I. PENDAHULUAN

Mekanika adalah salah satu cabang ilmu dari bidang ilmu fisika yang

mempelajari gerakan dan perubahan bentuk suatu materi yang diakibatkan oleh

gangguan mekanik yang disebut gaya. Mekanika teknik atau disebut juga

dengan mekanika terapan adalah ilmu yang mempelajari penerapan dari

prinsip-prinpsip mekanika. Mekanika terapan mempelajari analisis dan disain

dari sistem mekanik. Biomekanika didefinisikan sebagai bidang ilmu aplikasi

mekanika pada sistem biologi. Biomekanika merupakan kombinasi antara

disiplin ilmu mekanika terapan dan ilmu-ilmu biologi dan fisiologi.

Biomekanika menyangkut tubuh manusia dan hampir semua tubuh mahluk

hidup. Dalam biomekanika prinsip-prinsip mekanika dipakai dalam

penyusunan konsep, analisis, disain dan pengembangan peralatan dan sistem

dalam biologi dan kedokteran (Penjastar; 2013).

Salah satu penerapan biomekanika dalam ilmu kedokteran gigi yaitu

perawatan ortodonti. Ortodonti merupakan cabang ilmu kedokteran gigi dengan

ruang lingkup pembahasan meliputi upaya preventif, interseptif dan korektif

terhadap maloklusi atau abnormalitas lain yang terjadi pada dentokraniofasial.

“Orthodontics” berasal dari bahasa Yunani, orthos berarti benar, lurus dan

dentos berarti gigi. Tahun 1922, British Society for the Study of Orthodontics

membuat defenisi “Ortodonti” adalah ilmu yang secara khusus membahas

pertumbuhan dan perkembangan rahang dan wajah dan pengaruhnya terhadap

posisi gigi, yang dan secara umum mempelajari pengaruh internal dan eksternal

terhadap pertumbuhan dan perkembangan, pencegahan serta koreksi pada

1

perkembangan yang menyimpang dan terhambat” (Rahardjo; 2010 dan Ikorti;

2013).

Perawatan ortodonti bertujuan mendapatkan penampilan dentofasial

yang menyenangkan secara estetika yaitu dengan menghilangkan susunan gigi

yang berjejal, mengoreksi penyimpangan rotasional dan apikal dari gigi-geligi,

mengoreksi hubungan antar insisal serta menciptakan hubungan oklusi gigi

geligi yang baik. Dalam mengembalikan posisi gigi agar mendapatkan oklusi

yang normal ini diperlukan pergerakan gigi (Ikorti; 2013). Oleh karena itu

prinsip-prinsip biomekanika sangat berperan dalam ilmu ortodonti.

Biomekanika ortodonti mempelajari efek biologis jaringan pendukung

gigi akibat dari perawatan ortodonti secara mekanik dan beberapa macam hal

yang berhubungan dengan kekuatan mekanik, diantaranya adalah reaksi

jaringan pendukung gigi dan kekuatan ortodonti yang mencakup tentang

macam-macam sistim pemberian kekuatan, macam-macam gerakan gigi, serta

sistim penjangkaran (Anchorage) (Ardhana; 2010).

2

II. PEMBAHASAN

A. Pergerakan Gigi

Pergerakan gigi dapat terjadi secara fisiologis dan patologis. Kedua

jenis pergerakan tersebut dapat diketahui bahwa keadaan gigi dan struktur

jaringan pendukungnya mengalami perubahan, misalnya pada gigi yang

terdapat diantara daerah diastema maka gigi tersebut akan bergerak ke daerah

yang kosong (Balajhi; 1997).

Pergerakan gigi secara fisiologis dapat terjadi pada gigi-geligi dalam

masa perkembangan yaitu bergerak ke mesial, distal, dan anterior, sebagai

contoh pergerakan ke depan ( anterior ) dari gigi-geligi disebut migrasi mesial

fisiologis. Pergerakan gigi secara fisiologis ini diperkirakan dapat berlangsung

sepanjang hidup apabila ada kesempatan gigi-geligi untuk bergerak

(Balajhi;1997).

Pergerakan fisiologis gigi secara alami terjadi selama dan setelah gigi

erupsi. Pergerakan tersebut meliputi (Foster; 1997):

a. gigi erupsi

b. gigi migrasi

c. perubahan posisi gigi selama mastikasi

Erupsi gigi

Erupsi gigi adalah pergerakan aksial gigi dari posisi perkembangannya dalam

rahang keposisi akhirnya dalam rongga mulut. Sejumlah teori yang

menjelaskan bagaimana proses erupsi terjadi yaitu (Daliemunthe; 2005) :

1. Teori tekanan darah

3

Tekanan vaskular ini menyebabkan pergerakan aksial pada gigi.

2. Perkembangan akar

Gigi bergeser lebih banyak selama erupsi daripada peningkatan panjang

akar.

3. Hamnock ligamen

Jaringan fibrosa ini membentuk jaringan di bawah akar yang berkembang

dan kaya akan cairan. Akar yang berkembang menguatkan dirinya

melawan berkas jaringan, yang mana menggunakan kekuatan langsung

dari oklusal gigi.

4. Ligamen periodontal traction

Ligamen periodontal kaya akan fibroblas yang terdiri dari jaringan

kontraktil. Kontraksi serat periodontal ini (terutama kelompok serat

melintang) akan menghasilkan pergerakan aksial pada gigi.

Migrasi gigi

Migrasi mengacu pada perubahan minor posisi yang terlihat setelah erupsi

gigi. Gigi geligi manusia menunjukkan untuk bergerak kearah mesial dan

oklusal. Namun pada mandibula menunjukkan variasi tertentu, migrasi gigi

biasanya akibat proksimal dan pemakaian oklusal. Pemakaian oklusal dan

proksimal mereka bergeser ke arah mesial dan oklusal untuk memelihara

kontak intereproksimal dan oklusal (Foster, 1997).

Perubahan posisi gigi selama mastikasi

Selama mastikasi gigi dan struktur periodontal menjasi sasaran

kekuatan berata terus-menerus yang mana terjadi dalam 1 siklus pada 1 detik

atau kurang dan berkisar dari 1-50 kg berdasarkan pada jenis makanan yang

4

dikunyah. Gigi (yang menjadi sasaran) untuk kekuatan besar ini, menunjukkan

pergeseran ringan pada soketnya dan akibatnya kembali pada posisi semula

segera setelah muatan dipindahkan (Daliemunthe; 2005).

Pergerakan gigi secara patologis adalah berpindahnya posisi gigi akibat

terganggunya keseimbangan antara faktor-faktor yang memelihara posisi gigi

yang fisiologis oleh penyakit periodontal, misalnya mobiliti gigi yang

menyebabkan posisi gigi berpindah dari posisi yang sebenarnya dan susunan

gigi menjadi tidak teratur serta terjadinya maloklusi. Untuk mengembalikan

posisi gigi agar mendapatkan oklusi yang normal maka diperlukan perawatan

yang memerlukan pergerakan gigi yaitu dengan perawatan ortodonti (Foster;

1997).

B. Alat Ortodonti

Perawatan ortodonti adalah salah satu jenis perawatan yang dilakukan

di bidang kedokteran gigi yang bertujuan mendapatkan penampilan

dentofasial yang menyenangkan secara estetika yaitu dengan menghilangkan

susunan gigi yang berjejal, mengoreksi penyimpangan rotasional dan apikal

dari gigi-geligi, mengoreksi hubungan antar insisal serta menciptakan

hubungan oklusi yang baik (William; 2000).

Pergerakan gigi adalah basis dari perawatan ortodonti. Dalam

menggerakkan gigi dari keadaan malposisi ke posisi yang diinginkan

dibutuhkan alat ortodonti. Alat ortodonti dalam pemakaiannya di dalam mulut

dibedakan menjadi 2 macam alat yaitu alat cekat (alat ortodonti yang hanya

dapat dipasang dan dilepas oleh dokter gigi) dan alat lepasan (alat ortodonti

5

yang dapat dipasang dan dilepas oleh pasien sendiri (Foster; 1997 dan

Rahardjo; 2010). Contoh alat ortodonto cekat (Ardhana; 2011) :

a. Alat cekat Teknik Begg

b. Alat cekat Teknik Edgewise

c. Alat cekat Teknik Bioprogresive

Konstruksi alat cekat lebih komplek dari alat lepasan. Terdriri dari 2

komponen (Ardhana; 2011):

1. Komponen pasif, berfungsi untuk mendukung komponen aktif :

a. Band, berupa cincin logam yang biasanya disemenkan pada gigi

penjangkar.

b. Tube, berupa tabung logam yang biasanya dipatrikan pada band Molar.

c. Bracket, berupa tempat perlekatan komponen aktif.

2. Komponen aktif berfungsi untuk menggerakkan gigi :

a. Arch wire/kawat busur berupa lengkung kawat yang dipasang pada slot

bracket dan dimasukkan pada tube bukal.

b. Sectional wire merupakan bagian dari kawat busur untuk menggerakkan

gigi-gigi posterior seperti : Cuspid retractor.

c. Auxillaries merupakan perlengkapan tambahan untuk menggerakkan

gigi-gigi seperti pir-pir atau karet elastic.

6

Gambar 1 (Ardhana; 2011): Alat Ortodonti Cekat

a. Buccal tube b. Molar Band c. Bracket d. Arch wire e. Auxilliary Spring

Contoh alat ortodonti lepasan yaitu (Ardhana; 2011):

a. Plat Dengan Pir-Pir Pembantu

b. Plat Dengan Peninggi Gigitan

c. Plat Ekspansi

d. Aktivator/Monoblock

Komponen alat lepasan terdiri dari (Ardhana; 2011):

A. Pelat Dasar /Baseplate

B. Komponen Retentif :

1. Klamer / Clasp

2. Kait / Hook

3. Busur Labial / Labial Arch / Labial Bow (dalam keadaan pasif)

C. Komponen Aktif :

1. Pir-pir Pembantu / Auxilliary Springs

2. Busur Labial / Labial Arch / Labial Bow

3. Skrup Ekspansi / Expansion Screw

4. Karet Elastik / Elastic Rubber

D. Komponen Pasif :

7

1. Busur Lingual / Lingual Arch / Mainwire

2. Peninggi Gigitan / Biteplane

E Komponen Penjangkar :

a. Verkeilung,

b. Busur Labial dalam keadaan tidak aktif.

c. Klamer-klamer. dan modifikasinya

Gambar 2 (Ardhana; 2011): Alat Ortodonti Lepasan

A. Pelat Dasar /Baseplate B. Komponen Retentif C. Komponen Aktif

D. Komponen Pasif E Komponen Penjangkar

C. Biomekanika Ortodonti

Perawatan ortodonti didasarkan pada prinsip apabila gigi diberikan

tekanan yang terus-menerus maka akan terjadi pergerakan gigi. Tekanan

tersebut menyebabkan perubahan (remodels) pada jaringan tulang disekitar

gigi. Perubahan tersebut meliputi penambahan pada satu sisi dan pengurangan

8

di sisi yang lain. Proses ini menyebabkan adanya pergerakan dan penambahan

dimensi tulang (Balajhi; 1997).

Albin Oppenheim menyatakan “Pergerakan gigi secara biologis seperti

yang terjadi pada pertumbuhan dan perkembangan gigi yang natural, tidak

dapat diduplikasi atau ditiru dengan perawatan ortodonti. Oleh karena harus

diketahui perubahan-perubahan yang terjadi di tulang, sementum dan jaringan

pulpa” (Foster; 1997).

Menurut Profitt, kekuatan yang optimal untuk pergerakan gigi secara

ortodonti adalah kekuatan yang mampu menstimulasi aktivitas selular tanpa

merusak pembuluh darah dalam ligamen periodontal (Tabel 1). Pada Tabel 1

dapat dilihat kekuatan yang optimal untuk mendapatkan pergerakan gigi

tipping, bodily (translasi), penegakan akar, rotasi, ekstrusi dan intrusi

(Bahirrah; 2004).

Tabel 1. (Bahirrah; 2004) Kekuatan Optimal untuk Pergerakan Ortodonti

* Nilai ini tergantung pada besarnya ukuran gigi; nilai yang kecil cocok untuk gigi insisivus; nilai yang besar cocok untuk gigi posterior.

9

Respon Jaringan Periodontium terhadap Perawatan Ortodonti

Periodontium adalah jaringan pendukung gigi yang fungsinya sebagai

peredam kejut terhadap tekanan pengunyahan. Gigi dikatakan dalam keadaan

seimbang bilamana semua resultan dan momen gaya dari tekanan pengunyahan

sama dengan 0 (nol). Jika semua tekanan yang mengenai mahkota gigi

menimbulkan keseimbangan, maka jaringan periodontium tidak perlu

mengadakan reaksi untuk mencapai keseimbangan pada mahkota gigi maka

keseimbangan dicapai dengan kemampuan reaktif periodontium, proses untuk

mencapai keseimbangan ini berlangsung terus menerus selama hidup secara

fisiologi. (Ardhana; 2010)

Gambar 3. (Aulia; 2012) Gigi dan Jaringan Periodontium

Alat ortodonti adalah alat untuk menimbulkan kekuatan mekanik ke

periodontium, agar gigi bergerak sesuai dengan yang dikehendaki. Terlihat ada

proses biologis antara kekuatan mekanik dengan bergeraknya gigi. Perawatan

10

ortodonti aktif pada dasarnya adalah adanya kemampuan jaringan periodontium

untuk mengadakan remodeling. Prinsipnya adalah bahwa aktivasi sel yang

melakukan remodeling menyebabkan gigi berpindah tempat, sedangkan

kekuatan mekanik adalah merupakan rangsangan yang mengaktifkan sel

tersebut (Bahirrah; 2004).

Kekuatan mekanik dipakai untuk menggerakan gigi ke posisinya yang

baru karena kemampuannya untuk membangkitkan aktivasi sel di dalam

periodontium secara lokal. Mekanisme yang menyangkut aktivasi sel oleh

kekuatan mekanis sampai sekarang belum diketahui dengan pasti, tetapi bukti-

bukti menunjukkan bahwa aliran listrik akan timbul di dalam jaringan

periodontium yang tertekan (Ardhana; 2010).

Respon biologis dari gigi dan jaringan pendukungnya tergantung pada

besar dan lamanya tekanan yang diberikan pada gigi tersebut. Besar tekanan

yang diberikan pada gigi baik yang ringan dan yang kuat akan mempengaruhi

perubahan di ligamen periodontal. Dengan tekanan yang ringan, cairan

ligamen periodontal akan keluar dan cadangan vaskularisasi akan terperas. Ini

menimbulkan respon biokimia yang kompleks (Daliemunthe; 2005 dan

Ardhana; 2010).

Membrana periodontalis terletak diantara gigi dan tulang alveolus.

Tekanan yang mengenai gigi akan menjepit membrana periodontalis. Tekanan

yang kuat akan menyebabkan pembuluh darah tersumbat. Tersumbatnya

pembuluh darah akan menyebabkan tidak aktifnya komponen sel-sel dalam

membrana periodontalis dan mungkin akan menyebabkan matinya sel-sel

11

tersebut. Maka dari itu pemberian kekuatan tidak boleh terlampau kuat

sehingga pembuluh darah menjadi tersumbat (Rahardjo; 2010).

Perubahan pada Serabut-Serabut Periodontium

Principal fiber tertanam dalam cementum di satu sisi dan sisi lain tertanam

pada tulang alveolus dan melanjutkan diri sebagai serabut-serabut Sharpey’s.

Pada saat permukaan tulang alveolus diresorpsi, maka perlekatan (attachment)

serabut-serabut tersebut akan lepas (Balajhi; 1997).

Kraw dan Enlow mengatakan bahwa berkas-berkas serabut collagen dalam

matrix organik tulang alveolus yang diresorpsi akan menyusun diri pada arah

yang sama atau bergabung dengan principal fiber, dengan cara seperti itu maka

kesinambungannya dengan tulang akan tetap terjaga. Serabut-serabut collagen

tadi akan berlaku sebagai serabut Sharpey’s yang baru (William; 2000). Mereka

menggambarkan ada tiga zona yang spesifikasi pada serabut-serabut

periodontium (William; 2000):

1. Inner zone

Tertanam dalam cementum. Zona ini terdiri dari mature collagen bundles

yang relatif stabil.

2. External zone

Tertanam dalam dinding alveolus. Zona ini dikatakan kurang stabil dan

kadang-kadang dapat mengadakan perubahan.

3. Intermediate zone

Zona ini sangat tidak stabil, terdiri dari immature collagen fiber, sangat mudah

mengadakan perubahan. Bila gigi bergerak, serabut-serabut pada inner zone

akan terbawa bersama gigi, sedangkan serabut-serabut pada external zone

12

akan lepas dari perlekatannya pada tulang yang diresorpsi. Serabut-serabut

collagen dalam matrix tulang akan menyambungkan diri dengan serabut-

serabut baru dalam intermediate zone. Intermediate zone ini yang akan

mengatur atau memelihara kesinambungan dan ukuran panjang pendeknya

serabut. Dengan demikian maka sintesa collagen memegang peranan penting

dalam mekanisme ini. Pengamatan dengan radioaktif menunjukkan bahwa

sintesis kolagen lebih aktif di daerah crestal dan apical, sehingga daerah ini

mengalami adaptasi lebih dulu kemudian baru diikuti oleh serabut-serabut

oblique dan serabut-serabut horisontal.

Adaptasi Bentuk Tulang

Hukum Wolf menyatakan bahwa tulang sewaktu-waktu membentuk

dan merubah dirinya oleh karena tekanan, bertambah atau berkurang

massanya untuk mengimbangi tekanan tersebut. Potensial listrik yang timbul

akibat tekanan disebut “piezoelektrik”. Aliran listrik itu diduga akan memberi

muatan kepada suatu makromolekul untuk berinteraksi dengan suatu reseptor

pada dinding sel, sehingga sel yang berperan dalam proses remodeling akan

bereaksi (William; 2000).

Fenomena biolobis pada gerakan gigi secara ortodontik meliputi

(Ardhana; 2010):

1. Stimulus (rangsangan/aksi)

2. Transducer

3. Respon (jawaban/reksi)

13

Gambar 4 (Ardhana; 2010) : Fenomena Biologis Gerakan Gigi

Bila kekuatan dikenakan pada gigi, maka akan timbul daerah yang

tertekan dan daerah yang tertarik. Daerah yang tertekan tulang diresorpsi;

daerah yang tertarik tulang akan diaposisi. Daerah yang tertekan akan terjadi

sesuai dengan arah kekuatan yang dikenakan, kekuatan akan menekan gigi ke

dinding tulang alveolus dan membrana periodontalis akan terjepit diantara gigi

dan dinding alveolus, dalam waktu singkat akan terjadi resorpsi tulang di

daerah itu. Daerah yang berlawanan, gigi akan menjauhi dinding alveolus.

Melebarnya ruang membrana periodontalis akan menimbulkan tarikan di

daerah itu dan terjadi aposisi tulang (William; 2000)

Proses remodeling tulang dirangsang oleh pemberian kekuatan pada

gigi, menyebabkan gigi bergerak dan integritas tulang alveolus tetap

terpelihara. Gigi akan bergerak dalam dua tahap (Ardhana; 2010):

1. Segera setelah pemberian kekuatan, gigi akan bergerak baik oleh karena

penekanan pada membrana periodontalis maupun oleh karena elastisitas

tulang yang akan membengkok sedikit oleh tekanan.

2. Setelah periode diam, selanjutnya gigi akan bergerak searah pemberian

tekanan oleh karena adanya resorpsi tulang alveolus.

Proses remodeling dilakukan oleh osteocyti, yang terutama adalah

osteoklas dan osteoblas. Sel-sel tersebut umumnya berasal dari dalam

14

membrana periodontalis, ada yang mengatakan bahwa sel-sel tersebut berasal

dari pembuluh darah. Mekanisme permulaan tentunya harus ada rangsangan

yang mampu merangsang osteoblast dan osteoclast menjadi aktif. Untuk

aktivitasnya diperlukan banyak energi, sehingga dalam selnya banyak

mengandung mitochondria. Dengan demikian dibutuhkan sistem vaskularisasi

yang cukup dan sumber sel yang potensial dan dapat diaktifkan dengan cepat

(William; 2000).

a. Resorpsi Tulang Alveolus

Ada dua teori tentang resorpsi tulang alveolus, yaitu (Ardhana; 2010):

Teori I, Bien (1966) mengatakan bahwa pembuluh darah dalam membrane

periodontalis akan terjepit dan terjadi stenosis. Pembuluh darah akan

mengembung, akibatnya gelembung gas (oksigen) keluar dari cairan darah dan

meninggalkan pembuluh darah, sebagian kembali lagi tetapi sebagian ada yang

terjebak spiculae pada tulang alveolus. Keadaan ini menyebabkan resorpsi

tulang alveolus secara lokal. Bagaimana mekanisme oksigen dapatmerangsang

resorpsi tulang sampai sekarang belum jelas, namun dalam teori ini dikatakan

bahwa pembuluh darah memberikan gelembung-gelembung oksigen dan catu

nutrisi yang sangat diperlukan untuk aktifitas sel.

Teori II Menyatakan mekanisme terjadinya resorpsi yang lain ialah

melibatkan efek hidrodinamik pada daerah yang tertekan dan sifat piezoelektrik

tulang. Pemberian kekuatan akan menimbulkan tekanan hidrodinamik, karena

membrana periodontalis berisi pembuluh darah dan cairan interstitiel. Tekanan

ini akan diteruskan ke dinding tulang olveolus (Ardhana; 2010).

15

Permukaan tulang alveolus akan berubah bentuknya menjadi cembung,

perubahan bentuk seperti ini dihubungkan dengan resorpsi tulang. Fenomena

ini mungkin berhubungan dengan stimulasi listrik, sebab perubahan bentuk

tulang akan menghasilkan aliran listrik. Muatan listrik didaerah yang tertekan

(cembung) adalah muatan listrik positif. Peranan pembuluh darah disini adalah

membantu meneruskan tekan hidrodinamik dan memberikan nutrisi untuk

energi yang diperlukan dalam proses resorpsi tulang. Dasar molekuler yang

menerangkan hubungan antara fenomena listrik dengan aktivitas osteoclast

sampai sekarang belum jelas (Bahirrah; 2004).

Ada dua macam resorpsi (Bahirrah; 2004) :

1. Frontal resorption

Frontal resorption (resorpsi langsung) dapat terjadi apabila tekanan

yang diberikan tidak melebihi tekanan pembuluh kapiler. Bila pembuluh

darah dalam membrana periodontalis tidak tersumbat, maka resorpsi tulang

terjadi langsung pada permukaan tulang. Setelah terdapat tekanan, osteoklas

akan bekerja dalam waktu 2 hari dan diikuti dengan frontal resorption, yaitu

sel-sel osteoklas akan merusak lamina dura dan meresorpsi daerah tersebut

sehingga pergerakan gigi mulai terjadi (Bahirrah; 2004 dan Ardhana; 2010).

2. Undermining resorption/rear resorption

Apabila tekanan besar diberikan pada gigi, pembuluh darah akan

tertutup sehingga menyebabkan tidak adanya vaskularisasi. Hal tersebut

akan menyebabkan terbentuknya jaringan nekrosis yang disebut juga dengan

daerah hyalinized. Resorpsi mulai terjadi dari belakang daerah nekrosis

tersebut sehingga disebut undermining resorption atau resorpsi tidak

16

langsung. Oleh karena itu, pergerakan gigi pada undermining resorption

lebih lama dibandingkan dengan frontal resorption karena pada

undermining resorption terbentuk daerah hyalinized (Bahirrah; 2004).

Tekanan yang besar selain menyebabkan timbulnya rasa sakit juga

dapat menimbulkan kerusakan pada jaringan periodontal dan gigi itu sendiri,

oleh karena itu tekanan yang besar sebaiknya dihindari (Bahirrah; 2004 dan

Ardhana; 2010).

Pada undermining resorption tidak terjadi langsung pada permukaan

tulang tetapi mulai dari bone marrow (substantia spongiosa). Setelah

resorpsi sampai pada permukaan tulang alveolus dan tekanan diterima sudah

berkurang atau hilang berhenti maka invasi pembuluh darah akan terjadi dan

membrane periodontalis akan tumbuh kembali. Peristiwa tadi akan terjadi

dalam 2 fase, yaitu (William; 2000):

• Mula-mula jaringan nekrotik akan diserap

• Kemudian akan diikuti dengan pembentukan komponen-komponen

jaringan baru

b. Aposisi Tulang Alveolus

Selama bergeraknya gigi, tulang baru diaposisikan di daerah tulang

yang tertarik. Tulang baru diaposisikan pada permukaan tulang alveolus

yang berhadapan dengan membrana periodontalis. Jika bundel-bundel

principal fiber besar-besar biasanya matrix dideposisikan sepanjang serabut-

serabut tersebut diikuti dengan pembaentukan lamela baru. Bila bundelnya

kecil-kecil, lapisan matrix akan dideposisikan lebih merata sepanjang

permukaan tulang (William; 2000).

17

Sel yang melakukan proses aposisi adalah osteoblast. Sel-sel ini

sangat membutuhkan energi seperti halnya osteoclast pada daerah resorpsi,

maka dari itu juga sangat dibutuhkan catu darah yang cukup. Osteoblast

bertambah jumlahnya dengan cara (Ardhana; 2010):

• Proliferasi atau diferensiasi sel precursor dalam membrana periodontalis

• Proliferasi atau diferensiasi perivascular stem cells.

Proliferasi dan diferensiasi sel-sel ini terlihat satu atau dua hari

setelah pemberian kekuatan. Pembuluh darah memegang peran penting

dalam pemberian nutrisi dan oksigen serta material lain yang penting untuk

sintesis tulang, disamping itu juga merupakan sumber osteoblast. Bagaimana

tarikan pada membrana periodontalis dapat merangsang produksi osteoblas

dan pembentukan tulang baru belum diketahui dengan jelas (Ardhana;

2010).

Epker dan Frost mengatakan bahwa fenomena piezoelektrik terlibat

dalam proses ini. Membrana periodontalis terikat kuat ke tulang alveolus,

sehingga tarikan akan merubah struktur kristal tulang. Tulang akan menjadi

cekung perubahan bentuk tulang semacam itu berlawanan dengan perubahan

yang terjadi pada daerah yang tertekan. Perubahan ini dihubungkan dengan

muatan listrik negatif yang akan merangsang pembentukan tulang baru.

Seperti pada teori resorpsi, dasar molekulernya juga belum jelas (Bahirrah;

2004).

Pada saat tulang terbentuk di permukaan alveolus, permukaan tulang

akan bergerak ke arah bergeraknya gigi. Serabut-serabut dalam membrane

18

periodontalis akan tertanam dalam tulang baru dan akan menjadi serabut

Sharpey’s yang baru (Foster; 1997).

Respon Pembuluh Darah

Tekanan ringan akan merangsang frontal resorption, sebaliknya

tekanan yang kuat akan menyebabkan vascular thrombosis dan akhirnya

kematian membrana periodontalis. Schwarz menganjurkan untuk

menggunakan kekuatan yang tidak sampai menyumbat aliran darah dalam

menggerakan gigi. Kekuatan yang dianjurkan itu adalah tidak lebih dari 20

– 26 gram/cm2 (tekanan darah kapiler) (Ardhana; 2010). Sedangkan

menurut Nikolai tekanan pembuluh kapiler sekitar 25-35 gr/cm2. Kekuatan

lebih dari itu tidak hanya akan menyebabkan hyalinisasi tetapi bahkan

dapat terjadi resorpsi akan atau kematian pulpa. Kesimpulannya adalah

bahwa aktivitas seluler yang penting untuk resorpsi tulang dan memelihara

jaringan periodontium adalah sangat tergantung pada catu darah yang

cukup untuk nutrisi dan menyerap sisa-sisa metabolisme (Bahirrah; 2004).

Remodeling Sekunder

Pada gerakan gigi secara ortodonti, ada daerah yang mengalami resorpsi

dan aposisi. Tulang sering kali mengadakan resorpsi dari daerah bone marrow di

sebalik daerah yang mengadakan aposisi, demikian juga tulang selalu dibentuk di

permukaan bone marrow disebalik tulang cortical yang sedang mengalami

resorpsi. Ini disebut remodeling sekunder. Remodeling sekunder berguna untuk

mempertahankan ketebalan tulang dan mempertahankan hubungan antara gigi ke

tulang alveolus agar relative konstan. William; 2000) Peristiwa ini adalah

merupakan bukti dari fenomena adaptasi bentuk tulang seperti yang disebut dalam

19

hukum Wolf. Perubahan pada tulang oleh karena mekanisme piezoelektrik telah

ditunjukkan oleh Epker dan Frost. Dinding tulang alveolus pada sisi yang tertekan

akan menipis. Pengurangan ketebalan ini dihubungkan dengan resorpsi tulang

(Ardhana; 2010).

Kekuatan Ortodonti

Pemberian kekuatan memegang peran penting dalam pergerakan gigi

secara ortodontik. Kekuatan sangat penting untuk mengawali atau merangsang

remodeling tulang maupun untuk membimbing gerakan gigi menuju ke posisi

yang diinginkan. Gigi digerakkan dengan pemberian kekuatan yang dihasilkan

dari pegaspegas kawat atau elastik yang dipasang pada alat ortodontik lepasan

maupun cekat (Rahardjo; 2010). Pegas dan elastik mempunyai energi potensial,

bila bentuknya dirubah maka akan menjadi energi kinetik pada saat ia kembali ke

bentuk semula. Bila energi ini dikenakan pada gigi maka gigi akan terbawa

olehnya. Kekuatan ini penting untuk merangsang fenomena seluler dalam

remodeling jaringan periodontium (Bahirrah; 2004 dan Ardhana; 2010).

Sistim Pemberian Kekuatan

Dua sistim pemberian kekuatan untuk menggerakkan gigi (Ardhana; 2010):

1. One point contact force/ Single point contact force/ Tipping force

Kekuatan dikenakan pada satu titik kontak

2. Couple force

Kekuatan yang dikenakan adalah sama dan paralel, memberikan aksi yang

simultan dengan arah berlawanan. Bila couple force dikenakan pada gigi, maka

akan terjadi gerakan rotasi.

20

Center of Resistance

Pusat ketahanan adalah suatu tempat di akar gigi yang mempunyai ketahanan

yang paling besar terhadap kekuatan ortodontik (Ardhana; 2010).

Tiga center of resistance (Foster; 1997):

1. Anteroposterior

2. Transverse

3. Vertikal

Pada gigi berakar tunggal, senter of resistance terletak 40 % jarak dari alveolar

crest ke ujung akar gigi (Ardhana; 2010).

Gerakan Gigi pada Perawatan Ortodont

Selama perawatan ortodontik, gigi dapat bergerak ke segala arah. Untuk

mempermudah maka gerakan gigi dibagi dalam dua bentuk dasar (Rahardjo;

2010) :

1. Rotasi (rotasi murni)

Merupakan gerakan gigi yang berputar pada pusat rotasi. Bila gigi berputar

penuh maka ia akan kembali ke posisinya semula.

2. Translasi

Mahkota dan akar gigi bergerak pada arah dan jarak yang sama, sehingga gigi

bergerak bodily atau dikatakan tidak ada perubahan inklinasi axial.

Gerakan gigi secara umum dibagi dalam (Foster; 1997 dan Bahirrah; 2004):

1. Horisontal movement

a. Controlled crown movement seperti gerakan tipping

b. Controlled root movement seperti gerakan torque

c. Bodily movement

21

2. Vertical movement

a. Intrusi

b. Ekstrusi

3. Rotary movement

Gambar 5. (Foster; 1997) Gerakan Tipping. Tekanan diaplikasikan pada titik tunggal mahkota gigi yang menyebabkan resorpsi tulang dan aposisi, membuat

gigi bergerak tipping. Tekanan pada jaringan periodontal lebih besar didekat apeks dan tepi servikal gigi.

Gambar 6. (Foster; 1997) Gerakan Torque. Suatu tekanan kopel diaplikasikan pada daerah mahkota gigi yang luas dan stop atau tekanan berlawanan

diaplikasikan untuk mencegah pergerakan mahkota. Tekanan yang mengenai struktur periodontal yang paling besar di sekitar apeks gigi

22

Gambar 7. (Foster; 1997) Gerakan Bodily. Tekanan harus diaplikasikan pada daerah mahkota gigi yang lebar dan harus ada alat untuk mencegah miringnya gigi. Tekanan yang mengenai jaringan periodontal akan didistribusikan secara

merata.

Gambar 8. (Foster; 1997) Gerakan Intrusi. Tekanan yang mengenai struktur pendukung didistribusikan secara merata dan resorpsi tulang dibutuhkan,

khususnya pada daerah apikal dan pada puncak alveolar.

Gambar 9. (Foster; 1997) Gerakan Ekstrusi. Peregangan timbul pada strutur pendukung dan aposisi tulang untuk mempertahankan dukungan gigi.

23

Gambar 10. (Foster; 1997) Gerakan Rotasi. Dua metode untuk merotasi sebuah gigi (a) dengan memakai kekuatan gabungan (b) menggunakan kekuatan tunggal

dan sebuah “ stop “. Pada (a) pusat rotasi terletak di dekat bagian tengah gigi . Situasi pada (c) lebih cocok dengan menggunakan tekanan gabungan dan situasi

pada (d) lebih cocok untuk “ stop “

Anchorage

Anchorage adalah suatu tempat perlawanan (resistance) dimana kekuatan

dihasilkan untuk menggerakkan gigi. Anchor berarti sauh (jangkar) (Ardhana;

2011). Pembagian penjangkaran (Ardhana; 2011 dan Rahardjo; 2010):

Menurut sumbernya (letaknya) dikenal dua sumber utama :

1. Intraoral anchorage

Intraoral anchorage dapat berupa :

a. Tooth borne anchorage

b. Tissue borne anchorage

2. Extraoral anchorage

Sistem penjangkaran yang diletakkan diluar mulut. Dapat berupa :

24

• Occipital anchorage

Anchorage diletakkan di daerah occipital

• Cervical anchorage

Anchorage diletakkan pada tengkuk.

25

III. KESIMPULAN

Pergerakan gigi merupakan basis dari perawatan ortodonti dalam

menggerakkan gigi dari keadaan malposisi ke posisi yang diinginkan dimana

membutuhkan kekuatan ortodonti tertentu dengan dukungan jaringan yang

sebaik-baiknya. Untuk memperoleh gerakan gigi dengan perawatan ortodonti

ada dua macam pesawat yaitu dengan pesawat lepas dan pesawat cekat.

Biomekanika ortodonti mempelajari efek biologis jaringan pendukung

gigi akibat dari perawatan ortodonti secara mekanik dan beberapa macam hal

yang berhubungan dengan kekuatan mekanik, diantaranya adalah (Ardhana;

2010):

1. Reaksi jaringan pendukung gigi yang meliputi respon jaringan

periodontium, pergerakan gigi, resorpsi tulang alveolus, aposisi tulang

alveolus, perubahan pada serabut-serabut periodontium serta remodeling

sekunder

2. Kekuatan ortodontik yang mencakup tentang macam-macam sistim

pemberian kekuatan, macam-macam gerakan gigi, serta sistim

penjangkaran (Anchorage).

26