion in Polymer at Low and High Temperature. Germany :Elsevier Polymer, 1999; 40: 3433-3441
13. Santos RL, Pithon MM, Romanos MTV. The effect of Different pH Level on Conventional vs Super-Force Chain Elastics. Material Research, Brazil, 2013; 16(1):246-251
14. Alexander. Disciplin Contemporary Concept s and Philosophies. California, Ormco Corporation, 1986: 149-159
15. Weissheimer A, Lock A, Menezes LM. In Vitro evaluation of Force Degradation of Elastomeric Chain Used in Orthodontics. Dental Press J Orthod, 2013;18(1): 55-62
16. Taloumis LJ, Smith TM, Hondrum SO, Lorton L.Force Decay and Deformation of Orthodontic Elastomeric Ligatures. Am J Orthod Dentofacial Orthop, 1997; 111(1): 1-11
17. Brantley WA, Eliades T.Orthodontic Material. New york: George Thieme Verlag, 2001:174-84
18. Roos EH, D.K., In Vivo Dental Plaque pH variation With Regular and
Diet Soft Drinks. Ped Dent, 2002
19. Eliades T, Eliades G, Silikas N, Watts DC. Tensil Properties of Orthodontic Elastomeric Chains. Eur J Orthod 2004; 26(2):157-62
