Efek dari Berbagai Minuman Terhadap kekerasan permukaan Resin

Komposit Nanohibrid dan Giomer

Pengantar

Resin komposit nanohibrid, merupakan material restorasi resin komposit terbaru, yang

menjadi populer karena kombinasi dari sifat fisika, mekanik, dan estetik. Resin komposit

nanohibrid menggabungkan pecahan bervolume tinggi dari partikel pengisi dengan ukuran

distribusi partikel yang luas (5-100 nm). Tekanan dan kekuatan diametral, dan fraktur

resisten dari resin komposit nanohibrid sepadan atau bahkan lebih tinggi dibandingkan

komposit lainnya (hybrid, mikrohibrid, dan resin komposit mikrofilled).

Giomer secara relative merupakan inovasi terbaru teknologi pengisi dari resin komposit

yang berperan sebagai material restorasi langsung untuk restorasi gigi anterior maupun

posterior. Serupa dengan komposit tradisional berdasar metakrilat,komposisi kimia dari

giomer meliputi partikel pengisi inorganic dan matriks resin organic. Di tempat

pengaplikasian purely glass atau kuarsa sebagai pengisi typical, giomer mencakup pengisi

inorganic (jarak diantara 0.01 dan 5 µm) itu berasal dari reaksi sempurna maupun sebagian

dari ion-leachable kaca fluoroboroaluminosilika dengan asam polialkenoik dalam air

sebelum bergabung dengan matriks organik. Hal ini menciptakan tahap stabil ionomer kaca

pada inti kaca yang terimbas reaksi basis asam diantara asam fluoride reaktif berisi kaca dan

asam polikarboksil dalam air dan membetuk pengisi prereacted glass ionomer (PRG). Pre

reaksi ini bisa hanya terdapat di permukaan kaca (surface PRG (S-PRG)) atau bisa dalam

seluruh partikel (fully PRG (F-PRG)).

Saat ini, orang-orang lebih tertarik pada minuman kesehatan dan jus buah. Penelitian terbaru

menganjurkan bahwa meminum sari apel mampu membantu mempertahankan kesehatan

dan berperan sebagai pembersih racun.

Bagaimanapun, konsumsi makanan bersifat asam, jus buah, minuman ringan, kopi, teh, atau

wine, dapat menyebabkan kerusakan permukaan dan menurunkan kekerasan, kualitas

estetik, dan keunggulan lain dari resin komposit dan giomer. Banyak penelitian melaporkan

perbedaan kekerasan permukaan pada resin komposit dan giomer dikarenakan efek dari

minuman, namun hanya beberapa penelitian yang melaporkan efek dari sari apel, jus jeruk,

cola, kopi, dan bir terhadap kekerasan permukaan resin komposit nanohibrid dan giomer.

Sebagai tambahan, penelitian sebelumnya, mempresentasikan pencelupan berulang resin

komposit dalam minuman yang dipilih. Bagaimanapum, selama pengkonsumsian, minuman

hanya berkontak sebentar dengan permukaan gigi sebelum dibasuh kembali oleh saliva.

Penelitian ini kemudian dirancang untuk meniru efek pembasuhan saliva pada minuman

seseorang dengan pencelupan siklis. Oleh karena itu, keobjektifan penelitian ini adalah

membandingkan efek dari beberapa minuman ( sari apel, jus jeruk, cola, kopi, dan bir) pada

kekerasan permukaan dan perubahan karakteristik permukan resin komposit nanohibrid dan

giomer dan untuk mengetahui pH dan keasaman titrasi dari beberapan minuman.

Metode dan Bahan

Persiapan specimen

Sembilan puluh tiga spesimen berbentuk piringan (dengan diameter 10.0 mm dan ketebalan

2.0 mm) masing-masing dibuat dari resin komposit nanohibrid dan giomer menggunakan

cetakan silinder politetrafluoroetilen. Detail material terlampir dalam tabel 1. Mylar strip

dan landasan kaca ditempatkan diatas cetakan yang telah terisi setelah dilakukan penekan

cahaya (20 N). landasan kaca dan mylar strip memiliki permukaan cermin yang rata. Metode

ini bertujuan untuk mendapatkan permukaan yang halus untuk tiap specimen. Spesimen di

polimerisasi selama 40 detik dengan activated polymerization unit (Elipar 2500, 3M ESPE,

St Paul, MN, USA) untuk memastikan polimerisasi sempurna. Intensitas cahaya telah

diperiksa dengan alat pengukur (Cure Rite, L.D. Caulk, Milford, DE, USA). Tanpa preparasi

mekanik atau pembuatan abrasi pada specimen.

Material yang digunakan dalam percobaan terlampir dalam tabel 1

Lima minuman digunakan dalam penelitian ini : sari apel, jus jeruk, cola, kopi, dan bir

(Tabel 2). pH tiap minuman telah ditetapkan menggunakan pH meter (Orion 900A, Orion

Research, Boston ,MA, USA). Sepuluh pH yang terbaca dari minuman segar yang

disiapkan bertujuan untuk mendapatkan besaran pH rata-rata dari tiap minuman.

Minuman yang digunakan dalam penelitian ini:

Untuk menetapkan keasaman titrasi (kapasitas buffer), 20 mL dari tiap minuman ditambah

dengan 0,5 mL bagian dari 1 mol/L natrium hidroksida (NaOH). Kuantitas NaOH

diperlukan untuk mencapai pH 5.5, 7.0, dan 10.0. Titrasi tiap minuman juga diulang sepuluh

kali untuk mendapatkan nilai pH rata-rata.

Pencelupan dalam minuman dan tes kekerasan mikro

Sembilan puluh tiga potongan tiap resin nanohibrid dan giomer dibagi menjadi lima

kelompok dengan 18 spesimen tiap kelompoknya, tiga sample sisa (sebelum pencelupan)

menjadi subjek observasi untuk Scanning electron microscopy (SEM) (JSM model 5800LV,

JEOL, Tokyo, Japan). Masing-masing kelompok menjadi subjek untuk pengukuran

kekerasan mikro permukaan untuk memperoleh nilai dasar. Nilai kekerasan (kg/mm2) dari

tiap specimen ditentukan dengan menggunakan microhardness tester (Micromet II, Buehler,

Lake Bluff, IL, USA) dengan identer berlian Vickers. Sebuah muatan 0.3 N di aplikasikan di

permukaan selama 10 detik. Lima lekukan, dengan kata lain memberi jarak diatas lingkaran,

dibuat di tiap permukaan specimen.

Setelah itu, dalam suhu ruang (sekitar 25°C), specimen secara berurutan dicelupkan dalam

25 mL minuman selam 5 detik dan dalam 25 mL saliva buatan selama 5 detik dalam 10

siklus. Protocol yang sama digunakan dengan minuman berbeda yang digunakan dalam

penelitian ini selama 28 hari. Dalam mempertahankan pH asli dari minuman, mereka

melakukan pembaruan untuk seluruh minuman setiap harinya selama eksperimen. Protocol

pencelupan specimen meniru cara makan orang yang mengkonsumsi makanan asam, buah

asam, dan minuman. Setelah rangkain pencelupan selesai dilaksanakan, specimen di bilas

dengan air yang tidak terionisasi, pengeringan noda, dan dilakukan pengujian kekerasan

mikro permukaan setelah pencelupan. Pengujian kekerasan permukaan membawa interval

berikut, sebelum pencelupan dan setelah 7, 14, 21, dan 28 hari. Perubahan bertahap yang

terjadi pada kekerasan mikro permukaan dicatat di tiap interval waktu.

Analisis mikromorfologi permukaan

Menggunakan SEM, efek tiap minuman terhadap mikromorfologi permukaan material

sebelum dan setelah pencelupan ditentukan. Tiga specimen dari tiap material restorasi dari

kelima minuman pada hari ke-28 diperiksa.

Analisis statistic

Nilai kekerasan mikro permukaan diuji dengan perbedaan yang signifikan (pada α= 0.05)

menggunakan dua cara analisis perbedaan (ANOVA) dengan pengulangan ukuran, Tukey’s

Honestly significant difference (HSD), dan tes t untuk perbandingan kelipatan.

Hasil

pH rata-rata dan deviasi standar (SDs) dan keasaman titrasi minuman dengan 1 mol/L NaOH

dijabarkan dalam tabel 3. Nilai kekerasan mikro dari material yang digunakan sebelum dan

sesudah pencelupan dilaporkan dalam tabel 4.

pH rata-rata dan standar deviasi (SD) dan keasaman titrasi (volume NaOH (mL)

menyebabkan pH 5.5, 7.0, 10.0) dalam pengujian minuman.

Rata-rata kekerasan mikro dan standar deviasi dari material yang dicelupkan dalam

minuman berbeda dalam waktu yang berbeda.

Foto mikro SEM dari resin komposit nanohibrid dan giomer, sebelum dan setelah 28 hari

periode pencelupan dalam minuman yang berbeda, di presentasikan berurutan dalam

gambar 1.1 dan 2.2. kelompok cola menghasilkan permukaan specimen yang paling kasar.

Pemindaian mikroskop electron dari resin komposit nanohibrid (a) sebelum dicelup (b) setelah

dicelup sari apel (c) jus jeruk (d) cola (e) kopi, dan (e) bir.

Pemindain mikroskop electron dari giomer : (a) sebelum dicelup (b) setelah dicelup sari apel (c) jus

jeruk (d) cola (e) kopi, dan (e) bir.

Diskusi

Nilai kekerasan mikro dari seluruh kelompok menurun dari minggu awal pencelupan sampai

berakhirnya periode 28 hari dan perubahan besar dalam kekerasan terlihat dalam 7 hari

pertama. Specimen yang tidak terekspos gaya mekanik apapun, perubahan dalam hal

kekerasannya berasal dari reaksi kimia atau penguraian. Penurunan kekerasan mikro

berhubungan dengan pH dan keasaman titrasi minuman seperti yang terlihat dari SEM

photomicrograph.

Berdasarkan hasil SEM dalam penelitian ini, kedua material yang diuji menjadi lebih kasar

setelah direndam dalam minuman. Giomer Beautifill II menjadi lebih kasar disbanding

premis resin komposit, karena rata-rata ukuran partikel filler dari Beautifill II adalah 0.8 mm

dan premis 0.4 mm. setelah direndam dalam minuman, penguraian partikel pengisi

menghasilkan giomer Beautifill II menjadi lebih kasar disbanding premis resin komposit.

Coca-cola merupakan minuman ringan yang cukup populer dengan pH rendah bila

dibandingkan dengan minuman lain dalam penelitian ini. setelah pencelupan specimen

dalam minuman, cola menghasilkan permukaan yang lebih kasar. Hal ini diberitakan bahwa

pH yang rendah dalam makanan minuman asam menstimulasi erosi permukaan rata

material. Meskipun cola merupakan minuman dengan keasaman titrasi yang paling rendah,

cola merupakan minuman berkarbonasi yang mengandung asam karbonat dan asam phospat

yang menaikan kadar penguraian dan memudahkan erosi material. Potensi erosi dari

minuman asam tidak semata-mata bergantung pada pH, hal ini juga dipengaruhi oleh

kandungan titrasi asam dalam minuman. Nilai pH dalam penelitian ini hanya diukur dengan

konsentrasi ion hydrogen bebas. Hal ini tidak menunjukkan bahwa ion hydrogen yang

tersisa berbentuk dalam ion yang tak dapat dipisahkan. Jadi, potensial penurunan agen asam

dapat dipertimbangkan untuk nilai pH dan titrasi asam.

Sari apel memiliki keasaman titrasi yang paling tinggi dalam penelitian ini, sementara itu jus

jeruk merupakan minuman buah dengan titrasi asam tertinggi dibanding tiga minuman

lainnya, hal ini mengindikasikan potensi erosi. Beberapa minuman terlihat tidak terlalu

erosive disbanding minuman lain dengan pH yang sama. Ini mungkin juga berhubungan

dengan tipe asam yang digunakan dalam formula minuman. Sari apel dan jus jeruk disusun

dari asam sitrat sementara cola disusun oleh asam fosfat dan asam karbonat. Asam fosfat

lebih melunakkan material disbanding asam sitrat dan asam karbonat. Tetapi, asam sitrat

terlihat lebih agresif untuk jaringan keras gigi dan material restorasi berbasis resin. Pengaruh

keasaman meningkatkan kelarutan matriks, terus berulang dengan partikel kaca yang tidak

stabil dalam minuman bernilai pH rendah. Keasaman yang tinggi dapat menyebabkan

besarnya efek pelunakkan matriks resin, sehingga mendukung penguraian dan melepaskan

partikel pengisi dan mengurangi resistensi beban material restorasi. Dibandingkan dengan

giomer, resin komposit tidak terlalu tenrprngaruh oleh minuman dengan pH rendah atau

larutan asam. oleh karena itu, premis resin komposit menunjukkan perubahan nilai

kekerasan permukaan yang lebih sedikit dibanding giomer Beautifill II.

Hasil penelitian ini menunjukkan penurunan kekerasan mikro terjadi sejak minggu pertama

hingga berakhirnya periode 28 hari dalam pencelupan dalam kopi. Sekalipun pH kopi

mendekati 7, kopi terdiri dari air, dan efek dari uptake air dapat menurunkan material

polimer. Saat material polimer menyerap air, agen coupling menyebabkan hidrolisis dan

kehilangan ikatan kimia diantara partikel pengisi dan matriks resin. Partikel pengisi keluar

dari permukaan material menyebabkan permukaan menjadi kasar dan menurunkan

kekerasan. Efek dari matriks resin dan penurunan penghubung pengisi resin dan pengisi

inorganic mungkin memiliki peran penting dalam mereduksi kekerasan permukaan. Ini

dapat dijelaskan mengapa premis resin komposit, yang mengandung kaca silica/barium,

menunjukkan pengurangan kekerasan ketika terekspos minuman. Tipe resin termasuk faktor

yang mempengaruhi absorpsi air dalam material berbasis polimer. Resin hidrofobik seperti

hidroksietilenmetakrilat menyerap lebih banyak air dibanding bis-GMA. Pemuatan pengisi

dapat berefek pada penyerapan air dalam material, dimana pemuatan pengisi yang tinggi

menunjukkan uptake yang rendah. Factor terakhir yang mempengaruhi penyerapan air dari

material pengisi pewarna gigi berbasis polimer adalah adanya rongga selama pencampuran

atau pembuatan material ini. Namun, nilai penyerapan air resin komposit secara signifikan

kurang dari restorasi giomer.

Hasil dari penelitian ini juga menunjukkan bahwa kekerasan mikro menurun dari minggu

pertama sampai berakhirnya periode 28 hari pencelupan dalam bir, disertai dengan data dari

McKinney dan Wu. Wine dan minuman dengan kadar alcohol 9% menyebabkan kenaikan

signifikan dalam derajat korosi karena alcohol dalam minuman melunakkan matriks polimer

dan menguraikan partikel pengisi, menghasilkan penurunan kekerasan mikro dengan cepat.

Keterbatasan penelitian ini termasuk kurang sempurnanya replikasi dari lingkungan rongga

mulut yang kompleks dan efek perubahan suhu yang diabaikan. Sementara itu, lebih lanjut

penelitian ini dapat memeriksa efek minuman secara in vivo. Terakhir, penelitian ini

mengkonfirmasi potensial erosive dari minuman asam tertentu, minuman ringan, kopi, dan

minuman beralkohol; yang dapat berpotensi sebagai factor perusak sehingga harus disadari

masyarakat.

Kesimpulan

Dengan segala keterbatasan penelitian ini, kesimpulan sebagai berikut dapat ditarik: semua

minuman yang digunakan secara signifikan mengurangi kekerasan permukaan dari kedua

material, khususnya setelah periode 28 hari pencelupan berakhir. Pencelupan dalam coca-

cola menyebabkan reduksi kekerasan permukaan yang lebih dibanding minuman lain.

Sebagai tambahan, giomer menunjukkan reduksi kekerasan permukaan yang lebih besar

dibanding resin komposit nanohibrid. Pengaruh minuman tersebut pada permukaan kedua

material restorasi juga tergantung pada waktu paparan dan komposisi kimia dari bahan

restorasi dan minuman itu sendiri.