BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
Dentin pada gigi yang telah dilakukan perawatan saluran akar terdapat perbedaan substansi dibanding dengan dentin gigi dengan pulpa yang masih vital. Hal ini dikarenakan dentin pada gigi yang telah dilakukan perawatan saluran akar lebih rapuh karena kehilangan kandungan air dan cross-linking kolagennya. Beberapa penelitian juga melaporkan bahwa kehilangan integritas struktur gigi pasca perawatan endodonti lebih berhubungan sebagai dampak dari preparasi akses dibanding dari dampak perubahan-perubahan substansi dentin, dan hal itu yang menyebabkan angka fraktur pada gigi yang telah dilakukan pengisian saluran akar lebih tinggi jika dibandingkan dengan gigi vital. Preparasi menghasilkan peningkatan defleksi cusp selama berfungsi, meningkatkan kemungkinan fraktur cusp dan celah mikro pada margin restorasi sehingga dibutuhkan restorasi yang dapat meningkatkan integritas struktur gigi yang diharapkan dapat meningkatkan prognosis gigi yang telah dirawat endodonti dan tahan terhadap tekanan pengunyahan yang besar.14
Restorasi pada gigi yang telah mendapat perawatan endodonti menjadi salah satu permasalahan yang menarik yang harus dihadapi oleh dokter gigi. Seperti yang telah kita ketahui bahwa gigi yang telah dikakukan perawatan endodonti lebih rentan fraktur dibanding gigi vital. Pada beberapa dekade yang lalu sampai pertengahan 1980-an, pasak metal tuang menjadi pilihan utama sebagai restorasi gigi pasca perawatan endodonti. Akan tetapi ada beberapa kelemahan dari sistem pasak ini seperti kehilangan retensi dari pasak atau mahkota, potensial fraktur akar atau pasak, dan beresiko korosi. Pasak ini memiliki komponen yang berbeda kekakuannya, komponen yang lebih rigid dapat bertahan dari tekanan tanpa distorsi, namun tekanan tersebut akan disalurkan ke komponen yang kurang rigid. Perbedaan modulus elastisitas dentin dan material pasak dapat menjadi sumber tekanan pada gigi dan akan berakibat pada fraktur akar. Pada awalnya dikatakan bahwa pasak memperkuat gigi pasca perawatan endodonti, tetapi kemudian banyak penelitian yang melaporkan bahwa pasak dapat menjadi faktor predisposisi fraktur akar sehingga penggunaan pasak ini hanya dapat bertahan sementara, ditambah lagi biaya yang harus dikeluarkan pasien cukup tinggi, dan
keinginan untuk meningkatkan nilai estetika. Inilah faktor awal yang mendorong dilakukannya penelitian dalam pengembangan material pasak baru dengan modulus elastisitas yang menyerupai dentin.6,15
Beberapa variasi material dan desain pasak mulai diperkenalkan beberapa tahun belakangan dengan aspek yang harus dipertimbangkan seperti konsistensi untuk mempertahankan struktur mahkota dan akar yang tersisa sehingga dapat mengurangi resiko perforasi dan fraktur akar. Dengan menggunakan bahan restorasi adhesif, preparasi invasif dapat dilakukan seminimal mungkin sehingga dapat mempertahankan struktur gigi yang tersisa. Pengembangan sifat fisik dan mekanik Resin Based Composite (RBC) menyebabkan amalgam mulai ditinggalkan. Selain itu keinginan pasien akan nilai estetika restorasi yang tinggi dan dapat mempertahankan struktur gigi memaksa dilakukannya pengembangan untuk menyempurnakan RBC. Pada tahun 1990an fiber-reinforced composite buatan pabrik diperkenalkan dan menawarkan kelebihan seperti nilai estetika yang baik, berikatan dengan struktur gigi, dan modulus elastisitas yang mendekati dentin tetapi masih memerlukan preparasi saluran akar.16
Belakangan diperkenalkan sistem Ultra High Moleculer Weight Polyethylene
(UHMWP) fiber reinforced, yaitu salah satu serat penguat komposit terbaik yang menawarkan ketahanan yang baik dan warna yang estetis sehingga ditawarkan sebagai alternatif yang dapat meningkatkan durasi dan toleransi terhadap kerusakan. UHMWP menjadi sangat populer dikarenakan sistem ini berhasil dalam membangun pasak dan inti dan dapat beradaptasi dengan baik ke dinding saluran akar tanpa membutuhkan pelebaran saluran akar. Serat ini memiliki modulus elastisitas yang menyerupai dentin dan dapat membentuk satu kesatuan sistem dentin-pasak yang dapat mendistribusikan tekanan ke sepanjang akar dengan sangat baik.6,16
2.1 Fiber Reinforced Composite Sebagai Bahan Pasak Saluran Akar
Sifat fisiknya yang baik menyebabkan material FRC telah banyak digunakan pada berbagai aplikasi industri seperti alat-alat olahraga, kincir angin, industri kapal dan industri pesawat terbang sejak beberapa dekade. Pada tahun 1960-an dilaporkan adanya penggunaan serat ini dalam basis gigi tiruan akrilik. Seiring dengan perkembangannya, pada tahun 1990-an serat ini mulai lebih sering lagi digunakan dalam dunia kedokteran
gigi. Pertama kali digunakan sebagai bahan penguat basis akrilik gigi tiruan lepasan dan ditemukan kelebihannya dibanding metode konvensional. Sebelumnya basis akrilik gigi tiruan lepasan diperkuat oleh bahan metal tetapi tingkat keberhasilannya masih rendah. Penggabungan dari serat penguat dengan dimethacrylate resins dan particulate filler composites menjadikan FRC cocok digunakan untuk gigi tiruan sebagian cekat. Penggunaan dari FRC kemudian berkembang dalam splinting periodontal, perawatan orthodonti dan implan. Sebagai bahan tambahan, FRC juga disarankan sebagai crack stopper dan memperkuat restorasi komposit secara luas. Penggunaan material FRC dalam sistem pasak awalnya dilakukan untuk perawatan incisivus yang fraktur kemudian mulai meninggalkan metode konvensional.6
Bahan FRC terdiri dari serat penguat yang melekat dalam polimer matriks, dan ketika mereka digabungkan bersamaan akan memberikan kekuatan dan kekakuan yang akan membentuk sebuah fase yang berkelanjutan selama proses penguatan. Fase ini menyalurkan tekanan ke serat dan melindunginya dari kelembaban dalam rongga mulut. Serat ini harus memiliki flexural modulus yang lebih tinggi dibanding matriks polimer untuk mendapatkan efek penguatan.6
Kelebihan sifat fisik FRC adalah flexural, kekuatan, fatigue strengh, modulus elastisitas,dan biokompatibel. Untuk mendapatkan efek penguatan yang baik, ada beberapa faktor yang penting untuk diperhatikan seperti orientasi serat, kuantitas serat, impregnasi dari serat dengan matriks polimer, adhesi yang kuat dari serat ke matriks polimer, dan tipe dan bahan dari serat.6
Serat ini dapat berupa serat yang panjang (continuos) atau serat pendek (discontinuos). Serat yang digunakan sebagai pasak dalam saluran akar adalah serat penguat yang panjang (continuos) yang terdiri dari continuous unidirectional fiber (serat panjang dalam satu arah) dan continuous bidirictional fiber (serat panajng dalam bentuk anyaman). Serat dalam bentuk anyaman menambah kekerasan pada polimer yang berperan sebagai crack stopper.6
Kuantitas serat umumnya berupa kesatuan unit serat yang memiliki satuan berat (Wt%) atau dapat juga dikonversikan ke dalam bentuk satuan volume (Vol%) ketika kepadatan polymer dan serat diketahui. Volume serat di dalam polimer matriks mempengaruhi sifat mekanik FRC, dengan kata lain mempengaruhi kekuatan dan kapasitas beban maka oleh karena itu dianjurkan untuk menyajikan kuantitas serat
dalam satuan volume. Persentase volume serat secara manual yang disatukan ke dalam resin adalah umumnya dalam kisaran 5-15%. Dengan kontrol proses produksi, saat ini satuan volume telah ditingkatkan menjadi 45-65%.6
Serat penguat harus dapat diimpregnasikan dengan baik, artinya resin harus berkontak dengan keseluruhan permukaan serat agar mendapatkan ikatan yang adekuat terhadap polimer matriks. Dengan impregnasi yang baik akan didapat penguatan secara optimal dan distribusi tekanan dari polimer matriks ke serat penguat. Impregnasi yang tidak baik akan menimbulkan beberapa masalah seperti peningkatan penyerapan air sehingga menyebabkan penurunan sifat mekanis FRC, diskolorisasi FRC, dan penghambatan oksigen dari polimerisasi radikal dalam resin. Selain level impregnasi, ikatan pada kontak anatara serat dengan matriks bergantung pada interaksi antar komponen, yang dapat berupa mekanik ataupun kimia. Perlekatan mekanikal tergantung pada morfologi serat dan perlekatan kimia antara polimer dan serat lebih mengarah kepada sifat kovalennya.6
Perkembangan teknologi resin komposit dan keinginan pasien akan restorasi gigi yang sempurna mendorong peningkatkan penggunaan material yang estetik. Dibutuhkan material dan teknik baru yang dapat memberikan pemecahan sebelumnya. Dimotivasi oleh keinginan untuk mempertahankan struktur gigi yang tersisa, pasak FRC menjadi sangat populer dengan kelebihan-kelebihan yang ditawarkannya. Seperti relatif mudah dalam pengerjaannya, sifat biomekanikalnya yang mendekati dentin .9
Penggunaan pasak endodonti yang dapat berikatan dengan dentin dan material inti dapat meningkatkan distribusi tekanan ke sepanjang akar sehingga dapat memperkuat kompleks gigi-restorasi. Selain itu, penggunaan sistem pasak inti ini membolehkan transmisi cahaya melewati struktur akar sedangkan pasak metal dapat menhalangi transmisi cahaya. Sejak diketahui bahwa gigi yang telah mendapat perawatan endodonti beresiko tinggi fraktur dibanding gigi vital, fiber reinforced resin composite dengan built-up inti menjadi alternatif yang sangat populer.9
2.2 Klasifikasifikasi Pasak Fiber Reinforced Composite
Restorasi pasak fiber reinforced composite dibagi ke dalam dua jenis yaitu :
prefabricated fiber reinforced composite post (pasak buatan pabrik) dan polyethylene fiber reinforced post (pasak customized/ pasak individual).6
2.2.1 Pasak Buatan Pabrik
Akhirnya pada awal tahun 1990-an pasak buatan pabrik diperkenalkan ke pasaran. Pertama kali diperkenalkan adalah pasak buatan pabrik dari carbon fiber reinforced epoxy resin yang dikembangkan di Perancis, kemudian segera setelah itu
glass dan quartz fiber digunakan sebagai pasak saluran akar. Pasak ini terdiri dari penguat continuos unidirectional dengan persentase volume yang tinggi pada polimerisasi polimer matriks dengan matriks yang biasa digunakan adalah epoxy polymer atau campuran epoxy dan dimethacrylate resin dengan derajat konversi yang tinggi dan struktur cross-linked yang tinggi. Kuantitas serat pada pasak FRC jenis butan pabrik bervariasi 40-60% tergantung dari pabrikannya.6
Gambar 1. Pasak buatan pabrik yang terdiri dari serat penguat continuos unidirectional dalam struktur cross linked polymer matriks yang tinggi.6
Jika dibandingkan dengan pasak metal konvensional, terdapat bebebrapa keuntungan yang dimiliki oleh pasak FRC buatan pabrik. Seperti modulus elastisitas yang mendekati dentin sehingga dapat mengurangi terjadinya fraktur dan kegagalan, beberapa produsen bahkan mengklaim bahwa kekakuan pasak ini menyerupai struktur dentin. Kelebihan lainnya adalah mudah untuk dilakukan built-up dan pembongkaran ulang jika diperlukan retreatment, dan memiliki estetis yang baik. Pasak ini juga memiliki kekurangan sebagaimana pasak buatan pabrik lainnya yang didesain dalam bentuk batangan sehingga masih memerlukan preparasi tambahan yang akan membuang dentin.6,17
Gambar 2. Contoh pasak buatan pabrik: dari kiri dua pasak zirconium, dua pasak glass fiber, dua pasak quartz fiber, dan pasak carbon fiber.14
a) Pasak Carbon fiber
Serat karbon/graphit telah digunakan secara luas sebagai bahan penguat komposit sejak akhir 1990an. Serat karbon dihasilkan dari proses oksidasi terkontrol, karbonisasi dan grapitisasi pada temperatur tinggi. Hasil menunjukkan bahwa serat ini lebih kuat dari steel, lebih bercahaya dari aluminium dan lebih keras dibandingkan titanium. Sifat fisik serat ini sangat tergantung komposisinya, tetapi secara umum serat ini memiliki kekuatan terhadap tension dan compression, tahan terhadap korosi, koefisien thermal expansion yang rendah, material yang lebih flexible dibanding pasak metal dan modulus elastisitas yang mendekati dentin. Ketika dilekatkan dengan semen resin, mampu mendistribusikan tekanan dengan baik sehingga mengurangi fraktur akar dan mudah untuk dibongkar dan diperbaiki jika diperlukan.
Hanya saja kekuatannya lebih rendah dibandingkan glass fiber dan warnanya yang gelap mengganggu estetika.6,14
b) Pasak glass fiber
Serat ini adalah serat pasak yang paling sering digunakan untuk memperkuat bahan kedokteran gigi maupun industri, karena keuntungan yang ditawarkannya seperti
tensile strength dan compresion yang tinggi, sifat fisik yang baik, modulus elastisitas yang tidak terlalu tinggi dan biaya yang murah. Tampilannya yang transparan menjadikan glass fiber cocok untuk bahan kedokteran gigi dengan kebutuhan estetika yang tinggi, seperti pada pasak saluran akar gigi anterior. Glass fiber terbuat dari pencampuran dan penggodokkan dari material (sand, kaolin, limestone dan colemanite) pada temperatur 1600°C.6
c) Pasak quartz fiber
Serat ini terbuat dari silica murni dan menawarkan pilihan material yang memiliki nilai estetik yang baik oleh karena sifatnya yang translusen, biokompatibel,
tensile strength yang tinggi, compressive dan flexural strength yang lebih tinggi dari
glass fiber, dan modulus elastisitas yang mendekati dentin, dan mudah dilakukan perawatan ulang jika dibutuhkan, hanya saja harganya relatif mahal dibandingkan glass fiber.1
2.2.2 Pasak customized dari pita Polyethylene Fiber Reinforced Composite Pasak customized dari pita polyethylene reinforced fiber merupakan salah satu jenis pasak yang berbentuk pita sehingga dapat direstorasi sendiri membentuk pasak
customized. Penggunaan pasak pita ini sebagai retensi tambahan untuk inti mahkota harus menggunakan etching bonding dan semen luting resin. Penggunaan pasak
costumized yang terbuat dari pita ini diperkenalkan sejak tahun 1992 untuk memperbaiki kekurangan pasak prefabricated FRC.1
Sebagai usaha untuk memperbaiki kekurangan dari pasak FRC buatan pabrik telah dibuat pengembangan suatu konsep baru dan prosedur alternatif untuk membangun sistem pasak secara direct. Ide utamanya adalah membangun kontruksi pasak yang dapat mengikuti bentuk anatomi saluran akar, menggunakan preparasi invasif yang minimal dan dapat mengisi saluran akar dengan sempurna. Dengan konsep ini akan meningkatkan ketahanan fraktur dan dapat menyelamatkan dentin. Konsep alternatifnya adalah dengan menggunakan serat polyethylene woven yang telah diberi perlakuan dengan cold-gas plasma. 6
Gambar 3. Pasak customized
dari pita Polyethylene Fiber
Reinforced Composite.6
Pada tahun 1992 sistem pasak Ultra High Moleculer Weight Polyethylene
(UHMWP) mulai dikomersialkan sebagai serat yang dapat memperkuat resin komposit dan membangun kontruksi pasak dan inti. Teknik dalam sistem pasak ini dapat meminimalkan fraktur dan kegagalan karena memiliki beberapa kelebihan. Tidak memerlukan pelebaran tambahan pada saluran akar setelah perawatan endodonti sehingga dapat menyelamatkan struktur dentin, mengurangi kemungkinan perforasi akar. Karena sistem pasak ini beradaptasi ke dinding saluran akar dengan memanfaatkan morfologi anatomi saluran akar dan undercut ntuk mendapatkan retensi mekanik tambahan. Modulus elastisitasnya mendekati dentin dapat menciptakan suatu kesatuan dentin-pasak-inti yang membuat penyaluran tekanan menjadi lebih baik. Sistem pasak ini juga membolehkan transmisi cahaya sehingga dihasilkan estetis yang baik. Serat polyethylene terdiri atas dua jenis yaitu leno-weave polyethylene fiber
(Ribbond®) dan braided polyethylene fiber (ConnectTM, Kerr) dan yang paling sering digunakan adalah Ribbond.1,6,19-2
Gambar 4. (I) inti yang dibentuk dari pita polyethylene fiber dan resin komposit (II) pasak customized dari pita polyethylene fiber (III) gutta-percha.19
Beberapa kelebihan dari pasak polyethylene fiber reinforced composite adalah sebagai berikut, yaitu :
a) Konservasi struktur gigi
Bagaimanapun juga struktur mahkota dan akar gigi harus diusahakan untuk dipertahankan. Preparasi untuk tempat pasak yang membutuhkan pembuangan dentin di dalam perawatan pengisian saluran akar seharusnya dapat dilakukan seminimal mungkin, karena pembesaran saluran akar ini hanya akan melemahkan gigi. Sebagai gantinya pembesaran saluran akar yang minimal ini mengharuskan pasak memiliki material yang kuat dalam menahan tekanan funsional dan parafungsional.5
Pasak metal tuang dan pasak buatan pabrik membutuhkan pembuangan undercut
untuk memasukkan dan mengadaptasikan pasak ke dinding saluran akar. Pembesaran saluran akar untuk pasak memerlukan preparasi selama dan setelah prosedur endodonti membuang struktur dentin untuk akses saluran akar. Pengurangan struktur dentin ini melemahkan gigi dan dapat berakibat pada fraktur akar horizontal dan vertikal.5
Pengembangan material komposit dan teknologi adhesif melaporkan konsep desain yang lebih konservatif. Pasak customized dari pita polyethylenefiber reinforced composite resin dapat mempertahankan struktur saluran akar karena dalam metode perawatannya dapat digunakan pada konfigurasi saluran akar yang tidak teratur tanpa membutuhkan pembentukan jalan masuk pasak. Pasak ini juga dapat meminimalkan preparasi karena dalam perawatnnya menggunakan undercut dan permukaan yang tidak teratur untuk meningkatkan ikatan permukaan. Konservasi dentin ini dapat mengurangi
I II
kemungkinan terjadinya fraktur akar ketika gigi digunakan maupun jika terjadi
traumatic injury.5
b) Material pasak
Polyethylene fiber adalah serat pengikat yang terdiri dari serat polyethylene
berkekuatan ultrahigh yang dapat memperkuat dentin. Material serat ini memiliki kekuatan yang jauh lebih tinggi dibanding glass fiber berkualitas tinggi, sehingga dibutuhkan gunting khusus untuk memotong serat ini. Serat ini juga hanya sedikit mengabsorbsi cairan dibanding dental resin.21
Kunci keberhasilan dari polyethylene fiber adalah seratnya yang berupa anyaman dengan desain lock-stitch threads efektif menyalurkan tekanan melalui anyamannya tanpa menyalurkannya kembali ke resin. Polethylene ini juga sangat mudah dimanipulasi karena dapat beradaptasi dengan sangat baik pada kontur dan lengkung gigi.21
Gambar 5. Anyaman lock-stitch threads pada leno-weave polyethylene fiber leno-leno-weave
polyethylene fiber.19
c) Modulus elastisitas yang mendekati dentin
Modulus elastisitas adalah kekakuan relatif dari suatu material restorasi dalam range elastisitas. Modulus elastisitas juga menunjukkan rasio uniaxial stress pada ketegangan struktur dan material restorasi pada level ketegangan terendah. Idealnya design sistem pasak membutuhkan modulus elastisitas yang mendekati dentin. Diketahui bahwa pasak metal tuang memiliki modulus elastisitas yang tinggi, sedangkan pasak polyethylene fiber reinforced memiliki modulus elastisitas yang mendekati dentin. Perbedaan modulus elastisitas dapat menyebabkan kekakuan pada kompleks gigi-restorasi dan menghasilkan sebuah tekanan interfasial. Tekanan
interfasial yang terjadi dari diskripansi modulus elastisitas yang berbeda dapat menyebabkan gangguan thermal, fisik atau shrinkage pada material restorasi.5
Pasak fiber-reinforced composite resin menawarkan beberapa keuntungan pada mekanisme kompleks diantara polimerisasi shrinkage dan adhesi. Karena modulus elastisitas resin semen rendah, komposit akan meregang untuk mengakomodasi inherent modulus elastisitas gigi. Sehingga lapisan dalam dapat mengabsorbsi tekanan polimerisasi shrinkage dari resin komposit dengan elongasi elastisitas. Inilah yang membuat distribusi tekanan pada dentin yang tersisa berkurang menjadi lebih baik, dapat mengurangi resiko kehilangan perlekatan dan fraktur akar, dan menjadi keberhasilan dalam perawatan klinis restorasi secara kompleks.5
d) Flexural dan tensile strenght yang menyerupai struktur akar
Desain dan material restorasi mempengaruhi daya tahan terhadap fraktur pada gigi pasca perawatan endodonti dengan restorasi pasak dan inti. Biomekanikal pasak dan inti harus mendekati jaringan gigi. Pasak metal isotropic, yang artinya pasak ini memiliki struktur yang homogen yang memiliki material yang sama ketika diukur dari semua aspek ( konduktivitas, kecepatan transmisi cahaya, dll.). Sedangkan serat
polyethylene anisotropic, yang artinya materialnya berbeda pada setiap aspeknya jika dilakukan pengukuran.Mikrostruktur dari material anisotropic mempengaruhi sifat fatigue dan proses kerusakan pada material komposit seperti cracking matrix, delaminasi, kegagalan ikatan permukaan, kerusakan serat atau kombinasi dari itu.5
Material penguat yang digunakan pada pasak fiber reinforced composite resin
terdiri dari serat polyethylene woven yang diberi perlakuan cold-gas plasma. Serat ini akan memperkuat sifat fisik dari kompleks gigi-restorasi dengan meningkatkan flexural
dan tensile strenght. Ada beberapa jenis tipe jalinan, yang juga mempengaruhi kekuatan, stabilisai dan durasi. Leno weave dari RIBBON® dilaporkan lebih tahan akan pergeseran dan perputaran dibawah tekanan dibanding anyaman lain, meminimalkan kegagalan restorasi dengan mengurangi koalisi micro crack dalam matriks resin yang mana dapat mengakibatkan kegagalan kompleks restorasi. Serat reinforced composite
ini memberikan transfer tekanan yang efisien dengan mengabsorbsi tekanan pada kompleks restorasi dan mengarahkan tekanan ke sepanjang aksis gigi dari struktur gigi yang tesisa, sehingga dapat meminimalkan resiko fraktur akar.5
Luting semen konvensional seperti zinc oxyphosphate hanya mengisi kekosongan antara permukaan restorasi tanpa mengikat ke permukaannya. Pasak fiber reinforced composite resin dengan menggunakan luting dual-cure memiliki sifat fisik yang baik sebaik sifat kimianya yang dapat berinteraksi dengan material reinforement
dan dentin yang meningkatkan kesatuan adhesif interfasial. Penggunaan semen komposit resin di antara sistem adhesif dan material reinforcement menjamin kontak yang lebih kuat dengan bahan dentin bonding karena viskositasnya yang rendah dan dapat meningkatkan adaptasi morphologi intraradikuler. Modulus elastisitas komposit yang rendah berperan sebagai buffer elastis yang mengkompensasai tekanan polimerisasi shrinkage, mengeliminasi pembentukan celah, dan mengurangi celah mikro. Karena dengan modulus elastisitasnya yang rendah, komposit dapat meregang dan mengakomodasi modulus gigi.5
Resin semen dengan viskositas yang rendah dapat meningkatkan kemampuan semen wetting, menghasilkan adaptasi interfasial internal lebih sempurna yang akan mengurangi pembentukan ruang kosong yang melemahkan permukaan dan membentuk celah mikro. Sehingga penggunaan semen luting resin untuk melapisi dan memperkuat dinding saluran akar dapat memperkuat akar dan menyokong kompleks gigi-restorasi.5
f) Perlekatan/integrasi adhesif
Kelebihan lainnya dari sistem serat polyethylene reinforced composite ini adalah perlekatannya yang merata ke seluruh permukaan yang dapat meningkatkan resisten terhadap fatigue dan fraktur, meningkatkan retensi, dan mengurangi celah mikro dan infiltrasi bakterial. Integrasi adhesif diantara lima komponen dari sistem ini yaitu permukaan akar-dentin, luting semen, pasak intraradikuler, inti built-up dan mahkota.5
g) Retensi pasak yang maksimal
Fraktur akar terjadi akibat kegagalan dari restorasi pasak dan inti, retensi pasak sangat penting untuk mencegah kegagalan tersebut. Sistem pasak yang ideal seharusnya dapat mengganti struktur gigi yang hilang dan secara bersamaan menyediakan retensi yang adekuat dan menyokong inti, retensi pasak yang optimal juga dapat mencegah fraktur akar saat terjadi penyaluran tekanan oklusal selama kegiatan fungsi dan parafungsi berlangsung. Pasak fiber reinforced composite resin menggunakan anatomi internal, area permukaan dan ketidakrataan untuk meningkatkan ikatan permukaan,
dimana dapat mempertahankan integritas struktur dentin akar yang tersisa dan meningkatkan retensi dan resisten terhadap pergeseran.5
h) Estetik yang optimal
Ketika nilai estetika menjadi aspek yang penting, pemilihan bahan restorasi menjadi sangat penting untuk dipertimbangkan. Transmisi cahaya dari bahan metal tuang atau pasak buatan pabrik berbeda dari dentin natural. Penghambatan cahaya oleh pasak metal menyebabkan bayangan gelap pada area submarginal. Ketika menggunakan restorasi ceramic, warna dan opacity pasak metal memungkinkan terdinya diskolorisasi dan bayangan gelap pada area servikal gigi.5
Sifat optical kedua seperti translucency, opacity, opalescence, iridiscence dan
fluorescence dari komposit resin membolehkan cahaya dapat melewati gigi dan material restorasi untuk merefleksikan, membiaskan, mengabsorbsi dan meneruskan cahaya tersebut sesuai dengan kepadatan kristal hydroxyapatite, enamel rods, dan tubulus dentin. Maka untuk mendapatkan estetika yang optimal dan harmoni dengan gigi, maerial restorasi sangat berpengaruh.5
2.3 Perlekatan Fiber Polyethylene Dengan Komposit
Penggunaan komposit sebagai bahan rekontruksi inti berkembang seiring dengan perkembangan pasak buatan pabrik. Terdapat banyak variasi dari bahan resin komposit, mulai dari microhybrid sampai flowable composite, light-cure dan self-cure, memungkinkan untuk dilakukan bulit-up inti. Dimana yang satu dengan yang lain memiliki perbedaan kekuatan, kekakuan dan elastisitas. Inti dengan self-curing composite lebih kaku sehingga dapat menyokong inti dengan stabil, sedangkan flowable light-curing composite menghasilkan sedikit kekosongan , lebih baik integrasinya dengan permukaan pasak dan mudah dalam penggunaanya. Teknik direct memiliki beberapa keuntungan seperti lebih sederhana, cepat, ekonomis karena menghemat waktu kunjungan, dan menghasilkan restorasi yang estetis. Sebagai hasilnya, inti yang dibangun secara direct dengan komposit resin menunjukkan resisten fraktur dibanding dengan inti yang dibangun dari emas tuang.6
2.4 Faktor Penting Dalam Restorasi Pasak Adhesif
Dalam restorasi pasak adhesif ada beberapa faktor yang harus diperhatikan untuk meningkatkan keberhasilan perawatan diantaranya adalah :
2.4.1 Sistem Adhesif, Semen Luting dan Mekanisme Perlekatannya
Adhesi adalah suatu mekanisme fisik dan kimia yang kompleks yang menghasilkan suatu perlekatan dari suatu substansi ke substansi lainnya. Adhesif adalah bahan yang biasanya berupa zat cair yang kental yang menggabungkan dua substansi sehingga mengeras dan mampu memindahkan suatu kekuatan dari suatu permukaan ke permukaan lainnya. Terdiri dari tiga langkah yaitu etsa, primer, bonding. Etsa adalah larutan asam yang menghasilkan proses demineralisasi pada permukaan enamel atau dentin yang meningkatkan energi bebas permukaan. Primer terdiri dari campuran monomer hydrophilic dan pelarut yang bertujuan untuk menghasilkan kemampuan pembasahan permukaan gigi. Bonding mengandung bagian hydrophobhic yang menghasilkan penggabungan dengan bahan restorasi berbasis resin atau semen resin. Bahan bonding diaplikasikan pada permukaan suatu benda agar benda dapat melekat, bertahan dari pemisahan dan menyebarluaskan beban melalui perlekatannya.22
Pada penelitian ini, yang digunakan adalah sistem adhesive total-etch yang memerlukan pencucian pada permukaan dentin yang dietsa, sehingga diharapkan dapat menghilangkan smear layer.
Sistem adhesive total-etch terdiri dari beberapa tahap yaitu etching dengan asam
phosphor 35-37% selama 15-20 detik, dilanjutkan tahap priming, dan tahap bonding
atau dapat juga bahan primer dan bonding digabung dalam satu kemasan (total etch-two step) dan diaplikasikan setelah pencucian bahan etsa. Bahan etsa akan menyingkirkan
smear layer dan membuka semua tubulus dentin dan kolagen yang terekspos.23
Kebanyakan kegagalan yang terjadi pada pasak saluran akar disebabkan oleh kehilangan retensi pasak. Salah satu faktor yang mempengaruhi retensi adalah semen
lutting dan interaksi antara pasak-inti, pasak-semen dan dentin-semen. Telah dilakukan penelitian mengenai pengaruh dari semen lutting seperti zinc phosphat, polycarboxylate,
Kelebihan dari semen zinc posphat adalah ikatannya dari proses mekanikal ketidakteraturan dentin. Kekurangannya adalah perlekatannya yang kurang baik terhadap struktur gigi, mengiritasi pulpa, dan tidak memiliki sifat antikariogenik. Sifat retentif dari polycarboxylate semen lebih kecil dibanding semen zinc posphat dan glass ionomer. Kelebihan dari semen glass ionomer adalah dalam penggunaan, berikatan baik dengan struktur gigi, dan memiliki sifat antikariogenik. Kekurangannya adalah sifatnya yang rapuh dan kekakuannya yang rendah.6
Semen luting yang direkomendasikan pada pasak FRC adalah semen resin, dikarenakan semen ini memiliki retensi dan resistansi yang lebih baik dibandingkan zinc posphat cement. Modulus elasisitasnya juga mendekati dentin sehingga semen luting ini memiliki daya tahan terhadap fraktur yang tinggi tinggi dibanding semen lainnya dan sangat baik untuk mendukung dinding saluran akar yang tipis.6,25
Dentin saluran akar dietsa terlebih dahulu sehingga menghasilkan adhesi yang kuat, karena proses pengetsaan menyebabkan tubulus dentin terbuka dan kolagen terekspos sehingga bahan bonding akan berpolimerisasi dengan tubulus dentin dan membentuk ikatan yang kuat. Komposisi resin-based cement hampir menyerupai resin-based composite filling material. Monomer yang tergabung di dalam resin digunakan untuk meningkatkan perlekatan ke dentin. Polimerisasi dapat dicapai dengan
conventional peroxide-amine induction system (self cure, autopolymerizble) atau dengan light cure, atau dengan kedua sistem tersebut dan disebut dual-cure yang dapat meningkatkan derajat konversi dari semen, sifat mekanis semen seperti modulus elsatisitas dan kekerasan semen yang dapat diperbaiki.6
Akan tetapi, semen resin tidak baik jika dikombinasikan dengan sealer berbasis
eugenol, karena senyawa phenolic seperti eugenol menghalangi polimerisasi radikal bebas pada semen resin. Itulah sebabnya beberapa penelitian memberikan hasil yang kurang baik ketika terdapat eugenol pada dentin radikuler. Semen resin adhesif juga bersifat sensitif karena waktu kerjanya yang singkat. Selain itu, dibutuhkan kelembaban yang optimal untuk mendapatkan adhesi dan polimerisasi yang optimal, akan tetapi kelembaban ini sulit dikontrol pada ruang pasak yang dalam sehingga semen ini sulit untuk dimanipulasi.6,24
Mekanisme adhesi yang penting pada sementasi adalah mekanik (interlocking), adhesi kimia dan interdifusi. Adhesi mekanik adalah berdasarkan interlocking adhesif
pada permukaan yang tidak teratur dari substrsat. Adhesi kimia adalah berdasarkan ikatan kovalen ataupun ionik yang menghasilkan perlekatan adhesif yang kuat.
Interdiffusi adalah berdasarkan difusi dari molekul polimer pada permukaan ke jaringan molekuler permukaan yang lainnya. Mekanisme ini digunakan dalam perlekatan pasak saluran akar. Homogenitas mekanis dan integrasi dari interfasial yang berbeda adalah sesuatu yang peting pada sistem pasak.6
2.4.2 Smear Layer
Smear layer merupakan lapisan debris organik yang terdapat pada permukaan dentin akibat dari preparasi dentin yang dilakukan dan hanya akan menjadi penyulit dalam perlekatan dentin. Smear layer yang masuk ke tubulus dentin akan menjadi barier difusi yang akan menurunkan permeabilitas dentin sehingga diperlukan pengetsaan dentin untuk menghilangkan smear layer. Melalui pengetsaan dengan dengan asam phosphor 37% selama 15 detik akan menghilangkan smear layer, dan membuat tubulus dentin terbuka sehingga diharapkan pengetsaan intertubular dan peritubular dentin dapat menyebabkan penetrasi dan perlekatan bahan bonding sehingga terbentuk hybrid layer.25,26
2.4.3. Hybrid Layer
Melalui hybrid layer akan terbentuk mekanisme bonding dari dentin bonding agent. Lapisan inilah yang secara mikromekanis berikatan dengan serat kolagen dentin yang telah terbuka karena demineralisasi. Ikatan ini terbentuk oleh difusi resin pada resin primer dan bonding. Ketebalan hybrid layer adalah <1µm untuk sistem all in one
dan mencapai 5 µm pada sistem konvensional.26 Pada penelitian ini sampel yang digunakan adalah gigi nonvital yang telah kehilangan kandungan air dan cross-linking
kolagennya.14,32
2.4.4. Bentuk Anatomi Saluran Akar
Ketika retorasi pasak dan inti menjadi pilihan sebuah perawatan pada gigi pasca perawatan saluran akar maka pertimbangan mengenai bentuk anatomi saluran akar
menjadi hal yang penting untuk diperhatikan. Insisivus sentral dan lateral rahang atas biasanya memiliki akar yang cukup besar untuk memuat hampir seluruh sistem pasak. Kaninus rahang atas mempunyai akar yang pada bagian faciolingual relatif lebih besar sehingga diperlukan pasak dan inti individual (costumized). Menurut Zillich dan Yaman (1985) premolar rahang atas memiliki masalah yang bervariasi : dinding saluran akarnya tipis dan meruncing (tapered), proximal invagination, adanya pemisahan saluran akar, akar distal-apikal yang membentuk lekukan, dan bagian fasial dari akar palatal yang berlekuk.
Faktor-faktor inilah yang meyebabkan penempatan pasak yang panjang harus dihindari karena dapat memperlemah akar secara berlebihan atau akan terjadi perforasi saluran akar dan akan menyebabkan kegagalan yang lebih parah. Pada molar rahang atas penempatan pasak yang paling baik adalah pada akar palatal meskipun terkadang masih akan menimbulkan masalah. Dilaporkan bahwa 85% bentuk dari akar fasial dan palatal membengkok. Terkadang pada permukaan fasial dan palatal terjadi invaginasi
yang dapat menjadai predisposisi perforasi akar ketika dilakukan penempatan pasak.24 Insisivus rahang bawah sangat sulit diberikan restorasi pasak dan inti, dan tingkat keberhasilan lebih tinggi pada perawatan yang dilakukan tanpa pasak. Premolar rahang bawah cukup untuk ditempatkan sebuah pasak karena memiliki ukuran akar yang cukup besar, akan tetapi sudut mahkota dan akar harus dipertimbangkan karena pengeboran yang dilakukan dengan tujuan untuk mendapatkan ruang yang cukup untuk pasak beresiko terjadi perforasi pada dinding fasial akarnya. Molar rahang bawah mempunyai bagian yang paling khas pada akar bagian mesio-distal yang sangat tipis, sehingga akar tersebut akan semakin lemah jika dilakukan penempatan pasak buatan pabrik.24
2.5 Efek Ferrule
Ferrule berasal dari bahasa latin yaitu ferrum yang berarti besi dan viriola yang berarti gelang. Sebuah ferrule adalah sebuah gelang yang mengelilingi mahkota gigi dengan demikian dapat menguatkan gigi, memberikan retensi dan mencegah fraktur. Penggunaan ferrule sebagai bagian dari inti dan mahkota dapat memberikan keuntungan dalam memperkuat gigi yang telah diisi saluran akar.27,28
Dari penelitian sebelumnya dikonfirmasikan bahwa mahkota dan gigi pasca perawatan endodonti memiliki tekanan terbesar pada daerah servikal, dan bahwa sebuah pembuatan ferrule pada servikal menciptakan efek positif pada peningkatan tekanan yang berkonsentrasi di antara inti dan dentin.29 Tekanan pada keseluruhan restorasi disalurkan pada permukaan dentin-mahkota, dan pasak tidak berkontribusi dalam transfer tekanan sampai ikatan antara komposit inti dan dentin mengalami kegagalan. Sebuah ferrule yang mengelilingi mahkota memberikan efek proteksi dengan mengurangi tekanan pada gigi yang dinamakan efek ferrule.30 Sebagai tambahan, preparasi ferrule dapat membantu menjaga integritas dari semen seal dan mahkota. Ketika ferrule tidak ada atau terlalu kecil, tekanan oklusal menyebabkan pasak bergerak yang memungkinkan terjadi pergerakan kecil dari inti, dan semen seal pada margin mahkota dapat fraktur yang dalam waktu singkat menghasilkan celah dan karies.29 Gigi dengan sebuah ferrule lebih banyak mengalami fraktur oblique, sedangkan gigi tanpa
ferrule dominan mengalami fraktur akar vertikal.30
Pada sebuah penelitian dengan menggunakan finite element analisis menunjukkan bahwa ketidakhadiran ferrule merupakan sebuah faktor determinan negatif, menimbulkan tingkat tekanan yang sangat lebih tinggi.29 Ferrule menjadi sangat penting untuk mendapatkan keberhasilan jangka panjang dari sebuah pasak. Stankiewicz dan Wilson pada tahun 2002 melaporkan sebuah ferrule dengan 1mm dari tinggi vertikal menunjukkan ketahanan yang berlipat terhadap fraktur dan dibanding tanpa menggunakan ferrule, dan menambahkan resistensi pasak terhadap tekanan torsi.6,14 Hasil yang sama juga ditunjukkan dalam penelitian in vitro oleh Tan dkk 2005, didapat bahwa gigi yang dengan mahkota ber-ferrule 2 mm lebih signifikan memiliki ketahanan terhadap fraktur dibandingkan gigi yang direstorasi tanpa ferrule.6
Studi lain menunjukkan efek yang paling maksimum didapat dari ferrule
ferrule juga lebih menguntungkan. Kebanyakan dari fraktur pada gigi yang tidak diberikan ferrule tidak dapat direstorasi ulang.14 Naumann dkk pada tahun 2006 juga mengatakan bahwa ketidakhadiran ferrule pada perawatan endodonti dengan restorasi pasak dan inti sangat berhubungan dengan banyaknya variasi dari kegagalan yang terjadi.6
Gambar 6. Restorasi gigi berpasak dengan preparasi ferrule. (I) mahkota, (II) inti, (III)
ferrule, (IV) pasak, (V) gutta-percha7
2.6 Pola Fraktur dan Kegagalan Perlekatan
Karena retensi dan resistensi pasak yang tidak adekuat restorasi pasak sering mengalami kegagalan. Ini disebabkan karena struktur dentin radikuler yang terlalu banyak pada saat preparasi dentin sehingga terjadi fraktur. Torabi (2009) membagi pola fraktur menjadi dua kelompok yaitu fraktur yang repairable yaitu fraktur yang dapat diperbaiki lagi (pada mahkota, inti, pasak dan inti, dan servikal akar) dan irrepairable
yaitu fraktur yang tidak dapat diperbaiki lagi (pada sepertiga tengah akar gigi).3
Sangat penting untuk menentukan tipe kegagalan perlekatan dan dimana hubungan permukaan mengalami kegagalan perlekatan. Kegagalan tersebut dapat berupa adhesive failure yaitu kegagalan perlekatan antara dua hubungan permukaan, atau cohesive failure yaitu kegagalan perlekatan antara materialnya (adhesif, semen atau pasak).6 I II III IV V
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi perlekatan antara hubungan permukaan pada sistem pasak. Seperti faktor yang berhubungan dengan dentin (variasi strukturnya, prosedur endodonti, perlakuan pada permukaan dentin), adhesif dan semen (akses saluran akar yang sulit, kontrol kelembaban, polimerisasi shrinkage, derajat dan kedalaman penyinaran), dan material pasak (sifat perlekatan, penyerapan air, thermal properties, dan perlakuan pada permukaan pasak).5
2.7 Kerangka Konsep
Gigi yang telah dikakukan perawatan endodonti lebih rentan fraktur dibanding gigi vital. Tujuan utama dari restorasi setelah perawatan endodonti adalah membangun
Faktor Penting dalam Restorasi Pasak Adhesif:
- Sistem Adhesif - Semen Luting dan
Mekanisme Perlekatannya - Smear Layer - Hybrid Layer
- Bentuk Anatomi
Pasak customized dari pita
Polyethylene Reinforced fiber
Restorasi Pasak Adhesif
Pasak buatan pabrik
ketahanan fraktur
Sistem pasak tanpa preparasi ferrule :
- Tidak memiliki circumbevel pada servikal akar sehingga tidak ada anti rotasi
- Tidak ada peningkatan mekanikal resisten
- Tidak ada penjagaan integritas mahkota dan inti
Sistem pasak dengan preparasi ferrule :
- Memiliki circumbevel pada servikal akar yang memberikan efek
proteksi (anti rotasi)
- Meningkatkan mekanikal resisten - Ferrule juga dapat menjaga
integritas mahkota dan inti
pola fraktur pasak zirconium
pasak glass fiber
pasak carbon fiber
pasak quartz fiber
sebuah restorasi yang dapat menjaga struktur gigi ketika mendistribusikan tekanan oklusal. Sehingga diharapkan pemasangan pasak dan inti adhesif dapat memberikakan stabilisasi coronaradicular, tambahan retensi, dan sebagai fondasi terhadap mahkota akhir.
Dalam melakukan perawatan dengan restorasi sistem pasak dan inti adhesif, ada beberapa faktor penting yang harus diperhatikan antara lain yaitu : sistem adhesif, semen luting dan mekanisme perlekatannya, smear layer dan hybrid layer, dan untuk anatomi saluran akar.
Pasak polyethylene fiber reinforced merupakan perkembangan dari sistem
bonded resin composite yang mengandalkan ikatan adhesif mterhadap permukaan dentin akar. Pasak Polyethylene fiber reinforced adalah suatu bahan anyaman locked-stitched threads yang sangat kuat, yang secara efektif menyalurkan tekanan melalui anyaman tanpa menyalurkan kembali ke resin. Sistem pasak ini berikatan dengan intraradicular dentin dengan menggunakan sistem adhesif mekanik (interlocking), adhesi kimia, dan interdiffusi. Polyethylene fiber reinforced pasak dibasahi dengan
wetting resin untuk memperkuat perlekatannya. Sistem pasak ini memiliki banyak keuntungan diantaranya : meningkatkan retensi dan resistansi, menggunakan preparasi minimal karena memanfaatkan permukaan undercut dan ketidakrataan permukaan dentin, memiliki estetik yang optimal, resisten terhadap korosi, dan memiliki modulus elastisitas mendekati dentin sehingga dapat mendistribusikan tekanan secara merata untuk mengurangi fraktur pada akar.
Penelitian Fragou dkk (2012) dan Zicari dkk (2012) dilakukan dengan menggunakan sistem pasak glass fiber yang merupakan sistem pasak buatan pabrik. Sementara itu pengaruh preparasi ferrule pada sistem pasak customized dari pita
polyethylene reinforced fiber terhadap fracture resistance dan pola fraktur belum pernah dilakukan. Dengan demikian penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh pembuatan preparasi ferrule pada sistem pasak customized pita polyethylene reinforced terhadap fractureresistance dan pola fraktur.
