Post on 02-Jun-2018
8/10/2019 biomaterial KG
1/31
1
BLOK 7 BIOLOGI MOLEKULER
MODUL 5 BIOMATERIAL KEDOKTERAN GIGI
Disusun oleh : Kelompok 1
Khemal Ilham Rinaldy 1310015102
Jamilah Ibrahim 1310015110
Devi Sarfina 1310015105
Irmawati 1310015091
Cynthia Clarissa 1310015104
Jumiati 1310015097
Dini Sylvana 1310015107
Shalahuddin Al Amin 1310015113
Betrik Sefyana M 1310015120
Tutor : drg. Masyhudi, M.Si
FAKULTAS KEDOKTERAN
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN DOKTER GIGI
UNIVERSITAS MULAWARMAN
SAMARINDA
2014
8/10/2019 biomaterial KG
2/31
2
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena
terselesaikannya laporan DKK (Diskusi Kelompok Kecil) mengenai Biomaterial
Kedokteran Gigi. Laporan ini dibuat sesuai dengan gambaran jalannya proses DKK
kami, lengkap dengan pertanyaan pertanyaan dan jawaban yang disepakati oleh
kelompok kami.
Kami mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu
kami dalam proses pembuatan laporan DKK ini. Pertama, kami berterima kasih
kepada drg. Masyhudi, M.Si selaku tutor kami yang telah dengan sabar menuntun
kami selama proses DKK.Terima kasih pula kami ucapkan atas kerja sama rekan
sekelompok di Kelompok 1. Tidak lupa juga kami berterima kasih kepada semua
pihak yang telah membantu kami dalam mencari informasi maupun membuat laporan
DKK.
Akhir kata, kami sadar bahwa kesempuranaan tidak ada pada manusia oleh
sebab itu, kami mohon kritik dan saran dari pembaca untuk perbaikan di kemudian
hari. Semoga laporan ini bermanfaat bagi pembaca, baik sebagai referensi atau
perkembangan pengetahuan.
Hormat Kami,
Kelompok
8/10/2019 biomaterial KG
3/31
3
DAFTAR ISI
Kata pengantar .......................................................................................................... i
Daftar isi ..................................................................................................................... ii
BAB 1 Pendahuluan
1.1.Latar Belakang ............................................................................................... 1
1.2.Tujuan ............................................................................................................. 2
1.3.
Manfaat ........................................................................................................... 2
BAB 2 Pembahasan
2.1Step 1 : Identifikasi Istilah Asing ................................................................... 3
2.2Step 2 : Identifikasi Masalah .......................................................................... 4
2.3Step 3 : Curah Pendapat ................................................................................. 4
2.4Step 4 : Peta Konsep ....................................................................................... 7
2.5
Step 5 : Learning Objective ............................................................................ 8
2.6
Step 6 : Belajar Mandiri. 8
2.7Step 7 : Sintesis .............................................................................................. 8
BAB 3 Penutup
3.1. Kesimpulan .................................................................................................... 27
3.2. Saran ............................................................................................................... 27
Daftar Pustaka ........................................................................................................... 28
8/10/2019 biomaterial KG
4/31
4
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Biomaterial adalah suatu material tak-hidup yang digunakan sebagai
perangkat medis dan mampu berinteraksi dengan sistem biologis. Adanya
interaksi ini mengharuskan setiap biomaterial memiliki sifat biokompatibilitas,
yaitu kemampuan suatu material untuk bekerja selaras dengan tubuh tanpamenimbulkan efek lain yang berbahaya. Bidang biomaterial didesain untuk
memberikan pemahaman dan pengajaran di bidang fisika, kimia dan biologi dari
material, dan juga dengan berbagai bidang dari teknik secara umum seperti
matematika, kemasyarakatan, dan ilmu sosial. Sebagai tambahan, mahasiswa
yang berurusan dengan bidang ini harus mencapai pemahaman yang mendalam
dan berusaha untuk memperoleh pengalaman pada penelitian biomaterial.
Material buatan manusia meningkat sesuai dengan penggunaan aplikasinya
seperti pada drug-delivery dan terapi gen, perancah untuk rekayasa jaringan
(tissue engineering), penggantian bagian tubuh (Brody replacement), serta alat
biomedis dan aplikasi terhadap bidang kedokteran gigi. B i o mate r i a l
b e r kenaan d en g an as p ek b i d an g ma t e r i a l da r i p e r a l a t a n m ed is .
Seorang ilmuwan biomaterial berurusan dengan sifat kimia dan fisika
dari material dan kecocokannya untuk perangkat khusus. Hal tersebut
berkaitan dengan bagaimana sifat ini berubah dengan lingkungan biologis dan
bagaimana material mempengaruhi tubuh. Pembelaj aran mengenai
keterkaitan tersebut sangat penting untuk dipelajari dan sangat
berkembang pesa t saat in i. Biomater ial memperbaiki ku al it as hidup
sekaligus menyelamatkan nyawa banyak orang tiap tahunnya.
8/10/2019 biomaterial KG
5/31
5
1.2 Tujuan
1. Mengetahui sifat mekanis dan fisik pada dental material kedokteran gigi.
2. Mengetahui material yang digunakan dalam bidang kedokteran gigi.
3. Mengetahui fungsi dental material dalam bidang kedokteran gigi.
4. Mengetahui penerapan dari sifat mekanis dan fisik dalam material
kedokterangigi.
1.3 Manfaat
Dapat memahami syarat serta sifat dari biomaterial serta cara pengujian dan
manfaat atau fungsi daripada biomaterial itu sendiri.
8/10/2019 biomaterial KG
6/31
8/10/2019 biomaterial KG
7/31
7
biologis
4. Lisensi : memberi izin
5. Mukosa : lapisan epitel yang menutupi/melapisi rongga mulut
6. In vitro :Penelitian yang dilakukan di dalam tabung uji/kultur di
labolatorium
7. In vivo : Penelitian yang dilakukan menggunakan subjek manusia
atau hewan
2.2 STEP 2 (IDENTIFIKASI MASALAH)
Identifikasi Masalah
1. Bahan apa saja yang digunakan untuk bahan tambalan?
2. Apa saja kriteria bahan tambal yang dapat diterima kondisi tubuh?
3. Apa saja sifat fisik bahan tambal?
4. Apa saja sifat mekanik biomaterial?
5. Bagaimana cara menguji mekanik biomaterial?
6. Bagaimana pengaruh biomaterial terhadap lingkungan rongga mulut?
7. Apa yang menyebabkan bahan tersebut tidak biokompatibel?
2.3STEP 3 (CURAH PENDAPAT)
Analisis Masalah
1. Bahan yang digunakan untuk tambalan adalah :
a. Amalgam : berwarna keperakan, mengandung merkuri yang tidak baik
untuk tubuh, tidak baik dalam estetika, campuran beberapa logam dan
merkuri. Amalgam mempunyai komponen utama liquid yang berupa
merkuri, powder yang berupa timah, tembaga, perak. Menurtu WHO
amalgam aman selama tidak tertelan tetapi ketahanannya lebih lama.
b. Komposit merupakan bahan tambal yang aman untuk digunakan karena
8/10/2019 biomaterial KG
8/31
8
tidak mengandung merkuri, perak, tembaga yang berbahaya untuk tubuh.
Komposit juga menghasilkan estetika yang baik dan bagus.
2. Kriteria bahan tambal yang dapat diterima kondisi tubuh sebagai berikut:
Bahan tersebut tidak boleh membahayakan pulpa dan jaringan lunak
Bahan tersebut tidak boleh mengandung substansial toksik yang larut
dalam air, yang dapat dilepaskan dan diserap ke dalam sistem
sirkulasi
Bahan tersebut harus bebas dari bahan berpotensi menimbulkan
sensitivitas yang dapat menyebabkan alergiBahan tersebut tidak
memiliki potensi karsinogen
3.
Sifat fisik bahan tambal antara lain :
a. Abrasi : kekerasan bahan tersebut dari abrasi membandingkan dengan
klasifikasi tertentu
b.
Kekentalan : kosistensi bergantung pada perubahan wujudnya sebelumjadi cairan
c. Struktur dan reaksi tekanan menetukan ketepatan aplikasi bahan
d. Crepp dan aliran
e. Warna dan persepsi warna
f. Sifat solubility
4. Sifat mekanik biomaterial
a.
Brinell hardness test digunkan untuk menentukan kekerasan logam uji
berinell dalam kedokteran gigi ialah dapat menentukan kekerasan bahan
bersifat logam yang digunakan dalam kedokteran gigi.
b. Rockwll berguna untuk mengevaluasi kekerasan permukaan bahan
8/10/2019 biomaterial KG
9/31
9
plastik di kedokteran gigi
c. Kekuatan fatik, kekuatan dimana ketika sebuah material mengalami
kelelahan akibat tegangan berkali-kali atau dapat disebut juga batas
kelelahan
d. Tensile stress, kekuatan untuk mempertahankan diri terhadap deformasi
atau perubahan
e. Kompresi, terjadi bila benda di tempatkan di bawah beban yang
cenderung menekan dan mengarah pada pemendekan materia
f. Adehsi, perlekatan bahan biomaterial ke dalam jaringan tubuh
g.
Tekanan strenght, tarik ; disebabkan benda yang memegangkan
kompresi, geser;cenderung menahan pergeseran dari satu ke yang lain,
elastis; beban dilepas kembali ke semula, plastis; perubahan bentuk yang
permanen
5.Ada beberapa uji kekerasan : berdasarkan kadar kemampuan permukaan suatu
bahan untuk menahan pentrasi benda tajam dibawah beban tertentu yaitu :
a.
Brinell : digunakan untuk menentukan kekerasan logam contohnya
amalgam
b. Rockwell : berguna untuk mengevaluasi kekerasan permukaan bahan
shore plastik
c. Barcol
d. Vickersknop
6.
Pengaruh biomaterial terhadap lingkungan rongga mulut dilihat dari segi
biologinya tidak mengandung racun, baik untuk pasien dokter dan perawat
yang bersangkutan, selain itu tidak mengiritasi rongga mulut dan tidak bersifat
alrergi dan karsinogen. Sedangkan dari segi biokompatibilitas adalah
8/10/2019 biomaterial KG
10/31
10
berkonntak dengan jaringan lunak dalam mulut, mengisi saluran akan dan
mempengaruhi jaringan keras
7.Yang menyebabkan bahan tersebut tidak biokompatibel adalah bahan yang
tidak cocok untuk rongga mulu. Kondisi seorang pasien juga menyebabkan
bahan tidak biokompatibel dan juga kondisi seseorang berpengaruh terhadap
reaksi yang terjadi pada bahan dental
2.4
STEP 4 (PETA KONSEP)
BIOMATERIAL
JENIS-JENIS
RESPON TUBUH
UJI BAHAN
SYARAT
SIFAT
ALERGI
8/10/2019 biomaterial KG
11/31
11
2.5
STEP 5 (LEARNING OBJECTIVE)
Identifikasi sasaran belajar
1. Jenis-Jenis Biomaterial
2. Syarat-Syarat atau Kriteria Biomaterial
3. Sifat-Sifat Biomaterial
a. Fisik
b. Mekanik
4. Pengujian dari Biomaterial
a. Mekanisme
b. Evaluasi
5. Respon Tubuh terhadap Biomaterial
2.6 STEP 6 (BELAJAR MANDIRI)
Pada step ini, kami melakukan pembelajaran mandiri secara individu dan
kelompok serta mencari jawaban learning objective dari berbagai referensi.
2.6
STEP 7 (SINTESIS MASALAH)
1. Jenis Biomaterial
a. Biomaterial sintetik
Kebanyakan biomaterial sintetik yang digunakan untuk implantasi
adalah material umum yang sudah lazim digunakan oleh para insiyur dan
ahli material. Pada umumnya, material ini dapat dibagi menjadi beberapa
kategori, yaitu : logam, keramik, polimer dan komposit.
i. Logam
Sebagai bagian dari material, logam merupakan material yang
sangat banyak digunakan untuk implantasi load-bearing. Misalnya,
beberapa dari kebanyakan pembedahan ortopedi pada umumnya
8/10/2019 biomaterial KG
12/31
12
melibatkan implantasi dari material logam. Mulai dari hal sederhana
seperti kawat dan sekrup untuk pelat yang bebas dari patah sampai pada
total joint prostheses (tulang sendi buatan) untuk pangkal paha, lutut,
bahu, pergelangan kaki dan banyak lagi. Dalam ortopedi, implantasi
bahan logam digunakan pada pembedahan maxillofacial,
cardiovascular, dan sebagai material dental. Walaupun banyak logam
dan paduannya digunakan untuk aplikasi peralatan medis, tetapi yang
paling sering digunakan adalah baja tahan karat, titanium murni dan
titanium paduan, serta paduan cobalt-base
ii.
Polimer
Berbagai jenis polimer banyak digunakan untuk obat-obatan
sebagai biomaterial. Aplikasinya mulai dari wajah/muka buatan sampai
pada pipa tenggorokan, dari ginjal dan bagian hati sampai pada
komponen-komponen dari jantung, serta material untuk gigi buatan
sampai pada material untuk pangkal paha dan tulang sendi lutut.
Material polimer untuk biomaterial ini juga digunakan untuk bahan
perekat medis dan penutup, serta pelapis yang digunakan untuk berbagai
tujuan.
iii.Keramik
Keramik juga telah banyak digunakan sebagai material pengganti
dalam ilmu kedokteran gigi. Hal ini meliputi material untuk Mahkota
gigi, tambalan dan gigi tiruan. Tetapi, kegunaannya dalam bidang lain
dari pengobatan medis tidak terlihat begitu banyak bila dibandingkan
dengan logam dan polimer. Hal ini dikarenakan ketangguhan retak yang
buruk dari keramik yang akan sangat membatasi penggunaannya untuk
aplikasi pembebanan. Material keramik sedikit digunakan untuk
pengganti tulang sendi (joint replacement), perbaikan tulang (bone
repair) dan penambahan tulang (augmentation).
8/10/2019 biomaterial KG
13/31
13
iv.Komposit
Biomaterial komposit yang sangat cocok dan baik digunakan di
bidang kedokteran gigi adalah sebagai material pengganti atau tambalan
gigi. Walaupun masih terdapat material komposit lain seperti komposit
karbon-karbon dan komposit polimer berpenguat karbon yang dapat
digunakan pada perbaikan tulang dan penggantian tulang sendi karena
memiliki nilai modulus elastis yang rendah, tetapi material ini tidak
menampakkan adanya kombinasi dari sifat mekanik dan biologis yang
sesuai untuk aplikasinya. Tetapi juga, material komposit sangat banyak
digunakan untuk prosthetic limbs (tungkai buatan), dimana terdapat
kombinasi dari densitas/berat yang rendah dan kekuatan yang tinggi
sehingga membuat material ini cocok untuk aplikasinya.
b. Biomaterial alam
Beberapa material yang diperoleh dari binatang atau tumbuhan
ada pula yang penggunaannya sebagai biomaterial yang layak digunakan
secara luas. Keuntungan pada penggunaan material alam untuk implantasi
adalah material ini hampir sama dengan material yang ada pada tubuh.
Menyikapi hal ini, maka terdapat bidang lain yang cukup berkembang dan
baik untuk dipahami yaitu bidang biomimetics. Material alam biasanya
tidak memberikan adanya bahaya racun yang sering dijumpai pada material
sintetik. Dan juga, material ini dapat membawa protein spesifik yang
terikat didalamnya dan sinyal biokimia lainnya yang mungkin dapat
membantu proses penyembuhan, pemulihan dan integrasi dari jaringan
(tissue). Selain itu, material alam dapat juga digunakan untuk mengatasi
masalah immunogenicity.
Masalah lain yang berkaitan dengan material ini adalah
kecenderungannya untuk berubah sifat atau terdekomposisi pada
temperatur dibawah titik lelehnya. Hal ini tentu akan membatasi proses
8/10/2019 biomaterial KG
14/31
14
fabrikasinya menjadi material implantasi menjadi beragam bentuk dan
ukuran. Contoh dari material alam adalah kolagen, yang hanya terdapat
dalam bentuk serat, mempunyai struktur triple-helix, dan merupakan
protein yang sangat banyak terdapat pada binatang diseluruh dunia.
Sebagai contoh, hampir 50 % protein pada kulit sapi adalah kolagen. Hal
tersebut membentuk komponen yang signifikan dari jaringan penghubung
seperti tulang, tendon, ligament dan kulit. Terdapat kurang lebih sepuluh
jenis berbeda dari kolagen dalam tubuh, yaitu :
Tipe I ditemukan terutama pada kulit, tulang dan tendon
Tipe II ditemukan pada tulang rawan arteri pada tulang sendi dan
Tipe III merupakan unsur utama dari pembuluh darah.
Kolagen sudah banyak dipelajari untuk digunakan sebagai
biomaterial. Material implantasi ini biasanya dalam bentuk sponge yang
tidak memiliki kekuatan mekanik atau kekakuan yang signifikan. Material
ini sangat menjanjikan sebagai perancah untuk pertumbuhan jaringan-baru
(neotissue growth) dan tersedia juga sebagai produk untuk penyembuh
luka. Injectable collagen (kolagen yang disuntikkan atau dimasukkan kedalam tubuh) sangat banyak digunakan untuk proses augmentasi
(penambah) atau pembangun dari jaringan dermal (dermal tissue) untuk
bahan kosmetik. Material alam lain yang ditinjau masih dalam tahap
pertimbangan, termasuk karang, chitin (dari serangga dan binatang berkulit
keras seperti udang, kepiting dan lain-lain), keratin (dari rambut), dan
selulosa (dari tumbuhan).
2. Syarat Biomaterial dalam kedokteran gigi
Syarat-syarat bahan biomaterial dalam kedokteran gigi mencakup hal
berikut:
a. Bahan tersebut tidak boleh membahayakan pulpa dan jaringan lunak.
8/10/2019 biomaterial KG
15/31
15
b. Bahan tersebut harus bebas dari bahan berpotensi menimbulkan
sensitivitas yang dapat menyebabkan suatu respons alergi .
c. Bahan tersebut tidak boleh mengandung substansi toksik yang larut
dala air, yang dapat dilepaskan dan diserap ke dalam sistem sirkulasi
sehingga menyebabkan respons toksik sistemik.
d. Bahan tersbut harus tidak mempunyai potensi karsinogen.
e. Bahan tersebut harus biokompabilitas artinya kemampuan suatu bahan
bisa menyesuaikan diri dengan lingkungan dimana bahan tersebut
tidak membahayakan.
f.
Berikatan secara permanen pada struktur gigi dan tulang.
g. Memiliki estetik yang baik sehingga tidak merubah struktur gigi dan
jaringan lainnya yang tampak.
h. Memiliki sifat yang sama dengan email, dentin, dan jaringan lainnya.
i. Dapat memicu terjadinya proses regenerasi pada jaringan yang rusak.
j. Memiliki ketahanan yang baik untuk mempertahankan siklus daya
tahan pembebanan tulang dan sendi.
3. Sifat Fisik dan Mekanis Biomaterial
a. Sifat fisik
i.Abrasi Dan Ketahanan Abrasi
Kekerasan sering kali digunakan sebagai petunjuk dari
kemampuan suatu bahan menahan abrasi atau pengikisan. Namun,
abrasi merupakan mekanisme kompleks pada lingkungan mulut
yang mencakup interaksi antara sejumlah faktor. Untuk alasan ini,
peran kekerasan sebagai suatu prediktor ketahanan abrasi adalah
terbatas. Seringkali abrasi digunakan untuk membandingkan bahan-
bahan dengan klasifikasi tertentu, seperti satu merek logam tuang
dengan merek lain jenis logam tuang campuran yang sama. Tapi
8/10/2019 biomaterial KG
16/31
16
kekerasan kurang sahih bila digunakan untuk mengevaluasi kelas
bahan yang berbeda, seperti bahan logam dengan resin sintetik.
Keterandalan pengujian in vitro terhadap ketahanan abrasi adalah
sesuatu yang dirangcang untuk mensimulasi sedekat mungkin jenis
abrasi tertentu dimana bahan akan digunakan secara in vivo.
Meskipun demikian, pengujian keausan secara in vitro tidak selalu
memprediksi keausan in vivo secara akurat karena besarnya
kerumitan di bidang klinis. Pengikisan email oleh keramik dan bahan
restorasi lainnya tidak di ketahui. Namun, kekerasan suatu bahan
hanyalah satu dari banyak faktor yang mempengaruhi keausan
permukaan email yang berkontak dengan bahan. Faktor utama lain
termasuk tekanan gigitan, frekwensi pengunyahan, sifat abrasif
makanan, komposisi cairan, perubahan temperatur, kekerasan tiap
permukaan, sifat fisik bahan, dan ketidakteraturan permukaaan gigi
seoerti adanya alur (groove), ceruk ( Pit) atau lingir (ridge) anatomis
yang kecil. Pengikisan email gigi yang berlebihan oleh mahkota
keramik lawannya cenderung terjadi pada pasien dengan tekanan
gigit yang kuat dan permakaan keramik yang kasar. Meskipun
klinisi tidak dapat mengendalikan tekanan gigit seorang pasien,
mereka dapat memoles permukaan keramik yang aus untuk
mengurangi tingkat keausan email yang destruktif.
ii. Kekentalan
Diskusi mengenai sifat fisik bahan kedokteran gigi
terutama dititik beratkan pada sifat bahan padat tersebut yang
terpajan berbagai jenis tekanan pada temperatur ruangan atau
temperatur mulut. Namun, kebanyakan, logam- logam ini
berwujud cair pada tahap-tahap tertentu dalam aplikasinya dalam
8/10/2019 biomaterial KG
17/31
17
bidang kedokteran gigi. Lebih jauh lagi, keberhasilan atau kegagalan
dari suatu bahan tertentu bergantung pada sifatnya dalam wujud cair
sama seperti sifatnya dalam wujud padat. Produk gipsum yang
digunakan dalam pembentukan dent "die", serta logam tuang adalah
bahan-bahan berbentuk cairan yang menjadi struktur yang padat
diluar mulut. Bahan amorf seperti malam dan resin nampaknya
padat tetapi sebenarnya cairan yang didinginkan dibawah titik normal
yang mengallir seperti plastik an mudah di bentuk (ireversibel)
atau bersifat elastik (reversible) dibawah tekanan rendah. Cara-cara
dimana bahan-bahan ini berubah bentuk atau mengalir bila dipajankan
pada tekanan adalah penting dalam penggunaannya dalam kedokteran
gigi. Penelitian perihal karakteristik aliran merupakan dasar bagi
ilmu reologi. Meskipun suatu cairan tidak dapat menahan tekanan
geser (gaya geser per unit daerah geser), kebanyakan cairan, bila
dibuat bergerak, menahan gaya beban yang membuatnya bergerak.
Ketahanan untuk bergerak disebut viskositas atau kekentalan dan
dikendalikan oleh gaya friksi internal didalam cairan. Kekentalan
adalah ukuran konsistensi suatu cairan beserta
ketidakmampuannya untuk mengalir. Cairan dengan kekentalan tinggi
mengalir lambat karena viskositasnya yang tinggi. Bahan kedokteran
gigi mempunyai kekentalan yang berbeda bila digunakan untuk
penerapan klinis tertentu. Perbedaan kekentalan ini dikenal oleh
asisten dokter gigi, dokter gig itu sendiri beserta siswa kedokteran
gigi yang membandingkan sifat aliran semen ionomer-kaca, yang
lebih kental dari semen seng fosfat, bila keduanya dicampur dengan
tepat sebagai bahan perekat. Bila suatu cairan berada berada pada
ruang diantara dua lempeng metal; maka lempeng bawah tidak dapat
bergerak dan lempeng atas digerakkan dalam kecepatan (V) tertentu,
8/10/2019 biomaterial KG
18/31
18
maka suatu gaya (F) diperlukan untuk mengatasi tarikan yang
dihasilkan oleh friksi (viskositas dari cairan). Tekanan adalah gaya per
unit daerah yang terjadi dalam suatu struktur bila di aplikasikan
gaya eksternal. Tekanan yang dihasilkan menyebabkan terjadinya
suatu perubahan bentuk atau tegangan yang dikalkulasikan sebagai
perubahan panjang dibagi dengan panjang awal. Bila lempeng-
lempeng memiliki daerah A, tekanan geser () dapat dirumuskan
sebagai = F/A. Besarnya tegangan geser atau besarnya perubahan
bentuk adalah ( = V/d, dimana d adalah jarak kedua lempeng dan V
adalah kecepatan cairan). Untuk masing-masing perbedaan nilai F,
diperoleh nilai baru untuk V, dan suatu kurva dapat diperoleh untuk
menggambarkan gaya versus kecepatan analog dengan beban beban
versus kurva perpindahan yang berasal dari pengukuran statis pada
benda padat. Suatu cairan "ideal" menunjukkan tekanan geser yang
sebanding dengan besarnya tegangan, dan karena itu kurvanya adalah
garis lurus. Sifat seperti ini disebut newtonian. Karena kekentalan
() didefinisikan sebagai tekanan geser dibagi besarnya tegangan
(/), suatu cairan newtonian memiliki kekentalan konstan dan
menunjukkan kemiringan tekanan geser yang konstan. Viskositas
atau kekentalan diukur dalam unit MPa per detik (centipoise[cP]) dan
tentu saja semakin tinggi nilainya semakin besar kental bahan tersebut.
Misalnya air murni pada suhu 20C memiliki kekentalan 1,0 cP,
sementara kekentalan sirup manis kurang lebih 300.000cP dan kurang
lebih sama dengan bahan cetak hidrokoloid bersifat agar (281.000 cP
pada temperatur 45). Banyak bahan kedokteran gigi menunjukkan
sifat pseudoplastik. Sifat ini menunjukkan kekentalan yang semakin
berkurang dengan meningkatnya besar geseran sampai mencapai
nilai yang hampir konstan. Sifat yang berlawanan dengan
8/10/2019 biomaterial KG
19/31
19
pseudoplastik adalah sifat dilatant. Cairan ini menjadi lebih kaku
bila tingkat perubahan bentuk meningkat. Sedangkan sifat plastik
adalah sifat dari bahan yang bersifat sampai benda padat sampai nilai
minimal tekanan geser tercapai. Saus tomat adalah contoh yang
umum. Pukulan yang keras pada botol biasanya diperlukan untuk
menghasilkan aliran yang pertama.. Kekentalan dari kebanyakan
cairan meningkat cepat dengan meningkatnya temperatur. Kekentalan
bergantung pada perubahan wujud sebelumnya dari cairan. Suatu
jenis cairan yang menjadi kurang kental dan lebih cair dibawah
tekanan, disebut tiksotropik. Pasta profilaksisis gigi, plaster,
semen resin, dan beberapa bahan cetak adalah tiksotropik. Sifat
tiksotropik dari bahan-bahan ini menguntungkan karena membuat
bahan tidak mengalir dari sendok cetak sampai dapat diletakkan diatas
jaringan mulut, sedang pasta profilaksis tidak mengalir dari
mangkuk karet sampai mangkuk berputar terhadap gigi yang akan
dibersihkan. Bila bahan-bahan diaduk cepat dan kekentalannya diukur,
nilai yang lebih rendah diperoleh bila dibandingkan bahan tersebut
tidak diapa-apakan. Kekentalan suatu bahan kedokteran gigi
menentukan ketepatannya untuk aplikasi tertentu. Sifat kurva
tekanan geser-tegangan dapat manjadi hal yang penting dalam
menentukan cara terbaik untuk memanipulasi suatu bahan.
iii. Struktur Dan Relaksasi Tekanan
Setelah suatu senyawa diubah bentuk secara permanen
(deformasi plastik), akan ada tekanan internal yang terjebak. Sebagai
contoh, dalam suatu senyawa kristal, atom-atom dalam pola ruang
geometrik berubah tempat, dan system tersebut tidak dalam
keseimbangan. Hal yang sama berlaku untuk struktur amorf, yaitu
8/10/2019 biomaterial KG
20/31
20
beberapa molekul menjadi terlalu berdekatan dan yang lain menjadi
terlalu berjauhan setelah senyawa tersebut diubah bentuknya secara
permanen. Diketahui bahwa ternyata situasi tersebut tidaklah stabil.
Atom-atom yang berpindah tidak berada dalam posisi yang seimbang.
Melalui proses difusi wujud padat yang diatur oleh energi termal,
atom-atom tersebut perlaha-lahan kembali ke posisi seimbangnya.
Hasilnya adalah perubahan dalam bentuk dan kontur benda padat
sebagai manifestasi besar dari pengaturan kembali posisi atom atau
molekul. Bahan tersebut melengkung atau distorsi. Dilepaskannya
tekanandikenal sebagai relaksasi. Kecepatan relaksasi meningkat
dengan meningkatnya temperatur.Misalnya bila suatu kawat di
tekuk, kawat tersebut cenderung menjadi lurus kembali bila
dipanaskan sampai temperatur tinggi. Pada temperatur kamar,
relaksasi atau difusi seperti itu mungkin diabaikan. Namun sebaliknya,
ada bahan kedokteran gigi bukan kristal seperti malam, resin dan
gel, yang ketika dimanipulasi dan didinginkan, kemudian dapat
mengalami relaksasi atau distorsi pada temperatur yang meningkat.
iv. Creep Dan Aliran
Bila suatu logam dipanaskan mendekati titik leburnya
dan dipajankan pada tekanan konstan, geseran yang dihasilkan akan
meningkat sebanding dengan fungsi waktu. Creep didefinisikan
sebagai geseran plastik yang bergantung pada waktu dari suatu bahan
dibawah muatan statis atau muatan konstan. Fenomena yang
berhubungan dengan kelengkungan adalah potensi perubahan bentuk
dari struktur logam mahkota jembatan panjang pada temperatur
pembakaran porselen di bawah pengaruh masa gigi tiruan. Untuk
ketebalan tertentu, massa mahkota tiruan yang lebih tinggi biiasanya
8/10/2019 biomaterial KG
21/31
21
mengalami tekanan fleksural yang lebih besar, jadi lebih besar
fleksural creepnya. Aliran logam biasanya terjadi begitu temperatur
mendekati beberapa ratus derajat dari kisaran temperatur lebur. Logam
yang digunakan dalam kedokteran gigi untuk restorasi tuang atau
substrat untuk vinir porselen mempunyai titik lebur yang sedikit
lebih tinggi dari temperature mulut dan karenanya tidak rentan
terhadap deformasi creep, kecuali bila dipanaskan hingga temperatur
yang amat tinggi. Pengecualian yang amat penting adalah amalgam
yang digunakan dalam kedokteran gigi, yang memiliki komponen
dengan titik lebur yang hanya sedikit diatas temperatur ruangan.
Karena kisaran leburnya rendah, amalgam kedokteran gigi dapat
mengalir perlahan pada daerah yang di restorasi, di bawah
tekanan periodik yang di pertahankan seperti yang akan terjadi pada
pasien yang mempunyai kebiasaan clenching. Karena creep
menyebabkan deformasi plastik terus-menerus, proses tersebut akan
merusak bahan restorasi. Istilah lain yang hampir sinonim dengan
creep adalah aliran. Perlu diingat kembali bahwa 'aliran' digunakan
dalam pembahasan sifat reologi dari cairan dan sekarang diterapkan
pada bahan amorf, yang tidak mengherankan bila sekarang kita
mempertimbangkan strukturnya. Silly Putty adalah contoh yang baik
untuk substansi tersebut. Bahan tersebut patah pada tingkat regangan
yang cepat, namun bila ditempatkan sebagai suatu bulatan diatas suatu
bidang datar dan dibiarkan beberaoa waktu, bahan tersebut akan
menjadi gepeng karena beratnya sendiri. Untuk menggambarkan
reologi dari bahan amorf seperti malam, umumnya istilah yang
digunakan dalam kedokteran gigi adalah 'aliran', bukan 'creep'. Aliran
dari malam adalah ukuran dari kemampuannya untuk berubah bentuk
di bawah muatan status yang kecil, bahkan dihubungkan dengan
8/10/2019 biomaterial KG
22/31
22
massanya sendiri. Meskipun aliran atau creep dapat diukur dibawah
berbagai jenis tekanan, namun kompresi lebih sering di gunakan dalam
pengujian bahan kedokteran gigi. Sebuah silinder dengan ukuran
tertentu dipajankan terhadap tekanan kompresif tertentu untuk waktu
dan temperatur tertentu. Creep atau aliran diukur sebagai persentasi
pemendekan yang terjadi dalam kondisi pengujian ini. Creep adalah
pertimbangan penting bagi bahan kedokteran gigi apapun, yang
harus dipertahankan pada temperatur yang mendekati titik leleh untuk
periode yang diperpanjang.
v. Warna Dan Persepsi Warna
Tujuan lain dari perawatan gigi yang penting adalah
merestorasi warna dan penampilan gigi asli. Cahaya adalah radiasi
elektromagnetik yang dapat terdeteksi oleh mata manusia. Mata
sensitif terhadap panjang gelombang lebih kurang 400 (violet) sampai
700nm (merah gelap). Intensitas cahaya yang dipantulkan dan
kombinasi intensitas panjang gelombang yang ada pada pancaran
cahaya menentukan sifat penampilan (corak, nilai, dan kroma).
Aggar suatu obyek dapat dilihat, obyek harus dapat memantulkan
atau meneruskan cahaya yang diterimanya dari sumber diluar. Cahaya
yang ada biasanya polikromatik, yaitu beberapa campuran dari
berbagai panjang gelombang. Cahaya yang ada dihamburkan atau
diserap secara selektif stsu keduanya, pada panjang gelombang
tertentu.. Distribusi spektrum dan cahaya yang dipantulkan atau
diteruskan menyerupai cahaya yang terlihat, meskipun panjang
gelombang tertentu menjadi berkurang besarnya. Fenomena
penglihatan, dan istilah tertentu, dapat digambarkan dengan
mempertimbangkan respon mata manusia terhadap cahaya yang
8/10/2019 biomaterial KG
23/31
23
datang dari suatu obyek. Cahaya dari suatu obtek yang diterima oleh
mata difokuskan pada retina dan di ubah menjadi impuls syaraf yang
diteruskan ke otak. Sel yang berbentuk konus pada retina mata,
bertanggung jawab atas penglihatan warna. Sel-sel ini mempunyai
intensitas yang diperlukan untuk melihat warna dan juga
menunjukkan suatu kurva respon yang berhubungan dengan panjang
gelombang cahaya yang ada. Karena respon syaraf menyangkut
penglihatan warna, maka stimulasi terus menerus dari satu warna
bisa menyebabkan kelelahan warna dan penurunananrespon mata.
Sinyal dari retina diproses oleh otak untuk menghasilkan persepsi
warna psiko-fisiologis. Dalam pengertian ilmiah, seseorang
mungkin menyamakan mata manusia dengan kolorimeter yang amat
sensitif membedakan warna, yaitu suatu instrumen ilmiah yang
mengukur intensitas dan panjang gelombang cahaya. Meskipun
kolorometer lebih tajam dari mata manusia dalam mengukur sedikit
perbedaan warna pada obyek berwarna, hal ini dapat menjadi tidak
akurat bila digunakan pada permukaan kasar atau melengkung. Mata
dapat membedakan antara warna yang terlihat berdampingan pada
permukaan halus atau tidak teratur, baik melengkung maupun datar.
Penggambaran verbal warna tidak cukup akurat untuk
menggambarkan penampilan gigi. Untuk menggambarkan secara
akurat persepsi kita terhadap cahaya yang dipantulkan dari
permukaan gigi atau restorasi, ada 3 variabel yang harus di ukur,yaitu
corak, nilai dan kroma. Corak, digambarkan sebagai warna
dominan dari suatu obyek, misalnya merah, hijau atau biru. Ini
mengacu pada panjang gelombang dominan yang ada di distribusi
spektrum. Nilai, adalah terang atau gelap suatu warna yang dapat di
ukur diluar corak. Corak meningkat semakin keatas lebih putih atau
8/10/2019 biomaterial KG
24/31
24
terang dan menurun ke bawah semakin gelap atau hitam. Sedangkan
kroma, mewakili derajat kejenuhan suatu corak tertentu. Semakin
tinggi kroma, warna semakin tajam. Kroma tidak berdiri sendiri,
tetapi selalu dihubungkan dengan corak dan nilai. Dalam laboratorium
gigi, penyesuaian warana dikerjakan dengan petunjuk warna (shade
Guide) untuk memilih warna vinir keramik, inlai atau mahkota
tiruan yang akan dibuat oleh teknisi laboratorium. Dengan
menggunakan contoh-contoh warna ini dokter gigi dapat
menunjukkan warna yang dikehendakinya pada teknisi yang akan
membuat warna tersebut dilaboratorium. Karena distribusi spektrum
cahaya yang di pantulkan atau diteruskan melalui suatu obyek
bergantung pada kandungan spektrum cahaya yang ada,
penampilan suatu obyek amat bergantung pada sifat cahaya
dimana obyek tersebut dipandang. Obyek yang nampak berwarna
sama dilihat dengan satu jenis cahaya, mungkin nampak berbeda
dibawah sumber cahaya yang lain. Fenomena ini disebut
metamerisme. Struktur gigi alami menyerap cahaya pada panjang
gelombang yang terlalu pendek untuk dilihat dengan mata manusia.
Panjang gelombang ini antar 300-400nm, disebut sebagai radiasi
mendekati ultraviolet. Energi yang diserap oleh gigi diubah menjadi
cahaya dengan panjang gelombang yang lebih panjang, sehingga
sebenarnya gigi itu sendiri sudah menjadi sumber cahaya, Fenomeni
ini disebut fluoresensi.
Sifat Solubility dan Sorption
Kelarutan dan penyerapan dilaporkan dengan 2 cara:
1. Presentasi berat material yang larut atau diserap
8/10/2019 biomaterial KG
25/31
25
2. Berat material yang larut atau diserap per unit luas
permukaan (mis:mg/cm2).
Solubilitas = kelarutan, misalnya semen zinc phosphat lebih larut
dalam saliva dari pada air suling.
Absorpsi = penyerapan cairan oleh material padat. Misalnya:
keseimbangan absorpsi air oleh akrilik sekitar 2 %.
Adsorpsi = konsentrasi molekul pada permukaan material padat
atau cair. Misalnya: Adsorpsi komponen saliva pada
permukaan struktur gigi, adsorpsi detergen pada permukaan
model malam.
b. Sifat mekanis
Sifat mekanis adalah respon yang terukur, baik elastik (
reversibel/ dapat kembali ke bentuk semula bila tekanan dilepaskan) dan
plastis (irreversibel/ tidak dapat kembali ke bentuk semula atau tidak
elastik) dari bahan bila terkena gaya atau distribusi tekanan. Sifat mekanis
dibatasi oleh hukum-hukum mekanika, yaitu ilmu fisika yang
berhubungan dengan tekanan dan energi serta efeknya pada benda.
Pembahasan lebih berkisar pada keadaan statik, bukan pada benda dinamis
yang bergerak. Sifat mekanis utama yang akan dibahas dalam kajian
berikut adalah:
1. Perubahan bentuk elastik atau reversibel, meliputi batas
kesetimbangan, daya lenting (resilience) dan modulus elatisitas,
2. Perubahan bentuk plastis atau ireversibel, seperti persentase elongasi,
Gabungan perubahan elastik dan plastis, seperti kekakuan dan
kekuatan luluh. Namun sebelum membahas sifat-sifat ini, perlu di
pahami dulu konsep yang mendasarinya yaitu konsep tekanan dan
regangan. Tekanan Dan Regangan Tekanan adalah gaya per unit daerah
8/10/2019 biomaterial KG
26/31
26
yang bekerja pada berjuta-juta atom atau molekul pada bidang tertentu
suatu bahan.Kekuatan suatu bahan didefinisikan sebagai besar rata-rata
tekanan dimana suatu bahan menunjukkan deformasi plastis dalam jumlah
tertentu atau terjadi fraktur dari beberapa contoh bahan pengujian dengan
bentuk dan ukuran yang sama. Bila suatu gaya eksternal bekerja pada
benda padat, terjadi reaksi untuk melawan gaya tadi yang besarnya setara
namun arahnya berlawanan dengan gaya eksternal. Gaya yang di
aplikasikan di bagi dengan daerah dimana gaya tersebut bekerja pada
benda itu adalah nilai tekanan yang dihasilkan pada struktur tersebut.
Suatu gaya tarik menghasilkan tekanan tarik (tensille stress), Gaya
kompresi menghasilkan tekanan kompresi, dan gaya geser menghasilkan
kekuatan geser. Gaya membengkokkan suatu benda dapat menghasilkan
ketiga macam tekanan pada struktur tersebut, namun pada kebanyakan
kasus, fraktur terjadi karena komponen tarikan. Pada keadaan ini, tekanan
tarik dam tekanan kompresi adalah tekanan utama, sedangkan tekanan
geser adalah kombinasi komponen terikan dan kompresi. Kapanpun
terjadi tekanan, akan menyebabkan deformasi atau regangan. Regangan
dapat bersifat elastik atau plastik atau kombinasi keduanya. Regangan
elastik dapat kembali ke bentuk semula. Regangan tersebut hilang bila
gaya di bebaskan. Regangan plastis merupakan deformasi permanen
suatu bahan yang tidak dapat kembali ke bentuk semula bila gaya di
bebaskan. Berdasarkan arah aplikasi gaya, dapat di klasifikasikan 3 jenis
tekanan. Tarikan, kompresi dan geser. Tekanan tarik disebabkan oleh suatu
beban yang cenderung meregangkan atau memperpanjang suatu benda.
Tekanan tarik selalu disertai dengan regangan tarik. Ada beberapa tekanan
tarik murni pada kedokteran gigi dan komponen-komponen tekanan
tarik dapat ditemukan bila struktur-struktur bersifat lentur meskipun
beban kompresi di aplikasikan. Tekanan kompresi adalah ketahanan
8/10/2019 biomaterial KG
27/31
27
internal suatu benda terhadap beban bila suatu benda diletakkan
dibawah beban yang cenderung menekan atau memendekkannya. Suatu
tekanan kompresi biasanya disertai dengan regangan kompresi. Untuk
menghitung tekanan tarik dan tekanan kompresi, gaya yang
diaplikasikan di bagi dengan potongan melintang tegak lurus dengan arah
gaya. Tekanan geser adalah gaya yang cenderung menahan pergeseran dari
satu bagian suatu benda ke yang lain. Tekanan geser dapat juga
dihasilkan dengan gerak memutar atau memilin suatu bahan. Misalnya bila
suatu gaya diaplikasikan sepanjang permukaan email gigi oleh suatu
instrumen berujung tajam, sejajar terhadap pertemuan antara email dan
braket ortodonsi, braket tersebut bias terlepas karena kegagalan tekanan
geser dari bahan perekat resin. Tekanan geser di hitung dengan membagi
gaya dengan daerah sejajar terhadap arah gaya.
4. Uji bahan biomaterial
Tujuan uji biomaterial adalah untuk menghilangkan produk atau
komponen produk potensial yang dapat merugikan atau merusak jaringan
mulut atau maksilofasial.
a. Uji Primer
Uji primer terdiri atas evaluasi sitotoksik dimana bahan
kedokteran gigi dalam keadaan segar atau tanpa diproses ditempatkan
langsung pada biakan sel jaringan atau membran yang menutupi sel
jaringan biakan yang bereaksi terhadap efek dari produk atau komponen
tang merebes melalui penghalang. Banyak produk yang awalnya dianggap
bersifat sangat sitotoksik dapat dimodifikasi atau penggunanya dapatdikendalikan oleh pabrik pembuat untuk mencegah efek sitotoksik tersebut.
b. Uji Sekunder
Pada tingkat ini, produk evaluasi terhadap potensinya
menciptakan toksisitas sistemik, toksisitas inhalasi, iritasi kulit dan
8/10/2019 biomaterial KG
28/31
28
sensitivitas serta respon implantasi. Dalam uji toksisitas sistemik seperti uji
dosis letal rata-rata untuk rongga mulut, sampel bahan yang di ujikan
diberikan setiap hari pada tikua selama 14 hari baik secara oral maupun
dimasukkan dalam makanannya. Bila 50% tikus-tikus tersebut tetap hidup,
produk tersebut lolos uji. Usaha untuk mengembangkan uji toksisitas
sistemik yang memerlukan lebih sedikit binatang sedang dikembangkan.
c. Uji Penggunaan Pra-klinis
Suatu produk dapat disetujui oleh US Food and Drug
Administration (FDA) setelah berhasil melalui uji primer dapat sekunder
berdasarkan bahwa produk tersebut tidak membahayakan manusia.
Berkaitan dengan obat-obatan, FDA amat memperhatikan bahwa uji
tersebut digunakan dengan efisien, teliti dan cermat. Namun berkaitan
dengan bahan-bahan gigi, pabrik penbuatan memiliki kesempatan sampai 7
tahun untuk membuktikan efisiensinya setelah produk tersebut dipasarkan
dengan persetujuan FDA.
5.
Respon alergi terhadap bahan kedokteran gigi
a. Alergi terhadap Produk Lateks
Pada tanggal 29 Maret 1991, FDA menerbitkan suatu buletin
sebagai tanggapan terhadap meningkatnya jumlah reaksi alergi terhadap
barang yang berhubungan dengan lateks. Thiuram adalah bahan kimia yang
digunakan dalam pembuatan benda-benda lateks, yang juga dilaporkan
menyebabkan reaksi alergi. March (1988) mengatakan bahwa komponen
polieter dalam sarung tangan karet lateks yang dipakai oleh dokter gigi
merupakan bahan penyebab.
Reaksi-reaksi tersebut bervariasi dari jenis sederhana seperti
kemerahan dan pembengkakkan sampai jenis yang lebih serius seperti
sesak nafas dan anafilaksis. Reaksi alergi sistematis yang paling serius
8/10/2019 biomaterial KG
29/31
29
terjadi bila produk mengandung lateks, seperti sarung tangan dan isolator
karet (rubber dam), berkontak dengan membran mukosa. Untuk mencegah
reaksi negatif terhadap produk lateks ini, sarung tangan vinil atau sarung
tangan yang dibuat dari polimer sintetik lainnya bisa digunakan.
b. Alergi Stomatitis Kontak
Alergi stomatitis kontak sejauh ini merupakan reaksi negatif
yang paling sering terjadi terhadap bahan kedokteran gigi. Reaksi negatif
terlihat berupa lesi lokal atau lesi jenis kontak, tetapi dapat ditemukan pula
reaksi yang terjadi pada tempat yang jauh dari tempat bahan berkontak
(seperti gatal pada telapak tangan atau telapak kaki). Uji diagnostik yang
paling definitif untuk alergi dermatitis kontak atau stomatitis adalah uji
tempel (patch). Alergen yang diuji diaplikasikan pada kulit dengan maksud
menimbulkan sedikit daerah alergi dermatitis kontak.
Bahan kedokteran gigi mngandung banyak banyak komponen
yang seringkali dikenal sebagai alergen seperti kromium, kobalt, merkuri,
eugenol, komponen dari bahan dasar resin, colophonium dan formaldehid.
Reaksi alergi yang berkaitan dengan bahan berbasis renin mempengaruhi
tidak hanya pasien tetapi juga tenaga kedokteran gigi yang bekerja dengan
bahan-bahan tersebut.
8/10/2019 biomaterial KG
30/31
30
BAB III
PENUTUP
3.1Kesimpulan
Pada sifat fisik dan mekanis dental material dipengaruhi oleh adanya stress
yang akan menimbulkan beberapa aplikasi gaya. Ketiganya memiliki pengaruh
besar terhadap kerja suatu benda yangmenimbulkan suatu perubahan ditunjang
dengan adanya suatu sifat mekanik :tekanan, modulus young dan dinamis serta
elastik, kekerasan, kekuatan dan juga kekentalan dan juga adanya sifat fisik yang
berperan dari sifat bahan dan warna bahan yang digunakan.
Pada penggunaan bahan-bahan material sangat bervariasi, dimana bahan-
bahan tersebut memiliki peranan ditiap-tiap kebutuhan yang berbeda. Fungsi
bahan-bahan dental juga sangat bervariasi, tergantung dengan komposisi yang
ada.
3.2
Saran
a. Sumber dari pembuatan makalah harus diperluas.
b. Penjelasan lebih runtut untuk makalah yang selanjutnya.
8/10/2019 biomaterial KG
31/31
DAFTAR PUSTAKA
Anusavice, Kenneth J. 2004. Buku Ajar Ilmu Bahan Kedokteran Gigi. Jakarta:
EGC