REVISI

LAPORAN PRAKTIKUM ILMU MATERIAL II

Topik : Semen Seng Fosfat

Kelompok : A9

Tgl Praktikum : 26 Oktober 2015

Pembimbing : Endanus Harijanto, drg., M.Kes

Penyusun :

No. Nama NIM

1. SANTRI KHUMAIRO’J 021411131042

2. BHETARI DWITYA D 021411131043

3. NI PUTU CLARA PITA L 021411131044

4. SHALISYAH AHNOR 021411131045

5. PRISKA RIMMANGABING S 021411131046

DEPARTEMEN MATERIAL KEDOKTERAN GIGI

FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI

UNIVERSITAS AIRLANGGA

1. Tujuan

a. Mengetahui perbedaan konsistensi semen seng fosfat sebagai basis dan luting.

b. Mengetahui setting time semen seng fosfat sebagai basis dan luting.

c. Mengetahui cara manipulasi semen seng fosfat sebagai basis dan luting.

2. Alat dan Bahan

2.1 Bahan

a. Bubuk dan cairan semen seng fosfat merk Elite

b. Vaselin

Gambar 1. Bubuk dan cairan semen seng fosfat, vaselin.

2.2 Alat

a. Glass slab (kaca tebal)

b. Kaca tipis

c. Spatula semen

d. Stopwatch

e. Cetakan sampel

f. Celluloid strip

g. Kuas kecil

h. Gunting/cutter

i. Timbangan digital

j. Jarum gillmore

k. Sendok takar

l. Plastic Filling Instrument

1

Gambar 2. Alat - alat yang digunakan.

3. Cara Kerja

Semua alat dan bahan yang diperlukan disiapkan, kemudian dibaca dan

dipelajari aturan pabrik penggunaan bubuk dan cairan semen seng fosfat yang

tersedia.

3.1 Semen seng fosfat sebagai lutting

a. Botol bubuk semen seng fosfat ditimbang pada timbangan digital. Bubuk semen

seng fosfat diambil sebanyak 1 sendok takar tanpa ada tekanan (rasio sesuai

aturan pabrik dan menggunakan sendok ukuran 3), kemudian bagian atas sendok

takar diratakan menggunakan spatula semen atau bagian tutup botol yang telah

disediakan untuk mengurangi kelebihan bubuk semen. Setelah itu bubuk

diletakkan di atas glass slab dan dibagi menjadi 3 (tiga) bagian . Botol bubuk

semen seng fosfat ditimbang lagi pada timbangan digital untuk mengetahui berat

bubuk semen seng fosfat yang sudah diambil.

Gambar 3. Menimbang bubuk semen seng fosfat.

2

b. Botol cairan semen seng fosfat ditimbang pada timbangan digital, kemudian

dipegang secara vertikal terbalik untuk diteteskan tanpa penekanan (tergantung

merek) sebanyak 3 tetes (rasio sesuai aturan pabrik) pada glass slab. Botol cairan

semen seng fosfat ditimbang lagi untuk mengetahui berat cairan yang diteteskan.

Gambar 4. Menimbang dan meneteskan cairan semen seng fosfat.

c. Bubuk semen seng fosfat bagian pertama dimasukkan ke dalam cairan dan diaduk

menggunakan spatula semen secara memutar, menekan, dan spreading selama 10

detik (sesuai aturan pabrik) kemudian langsung diteruskan dengan bagian kedua

ditambahkan dan diaduk dengan cara yang sama. Demikian seterusnya sampai

semua bubuk semen seng fosfat habis teraduk dan homogen. Lama pengadukan

bubuk dan cairan semen seng fosfat hingga homogen diperlukan waktu 30 detik.

Stopwatch mulai diaktifkan pada saat bubuk dan cairan semen seng fosfat

pertama kali mulai dicampur/diaduk.

Gambar 5. Proses pengadukan.

d. Adonan semen seng fosfat dikumpulkan jadi satu. Spatula semen dimiringkan 45º

terhadap glass slab. Adonan semen seng fosfat diambil dan ditarik ke atas, maka

adonan semen akan ikut terangkat keatas (tanpa jatuh) membentuk bentukan

menyerupai tali (string) setingga 1 inci. Konsistensi adonan semen tersebut

merupakan konsistensi untuk lutting (penyemenan).

3.2 Semen seng fosfat sebagai basis

3

Cara memanipulasi semen seng fosfat sebagai basis sama seperti cara

manipulasi semen seng fosfat sebagai lutting. Yang membedakan adalah :

a. Rasio bubuk dan cairan semen seng fosfat sebagai basis lebih besar dibanding

sebagai lutting. Rasio bubuk semen seng fosfat yang digunakan adalah 1 sendok

takar ukuran 3 dan 2 tetes cairan semen seng fosfat.

b. Konsistensi semen seng fosfat sebagai basis dicapai ketika adonan semen seng

fosfat menyerupai bentuk putty dan dibentuk menjadi bola/bulatan dan tidak

melekat pada glass slab.

3.3 Uji setting time semen seng fosfat

a. Cetakan sampel diberi vaselin dengan menggunakan kuas kecil pada bagian

dalamnya yang menghadap vertikal.

Gambar 6. Mengoles cetakan dengan vaselin.

b. Celluloid strip diletakkan di atas kaca tipis, kemudia di atas celluloid strip

diletakkan cetakan sampel yang telah diberi vaselin.

Gambar 7. Meletakkan celluloid strip dibawah cetakan.

c. Adonan semen seng fosfat yang telah homogen diambil menggunakan spatula

semen kemudian dengan menggunakan plastic filling instrument adonan diambil

menggunakan bagian ujungnya dan dimasukkan kedalam cetakan hingga penuh.

4

Gambar 8. Memasukkan adonan ke dalam cetakan.

d. Permukan adonan semen seng fosfat pada cetakan sampel ditutup dengan

celluloid strip dan kaca tipis, kemudian ditekan dengan jari.

e. Kaca tipis dilepas. Celluloid strip dilepas ketika sudah dapat dilepas dengan

mudah dan tidak lengket tanpa ada paksaan pada adonan semen. Permukaan

semen seng fosfat siap dilakukan uji setting time. Jarum gillmore ditekankan pada

permukaan semen seng fosfat kemudian dilihat jika bekas tekanan jarum gillmore

sudah mulai hilang, jarum gillmore ditekankan pada permukaan semen seng

fosfat dengan interval waktu tiap 5 detik. Bekas tekanan dari jarum gillmore tidak

boleh ditempat yang sama . Uji setting time dilakukan hingga semen seng fosfat

setting yang ditandai dengan tidak ada bekas tekanan dari jarum gillmore.

f. Pengukuran nilai setting time dimulai pada awal pencampuran bubuk dan cairan

semen seng fosfat hingga semen setting.

4. Hasil Praktikum

Tabel 1. Setting time semen seng fosfat yang dimanipulasi sebagai basis.

No Bubuk Cairan Setting time

1. 0,28 gr 0,10 ml 8 menit 48 detik

2. 0,33 gr 0,14 ml 8 menit 11 detik

3. 0,32 gr 0,16 ml 6 menit 05 detik

Rata-rata 0,31 gr 0,13 ml 7 menit 54 detik

Praktikum semen seng fosfat sebagai basis dengan perbandingan bubuk dan

cairan 1 sendok takar no.3 : 2 tetes cairan yang dilakukan sebanyak 3 kali. Dari total 3

5

percobaan dihasilkan rata-rata setting time 7 menit 54 detik dari rata-rata berat bubuk

0,31 gram dan berat rata-rata cairan 0,13 ml.

Tabel 2. Setting time semen seng fosfat yang dimanipulasi sebagai luting.

No Bubuk Cairan Setting time

1. 0,31 gr 0,18 ml 16 menit 50 detik

2. 0,30 gr 0,20 ml 14 menit 03 detik

3. 0,36 gr 0,17 ml 13 menit 55 detik

Rata-rata 0,32 gr 0,18 ml 14 menit 7 detik

Praktikum semen seng fosfat sebagai luting dengan perbandingan bubuk dan

cairan 1 sendok takar no.3 : 3 tetes cairan yang dilakukan sebanyak 3 kali. Dari total 3

percobaan dihasilkan rata-rata setting time 14 menit 7 detik dari rata-rata berat bubuk

0,32 gram dan berat rata-rata cairan 0,18 ml.

5. Pembahasan

Semen seng fosfat merupakan salah satu jenis material semen berbahan dasar

air yang pertama digunakan di bidang kedokteran gigi. Semen ini tersedia dalam

bentuk powder dan liquid dalam botol yang terpisah (McCabe, 2008, p.273).

Kegunaan utama semen seng fosfat dalam kedokteran gigi adalah untuk luting

restorasi dan peralatan ortodontik (Annusavice, 2013, p. 445). Penggunaan luting

biasanya digunakan untuk restorasi atau dental appliance yang dikonstruksi di luar

mulut pasien. Misalnya inlay, mahkota logam, bridge, dan metal post. Hal ini karena

jika suatu protesa ditempatkan pada gigi pasien, maka diperlukan adanya suatu

mekanisme retensi antara gigi dan protesa (McCabe, 2008, p. 271).

Semen seng fosfat juga memiliki fungsi lain yaitu sebagai basis. Tujuan basis

adalah sebagai penghalang antara bahan tumpatan dengan pulpa untuk memberikan

thermal, chemical, dan electrical barrier. Penggunaan basis dengan tujuan sebagai

insulator terhadap thermal schock tidak dilakukan pada semua restorasi logam, hal ini

tergantung pada kedalaman kavitas. Kedalaman kavitas mengindikatorkan dentin

yang tersisa (McCabe, 2008, p. 267). Semakin dalam suatu kavitas, semakin sedikit

pula dentine yang tersisa sehingga memerlukan insulator.

6

Komposisi

Material ini pada umumnya tersedia dalam bentuk bubuk dan cairan. Kedua

komponen bahan dental cement dapat dijual dengan pencampuran manual atau yang

tercampur secara mekanik dalam kapsul (McCabe & Walls 2008, p. 273).

Komposisi dari semen seng fosfat dapat dilihat dalam tabel berikut :

Tabel 3. Kandungan semen seng fosfat ( McCabe & Walls, 2008, p. 274)

Bubuk Zinc oxide Sekitar 90% sebagai

kandungan aktif utama

Logam oksida lainnya Sekitar 10%

Cairan Larutan encer dari asam

fosfat

Konsentrasi sekitar 50-

60%

Al PO4 Mencapai 10% sebagai

buffer

Zn3(PO4)2

Adanya MgO yang terdapat dalam bubuk dapat menurunkan suhu pada proses

kalsinasi. SiO2 berfungsi sebagai inactive filler. Sedangkan Bi2O3 merupakan masa

semen yg diaduk. Dalam cairan semen seng fosfat, terdapat kandungan Al dan Zn

yang berguna sebagai buffer (pengontrol pH) (McCabe, 2008, p.273). Adanya buffer

juga dapat memperlambat reaksi dan memperbaiki working time.

Reaksi Setting

Pada pencampuran bubuk dan cairan secara bersamaan maka akan terjadi

suatu reaksi, sehingga terbentuk seng fosfat yang relatif tidak larut sebagai berikut:

3ZnO + 2H3PO4 + H2O → Zn3(PO4)2 · 4H2O

7

Pada prinsipnya, reaksi pencampuran semen seng fosfat merupakan reaksi

asam basa yang relatif tidak terlarut. Ketika bubuk dan cairan bercampur, ion asam

fosfat bereaksi dengan permukaan ion Zn untuk menghasilkan garam seng fosfat yang

amorf dan terhidrasi. Setelah permukaan inti ion Zn bereaksi, maka struktur inti yang

tidak bereaksi akan bereaksi dengan matriks fosfat sehingga semen seng fosfat

menjadi setting. Akhirnya dihasilkan kristal tersier seng fosfat yang membentuk

matriks yang terkristalisasi disekeliling partikel residu semen fosfat. Selama proses

pencampuran, terjadi reaksi eksotermis yaitu melepaskan panas (McCabe,2008,

p.273).

Semen seng fosfat terdiri dari bubuk (seng oxide) dan liquid (fosfat). Pada

basis, komposisi seng oxide lebih banyak daripada fosfat, hal ini menyebabkan

semakin banyak pula inti ion Zn yang tidak bereaksi. Inti ion Zn yang tidak bereaksi

ini akan berikatan dengan matriks fosfat sehingga ikatan ion Zn dan matriks fosfat

juga semakin banyak. Banyaknya ikatan ion Zn dan matriks fosfat menyebabkan inti

banyak dan terletak saling berdekatan, dan matriknya menjadi sedikit. Sedangkan

pada lutting, komposisi seng oxide dan fosfat sama banyak, sehingga ikatan ion Zn

dengan matriks fosfat tidak terlalu banyak, sehingga letak inti berjauhan dan matriks

lebih banyak. Hal ini dapat menyebabkan setting time semen seng fosfat sebagai basis

jauh lebih cepat daripada semen seng fosfat sebagai lutting, karena setting time dilihat

dari matriks yang sudah mengeras, banyaknya matriks dan banyaknya ikatan ion Zn

dengan matriks fosfat.

Reaksi eksotermik yang timbul setelah bubuk dan cairan semen seng fosfat

dicampur memberikan kerugian berupa working time yang singkat. Untuk mengatasi

kerugian tersebut, dapat disiasati dengan cara sebagai berikut:

1. Menggunakan glass lab yang dingin atau tebal

Pada glass slab yang tebal atau dingin, memungkinkan untuk menyerap panas

lebih banyak dari pada glass lab yang tipis. Penggunaan glass slab dingin dapat

memperpanjang working time dan memperpendek setting time. Glass slab yang

dingin dapat menyerap panas lebih banyak dari reaksi eksotermis yang terjadi.

Metode pendinginan glass slab dapat menggunakan glass slab bersuhu 6oC atau –

10oC. Tujuan memanipulasi semeng seng fosfat dalam glass slab dingin adalah

menurunkan kecepatan reaksi, mengontrol pH agar tidak terlalu rendah, mengurangi

8

panas yang dihasilkan pada rekasi eksotermis, dan working time cukup (Anusavice,

2013, p.478).

2. Menggunakan teknik spreading.

Teknik spreading pada saat pengadukan juga dapat mengurangi reaksi

eksotermis, karena dengan cara tersebut bidang pengadukan akan lebih luas, sehingga

panas yang dapat diserap oleh glass slab akan lebih banyak. Semakin lama

pengadukan, maka matriks yang terbentuk akan menjadi hancur. Pecahnya matriks

akan membutuhkan waktu yang lama untuk membangun kembali matriks tersebut.

Jadi, semakin lama pengadukan maka semakin lama setting time nya (Anusavice,

2013, p.478)

3. Membagi bubuk menjadi beberapa bagian

Pada saat sebelum melakukan pencampuran semen, bubuk semen dibagi

menjadi beberapa porsi kecil terhadap cairan. Dengan menggabungkan porsi kecil

bubuk ke cairan, panas yang dilepaskan lebih sedikit.Sejumlah bubuk yang secara

bertahap dalam jumlah kecil dicampur ke dalam cairan akan mengurangi panas yang

ditimbulkan jika dibandingkan dengan langsung mencampur semua bubuk, sehingga

dapat memperlambat setting time dan menambah working time (Anusavice, 2013,

p.478).

Pembagian bubuk menjadi beberapa bagian menyebabkan reaksi eksotermik

yang dihasilkan akan bertahap dan sedikit demi sedikit, sehingga panas yang

dihasilkan tidak terlalu banyak. Sejumlah bubuk yang secara bertahap dalam jumlah

kecil dicampur ke dalam cairan akan mengurangi panas yang ditimbulkan jika

dibandingkan dengan langsung mencampur semua bubuk, sehingga dapat

memperlambat setting time dan menambah working time (Anusavice, 2013, p.478).

Manipulasi

Pada manipulasi semen seng fosfat rasio bubuk dan cairan tergantung pada

aplikasinya. Jika digunakan untuk basis membutuhkan konsistensi putty like dengan

rasio bubuk dan cairan yang digunakan adalah 3,5:1. Sifat semen seng fosfat sebagai

basis :

- Tidak mengiritasi pulpa dan dapat merangsang pembentukan dentin sekunder

- Compressive strength tinggi

9

- Solubility rendah

Sedangkan untuk lutting ditambahkan cairan. Rasio bubuk dan cairan yang

lebih rendah bermanfaat untuk mendapatkan sifat flow yang lebih baik sehingga

terjadi seating yang benar (McCabe 2008, p. 273). Pada manipulasi seng fosfat

sebagai luting diperlukan hasil campuran yang tipis, sehingga diperlukan rasio bubuk

dan cairan yang lebih kecil untuk menghasilkan konsistensi yang lebih encer. Rasio

bubuk dan cairan yang lebih kecil dapat memperpanjang setting dan working time

(Anusavice 2013, p. 317).

Sifat semen sebagai luting :

- Memiliki kekuatan yang tinggi sehingga tahan terhadap patahan

- Tahan terhadap keausan

- Mudah diaplikasikan

- Memiliki kemampuan untuk mengalir (flow) yang baik

Keuntungan dan Kerugian

Semen seng fosfat memiliki beberapa keuntungan dan kerugian sebagai bahan

pertimbangan dalam penggunaannya pada bidang kedokteran gigi. Keuntungan, di

antaranya sebagai berikut (Manappalil, 2010, pp. 53-54) :

a. Track record yang lama dan telah tahan uji

b. Compressive strenght yang baik

Kerugian :

a. Tidak ada adesi secara kimiawi. Tidak diindikasikan jika retensi buruk

b. Tidak ada sifat antikariogenik

c. Iritasi pulpa

d. Estetik buruk, tidak bisa digunakan dengan restorasi translucent seperti

mahkota dan veneers

6. Kesimpulan

Berdasarkan hasil praktikum dan pembahasan yang telah dilakukan, maka

didapatkan kesimpulan sebagai berikut:

10

1. Semen seng fosfat yang diaplikasikan sebagai basis memiliki konsistensi yang lebih

kental daripada semen seng fosfat yang diaplikasikan sebagai luting.

2. Semen seng fosfat yang diaplikasikan sebagai basis memiliki setting time yang

lebih cepat daripada semen seng fosfat yang diaplikasikan sebagai luting.

7. DAFTAR PUSTAKA

Annusavice KJ. 2013. Phillip's Science of Dental Material, 12th ed. St. Louis.

Saunders Elsevier Ltd. p. 445,478

Manappalil, 2010. Basic Dental Materials. New Delhi: Jaypee Brothers Medical

Publisher. pp. 53-54

McCabe dan Walls. 2008. Applied Dental Materials, 9th ed. Victoria : Blackwell, Inc.

p. 267, 271, 273, 274

11