BAB 1 PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Gipsum merupakan mineral yang ditambang dari berbagai belahan dunia dan
mulai digunakan di kedokteran gigi untuk membuat model sejak tahun 1756. Bahan
gipsum yang di hasilkan untuk kedokteran gigi berasal dari kalsium sulfat dihidrat
murni (CaSO4.2H2O) yang dipanaskan sehingga terbentuk kalsium sulfat hemihidrat
(CaSO4.½H2O). Produk gipsum dalam kedokteran gigi digunakan untuk berbagai
aplikasi yaitu pembuatan dai untuk mahkota dan jembatan, pembuatan model studi
dan model kerja, serta sebagai bahan pemendaman kuvet dalam pembuatan gigi
tiruan. Gipsum menjadi bahan pilihan karena memenuhi persyaratan yaitu memiliki
sifat mekanis yang kuat, kompatibel dengan bahan cetak dan malam, dapat
mereproduksi detail yang halus, serta bahannya yang murah dan mudah digunakan
(Anusavice, 2003)
Menurut spesifikasi American Dental Association (ADA) No. 25 gipsum
dalam kedokteran gigi dapat diklasifikasikan menjadi lima tipe. Tipe I impression
plaster, tipe II model plaster, tipe III dental stone, tipe IV die stone:high strength,
dan tipe V die stone: high strength, high expansion (Anderson PC 2001). Pada
dasarnya semua jenis gipsum yang digunakan memiliki senyawa dasar yang sama
yaitu kalsium sulfat hemihidrat (CaSO4.½ H2O), yang membedakannya adalah
metode yang dilakukan untuk mengubah ukuran dan bentuk partikel gipsum.
dibutuhkan untuk mengubah kristalisasi kalsium sulfat hemihidrat menjadi dihidrat
sehingga mengakibatkan perbedaan kekuatan kompresi dari masing-masing gipsum
(Anusavice, 2003; Chandra S, 2000).
Adapun karakteristik gipsum meliputi kekuatan kompresi, perubahan dimensi,
rasio air bubuk, setting time dan setting ekspansi. Kekuatan kompresi merupakan
kemampuan bahan untuk menahan fraktur. Kekuatan kompresi gipsum merupakan
faktor penting dalam menentukan kekerasan dan daya tahan abrasi gipsum. Kekuatan
kompresi dipengaruhi oleh waktu dan kecepatan pengadukan, rasio air bubuk,
akselerator dan retarder, suhu dan tekanan atmosfer. (Anusavice, 2003; Noort, 2007).
Hasan dkk. (2005) menyatakan tidak ada perbedaan kekuatan kompresi setelah
pengeringan selama 24 jam dan 7 hari. Perubahan dimensi biasanya dinyatakan
sebagai persentase dari panjang semula atau volume. Perubahan dimensi dapat terjadi
selama waktu pengerasan sebagai hasil dari reaksi kimia sehingga mempertahankan
dimensi selama prosedur menyiapkan model sangat penting dalam keakuratan gigi
tiruan.Perubahan dimensi berhubungan dengan setting ekspansi. Semakin tinggi atau
besar nilai dari setting ekspansi maka perubahan dimensinya juga akan semakin
besar. Setting ekspansi gipsum dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu waktu dan
kecepatan pengadukan, rasio air bubuk, akselerator dan retarder, suhu dan tekanan
atmosfer (Michalakis dkk., 2012; Power, 2008; Manapalil, 1998). Menurut Selby
(1979) yang mengutip pendapat Jorgensen menyatakan bahwa ekspansi dari gipsum
bergantung pada ukuran dan bentuk dari kristal dihidrat maupun adanya kelebihan air
saat proses mengerasnya gipsum dan rasio air bubuk pada saat pencampuran.
120 jam. ANSI/ADA Spesifikasi No. 25 mengharuskan pengukuran ekspansi
dilakukan 2 jam setelah pencampuran bubuk gipsum dengan air.
Gipsum atau kalsium sulfat dihidrat saat dipanaskan pada suhu < 2000C akan
kehilangan 1,5 gr mol dari 2 gr mol H2O dan diubah menjadi kalsium sulfat
hemihidrat. Jika kalsium sulfat hemihidrat dicampur dengan air, reaksi sebaliknya
terjadi yaitu kalsium sulfat hemihidrat diubah kembali menjadi kalsium sulfat
dihidrat. Oleh karena itu, dehidrasi parsial dari batu gipsum dan rehidrasi dari
kalsium sulfat hemihidrat merupakan reaksi reversibel. Secara kimiawi, reaksi
dinyatakan seperti di bawah ini (Powers,2008; Sakaguci, 2006).
CaSO4 . ½ H2O + 1½ H2O CaSO4 . 2H2O + 3900 kal/g mol
Sifat reversibel dari reaksi tersebut memungkinkan untuk dilakukannya proses daur
ulang pada gipsum yang telah mengalami setting menjadi sebuah model. Ibrahim
(1995) menyatakan bahwa kalsium sulfat hemihidrat dapat direproduksi dari model
sone dengan pemanasan dalam autoklaf.
Bardella (2006) melakukan penelitian mengenai gipsum daur ulang yang
bertujuan untuk mengevaluasi morfologi kristal gipsum terhidrasi dan gipsum daur
ulang dengan menggunakan Scanning Electron Microscopy (SEM). Hasil
penelitiannya menunjukkan keadaan mikrostruktural jarum kristal gipsum daur ulang
dan gipsum komersial sama, namun dalam pengukuran kekuatan, gipsum daur ulang
lebih lemah jika dibandingkan dengan gipsum komersial.Abidoye (2010) melakukan
proses daur ulang bahan gipsum dengan cara pemanasan ulang pada suhu yang
berbeda-beda, dalam penelitiannya Abidoye juga menambahkan bahan gipsum
kompresi yang lebih baik. Penambahan sedikit gipsum komersial pada gipsum daur
ulang akan merangsang pertumbuhan kristal dihidrat sehingga ikatan antar kristal
semakin rapat. Hasil penelitian Abidoye (2010) menunjukkan bahwa terjadi
peningkatan kekuatan kompresi dari gipsum tipe II daur ulang yang dipanaskan pada
suhu 1600C dengan kombinasi penambahan gipsum pabrikan 30 % sebesar 301
KN/m2.
1.2Permasalahan
Dalam bidang kedokteran gigi, khususnya bagian Prostodonsia, gipsum
mempunyai banyak kegunaan. Salah satu dari kegunaan gipsum tersebut adalah
sebagai bahan untuk pembuatan model atau replika dari keadaan rongga mulut pasien
sehingga proses pembuatan gigi tiruan dapat dilakukan tanpa kehadiran pasien dan
rencana perawatan dapat dijelaskan kepada pasien melalui model tersebut. Model
kerja untuk pembuatan gigi tiruan umumnya terbuat dari gipsum tipe III. Setelah gigi
tiruan selesai dibuat, maka model ini akan menjadi limbah. Limbah gipsum ini tidak
mudah terurai sehingga dapat mencemari lingkungan. Limbah gipsum dapat
menghasilkan gas H2S dan SO2 yang berbahaya terhadap lingkungan (Abidoye,
2010). Selain itu limbah gipsum yang dibuang begitu saja dapat menyebabkan air
disekitar pembuangan limbah bersifat alkali karena kandungan Ca dalam gipsum. Air
yang tercemar limbah ini bila dikonsumsi oleh tubuh dapat menyebabkan alkalosis
metabolik dan penumpukan kalsium pada ginjal (Sumansutra, 2014).
Menurut data Konsil Kedokteran Indonesia (KKI) pada tahun 2013 jumlah
satu bulan setiap dokter gigi membuat 1 gigi tiruan, maka limbah yang dihasilkan dari
pembuatan gigi tiruan itu dapat mencapai 3.180 model. Satu model kerja
menggunakan gipsum sebanyak 100 gr sehingga 3.180 limbah model setara dengan
318 kg gipsum. Selain limbah yang berasal dari dokter gigi, institusi pendidikan
Fakultas Kedokteran Gigi (FKG) juga menjadi penghasil limbah gipsum yang cukup
besar. Mahasiswa FKG USU menggunakan model yang terbuat dari gipsum untuk
model studi maupun model kerja. Model ini apabila tidak dipakai akan dibuang
ditempat pembuangan sampah. Laboratorium Dental FKG USU juga menjadi
penghasil limbah yang cukup besar. Bila dalam satu hari gipsum yang digunakan
untuk bahan tanam sebanyak 5 kg ditambah sisa model kerja dari orderan dokter gigi,
maka dalam satu hari limbah yang dihasilkan dapat mencapai 8 kg, dalam satu bulan
limbah yang dihasilkan lebih kurang 200 kg. Limbah gipsum yang cukup banyak ini
bila terus dibiarkan menumpuk tentu akan terus bertambah banyak. Akibatnya
pencemaran lingkungan akan semakin besar. Mengingat sifat kimia gipsum yang
reversibel, maka perlu dilakukan upaya untuk mengolahnya kembali. Berdasarkan
penelitian sebelumnya dinyatakan bahwa gipsum dapat didaur ulang. Hasil penelitian
menunjukkan keadaan mikrostruktural jarum kristal gipsum daur ulang yang mirip
dengan gipsum komersial, tetapi terdapat molekul air yang terperangkap pada kisi
kristal, sehingga pada saat reaksi pengerasan, kristal dapat bertumbuh lebih bebas dan
akan mempengaruhi kekuatan kompresi dan perubahan dimensi dari model gigi
tiruan. Kekuatan kompresi yang tinggi sangat diperlukan untuk proses pembuatan
gigi tiruan baik secara klinis maupun laboratoris. Abidoye (2010) melakukan daur
sebanyak 10%, 20%, dan 30% untuk menambah kekuatan kompresi. Penambahan
sedikit gipsum komersial pada gipsum daur ulang akan merangsang pertumbuhan
kristal dihidrat sehingga ikatan antar kristal semakin rapat. Selain kekuatan kompresi
hal yang terpenting dari karakteristik gipsum yang lain adalah perubahan dimensi.
Perubahan dimensi mempengaruhi hasil akhir dari kesesuaian bahan atau gigi tiruan
di rongga mulut. Perubahan dimensi dari gipsum dapat dilihat selama proses
pengerasan. Penelitian sebelumnya menyatakan bahwa perubahan tersebut dapat
berlangsung hingga 120 jam. Dari uraian di atas maka peneliti merasa perlu
melakukan penelitian untuk mengetahui apakah ada perbedaan kekuatan kompresi
dan perubahan dimensi pada gipsum tipe III komersial dengan gipsum tipe III daur
ulang murni dan gipsum tipe III daur ulang yang ditambahkan dengan 10%, 20% dan
30% gipsum komersial sebagai bahan untuk pembuatan model kerja gigi tiruan.
1.3 Rumusan Masalah
Berdasarkan permasalahan diatas dapat dirumuskan masalah sebagai berikut:
1. Bagaimana struktur mikroskopis gipsum tipe III komersial, gipsum tipe III
daur ulang murni dan gipsum tipe III daur ulang dengan penambahan 10%, 20%,
30% gipsum tipe III komersial?
2. Apakah ada perbedaan kekuatan kompresi gipsum tipe III komersial dengan
gipsum tipe III daur ulang murni dan gipsum tipe III daur ulang dengan penambahan
3. Apakah ada perbedaan perubahan dimensi gipsum tipe III komersial
dengan gipsum tipe III daur ulang murni dan gipsum tipe III daur ulang dengan
penambahan 10%, 20%, 30% gipsum tipe III komersial?
4. Apakah ada korelasi antara kekuatan kompresi dan perubahan dimensi
gipsum tipe III komersial dengan gipsum tipe III daur ulang dan gipsum tipe III daur
ulang dengan penambahan 10%, 20%, 30% gipsum tipe III komersial?
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah:
1. Untuk mengetahui struktur mikroskopis gipsum tipe III komersial, gipsum
tipe III daur ulang murni dan gipsum tipe III daur ulang dengan penambahan 10%,
20%, 30% gipsum tipe III komersial
2. Untuk mengetahui perbedaan kekuatan kompresi gipsum tipe III komersial
dengan gipsum tipe III daur ulang murni dan gipsum tipe III daur ulang dengan
penambahan 10%, 20%, 30% gipsum tipe III komersial
3. Untuk mengetahui perbedaan perubahan dimensi gipsum tipe III komersial
dengan gipsum tipe III daur ulang murni dan gipsum tipe III daur ulang dengan
penambahan 10%, 20%, 30% gipsum tipe III komersial
4. Untuk mengetahui korelasi antara kekuatan kompresi dan perubahan
dimensi gipsum tipe III komersial dengan gipsum tipe III daur ulang murni dan
gipsum tipe III daur ulang dengan penambahan 10%, 20%, 30% gipsum tipe III
1.5Manfaat Penelitian 1.5.1 Manfaat Teoritis
1. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan kontribusi atau sumbangan
bagi pengembangan ilmu pengetahuan kedokteran gigi.
2. Hasil penelitian ini diharapkan dapat dijadikan sebagai bahan referensi
untuk penelitian lebih lanjut tentang gipsum daur ulang di kedokteran gigi.
1.5.2Manfaat Praktis
1. Penelitian ini dapat memberi masukan bagi dokter gigi dan laboratoris
untuk memanfaatkan kembali limbah gipsum guna mencegah terjadinya pencemaran
lingkungan yang dapat mengganggu kesehatan masyarakat.
2. Penelitian ini dapat memberikan gambaran kepada dokter gigi dan
laboratoris mengenai kekuatan kompresi, perubahan dimensi serta struktur
