LAPORAN PRAKTIKUM ILMU MATERIAL II
Topik : Semen Seng Fosfat (revisi)
Grup : A-8
Tanggal Praktikum : Rabu, 20 November 2013
Pembimbing : Titien Hary Agustantina, drg.,M.Kes
Penyusun :
Firsta Maulidya Yasmin
021211131043
Nisrina Hasna Nabila
021211131044
Amelia Kristanti 021211131045
Dita Rana Widati 021211131046
Wilda Safira 021211131047
DEPARTEMEN MATERIAL KEDOKTERAN GIGI
FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI
UNIVERSITAS AIRLANGGA
2013
1. KOMPETENSI
Pada akhir praktikum mahasiswa dapat melakukan :
a. Manipulasi semen seng fosfat yang digunakan untuk
basis dengan cara yang tepat.
b. Manipulasi semen seng fosfat sebagai luting
(penyemenan) dengan cara yang tepat.
c. Mengetahui konsistensi semen seng fosfat sebagai
basis dan luting.
d. Mengetahui setting time semen seng fosfat sebagai
basis dan luting.
2. CARA KERJA
2.1. Bahan yang digunakan
a. Bubuk dan cairansemen seng fosfat (Elite
Cement 100)
Gambar 1. Bubuk dan cairan semenseng fosfat (Elite Cement 100)
b. Vaselin
Gambar 2. Vaselin
2.2. Alat yang digunakan
a. Glass lab (kaca tebal)
b. Kaca tipis
c. Spatula semen
d. Stopwatch
e. Cetakan sampel
f. Mixing pad
g. Celluloid strip
h. Kuas kecil
i. Cutter
j. Timbangan digital
k. Jarum gillmore
l. Plastic filling
Gambar 3. Glass lab Gambar 4. Kaca tipis
Gambar 5. Spatula semen Gambar 6.
Stopwatch
Gambar 7. Cetakan sampel
Gambar 8. Mixing pad
Gambar 9. Kuas Gambar 10. Cutter
Gambar 11. Timbangan digital Gambar 12.
Jarum Gillmore
`
Gambar 13. Plastic filling
2.3. Cara Kerja
2.3.1. Semen Seng Fosfat sebagai Luting
a. Bubuk semen seng fosfat diambil menggunakan
sendok takar bertanda 3 yang telah disediakan di
dalam kemasan semen seng fosfat (sesuai aturan
pabrik). Bubuk ditimbang dan dicatat beratnya,
lalu diletakkan di atas kaca tebal dan dibagi
menjadi 3 bagian.
b. Cairan semen seng fosfat diteteskan secara
vertikal tanpa ditekan di atas kaca tebal
sebanyak 3 tetes (sesuai aturan pabrik).
c. Bubuk bagian pertama dimasukkan ke dalam
cairandan diaduk secara memutar dengan tekanan
dan spreading selama 10 detik, catat waktu mulai
pengadukan antara bubuk dan cairan, kemudian
setelah 10 detik pertama, bagian kedua
ditambahkan dan diaduk dengan cara yang sama
demikian seterusnya sampai semua bubuk habis
hingga homogen. Pencampuran seluruh bubuk dan
cairan hingga homogen memerlukan waktu sesuai
aturan pabrik.
d. Spatula letaknya dimiringkan dengan sudut
45oC terhadap glass slab dan ambil adonan semen,
tarik ke atas, maka semen akan ikut terangkat ke
atas (tanpa jatuh), konsistensi adonan tersebut
merupakan konsistensi untuk luting (penyemenan)
2.3.2. Semen Seng Fosfat sebagai Basis
a. Bubuk semen seng fosfat diambil menggunakan
sendok takar bernomor 3 yang telah disediakan di
dalam kemasan semen seng fosfat (sesuai aturan
pabrik). Lalu ditimbang dan dicatat berat dari
bubuk tersebut, lalu diletakkan di atas kaca
tebal dan dibagi menjadi 3 bagian.
b. Cairan semen seng fosfat diteteskan secara
vertikal di atas kaca tebal sebanyak 2 tetes
(diperlukan lebih sedikit cairan semen untuk
basis).
c. Bubuk bagian pertama dimasukkan ke dalam
cairandan diaduk secara memutar dengan tekanan
dan spreading selama 10 detik, catat waktu mulai
pengadukan antara bubuk dan cairan, kemudian
setelah 10 detik pertama, bagian kedua
ditambahkan dan diaduk dengan cara yang sama
demikian seterusnya sampai semua bubuk habis
hingga homogen. Pencampuran seluruh bubuk dan
cairan hingga homogen memerlukan waktu sesuai
aturan pabrik.
d. Konsistensi untuk basis tercapai apabila
adonan dapat dibentuk menjadi bola / bulatan dan
tidak melekat pada glass lab.
2.3.3. Uji Setting Time Semen Seng Fosfat
a. Cetakan sampel disiapkan, diberi celluloid strip,
kemudian diletakkan diatas kaca tipis.
b. Adonan semen seng fosfat yang telah homogen
dimasukkan ke dalam cetakan dengan bantuan plastic
filling instrument hingga penuh.
c. Permukaan adonan semen seng fosfat ditutup
celluloid strip dan kaca tipis. Kaca ditekan
menggunakan jari untuk memadatkan adonan.
d. Kaca tipis dan celluloid strip dilepas, permukaan
semen seng fosfat siap dilakukan uji setting time.
Jarum Gillmore ditekankan pada permukaan semen
seng fosfat dengan interval tiap 5 detik. Bekas
tekanan dari jarum Gillmore tidak boleh ditempat
yang sama. Uji setting time dilakukan hingga semen
seng fosfat setting ditandai dengan tidak ada bekas
tekanan dari jarum Gillmore.
e. Pengukuran nilai setting time dimulai awal
pencampuran hingga semen setting.
3. HASIL PRAKTIKUM
3.1. Hasil praktikum semen seng fosfat sebagai luting
Percobaan Berat powder Berat liquid Setting time
1 0,32 gr 0,2 gr 17 menit 20
detik2 0,32 gr 0,19 gr 15 menit 55
detik3 0,34 gr 0,18 gr 13 menit 50
detikRata-rata 0,33 gr 0,19 gr 15 menit 42
detik
Tabel 1. Data hasil percobaan semen seng fosfat sebagai
luting
3.2. Hasil praktikum semen seng fosfat sebagai basis
Percobaan Berat powder Berat liquid Setting time
1 0,30 gr 0,17 gr 11 menit 15
detik2 0,36 gr 0,14 gr 10 menit 10
detik3 0,33 gr 0,13 gr 10 menitRata-Rata 0,33 gr 0,15 gr 10 menit 30
detik
Tabel 2. Data percobaan semen seng fosfat sebagai basis
Dalam praktikum ini dilakukan 6 kali percobaan,
yaitu 3 kali percobaan manipulasi semen seng fosfat
sebagai luting dan 3 kali percobaan manipulasi semen seng
fosfat sebagai basis.
Pada percobaan manipulasi semen seng fosfat
sebagai luting, dari ketiga hasil percobaan tersebut
didapatkan rata-rata berat powder dan rata-rata berat
liquid masing-masing 0,33 gr dan 0.19 gr. Rata-rata
lamanya setting time pada ketiga percobaan manipulasi
semen seng fosfat sebagai luting tersebut adalah 15
menit 42 detik.
Pada percobaan manipulasi semen seng fosfat
sebagai basis, dari ketiga hasil tersebut didapatkan
rata-rata berat powder dan rata-rata berat liquid masing-
masing 0,33 gr dan 0,15 gr. Sedangkan untuk lamanya
setting time, didapatkan rata-rata 10 menit 30 detik dari
ketiga percobaan yang telah dilakukan.
4. Pembahasan
Semen seng fosfat merupakan semen tertua yang
digunakan sebagai luting, sehingga memiliki catatan
klinis yang paling panjang sehingga menjadi tolak
ukur bagi sistem-sistem yang lebih baru (Anusavice,
2003. hal. 461). Semen seng fosfat termasuk ke dalam
jenis semen berbahan dasar air, seperti semen seng
polikarboksilat, glass-ionomer cement, dan resin-modified
glass-ionomer cement (Noort, 2007. hal. 272).
Tabel 3. Komposisi Semen Seng Fosfat (Mc Cabe, 2008.
p. 274)
Bubuk
Zinc oxide
Sekitar 90 %
sebagai bahan
utama aktif
Oksida metalik
lainnya (MgO,
Sekitar 10 %
SiO2, Bi2O3, BaO,
Ba2SO4, CaO)
Cairan
Larutan asam
fosfat (H3PO4)
Konsentrasi 50-60
%
AI PO4 Sampai dengan 10 %
sebagai bufferZn3(PO4)2
Semen ini terdiri dari bubuk dan cairan yang
diletakkan pada botol yang terpisah. Bahan utama
dari bubuk semen seng fosfat ini adalah seng oksida
(90%) dan magnesium oksida (10%) (Anusavice, 2003.
hal. 461).
Komponen reaktif utama dari bubuk adalah seng
oksida. Sedikit oksida lainnya seperti magnesium
oksida juga bisa terdapat dalam bubuknya. Cairan
dasarnya adalah larutan asam fosfat buffer dengan
menambahkan jumlah kecil dari seng oksida atau
aluminium oksida. Senyawa ini membentuk fosfat yang
dapat menstabilkan pH asam dan mengurangi
reaktivitasnya (Mc Cabe, 2008. Hal. 273).
Magnesium oksida ditambahkan untuk menjaga
warna putih dari semen. Penambahan magnesium oksida
memiliki keuntungan lain, yaitu untuk `membuat
pulverisation dari seng oksida menjadi lebih mudah, dan
juga meningkatkan kekuatan kompresif dari semen.
Oksida yang lain, seperti silika dan alumina,
ditambahkan dalam jumlah yang kecil (sekitar 5%)
untuk meningkatkan sifat mekanis dari bahan dan
untuk menyediakan shade yang bervariasi (Noort,
2007. hal. 272).
Cairan dari semen seng fosfat mengandung asam
fosfor, air, aluminium fosfat, dan dalam beberapa
keadaan juga mengandung seng fosfat. Kandungan air
dari cairan adalah 33%±5%. Air mengendalikan
ionisasi dari asam, yang kemudian akan mempengaruhi
kecepatan reaksi cairan-bubuk (asam-basa)
(Anusavice, 2003. hal. 461). Cairan ini pada
dasarnya adalah larutan asam fosfat yang di-buffer
dengan menambahkan sedikit seng oksida atau
aluminium oksida. Senyawa ini membentuk fosfat yang
menstabilkan pH asam dan mengurangi reaktivitasnya
(McCabe, 2008. hal. 273).
Ketika bubuk dicampur dengan cairan, asam
fosfor berkontak dengan permukaan partikel dan
melepaskan ion-ion seng ke dalam cairan. Aluminium,
yang sudah membentuk ikatan dengan asam fosfor,
bereaksi dengan seng dan menghasilkan gel seng
aluminofosfat pada permukaan partikel sisanya. Semen
yang mengeras adalah sebuah struktur inti yang
terutama terdiri atas partikel seng oksida yang
tidak bereaksi, dibungkus dengan matriks padat yang
tidak terbentuk dari seng aluminofosfat (Anusavice,
2003. hal.461).
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
Hanya pada lapisan permukaan dari partikel
oksida seng yang bereaksi, meninggalkan inti yang
tidak digunakan terikat oleh matriks fosfat. Reaksi
ini cepat dan exothermic sekalipun laju disesuaikan
oleh adanya buffer dalam asam dan proses khusus
penonaktifan dari bubuk oksida seng yang melibatkan
pemanasan dan sintering dengan lainnya, sedikit
reaktif dan mengoksidasi (Mc Cabe,2008. hal. 273).
Basis adalah lapisan semen yang ditempatkan di
bawah restorasi permanen untuk memacu perbaikan dari
pulpa yang rusak dan melindunginya dari kerusakan.
Kerusakan itu bisa dari thermal shock bila gigi
direstorasi dengan bahan logam dan kerusakan karena
iritasi kimia. Basis berfungsi menahan tekanan
selama proses kondensasi serta dapat memberi bentuk
yang structural bagi kavitas. Penggunaan basis
dengan tujuan sebagai insulator terhadap thermal shock
tidak dilakukan pada semua restorasi logam, hal ini
tergantung pada kedalaman kavitas atau ketebalan
dentin yang tersisa. (Anusavice, 2003. hal. 461)
Semen sebagai basis memiliki beberapa sifat,
seperti tidak mengiritasi pulpa dan dapat merangsang
pembentukan dentin sekunder, compresive strength yang
tinggi, solubility yang rendah, setting-timenya lebih
rendah dari luting.
Semen sebagai luting atau perekat merupakan suatu
bahan yang bisa dibentuk untuk menutup sebuah celah
atau untuk menyemen dua komponen menjadi satu, oleh
karena itu istilah yang lebih umum digunakan untuk
menjelaskan proses tersebut adalah sementasi. Dalam
kedokteran gigi digunakan sebagai retensi dan
marginal seal pada protesa-protesa seperti inlays, onlays,
crowns,dan bridges. (Anusavice, 2003. hal.449)
Semen luting permanen harus memiliki kekuatan
yang tinggi (baik statis maupun fatigue) dan
ketahanan fraktur. Namun, semen luting sementara
mempunyai kekuatan yang relatif rendah.( Sakaguchi,
2012. hal. 337)
Agen luting dapat diklasifikasikan menurut
waktu yang diharapkan untuk bahan luting tetap
berfungsi sebagai luting sementara ataupun tetap.
Semen sementara diindikasikan untuk fiksasi
restorasi sementara. Restorasi sementara harus
sering dilepas sewaktu perawatan, sehingga semen
sementara harus memiliki kekuatan yang rendah dan
juga tidak boleh mengiritasi pulpa. Menurut setting
mechanism-nya, agen luting dibagi menjadi luting yang
bereaksi dengan dasar asam (acid-base reaction) seperti
glass ionomer, resin modified glass ionomer, zinc-oxide eugenol, zinc
polycarboxylate, dan seng fosfat, dan juga yang bereaksi
secara polimerisasi, seperti resin semen, kompomer,
dan self-adhesive resin cements (Sakaguchi, 2012. hal.
336).
Reaksi semen seng fosfat merupakan reaksi
eksotermik (reaksi yang menghasilkan panas). Reaksi
eksotermik akan mempercepat setting time karena panas
yang dihasilkan akan meningkatkan energi kinetik
partikel. Semakin tinggi energi kinetik partikel,
semakin cepat pergerakan partikel untuk betumbukan
dan membentuk matriks. Pengadukan dengan figure-eight
motion dapat mengabsorbsi panas dari reaksi
eksotermis, menetralisir asam, dan bubuk dapat
tercampur secara keseluruhan (Hatrick, 2011. hal.
164). Oleh karena itu, terdapat beberapa cara yang
dapat dilakukan untuk mengatasi reaksi eksotermis,
yaitu:
1. Pengadukan dengan area yang luas
Bubuk semen zinc phosphate yang mulai dicampur
dengan cairan, terjadi pembasahan dan reaksi
kimia. Permukaan dari bubuk alkali larut oleh
cairan yang asam menghasilkan reaksi eksotermis.
Dengan membagi bubuk menjadi beberapa bagian
kemudian mencampurkan pada cairan dapat
mengurangi panas yang ditimbulkan karena panas
tersebut akan dibebaskan dan dengan mudah
terhamburkan. Panas yang ditimbulkan saat reaksi
dapat dibebaskan secara lebih efektif dengan
pengadukkan semen yang meliputi area luas pada
glass slab (Craig, 2002). Teknik spreading juga
membantu material menjadi homogen. Teknik
spreading membuat bubuk akan mudah bercampur dengan
liquid sehingga seluruh permukaan terbasahi dan
menjadi homogen (Anusavice,2003. Hal. 466).
2. Penggunaan glass slab yang tebal
Penggunaan glass slab yang tebal dimaksudkan agar
temperatur panas yang dihasilkan dari reaksi
eksotermis saat pengadukan semen dapat diserap
dengan baik sehingga temperatur panas bisa segera
teratasi (Craig, 2002).
3. Glass slab yang didinginkan
Bahan bahan yang digunakan dalam prosedur
pencampuran yang normal memiliki setting time
yang cukup untuk sementasi inlay dan crown.
Namun, dalam penyemenan orthodontic bands, waktu
kerja yang singkat memungkinkan penyemenan hanya
beberapa band dalam satu kali pencampurran, dan
setting time yang terlalu lama untuk kenyamanan
klinis. Frozan slab method telah dikembangkan untuk
mengatasi kesulitanini. Selain itu, pencampuran
semen diatas glass lab yang didinginkan akan
mengurangi efek eksotermis sehingga memungkinkan
tercapainya konsistensi yang benar(Craig, 2002).
Suhu yang rendah akan memperpanjang working time
dan setting time serta memudahkan operator untuk
menggabungkan powder dengan liquid sebelum
pembentukan matriks sampai pada titik dimana
campuran mengeras (Anusavice, 2003. hal.465).
4. Bubuk dibagi menjadi beberapa bagian
Pada saat sebelum melakukan pencampuran semen,
bubuk semen dibagi menjadi beberapa porsi kecil
terhadap cairan, cara ini dilakukan agar panas
dapat dilepaskan dan mudah menguap (berkurang).
Panas dari reaksi akan lebih efektif dilepaskan
jika semen dicampur pada glass lab dingin dengan
permukaan yang luas (Craig, 2002). Dan juga
teknik ini dilakukan untuk menunda sedikit setting
time dan menciptakan lebih banyak working time.
Karena konsentrasi zinc phosphate yang dihasilkan
selama tahap awal dari setting yang tidak cukup
untuk menyebabkan peningkatan nyata dalam
viskositas (Mc cabe, 2008. hal.273).
Working time dan setting time merupakan
karakteristik penting dalam semen seng fosfat. Setting
time semen yang lebih panjang menyediakan working time
yang cukup untuk melakukan manipulasi. Setting time
semen dapat diperpanjang dengan cara-cara di bawah
ini:
1. Menurunkan rasio powder/liquid
Penurunan rasio powder/liquid menghasilkan campuran
yang lebih tipis sehingga meningkatkan working time
dan setting time dari seng fosfat. Namun cara ini
berpengaruh pada sifat fisika semen dan akan
menghasilkan semen dengan pH yang lebih rendah
(Anusavice, 2003. hal. 462).
2. Teknik pencampuran semen
Mencampurkan semen dalam beberapa tahap dan
mengadaptasikan jumlah kecil powder dengan liquid
akan meningkatkan waktu setting (Anusavice, 2003.
hal.462).
3. Spatulasi
Jika spatulasi pada tahap akhir semen seng fosfat
diperpanjang, maka matriks akan hancur selama
pembentukan. Akan terjadi fragmentasi matriks
yang berarti waktu yang lebih banyak dibutuhkan
untuk membangun ulang sebagian besar matriks
sehingga setting time menjadi lebih lama (Anusavice,
2003. Hal.462).
Kelebihan dari semen seng fosfat adalah semen
seng fosfat mudah dalam manipulasinya dan memiliki
kekuatan yang adekuat untuk aplikasi klinis. Semen
seng fosfat mempunyai film semen yang paling tipis
dari yang lainnya. Oleh karena ketebalanya dapat
berukuran minimal 10 mikrometer, ukuran ini
merupakan sepuluh kali diameter mikroorganisme yang
terletak di sekeliling film semen yang dapat
membentuk plak. (O’Brien, 2002)
Sedangkan kekurangan dari semen seng fosfat
antara lain, dapat mengiritasi pulpa, kurangnya
sifat antibakterial, rapuh, kurangnya adhesi, dan
dapat mudah larut dengan cairan rongga mulut.
(O’Brien, 2002)
Dalam praktikum ini, didapatkan hasil yang
berbeda-beda dari masing-masing percobaan. Hal ini
disebabkan karena berbedanya operator, yang
menyebabkan perbedaan-perbedaan mendasar yang
membuat hasil menjadi bervariasi. Perbedaan ini
dikarenakan faktor :
1. Pengambilan berat bubuk dan cairan yang berbeda-
beda
Setelah diukur berdasarkan data yang kami
peroleh, walaupun dengan cara pengambilan yang
sama menggunakan takaran sesuai aturan pabrik,
namun tetap didapatkan berat yang berbeda pada
bubuk dan cairannya. Jumlah partikel tidak
mungkin terambil persis sama, pada saat
mengambil bubuk dengan sendok takar terdapat
perbedaan kepadatan sehingga akan menimbulkan
perbedaan berat. Ada perbedaan dengan kata lain,
tidak bisa sama persis. Begitu pula dengan
jumlah liquid, mengingat kemiringan nya tidak
mungkin sama persis sehingga menghasilkan
tetesan yang berbeda pula. Hal ini mengakibatkan
perbedaan rasio P/L yang tentunya akan
berpengaruh juga pada hasil yang didapatkan.
Mengurangi rasio P/L dapat menyebabkan adonan
lebih cair, dimana bahan yang lebih cair itu
menambah working dan setting time dari semen.
(Anusavice,2003. Hal.462)
2. Cara manipulasi yaitu pada saat spreading yang
berbeda-beda antar operator menyebabkan tingkat
homogentitas yang berbeda. Teknik spreading
membantu material menjadi homogen. Karena dengan
melakukan spreading membuat bubuk akan mudah
bercampur dengan liquid sehingga seluruh permukaan
terbasahi dan menjadi homogen.(Anusavice, 2003.
hal.466). Apabila spreading kurang menekan ke
dinding, maka bubuk dan liquid tidak tercampur
sempurna dan adonan menjadi kurang homogen.
Untuk menjadi homogen, maka waktu manipulasi
ditambah dan hal ini menimbulkan perbedaan
setting time. Mixing Technique yang baik
menghasilkan rasio P/L yang lebih tinggi.
(Craig, 2002. hal.601)
Pada percobaan manipulasi semen seng fosfat
sebagai luting, dari ketiga hasil percobaan
tersebut didapatkan rata-rata berat powder dan
rata-rata berat liquid masing-masing 0,33 gr dan
0.19 gr. Rata-rata lamanya setting time pada ketiga
percobaan manipulasi semen seng fosfat sebagai
luting tersebut adalah 15 menit 42 detik.
Sedangkan Pada percobaan manipulasi semen seng
fosfat sebagai basis, dari ketiga hasil tersebut
didapatkan rata-rata berat powder dan rata-rata
berat liquid masing-masing 0,33 gr dan 0,15 gr.
Sedangkan untuk lamanya setting time, didapatkan
rata-rata 10 menit 30 detik dari ketiga percobaan
yang telah dilakukan. Dari hasil yang didapatkan
dalam praktikum yang telah disebutkan, terlihat
jelas bahwa didapatkan setting time yang berbeda
untuk manipulasi jenis base dan luting. Setting time
dari konsistensi untuk base lebih pendek karena
menggunakan jumlah bubuk yang lebih banyak untuk
menciptakan konsistensi yang lebih kental. (Craig,
2002. hal.601).
5. Kesimpulan
Semen seng fosfat sebagai basis mempunyai
konsistensi yang lebih kental serta setting time
yang lebih cepat. Semen seng fosfat sebagai luting
mempunyai konsistensi yang lebih cair serta setting
time yang lebih lama.
6. Daftar Pustaka
Sakaguchi, R. L., Powers, J. M. 2012. Craig's Restorative
Dental Materials. 13th edition. Mosby: Elsevier.
O’Brien WJ. 2002. Dental Materials and Their
Selection 3rd Ed. Quintessence Publishing Co, Inc.
Anusavice KJ. 2003. Science of Dental Materials Science of
Dental Materials.11th ed. St. Louis. WB Saunders Co.
Craig, R. G. 2002, Restorative Dental Materials, 11th ed .
Sydney. Mosby Elsevier Science Limited.
McCabe, JW & Walls, AWG 2008, Applied Dental
Material, 9th ed, Blackwell Publishing, Oxford.
Hatrick, Carol & friends. 2011. Clinical Application
for dental Assistants and Dental Hygienists. 2nd
ed. Saunders Elsevier.
Top Related