BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Definisi Amalgam
Amalgam adalah bahan tambalan berupa campuran beberapa logam, diantaranya perak (Ag), timah (Sn), tembaga (Cu), seng (Zn) bahan-bahan lain seperti gallium, indium, dan palladium dengan komposisi tertentu. Dental amalgam merupakan kombinasi alloy dengan merkuri melalui suatu proses yang disebut amalgamasi.1-3
2.2 Klasifikasi Dental Amalgam
American Dental Association (ADA) Specification No 1 mengharuskan agar logam campur amalgam mempunyai kandungan utama dari perak dan timah. Unsur- unsur lain yang tidak ditentukan, seperti tembaga, seng, emas dan merkuri dalam jumlah yang tidak ditentukan dibolehkan ada dalam konsentrasi kurang daripada konsentrasi perak atau timah. Secara historis, logam campur amalgam mengandung perak sekurang-kurangnya 65% berat, timah 29% berat, tembaga kurang dari 6%
berat, dan seng kurang dari 1% berat, suatu kombinasi yang mendekati anjuran G.V.
Black pada tahun 1986.2,3
Amalgam dapat diklasifikasikan atas beberapa jenis, yaitu:1-3
1. Berdasarkan kandungan tembaga, yaitu:
a. Low Copper Alloys : mengandung kurang dari 6% tembaga.
b. High Copper Alloys : mengandung lebih dari 6% tembaga.
High copper alloys dapat diklasifikasikan lagi atas:
• Admixed alloy powder
• Single composition (unicompositional) alloy powder
2. Berdasarkan kandungan seng, yaitu:
a. Zinc-containing alloy : mengandung lebih dari 0.01% zinc
b. Zinc-free alloy : mengandung kurang dari 0.01% zinc
3. Berdasarkan bentuk partikel alloy, yaitu:
a. Lathe cut alloys
b. Spherical alloys
4. Berdasarkan jumlah alloy, yaitu :
a. Binary alloys, terdiri dari logam silver dan tin.
b. Ternary alloys, terdiri dari logam silver, tin dan copper.
5. Berdasarkan ukuran dari alloy, yaitu:
a. Microcut , yaitu alloy dengan ukuran kecil
b. Macrocut, yaitu alloy dengan ukuran besar.
2.3 High Copper Amalgam
Di awal 1960-an mulai dikembangkan cara untuk meningkatkan kekuatan dental amalgam dengan penambahan kandungan tembaga (copper). Dasar pemikirannya adalah tembaga merupakan agen penguat dispersi. Spherical alloy dengan kandungan tembaga yang tinggi ditambahkan kedalam lathe-cut alloy yang konvensional.
Pemilihan spherical alloy karena dalam percobaan yang telah dilakukan ditemukan bahwa lebih mudah untuk mengubah komposisi spherical alloy dibanding mengubah komposisi lathe-cut alloy. Spherical alloy juga lebih mudah dikondensasikan.
Kandungan tembaganya bervariasi sekitar 6-30%.2-3
2.4 Sifat Fisis dan Mekanis Amalgam
2.4.1 Compressive Strength
Compressive strength adalah sifat yang paling menonjol dari amalgam.
Karena amalgam paling tahan terhadap tekanan dan lebih lemah terhadap tarikan, maka desain preparasi kavitas harus memaksimalkan fungsi compressive strength dan meminimalkan tarikan. Compressive strength amalgam tipe high copper alloy adalah 250 Mpa setelah satu jam. Angka compressive strength yang tinggi setelah 1 jam
pemanipulasian merupakan kelebihan amalgam, yang berarti semakin kecil kemungkinan amalgam untuk fraktur ketika pertama kali ditempatkan ke dalam kavitas sebelum amalgam mencapai final strength.3
2.4.2 Tensile Strength
Tensile strength amalgam setelah 15 menit pemanipulasian untuk high-copper amalgam adaah 75-175% lebih tinggi dibandingkan amalgam tipe lain. Angka ini mengindikasikan ketahanan amalgam terhadap fraktur yang disebabkan oleh tekanan pengunyahan yang lebih baik dibandingkan amalgam tipe lain.3 Tensile strength amalgam juga ditentukan pada fase-fase reaksi pengerasan amalgam seperti yang ditunjukkan oleh tabel berikut:
Tabel 1. Tensile strength dari fase-fase amalgam2
Fase Tensile Strength (Mpa)
γ 170
γ1 30
γ2 20
Amalgam 60
2.4.3 Perubahan Dimensional
Amalgam modern yang diproses dengan amalgamator biasanya tidak memiliki perubahan dimensional. Menurut ANSI/ADA spesification no.1 perubahan
dimensional amalgam yang terjadi antara 5 menit dan 24 jam kurang lebih sebesar 20µm/cm. Kontraksi yang terjadi pada 20 menit pertama berhubungan dengan merkuri pada partikel alloy. Dimensi amalgam mulai konstan setelah 6-8 jam, dan mencapai puncaknya setelah 24 jam. Untuk high copper alloy, perubahan dimensional yang terjadi adalah sebesar -1.9µm/cm.3
2.4.4 Korosi
Amalgam mengalami korosi di dalam mulut. Proses korosi bisa dihubungkan dengan fase γ2, karena fase γ2 lebih bersifat elektronegatif dibandingkan fase γ dan γ1.2
Ketika fase γ2 bereaksi dengan cairan yang bersifat elektrolisis maka fase γ2 akan
bertindak sebagai anoda dari oksidasi sel dan terlarut perlahan-lahan. Korosi yang berlebihan dapat meningkatkan kemungkinan porositas pada amalgam, integritas marginal berkurang, kehilangan kekuatan dan pelepasan ion-ion metal ke lingkungan oral.2,3
2.4.5 Hardness
Hardness biasa digunakan sebagai indikasi dari kemampuan suatu bahan menahan suatu goresan. Hardness juga digunakan sebagai indikasi dari resistansi dari abrasi.2,3 Menurut Ryge dkk (1961), kekerasan permukaan amalgam adalah 83 VHN dengan beban 10.000gr.10
Secara umum hardness didefinisikan sebagai ketahanan permukaan suatu material terhadap goresan atau lekukan. Nilai suatu kekerasan biasa dinyatakan dengan satuan hardness number (HN), tergantung metode yang digunakan. Umumnya
metode yang biasa digunakan untuk pengukuran kekerasan adalah Vickers, Knoop, Brinnel dan Rockwell hardness test.1-3,12,13
1. Rockwell Hardness Test
Rockwell hardness test merupakan metode untuk menentukan kekerasan dengan cara mengukur kedalaman penetrasi suatu indenter yang diberi beban besar ke material yang diuji dan dibandingkan dengan beban pertama. Nilai kekerasan tidak memiliki unit dan umumnya ditentukan dalam R, L, M, E dan K skala untuk logam atau bahan yang lunak. Semakin tinggi peringkat skalanya berarti semakin keras materialnya.2,3,12
Indenter untuk metode rockwell bisa berupa bola baja dengan diameter tertentu atau berlian tip berbentuk kecrucut dengan sudut 120o dan diameter alasnya 0,2mm yang disebut Brale. Ada beberapa skala yang digunakan, biasanya disimbolkan dengan huruf tunggal, untuk menunjukkan beban atau indenter yang berbeda (A, B, C, dll).13
Berikut ini adalah prinsip uji kekerasan rockwell:
Gambar 1. Prinsip uji kekerasan rockwell13
HR = E - e
F0= beban minor awal dalam kg; F1= beban mayor tambahan dalam kg; F= total beban dalam kg; e= penambahan kedalaman penetrasi akibat beban F1 diukur dalam satuan 0.002mm; E= konstanta, tergantung bentuk indenter: 100 untuk indenter diamond, 130 untuk indenter bola baja; HR= Rockwell Hardness Number; D=
diameter bola baja.
2. Brinell Hardness Test
Brinell hardness test ditentukan dengan menekankan baja keras atau massa karbida yang memiliki diameter yang spesifik dengan beban yang spesifik ke permukaan suatu material dan mengukur diameter indentasi setelah pengujian.2,3,13
Brinell Hardness Number, atau disederhanakan dengan Brinnel Number, diperoleh dengan membagi beban yang digunakan dalam kilogram dibagi dengan luas permukaan lekukan dalam mm2. Untuk metal dan alloy yang digunakan di kedokteran gigi, pengujiannya biasa menggunakan bola baja berdiameter 1,6 mm sebagai indenter dengan beban sebesar 3.000 kgf.3 Indentasi diukur dan kekerasannya dikalkulasikan sebagai berikut: 13
Dimana:
P= tekanan yang diberikan (kgf)
D= diameter indenter (mm) d= diameter indentasi (mm
Gambar 2. Prinsip uji kekerasan Brinnell13
3. Knoop hardness Test
Knoop indentation test digunakan untuk pengukuran microhardness.12 Dalam tes ini, indenter diamond yang berbentuk piramid (disebut juga dengan Knoop indenter) menekan material yang akan diuji kemudian panjang diagonal hasil indentasi diukur.3 Indentasi yang digunakan pada metode ini memiliki tekanan yang lebih kecil dibandingkan indentasi pada Vickers hardness test, yang didesain untuk menguji kekerasan metal tertentu. Knoop test biasa digunakan untuk menguji kekerasan brittle material seperti kaca dan keramik.2,3,13
Diamond indenter yang digunakan pada Knoop test berbentuk piramid 4 sisi, dengan sudut antara dua dari permukaan yang berlawanan rata-rata 170o dan dua sudut lainnya 130o.13 Indenter ditekankan ke material yang diuji dengan beban kurang dari satu kilogram dan indenter akan meninggalkan bekas-4 sisi dengan ukuran 0.01 sampai 0.1 mm. Panjang bekasnya kira-kira tujuh kali lebarnya dan kedalamannya 1/30 panjangnya. Dengan begitu hasil uji ini hanya dapat dilihat oleh mikroskop.
Angka Knoop Hardness(HK) didapat dari rumus:12
HK = 14.229(F/D2),
Keterangan:
F = beban yang diberikan (kg)
D2 = area indentasi (mm2)
4. Vickers Hardness Test
Vickers hardness test dilakukan dengan cara menekankan diamond indenter ke material yang akan diuji.2,3 Indenter berbentuk piramid dengan basis berbentuk persegi dan sudut yang terbentuk antara sisi yang berlawanan sebesar 136o dan beban sebesar 1-120 kg3. Beban ditekankan selama 10-15 detik. Indentasi akan meninggalkan bekas pada material yang diuji berupa dua garis diagonal dan diukur menggunakan mikroskop.11
Angka Vickers Hardness diperoleh dengan rumus:13
Keterangan:
F= Beban dalam kg
D= jumlah aritmatika dari dua diagonal, d1 dan d2 (mm)
Gambar 3. Prinsip uji kekerasan Vickers1
2.5 Pemanipulasian Amalgam
Pemanipulasian amalgam dilakukan dengan cara mencampurkan alloy amalgam dengan merkuri. Rasio powder alloy amalgam dengan merkuri yang biasa digunakan adalah 1:1.1-3 Pada alloy spherical, rasio powder : liquid biasanya lebih kecil, dengan kandungan merkuri sekitar 45%.2
Proses selanjutnya adalah triturasi, yaitu pengadukan powder dengan liquid yang dapat dilakukan secara manual menggunakan mortar dan pastel maupun secara mekanis menggunakan amalgamator dan kapsul. Hasil dari proses triturasi adalah didapatnya suatu massa plastis yang disebut amalgam.1-3
Setelah triturasi, amalgam dimasukkan ke dalam kavitas menggunakan amalgam carrier dan dilanjutkan dengan kondensasi yaitu memberikan tekanan yang besar menggunakan amalgam stopper agar dapat berkontak rapat dengan dinding kavitas. Kondensasi yang baik perlu dilakukan untuk membuang kelebihan merkuri, karena merkuri yang berlebihan dapat melemahkan struktur amalgam dan menyebabkan porositas pada amalgam.1-3
Prosedur selanjutnya adalah carving yang dilakukan untuk mendapatkan kontur, kontak dan anatomi yang sesuai sehingga mendukung kesehatan gigi dan jaringan lunak di sekitarnya. Setelah itu dilakukan pemolesan (polishing) dengan burnisher untuk meminimalisir korosi dan mencegah perlekatan plak. Pemolesan dilakukan 24 jam setelah penambalan, setelah tambalan cukup kuat.1-3
2.6 Reaksi Pengerasan Amalgam
Reaksi pengerasan amalgam dimulai setelah alloy dan merkuri dicampur.
Pencampuran ini menyebabkan lapisan luar partikel alloy larut dalam merkuri dan membentuk dua fase baru yang solid pada temperatur kamar. Reaksinya adalah sebagai berikut: 2,3
Ag3Sn + Hg Ag3Sn + Ag2Hg3 + Sn(7-8)Hg
γ + merkuri γ + γ1 + γ 2
powder liquid alloy yang tidak matriks
bereaksi
Tidak semua partikel alloy akan larut dalam merkuri. Struktur bahan setelah reaksi pengerasan berupa struktur inti (γ yang tidak bereaksi), γ1 dan γ2 yang secara mikroskopis membentuk suatu susunan jala yang tidak terputus-putus1-3.
Menurut ANSI/ADA specificatin no.1, kekerasan maksimal amalgam dicapai setelah 24 jam pengerasan. Reaksi pengerasan yang baik dengan pemampatan yang cukup akan mencegah terjadinya ekspansi maupun kontraksi yang tidak diinginkan.
Ekspansi maupun kontraksi tersebut merupakan manifestasi dari perubahan dimensi.1,3
Pada high-copper amalgam, tembaga akan terdisitribusi secara merata.
Peningkatan kandungan tembaga dalam alloy akan mempengaruhi reaksi pengerasan.
Sehingga untuk amalgam tipe high copper terdapat reaksi sekunder yang berlangsung setelah reaksi pertama. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:
γ 2 + Ag-Cu Cu6Sn5 + γ1
Setelah reaksi sekunder ini terjadi, amalgam tidak mengandung atau sedikit mengandung fase γ 2.2
Modifikasi reaksi pengerasan yang terjadi pada amalgam tipe high copper menghasilkan beberapa kelebihan, yaitu:2
a. Compressive strength lebih tinggi
b. Final strength terjadi lebih cepat
c. Meminimalisasi creep
d. Meminimalisasi korosi
e. Hardness yang lebih tinggi
2.7 Material Pemutih
Material pemutih bisa bertindak sebagai material pengoksidasi (oksidator) atau pereduksi (reduktor). Hampir semua material pemutih adalah oksidator, dan untuk ini cukup banyak tersedia preparatnya. Material yang banyak dipakai adalah larutan hidrogen peroksida dengan berbagai kekuatan, natrium perborat, dan karbamid peroksida. Natrium perborat dan karbamid peroksida adalah zat kimia yang secara bertahap terdegradasi sehingga melepaskan hidrogen peroksida kadar rendah.
Hidrogen peroksida dan karbamid peroksida hanya diindikasikan untuk pemutihan eksterna sementara natrium perborat sebagian besar digunakan untuk pemutihan interna. Semuanya terbukti efektif.14
2.7.1 Karbamid Peroksida
Karbamid peroksida, juga dikenal sebagai hidrogen peroksida urea, dengan rumus kimia CH6N2O3, atau CH4N2O.H2O2 dapat diperoleh dalam berbagai konsentrasi antara 3 sampai 15%. Preparat komersial yang terkenal mengandung kira- kira 10% karbamid peroksida dengan pH rata-rata 5 sampai 6,5. Karbamid peroksida memiliki struktur formula sebagai berikut:
Karbamid peroksida biasanya juga mengandung gliserin atau propilen glikol, natrium siannat, asam fosfat atau asam sitrat, dan aroma. Dalam beberapa preparat, ditambahkan carbopol, suatu resin yang larut dalam air, untuk memperlama pelepasan peroksida aktif dan meningkatkan masa penyimpanannya. Karbamid peroksida 10%
akan terurai menjadi urea, amonia, karbondioksida, dan sekitar 3,5% hidrogen peroksida.14
Sistem karbamid peroksida digunakan pada pemutihan eksterna dan dikaitkan dengan berbagai kerusakan gigi dan jaringan lunak di sekitarnya ( biasanya ringan). Material ini dapat mempengaruhi kekuatan resin komposit serta penutupannya dan meningkatkan proses korosi amalgam. Oleh karena itu, material ini harus dipakai dengan sangat hati-hati, biasanya dibawah pengawasan ketat dokter gigi.14
