v Universitas Kristen Maranatha
ABSTRAK
PENGARUH KOMPOSISI FILLER TERHADAP FLEXURAL
STRENGTH NANOKOMPOSIT CALCIUM,
STRONTIUM-PARTIALLY STABILIZED ZIRCONIA UNTUK APLIKASI
BAHAN DENTAL IMPLANT BODY
Identitas penyusun : Jacquelyn Valencia Chrestella Wang Nama Pembimbing : Angela Evelyna, drg., M.Kes
Prof. Dr. Ir. Bambang Sunendar P., M. Eng.
Implan gigi merupakan salah satu pilihan perawatan untuk menggantikan gigi asli yang telah tanggal. Keberhasilan implan gigi ini sangat dipengaruhi oleh bahan implan gigi tersebut. Diharapkan bahwa Indonesia dapat memproduksi bahan implan gigi sendiri yang memiliki sifat mekanik yang baik. Pada penelitian ini dilakukan sintesis partikel calcium,strontium-partially stabilized zirconia dengan teknik sol-gel untuk memperoleh filler berukuran nano, dilanjutkan dengan pembuatan nanokomposit berbasis geopolimer kemudian pengujian
flexural strength dengan metode three point bending. Tujuan dari penelitian ini
adalah membandingkan komposisi filler Ca,Sr-PSZ dan metakaolin untuk mendapatkan nilai flexural strength terbaik sehingga dapat diaplikasikan sebagai bahan dental implant body.
Penelitian eksperimental semu ini menggunakan 15 spesimen nanokomposit yang dibagi menjadi 3 kelompok, yaitu nanokomposit dengan perbandingan filler Ca,Sr-PSZ dan metakaolin 80:20 (kelompok I), 70:30 (kelompok II), 60:40 (kelompok III). Analisis statistika dilakukan dengan ANOVA one way dilanjutkan dengan Tukey LSD.
Hasil uji flexural strength menunjukkan nilai tertinggi dicapai kelompok I yaitu sebesar 8,0113 MPa. Hasil Analisis statistika menujukkan tidak terdapat perbedaan signifikan antara nilai flexural strength dari ketiga kelompok uji.
Kesimpulan dari penelitian ini adalah nanokomposit berbasis geopolimer dengan filler Ca,Sr-PSZ dan metakaolin dapat disintesis melalui teknik sol-gel, akan tetapi perbedaan komposisi filler tidak memberikan pengaruh yang signifikan terhadap nilai flexural strength.
Kata kunci : dental implant body, nanokomposit, calcium,strontium-partially
vi Universitas Kristen Maranatha
ABSTRACT
THE EFFECT OF FILLER COMPOSITION TO MECHANICAL
PROPERTIES OF CALCIUM, STRONTIUM-PARTIALLY
STABILIZED ZIRCONIA NANOCOMPOSITE FOR DENTAL
IMPLANT BODY APPLICATION
Author’s identity : Jacquelyn Valencia Chrestella Wang
Supervisor’s name : Angela Evelyna, drg., M.Kes
Prof. Dr. Ir. Bambang Sunendar P., M. Eng.
Dental implants are one of the treatments choice to replace tooth loss. The success of dental implants depends on the properties of the materials it self. It is hoped that Indonesia could produce it’s own dental implant materials with good mechanical properties. In this study calcium,strontium-partially stabilized zirconia was synthesized through sol-gel technique to obtain a nano size filler, then continued by making geopolymer based nanocomposite then proceed with flexural strength test through three point bending method. The purpose of this study is to compare filler composition of Ca,Sr-PSZ and metakaolin to achive the best flexural strength value so that it could be applied as a dental implant body material.
This quasi experimental study used 15 nanocomposite specimens which were divided into three groups and each group has different Ca,Sr-PSZ fillers and metakaolin ratio, which were 80:20, 70:30 and 60:40 respectively. Statistical analysis method used was one-way ANOVA followed by Tukey LSD.
The flexural strength test showed the best result was achived by group I with value 8,0113 MPa. Although there was no significant difference among each three groups.
The conclusion of this study is that a geopolymer based nanocomposite consist of Ca,Sr-PSZ fillers and metakaolin can be synthesized using the sol-gel technique. There was no significant difference of it’s flexural srength.
x Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
LEMBAR PERSETUJUAN ... ii
LEMBAR PERNYATAAN ... .iii
ABSTRAK ... v
ABSTRACT ... vi
KATA PENGANTAR ... vii
DAFTAR ISI ... x
DAFTAR TABEL ... xv
DAFTAR GAMBAR ... xvi
DAFTAR GRAFIK ... xvii
DAFTAR DIAGRAM ... xviii
DAFTAR LAMPIRAN ... xix
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Identifikasi Masalah ... 4
1.3 Maksud dan Tujuan ... 5
1.4 Manfaat Karya Tulis Ilmiah ... 5
1.4.1 Kegunaan Ilmiah ... 5
1.4.2 Kegunaan Praktis ... 5
1.5 Kerangka Pemikiran dan Hipotesis ... 5
xi Universitas Kristen Maranatha
1.7 Lokasi dan Waktu Penelitian... 9
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Dental Implant (Implan Gigi) ... 10
2.1.1 Dental Implant Body ... 12
2.1.2 Syarat Bahan Dental Implant ... 14
2.1.3 Bahan Dental Implant Body ... 16
2.2 Komposit ... 22
2.2.1 Nanokomposit ... 24
2.3 Partikel Filler ... 25
2.3.1 Calcium,Strontium-Partially Stabilized Zirconia ... 25
2.3.2 Metakaolin ... 29
2.4 Partikel Matriks ... 30
2.5 Coupling Agent Kitosan ... 30
2.6 Teknik Sol-Gel ... 31
2.7 Karakterisasi dan Pengujian ... 32
2.7.1 Scanning Electron Microscope ... 33
2.7.2 X-Ray Diffraction ... 35
2.7.3 Vickers Hardness Test ... 36
2.7.4 Three Point Bending Test ... 36
xii Universitas Kristen Maranatha
3.1.1 Alat dan Bahan Prosedur Sintesis Partikel Filler ... 38
3.1.1.1 Alat Prosedur Sintesis Partikel Filler ... 38
3.1.1.2 Bahan Prosedur Sintesis Partikel Filler ... 39
3.1.2 Alat dan Bahan Prosedur Pembuatan Spesimen ... 40
3.1.2.1 Alat Prosedur Pembuatan Spesimen ... 40
3.1.2.2 Bahan Prosedur Pembuatan Spesimen ... 41
3.2 Metode Penelitian ... 42
3.2.1 Desain Penelitian ... 42
3.2.2 Variabel Penelitian ... 42
3.2.2.1 Variabel Bebas... 43
3.2.2.2 Variabel Terikat ... 43
3.2.3 Definisi Operasional ... 43
3.2.4 Sampel Penelitian ... 45
3.3 Prosedur Penelitian ... 47
3.3.1 Perhitungan Komposisi ... 49
3.3.1.1 Perhitungan Komposisi Prekursor ZrCl4 ... 49
3.3.1.2 Perhitungan Komposisi Prekursor CaCl2 ... 50
3.3.1.3 Perhitungan Komposisi SrCl2.6H2O ... 50
3.3.2 Prosedur Sintesis Partikel Nano Ca,Sr-PSZ ... 51
3.3.2.1 Prosedur Pembuatan Larutan Asam Asetat 2% ... 51
3.3.2.2 Prosedur Pembuatan Larutan Kitosan 2% ... 52
3.3.2.3 Prosedur Sintesis Partikel Nano Ca,Sr-PSZ ... 53
xiii Universitas Kristen Maranatha
3.3.4 Prosedur Pembuatan Spesimen ... 57
3.3.5 Karakterisasi SEM ... 58
3.3.6 Karakterisasi XRD ... 58
3.3.7 Uji Kekerasan Micro Vickers ... 59
3.3.8 Uji Flexural Strength ... 59
3.4 Teknik Analisis Data ... 60
3.4.1 Hipotesa Statistik ... 60
3.4.2 Kriteria Uji ... 60
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Penelitian ... 61
4.1.1 Hasil dan Analisis Karakterisasi Serbuk Filler ... 61
4.1.1.1 Hasil Karakterisasi SEM Calcium,Strontium-Partially Stabilized Zirconia ... 61
4.1.1.2 Hasil Karakterisasi XRD Calcium,Strontium-Partially Stabilized Zirconia ... 63
4.1.2 Hasil dan Analisis Statistik Uji Flexural Strength ... 64
4.1.2.1 Hasil Uji Flexural Strength ... 64
4.1.2.2 Analisis Statistik Hasil Uji Flexural Strength ... 66
4.1.3 Hasil Karakterisasi Mikrostruktur Permukaan Spesimen ... 67
4.1.4 Hasil Karakterisasi Mikroanalisis Permukaan Spesimen ... 69
4.2 Pembahasan ... 70
xiv Universitas Kristen Maranatha
5.1 Kesimpulan... 76
5.1.1 Kesimpulan Umum ... 76
5.1.2 Kesimpulan Khusus ... 76
5.2 Saran ... 77
DAFTAR PUSTAKA ... 78
LAMPIRAN ... 83
xv Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Perbandingan Massa Serbuk Filler dan Matriks ... 57
Tabel 4.1 Analisis Xpowder Filler Ca,Sr-PSZ ... 64
Tabel 4.2 Hasil Uji Flexural Strength (MPa)...65
Tabel 4.3 Rerata Flexural Strength Spesimen ...66
xvi Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Bagian Dental Implant. ... 11
Gambar 2.2 Macam-Macam Desain Dental Implant Body ...12
Gambar 2.3 Bagian Implant Body ...14
Gambar 2.4 Macam-Macam Material Dental Implant ...16
Gambar 2.5 Macam-Macam Bentuk Struktur Kristal Zirkonia ... 27
Gambar 2.6 Struktur Kimia Kitosan ...31
Gambar 2.7 Prosedur Teknik Sol-Gel ...33
Gambar 2.8 Skema Kerja SEM ...34
Gambar 2.9 Indentator Uji Kekerasan Vickers ... 36
Gambar 2.9 Gambaran Skematik Three Point Bending Test ...37
Gambar 3.1 Alat Prosedur Sintesis Partikel Filler ...39
Gambar 3.2 Bahan Sintesis Partikel Filler ...40
Gambar 3.3 Alat Pembuatan Spesimen ... 41
Gambar 3.4 Bahan Pembuatan Spesimen ...42
Gambar 3.5 Cetakan Spesimen ...60
Gambar 4.1 Hasil Karakterisasi SEM Ca,Sr-PSZ Perbesaran 20.000x ...62
Gambar 4.2 Hasil Karakterisasi SEM Filler Ca,Sr-PSZ Perbesaran 1000x ...62
Gambar 4.3 Spesimen Uji Flexural Strength ... 65
Gambar 4.4 Diagram Batang Hasil Uji Flexural Strength Spesimen ...66
xvii Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR GRAFIK
Grafik 4.1 Komposisi Unsur Serbuk Filler Ca,Sr-PSZ ... 63
Grafik 4.2 Difraktogram Filler Ca,Sr-PSZ ...63
xviii Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR DIAGRAM
Diagram 3.1 Skema Alur Penelitian... 48
Diagram 3.2 Alur Pembuatan Larutan Kitosan 2 % ...52
Diagram 3.3 Alur Pembuatan Partikel Nano Ca,Sr-PSZ ...55
xix Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Surat Izin Penelitian... 83
Lampiran 2 XRD Sample Filler Ca,Sr-PSZ ...84
Lampiran 3 SEM Filler Ca,Sr-PSZ ...86
Lampiran 4 SEM EDS Serbuk Filler Ca,Sr-PSZ ...87
Lampiran 5 SEM Permukaan Spesimen Uji ... 88
Lampiran 6 Uji Kekerasan Micro Vickers ... 91
Lampiran 7 Uji Flexural Strength ... 95
Lampiran 8 Analisa Statistika Uji Kekerasan Micro Vickers ... 98
1 Universitas Kristen Maranatha
BAB I
PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Sejak diperkenalkannya implan gigi oleh Brånemark pada tahun 1960an,
implan gigi telah menjadi pilihan perawatan untuk menggantikan gigi asli yang
telah tanggal. Selama lebih dari 35 tahun dental implantology telah terbukti
sebagai suatu metode untuk mengembalikan fungsi gigi yang hilang dalam rongga
mulut. Keberhasilan perawatan ini sangat dipengaruhi sifat fisik dan kimiawi dari
bahan implan, serta faktor-faktor yang mempengaruhi hasil klinis dan prognosis
terapi implan. Faktor-faktor ini adalah mikrostruktur bahan implan, komposisi
permukaan, karakteristik, serta desain implan.1,2
Sebuah bahan implan yang ideal harus memenuhi beberapa persyaratan yaitu:
biocompatible, memiliki kekuatan dan kekerasan yang mencukupi, tahan terhadap
korosi, tahan terhadap wear, tahan terhadap fraktur, prinsip desain implan harus
sesuai dengan sifat fisik dari bahan implan. Bahan yang digunakan untuk
pembuatan implan gigi dapat dikategorikan menurut komposisi kimiawi atau
respon biologis yang dihasilkan bahan saat bahan diimplan ke dalam tubuh. Pada
sudut pandang kimiawi, implan gigi dapat terbuat dari bahan logam, keramik, atau
polimer.1
Saat ini logam titanium masih merupakan ‘standar emas’ untuk pembuatan
implan gigi endosseous dikarenakan tingginya tingkat keberhasilan klinis jangka
2
Universitas Kristen Maranatha
hanya berkisar 0% sampai 6%. Namun, akhir-akhir ini timbul kekhawatiran
bahwa titanium mungkin menimbulkan reaksi alergi dan sensitivitas. Selain itu,
dorongan yang kuat untuk memenuhi permintaan akan estetika dan permintaan
pasien untuk bahan bebas logam membuat berkembangnya bahan implan yang
terbuat dari keramik.1
Keramik pertama kali diperkenalkan sebagai bahan pelapis untuk endosseous
implant berbahan dasar logam untuk meningkatkan kemampuan osseointegrasi.
Selama lima belas tahun terakhir, bermacam-macam bentuk pelapis keramik telah
digunakan pada implan gigi. Terdapat dua macam keramik yang digunakan di
dalam pembuatan implan gigi, yaitu keramik bioaktif, seperti kalsium fosfat dan
bioglasses, dan keramik inert, seperti alumunium oksida dan zirkonium oksida.
Keramik bioaktif telah terbukti dapat melepaskan ion kalsium fosfat di sekitar
implan sehingga meningkatkan aposisi tulang, sementara keramik inert jarang
sekali digunakan sebagai bahan pelapis implan karena kemampuan
osteokonduksinya tidak sebaik bahan kalsium fosfat bioaktif. Pada masa kini
dengan berkembangnya ilmu pengetahuan biomaterial dan teknologi industri,
minat terhadap keramik untuk aplikasi dental telah diperbaharui. Keramik,
khususnya yttrium-stabilized tetragonal polycrystalline zirconia (Y-TZP),
memperlihatkan sifat mekanis yang telah diperbaharui sehingga menjadi bahan
yang cocok untuk pembuatan implan gigi.1
Pada masa kini terdapat kepercayaan kuat bahwa material dengan skala nano
akan menghasilkan implan baru dengan efisiensi tinggi, biaya lebih murah, dan
3
Universitas Kristen Maranatha
berhasil digunakan akan tetapi memiliki kelemahan dalam proses osseointegrasi
dan sifat mekanis bahan ini tidak cocok dengan tulang. Pemahaman dan
pengendalian reaksi interfasial pada skala nano merupakan kunci untuk
mengembangkan permukaan implan baru yang akan mengeliminasi reaksi
penolakan oleh tubuh dan meningkatkan adhesi dan integrasi dengan jaringan
sekitarnya.3
Penelitian-penelitian sebelumnya telah menunjukkan cara untuk
menggabungkan kekuatan dan kekerasan tinggi pada bahan keramik dengan
memanfaatkan mekanisme perubahan kekerasan pada bahan
nanozirconia-alumina. Bahan tersebut mengandung sejumlah kecil partikel ZrO2 berukuran 200
nm di dalam matriks Al2O3. Bahan ini mampu menahan beban dua kali lipat serta
memiliki kekerasan dan kestabilan yang baik.3
Saat ini para dokter gigi di Indonesia masih bergantung kepada negara-negara
lain untuk memenuhi kebutuhan alat dan bahan material kedokteran gigi,
termasuk bahan implant gigi, karena Indonesia masih belum dapat mengolah
secara maksimal sumber daya alam yang ada sehingga menyebabkan sumber daya
alam yang melimpah di Indonesia tidak dimanfaatkan dengan baik.4
Pada penelitian yang dilakukan Vania Christiani pada tahun 2015 mengenai
sintesis dan karakterisasi nanokomposit untuk aplikasi gigi artifisial pembelajaran
telah berhasil dilakukan sintesis partikel nanokomposit berbasis calcium-partially
stabilized zirconia, silika, dan metakaolin dengan teknik sol-gel yang
menghasilkan filler berukuran nano dengan perbedaan nilai kekerasan pada
4
Universitas Kristen Maranatha
permukaan bawah. Pada penelitian ini juga ditunjukkan bahwa perbandingan
komposisi filler yang berbeda akan mempengaruhi sifat mekanik dari bahan
dimana kelompok dengan kandungan filler calcium-partially stabilized zirconia
terbanyak akan menghasilkan nilai kekerasan yang terbaik.5
Pemahaman dan pengembangan ilmu mengenai hubungan antara komposisi
dan arsitektur bahan pada berbagai skala dengan sifat mekanis makroskopik dan
kemampuan osteogenesis sangat penting untuk menciptakan implan gigi yang
ideal yang didesain dengan bahan berukuran nano.3
Pada penelitian ini akan dibuat nanokomposit berbasis calcium,
strontium-partially stabilized zirconia dengan perbandingan komposisi yang berbeda untuk
aplikasi dental implant body. Pemilihan bahan tersebut diharapkan dapat
menghasilkan nanokomposit dengan sifat mekanis yang baik yang setara dengan
titanium dan dilanjutkan dengan uji kekerasan micro Vickers sebagai uji
pendahuluan, karakterisasi dengan SEM dan XRD serta uji flexural strength.
1.2Identifikasi Masalah
Berdasarkan latar belakang tersebut, permasalahan yang teridentifikasi adalah
sebagai berikut:
Berapakah perbandingan komposisi terbaik antara filler Ca,Sr-PSZ dan
5
Universitas Kristen Maranatha
1.3Maksud dan Tujuan
Maksud penelitian ini adalah untuk mendapatkan nanokomposit untuk bahan
dental implant body dengan Ca,Sr-PSZ dan metakaolin sebagai filler dari
nanokomposit. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui perbandingan
komposisi terbaik dari filler Ca,Sr-PSZ dan metakaolin untuk mendapatkan nilai
kekuatan flexural strength dengan metode three point bending.
1.4Manfaat Karya Tulis Ilmiah
1.4.1 Kegunaan Ilmiah
Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat menambah dan mengembangkan
ilmu pengetahuan material kedokteran gigi khususnya mengenai pembuatan
dental implant body.
1.4.2 Kegunaan Praktis
Pengembangan nanokomposit berbasis Ca,Sr-PSZ dan metakaolin diharapkan
dapat memiliki sifat mekanis yang lebih baik dibandingkan hasil penelitian
sebelumnya dan dapat diaplikasikan sebagai bahan dental implant body sehingga
dapat dihasilkan implan gigi buatan lokal dengan sifat mekanis yang baik dan
biaya yang lebih murah.
1.5Kerangka Pemikiran dan Hipotesis
Sepanjang sejarah manusia telah berupaya untuk menggantikan gigi yang
6
Universitas Kristen Maranatha
terdapat dua pilihan perawatan untuk menggantikan gigi yang hilang, yaitu
menggunakan gigi tiruan, baik lepasan atau cekat, dan implan gigi. Oral
implantology merupakan ilmu pengetahuan yang paling cepat berkembang dalam
bidang kedokteran gigi. Implan menawarkan hasil perawatan yang aman, efektif
dengan prognosis baik bagi pasien edentulous lengkap atau sebagian. Perawatan
ini juga memberikan solusi fungsional jangka panjang yang permanen dan estetik
bagi berbagai keadaan klinis yang kurang mendapatkan solusi sebelum
penggunaan rutin dari terapi implan.2,6,8
Implan gigi dapat terbuat dari bahan logam, keramik, atau polimer. Saat ini
‘standar emas’ bahan implant gigi adalah logam titanium, akan tetapi penggunaan
keramik telah berkembang pesat. Keramik, khususnya zirkonia memiliki beberapa
keunggulan, yaitu memiliki sifat mekanis yang baik, bersifat inert, dan estetik.
Kombinasi dari sifat-sifat tersebut akan menghasilkan bahan implan gigi yang
ideal.1,7
Pada bidang ilmu material, definisi komposit adalah sebuah benda solid yang
terbentuk dari dua atau lebih fase yang berbeda yang dikombinasikan untuk
menghasilkan sifat yang unggul dari bahan-bahan tersebut. Dalam bidang ilmu
kedokteran gigi, komposit dikenal dengan istilah dental composite atau dalam
bahasa indonesia disebut resin komposit. Resin komposit merupakan bahan
polimer dengan ikatan silang yang tinggi yang diperkuat oleh dispersi glass,
kristalin, atau partikel filler resin dan/atau fiber pendek yang diikatkan ke matriks
7
Universitas Kristen Maranatha
Pada penelitian ini zirkonia dipilih sebagai filler karena dalam bidang ilmu
kedokteran gigi, zirkonia merupakan bahan yang dianggap memiliki kekuatan dan
kekerasan fraktur yang paling tinggi. Zirkonia merupakan bahan keramik
polycrystalline yang memiliki kekuatan dan biokompabilitas yang baik untuk
protesa implan sehingga menjadi bahan dasar pilihan. Selain itu, zirkonia juga
merupakan fondasi dari estetik yang optimal dalam hal translusensi dan warna.6
Penambahan kalsium pada filler dikarenakan unsur ini terdapat di dalam
jaringan tulang sehingga bahan akan bersifat biocompatible. Kalsium juga
bertindak sebagai stabilizer bagi struktur kristal zirkonia sehingga akan
menghasilkan partially stabilized zirconia (PSZ). Kalsium juga akan membantu
proses osseointegrasi implan dengan menginduksi aposisi tulang aktif pada
permukaan implan di dalam medullary space sehingga komponen tulang menjadi
lebih padat. 10,11,13
Stronsium ditambahkan ke dalam filler untuk meningkatkan kemampuan
osseointegrasi karena stronsium akan meningkatkan massa tulang dengan
menstimulasi aktivitas osteoblas dan secara simultan menghambat resorpsi tulang.
Penelitian yang dilakukan oleh Park et al. menunjukkan bahwa penambahan
stronsium akan memperbaiki osteokonduktivitas implan dan proses penyembuhan
tulang dengan meningkatkan deposisi tulang pada permukaan implan sehingga
terjadi peningkatan kontak permukaan implan dengan tulang. 12,14
Metakaolin ditambahkan ke dalam bahan filler untuk memicu reaksi
8
Universitas Kristen Maranatha
Metakaolin bertindak sebagai larutan pengaktif dalam adhesif sodium silikat dan
sodium hidroksida.15
Penelitian sebelumnya menunjukkan nilai kekerasan terbaik didapatkan dari
komposisi perbandingan filler Ca-PSZ, silika, dan metakaolin sebesar 60 : 20 : 20
dari antara perbandingan lainnya, yaitu 50 : 20 : 30 dan 40 : 20 : 40, sehingga
didapatkan kesimpulan bahwa spesimen yang mengandung komposisi zirkonia
terbanyak akan menghasilkan sifat mekanis terbaik, yaitu dalam penelitian ini
adalah filler dengan perbandingan Ca,Sr-PSZ dan metakaolin 80 : 20.5
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan kontribusi terhadap pemanfaatan
sumber daya alam di Indonesia, khususnya di bidang kedokteran gigi dengan
dihasilkannya dental implant body buatan lokal sehingga Indonesia dapat mulai
mengolah dan memproduksi alat dan bahan material kedokteran giginya sendiri
dan menghentikan ketergantungan mengimpor alat dan bahan dari negara-negara
lain.
Berdasarkan kerangka pemikiran tersebut, maka hipotesis penelitian ini adalah
kombinasi bahan kalsium, stronsium, dan zirkonia pada filler dengan
perbandingan Ca,Sr-PSZ dan metakaolin 80 : 20 akan menghasilkan komposit
dengan ukuran partikel nano dan memiliki sifat-sifat mekanis yang baik.
1.6Metode Penelitian
Penelitian ini merupakan penelitian quasi experimental atau eksperimental
9
Universitas Kristen Maranatha
lunak SPSS, kemaknaan berdasarkan nilai p < 0,05 dan analisis dilakukan dengan
menggunakan program komputer.
1.7Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian dilakukan pada bulan Desember 2015 – Mei 2016 yang terdiri dari :
Sintesis filler dan pembuatan sampel dilakukan di Advanced Material
Processing Laboratorium, Program Studi Teknik Fisika, Fakultas Teknologi
Industri, Institut Teknologi Bandung.
Karakterisasi Scanning Electron Microscope (SEM) dilakukan di Laboratorium
Scanning Electron Microscope, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam, Institut Teknologi Bandung dan Laboratorium Pusat Survei Geologi, Pusat
Penelitian Geologi dan Kelautan (PPGL).
Karakterisasi Scanning Electron Microscope – Energy Dispersive X-Ray
Spectroscopy (SEM-EDS) dilakukan di Laboratorium Pusat Survei Geologi, Pusat
Penelitian Geologi dan Kelautan (PPGL).
Karakterisasi X-Ray Diffraction (XRD) dilakukan di Laboratorium Metarlugi
Fisika dan Keramik, Program Studi Teknik Metarlugi, Institut Teknologi
Bandung.
Uji kekerasan Micro Vickers dilakukan di Laboratorium Metarlugi Fisika dan
Keramik, Fakultas Teknik Pertambangan dan Perminyakan, Institut Teknologi
Bandung.
Uji kekuatan Flexural Strength dilakukan di Departemen Fisika, Lembaga
76 Universitas Kristen Maranatha
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
5.1.1 Kesimpulan Umum
Kesimpulan umum yang didapatkan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Nanokomposit berbasis geopolimer dengan komposisi filler
calcium,strontium-partially stabilized zirconia dan metakaolin berhasil
disintesis melalui teknik sol-gel.
2. Pada uji flexural strength didapatkan bahwa nilai tertinggi dicapai oleh
kelompok I dengan rerata 8,0113 MPa.
3. Analisa statistik uji flexural strength menunjukkan bahwa tidak terdapat
perbedaan bermakna antara komposisi filler calcium,strontium-partially
stabilized zirconia dan metakaolin terhadap sifat mekanis bahan.
5.12 Kesimpulan Khusus
Kesimpulan khusus yang didapatkan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Faktor penyebab perbedaan yang tidak signifikan pada nilai flexural strength
spesimen uji adalah kurangnya kandungan matriks pada nanokomposit,
ketidakakuratan saat proses pembuatan nanokomposit, perlakuan spesimen
77
Universitas Kristen Maranatha
2. Nilai flexural strength yang dihasilkan dalam penelitian ini belum setara
dengan bahan implan gigi yang ada saat ini (nilai flexural strength > 1000
MPa), sehingga pengaplikasiannya sebagai dental implant body masih
membutuhkan penelitian lebih lanjut.
5.2 Saran
Beberapa hal yang dapat dikembangkan pada penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Jumlah serbuk metakaolin sebaiknya ditambahkan untuk meningkatkan sifat
mekanis bahan.
2. Variasi perbandingan komposisi filler harus diteliti lebih lanjut agar
tercapainya sifat mekanik yang optimum.
3. Proses pencampuran dapat dilakukan dengan lebih baik agar hasilnya lebih
homogen.
4. Uji sifat mekanis lainnya dan uji toksisitas dapat dilakukan untuk melihat
78 Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR PUSTAKA
1. Osman RB, Swain MV. A critical review of dental implant materials with an emphasis on titanium versus zirconia. Materials, 8, 2015: 932-49.
2. Askary AE. Fundamentals of esthetic implant dentistry. 2nd ed. Oxford: Blackwell Munksgaard; 2007: 7.
3. Tomsia et al. Nanotechnology approaches for better dental implants. International Journal of Oral Maxillofacial Implants, 2011: 1-3,13.
4. Asanuma S. Natural resource abundance and economic development : a curse? Or a blessing?? –Lesson from Indonesia’s experience. 2008: 1-15.
5. Wiyardi VC. Sintesis dan karakterisasi nanokomposit dengan variasi perbandingan filler ca-psz, silika nanorod dan metakaolin untuk aplikasi gigi artifisial pembelajaran. Skripsi. Fakultas Kedokteran Gigi. Universitas Kristen Maranatha; 2015: 72-81.
6. Abraham, CM. A brief historical perspective on dental implants, their surface coatings. The Open Dentistry Journal, 2014: 50-54.
7. Daou EE, Al-Gotmeh M. Zirconia ceramic: a versatile restorative material. Dentistry, an open access journal, 2014; 4(4): 1-6.
8. Anusavice KJ. Phillips' science of dental materials. 11th ed. United State of America: Saunders Elsevier, 2007: 73-5, 89-90, 96-8, 399-408, 759-60, 766-78.
9. Twardowski TE. Introduction to nanocomposite materials properties, processing, characterization. USA : DEStech Publication, Inc., 2007: 2.
10.D. Skrtic, Antonucci JM, Eanes ED. Amorphous calcium phosphate-based bioactive polymeric composites for mineralized tissue regeneration. Journal of Research of the National Institute of Standards and Technology, 2003; 108(3): 167-81.
11.Kopeliovich D. (2012). Zirconia Ceramics. SubsTech serial online;
Available from: URL :
http://www.substech.com/dokuwiki/doku.php?id=zirconia_ceramics
79
Universitas Kristen Maranatha
13.Suh et al. Effects of a novel calcium titanate coating on the osseointegration of blasted endosseous implants in rabbit tibiae. Clin. Oral Impl. Res. 18, 2007: 362-68.
14.Bruschi M. et al. Composition and modifications of dental implant surfaces. Journal of Oral Implants, 2015: 1-8.
15.Ferone C et al. Application-oriented chemical optimization of metakaolin based geopolymer. Materials, 6, 2013: 1920-39.
16.Sugiyono. Metode penelitian kuantitatif kualitatif R&D. Bandung: Alfabeta, 2011: 72.
17.Sarwono J. Metode penelitian penelitian kuantitatif dan kualitatif. Yogyakarta: Graha Ilmu, 2006: 54.
18.Kamus Saku Kedokteran Dorland. Edisi 28. Jakarta: ECG, 2012: 1061.
19.Pratama R. Sintesis dan karakterisasi nanopartikel alumina stabilized zirkonia sebagai dental bridge material. Tugas Akhir Sarjana. Program Studi Teknik Material Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara. Institut Teknologi Bandung; 2011: 64.
20.The Academy of Prosthodontic. The glossary of prosthodontic terms. New York: Journal of Prosthetic Dentistry, 2005: 30.
21.Rosenstiel SF, Land MF, Fujimoto J. Contemporary fixed prosthodontics, 4th Ed. New York: Mosby Elsevier, 2006: 326-29.
22.Zhou W, Apkarian RP, Wang ZL, Joy D. Fudamental of scanning microscopy: 1-40.
23.Alfarabi KM. Uji kekerasan polymethyl methacrylate (PMMA) diisi filler sistem SiO2-Al2O3-ZrO2 hasil sintesis untuk bahan restorasi indirek (perbandingan filler dan PMMA berbeda). Skripsi. Fakultas Kedokteran Gigi. Universitas Padjajaran Jatinangor; 2015: 17-20.
24.Alamsyah GN. Sintesis nanorod white carbon black dan partikel nano calcium partially stabilized zirconia sebagai filler resin polymethyl metacrylate untuk aplikasi pasak gigi. Tugas Akhir Sarjana. Fakultas Kedokteran Gigi. Universitas Padjajaran; 2013: 34-6.
80
Universitas Kristen Maranatha
26.Stadtlander H. Scanning electron microscopy and trasmission electron microscopy of mollicutes: challenges and opportunities. Modern Research and Educational Topics in Microscopy, 2007: 122-31.
27.Suryanarayana C, Norton MG. X-ray diffraction: a practical approach. New York and London: Plenum Press, 1998: 80-6, 93-4.
28.Drago CJ. Implant restoration : a step by step guide, 2nd Ed. USA: Blackwell Munksgaard, 2007: 3, 17.
29.Misch CE. Contemporary implant dentistry, 3rd Ed. Canada: Mosby Elsevier, 2008: 3, 26-30, 511-15
30.Morsy MS, Alsayed SH, Al-Salloum Y, Almusallam T. Effect to sodium hydroxide ratios on strength and microstructure of fly ash geopolymer binder. Arabian journal for science and engineering, 2014; 6(39): 4333-9.
31.Camargo et al. Nanocomposites: Synthesis, structure, properties and new application opportunities.Materials Research, 2009; 12(1): 1-39.
32.Pittayachawan P. Comparative study of physical properties of zirconia based ceramics. Thesis.Eastman Dental Institute, division of biomaterials and tissue engineering. University College London; 2008: 25-9.
33.Khamverdi et al. Zirconia up to date literature. DJH, 2012; 4(1): 1-4.
34.Hoosain. SE. The sintering and optimization of stabilized zirconia. Dissertation. Faculty of Engineering and the Built Environment, University of Witwatersrand, Johannesburg; 2010: 16.
35.Liang Y, Li H, Xu J, Li X, Qi M, Hu M. Morphology, composition, and bioactivity of strontium-doped brushite coatings deposited on titanium implants via electrochemical deposition. International Journal of
Molecular Sciences. 15, 2014: 9952-62.
36.Park JW et al. Osteoblast response and osseointegration of a Ti-6Al-4V alloy implant incorporating strontium. Acta Biomaterialia. 6, 2010: 2843-51.
37.He J. Synthesis characterization of geopolymers for infrastructural application. Dissertation. Department of Civil and Environmental Engineering, Graduate Faculty of the Louisiana State University and Agricultural and Mechanical College; 2012: 5
81
Universitas Kristen Maranatha
39.Evelyna A. Sintesis dan analisis mikrostruktur Al2O3-SiO2-ZrO2 berukuran nano sebagai bahan pengisi restorasi mahkota jaket resin polymethylmethacrylate heatcured serta uji sifat mekanisnya. Tesis. Program Pendidikan Magister Program Studi Ilmu Kedokteran Gigi, Universitas Padjajaran Bandung; 2010: 2-4, 8, 11-17.
40.Alves NM, Mano JF. Chitosan derivates obtained by chemical modifications for biomedical and environmental apllications. Portugal: International Journal of Biologial Macromolecules 43; 2008: 401 – 414.
41.Luther W. 2004. Bottom-up methods for making nanotechnology products. Future Technologies Division of VDI. [serial online] 2013 [cited
2015]; available from: URL:
https://www.azonano.com/article.aspx/ArticleID=1079
42.Brinker CJ, Scherer GW. Sol-gel science the physics and chemistry of sol-gel processing. USA: Academic Press, Inc; 1990: 2-10.
43.Essyta I. Pengaruh konsentrasi alkali aktivator dan fraksi massa cotton fiber terhadap sifat mekanis nanokomposit berbasis geopolimer untuk aplikasi dental bridge. Skripsi. Fakultas Kedokteran Gigi, Universitas Kristen Maranatha; 2015: 36-9.
44.Schweitzer J. Scanning electron microscope. Purdue University, West
Lafayatte; [cited 2014]; available from: URL:
https://www.purdue.edu/ehps/rem/rs/sem.htm
45.Aldianto D. Sintesis membran hidroksiapatit melalui proses biomimetik dengan menggunakan karbon apatit kayu waru sebagai membran support. Tesis. Program Studi Magister Ilmu dan Teknik Material. Institut Teknologi Bandung; 2011: 21-5.
46.Callister WD. Material science and engineering : an introduction. 7th ed. United State of America: John Wiley & Sons; 2007: 440-1, 466-70.
47.Craig RG, Powers JM. Restorative dental materials. 11th ed. United States of America: Mosby; 2012: 102, 105, 106.
48.O’Brien WJ. Dental materials amd their selection. 4th ed. Germany: Quintessence books; 1995: 17
82
Universitas Kristen Maranatha
