BIOMEKANIKA PERGERAKAN GIGI MODUL MALOKLUSI
Nama
: Erlizanivo Pratiwi
NIM
: 20060340036
PRODI KEDOKTERAN GIGI FAKULTAS KEDOKTERAN DAN ILMU KESEHATAN UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA 2013
Biomekanik Pergerakan Gigi Ortodontik
Pergerakan gigi dapat terjadi secara fisiologis dan patologis, dan kedua jenis pergerakan ini tidak diharapkan karena dapat mengubah keadaan gigi dan struktur jaringan pendukungnya , misalnya pada gigi yang terdapat diantara daerah diastema maka gigi tersebut akan bergerak ke daerah yang kosong. Pergerakan gigi secara fisiologis dapat terjadi pada gigi-geligi dalam masa perkembangan yaitu bergerak ke mesial, distal, labial,lingual atau palatal. Pergerakan gigi fisiologis ini diperkirakan dapat berlangsung sepanjang hidup apabila ada kesempatan gigi-geligi untuk bergerak. Untuk mengembalikan posisi gigi agar mendapatkan oklusi yang normal maka diperlukan perawatan yang memerlukan pergerakan gigi yaitu dengan perawatan 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. Pergerakan gigi adalah basis dari perawatan ortodonti. Untuk dapat melakukan perawatan tersebut maka harus terjadi pergerakan gigi untuk mengembalikan posisi gigi yang menyimpang ke posisi yang baik sesuai dengan oklusinya, dan untuk dapat menggerakkan gigi tersebut diperlukan alat ortodonti, yang terdiri dari dua jenis yaitu alat lepasan dan alat cekat. Fisiologi pergerakan gigi
Fisiologi pergerakan gigi secara alami terjadi selama dan setelah gigi erupsi.
Fisiologi pergeseran gigi termasuk: 1. Erupsi gigi Erupsi gigi adalah pergerakan aksial gigi dari posisi perkembangannya dalam rahang keposisi akhirnya dalam rongga mulut. Sejumlah teori sudah diajukan untuk menjelaskan bagaimana proses erupsi terjadi: a. Teori tekanan darah jaringan sekitar akhir perkembangan pada akar vaskularnya banyak. Tekanan vaskular ini menyebabkan pergerakan aksial pada gigi. b. Perkembangan akar gigi bergeser lebih banyak selama erupsi daripada peningkatan panjang akar. c. 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. d. Ligamen periodontal traction ligamen periodontal kaya akan fibroblas yang terdiri dari jaringan kontraktil. Kontraksi serat periodontal ini (terutama kelompok serat melntang) akan menghasilkan pergerakan aksial pada gigi. 2. 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. 3. 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 dikunyah. Gigi (yang menjadi sasaran) untuk kekuatan besar ini, menunjukkan pergeseran ringan pada soketnya dan akibatnya kembali pada posisi semula segera setelah muatan dipindahkan. Histologi pergerakan gigi
Ketika suatu tekanan diaplikasikan pada gigi untuk orthodonti, maka hal tersebut mengakibatkan pembentukan area tekanan dan tegangan disekeliling gigi. Daerah tekanan dibentuk pada arah pergeseran gigi sementara daerah tegangan pada daerah yang berlawanan. Tulang adalah jaringan hidup yang bereaksi terhadap tekanan dan tegangan pada cara tertentu. Permukaan tulang yang menerima tekanan bereaksi dengan resorpsi tulang sementara tulang yang menerima tegangan menunjukkan deposisi. Ketika gigi bergerak karena aplikasi kekuatan aothodontik, resorpsi tulang pada daerah tekanan dan pembentukan tulang baru pada daerah tegangan. Perubahan histologi yang terlihat selama pergeseran yang beragam tergantung pada kekuatan, jumlah, dan durasi yang diberikan. Perubahan histologi yang terjadi meliputi: 1. Perubahan pada aplikasi ringan Perubahan pada daerah tekanan
- ligamen periodontal mengalami penekanan hingga hampir 1/3 ari ketebalan yang sebenarnya. - Peningkatan vaskular akibat peningkatan suplai darah kapilari Peningkatan suplai darah ini membanti mobolosaso sel seperti fibroblas dan osteoklas. 2. Perubahan pada daerah tegangan - ligamen periodontal pada daerah tegangan meregang. - Jarak antara prosesus alveolar dan gigi melebar Ditambah meregangnya serat ligamen periodontal, vaskularity timbul terlihat pada area tegangan seperti sisi tekanan. Vaskularity ini menyebabkan mobilisasi sel seperti fibroblas dan osteoblas pada area ini. Respon terhadap daya tarik ini osteoid terletak di bawah osteoblas pada ligamen periodontal berdekatan dengan lamina dura. 3. Perubahan pada aplikasi kekuatan ekstrem Menghasilkan penekanan total atau penghancuran ligamen periodontal. Pada sisi tekanan, akar sangat mendekati lamina dura, menekan ligamen periodontal dan mengakibatkan oklusi pembuluh darahligamen akibatnya dihilangkan aliran nutrisi menyebabkan perubahan regresif (kemunduran) di sebut hyalinisasi. Optimum Orthodontic Force
Optimum Orthodontic force adalah salah satu yang menggerakkan gigi sangat cepat pada arah yang diharapkan dengan kemungkinan rusak kecil terhadap jaringan dan ketidaknyamanan pasien minimum.Optimum force equivalent terhadap tekanan kapiler 20-26 gm/sq.cm pada daerah permukaan akar. Dari klinis optimum orthodontic force memiliki karakteristik sebagai berikut:
a. Menghasilkan pergerakan gigi yang cepat b. Ketidaknyamanan pasien minimal c. Fase lambat (Lag) pada pergerakan gigi minimal d. Tidak ditandai mobilitas saat pergerakan gigi Dari gambar histologis, penggunaan optimum orthodontic force mempunyai karakteristik sebagai berikut: a. Vitalitas gigi dan ligamen periodontal terpelihara b. Menginisiasi respon seluler maksimum c. Menghasilkan resorpsi langsung atau frontal resorption Fase pergerakan gigi Terdiri dari 3 tahap 1. fase inisial, pergerakan gigi sangat cepat,jaraknya pendek yang mana kemudian berhent. Pergerkan ini mewakili pemindahan gigi pada PDL dan mungkin menekuk tulana alveolar ke perluasan tertentu.Pergerakan gigi pada fase inisial antara 0.4-0.9 mm dan biasanya terjadi d alam waktu 1 minggu. 2. fase lag selama fase ini, sedikit atau tidak ada pergerakan gigi terjadi.Fase ini dikarakteristikkan oleh pemebentukan jaringan hyaline dalam PDL yang mana sudah diresorbsi sebelum pergerakan gigi lebih jauh terjadi. Durasi fase lag bergantung pada jumlah kekuatan digunakan untuk menggerakkan gigi. Jika kekuatan digunakan untuk menggerakan gigi. Jika kekuatan besar digunakan, area hyalinisasi besar. Resorpsi pada kasus ini reaward(bagian belakang) dan periode lag lebih lama terjadi untuk menghilangkan jaringan hyaline.
Fase lag biasanya meluas sampai selama2-3 minggu tapi bisa sampai 10 minggu. Durasi fase lag bergantung pada sejumlah faktor termasuk densitas tulang alveolar, umur pasien, dan perluasan jaringan hyaline. 3. fase post lag setelah fase lag, perkembangan gigi cepat karena zona hyaline tidak ada dan tulang mengalami resorpsi. Selama periode post lag ini, osteoklas ditemukan pada area permukaan yang besar hasil dari resorpsi langsung permukaan tulang yang menghadap ke PDL. Teori pergerakan gigi Ada 3 mekanisme yang mempengaruhi pergerakan gigi secara ortodontik: 1. teori tegangan tekanan oleh Schwarz ketika gigi diberikan kekuatan ortodonsi, menghasilkan area tekanan dan tegangan. Area periodonsium pada arah pergerakan gigi di bawah tekanan sementara area periodonsium pada daerah yang berlawanan di bawah regangan.Area tekanan menunjukkan resorpsi tulang sedangkan area tegangan menunjukkan deposisi tulang. 2. teori aliran darah oleh Bien pergerakan gigi terjadi akibat perubahan dinamik cairan dalam PDL. PDL menempati ruang periodontal yang dibatasi antara 2 jaringan keras gigi dan soket alveolar. Ruang periodontal teridir dari sistem cairan . Isi PDL membuat kondisi hidrodinamik yang unik menyerupai mekanisme hidraulik dan shock absorber. 3. teori piezoelektrik-elektrisitas biologis berhubungan dengan perubahan metabolisme pada tulang yang dikontrol sinyal elektrik yang terjadi ketika tulang alveolar berubah bentuk karena tekanan. Sinyal elektrik memengaruhi reseptor membran sel atau permeabilitas membran(atau
mungkin keduanya) dan keadaan ini memengaruhi aktivitas sel. Tulang adalah massa atau bahan piezoelektrik, yaitu menghasilkan loncatan elektrik permukaan bila dikenai tekanan. Proses piezoelektrik menjembatani remodeling yang disebabkan kekuatan ortondontik. Pada suatu penelitian didapatkan kenyataan bahwa tulang mempunyai efek piezoelektrik kurang lebih delapan kali dentin dan sementum. Kekuatan efek piezoelektrik berkorelasi dengan kemampuan jaringan untuk mengadakan remodeling. Karena tulang mempunyai efek piezoelektrik yang besar maka tulang paling mudah melakukan remodeling. Mekanika Pergerakan Gigi
A. Force Force didefinisikan sebagai aksi yang sedang berlangsung yang dapat merubah atau memelihara perubahan bagian dari keadaan istirahat atau gerakan seluruh bodi. Force memiliki jarak yang pasti, memiliki suatu yang spesifik dan titik pengaplikasian dalam praktek klinis antara ”pull-tarikan” atau ”push-tekanan” dalam sistem metrik satuan dari kekuatan dijelaskan dalam gram. Types of Force 1. Countinous Force Menunjukkan pada tekanan berangsur-angsur dari membran pericdontal pada sisi tegangan gigi (pressure side). Jika suatu tekanan terdapat dalam batas batas dimana dapat terjadi reaksi jaringan, dapat terjadi perubahan rekonstrkutional elemen fibrosa seperti juga resorpsi langsung dinding tulang alveolar. Jika tidak dibutuhkan tekanan pengaktifan kembali, maka suplai pembuluh darah dapat diperoleh dengan mudah dan dapat menghasilkan suatu efek ”Damage-repair”.
Eliminasi zona hyalinized terjadi antara 1 dan 4 minggu, dan jika dilakukan pengaktifan kembali sebelum waktu ini, maka masalah-masalah terhadap jaringan dapat terjadi dengan mudah. Countinous force merupakan suatu tekanan aktif ortodonfik yang dapat sedikit mengurangi jarak antara periode yang penetapan suatu komponen alat ini harus bersifat fleksibel dan aktifasi harus dilakukan secara relative dengan level tekanan yang ringan, karena continous force ditujukan untuk membawa imenggiring resorpsi langsung soket gigi. Selain itu continous force tidak meliputi ”periode istirahat” dan gangguan kecil dengan fungsi biologi normal dalam jaringan lunak dapat ditoleransi. 2. Interupted – continous force Berarti bahwa continous force yang diaplikasikan pada gigi lebih efektif hanya pada sejumlah kecil pergerakan / pergeseran gigi, setelah tekanan dihentikan dan membutuhkan untuk diaktifkan kembali. Walaupun telah terbentuk zona hyalinized, irgamen periodontal dapat direkonstruksi kembali sehingga terjadi suatu peningkatan dalam proliferasi sel yang cocok / sesuai untuk perubahan jaringan berikutnya mengikuti tekanan reaktifasi. 3. Intermittent Force Suatu tekanan ortodontik aktif yang mempengaruhi gigi secara berkala atau setiap saat ketika terjadi banyak gangguan dari tekanan. Tipe tekanan ini terjadi ketika digunakan suatu alat removable. Komponen alat ini harus memiliki tingkat kekakuan yang tinggi (high stiffness) dan aktifasi awal harus dua kali, diharapkan deformasi jaringan lunak cocok.
B. Stress And Strain Stress adalah aplikasi kekuatan perunit daerah yang mendapat tegangan dan dapat didefinisikan sebagai perubahan internal perunit area. Stress dan strain adalah hubungan antar massa stress yang merupakan kekuatan eksternal yang berlangsung pada bodi tersebut. Strain dapat dibentuk dari perubahan dalam dimensi eksternal atau energi eksternal bodi. C. Couple Couple adalah pasangan kekuatan inti yang memiliki besar yang sama dan berlawanan dengan paralel tetapi garis aksinya collinear. Couple saat bergerak di bodi membawa rotasi murni. D. Centre of Resistance Setiap bodi atau objek bebas, berjalan jika massa inti pada single pointnya bisa seimbang dengan sempurna. Untuk pemeriksaan perhitungannya, point ini bisa diambil dimana sebagian berat bodinya berkonsentrasi dan dan dapat dinamakan ’pusat gravitasi’. Bagaimanapun, gigi tidak dapat bergeser dengan bebas didalam rahang, karena dibatasi oleh jaringan sekitar gigi. Pada keadaan ini analog point pada pusat gaya gravitasi yang terbuat disebut ’centre of resistance’. Secara umum, pusat resisten pada gigi adalah konstan pada gigi berakar tunggal terletak diantara 1/3 dan 1/2 bagian akar, dari apikal ke alveolar crest, sedangkan pada gigi berakar banyak pusat resistennya terletak diantara 1-2 mm apikal ke furkasi. Pusat resisten berada pada gigi berakar tunggal setiap satuan gigi dan pada seluruh lengkung rahang. Mengetahui pusat resisten ini sangat penting dalam merencanakan ketepatan Mechanoterapi. Ada 2 faktor yang dapat merubah posisi pusat resisten yaitu, panjang akar dan tinggi tulang alveolar. Makin panjang akar pusat resisten bisa lebih ke apikal,
seperti alveolar crest yang tinggi, pusat resisten bisa terletak lebih ke korona. Sama dengan morfologi dan jumlah akar juga bisa mempengaruhi pusat resistensi. E. Moment Momen dapat didefinisikan sebagai ukuran potensial rotasi pada kekuatan dengan respek terhadap sumbu porosnya. Kekuatan ortodontik yang paling sering diaplikasikan pada mahkota gigi. Oleh karena itu, kekuatan jarang diaplikasikan melalui pusay resistensi pada mahkota. Jadi, kekuatan ini tidak hanya menghasilkan gerakan linear tapi juga bisa berotasi. Momen bagaimanapun cenderung menghasilkan rotasi. Momen = besarnya kekuatan x jarak (jarak yang tegak lurus dari pusat resistensi pada bodi hingga aksi kekuatan), satuan ukuran momen adalah gram milimeter, dua variable yang ditetapkan oleh kekuatan momen, besarnya jarak dari pusat resisten, salah satu dari dua variable ini bisa dimanipulasi untuk menghasilkan sistem kekuatan. F. Centre of Rotation Centre of rotation merupakan titik, dimana bodi terlihat rotasi, dari posisi awal dan posisi final. Centre of rotation adalah variabel titik dan perubahan menurut tipe pergerakan gigi. Types of Tooth Movement
Pergerakan gigi didalam mulut terdiri dari: 1. Tipping adalah jenis pergerakan yang sederhana dimana kekuatan utama diaplikasikan ke mahkota yang meengakibatkan pergerakan mahkota dalam arah tekanan, sedangkan akar dalam arah yang berlawanan.
Tipping terbagi menjadi dua: a. Controlled Tipping: terjadi bila ujng gigi berada ditengah dari rotasi apeksnya, dimana akan terjadi suatu pergerakan lingual dari mahkota dengan pergerakan minimal akar ke direksi labial. b. Uncontrolled Tipping: menggambarkan pergerakan gigi yang terjadi disekitar bagian tengah rotasi apikal dan cukup dekat terhadap daya resistensinya, dikarakteristikkan sebagai pergerakan mahkota dalam satu arah dimana akar bergerak dalam arah berlawanan. Pergerakan 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. ( Foster T.D. Buku Ajar Ortodonsia, alih Bahasa, Lilian Yuwono, 1997 : 175 ) 2. Pergerakan Bodily Jika garis dari tekanan yang diaplikasikan melewati hingga bagian tengah resistensi gigi, semua titik dari gigi akan bergerak dalam arah yang sama serta jarak yang sama yang menandai pergerakan bodily. Pergerakan ini juga dinamakan translasi. Pergerakan 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. ( Foster T.D Buku Ajar Ortodonti, Alih Bahasa Lilian Yuwono, 1997; 177 )
3. Intrusion Pergerakan secara bodily gigi sepanjang sumbu axisnya dalam arah apikal. Melibatkan resorpsi dari tulang, khususnya disekitar apeks gigi. Pada gerakan ini, seluruh struktur pendukung berada dibawah tekanan, sama sekali tanpa daerah tegangan. Intrusi. Tekanan yang mengenai struktur pendukung didistribusikan secara merata dan resorpsi tulang dibutuhkan, khususnya pada daerah apikal dan pada puncak alveolar. ( Foster T.D Buku Ajar Ortodonti, Alih Bahasa Lilian Yuwono, 1997 : 179 ) 4. Ekstrusion Pergerakan bodily gigi sepanjang sumbu axisnya dalam arah oklusal. ekstrusi. Peregangan timbul pada strutur pendukung dan aposisi tulang untuk mempertahankan dukungan gigi. ( Foster T.D Buku Ajar Ortodonti, Alih Bahasa Lilian Yuwono, 1997 : 179 ) 5. Torquing Torquing dianggap sebagai karakteristik gerak tipping terbalik dengan ciri khas pergerakan akar ke lingual. Sebuah tekanan couple diaplikasikan pada daerah mahkota gigi yang luas atau tekanan berlawanan diaplikasikan untuk mencegah pergerakan mahkota. Tekanan yang mengenai strutur periodontal adalah yang paling besar pada daerah didekat apeks gigi.
Pergerakan torque akar. 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 ( Foster T.D Buku Ajar Ortodonti Alih Bahasa Lilian Yuwono, 1997 : 178 ) 6. Uprighting Selama perawatan orthodontik, mahkota gigi akan digerakkan dalam arah mesiodistal dengan akar digerakkan dalam arah yang berlawanan dari mahkota. Gerakan akar berikut untuk mendapatkan orientasi paralel yang dinamakan uprighting.
