DENTAL CERAMICSKeramik terdiri atas unsur nonmetal dan unsur anorganik dimana dalam pembuatannya

memerlukan proses pemanasan dengan temperature tinggi. Keramik banyak digunakan untuk

bahan restorasi gigi, gigi tiruan, inlay, onlay, dental implant, veneer, crown, bridge, dll.

KOMPOSISI KERAMIK GIGI

Keramik gigi adalah bahan nonmetal, struktur inorganic, dan biasanya terbuat dari oksigen

dengan satu atau lebih elemen metal atau nonmetal, di antaranya feldsfar, kaolin, silica,

alumina oksida, boric oksida, dan bahan pewarna.

a. Feldsfar (K2O Al2O3 6SiO2)

Adalah mineral alami yaitu suatu anhydrous alumino-silicate. Feldsfar berfungsi untuk

mengikat silica dan kaolin dengan cara menyediakan matriks. Ketika dicampur dengan

oksida logam dan dibakar dengan temperature yang tinggi, feldsfar dapat mencapai

glass phase. Feldsafar berwarna abu-abu sampai merah muda dan bersifat opaque.

b. Kaolin (A2O3 2SiO2 2H2O)

Kaolin adalah sebuah contoh bahan clay, terdiri terutama dari mineral kaolinite, sebuah

hydrous alumino-silicate. Fungsi kaolin dalam suatu bahan keramik adalah agar:

- Keramik dapat dibuat menjadi suatu campuran plastis dengan air, sehingga dapat

dibentuk ke ukuran dan model yang dihendaki.

- Suspensi clay (kaolin)-air dapat mempertahankan bentuknya selama pembakaran di

dalam tungku.

- Keramik melebur pada suhu tinggi dan dapat bereaksi dengan bahan keramik

lainnya.

- Untuk memberikan sifat opak pada keramik dan bertindak sebagai binder.

c. Alumina Oksida

Alumina merupakan suatu oksida keras yang sangat kuat. Dihasilkan dengan cara

kalsinasi alumina trihydrate dan bentuk alumina yang dihasilkan tergantung pada suhu

yang dipergunakan. Alumina adalah bahan dasar untuk pembuatan aluminosilicate

ionleachable glasses dan merupakan konstitusi utama dental porcelain. Alumina oksida

juga dapat memberikan kekuatan, sifat opak pada keramik dan meningkatkan viskositas

dari keramik selama pembakaran.

d. Boric Oksida

Adalah suatu flux keramik. Flux diikutkan dalam pembentukan gelas untuk menurunkan

suhu pembauran gelas. Boric oksida adalah suatu bahan pembentuk gelas.

e. Oksida lain

Oksida dapat berupa Na, K, Ca ataupun oksida lain. oksida ini berfungsi untuk

menambah strength dan sifat opaque dari keramik.

f. Bahan pewarna

Bahan pewarna dibuat dengan meleburkan beberapa oksida logam dan feldsfar lalu

digiling menjadi bubuk. Bahan pewarna ini dimasukkan ke keramik gigi untuk

mendapatkan warna yang sama dengan warna gigi asli. Oksida yang dipakai adalah tin,

nikel (coklat), kobalt, titanium (kuning kecoklatan), besi (coklat), dan emas.

MANIPULASI KERAMIK GIGI

1. Kondensasi/Pemadatan

Adalah suatu proses dimana partikel keramik yang belum dibakar dipadatkan bersama-

sama. Kondensasi yang optimum dicapai apabila partikel-partikel dari bubuk

dimampatkan sepadat mungkin, dengan semua ruangan interstitial hanya terisi larutan

pencampur saja. Kepadatan pemampatan yang maksimal akan meningkatkan transluensi,

mengurangi pengerutan atau penyusutan akibat proses pembakaran agar bahan dapat

dibentuk sesuai dengan yang dikehendaki. Cara pemadatan yang dianjurkan adalah:

a. Vibration

Dilakukan penggetaran atau vibrasi agar partikel bubuk tersusun lebih rapat.

b. Spatulation

Spatula kecil dipergunakan untuk menghasilkan keramik yang basah. Proses ini

membawa air yang berlebih ke permukaan. Kelebihan air dapat dikeringkan dengan

kertas isap tiap kali setelah menekannya atau setelah menyapunya dengan kuas.

c. Brush technique

Menabur bubuk pada permukaan bahan yang basah dengan menggunakan kuas.

Ini menimbulkan reaksi kapiler sehingga membantu menarik air dari massa.

***Apapun metodenya, yang harus diingat adalah bahwa tegangan permukaan air

adalah daya penggerak pada kondensasi dan bahwa keramik tidak boleh dibiarkan

mongering sampai kondensasi selesai dilakukan.

2. Pemanasan/Sintering

Massa yang telah padat diletakkan di depan atau di bawah tungku yang sudah

dipanaskan 650 derajat. Penempatan massa itu menghasilkan uap air sehingga timbul

lubang-lubang yang diisi udara tungku.Tujuan pembakaran hanyalah untuk mensintering

(pemanasan untuk meningkatkan ikatan antar partikel sehingga didapatkan suatu

kerapatan struktur) partikel bubuk bersama-sama secara tepat, guna membentuk

restorasi. Tahap pembakaran adalah sebagai berikut:

- Tahap low bisque tahap ketika massa padat melunak dan mengalir di anatara partikel-

partikel sehingga terjadi sedikit pengerutan dan opaque

- Tahap medium bisque terdapat kohesi yang lebih besar antar partikel, pengerutan

bertambah, serta mulai berubah ke transluen dan warna yang diinginkan mulai terlihat.

- Tahap high bisque tidak terjadi lagi pengerutan dan permukaan menjadi licin.

3. Glazing

Tahap ini menghasilkan permukaan yang licin dan berkilat sehingga sisa makanan tidak

melekat. Permukaan yang lebih halus dan licin juga mengurangi kerusakan abrasi akibat

gigi atau restorasi pada gigi antagonis. Glazing juga efektif dalam mengurangi

penyebaran retak.

4. Aneling dan Aging (Pendinginan)

Aneling adalah proses pemanasan pada suhu yang lebih rendah dan kemudian

dilanjutkan dengan aging (pendinginan). Pendinginan harus dilakukan secara perlahan

dan merata, kalau tidak, akan terjadi pengerutan yang tidak merata. Hal ini akan

mengarah pada terbentuknya stress/tekanan yang menimbulkan retak dan mengurangi

kekuatan.

KLASIFIKASI KERAMIK GIGI

a. Klasifikasi berdasarkan temperature pembakarannya, terdiri dari:

1. High Fusing (1290-1370⁰C)

Keramik high fusing memiliki strength terkuat, sifat transluen yang baik serta

memiliki derajat keakuratan yang tinggi selama pemanasan. Digunakan untuk

elemen gigi tiruan.

2. Medium Fusing (1095-1260⁰C) untuk restorasi & mahkota logam

Keramik medium fusing dikombinasikan dengan flux (leburan massa) yang memiliki

temperature yang rendah.

3. Low Fusing (870-1065⁰C) bridge mahkota

Keramik jenis ini berupa gelas transparan yang memiliki permukaan halus dan sifat

optis translusen yang besar.

b. Klasifikasi berdasarkan aplikasi pembuatannya

3 aplikasi utama keramik gigi:

1. Keramik mahkota logam & bridge

2. All keramik mahkota, inlay, onlay, dan veneer

3. Ceramic denture teeth

c. Klasifikasi keramik gigi berdasarkan bahan dasar pembuatannya.

MACHINED ALL CERAMICS RESTORATION

a. Feldspathic Porcelain indikasi untuk inlay, onlay, dan veneer

1. Terdiri dari fase matriks kaca dan fase Kristal

2. Terbuat dari feldspar dan penambahan sedikit SiO2

3. Pada pembakaran dengan temperature tinggi menghasilkan bentuk leucite dan glass

phase struktur amorf

4. LEUCITE FELDPATHIC PORCELAIN (Optec HSP)

- Keuntungan: berkurangnya logam, transluensi baik, dan flexural strength yang sedang

- Kekurangan: ketidaktepatan pada daerah tepi karena penurunan volumetric pada

saat sintering

b. Aluminous Porcelain

1. Terdiri dari fase matriks kaca dan 40-50% alumina dari seluruh komposisinya.

2. Partikel alumina memiliki strength yang lebih tinggi daripada gelas dan lebih efektif

mencegah keretakan keramik.

SLIP CAST ALL CERAMIC RESTORATION

c. Glass Infiltrated Alumina Core Ceramic (In-Ceram Alumina) indikasi untuk mahkota

anterior tunggal dan posterior, bridge untuk anterior 3 unit, dan untuk pasien yang alergi

logam.

1. Contoh produk slip casting

2. Inti porselen alumina yang disinterring diinfiltrasi dengan kaca pada temperature

tinggi 1100⁰C. tujuannya untuk menghilangkan porositas dan memperkuat inti slip

cast.

3. Kelebihan: mahkotanya mempunyai bentuk dan adaptasi margin yang baik,

estetikanya baik, kurangnya lapisan logam, akurasi baik memiliki kekuatan lenting

yang paling baik.

4. Kekurangan: in-ceram bridge masih lemah disbanding Porcelain Fused to Metal dan

dalam manipulasinya dibutuhkan alat khusus.

d. Glass Infiltrated Spinel Core Ceramic (In-ceram Spinel) indikasi untuk anterior inlay,

onlay, veneer, dan mahkota anterior.

1. Alternatif dari in-ceram

2. Material intinya adalah spinel (MgAl2O2) yang diinfiltrasi dengan kaca

3. Kelebihan: lebih estetis dikarenakan sangat transluen

4. Kekurangan: flexural strengthnya rendah.

e. In Spinel Zirconia

1. Modified keramik yang terdiri dari 2 komposisi: MgAl2O4 dan zirconia alumina

2. Keuntungan: memiliki kekuatan yang baik

3. Kerugian: opacity tinggi

f. Gelas keramik indikasi untuk mahkota, inlay, dan onlay

1. Merupakan bahan padat yang terdiri atas matriks kaca dan satu atau beberapa fase

Kristal

2. Unsur yang dominan adalah silica

3. Cara pembuatannya dengan teknik casting, yaitu :

- Gigi dipreparasi

- Pencetakan untuk pembuatan die (cetakan baja yang dicor bersama logam cair)

- Pembuatan desain malam pada die

- Pola malam ditanam pada fosfat bonded investment

- Pola malam dileburkan pada temperature yang berkisar 950⁰

- Gelas keramik yang telah melebur pada temperatu 1350⁰ dimasukkan ke dalam

mould sifat translusennya masih besar

- Untuk mengurangi sifat translusennya, gelas keramik dipanaskan kembali pada

temperature 1075⁰

- Untuk menyesuaikan warna dengan gigi, diaplikasikanlah porcelain berwarna pada

permukaannya, kemudian dilakukan pemanasan kembali.

HEAT PRESSED ALL CERAMIC

g. Leucite Based Ceramic (IPS Empress-OPC)

1. Mengandung Kristal leucite dalam konsentrasi yang lebih tinggi meningkatkan

ketahanan terhadap fraktur

2. Keuntungan: logam lebih kecil, kekuatan lenting sedang, ketepatan sangat baik,

estetik yang baik

3. Kekurangan: potensi untuk mengalami fraktur pada gigi posterior

h. Lithium Disilicate Based Material (IPS Empress 2-OPC 3G)

1. Baru berkembang

2. Komposisi kristalnya lebih dari 60% volume disbanding leucite crystal

3. Material pembungkusnya adalah flouroapetite glass ceramic. Transluensi, brightness

dan light menyerupai struktur gigi.

4. Keuntungan: flexural strength dan fracture toughness lebih baik dibanding leucite,

biokompatibel, transluensi baik.

i. CAD-CAM (Computer Aided Design/Computer Assisted Manufacturing)

1. Keramik ini berbentuk blok kecil yang kemudian diasah menjadi inlay, onlay, veneer,

dan crown

2. Terdapat system CEREC yang dapat memproses CAM-CAD dengan cepat

3. Keuntungan: menghindari kunjungan berulang sehingga tidak memerlukan

temporary restorasi

4. Kekurangan: high cost dan memerlukan pelatihan untuk menggunakannya.

STRUKTUR-SIFAT KERAMIK GIGI

Struktur Keramik

- Berupa struktur kristain

- Ikatan keramik merupakan gabungan dari ikatan ion dan kovalen

- Ikatan ion perbedaan elektronegatif antara kation& anion

- Ikatan ion Kristal antara kation gol. Alkali (I A) dengan anion oksigen/gol. Halogen

- Ikatan kovalen pemakaian bersama electron valensi.

1. SIFAT MEKANIS berkaitan dengan kemampuan suatu bahan untuk menahan tekanan

yang diberikan saat digunakan/pada proses pembuatan

a. Strength-Brittleness-Toughness

- Kekuatan maksimum yang dikeluarkan suatu material sesaat sebelum benda itu

patah/rusak total disebut ultimate strength. Bila bahan tersebut memberi stress

sebelum putus karena suatu tarikan ultimate tensile strength. Bila bahan

tersebut memberi stress sebelum patah di bawah tekanan ultimate

compressive strength.

- Sifat keramik adalah brittleness/mudah patah bila diberikan stress. Stress ini

berasal dari dislokasi Kristal, pendinginan, abrasi permukaan, porusitas (rongga

kosong) di dalam material. Stress yang timbul ini akan dengan mudah menyebar

ke seluruh bidang hingga menyebabkan bidang keramik mudah patah. Karena ia

brittle jadinya deformasi plastisnya sedikit karena keburu patah

- Nilai compressive strength tinggi 280 MN/m2

- Nilai tensile strength rendah (70 MN/m2) menyebabkan ia bersifat brittle.

- Impact stress(ketahanan terhadap tekanan yang terjadi tiba-tiba) rendah

- Rentan/rapuh patah brittle fracture karena dipengaruhi pembentukan dan

perambatan retakan akibat stress

- Delayed fracture patah yang terjadi perlahan-lahan karena stress yang statik

- Keramik memiliki fracture toughness yang rendah kemampuan keramik untuk

menahan merambatnya retakan yang dapat menyebabkan patah.

b. Hardness

- Kekerasan bahan keramik yang diartikan sbg kemampuan bahan tersebut untuk

bertahan terhadap penetrasi permukaan yang dapat menyebabkan retak dan

fraktur.

- Nilai hardness 460 KHN yang lebih besar dibanding gigi asli yaitu email 300 KHN

dan dentin 70 KHN.

- Nilai hardness berkaitan dengan ketahanan terhadap abrasi. Contoh: keramik yang

diaplikasikan pada gigi harus memiliki nilai hardness > dari email gigi untuk

mencegah abrasi email bila terjadi kontak dengan beban yang besar.

2. SIFAT FISIK

Sifat fisis keramik merupakan sifat yang berhubungan dengan sifat-sifat material yang

ada dalam keramik tersebut. Sifat fisis keramik diantaranya:

a. Thermal

- Bersifat isolator atau thermal conductivitynya (kemampuan material

mentransfer panas) rendah.

- Koefisien muai panas rendah

a. Warna

- Bersifat translusen sehingga menyerupai warna gigi

3. SIFAT BIOLOGIS

a. Biokompatibel

Biokompatibel adalah sifat material keramik yang menunjukan suatu kemampuan

untuk dapat bertahan dan tidak mudah rusak karena korosi dan perubahan-

perubahan di lingkungan biologis. Ciri-ciri material biokompatibel:

Tidak berbahaya bagi pulpa dan jaringan lunak mulut

Tidak mengandung racun

Tidak menimbulkan alergi

Tidak bersifat karsinogenik

4. SIFAT KIMIA

Tahan asam kecuali hydrodluoric acid

PENGGUNAAN KERAMIK GIGI

1. Inlay restorasi yang dipasang pada kavitas yang telah dipreparasi (restorasi

intracoronal). Inlay biasanya dalam bentuk logam tuang “medium hard gold”, porcelain,

resin. Inlay keramik lebih baik menggunakan CAD-CAM karena lebih canggih, estetis baik,

dan tidak mudah korosi. Hanya dengan meng-scan kavitas, scanner dapat memiihgambar

kavitas yang telah dipreparasi dan mesin computer memproduksinya di atas balok dari

keramik dengan digerinding oleh diamond disc.

2. Onlayrestorasi ekstrakoronal, untuk menutupi semua cusp gigi posterior dan didesain

untuk memperkuat gigi yang lemah karena karies atau karena restorasi sebelumnya.

Onlay keramik memiliki kelebihan yaitu daya tahan tinggi, tahan lama, biokompatibel,

estetis sangat baik, dan tidak menggunakan perubahan signifikan setelah digunakan > 24

jam.

3. Veneer pengganti enamel yang digunakan untuk alasan estetika pada gigi yang

mengalami perubahan warna, fraktur pada sebagian mahkota, abrasi, atau gigi yang

bentuknya kurang teratur. Kelebihan veneer keramik: meminimalkan abrasi gigi

antagonis, warnanya serupa dengan gigi asli.

4. Mahkota restorasi berupa mahkota penuh atau sebagian dari suatu gigi gerahm yang

dibuat dari keramik, bisa juga dari logam, resin, atau kombinasi.

5. Jembatan (fixed partial denture) protessa sebagian yang diletakkan secara tetap pada

satu atau lebih dari satu gigi penyangga dan mengganti satu atau lebih dari 1 gigi

geraham yg hilang

6. Dental Implant contoh titanium alloy dan zirconia yang memiliki kelebihan yaitu

modulus elastisitasnya rendah disbanding material lain.

7. Filler composite resin

8. Pada GIC

9. Pada bahan refraktori

10. Pada bahan porselen/decorative

11. Bahan abrasive dan bahan poles

KELEBIHAN KEKURANGAN KERAMIK

Kelebihan Kekurangan

Estetika baik sesuai warna gigi

Nilai hardness yang tinggi mampu

memberikan ketahanan terhadap abrasi

email atau keausan

Merupakan satu-satunya jenis gigi

tiruan yang dapat di-rebasing

(penggantian semua basis protesa

akrilik)

Tahan korosi dan reaksi kimia

Termal konduktivitas rendah sehingga

keramik merupakan isolator yang baik

dimana sensitivitas terhadap

temperature dalam jangka panjang

tidak terjadi

Biokompatibel

Biomaterial, mampu beradaptasi

dengan baik terhadap temperature

mulut dan tidak larut dalam saliva.

Tensile strength rendah sehingga

menyebabkan keramik rapuh (brittle),

mudah retak, delayed fracture, dan

bunyi kliking saat gigi berkontak

dengan gigi antagonisnya

Adaptasi margin kurang baik

Harga relative mahal terutama CAD-

CAM

Minimal diselesaikan dalam 2 kali

kunjungan (temporary restoration)

kecuali jika memakai metode CAD-CAM

Sumber:

1. Van Noort R. Introduction to Dental Materials 2nd Ed. UK: Mosby Co.

2. Mc Cabe JF. Anderson’s Applied Dental Materials Properties and Manipulations. 11 th

ed. St. Louis: Mosby

3. K. Anusavice. Philip’s Science and Dental Materials 10th ed

4. Craig, Robert. Restorative Dental Materials; 13th Edition. USA

5. http://repository.usu.ac.id/handle/123456789/8437 diakses tangga 19 Februari 2012

pukul 15.35