Pendahuluan
Bahan restorasi resin komposit adalah suatu bahan matriks resin yang di dalamnya ditambahkan pasi anorganik (quartz, partikel silica koloidal) sedemikian rupa sehingga sifat-sifat matriksnya ditingkatkan. Resin komposit dibentuk oleh tiga komponen yaitu resin matriks, partikel bahan pengisi, dan bahan coupling. Resin komposit mempunyai nilai estetik yang sangat baik dan paling sering digunakan dalam kedokteran gigi karena bahannya yang sewarna dengan gigi. Oleh karena itu resin komposit sering digunakan sebagai bahan restorasi gigi anterior. Seiring dengan perkembangan bahan – bahan kedokteran gigi, kini resin komposit dapat digunakan untuk gigi posterior dikarenakan kekurangan dari bahan resin komposit seperti kurangnya daya tahan terhadap tekanan akibat penggunaan sudah bisa diatasi dan banyaknya pasien yang lebih tertarik untuk merestorasi giginya sewarna dengan gigi dan alergi terhadap merkuri bahan tambal amalgam. Restorasi resin komposit tergantung pada adhesi mekanis dan kimia dari bahan ke permukaan gigi untuk menutup daerah margin, dimana resin komposit sensitive terhadap kontaminasi cairan selama proses penempatan yang dapat menciptakan permukaan buruk untuk adhesi.Polymerization shrinkage resin komposit ditemukan sebagai penyebab microleakage dan sensitivitas pasca penambalan. Kini telah dikembangkan strategi teknik untuk mengurangi polymerization shrinkage yaitu dengan penempatan yang langsung kearah dinding kavitas dan bukan menjauhinya.
1
1.1 Resin Komposit Resin Komposit adalah bahan restorasi yang mengandung 3 komponen utama, yaitu matriks organik, partikel pengisi (filler), dan coupling agent, dengan komponen tambahan lainnya seperti inisiator-akselerator dan pigmen. Resin komposit merupakan gabungan material organik dan anorganik.
1.2 Sifat-sifat Resin Komposit Sama halnya dengan bahan restorasi kedokteran gigi yang lain, resin komposit juga memiliki sifat. Ada beberapa sifat – sifat yang terdapat pada resin komposit, antara lain :
Warna Resin komposit resisten terhadap perubahan warna yang disebabkan oleh oksidasi tetapi sensitive pada penodaan. Untuk mencocokan dengan warna gigi, komposit kedokteran gigi harus memiliki warna visual (shading) dan translusensi yang dapat menyerupai struktur gigi. Translusensi atau opasitas dibuat untuk menyesuaikan dengan warna email dan dentin. Strength Tensile dan compressive strength resin komposit ini lebih rendah dari amalgam, hal ini memungkinkan bahan ini digunakan untuk pembuatan restorasi pada pembuatan insisal. Nilai kekuatan dari masing-masing jenis bahan resin komposit berbeda.
Setting Dari aspek klinis setting komposit ini terjadi selama 20-60 detik sedikitnya waktu yang diperlukan setelah penyinaran. Pencampuran dan setting bahan dengan light cured dalam beberapa detik setelah aplikasi sinar. Sedangkan pada bahan yang diaktifkan secara kimia memerlukan setting time 30 detik selama pen gadukan. Apabila resin komposit telah mengeras tidak dapat dicarving dengan instrument yang tajam tetapi dengan menggunakan abrasive rotary. Adhesi Adhesi terjadi apabila dua subtansi yang berbeda melekat sewaktu berkontak disebabkan adanya gaya tarik – menarik yang timbul antara kedua benda tersebut.Resin ko mposit tidak berikatan secara kimia dengan email. Adhesi diperoleh dengan dua cara. Pertama dengan menciptakan ikatan fisik antara resin dengan jaringan gigi melalui etsa. Pengetsaan pada email menyebabkan 2
terbentuknya porositas tersebut sehingga tercipta retensi mekanis yang cukup baik. Kedua dengan penggunaan lapisan yang diaplikasikan antara dentin dan resin komposit dengan maksud menciptakan ikatan antara dentin dengan resin komposit tersebut (dentin bonding agent).
Kekuatan dan keausan Kekuatan kompresif dan kekuatan tensil resin komposit lebih unggul dibandingkan resin akrilik. Kekuatan tensil komposit dan daya tahan terhadap fraktur memungkinkannya digunakan bahan restorasi ini untuk penumpatan sudut insisal. Akan tetapi memiliki derajat keausan yang sangat tinggi, karena resin matriks yang lunak lebih cepat hilang sehingga akhirnya filler lepas. Knop hardness Resistensi suatu material terhadap indentasi dibawah tekanan fungsional. Resin komposit memiliki knop hardness 22-80 kg/mm2. Dimana lebih rendah dibandingkan email 343 kg/mm2 dan amalgam 110 kg/mm2.
1.3 Keuntungan dan kerugian resin komposit Keuntungan
Mempunyai estetik yang baik
Mempunyai konduktivitas termal yang rendah
Tidak menimbulkan reaksi galvanism
Melindungi struktur gigi yang tersisa
Sebagai alternative bagi yang alergi terhadap amalgam
Kerugian
Polymerization shrinkage
Menyerap air
Marginal leakage
1.4 Komposisi : Komposisi resin komposit tersusun dari beberapa komponen. Kandungan u tama yaitu matriks resin dan partikel pengisi anorganik. Disamping kedua bahan tersebut, beberapa komponen lain diperlukan untuk meningkatkan efektivitas dan ketahanan bahan. Suatu bahan coupling (silane) diperlukan untuk memberikan ikatan antara bahan pengisi anorganik dan matriks resin, juga aktivator-aktivator diperlukanuntuk polimerisasi resin. Sejumlah kecil bahan
3
tambahan lain meningkatkan stabilitas warna (penyerap sinar ultra violet) d an mencegah polimerisasi dini (bahan penghambat seperti hidroquinon). Komponen-komponen tersebut diantaranya: 1.4.1 Resin Matriks Kebanyakan bahan komposit menggunakan monomer yang merupakan diakrilat aromatik atau alipatik. Bisphenol-A-Glycidyl Methacrylate (Bis- GMA), Urethane Dimethacrylate (UDMA), dan Trietilen Glikol Dimetakrilat (TEGDMA) merupakan Dimetakrilat yang umum digunakan dalam resin komposit (Gambar 1). Monomer dengan berat molekul tinggi, khususnya Bis-GMA amatlah kental pada temperatur ruang (250C). Monomer yang memiliki berat molekul lebih tinggi dari pada metilmetakrilat yang memba ntu mengurangi pengerutan polimerisasi. Nilai polimerisasi pengerutan untuk resin metil metakrilat adalah 22 % V dimana untuk resin Bis-GMA 7,5 % V. Ada juga sejumlah komposit yang menggunakan UDMA ketimbang Bis-GMA.
Gambar 1. Resin Bis-GMA, UDMA digunakan sebagai basis resin , sementara TEGDMA digunakan sebagai pengencer. Bis-GMA dan UDMA merupakan cairan yang memiliki kekentalan tinggi karena memiliki berat molekul yang tinggi. Penambahan filler dalam jumlah kecil saja menghasilkan komposit dengan kekakuan yang dapat digunakan secara klinis. Untuk mengatasi masalah tersebut, monomer yang memiliki kekentalan rendah yang dikenal sebagai pengontrol kekentalan ditambahkan seperti metil metkrilat (MMA), etilen glikol dimetakrilat (EDMA), dan trietilen glikol dimetakrilat (TEGDMA) adalah yang paling sering digunakan. 1.4.2 Partikel Bahan Pengisi (filler) Penambahan partikel bahan pengisi kedalam resin matriks secara signifikan meningkatkan sifatnya. Seperti berkurangnya pengerutan karena jumlah resin sedikit, berkurangnya penyerapan air dan ekspansi koefisien panas, dan meningkatkan sifat mekanis seperti kekuatan, kekakuan, kekerasan, dan ketahanan abrasi. Faktor-faktor penting lainnya yang menentukan sifat dan aplikasi klinis komposit adalah jumlah bahan pengisi yang ditambahkan, ukuran partikel dan distribusinya, radiopak, dan 4
kekerasan. 1.4.3 Bahan Pengikat (coupling agent) Bahan pengikat berfungsi untuk mengikat partikel bahan pengisi dengan resin matriks. Adapun kegunaannya yaitu untuk meningkatkan sifat mekanis dan fisik resin, dan untuk menstabilkan hidrolitik dengan pencegahan air. Ikatan ini akan berkurang ketika komposit menyerap air dari penetrasi bahan pengisi resin. Bahan pengikat yang paling sering digunakan adalah organosilanes (3-metoksi-profil-trimetoksi silane) (Gambar 2). Zirconates dan titanates juga sering digunakan.
Gambar 2. 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane. Fungsi bagi coupling agent adalah: i. Memperbaiki sifat fisik dan mekanis dari resin ii. Mencegah cairan dari penetrasi kedalam filler-resin
Gambar 3. Struktur komposit dengan matriks resin filler dan couplin g agent. 1.4.4 Bahan Penghambat Polimerisasi Merupakan penghambat bagi terjadinya polimerisasi dini. Monomer dimethacrylate dapat berpolimerisasi selama penyimpanan maka dibutuhkan bahan penghambat (inhibitor). Sebagai inhibitor, sering digunakan hydroquinone, tetapi bahan yang sering digunakan pada saat ini adalah monometyhl ether hydroquinone. 1.4.5 Pigmen Warna Bertujuan agar warna resin komposit menyamai warna gigi geligi asli. Zat warna yang biasa dipergunakan adalah ferric oxide, cadmium black, mercuric sulfide, dan lain-lain. Ferric oxide akan memberikan warna coklat-kemerahan. Cadmium black memberikan warna kehitaman dan mercuric sulfide memberikan warna merah.
1.5 Klasifikasi Resin komposit berdasarkan : 5
1.5.1 Unsur/material penyusun :
Fiber Composite (Komposit Serat) : Serat didalam sebuah matrik
Particulate composite (Komposit Partikel) : Partikel didalam sebuah komposit
Flake composite (Komposit Serpihan): Serpihan dalam matrik
Filled composite : matrik lembaran diisi dengan material kedua
Laminar composite : terdiri dari berlapis-lapis unsur penyusun
1.5.2 Distribusi unsur/material penyusun : o o
o o
Unidirectional continuous: serat panjang searah/dalam satu arah Bidirectional continuous : serat panjang dalam dua arah biasanya tegak lurus satu sama lain. Unidirectional discontinuous: serat pendek searah/dalam satu arah Random discontinuous: serat pendek dengan arah acak.
1.5.3 Matriks yang digunakan :
MMC : Metal Matriks Composite (menggunakan matriks logam) CMC : Ceramic Matriks Composite (menggunakan matriks ceramic) PMC : Polymer Matriks Composite (menggunakan matriks polymer)
1.5.4 Berdasarkan Strukturnya : Laminate
Sandwich
1.5.5 Berdasarkan jenis penguat :
Particulate composite, penguatnya berbentuk partikel Fibre composite, penguatnya berbentuk serat 6
Structural composite, cara penggabungan material komposit
a. Partikel
b. Fiber
c. struktural
1.5.6 Berdasarkan proses polimerisasi
Chemical cured Light cured
1.5.7 Berdasarkan ukuran partikel
a. Tradisional (konvensional) Resin komposit tradisional juga dikenal sebagai resin konvensional. Komposit ini terdiri dari partikel filler kaca dengan ukuran rata-rata 10-20µm dan ukuran partikel terbesar adalah 40µm. Terdapat kekurangan pada komposit ini yaitu permukaan tambalan tidak bagus, dengan warna yang pudar disebabkan partikel filler menonjol keluar dari permukaan seperti terlihat pada gamba r.
Gambar 1.5.7. Partikel filler menonjol keluar permukaan tambalan. b. Resin komposit microfiller Resin mikrofiler pertama diperkenalkan pada akhir tahun 1970, yang mengandung colloidal silica dengan rata-rata ukuran partikel 0.02µm dan antara ukuran 0.01-0.05µm. Ukuran partikel yang kecil dimaksudkan agar komposit dapat dipolish hingga menjadi permukaan yang sangat licin. Ukuran partikel filler yang kecil bermaksud bahan ini dap at menyediakan luas permukaan filler yang besar dalam kontak dengan resin.
7
c. Resin komposit hybrid Komposit hibrid mengandung partikel filler berukuran besar dengan rata-rata berukuran 15-20µm dan juga terdapat sedikit jumlah colloidal silica, dengan ukuran partikel 0.010.05µm seperti terlihat pada gambar 3. Perlu diketahui bahawa semua komposit pada masa sekarang mengandung sedikit jumlah colloidal silica, tetapi tidak mempengaruhi sifat-sifat dari ko mposit itu.
Gambar 1.5.7. Struktur komposit hybrid d. Resin Komposit Partikel Hibrid Ukuran Kecil Untuk mendapatkan ukuran partikel yang lebih kecil daripada sebelumnya telah dilakukan perbaikan metode dengan cara grinding kaca. Ini menyebabkan kepada pengenalan komposit yang mempunyai partikel filler dengan ukuran partikel kurang dari 1µm, dan biasanya berukuran 0.1-1.0µm seperti terlihat pada gambar 4, yang biasanya dikombinasi dengan colloidal silica. Partikel filler berukuran kecil memungkinkan komposit dipolish permukaannya sehingga menjadi lebih rata dibanding partikel filler berukuran besar. Komposit ini dapat mencapai pe rmukaan yang lebih rata karena setiap permukaan kasar yang dihasilkan dari partikel filler adalah lebih kecil dari part ikel filler.
Gambar 1.5.7. resin komposit partikel hybrid ukuran kecil
8
Gambar 1.5.7. Perbandingan ukuran filler
Table 1.5.7. perbedaan jenis komposit
9
1.6 Mekanisme Perlekatan Resin Komposit pada Struktur Gigi Jika sebuah molekul berpisah setelah penyerapan kedalam permukaan dan Komponen - komponen konstituen mengikat dengan ikatan ion atau kovalen. Ikatan adhesive yang kuat sebagai hasilnya. Bentuk adhesive ini disebut penyerapan kimia, dan dapat merupakan ikatan kovalen atau ion. Selain secara kimia perlekatan pada resin komposit juga terjadi secara mekanis atau retensi, perlekatan yang kuat antara satu zat dengan zat lainnya bukan gaya tarik menarik oleh molekul. Contoh ikatan semacam ini seperti penerapan yang melibatkan penggunaan skrup, baut atau undercut. Mekanisme perlekatan antara resin komposit dengan permukaan gigi melalui dua teknik yaitu pengetsaan asam dan pemberian bonding. 1.6.1 Teknik Etsa Asam Sebelum memasukan resin, email pada permukaan struktur gigi yang akan ditambal diolesi etsa asam. Asam tersebut akan menyebabkan hydroxiapatit larut dan hal tersebut berpengaruh terhadap hilangnya prisma email dibagian tepi, inti prisma dan menghasilkan bentuk yang tidak spesifik dari struktur prisma. Kondisi tersebut menghasilkan pori-pori kecil pada permukaan email, tempat kemana resin akan mengalir bila ditempatkan kedalam kavitas.
Bahan etsa yang diaplikasikan pada email menghasilkan perbaikan ikatan antara permukaan email-resin dengan meningkatkan energi permukaan email. Kekuatan ikatan terhadap email teretsa sebesar 15-25 MPa. Salah satu alasannya adalah bahwa asam meninggalkan permukaan email yang bersih, yang memungkinkan resin membasahi permukaan dengan lebih baik. Proses pengasaman pada permukaan email akan meninggalkan permukaan yang secara mikroskopis tidak teratur atau kasar. Jadi bahan etsa membentuk lembah dan puncak pada email, yang memungkinkan resin terkunci secara mekanis pada permukaan yang tidak teratur tersebut. Resin “tag” kemudian menghasilkan suatu perbaikan ikatan resin pada gigi. Panjang tag yang efektif sebagai suatu hasil etsa pada gigi anterior adalah 7-25 µm. Asam fosfor adalah bahan etsa yang digunakan. Konsentrasi 35 %-50 % adalah tepat, konsentrasi lebih dari 50 % menyebabkan pembentukan monokalsium fosfat monohidrat pada permukaan teretsa yang menghambat kelarutan lebih lanjut. Asam ini dipasok dalam bentuk cair dan gel dan umumnya dalam bentuk gel agar lebih mudah dikendalikan. Asam diaplikasikan dan dibiarkan tanpa diganggu kontaknya dengan email minimal selama 15-20 detik.
10
Begitu dietsa, asam harus dibilas dengan air selama 20 detik dan dikeringkan dengan baik. Bila email sudah kering, harus terlihat permukaan berwarna putih seperti bersalju menunjukan bahwa etsa berhasil. Permukaan ini harus terjaga tetap bersih dan kering sampai resin diletakan untuk membuat ikatan yang baik. Karena email yang dietsa meningkatkan energi permukaan email. Teknik etsa asam menghasilkan penggunaan resin yang sederhana. 1.6.2 Bahan Bonding Adhesive dentin harus bersifat hidrofilik untuk menggeser cairan dentin dan juga membasahi permukaan, memungkinkan berpenetrasinya menembus pori di dalam dentin dan akhirnya bereaksi dengan komponen organik atau anorganik. Karena matriks resin bersifat hidrofobik, bahan bonding harus mengandung hidrofilik maupun hidrofobik. Bagian hidrofilik harus bersifat dapat berinteraksi pada permukaan yang lembab, sedangkan bagian hidrofobik harus berikatan dengan restorasi resin. A. Bahan bonding email Email merupakan jaringan yang paling padat dan keras pada tubuh manusia. Email terdiri atas 96 % mineral, 1 % organik material, dan 3 % air. Mineral tersusundari jutaan kristal hydroksiapatit (Ca10(PO4)6 (OH)2) yang sangat kecil. Dimana tersusun secara rapat sehingga membentuk perisma email secara bersamaan berikatan dengan matriks organik. Pada perisma yang panjang bentuknya seperti batang dengan diameter sekitar 5 µm. Krital hidroksiapatit bentuknya heksagonal yang tipis, karena strukrur seperti itu tidak memungkinkan mendapatkan susunan yang sempurna. Celah diantara kristal dapat terisi air dan material organik. Bahan bonding biasanya terdiri atas bahan matriks resin BISGMA yang encer tanpa pasi atau hanya dengan sedikit bahan pengisi (pasi).
Bahan bonding email dikembangkan untuk meningkatkan kemampuan membasahi email yang teretsa. Umumnya, kekentalan bahan ini berasal dari matriks resin yang dilarutkan dengan monomer lain untuk menurunkan kekentalan dan meningkatkan kemungkinan membasahi. Bahan ini tidak mempunyai potensi perlekatan tetapi cendrung meningkatkan ikatan mekanis dengan membentuk resin tag yang optimum pada email. Beberapa tahun terakhir bahan bonding tersebut telah digantikan dengan sistem yang sama seperti yang digunakan pada dentin. Peralihan ini terjadi karena manfaat dari bonding simultan pada enamel dan dentin dibandingkan karena kekuatan b onding. B. Bahan bonding dentin Dentin adalah bagian terbesar dari struktur gigi yang terdapat hampir diseluruh panjang gigi dan merupakan jaringan hidup yang terdiri dari odontoblas dan matriks dentin. Tersusun dari 75 % materi inorganik, 20 % materi organik dan 5 % materi air. Didalam matriks dentin terdapat tubuli berdiameter 0,5-0,9 mm dibagian dentino enamel
11
jungsion dan 2-3 mm diujung yang berhubungan dengan pulpa. Jumlah tubuli dentin sekitar 15-20 ribu /mm2 didekat dentino enamel junction dan sekitar 45-65 ribu dekat permukaan pulpa.
Penggunaan asam pada etsa untuk mengurangi terbentuknya microleakage atau kehilangan tahanan tidak lagi menjadi resiko pada resin dipermukaan enamel. Permasalahan timbul pada resin dipermukaan dentin atau sementum. Pengetsaan asam pada dentin yang tidak sempurna dapat melukai pulpa. 1.6.3 Perkembangan Etsa dan Bonding : st
1 Generation :
Surface-active comonomer N-phenylglycine glycidyl methacrylate (NPG-GMA)
Berkhelasi dengan kalsium gigi -> ikatan kimia tahan air
Bond strength 2-3 MPa
2st Generation :
Clearfill bond system
Material phosphate-ester
Interaksi antara gugus phosphate dengan kalsium pa da smear layer
rd
3 Generation :
Phosphoric acid etch before phosphate ester bonding Kekurangan : bila bonding tidak mengandung komponen hidrofilik -> bond strength rendah dan inflamasi pulpa.
th
4 Generation :
Smear layer harus dihilangkan
Gel etsa yang nantinya dibilas
Fluid bonding agent
Larutan primer yang mengandung monomer hidrofilik dalam ethanol/acethone/air
th
5 Generation :
Lebih sederhana
Kombinasi primer-bonding, tapi etsa tetap dipisah
12
Gambar 1.6.3. etsa dan bonding
1.7 Mekanisme Pengerasan pada Resin Komposit Kepadatan yang terbentuk pada resin komposit melalui mekanisme polimerisesi. Monomer metil metakrilat dan dimetil metakrilat berpolimerisasi dengan mekanisme pilomerisai tambahan yang diawali oleh radikal bebas. Radikal bebas dapat berasal dari aktivitas kimia atau pengaktifan energi eksternal (panas atau sinar) karena komposit gigi penggunaan langsung biasanya menggunakan aktivasi sinar atau kimia kedua sistem ini akan dibahas. 1.7.1 Tahap polimerisasi 1. Aktivator : memproduksi radikal bebas 2. Inisiasi : kombinasi radikal bebas dengan unit monomer untuk menciptakan awal dari rantai. 3. Propagasi : penambahan unit monomer yang terus berlangsung 4. Terminasi : penghentian pertumbuhan rantai.
13
Gambar 1.7.1. Polimerisasi 1.7.2 Resin komposit yang diaktifkan secara kimia Bahan yang diaktifkan secara kimia dipasok dalam dua pasta, satu mengandung inisiator benzoil peroksida dan lainnya mengandung amine tersier (N,N- dimetil-ptoluidin). Bila kedua pasta diaduk, amin beraksi dengan benzoil peroksida untuk membentuk radikal bebas dan polimerisasi tambahan dimulai. Bahan-bahan ini digunakan unntuk restorasi dan pembuatan inti yang pengerasannya tidak dengan sumber sinar.
Gambar 1.7.2. resin komposit yang diaktifkan secara k imia 1.7.3 Resin Komposit yang diaktifkan dengan sinar
Sistem yang pertama diaktifkan dengan sinar menggunakan sinar ultra violet untuk merangsang radikal bebas. Dewasa ini, komposit yang diaktifkan dengan sinar ultra violet telah diganti karna efek cahayanya dapat mengiritasi retina. Sehingga diganti dengan sinar yang dapat dilihat dengan mata (sinar biru). Yang secara nyata meningkatkan kemampuan berpolimerisasi lebih tebal sampai 2 mm. 14
Resin komposit yang mengeras dengan sinar dipasok sebagai pasta tunggal dalam satu semprit. Radikal bebas pemulai reaksi, terdiri atas molekul foto-inisiator dan aktivator amin, yang terdapat dalam pasta ini. Bila kedua komponen tidak terpapar oleh sinar, komponen tersebut tidak bereaksi. Namun, pemamparan terhadap sinar dengan panjang gelombang yang tepat yaitu 468 nm. Dapat merangsang foto-inisiator dan interaksi dengan amin untuk membentuk radikal bebas yang mengawali polimerisasi tambahan Fotoinisiator yang umum digunakan adalah camphoroquinone, yang memiliki penyerapan berkisar 400 dan 500 nm yang berada pada region biru dari spektrum sinar tampak. Inisiator ini ada dalam pasta sebesar 0,2 % berat atau kurang. Juga ada sejumlah aselelator amin yang cocok untuk berinteraksi dengan camphoroqunone seperti dimetilaminoetil metakrilat 0,15 % berat, yang ada dalam pasta. Aturan Penyinaran :
Sumber sinar harus lebih besar dari pada objek yang disinari
Sinar sedekat mungkin dengan objek yang disinari
Penumpatan secara incremental
Dengan ketebalan 2mm
Gambar 1.7.3. teknik penyinaran
15
Gambar 1.7.3. resin komposit yang diaktifkan dengan sinar
16
