BIOMATERIAL

2.1 Sejarah Umum Biomaterial

Definisi biomaterial secara umum 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 tanpa menimbulkan

efek lain yang berbahaya.

Ide untuk menggantikan organ manusia yang rusak dengan material tak-hidup

telah ada sejak lebih dari dua ribu tahun yang lalu dimulai oleh Bangsa Romawi,

Chinadan Aztec yang memiliki peradaban kuno tercatat menggunakan emas untuk

perawatan gigi. Pada masa itu perkembangan biomaterial diuji coba secara trial and error

terhadap tubuh manusia ataupun binatang namun tingkat kesuksesannya tidak maksimal.

2.2 Biomaterial Dalam Kedokteran Gigi

Biomaterial adalah bidang yang menggunakan ilmu dari berbagai disiplin ilmu

yang membutuhkan pengetahuan dan pemahaman mendasar dari sifat-sifa tmaterial pada

umumnya, dan interaksi dari material dengan lingkungan biologis. Bidang biomaterial

didesain untuk memberikan pemahaman dan pengajaran dibidang 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. Ketika pemahaman

mahasiswa mengenai prinsip dasar dariilmu material teraplikasikan, pemahaman penuh

dari biomaterial dan aplikasinya dengan lingkungan biologis juga membutuhkan derajat

yang lebih tinggi dari spesialisasi ilmu yang ada.

Bidang biomaterial mengarah pada ilmu material dan bidang ilmu biologi serta

kimia. Material buatan manusia meningkat sesuai dengan penggunaan aplikasinya seperti

pada drug-delivery dan terapi gen (gene therapy), perancah untuk rekayasa jaringan

(tissue engineering), penggantian bagian tubuh (bodyreplacement), serta alat biomedis

dan bedah. Peningkatan ini sejalan dengan meningkatnya kebutuhan manusia akan

tingkat kehidupan yang lebih baik.

Biomaterial berkenaan dengan aspek bidang material dari peralatan medis.

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.

Pembelajaran mengenai keterkaitan tersebut sangat penting untuk dipelajari dan

sangat berkembang pesat saat ini. Biomaterial memperbaiki kualitas hidup sekaligus

menyelamatkan nyawa banyak orang tiap tahunnya. Area aplikasi dari biomaterial ini

sangat luas dan meliputi beberapa bagian seperti joint dan limb replacement, arteri dan

kulit buatan, lensa kontak dan gigi buatan. Permintaan akan material ini meningkat dari

para manula dengan harapan kualitas hidup yang tinggi. Komunitas biomaterial

menghasilkan dan meningkatkan material implantasi dan tekniknya untuk memenuhi

permintaan ini, tetapi juga dapat membantu perlakuan dari pasien muda dimana sifat

yang ini diperlukan dan sangat banyak diminati. Akibat dari kemajuan teknologi ini

adalah meningkatnya tingkat peraturan dan ancaman dari perkara hukum mengenai

keterkaitannya terhadap material implantasi pada tubuh manusia dan diatur dalam

perundang-undangan. Untuk menindaklanjuti hal ini maka sangat sesuai dilakukan

investigasi metoda yang dapat dipercaya dari karakterisasi material dan interaksinya.

Defenisi dari biomaterial adalah semua material sintetik yang digunakan untuk

menggantikan atau memperbaiki fungsi jaringan tubuh secara berkelanjutan atau sekedar

sekedar bersentuhan dengan cairan tubuh. Definisi inikadang terbatas karena tidak

melibatkan material yang digunakan untuk alat seperti instrumen bedah dan alat dental.

Walaupun alat ini digunakan pada cairan tubuh instrumen ini tidak akan menggantikan

atau memperbaiki fungsi dari jaringan tubuh manusia.

Harus diperhatikan pula bahwa terdapat beberapa material yang digunakan pada

instrumen bedah, yaitu beberapa tipe baja tahan karat. Hampir sama dengan sebelumnya,

Baja tahan karat dan paduan ingat bentuk (shape memory alloys) yang digunakan untuk

instrumen dental atau endodontic juga tidak dilibatkan dari definisi yang tersebut diatas

sebagai material yang digunakan untuk eksternal prostheses, seperti lengan buatan atau

alat seperti alat bantu pendengaran.

Perkembangan biomaterial di bidang kedokteran gigi saat ini terbagi dalam

biomaterial sintetis dan biomaterial rekayasa jaringan. Keduanya terkait material seperti

logam, keramik, polimer, dan komposit. Sedangkan biomaterial rekayasa jaringan

meliputi pengembangan scaffolds, sel, dan sinyal dalam pembuatan jaringan pengganti

gigi.

Hal pertama dan yang terpenting adalah biomaterial tersebut harus cocok—

biomaterial ini harus tidak memperlihatkan respon yang merugikan dari tubuh, atau

kebalikannya, harus tidak beracun dan non-carcinogenic. Persyaratan ini mengeliminasi

banyak material teknik yang dapat digunakan. Selain itu,biomaterial harus memiliki sifat

fisik dan mekanik yang memadai untuk berfungsi sebagai pengganti atau pengganda dari

jaringan tubuh. Untuk penggunaan secara praktis, biomaterial tersebut harus dapat

dengan mudah dibentuk atau dilakukan proses pemesinan kedalam beberapa bentuk,

mempunyai harga yang relatif murah dan bahan bakunya banyak tersedia di pasaran.

Material yang ideal atau kombinasi material tersebut harus menunjukkan sifat-

sifat seperti berikut :

• Komposisi kimia yang cocok untuk menghindari reaksi merugikan yang

terjadipada jaringan tubuh;

• Ketahanan yang baik terhadap degradasi (contoh : ketahanan korosi untuk logam

atau ketahanan dari degradasi biologis pada polimer) ;

• Ketahanan yang baik untuk mempertahankan siklus daya tahan pembebanan

dengan tulang sendi ;

• Modulus yang rendah untuk meminimalisasi bone resorption ;

• Ketahanan pemakaian yang tinggi untuk meminimalisasi wear-debris generation

2.3 Jenis Biomaterial

2.3.1 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.

2.3.1.1 Logam

Sebagai bagian dari material, logam merupakan material yang sangat banyak

digunakan untuk implantasi load-bearing. Misalnya, beberapa dari kebanyakan

pembedahan ortopedi pada umumnya 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.

2.3.1.2 Polimer

Berbagai jenis polimer banyak digunakan untuk terapi sebagai. 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.

2.3.1.3 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).

2.3.1.4 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.

2.3.2 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 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 ke dalam tubuh) sangat banyak digunakan

untuk proses augmentasi (penambah) atau pembangun dari jaringan dermal

(dermaltissue) 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).

2.4 Sifat-Sifat Umum Biomaterial

Beberapa sifat bahan harus dipertimbangkan ketika bahan kedokteran gigi

dipilih untuk digunakan secara klinis. Pertimbangan ini termasuk:

(1)biokompatibilitas

(2)sifat fisik-kimia

(3)Karakteristik penanganan

(4)estetika dan

(5)ekonomis (Philips Ilmu bahan kedokteran gigi edisi 10)

Untuk memahami bahan kedokteran gigi kita memerlukan pengetahuan

dasar mengenai unsur,khususnya bahan padat,dan sifatnya selama penanganan

dan penggunaanya dalam lingkungan mulut karena factor lingkungan amat

berpengaruh bagi keberhasilan klinis.Dapat disimpulkan bahwa kinerja dari

semua bahan kedokteran gigi baik keramik,plastic,ataupun logam,didasari oleh

struktur atomnya.Reaksi keseluruhan dari atom,baik secara fisik atau

kimia,mementukan sifat bahan itu sendiri.

2.4.1.Sifat Kimia

Gaya yang membuat atom berikatan satu sama lain disebut dengan gaya

kohesi. Kekuatan ikatan ini serta kemampuannya untuk berubah bentuk setelah

ikatan tersebut terputus menetukan sifat fisik suatu bahan Ikatan atom primer

dibedakan 3 macam (1)Ionik (2)kovalen (3)metalik

Ikatan Ionik

Ikatan primer ini adalah jenis ikatan kimia sederhana ,akibat daya tarik

menarik antar muatan positif dan negatif.Contoh klasiknya adalah Natrium

klorida (Na+Cl-).Karena atom natrium mengandung elektron bervalensi 1

dibagian luarnya,dan atom klor memiliki 7 elektron dibagian luarnya,perpindahan

elektron valensi natrium ke klorida menghasilkan senyawa stabil Na+Cl- .Ikatan

ionik menghasilkan kristal yang memiliki konfigurasi atomik berdasarkan pada

keseimbangan muatan dan ukuran.Dalam kedokteran gigi ,ikatan ionik ada dalam

fase kristalin tertentu seperti gipsum dan semen fosfat.

Ikatan Kovalen

Pada banyak senyawa kimia,elektron bervalensi 2 dibagi dengan atom

didekatnya.molekul hidrogen,H2 adalah contoh ikatan kovalen.Elektron

bervalensi tunggal dari masing masing atom hidrogen saling berbagi dengan atom

lain dan selubung valensi menjadi stabil.

Ikatan Metalik

Ikatan metalik dapat dipelajari dengan baik dengan mempelajari kristal

metalik seperti emas murni.Seperti semua logam lainnya atom atom emas dapat

dengan mudah menyumbangkan elektron dari kulit luarnya dan membentuk suatu

elektron bebas “gas“.

Ion logam positif dikelilingi oleh elektron gas.Struktur ini yang

bertanggung jawab terhadap konduksi elektrik dan termal yang baik dan juga

kemampuannya untuk berubah bentuk menyerupai plastik.

Ikatan Antar-Atom Sekunder

Ikatan sekunder tidak berbagi elektron,variasi muatan diantara molekul

atau kelompok atom menyebabkan gaya polarisasi yang menarik molekul

molekul.

Ikatan Hidrogen

Ikatan ini dapat dipahami dengan mempelajari molekul air.berlekatan

dengan atom oksigen adalah 2 atom hidrogen.Ikatan ini adalah kovalen,karena

atom oksigen dan hidrogen berbagi elektron.Sebagai akibatnya proton dari atom

hidrogen mengarah pada atom oksigen yang tidak terlindungi dengan baik oleh

elektron sehingga sisi proton dari molekul air menjadi bermuatan positif .pada sisi

lawannya,molekul air,elektron yang mengisi orbit luar oksigen memberikan

muatan positif sehingga terjadi 2 kutub permanen dengan molekul asimetri.Ikatan

hidrogen yang disertai dengan muatan positif dari hidrogen akibat polarisasi

adalah contoh yang penting dari jenis ikatan sekunder.

Struktur Kristal

Sejauh ini umumnya kita hanya menganggap keberadaan 2 atom atau

molekul.padahal jelas,bahan kedokteran gigi terdiri atas berjuta juta unit seperti

itu.Tetapi pertanyaannya adalah bagaimana unit struktur tersusun dalam benda

padat dan bagaimanakah mereka disatukan.Atom atom sudah tentu terikat oleh

ikatan primer sekunder tetapi atom atom tersebut membentuk konfigurasi berjarak

teratur yang dikenal sebagai pola ruang geometris atau struktur kristal

Pola ruang geometris dapat didefinisikan sebagai pengaturan atom atom

dalam ruangan dimana setiap atom memiliki situasi serupa dengan atom lainnya.

Struktur Bukan Kristal

Sebagai contoh beberapa malam digunakan oleh seorang dokter

gigi ,malam mungkin mengeras sebagai bahan amorf sedemikian rupa sehingga

molekul molekul didistribusikan secara acak.

Difusi

Molekul atau atom juga berdifusi dalam wujud padat dalam usaha untuk

mencapai keseimbangan .kecepatan difusi untuk substansi tertentu amat

bergantung pada temperatur.Semakin tinggi temperatur semakin besar kecepatan

difusi.Sifat konstan dari difusi,karakteristik unik dari elemen,senyawa,kristal dan

lain lain dalam substrat(medium) dikenal dengan istilah koefisien difusi.

Adhesi

Fenomena adhesi bisa ditemukan pada banyak situasi kedokteran

gigi.Misalnya kebocoran di dekat bahan restorasi gigi.perlekatan plak dan

kalkulus juga bisa dijelaskan dengan mekanisme adhesi.

Bila 2 zat berkontak erat satu sama lain,molekul molekul dari 1 zat

berlekatan atau ditarik ke molekul dari zat lainnya.gaya ini disebut adhesi,bila

molekul zat yang tidak sama saling bertarikan dan kohesi apabila molekul zat

yang sama saling bertarikan(Philips Ilmu bahan kedokteran gigi edisi 10)

2.4.2.Sifat Fisik

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 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.

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

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, 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 (τ) dapat

dirumuskan sebagai τ = F/A. Besarnya tegangan geser atau besarnya perubahan

bentuk adalah (ε = 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 (η) didefinisikan sebagai tekanan geser

dibagi besarnya tegangan (σ/ε), 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 20°C 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 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.

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 sistem

tersebut tidak dalam keseimbangan. Hal yang sama berlaku untuk struktur amorf,

yaitu 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 tekanan

dikenal 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.

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 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 temperatur

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 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.

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 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 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

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.

Wettability

Perhitungan afinitas cairan terhadap benda padat diindikasikan penyebaran

setetes cairan pada permukaan benda padat.

Derajat pembasahan tergantung surface energi relatif dari benda

padat,cairan dan daya tarik intermolecular,mis:pembasahan basis gigi tiruan

plastik oleh saliva, pembasahan enamel gigi oleh material pit & fissure

sealants ,pembasahan material cetak elastomer oleh campuran gips+air,

pembasahan model malam oleh material tanam.

Profil tetesan cairan pada benda padat:

A. Sudut kontak kecil benda padat dengan mudah terbasahi cairan

(cairan = air hydropilic)

B.Sudut kontak lebih besar 900 pembasahan jelek (cairan = air

hydrophobic)

Sudut kontak bisa diturunkan dengan penambahan material pembasah.

Misalnya penambahan detergen ke air menurunkan surface tension atau

surface energi.

2.4.3. Sifat Termofisika

Konduktivitas Termal

Penyaluran panas melalui senyawa padat biasa terjadi dengan bantuan

konduksi. Konduksi panas terjadi melalui interaksi getaran-getaran ruang

geometri dan dengan gerakan elektron serta interaksinya dengan dengan atom.

Konduktivitas termal (κ) adalah pengukuran termofisika mengenai seberapa baik

panas disalurkan melalui suatu bahan dengan aliran konduksi. Koefisien

konduktivitas termal adalah besarnya aliran panas dalam kalori perdetik yang

melewati suatu benda berketebalan 1 cm, memiliki luas daerah 1 cm² dengan

perbedaan temperatur antara permukaan tegak lurus benda dengan aliran panas

adalah 1ºC. Menurut hukum kedua termodinamika, aliran panas dari titik

bertemperatur lebih tinggi ke temperatur yang lebih rendah.

Bahan-bahan yang mempunyai konduktivitas termal tinggi di sebut

konduktor, sedang bahan-bahan yang memiliki konduktivitas termal rendah di

sebut isolator. Unit sistem internasional yang biasa digunakan untuk konduktivitas

termal adalah watt/meter/ºK (Wmֿ¹Kֿ¹).

Dibandingkan dengan komposit berbasis resin yang memiliki

konduktivitas termal yang rendah, bila air dingin berkontak dengan restorasi

logam, panas disalurkan lebih cepat menjauhi gigi karena konduktivitas termalnya

lebih tinggi. Peningkatan konduktivitas logam dibandingkan dengan resin,

menyebabkan sensitivitas pulpa lebih besar, yang mungkin dirasakan sebagai

ketidaknyaman yang dapat diabaikan, sedang, ringan atau berat, tergantung pada

trauma gigi sebelumnya serta respon sakit seorang pasien.

Difusi Termal

Nilai difusi termal suatu bahan mengendalikan besarnya waktu perubahan

temperatur begitu suatu panas melewati suatu bahan. Besarnya dapat diukur pada

saat suatu benda dengan temperatur yang tidak sama mencapai keadaan

keseimbangan termal.

Rumus matematika yang menghubungkan difusi termal (h) terhadap

konduktivitas termal adalah:

κ h = ─ Срρ

dimana κ konduktivitas termal, Cр adalah temperatur yang bergantung

pada kapasitas panas tertentu, dan ρ adalah temperatur yang bergantung pada

kepadatan. Beberapa nilai-nilai difusi tipikal yang sudah dikenal diantaranya ialah

emas murni sebesar 119; amalgam sebesar 9,6; komposit 0,68; email 0,47; semen

seng fosfat 0,29; dan dentin 0,18. Jadi bagi seorang pasien yang minum air es,

reduksi panas spesifik dari amalgam dan tingginya konduktivitas termal

menunjukkan bahwa difusi termal yang lebih tinggi mendukung situasi syok

termal yang lebih besar daripada yang biasa terjadi jika hanya struktur gigi asli

yang terkena cairan dingin.

Konduktivitas email dan dentin yang rendah membantu mencegah syok

termal dan sakit pulpa bila makanan dingin atau panas dimasukkan ke mulut.

keberadaan bahan tambal dalam mulut akan mengubah situasi ini.

Koefisien Ekspansi Termal

Koefisien ekspansi termal linier didefinisikan sebagai perubahan panjang

per unit panjang asal dari suatu benda bila temperatur dinaikkan 1ºC.

Restorasi gigi mungkin mengalami ekspansi atau kontraksi yang lebih

besar daripada gigi asli selama ada perubahan temperatur. Hal ini memungkinkan

restorasi menjadi bocor atau terlepas ikatannya dari gigi.

2.4.4. Sifat Mekanis

Pengertian dan Ruang Lingkup

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,

3. 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 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 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 bisa

terlepas karena kegagalan tekanan geser dari bahan perekat resin. Tekanan geser

di hitung dengan membagi gaya dengan daerah sejajar terhadap arah gaya.

2.4.4.1 Sifat Mekanis Berdasarkan Perubahan Elastis

Modulus Elastik (modulus young/modulus elastisitas)

Istilah modulus elastik menggambarkan kekerasan atau kekakuan relatif

dari suatu bahan yang di ukur dengan lereng miring deareh elastik dari diagram

tekanan-regangan.

Modulus elastik suatu bahan adalah konstan dan tidak terpengaruh oleh

besarnya tekanan elastik atau plastis yang mengenai suatu bahan. Karenanya nilai

tersebut tidak bergantung pada dapat dibengkokkannya suatu bahan, dan bukan

ukuran kekuatan.

Karena modulus elastik mewakili rasio tekanan elastik terhadap regangan

elastik, sebanarnya semakin rendah regangan untuk tekanan tertentu, semakin

besar nilai modulus. Modulus elastisitas dinyatakan dalam satuan gaya per unit

daerah, umumnya giga newton/m²(GN/M²) atau Gigapascal ( GPa). Sifat ini

secara tidak langsung berkaitan dengan sifat mekanis lainnya.

Modulus elastis dapat diperhitungkan melalui perumusan berikut:

E = tekanan = σ = P /A

regangan Є Δ1/1o

E = Modulus elastik

P = gaya atau beban yang diaplikasikan

A = Penampang melintang bahan di bawah tekanan

Δ1= Pertambahan panjang

1o= Panjang awal

Modulus Young Dinamis

Modulus young dapat diukur dengan metode dinamis serta tehnik statis

seperti telah dibahas diatas. Hal ini didasarkan karena alasan kecepatan suara

melalui benda padat dapat di ukur dengan gelombang transduser ultrasonik

longitudinal dan transversal dengan penerima yang tepat. Metode penentuan

modulus young dinamis tidak begitu rumit di bandingkan dengan uji kompresi

dan uji tarik konvensional. Tetapi nilai tersebut seringkali lebih tinggi

dibandingkan nilai yang diperoleh dari pengukuran statis.

Bila diinduksikan tekanan geser, bukan tekanan kompresi atau tarikan satu

sumbu, regangan geser yang dihasilkan dapat digunakan untuk menjelaskan

modulus geser suatu bahan.

Fleksibilitas

Untuk restorasi dan piranti kedokteran gigi, nilai yang tinggi untuk

batasan elastik (batas tekanan yang dapat diterima suatu bahan dimana bila

tekanan di tambahkan bahan tersebut tidak akan kembali ke bentuk semula ketika

gaya di bebaskan) merupakan persyaratan penting bagi bahan-bahan pembuatnya,

karena struktur diharapkan kembali ke bentuknya semula setalah tertekan.

Biasanya modulus elastisitas yang cukup tinggi juga diharapkan karena hanya

suatu deformasi kecil akan terjadi dibawah tekanan tertentu, seperti pada inlai.

Meskipun demikian, ada keadaan yang membutuhkan regangan atau

deformasi yang lebih besar pada tekanan sedang atau kecil. Sebagai contoh, pada

piranti ortodonsi, sebuah pegas seringkali di bengkokkan cukup jauh dibawah

pengaruh tekanan kecil. Pada keadaan tersebut, struktur di anggap fleksibel dan

mempunyai sifat fleksibilatas. Fleksibilitas maksimal di definisikan sebagai

regangan yang terjadi ketika bahan di tekan sampai batas kesetimbangannya.

Resilien

Begitu jarak antar atom meningkat, maka energi internal juga akan

meningkat. Sejauh tekanan tidak melebihi batas kesetimbangannya, energi ini di

sebut resilien. Atau dapat dikatakan, resilien adalah besarnya energi yang diserap

oleh suatu struktur bila ditekan sampai batas kesetimbangannya.

Bila suatu restorasi gigi berubah bentuknya, bahan tersebut akan menyerap

energi. Bila tekanan yang diinduksikan tidak lebih besar dibandingkan batas

kesetimbangannya, dan struktur dalam mulut tidak berubah bentuk secara

permanen, hanya terjadi penyerapan energi yang berhubungan dengan deformasi

elastik.

Bila restorasi kedokteran gigi berubah bentuk selama pengunyahan, gaya

kunyah bekerja pada struktur gigi, restorasi, atau keduanya dan besarnya

deformasi struktur ditentukan oleh tekanan yang diinduksikan.

Rasio Poison

Bila suatu gaya tarik diaplikasikan pada suatu benda, benda tersebut

menjadi lebih panjang dan lebih tipis. Sebaliknya gaya kompresi dapat membuat

benda lebih pendek tetapi lebih tebal. Bila suatu tekanan tarik aksial, Sz, pada

arah z (sumbu panjang vertikal) dari suatu sistem koordinasi tegak lurus xyz

menghasilkan suatu regangan tarik elastik, dan menyertai kontraksi elastik pada

arah x dan y (Îx dan Îy), rasio dari Îx/Îz atau Îy/Îz adalah sifat teknis suatu bahan

yang disebut rasio poison (n).

Sifat Kekuatan

Kekuatan adalah tekanan yang dapat menyebabkan fraktur atau sejumlah

deformasi plastis tertentu. Bila kita menggambarkan kekuatan suatu benda atau

suatu bahan, kita seringkali mengacu pada tekanan puncak yang dibutuhkan

supaya terjadi fraktur. Kedua jenis sifat deformasi dapat dijelaskan melalui sifat

kekuatan, tetapi kita harus menggunakan istilah kekuatan yang tepat untuk

membedakan antara tekanan maksimal yang menyebabkan deformasi permanen

dengan tekanan maksimal yang dibutuhkan untuk menyebabkan fraktur.

Kekuatan suatu bahan dapat dijelaskan dengan satu atau lebih sifat

berikut:

1. Batas kesetimbangan, yaitu tekanan yang bila melebihi nilai tersebut tidak lagi

seimbang dengan regangan.

2. Batas elastik, tekanan maksimal yang dapat ditahan suatu bahan sebelum bahan

tersebut mengalami deformasi plastis.

3. Kekuatan luluh atau tahan tekanan, tekanan yang dibutuhkan untuk

menghasilkan suatu regangan plastis tertentu.

4. Kekuatan tarik puncak, kekuatan geser, kekuatan kompresi dan tekanan

fleksural, masing-masing adalah ukuran tekanan yang diperlukan untuk

mematahkan suatu bahan.

2.4.4.2 Sifat Mekanik Yang Lain

1. Kekerasan

Kekerasan di definisikan sebagai banyaknya energi deformasi elastik atau

plastis yang diperlukan untuk mematahkan suatu bahan dan merupakan ukuran

dari ketahanan terhadap fraktur.

2. Fraktur Kekerasan

Fraktur kekerasan adalah suatu sifat mekanik yang menggambarkan

ketahanan suatu bahan rapuh terhadap penyebaran goresan dibawah tekanan yang

diaplikasikan.

3. Kerapuhan

Kerapuhan adalah ketidakmampuan relatif dari suatu bahan untuk

menahan deformasi plastik sebelum bahan tersebut menjadi patah.

4. Kelenturan dan kemampuan tempa

Kelenturan menunjukkan kemampuan suatu bahan untuk menahan

deformasi permanen yang cukup besar dibawah beban tarik tanpa menjadi pecah.

Kemampuan tempa adalah kemampuan bahan untuk menahan deformasi

permanen tanpa pecah dibawah beban kompresi, seperti pada menumbuk atau

menggiling menjadi lembaran.

Ada tiga metode umum untuk mengukur kelenturan:

1. Persentase pemanjangan setelah patah

2. Penurunan daerah pada ujung regio fraktur

3. Uji tekuk dingin

5. Sifat Elektris

Calvanism adalah adanya arus elektrik yang dapat dirasakan

penderita.Penderita merasa ngilu atau terasa logam disebabkan karena ada logam

jenis berbeda dalam mulut dan saliva berfungsi sebagai elektrolit (mengandung

ion).

Misalnya mahkota sementara aluminium dalam saliva memiliki potensial

elektroda +1,33 volts.

Mahkota emas potensial elektroda -1,36 volts .Ketika kedua restorasi

bersentuhan,aliran arus listrik yang disebabkan perbedaan potensial 2,69

menyebabkan penderita merasa ngilu atau terasa logam.

Korosi adalah pelarutan logam dan mulut

Adanya aksi gulvanism karena ada restorasi logam jenis berbeda dalam

mulut menyebabkan material logam larut dalam saliva,restorasi jadi kasar dan

berlubang

Carnis adalah korosi, dimana reaksi permukaan logam dalam mulut

disebabkan komponen saliva atau makanan, misalnya tumpatan amalgam

bereaksi dengan sulfid dan klorid dalam mulut.

Amalgam yang sudah diproses sejalan dengan waktu menjadi buram dan

berubah warna.

2.4.5. Sifat Biokompatibilitas

Istilah biokompatibilitas didefinisikan sebagai selaras dengan kehidupan

dan tidak memiliki efek toksik atau efek merugikan pada fungsi biologis. Secara

umum biokompatibilitas diukur berdasarkan sitoksisitas setempat ( seperti respon

pulpa dan mukosa), respon sistemik, kemampuan menimbulkan alergi dan

karsinogen.

Berdasarkan kriteria ini, persyaratan untuk sifat biokompatibilitas bahan-

bahan kedokteran gigi mencakup hal berikut:

1. Bahan tersebut tidak boleh membahayakan pulpa dan jaringan lunak.

2. Bahan tersebut tidak boleh mengandung substansi toksik yang larut dalam air

yang dapat dilepaskan dan diserap ke dalam sistem sirkulasi sehingga

menyebabkan respon toksik sistemik

3. Bahan tersebut harus bebas dari bahan berpotensi menimbulkan sensitifitas

yang dapt menyebabkan suatu respon alergi.

4. Bahan tersebut harus tidak mempunyai potensi karsinogen.

2.4.6 Sifat Estetis

Selain pertimbangan terhadap sifat-sifat yang telah di bahas sebelumnya,

dalam pemilihan bahan-bahan kedokteran gigi juga penting untuk

mempertimbangkan sisi estetis suatu bahan. Hal ini disebabkan karena peran

dokter gigi sebagai tenaga kesehatan saat ini berubah secara perlahan seiring

dengan perubahan zaman. Dokter gigi tidak hanya dituntut untuk mengobati, akan

tetapi juga melayani kebutuhan klien untuk dapat tampil dengan keadaan gigi

yang lebih indah.

Sampai saat ini bahan kedokteran gigi estetik terus disempurnakan untuk

memenuhi kriteria sewarna dengan gigi asli, kuat, tidak mudah berubah warna

dan mudah dalam pemakaiannya.

2.5 Etika Pemilihan Biomaterial

2.5.1 Pertimbangan Etis

Seiring meningkatnya kesadaran publik akan ketersediaan estetika dental

yang baik, operator bisa ditempatkan dalam situasi dimana keuntungan-

keuntungan prosedur estetik harus ditekankan terhadap kerugian potensialnya dan

kegagalan potensial atau berkurangnya daya tahan. Misalnya, karakteristik

pemakaian sebab bahan yang diletakkan pada permukaan yang menahan beban

pada gigi posterior harus dinilai secara hati-hati.

Banyak prosedur estetika menggunakan teknik-teknik yang tidak

menjalani percobaan klinis jangka panjang, dan para pasien harus sadar akan

persoalan ini. Kegagalan untuk memberitahu pasien bisa menimbulkan dampak

hokum yang merugikan. Disamping itu, Operator harus sadar akan kemungkinan

kerusakan iatrogenik pada pergigian.

2.5.2 Pertimbangan Ekonomis

Menurut dental profesional, need adalah penetapan kuantitas perawatan

secara professional yang wajib diterima atau pemeliharaan kesehatan secara

optimal pada pasien tertentu. Merasa need (ingin) adalah perasaan bahwa

seseorang membutuhkan kuantitas perawatan menurut persepsi dirinya sendiri,

dokter gigi ataupun dental profesional. Need dapat dibagi menjadi perceived need

dan evaluated need. Perceived need diartikan sebagai kebutuhan terhadap

kuantitas perawatan menurut persepsi individu. Evaluated need adalah kebutuhan

terhadap kuantitas perawatan yang ditentukan melalui pemeriksaan dokter gigi.

Need dalam perawatan dental dapat diukur dan ditandai dengan beberapa cara dan

need dalam dental service banyak disalahartikan dengan demand untuk

perawatan. Seseorang dapat menyadari need tetapi tidak memiliki demand untuk

perawatan, atau seseorang tidak memiliki kemampuan untuk mendapatkan dental

service untuk memenuhi need.

Demand adalah kerelaan atau kemampuan diri untuk mencari,

menggunakan dan melakukan pembayaran untuk mendapatkan pelayanan,

terkadang demand dibagi lagi menjadi potencial demand. Potencial demand

diartikan sebagai keinginan pasien terhadap perawatan maloklusi dan memiliki

biaya untuk memenuhi keinginan tersebut.

Dengan pertimbangan ini,seorang dokter gigi harus mampu mengambil

pilihan tengah yang paling bijaksana untuk menentukan jenis material yang akan

diaplikasikan kepada pasien sesuai dengan kekuatan ekonominya tanpa

mengabaikan tujuan uatama perawatan.

2.6 Pemilihan Bahan / Biomaterial Kedokteran Gigi

URUTAN PEMILIHAN MATERIAL

Dalam memilih material kedokteran gigi, harus dipertimbangkan syarat-

syarat sebagai berikut:

1. Efek Material Terhadap LingkunganMisalnya apabila amalgam menguap, uap yang dikeluarkan adalah uap merkuri yang beracun. Contoh yang lain adalah debu alginat yang mengandung Pb (Timbal).

2. Sifat Permukaan Yang Berhadapan Antara Material Sintetis Dan Jaringan Mulut.Misalnya sifat enamel dan dentin untuk perlekatan restorasi gigi.

3. Efek Lingkungan Mulut Terhadap MaterialSifat Kimia: tidak larut dalam saliva, tidak tarmis dan korosi.Sifat Mekanik: strength, rigidity, hardnes, dan abrasion resistance yang cukup.

4. Pertimbangan Estetik- Efek estetik baik translusen (menyebar sinar)- Warna material ditentukan pabrik pilih dengan shade guide gigi

palsu, porselen, tumpatan anterior- Material transluen tampak lebih muda daripada opaque

(menyerap/absorbsi sinar)

5. Sifat Fisik LainTermasuk density dan termal serta sifat-sifat fisik yang telah dijelaskan diatas.

6. Material Mudah Digunakan Dan SesuaiTergantung rheological dan sifat flow material yang tersedia, setelah pencampuran, selama proses pengerasan dan setelah keras.