LAPORAN PRAKTIKUM ILMU MATERIAL I (Revisi)
Topik
: Distorsi Model Malam Kedokteran Gigi (Wax) Wax) Akibat Stress Release
Kelompok
: B-4b
Tgl. Praktikum
: 7 Maret 2013
Pembimbing
: Helal Soekartono, drg.,M.Kes
Penyusun: No.
Nama
NIM
1.
Shely Oktavia Puspita N.
021211133041
2.
Irma Ade Armaningsih
021211133042
3.
Sapta Pradipta Semesta
021211133043
4.
Abdu Abdull Mal Malik
02121 212111 113 3304 3044
5.
Anukula Atmaja Abhapira W.
021211133045
6.
Ryan Ade Putra Kusuma
021211133046
7.
Alwia Qarisa
021211133047
DEPARTEMEN MATERIAL KEDOKTERAN GIGI FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI UNIVERSITAS AIRLANGGA 2013
1. TUJUAN
a. Mahasiswa mampu memanipulasi malam secara tepat b. Mahasiswa dapat mengukur distorsi ( akibat stress release ) malam
inlay kedokteran gigi
2. CARA KERJA
Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan untuk praktikum Bahan: 1) Malam inlay
2) Air PDAM Alat:
1) Mangkuk karet 2) Spiritus brander 3) Stopwatch 4) Jangka sorong 5) Thermometer 6) Pisau model
a. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan praktikum
b. Mangkok karet diisi dengan 100 ml air
c. Lunakkan malam inlay diatas api spiritus brander sampai homogen
selama 5 menit, jarak api dengan malam 10 cm d. Malam inlay dibengkokkan hingga berbentuk tapal kuda
e. Malam inlay dibiarkan menjadi dingin di udara terbuka selama 10
menit, ukur jarak kedua ujungnya dengan jangka sorong ( sebagai jarak awal ) f. Praktikum dilakukan dengan menggunakan dua perbandingan, malam
dimasukkan di dalam air dan malam di udara bebas. g. Malam inlay tersebut dimasukkan dalam mangkok karet yang telah di
isi air.
h. Mengamati perubahan bentuk malam inlay dan mengukur jarak antara
2 ujung malam inlay dengan jangka sorong ( sebagai jarak akhir ) setiap 15 menit selama 1 jam. i.
Cara kerja praktikum dilakukan kembali tanpa menggunakan medium air (di udara bebas).
3. HASIL PRAKTIKUM
Tabel 1. Inlay wax dalam udara terbuka (tanpa air) No
Panjang awal (mm)
Menit ke- (mm) 30 45
15
25,7 11,4 34,2
1. 2. 3.
24,1 12,6 35,9
23,3 12,8 36,8
*Persentase 60
23,4 12,6 37,2
distorsi -8 % 14 % 9%
24,9 12,6 36,5
Grafik 1. Jarak 2 ujung malam tiap 15 menit (inlay wax pada udara terbuka)
Tabel 2. Inlay wax direndam dalam air No
Panjang
Suhu
awal
(oC)
Menit ke-
(mm)
15 Panjang
30 Panjang Suhu
Suhu
1.
27,8
28o
(mm) 29,3
(o C) 27O
(mm) 32,6
2.
17,5
27,5o
17,6
26,5O
17,8
*Persentase 60 Panjang
Distorsi
45 Panjang
Suhu
(o C) 26O
(mm) 33,5
(o C) 26O
(mm) 33,8
(o C) 25O
19 %
25,5O
28,4
25O
28,4
25O
32 %
Suhu
3.
19,9
27o
22,1
26O
25,5O
22,3
25O
22,3
22,3
25O
Panjang akhir –Panjang awal *Presentase distorsi =
X 100% Panjang awal
Grafik 2.Jarak 2 ujung malam tiap 15 menit (inlay wax direndam air) 4. PEMBAHASAN Malam atau wax atau lilin pertama kali sekitar abad 18. Malam atau wax / lilin merupakan salah satu bahan yang memegang peranan penting dalam ilmu bidang kedoteran gigi yaitu untuk pencatatan cetakan rahang yang tidak bergigi. Meskipun telah ditemukan bahan baru yang lainnya, malam masih digunakan dalam jumlah yang besar untuk keperluan klinik dan pekerjaan laboratorium, untuk memenuhi kebutuhan tersebut malam gigi biasanya dicampur dari bahan alami dan sintetis. (Anusavice 2003 ) Penggunaan malam dalam kedokteran gigi merupakan kebutuhan, maka perlu untuk mengetahui segala aspek dalam malam atau wax, terutama
sifat-sifatnya
sehingga
akan
memudahkan
dalam
memanipulasi, dan menghasilkan suatu hasil manipulasi yang
16 %
maksimal. Untuk lebih memahami maka dilakukan suatu percobaan yang akan memperlihatkan terjadinya distorsi yang dipengaruhi oleh beberapa faktor. (Anusavice 2003 ) Distorsi malam sebelum dilakukan pemanasan memiliki sifat yang mudah flaking atau robek / patah. Hal ini disebabkan karena sebelum pemanasan
dilakukan
struktur
dari
bentuk
kristalnya
adalah
orthorhombik yang menyebabkan kisi kristalnya dalam keadaan stabil dan pada akhirnya bila dipaksakan dimanipulasi dengan memberikan tekanan-tekanan pada malam maka malam akan menyerpih, robek serta terbentuk tegangan dalam (internal stress), sehingga bila pada saat dipanaskan tegangan yang ada akan dilepaskan dengan disertai distorsi. (Anusavice, Kenneth J. 2003) Pada saat dilakukan pemanasan secara merata di seluruh permukaan malam, ada lekuk-lekukan pada bagian malam sehingga akan diketahui suhu transisi dimana malam akan dapat dimanipulasi dengan mudah. Tujuan dari pemanasan secara merata sendiri relevan dengan sifat fisis malam yang merupakan konduktor termis yang jelek dan memiliki daya flow yang baik. (Anusavice, Kenneth J. 2003) Apabila saat dipanaskan hanya sebagian saja yang terkena panas maka panas tersebut tidak akan disebarkan ke bagian yang lainnya dan pada tempat yang terkonsentrasi oleh pemanasan akan segera mencair. Selain
itu
dengan
memanaskan
secara
merata
juga
akan
menghindarkan terjadinya tegangan dalam. (Van Noorth, Richard. 2002) Besarnya suhu transisi dimana malam akan dapat dimanipulasi dengan mudah adalah 37°C,
akan tetapi tidak semua malam
mempunyai suhu transisi yang sama. Pada suhu transisi padat-padat inilah
terjadi
perubahan
bentuk
struktur
kristal
yang
stabil
orthorhombic menjadi heksagonal. Setelah malam mencapai suhu transisi padat-padat, malam siap untuk diaplikasikan diatas model kerja. Dilakukan penekanan oleh jari-jari tangan sehingga malam akan dapat membentuk kontur model yang sesuai dengan kebutuhkan. (Anusavice, Kenneth J. 2003)
Distorsi merupakan masalah yang paling serius yang dapat terjadi sewaktu membentuk dan melepas model malam dari mulut atau die. Keadaan ini terjadi karena perubahan panas dan dilepaskannya stress yang timbul sewaktu terjadinya kontraksi saat pendinginan; udara yang terjebak; perubahan bentuk selama moulding, pengukiran, pelepasan; waktu serta temperature selama penyimpanan, sementara itu malam cenderung kembali ke bentuk semula sesudah dimanipulasi. Keadaan seperti ini disebut sebagai memory elastic. (Anusavice, Kenneth J. 2003) Batang malam inlay dapat dilunakkan dengan api, dibengkokkan menjadi berbentuk tapal kuda, dan didinginkan pada posisi ini. Jika malam ini dibiarkan mengambang dalam air bertemperatur suhu ruangan selama beberapa jam, bentuk tapal kuda tersebut akan terbuka. Memory elastic dari malam ditunjukkan lebih jauh selama pengukuran ekspansi termal dari malam yang mendapat tekanan selama pendinginan. Ekspansi meningkat di atas temperature transisi kaca, lebih daripada jika didinginkan tanpa tekanan. Hal ini menggambarkan sifat malam yang mencoba untuk kembali ke keadaan normal yang tidak terbatasi. (John, M., Ph.D. 2008) Jika malam dibengkokkan menjadi tapal kuda, molekulmolekul bagian dalam akan mengalami kompresi dan molekul bagian luar mengalami ketegangan. Begitu stress dilepaskan perlahan-lahan pada temperature kamar, malam cenderung menjadi lurus kembali. (Anusavice, Kenneth J. 2003) Pada praktikum inlay wax yang telah dilakukan, terlihat bahwa jarak ujung tapal kuda yang diletakkan di air lebih panjang daripada jarak ujung tapal kuda yang diletakkan di udara. Hal ini berkebalikan dengan hasil pada teori yang seharusnya. Pada teori jarak di udara lebih panjang daripada di air. (Anusavice, Kenneth J. 2003) Distorsi dapat terjadi akibat pemanasan dan pendinginan yang tidak merata. Efek ini berlangsung ketika ada perbedaan antara suhu mulut dan suhu kamar. Saat
malam dipanaskan, malam seakan-akan melunak,
namun sebenarnya terjadi tegangan induksi (internal stress). Ketika malam dipindahkan dari suhu tinggi ke suhu rendah, terjadi pelepasan stress yang kemudian menyebabkan distorsi karena salah satu sifat wax yaitu elastic memory. (Hatrick, Carol Dixon. 2003) Faktor-faktor yang mempengaruhi perubahan distorsi: a.
Internal Stress
Malam dicetak atau dimanipulasi tanpa pemanasan yang cukup hingga diatas suhu transisi solid-solid, maka akan terjadi tekanan yang sangat besar pada material. (Combe, 1992).Tekanan ini biasanya disebut dengan internal stress. Stress ini timbul dari kontraksi pada waktu pendinginan, udara yang terjebak mengakibatkan perubahan bentuk selama molding, waktu dan temperatur selama penyimpanan. Tekanan yang dilepaskan oleh wax tersebut pada saat didiamkan menimbulkan suatu kontraksi. (Combe, 1992) Suhu transisi padat – padat dapat diperoleh dengan memanaskan malam secara merata hingga massa malam lunak dan merupakan saat yang tepat untuk memanipulasi malam. b.
Elastic memory
Saat internal stress sudah terlepas dari dalam malam, suhu malam telah menurun di bawah suhu transisi solid-solid dan bentuk molekul dalam malam akan menjadi stabil kembali dan akan berhenti mengalami distorsi dan kembali mengeras atau cenderung ke bentuk semula sesudah dimanipulasi (elastic memory). (Van Noorth, Richard. 2002) Elastic memory yang ditunjukkan terjadi lebih besar selama pengukuran ekspansi termal pada malam yang dibiarkan pada udara bebas daripada malam yang didiamkan dalam air. (Van Noorth, Richard. 2002) c.
Thermal Expansion
Distorsi pada malam juga dipengaruhi oleh perubahan dimensi yang
dialami oleh malam karena faktor suhu. Malam mempunyai koefisien ekspansi termal yang lebih tinggi daripada bahan kedokteran gigi yang lain. (John, M., Ph.D. 2008) d.
Residual stress
Terlepas dari metode yang digunakan untuk menyiapkan pola malam, tegangan sisa yang ada di pola selesai. ketika dipengaruhi oleh waktu dan suhu, sisa, atau internalstres perubahan
dimensi
dapat mengakibatkan
tidak seragam, atau distorsi. Faktor-faktor lain
yang mempengaruhi perubahan distorsi (dikarenakan tidak sesuai ketentuan) : (John, M., Ph.D. 2008) a.
Adanya keterbatasan alat
b.
Adanya kesalahan saat membaca alat ukur jangka sorong
c.
Adanya kesalahan teknik pelunakan pada inlay wax
d.
Adanya tekanan pada inlay wax saat proses pendinginan Distorsi sendiri merupakan suatu perubahan dimensi akibat dari
perubahan pendinginan, udara yang terjebak di dalam malam, pelepasan malam dan temperatur selama penyimpanan malam tersebut. Malam merupakan bahan termoplastis yang mempunyai sifat cenderung kembali ke bentuk awalnya sesudah dimanipulasi. Distorsi harus dicegah supaya bahan restorasi logam yang dihasilkan dapat akurat sesuai dengan model. (Anusavice, Kenneth J. 2003) Pada perkembangan selanjutnya, malam dental sebagian besar digunakan dalam proses laboratorium , meskipun masih ada sebagian dari malam dental yang digunakan langsung pada rongga mulut penderita, misalnya malam onlay untuk mencetak atau mengecek hasil dari preparasi sebuah gigi. (Anusavice, Kenneth J. 2003) Selain itu Inlay wax digunakan untuk pembuatan pola bagi pengecoran logam seperti inlay dan didesain untuk tidak meninggalkan
residu ketika dipanaskan dalam bahan investment . Suhu kerja, kekerasan, kelenturan, ekspansi, dan kontraksi malam inlay ditentukan oleh bahan yang membentuknya. (Hatrick, Carol Dixon. 2003) Inlay wax
dapat
diperoleh dalam warna biru dan hijau, dalam bentuk lonjoran kecil, lembaran tipis, maupun bentuk yang sudah jadi bagi pembuatan cangkeram dan bar. (F J Harty & R Ogston, 1993). Sebuah malam dental juga harus memiliki syarat tertentu sehingga malam tersebut mampu memenuhi kebutuhan baik malam yang digunakan secara direct ataupun indirirect. Pada proses laboratorium malam dental digunakan dalam banyak kepentingan dan penggunaannya disesuaikan dengan jenis malam dari sifat masing – masing malam dental. (Anusavice, Kenneth J. 2003) Malam memiliki sifat fisis yang baik, sehingga dapat membantu pekerjaan di dunia kedokteran gigi. Beberapa sifat-sifat fisik dental wax yang menjadikannya sebagai bahan penunjang yang sangat berguna di bidang kedokteran gigi adalah: (Craig et al, 2002) 1. Temperatur peralihan ke solid 2. Ekspansi dan kontraksi termal 3. Daya alir ( flow) 4. Internal Stress 5. Sifat mudah pecah (brittleness) Konstitusi dasar malam yang dipergunakan di kedokteran gigi dari tiga sumber utama, yaitu : (Anusavice, Kenneth J. 2003) •
Mineral, seperti parafin
•
Serangga, seperti malam beeswax
•
Tumbuhan, seperti malam caresin dan carnauba
Ada beberapa jenis malam berdasarkan penggunaannya, yaitu : (Hatrick, Carol Dixon. 2003)
Malam model : malam jenis ini banyak dipergunakan untuk keperluan membuat pola dan untuk pencatatan relasi rahang dalam bentuk gigi tiruan. Malam model yang digunakan untuk keperluan klinik hendaknya tidak mengalami perubahan dimensi ketika dipanaskan pada suhu. Mulut dan didinginkan pada suhu kamar.
Malam lembaran tuang : malam jenis ini tersedia dalam bentuk lembaran dengan ketebalan tertentu. Bahan malam dan komponen polimer harus dibakar habis dari bumbu tuang tanpa meninggalkan residu.
Malam carding dan boxing wax : Malam jenis ini banyak dipergunakan untuk melekatkan gigi tiruan pada tempatnya dan untuk membuat dinding batas cetakan sebelum dilakukan pengisian.
Malam inlay : malam jenis ini banyak digunakan untuk pembuatan pola inlay, yang dapat dipergunakan langsung dalam mulut atau dengan model.
Malam perekat / sticky wax : Malam jenis ini berbentuk batang yang mudah patah / brittle, warna kuning, terbuat dari beeswax dan beberaparesin alami. Bahan ini hendaknya mudah dilepas dengan air mendidih dan memiliki kontraksi minimal sewaktu pendinginan untuk mencegah bergeraknya bagian – bagian yang hendak disambung.
Malam cetak : Malam jenis ini dipergunakan untuk mencetak rahang yang tidak bergigi. Malam ini menunjukkan derajat aliran yang tinggi pada suhu mulut.
1. ANALISIS DATA
Dalam percobaan ”Malam Inlay” ini dilakukan dengan dua perlakuan yang berbeda yaitu dibiarkan dalam udara terbuka dan dimasukkan ke dalam air. Masing-masing percobaan dilakukan sebanyak
empat kali selama satu jam (tiap percobaan 15 menit). Setelah dilakukan pemanasan pada inlay wax, malam dibentuk seperti tapal kuda dengan membentuk cross pada ujung-ujung malam sebagai pedoman dalam perhitungan distorsi yang akan diamati dan dibiarkan selama 15 menit dengan 2 perlakuan yang berbeda (medium air dan udara bebas). Setelah itu, malam akan mengalami perubahan ukuran (terjadi distorsi).
Percobaan inlay wax yang dibiarkan dalam udara terbuka 1) Wax pertama dengan jarak awal 25,7 mm dan jarak akhir 24,9 mm
yang memiliki persentase distorsi -8% 2) Wax kedua dengan jarak awal 11,4 mm dan jarak akhir 12,6 mm
yang memiliki persentase distorsi 14% 3) Wax ketiga dengan jarak awal 34,2 mm dan jarak akhir 36,5 mm
yang memiliki persentase distorsi 9% Dari hasil percobaan diatas, hasil rata-rata percobaan 2 dan 3 mengalami pertambahan panjang, meskipun percobaan kedua sempat mengalami penurunan pada menit ke-45 dan percobaan ketiga mengalami penurunan panjang pada menit ke-60, sedangkan percobaan pertama mengalami penurunan panjang sehingga hasil prosentase distorsi menjadi minus. Hal ini disebabkan karena inlay wax tidak selalu terus menerus mengalami distorsi. Ada kalanya distorsi tersebut berhenti sesaat atau sedang tidak mengalami distorsi. Rata-rata presntasi distorsi pada ke-3 percobaan pada suhu ruang adalah 5 %.
Percobaan inlay wax yang direndam dalam air 1)
Wax pertama dengan jarak awal 27,8 mm dan suhu air 28 0C
dan jarak akhir 33,8 mm dan suhu air 25 0C memiliki persentase distorsi 19%. 2)
Wax kedua dengan jarak awal 17,5 mm dan suhu air 27,5 0C
dan jarak akhir 28,4 mm dan suhu air 250C, memiliki persentase distorsi -32%. 3)
Wax kedua dengan jarak awal 19,9 mm dan suhu air 27 0C
dan jarak akhir 22,3 mm dan suhu air 250C, memiliki persentase distorsi 16%. Dari hasil percobaan diatas, percobaan 1, 2 dan 3 mengalami pertambahan panjang dan panjang yang tetap pada beberapa periode percobaan (seperti pada tabel), Rata-rata persentase distorsi dari ke-3 percobaan yang direndam dalam air didapatkan sebesar 23%. 2. KESIMPULAN
Distorsi dapat terjadi akibat pemanasan dan pendinginan yang tidak merata.
Efek ini berlangsung ketika ada perbedaan antara suhu
mulut dan suhu kamar. Ketika malam dipanaskan, malam seakan-akan melunak, namun sebenarnya terjadi tegangan induksi (internal stress). Saat malam dipindahkan dari suhu tinggi ke suhu rendah, terjadi pelepasan stress yang kemudian menyebabkan distorsi. (Hatrick, Carol Dixon. 2003) Distorsi yang terjadi pada inlay wax bisa disebabkan oleh beberapa faktor, yaitu pelepasan internal stress, elastic memory, dan termal ekspansi yang tinggi. Oleh karena itu manipulasi malam harus dilakukan dengan benar supaya hasil manipulasi dapat homogen, sehingga bisa menghindari terjadinya distorsi. Ketika malam tidak mengalami pemanasan yang cukup pada suhu di atas transisi padat-padat (yaitu suhu peralihan yang berada di atas titik lelehnya, di antara suhu padat dan padat), maka akan timbul stress yang cukup besar pada malam (internal stress). Saat terpapar panas (dari suhu ruangan) dan saat kompresi dan kontraksi yang dilakukan operator, maka molekul-molekul bagian dalam malam yang mengalami kompresi akan berdekatan dan molekul-molekul bagian luar yang mengalami kontraksi akan berjauhan sehingga timbul suatu perubahan dimensi malam yang berupa pertambahan panjang (ekspansi), pengurangan (penyusutan) dan tetap tergantung tahapan dari proses malam tersebut (residual stress).
Jadi, dalam memanipulasi malam kita harus mengetahui sifat-sifat fisis malam, selain itu dalam pengaplikasiannya diperlukan keterampilan yang cukup supaya bisa memanipulasi malam dengan benar dengan hasil manipulasi yang tepat. 3. DAFTAR PUSTAKA
Anusavice, Kenneth J. 2003. Phillips: Dental Material . USA: W.B. Saunders Company Combe, E. C. 1992. Sari Dental Material . Jakarta : Balai Pustaka John, M., Ph.D. 2008. Dental Materials. 9th edition. pp 218 c hapter waxes, pattern waxes Craig, Robert G, and John M. Power. 2002. Restorative Dental Material: 11th edition. United State of America : Mosby. Hatrick, Carol Dixon. 2003. Dental Material : Clinical Application for Dental Assistants and Dental Hygienist. Philadelphia : Saunders. Van Noorth, Richard. 2002. Dental Material second edition. London : Mosby. Wilson, H. J. dkk. 1987. Dental Technology and Materials for Students. Blackwell Scientific Publication.
