fisika dalam kedokteran gigi
TRANSCRIPT
FISIKA DALAM KEDOKTERAN GIGI
Oleh :
Anna Hafidza 160110120070
Nadira 160110120075
Agata Ayu Pratiwi 160110120080
Diva Aldila 160110120082
FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI
UNIVERSITAS PADJADJARAN
BANDUNG
2013
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah
melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan makalah
yang berrjudul “Fisika dalam Kedokteran Gigi”. Makalah ini kami susun untuk
memenuhi tugas tutorial mata kuliah Radiologi pada program studi Kedokteran Gigi.
Tak lupa kami ucapkan terima kasih kepada Ibu Tuti selaku dosen yang sudah
membimbing kami dan semua pihak yang baik secara langsung maupun tidak
langsung telah berperan serta dalam membantu penyelesaian makalah ini.
Kami harap makalah ini dapat memberikan manfaat, khususnya di bidang
kesehatan dan kedokteran gigi. Mohon maaf apabila terdapat kekurangan dan
kesalahan pada makalah ini, kritik dan saran membangun sangat kami harapkan demi
tercapainya kesempurnaan makalah ini.
Jatinangor, 8 Juni 2013
Tim Penyusun
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Fisika merupakan cabang ilmu yang banyak digunakan di berbagai aspek
kehidupan manusia. Disadari maupun tidak disadari dalam aktifitas manusia
selalu berhadapan dengan fenomena – fenomena, fisis. Kebanyakan manusia
dalam melakukan aktifitasnya tidak memperhatikan fenomena – fenomena ini.
Manusia diharapkan dapat memperhatikan hal-hal yang menunjukkan keterkaitan
antara fenomena – fenomena tersebut dengan tujuan yang hendak dicapai, agar
didapatkan hasil yang memuaskan.
Fenomena fisis dipelajari dalam ilmu fisika. Pada pembelajaran ilmu fisika
mahasiswa mempelajari variabel fisis yang terdapat pada kejadian alam. Dalam
proses pembelajaran fisika sebaiknya tidak hanya sekedar memberikan
konsepnnya tetapi juga bagaimana proses penemuan dari konsep tersebut.
Hakikat fisika yakni fisika bukan hanya sekedar kumpulan fakta dan prinsip
tetapi lebih dari itu fisika juga mengandung cara-cara bagaimana memperoleh
fakta dan prinsip tersebut beserta fisikawan dalam melakukannya (Supriyono,
2003:8). Hal ini menunjukkan bahwa dalam pembelajaran dibutuhkan contoh
konkret mengenai aplikasi dari ilmu tersebut.
Seiring berkembangnya jaman, banyak alat – alat dan teknologi yang
ditemukan atas dasar ilmu fisika. Fisika semakin sering diaplikasikan dalam
semua bidang terapan, termasuk dalam bidang Kedokteran Gigi. Dalam makalah
ini, akan dibahas beberapa contoh pengaplikasian ilmu fisika dalam Kedokteran
Gigi.
1.2 Tujuan
Adapun tujuan penulisan makalah ini adalah :
1. Memenuhi tugas mata kuliah fisika dasar mengenai keterkaitan ilmu fisika
dalam kedokteran gigi
2. Membahas dan memberikan pemahaman mengenai keterkaitan ilmu fisika
dalam kedokteran gigi
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Keterkaitan Ilmu Fisika dan Kedokteran Gigi Secara Umum
Bidang kedokteran gigi adalah bidang yang tidak terlepas dari ilmu fisika.
Ilmu fisika secara umum digunakan dalam kedokteran gigi sebagai dasar
pemilihan bahan dan alat. Ilmu fisika dalam kedokteran gigi juga berguna dalam
hal perkembangan teknologi yang dapat menunjang fasilitas preklinis, klinis,
maupun laboratorium.
2.2 Modulus Elastisitas dalam Kedokteran Gigi
Mengetahui Modulus Elastisitas dalam kedokteran gigi sangat penting. Kita
dapat mengetahui apakah suatu bahan elastis atau kaku, sehingga kita dapat
menentukan suatu bahan lebiih cocok dan lebih mudah dalam tindakan dan
penanganan tertentu. Berikut adalah contoh bahan-bahan tersebut :
2.2.1 Basis Gigi Tiruan
Basis gigitiruan adalah bagian dari gigitiruan yang bersandar pada
jaringan lunak dan merupakan tempat melekatnya anasir gigitiruan.
Berbagai macam bahan telah digunakan dalam pembuatan basis gigi
tiruan seperti berikut:
1. Resin Akrilik Polimerisasi Panas
Resin akrilik polimerisasi panas adalah polimer yang paling
banyak digunakan dalam pembuatan basis gigitiruan karena selain
bernilai estetis, juga lebih ekonomis. Namun kekurangan dari resin
akrilik polimerisasi panas adalah mudah fraktur. Resin akrilik tersusun
dari berat molekul yang rendah, hal tersebut menjadi salah satu
penyebab bahan ini mempunyai kekuatan impak yang rendah. Metode
polimerisasi bahan resin akrilik polimerisasi panas dapat diproses
dengan beberapa cara diantaranya dengan pemanasan air dan
gelombang mikro.
Modulus elastisitas dari resin akrilik polimerisasi panas adalah
22000 MPa.
2. Termoplastik Nilon
Termoplastik nilon pertama digunakan dalam pembuatan basis
gigi tiruan oleh Arpad dan Tibor Nagy pada awal tahun 1950an.
Penggunaan nilon pertama kali di kedokteran gigi tidak begitu
memuaskan oleh karena sifat penyerapan air yang tinggi. Namun
bahan ini mempunyai fleksibilitas yang tinggi sehingga dapat
meneruskan tekanan yang diterima. Termoplastik nilon terbentuk
melalui reaksi polimerisasi molekul-molekul kecil sehingga terbentuk
molekul yang besar atau disebut makromolekul, hal tersebut
menyebabkan bahan ini mempunyai berat molekul yang tinggi
sehingga mempunyai kekuatan impak yang tinggi pula. Termoplastik
nilon mempunyai modulus elastisitas yang rendah sehingga bersifat
fleksibel. Modulus elastisitas termoplastik nilon adalah 356 MPa.
Kekuatan lentur merupakan salah satu sifat yang mempengaruhi
ketahanan terhadap fraktur dari basis gigitiruan. Termoplastik nilon
mempunyai kekuatan lentur yang tinggi yaitu sebesar 110 MPa
sehingga ketahanan terhadap fraktur juga menjadi tinggi.
2.2.2 Elastomeric (Karet Pengencang)
Salah satu komponen piranti ortodonti yang sering digunakan untuk
menggerakkan gigi adalah elastomeric. Elastomeric dalam penggunaannya
tersedia dalam dua bentuk yaitu ligature dan chain. Elastomeric ligature
digunakan untuk mengikat wire pada bracket. Elastomeric chain atau
power chain adalah rangkaian ligature yang terhubung satu sama lain
membentuk rantai. Elastomeric chain sering digunakan untuk
menghasilkan force (tarikan) untuk menggerakkan gigi. Dalam
penggunaannya bahan elastomeric chain memiliki kelemahan yaitu dapat
mengalami degradasi struktur didalam lingkungan rongga mulut, hal ini
akan menyebabkan hilangnya force yang dibutuhkan untuk pergerakan
gigi. Beberapa studi menunjukkan bahwa elastomeric chain kehilangan
sebagian besar force setelah beberapa saat stress relaxation. Ketika chain
diaktifkan, elastomeric akan memanjang secara permanen, sehingga gaya
yang dihasilkan untuk menarik gigi berkurang.
2.2.3 Kawat Gigi
Kawat yang sering digunakan dalam kedokteran gigi terbuat dari
bahan tahan karat, yaitu paduan antara besi, baja, serta kromium, nikel,
mangan dan logam- logam lain yang meningkatkan sifat dan kualitas
stainless steel. Kawat yang paling sering dipakai adalah SS 18-8,
maksudnya adalah stainless steel yang mempunyai komposisi 18%
kromium dan 8% nikel, dengan diamter 0.6 mm; 0.7 mm; 0.8 mm.
kromium bersifat mencegah korosi dan bersifat kaku, sedangkan nikel
bersifat mecegah korosi, lebih kuat, dan lebih fleksibel. Kawat memiliki
tekanan konstan, yang dari waktu ke waktu, pindah gigi ke posisi yang
tepat. Ketika kawat memberikan tekanan pada gigi, membran periodontal
membentang di satu sisi dan dikompresi di sisi lain. Untuk
mempertahankan posisi tersebut kawat dianjurkan untuk memiliki daya
elastisitas yang tidak besar sehingga gigi dapat terbentuk dengan baik.
2.2.4 Orthodontic Clasp
Komponen alat orthodonsi yang terbuat dari logam tak berwarna dan
elastis yang berkontak dan sebagian mengelilingi gigi untuk menyediakan
dan resistensi stabilitas bagi gigi tiruan.
Untuk sebagian gigi yang celah diantaranya terlalu besar gaya dari pita
bahan karet dapat memadai. Pita karet menghasilkan tegangan di antara
gigi agar gigi dapat bergeser secara bersama- sama sehingga gaya pegas
sangat diperlukan dalam alat ortodontik ini.
2.2.5 Mouth Gate (Penyangga Mulut)
Alat ini berfungsi untuk menyangga mulut pasien ketika hendak
memasang behel permanent, dengan cara memasukan alat ini dibagian
mulut sehingga mulutnya akan terbuka lebar dan akan memudahkan kita
untuk memasang behel. Alat ini bersifat elastis (fleksibel), ketika
digunakan pada mulut pasien tidak terasa sakit karena tarikan namun
mulut tetap terbuka. Ketika alat dilepas dari mulut maka alat akan kembali
ke bentuk semula.
2.3 Thermodinamika dalam Kedokteran Gigi
Termodinamika terbentuk dari dua suku kata yaitu, thermal (yang
berhubungan dengan panas) dan dynamics(yang berhubungan dengan suatu
perubahan). Jadi termodinamika merupakan ilmu yang mempelajari berbagai
fenomena energi yang berubah-ubah karena adanya aliran panas dan usaha yang
dilakukan.
2.3.1 Daya Penghantar Panas / Konduktivitas Thermal.
Dalam pemilihan bahan, perlu diketahui tentang Daya Penghantar
Panas / Konduktivitas Thermal. Dengan memahami hal ini, kita dapat
menentukan bahan mana yang paling aman dan sesuai untuk diaplikasikan
di dalam rongga mulut. Kita juga dapat menentukan apakah kita
membutuhkan isolator pada bahan tersebut, agar saat pasien makan
makanan yang panas, bahan tersebut tidak ikut panas.
Berikut adalah besar daya penghantar panas untuk bagian gigi dan
beberapa bahan dental :
1. Amalgam 0,055
2. Alloy emas 0,710
3. Porselen 0,0025
Alloy emas mempunyai daya hantar panas yang tinggi, sehingga
membutuhkan isolator dalam penggunaannya.
2.3.2 Perubahan Suhu
Perubahan suhu umumnya mengakibatkan perubahan dimensi pada
suatu benda. Hal ini dinyatakan dengan koefisien ekspansi termal linier :
lt2 - lt1 / lt1 : ( t2 – t1 ) , satuan 0C
lt2 = panjang bahan pada suhu akhir t2 = suhu akhir
lt1 = panjang bahan pada suhu awal t1 = suhu awal
Berikut koefisien ekspansi termal gigi dan bahan dental (x 10-6/ 0C) :
Gigi 10 – 15
Amalgam 22 – 28
Alloy emas 25 – 50
Hal ini perlu diketahui untuk menghindari sakitnya gigi karena
desakan akibat pemuaian bahan tambal pada lubang gigi, misalnya
amalgam.
2.4 Radiasi dalam Kedokteran Gigi
2.4.1 Radiologi Kedokteran Gigi
Telah lebih dari satu abad profesi kedokteran gigi menggunakan
pemeriksaan radiografik sebagai sarana untuk memperoleh informasi
diagnostik yang tidak dapat diperoleh dari pemeriksaan klinis dan
pemeriksaan lain sebelumnya. Radiologi sendiri merupakan cabang ilmu
kedokteran yang menggunakan energi pengion dan bentuk energi lainnya
(non pengion) dalam bidang diagnostik, imajing dan terapi. Radiasi adalah
proses dikeluarkannya energi radiasi dalam bentuk gelombang (partikel),
atau proses kombinasi dari pengeluaran dan pancaran energi
radiasi .Sumber radiasi dapat terjadi secara alamiah maupun buatan.
Radiasi buatan yang paling sering digunakan adalah Sinar-x adalah
pancaran gelombang elektromagnetik yang sejenis dengan gelombang
listrik, radio, inframerah panas, cahaya, sinar gamma, sinar kosmik dan
sinar ultraviolet tetapi dengan panjang gelombang yang sangat pendek.
Untuk keperluan medis, besarnya tegangan dapat diatur sehingga
intensitas atau energi yang dihasilkan akan sesuai dengan tegangan yang
diberikan.
Spektrum sinar-X dihasilkan oleh 50-keV elektron menumbuk target
molibdenum. Dua puncak tajam menunjukkan karakteristik sinar-X yang
terjadi saat elektron mengisi kekosongan pada lintasan terdalam (K)
molibdenum. Dua puncak yang berbeda dihasilkan oleh elektron dari
lintasan yang berbeda yang jatuh pada lintasan K (Sternheim dan Kane
1991).
2.4.2 Teeth Whitening Laser
Laser pemutih berfungsi menghapus plak atau puing-puing pada gigi.
Dalam proses pelaseran terjadi proses fisika. Dengan energi cahaya yang
dipancarkan dari laser membuat Kristal mampu menyerap gel.
Cara kerjanya yaitu setelah gigi terbebas dari wabah penyakit dan
puing-puing, gel diterapkan pada gigi Anda. Gel inilah yang sebenarnya
berfungsi memutihkan gigi. Namun, Laser digunakan untuk mempercepat
proses dan mengaktifkan gel pemutih. Kristal ditemukan di gel menyerap
energi cahaya dari laser, yang kemudian menembus enamel pada gigi.
Proses ini membantu untuk meningkatkan efek pemutihan pada gigi.
2.5 Gaya dalam Kedokteran Gigi
2.5.1 Gaya Dasar
Ada 3 macam gaya dasar :
o Gaya tarik (Tensile Force), yaitu gaya yang bekerja menjauhkan satu
sama lain pada satu garis lurus yang sama. Akibatnya benda
mengalami perpanjangan dan pengecilan diameter.
o Gaya tekan (compreshion Force), yaitu gaya yang bekerja mendekati
satu sama lain pada satu garis lurus yang sama sehingga benda
mengalami pemendekan dan pembesaran diameter.
Biasanya gaya tekan digunakan untuk membengkokan kawat
ortho, membengkokan kawat ke arah berlawanan dengan gaya kecil
dan berulang ulang dirasakan lebih mudah daripada menggunakan
tang potong yang membutuhkan gaya yang lebih besar.
o Gaya geser (Shear Force), yaitu dua gaya bekerja berlawanan arah
tetapi tidak pada satu garis lurus yang sama.
Ketiga gaya tersebut diaplikasikan dalam memanipulasi bahan
dental, membentuk bahan tersebut menjadi bentuk yang diinginkan.
2.5.2 Gaya Gravitasi
Resistensi adalah daya tahan gigi tiruan terhadap gaya yang
menyebabkan pergerakan ke arah yang berlawan dengan arah
pemasangannya.
Resistensi merupakan kemampuan gigi tiruan untuk tahan terhadap
gaya gravitasi, sifat adhesi makanan, dan gaya-gaya yang berhubungan
dengan pembukaan rahang, sehingga akan menghasilkan gigi tiruan tetap
pada posisinya di dalam rongga mulut
2.5.3 Gaya Mastikasi
Gaya mastikasi adalah Gaya yang bekerja pada gigi dalam proses
pengunyahan.
Gaya mastikasi maksimal :
Pada regio molar = 400-890 N (90-200 pound)
Pada regio premolar = 222-445 N (50-100 pound)
Pada regio kaninus =133-334 N (30-75 pound)
Pada regio insisivus = 89-111 N (20-55 pound)
Mastikasi pada gigi tiruan :
Pada molar gigi tiruan cekat ; 50 pounds
Pada gigi tiruan lepasan ; 25 pounds
Pada gigi tiruan penuh ; 25 pounds
Dalam tindakan pembuatan gigi tiruan, bidang oklusan merupakan
pedoman yang penting dalam penyusunan gigi posterior dengan tujuan
agar mastikasi menjadi efisien.
2.5.3 Gaya Tarik Menarik pada Adhesi
Adhesi terjadi apabila dua substansi yang berbeda melekat sewaktu
berkontak disebabkan oleh gaya tarik menarik yang timbul antara kedua
benda tersebut.
Adhesi melekatkan 2 zat, jika zat itu dirapatkan satu sama lain.
Adheren adalah suatu bahan yang direkati oleh bahan lain. Adhesif adalah
suatu bahan atau lapisan yang menghasilkan adhesi dengan bahan lain.
Perekatan terhadap jaringan gigi sangat penting untuk penggunaan
berikut ini :
Penyemenan inlay, mahkota, dan pekerjaan jembatan
Bahan tambal adhesive berguna untuk mencegah timbulnya
kebocoran marginal
Pencegahan kerusakan gigi dengan cara menutup pit dan fissure
gigi
Penyemenan langsung alat orthodonsia ke gigi
2.5.4 Gaya torsi
Gaya torsi dalam bidang kedokteran gigi diaplikasikan pada bidang
ortodontik. Pada hal ini gaya torsi dapat dilihat pada pergeseran gigi yang
maloklusi menjadi sesuai dengan oklusi gigi yang sebenarnya dan sesuai
dengan struktur.
Gigi yang harus diberi gaya torsi
2.6 Ilmu Fisika Lain dalam Kedokteran Gigi
2.6.1 Hidrolik pada Dental Chair
Kursi dokter gigi termasuk salah satu alat yang memanfaatkan hukum
pascal. Cara kerjanya mirip dengan dongkrak hidrolik. Ketika pedal/tuas
tertekan atau diinjak oleh dokter gigi tekanan fluida dalam bejana
berhubungan akan diteruskan pada kursi pasien sehingga kursi mendapat
gaya ke atas. Bayangkan bahwa tuas injak dan kursi pasien terhubung oleh
suatu bejana berhubungan, tuas injak merupakan tabung kecil dan kursi
pasien tabung besar. Ketika dokter memberikan gaya pada maka tuas injak
maka fluida pada tabung kecil akan mendapat tekanan dan tekanan yang
sama besar akan diteruskan pada tabung besar. Nah dengan memanfaatkan
hubungan ini dokter gigi cukup memberikan gaya yang kecil pada tuas
injak dan akan menimbulkan gaya yang cukup besar pada kursi pasien
yang membuat kursi pasien naik.
2.6.2 Micromotor
Micromotor adalah alat yang digunakan oleh dokter gigi atau
mahasiswa kedokteran gigi untuk preparasi, memulas overhanging
restorasi, membersihkan karang gigi secara sederhana, mengebur model
gigi, dan masih banyak lagi manfaat micromotor buat mahasiswa
kedokteran gigi.
Micromotor yang terdapat pada dental unit merupakan salah satu alat yang
mengubah energi listrik menjadi energy gerak. Alat tersebut dapat
mengubah energi listrik menjadi energi gerak dengan bantuan motor
listrik. Perubahan energi listrik menjadi energi gerak pada motor listrik
dimulai dengan perubahan energi listrik menjadi induksi magnet. Induksi
magnet inilah yang menyebabkan poros atau as pada micromotor
bergerak.
2.6.3 Suction Pump
Suction Pump adalah suatu alat yang yang dipergunakan oleh dokter
gigi untuk menghisap ludah pada mulut pasien agar mempermudah dalam
penanganan. Dalam suction pump terdapat alat yang disebut juga dengan
motor.
Motor merupakan suatu alat yang menghasilkan putaran yang
dihubungkan dengan kontruksi suction pump.
Motor yang sering digunakan sebagai penggerak pompa vacuum adalah
motor induksi(dengan arus bolak-balik) tipe motor sangkar dengan
starting kapasitor. Pada motor jenisini,arus rotor motor diperoleh dari arus
yang terinduksi sebagai akibat adnya perbedaan relatif antara putaran
motor dengan medan magnet putar (Rotating magnetic Field) yang
dihasilkanoleh arus stator.
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Dalam Kedokteran Gigi, Ilmu Fisika sangat penting untuk diketahui
berkenaan dengan banyaknya alat, material, dan teknik manipulasi yang
didasari ilmu fisika.
Ilmu fisika yang paling sering digunakan di antaranya Radiasi, Modulus
Elastisitas, Thermodinamika, dan Gaya.
DAFTAR PUSTAKA
Anusavice, Kenneth J. Phillips. Buku ajar ilmu bahan kedokteran gigi. Trans. Johan Arif Budiman, Susi Puwoko. Lilian Juwono, eds. Edisi 10. Jakarta: EGC.
Combe, E.C..1992.Sari Dental Material.Jakarta:Balai Pustaka)
Supriyono,K.H. (2003). Common textbook (edisi revisi) strategi pembelajaran fisika. Malang: FMIPA Universitas Malang.
http://lontar.ui.ac.id/file?file=digital/127517-R17-PRO-175-Kedalaman%20ruang-Literatur.pdf
http://lontar.ui.ac.id/file?file=digital/125321-R17-PRO-197%20Korelasi%20usia-Literatur.pdf
http://pythanymph.blogspot.com/2011/08/alat-alat-kesehatan-yang-terkait-dengan.html
http://www.dentiadental.com/2009/general/whitening-teeth/
http://choybucq.blogspot.com/2013/05/radiologi-kedokteran-gigi.html