BAB I
BAB I
PENDAHULUAN
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang I.1 Latar Belakang
Bahan yang digunakan untuk aplikasi biomedis mencakup spektrum yang Bahan yang digunakan untuk aplikasi biomedis mencakup spektrum yang luas dan harus menunjukkan sifat tertentu. Properti yang paling penting dari bahan luas dan harus menunjukkan sifat tertentu. Properti yang paling penting dari bahan yang digunaka
yang digunakan n untuuntuk k fabrikfabrikasi asi implimplan an adalah biokompadalah biokompatibiliatibilitas, tas, diikudiikuti ti oleholeh ket
ketahaahanan nan korkorosiosi. . BioBiomatmaterierial al loglogam am utautama ma adaadalah lah baja baja tahtahan an karkarat, at, padpaduanuan kobalt, dan titanium dan titanium paduan.
kobalt, dan titanium dan titanium paduan.11
Stainl
Stainless ess steel steel adalah biomaterial adalah biomaterial metalimetalik k pertampertama a berhasberhasil il digudigunakannakan seb
sebagaagai i impimplanlan. . PadPada a tahtahun un 1931932, 2, padpaduan uan berberbasbasis is kobkobalt alt berbernamnama a ititallialliumum dikembangkan untuk aplikasi medis. !itanium adalah biomaterial metalik terbaru. dikembangkan untuk aplikasi medis. !itanium adalah biomaterial metalik terbaru. "alam kedua bidang medis dan gigi, titanium dan aloinya telah menunjukkan "alam kedua bidang medis dan gigi, titanium dan aloinya telah menunjukkan keberhasilan sebagai perangkat biomedis.
keberhasilan sebagai perangkat biomedis.11
Sel
Selama ama tigtiga a dekdekade ade teraterakhikhir, r, perperkemkembanbangan gan dardari i metmetode ode penpengolgolahaahann terbaru seperti casting lost#$a%, mesin yang dibantu komputer dan mesin debit terbaru seperti casting lost#$a%, mesin yang dibantu komputer dan mesin debit li
liststrik rik tetelalah h memempmperlerluauas s jajangngkakauauan n pepengnggugunanaan an tititataninium um dadalalam m peperanrangkgkatat biomedis.
biomedis. &ari &ari ini, ini, titanium titanium dan dan aloi aloi titanium titanium digunakan digunakan untuk untuk pembuatanpembuatan prostetik
prostetik sendi, sendi, splints splints bedah, bedah, stent stent dan dan pengencang, pengencang, implan implan gigi, gigi, mahkota mahkota gigigigi dan kerangka gigi tiruan sebagian. Banyak sifat fisik dan mekanik dari titanium dan kerangka gigi tiruan sebagian. Banyak sifat fisik dan mekanik dari titanium sehingga membuatnya diinginkan sebagai bahan untuk implan dan prostesis.
sehingga membuatnya diinginkan sebagai bahan untuk implan dan prostesis.22
I.2 Tujuan I.2 Tujuan !u
!ujuan juan dardari i pempembuabuatan tan makmakalah alah ini ini adaadalah lah untuntuk uk menmengetgetahuahui i aplaplikaikasisi penggunaan titanium dalam bidang ked
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
!itanium 'diucapkan ( tai 'teiniem) ditemukan di *nggris oleh +illiam regor pada 1-91 dan dinamai oleh artin &einrich /laproth untuk !itans dari itologi 0unani. nsur ini terdapat di banyak mineral dengan sumber utama adalah rutile dan ilmenit, yang tersebar luas di seluruh Bumi. da dua bentuk alotropi dan lima isotop alami dari unsur ini !i#45 sampai !i#67 dengan !i#48 yang paling banyak terdapat di alam '-3,8).3,4
!itanium adalah unsur kimia dengan simbol !i dan nomor atom 22. /adang#kadang disebut “space age metal”. Bahan ini ringan, kuat, berkilau, dan tahan korosi 'termasuk air laut dan klorin) logam transisi dengan $arna keabu# abuan. :ogam ini memiliki titik leleh yang tinggi di sekitar 1.-777; salah satu
titik leleh tertinggi dari setiap logam dikenal. !itanium digunakan dalam alloy kuat dan ringan 'terutama dengan besi dan aluminum) dan merupakan senya$a terbanyaknya, titanium dioksida, digunakan dalam pigmen putih.3
Beberapa aloi titanium juga digunakan. Penempaan aloi dari !i dengan <i dan !i dengan olibdenum digunakan untuk ka$at ortodontik. *stilah titanium sering digunakan untuk mencakup semua jenis yang murni dan aloi titanium.3
Commer!all" #ure T!tan!um $C# T!%
;p !itanium tersedia dalam empat kelas. Perbedaan utama antara mereka adalah konsentrasi oksigen '7,18#7,47 berat) dan besi '7,27#7,67 berat). *ni sedikit perbedaan dalam konsentrasi memiliki pengaruh besar pada sifat fisis dan mekanis. Commercially pure Titanium ';p !i) digunakan untuk implan gigi, lapisan permukaan, dan baru#baru ini untuk mahkota, parsial dan gigi palsu lengkap, dan ka$at ortodontik.3
Alo! T!tan!um
kekuatan, kinerja suhu tinggi, creep resistance, kemampuan menyatu, respon terhadap panas, dan kemampuan untuk dibentuk. Pemaduan elemen dapat ditambahkan untuk menstabilkan satu atau yang lain dari fase ini dengan baik menaikkan atau menurunkan suhu transisi. =lemen aloi ditambahkan untuk menstabilkan baik fase > dan ?, dengan mengubah suhu transformasi ?. Sebagai contoh, di !i#5l#4, aluminium merupakan stabiliser sebagai >, yang memperluas bidang fase > dengan meningkatkan '> @ ?) untuk ? #transformasi suhu, dimana Aanadium, serta tembaga dan palladium, adalah stabilisator ?, yang memperluas ? fase dengan mengurangi '> @ ?) untuk ? #transformasi suhu.3
SI&AT'SI&AT TITANIU(
B!oom#at!)!l!t" * +,,eo!ntegrat!on
"i antara semua sifat#sifat lain dari titanium, biokompatibilitas baik adalah aspek yang paling praktis untuk aplikasi di bidang kedokteran gigi. Properti biologis yang berguna pada titanium didasarkan pada keberadaan lapisan titanium oksida '!i2), yang secara alami terbentuk di lingkungan yang mengandung oksigen. &al ini juga memungkinkan untuk diproduksi dengan berbagai teknik buatan, misalnya, anodiCing.3
:ogam ini membentuk lapisan pelindung permukaan semi atau nonkonduktif oksida. /arena efek isolasi mereka, oksida ini mampu mencegah untuk sebagian besar aliran ion. &al ini ditunjukkan oleh konstanta dielektrik / dari berbagai oksida logam. =fek mengisolasi dari lapisan oksida dengan konstanta dielektrik mirip dengan air implan !i tidak diakui oleh tulang atau jaringan sebagai benda asing. /arena permukaan yang besar, produk korosi primer sangat bertanggung ja$ab untuk reaksi organik dan anorganik. Produk
korosi tersebut memiliki stabilitas termodinamika yang berbeda dengan hanya reaktiAitas yang rendah dengan protein dari jaringan sekitarnya. Biokompatibilitas tergantung pada sifat mekanik dan korosi ( degradasi f aktor material, jaringan, dan tuan rumah. Biokompatibilitas implan dan struktur yang terkait adalah penting untuk fungsi yang tepat dari prostesis dalam mulut.3,6
Penelitian telah menunjukkan bah$a !itanium mudah mengadsorpsi protein seperti albumin, laminin, glycosaminoglycans, collagenase, fibronectins,
complement proteins,fibrinogens dll dari cairan biologis.3
"Osseointegration" didefinisikan sebagai hubungan langsung atau koneksi jaringan tulang ke inert, bahan alloplastic tanpa interAensi jaringan ikat. !itanium
adalah salah satu logam terbaik yang memungkinkan untuk integrasi ini. /arena benar#benar inert dalam tubuh manusia, kebal terhadap serangan dari cairan tubuh, kompatibel dengan pertumbuhan tulang dan kuat dan fleksibel, titanium paling biokompatibel dari semua logam, tingkat osseointegrasi dari titanium
implan gigi berhubungan dengan komposisi dan permukaannya kekasaran atau penerapan pelapis osteokonduktif.3
S!-at &!,!k an K!m!a
:ogam ini dapat meleleh apabila dipanaskan dalam suhu 5177; atau lebih
'membentuk titanium dioksida), juga merupakan salah satu dari beberapa unsur yang terbakar dalam gas nitrogen murni 'terbakar pada 8777; "an membentuk
titanium nitrida). Porselen gigi dapat menyatu dan terikat dengan titanium untuk menghasilkan estetik, restorasi yang alami. emiliki thermal ekspansi hanya setengah dari stainless steel dan termal konduktifitas yang rendah, dan bersifat lunak sehingga dapat dibentuk.
5,-!itanium memiliki ketahanan korosi yang sangat baik dan biokompatibilitas dalam cairan biologis. Banyak peneliti telah mempelajari perilaku korosi ;p !itanium dalam saliAa buatan. Semua studi menyimpulkan bah$a ketahanan korosi titanium di media ini adalah karena adanya pembentukan oksida film yang sangat protektif pada permukaannya yang terutama terbentuk dari !i2.3
;p !itanium dan semua aloi titanium tidak magnetik. !itanium tidak rentan terhadap gangguan luar dan tidak akan memicu detektor logam. anfaat lain titanium yang digunakan dalam pengobatan adalah bahan yang non# feromagnetik, pasien dengan implan titanium dapat dengan aman diperiksa dengan magnetic resonance imaging .3
Berat titanium murni kurang lebih 57 lebih ringan daripada aluminium dan besi dan 67 lebih ringan dari copper. !itanium merupakan material yang kuat dengan tensile strength hampir sama dengan stainless steel, dua kali lebih kuat dibanding logam campur aluminium dan modulus elastisitas setengah dari stainless steel. !itanium juga memiliki sifat ductibility yang tinggi. !itanium lunak sehingga mudah dibentuk dan sifat elastisitasnya lebih baik dari stainless steel.
5,-Ta)el 1 S!-at',!-at Dental (ater!al /
S!-at Satuan Keram!k T!tan!um Amalgam Sta!nle,,
Steel Co)alt Poissons ratio # 7.29 7.34 7.36 7.2-#7.3 7.32 &ardness 'kekuatan) /g(mm 2 176 -7 97 14- 126 /apasitas Panas D(g#7; 7.-6 7.626 # 7.6 7.44
Shear odulus Pa 26.6 42 # 85 82.5 !ensile Strength Pa 147 247#667 39.98 616#82- 226 ;omprehensiAe Strength Pa 346 121 2-6.1# 344.-4 252 1337 odulus =lastisitas Pa 55.9 115 57 197#217 217 !hermal ekspansi % 17 #5( 7; 12.5 17.1 22#28 9#27.-(k 14.2(k "ensity 'kepadatan) g(cm 3 2.62 4.6 63.8 -.-6#8.1 8.6
APLIKASI TITANIU( DALA( BIDAN0 KED+KTEAN 0I0I
!itanium telah digunakan dalam kedokteran gigi sejak 19-7. Pertama kali digunakan dalam pembuatan protesa yaitu kerangka cro$n dan bridge, kerangka pendukung implan dan basis gigi tiruan sebagian atau penuh. !itanium lebih
banyak digunakan sebagai bahan dental implan dan ka$at ortodontik. ;p !itanium digunakan secara istime$a untuk endosseous aplikasi implan gigi.5
S! *nternasional ' American Society for Testing dan Material) mengakui empat nilai dari comercial pure titanium ';p !i), atau !i, dan tiga paduan titanium '!i#5l#4, !i#5l#4 *nterstitial =kstra Eendah Fkomponen rendahG dan !i#l<b) F-G. loi titanium yang paling banyak digunakan adalah aloi !i#5l#4 alpha#beta. :ogam ini ditentukan sesuai dengan S! sebagai kelas 1 sampai 6. /elas 1 sampai 4 yang bukan aloi, sedangkan kelas 6, dengan 5 aluminium dan 4 Aanadium, adalah yang terkuat.1
!itanium kelas 1 memiliki kemurnian tertinggi, kekuatan terendah, dan terbaik daktilitas suhu kamar dari empat S! titanium nilai unalloyed. /elas 2 titanium adalah cp utama !i digunakan untuk aplikasi implan gigi industri. 0ield strength minimum 2-6 Pa untuk kelas 2 adalah sebanding dengan stainless steel.1
!itanium kelas 3 memiliki kadar besi maksimum 7,37, yang lebih rendah dari kelas 4 '7,67 maksimum). /elas 4 memiliki kekuatan tertinggi dari nilai S! unalloyed. /elas 6 merupakan aloi S! titanium '!i#5l#4).1
Beberapa penelitian telah membandingkan implan cp !i dengan !i#5l#4 yang dimasukkan ke dalam tulang kelinci. !elah terbukti bah$a ketika memutar, cp !i implan memiliki nilai penghilangan torsi yang lebih tinggi dari !i#5l#4 dan kontak tulang yang lebih tinggi secara signifikan.1
Ta)el 2 S!-at (ekan!nk ar! T!tan!um Bar untuk Im#lant1 0rae AST(
0ield Strength 'Pa) ltimate !ensile Strength 'Pa)
=longasi ') odulus =lastis 'Pa)
1-7 247 24 173#17-2-6 346 27 173#17-387 467 18 173#17-483 667 16 173#17--96 857 17 114#127
T!tan!um ,e)aga! Ba5an Cro6n
etode yang telah dikembangkan untuk menggabungkan porselen gigi dan titanium untuk mahkota dan jembatan, tetapi pemilihan porselen gigi dibatasi oleh dua faktor pentingH suhu peleburan porselen harus di ba$ah 877 ; untuk menghindari transisi fase > ke ?, dan perluasan koefisien thermal porselen harus sesuai bah$a dengan metal. Suhu peleburan tinggi juga dapat menyebabkan pembentukan oksida yang berlebihan, dan sebuah studi baru#baru ini menunjukkan bah$a porselen yang dibakar diba$ah inert atmosfir menghasilkan peningkatan ikatan. Selain itu, sulit untuk menjaga konsistensi dalam coran gigi titanium karena kemampuan cast merekayang buruk, dan hanya beberapa laboratorium yang mampu melakukan pekerjaan ini. eskipun titanium ekonomis, biokompatibel dan tersedia, teknologi yang diperlukan untuk casting, mesin, pengelasan dan pelapisan logam ini relatif baru dan lebih mahal daripada yang digunakan untuk logam gigi konAensional. ntuk alasan ini, penggunaan titanium untuk coran gigi belum menjadi pekerjaan laboratorium yang umum dan praktek klinis.1,2
T!tan!um ,e)aga! Ba5an Dental Im#lan
:ebih dari 26 tahun, titanium telah digunakan baik untuk endosseous maupun subperiosteal implan. !itanium digunakan sebagai bahan implan yang biokompatibel, disain implan maupun teknik implantasi klinis sudah dikembangkan sehingga dapat diterima dengan baik oleh jaringan lunak maupun jaringan keras mulut. Baik titanium murni maupun aloi titanium harus didasari
loi !itanium#luminium#anadium '!i5l4) digunakan juga sebagai dental implan. Proses penanaman titanium dalam tulang rahang disebut dengan IosteointegrasiJ oleh Branemark. Saat ini, sebagian besar bahan implan yang tersedia di pasaran terbuat dari titanium murni ' ;P K!i) atau aloy#titanium !i# 5l#4. !itanium dan alloy#nya menyediakan kekuatan, rigiditas, dan duktilitas yang mirip dengan alloy lainnya. leh karena itu, bahan tuang dari titanium murni memilki unsur mekanis yang mirip dengan tipe *** dan tipe * alloy emas, beberapa bahan tuang alloy titanium sepertiH !i#5l#4 dan !i#16 memiliki unsur yang mirip dengan bahan tuang <i#;o dan ;o#;r dengan modulus elastisitas yang rendah. !itanium dan alloy#nya memiliki resistensi yang tinggi terhadap korosi dalam larutan saline dan lingkungan asam. eskipun alloy# titanium tahan terhadap korosi karena stabilitas dari lapisan oksida !i2. Pada saat lapisan oksida stabil di permukaan terpatahkan atau hilang atau tidak mampu untuk terbentuk kembali pada permukaannya, maka titanium dapat lebih korosif daripada beberapa bahan dasar lainnya.1,2,3,5
Studi kasus menyatakan titanium dan aloi titanium sebagai dental implan mempunyai tingkat resistensi korosi lebih tinggi dari implan logam lain. Sekarang ini, tidak ada bukti mengenai unsur#unsur dari titanium yang dapat menyebabkan suatu masalah baik lokal maupun sistemik.3
Baik titanium dan aloi titanium, berdasarkan sifat fisik dan kimianya, tampaknya sangat cocok untuk implan gigi dan protesa. Perangkat implan endosseous, titanium dan aloinya telah diterima dengan baik dan dapat dianggap sebagai bahan pilihan.
!itanium merupakan bahan kedokteran gigi yang ringan, kuat, berkilau, dan tahan korosi 'termasuk air laut dan klorin) logam transisi dengan $arna keabu#abuan. :ogam ini dapat berikatan dengan oksigen membentuk !i2 sehingga logam ini dapat tahan terhadap korosi dan memiliki biokompatibilitas yang baik terhadap struktur tulang.
ntuk mahkota dan jembatan prostesis, dokter gigi dapat mempertimbangkan titanium dan aloinya sebagai pilihan yang layak untuk paduan mulia dan logam dasar yang lebih tradisional, tapi hati#hati memilih metode pengolahan dan keterampilan laboratorium sangat diperlukan untuk memastikan
keberhasilan.
1. ;.<. =lias, D.&.; :ima, E.alieA, ..eyers. Biomedical pplications of !itanium and its lloys. FinternetG. Fcited 2716 Danuari 72G aAailable fromH httpH((meyersgroup.ucsd.edu(papers(journals(eyers27315.pdf
2. " ;ouncil. !itanium pplicatins in "entistry. FinternetG. Fcited 2716 Danuari 72G aAailable fromH httpH(( jada .ada .org(content(134(3(34-.full.pdf
3. Sulekha , Siddharth , Eamakrishna . !itaniumH iracle etal in "entistry. FinternetG. Fcited 2716 Danuari 72G aAailable fromH httpH(($$$.researchgate.net(publication(23636156-L!itaniumL#
LLiracleLetalLinL"entistry
4. +ikipedia. !itanium. FinternetG. Fcited 2716 Danuari 72G aAailable fromH httpH((en.$ikipedia.org($iki(!itanium
6. Dohn M, ngus +. pplied "ental aterials. S. Black$ell Publishing :td, 2778H p.52#87
5. :isa$ati. Biokompatibilitas !itanium "alam Penggunaannya di /edokteran igi. FinternetG. Fcited 2714 <oAember 15G aAailable fromH httpsH(( repository.usu.ac.id(bitstream(123465-89(8141(1(7375777-7.pdf
