PENDAHULUAN

Latar Belakang

Peranan gigi dalam kehidupan manusia sangat penting karena selain berfungsi

sebagai organ pengunyahan, tetapi juga memiliki fungsi estetik dan membantu

fonetik atau proses bicara dalam kehidupan sehari-hari. Gigi dapat patah, rusak

sebagian atau seluruh mahkotanya. Apabila gigi tidak segera dirawat, maka akan

timbul berbagai masalah misalnya migrasi gigi dan gangguan oklusi gigi. Namun,

seiring bertambahnya kesadaran masyarakat akan pentingnya peranan gigi bagi

kehidupan dan meningkatnya perkembangan ilmu di bidang kedokteran gigi,

karies yang telah meluas sampai ke pulpa kini tidak harus dilakukan pencabutan,

tetapi dapat dilakukan perawatan saluran akar untuk mempertahankannya.

Pasca perawatan saluran akar, gigi memiliki masalah tersendiri. Gigi tanpa pulpa

memerlukan perawatan yang berbeda dari gigi vital karena kelembaban

internalnya berkurang dan pengurangan dentin selama perawatan saluran akar

akan mempengaruhi struktur gigi yang masih ada.1

Ilmu restorasi kedokteran gigi saat ini terus berkembang sesuai dengan

perkembangan ilmu material dan teknologi. Pasak dan inti pada perawatan

endodonti digunakan pada gigi yang bagian dari mahkotanya hilang, tetapi tidak

lebih dari satu setengah bagian dari mahkota tersebut yang hilang. 2

Penggunaan pasak telah banyak dikembangkan dan bahan yang umumnya

digunakan sebagai pasak gigi baik pabrikan maupun individual diantaranya

adalah pasak logam, pasak fiber, dan pasak berbasis resin. Bahan tersebut

merupakan material yang cukup baik, hanya saja harganya cukup mahal.3

Selain jenis – jenis tersebut, terdapat jenis pasak lain yaitu pasak keramik.

Menurut beberapa hasil penelitian, pasak keramik seperti zirkonia, alumina dan

silika memiliki kekuatan tinggi dan estetik yang cukup memuaskan. Prosedur

stabilisasi dengan elemen material lain pun akan menghasilkan mekanisme

transformation toughening yang dapat menghambat terjadinya crack

propagation atau penjalaran retakan.3

1

Masyarakat Indonesia masih belum familiar dengan perawatan gigi

menggunakan pasak karena harganya cukup mahal serta untuk mendapatkannya

Indonesia harus mengimport pasak dari luar negeri, padahal Indonesia sendiri

memiliki kekayaan alam yang berlimpah dan dapat dimanfaatkan untuk

pembuatan pasak gigi, salah satunya adalah kaolin. Kaolin adalah massa batu-

batuan tanah lempung kualitas tinggi yang mengandung besi dalam kadar yang

rendah sekali dan biasanya berwarna putih atau mendekati putih. Kaolin

merupakan bahan pengisi berwarna putih yang paling banyak dimanfaatkan

karena memiliki beberapa kelebihan, yaitu sifat mekanik yang cukup baik, ramah

lingkungan, dan biokompatibilitas pada tubuh manusia. Keunggulan lainnya

karena harga kaolin yang murah.4 Kaolin berpotensi menjadi alternatif bahan

dasar untuk pembuatan pasak gigi karena sifat – sifatnya dan rasionalitas

pemanfaatannya.

Berdasarkan uraian latar belakang di atas, penulis tertarik untuk mengkaji

mengenai pemanfaatan kaolin sebagai dental material pembuatan pasak gigi.

Rumusan Masalah

Rumusan masalah literature review ini adalah “Bagaimana pemanfaatan kaolin

sebagai dental material pembuatan pasak gigi?”

Tujuan

Literature review ini bertujuan untuk menjelaskan inovasi pemanfaatan kaolin

sebagai dental material pembuatan pasak gigi

Manfaat

Manfaat literature review ini adalah sebagai sumber informasi tentang material

pasak gigi yang terbuat dari bahan yang tersedia di alam terutama mengenai

sintesis material pasak gigi menggunakan kaolin.

TINJAUAN PUSTAKA

Pasak Gigi

Pasak adalah bagian dari restorasi yang dimasukkan ke dalam saluran akar yang

berfungsi memperkuat struktur akar gigi setelah dilakukan preparasi. Pasak

2

berfungsi untuk medistribusikan tekanan melalui jaringan gigi yang tersisa juga

untuk perlindungan sisa gigi terhadap pembebanan. Pasak yang ideal perlu

memperhatikan bentuk retensi dan resistensi. Retensi pasak merujuk pada

kemampuan pasak untuk menahan gaya vertikal, sedangkan resistensi merujuk

pada kemampuan pasak dan gigi untuk menahan gaya lateral dan rotasi.5

Anatomi gigi dengan pasak dapat dilihat pada Gambar 1.

Bahan pasak dapat dibuat secara pabrikan maupun individual (custom). Pada

bahan dengan buatan pabrik diperlukan seleksi sebelumnya untuk menyesuaikan

bentuk saluran akar, sedangkan pasak individual dapat dibuat sesuai dengan pola

yang telah dicetak pada saluran akar pasien. Bahan yang umumnya digunakan

sebagai pasak gigi baik pabrikan maupun individual diantaranya yaitu pasak

logam, pasak fiber, pasak keramik, dan pasak berbasis resin.3 Jenis-jenis pasak

gigi dapat dilihat pada gambar 2.

Kaolin

Kaolin merupakan sejenis clay yang sangat terkenal dalam industri keramik.

Kaolin sering disebut juga China clay yang merupakan mineral non logam jenis

tanah liat. Nama kaolin diturunkan dari Gaoling atau Kao-Ling (dataran tinggi) di

Jingdezhen, provinsi Jiangxi, China. Kaolin adalah massa batu-batuan tanah

lempung kualitas tinggi yang mengandung besi dalam kadar yang rendah sekali

dan biasanya berwarna putih atau mendekati putih. Kaolin merupakan pengisi

putih yang paling banyak digunakan karena memiliki beberapa kelebihan,

terutama karena harganya yang murah. Kaolin disediakan dengan empat cara

yang berbeda, yaitu pengapungan udara (air-floated), pembasuhan air (water-

washed), kalsinasi (calcined), dan modifikasi kimia.4

Mineral utama pembentuk kaolin adalah kaolinit dengan rumus kimia

Al2Si2O5(OH)4 dengan rata-rata komposisi berdasarkan persen berat yaitu 39,8%

alumina, 46,3% silika dan 13,9% air. Kaolin digunakan dalam keramik,

kedokteran, pelapisan kertas, sebagai aditif makanan, pada pasta gigi, sebagai

bahan menghamburkan cahaya dalam bola lampu bercahaya putih, dan dalam

kosmetik. Secara umum kaolin merupakan komponen utama pada porselen.

3

Secara komersial, kaolin disediakan dan diangkut dalam bentuk bubuk kering,

semi-dry noodle, atau sebagai liquid.4 Bubuk kaolin dapat dilihat pada Gambar 3.

Teknik Ceramic Foaming

Material keramik (MMCs) secara umum merupakan material porus, yang sangat

berpengaruh terhadap sifat mekaniknya. Ceramic foam merupakan salah satu

contoh porous material, dimana material ini mengandung volume porositas yang

cukup tinggi. Proses pembuatan ceramic foaming secara umum terdiri dari dua

macam, yaitu teknik replikasi dan teknik direct foaming. Teknik direct foaming,

pori-pori material diperoleh dengan cara memasukkan udara pada sebuah media

suspensi, yang kemudian diatur untuk menjaga struktur gelembung udara yang

telah dibuat.6,7

Teknik direct foaming merupakan cara yang mudah, murah, dan fabrikasi

struktur keramik berpori terbuka atau tertutup dengan porositas berkisar 40%

hingga 97% dan ukuran sel antara 30 µm – 1 mm. Teknik direct foaming

membuka luas struktur sel dan sifatnya, dan menghasilkan pori yang lebih kecil.

Pada umumnya, jika pori suatu bahan keramik semakin kecil maka kekuatannya

juga akan meningkat.8

Impregnasi Polymethyl Methacrilate (PMMA)

Impregnasi adalah metode untuk menutup material yang berpori tanpa

mengubah atau mempengaruhi karakteristik fungsi ataupun dimensi dari

material tersebut. Impregnasi sudah banyak digunakan di bidang komersial dan

berlanjut sebagai metode yang lebih cocok untuk aplikasi komponen failsafe

untuk memastikan kedap tekanan. Pada bidang kedokteran gigi, proses

impregnasi telah diperkenalkan dengan gelas fiber untuk bahan pasak yang

diimpregnasi dengan semi-interpenetrating polymer network (semi-IPN) yang

merupakan suatu jaringan dengan polimer linear. Bundel fiber tersebut

diharapkan menempel pada lapisan luar pasak melalui aktifitas kimia selama 5

menit. Hal ini dimaksudkan untuk meningkatkan sifat adhesif pasak terhadap

struktur gigi.9

4

Proses impregnasi ini dapat dilakukan pada pori berukuran sekitar 10 –100 Ӑ.

Salah satu bahan yang sering digunakan adalah resin yang berbasis metakrilat,

seperti polymethyl methacrylate (PMMA). Resin berbasis metakrilat dipilih

karena selain sangat stabil secara kimiawi, tidak berubah warna bila diberi

penyinaran dengan sinar ultraviolet, juga cukup memiliki sifat biokompatibel,

dan mulai melunak pada suhu 125˚C, sehingga merupakan polimer yang paling

banyak digunakan di kedokteran gigi. PMMA merupakan gabungan dari

monomer methyl methacrylate yang bersifat sebagai pelarut yang baik. 10

PEMBAHASAN

Beberapa tahun terakhir, sintesis material dari bahan alam banyak menarik

perhatian. Hal ini didorong oleh faktor ekonomi, sebagai sumber daya alam yang

dapat diperbaharui dan sebagai bahan yang relatif murah serta bahan yang

ramah lingkungan.11 Salah satu bahan alam yang dapat digunakan dalam

pembuatan metakaolin sebagai bahan dasar pasak gigi adalah kaolin. Metakaolin

dari pembakaran kaolin saat ini telah dikembangkan menjadi pasak gigi, yang

dikenal dengan pasak keramik.

Pasak keramik dari kaolin memiliki banyak keunggulan. Kaolin merupakan bahan

pengisi berwarna putih yang paling banyak digunakan karena memiliki mekanik

yang cukup baik. Nilai kekerasan kaolin yang masih dalam bentuk mineral murni

adalah 2 - 2,5 dalam skala mohs.4 Dilihat dari segi ekonomis, harga pasak di

Indonesia juga cukup mahal karena harus mengimport pasak dari luar negeri.

Pemanfaatan kaolin ini diharapkan dapat diperoleh dengan harga yang lebih

murah dan mudah didapat karena banyak terdapat di Indonesia.

Syarat mendapatkan pasak yang baik juga dilihat dari sifat mekanik yang

dibentuk. Pasak yang ideal harus memiliki mechanical properties yang baik

seperti modulus elastisitas, kekuatan kompresi, dan kekerasan yang menyerupai

dentin. Pasak dengan kekuatan yang menyerupai dentin lebih menguntungkan

karena pasak akan ditempatkan di area dentin tersebut. Pasak harus cukup keras

dan modulus elastisitasnya harus menyerupai dentin sehingga dapat mencegah

5

terjadinya fraktur pada akar. Pasak harus cukup kaku karena jika terlalu lentur

maka dapat menyebabkan fraktur pada pasak.12

Pasak gigi dapat dibuat berbahan dasar kaolin dengan melakukan pembakaran

kaolin (kalsinasi) untuk mendapatkan metakaolin yang selanjutnya dibuat

menjadi material berporus dengan metode ceramic foaming sehingga dihasilkan

template metakaolin yang memiliki pori yang merata dan tubulen. Proses sintesis

pasak gigi berbahan kaolin menggunakan metode ceramic foaming dengan

komponen-komponen CaO sebagai blowing agent, Aluminium sebagai bubling

dan foaming agent, metakaolin sebagai main powder dan binder serta larutan

NaOH 14 molar, Na2SiO3 (water glass) dan aqua DM sebagai alkali aktivator.

Komponen-komponen tersebut direaksikan secara simultan sesuai persamaan

reaksi sebagai berikut:

Al2O3.2SiO2 (metakaolin) + CaO + Al + Na2SiO3 + NaOH + H2O

kompleks Al-Si-Ca-Na (Template metakaolin).

Template metakaolin tersebut kemudian diimpregnasi dengan Polymethyl

Methacrilate (PMMA) pori – pori dapat tertutupi. Impregnasi merupakan suatu

metode yang berfungsi untuk menutup material berporus tanpa

mempengaruhi karakteristik fungsi ataupun dimensi material tersebut.13

Berdasarkan penelitian yang dilakukan Khoerunnisa (2012), uji mechanical

properties dari pasak gigi berbahan dasar kaolin yang dilakukan adalah modulus

elastisitas dan kekerasan.14 Hasilnya diharapkan dapat menyerupai dentin, yaitu

modulus elastisitas adalah 12 Gpa, sedangkan modulus elastisitas pasak gigi

komersil berkisar 8 - 30 Gpa.15 Berdasarkan hasil penelitian uji modulus elastisitas

pada pasak dari kaolin mencapai 0,3 - 1 GPa.14 Walaupun modulus elastisitas

pada pasak dari kaolin lebih rendah dengan modulus elastisitas dentin, namun

tetap dapat digunakan dengan mengatur persentase komposisi dari masing-

masing komponen agar dihasilkan suatu desain pori yang optimal agar PMMA

dapat masuk ke dalam pori sehingga dapat meningkatkan modulus elastisitas.

Hasil pengujian kekerasan yang dilakukan khoerunnisa (2012) menunjukkan

bahwa nilai kekerasan sampel A yaitu pasak kaolin-PMMA dengan aluminium 2%

6

dan sampel B yaitu pasak kaolin-PMMA dengan aluminium 2%. Sampel A

memiliki nilai kekerasan rata-rata 62,05 VHN, sedangkan sampel B memiliki nilai

kekerasan rata-rata sebesar 40,64 VHN. Sampel A memiliki nilai kekerasan lebih

tinggi daripada sampel B karena pada persentase aluminium yang digunakan

adalah sebanyak 2% yang berpengaruh pada reaksi sintesis sehingga dihasilkan

pori-pori yang lebih kecil pada sampel A.14 Pori-pori yang kecil inilah yang

menyebabkan PMMA tidak dapat masuk ke dalam pori-pori dengan sempurna,

sehingga didapatkan nilai kekerasan yang tinggi karena ikatan antar keramik

lebih kompak. Nilai tersebut melebihi nilai kekerasan dari dentin gigi yang telah

dilakukan perawatan saluran akar yaitu 8,57 VHN, sehingga apabila diaplikasikan

dapat menyebabkan fraktur pada akar gigi.16 Serupa dengan modulus elastisitas,

nilai kekerasan pasak ini juga masih bisa ditingkatkan dengan mencari

konsentrasi komponen yang tepat terutama pada kaolin-PMMA dan komponen

lainnya untuk menghasilkan kekuatan yang ideal.

Berdasarkan karakteristik mikrostrukturnya dapat dibuktikan bahwa pasak dapat

dibentuk dari bahan metakaolin menggunakan metode ceramic foaming yang

diimpregnasi oleh PMMA sebagai bahan impregnan pengisi pori. Hal ini dapat

dilihat pada gambar 3.

Morfologi kaolin-PMMA-4% alumunium pada gambar 4(a) memperlihatkan pori-

pori di permukaan kaolin. Pori-pori tersebut akan terbentuk di dalam material

setelah sampel kaolin melalui proses pengadukan selama kurang lebih 1 menit.

Pada kondisi ini, aluminium akan bereaksi di dalam material dan diprediksi akan

membentuk pori di dalam material sehingga dapat diimpregnasi oleh PMMA dan

pori – pori akan tertutup seperti pada gambar 4(b). Pori-pori yang terbentuk

pada morfologi gambar 3 tidak terdistribusi secara sempurna, tidak homogen,

dan tidak memiliki interkoneksi antar pori serta memiliki ukuran pori yaitu 10–50

µm. Ukuran pori tersebut termasuk dalam klasifikasi makroporus (> 50 nm)

berdasarkan standar IUPAC. Hal tersebut sesuai ukuran pori yang biasa dihasilkan

dengan teknik direct foaming, yaitu pori berukuran makro sekitar 10µm –1,2

mm.17 Ketidaksempurnaan ukuran dan distribusi pori-pori dapat terjadi karena

7

pada waktu pencampuran semua komponen terlalu singkat sehingga campuran

menjadi tidak homogen. Dibutuhkan waktu yang lebih lama dari 2 jam untuk

bahan impregnan agar dapat masuk sempurna melapisi dan menutupi pori

sehingga didapatkan suatu material dengan sifat mekanik yang diinginkan.

Selain itu, untuk mendapatkan pori-pori yang lebih kecil juga bergantung kepada

pada konsentrasi komponen penyusunnya. Hal ini dibuktikan pada perbandingan

ukuran pori pada gambar 5(b) yaitu pasak kaolin – PMMA dengan alumunium 4%

dan gambar 5(a) yaitu pasak kaolin-PMMA dengan alumunium 2%. Ukuran rata-

rata pori pada gambar 5(b) dengan alumunium 4% adalah 25-50 µm, ketika

dibuat variasi konsentrasi dari alumunium 4% menjadi 2% ukuran pori menjadi

lebih kecil yaitu 10-20 µm seperti yang terlihat pada gambar 5(a). Ukuran pori

yang lebih kecil akan meningkatkan sifat mekanik dari pasak.16 Berdasarkan hal

tersebut, variasi konsentrasi komponen yang tepat dapat mempengaruhi sifat

mekanik pada pasak yang dihasilkan.

KESIMPULAN

Berdasarkan uraian di atas, maka dapat disimpulkan bahwa kaolin dapat

dimanfaatkan sebagai inovasi dental material pembuatan pasak gigi.

SARAN

Saran berdasarkan literature review ini adalah perlu dilakukan penelitian lebih

lanjut dan lebih banyak mengenai pemanfaatan kaolin sebagai dental material

pembuatan pasak gigi agar didapat pasak gigi yang yang nantinya bisa

diaplikasikan pada rongga mulut.

DAFTAR PUSTAKA

(1) Pasril, Y., Hadriyanto, R.W., 2008, Penggunaan Pasak Fiber Peerless Sebagai

Faktor Retensi dan Resistensi Pada Gigi Pasca Perawatan Saluran Akar, Majalah

Kedokteran Gigi, 15 (1): 41-44.

8

(2) Christensen, J. G., 2004, Post Concept Are Changing, Journal American Dental

Association, 135(9): 1308-1310.

(3) Rosenstiel, S.F., Land, M.F., Fujitomo, J., 2001, Contemporary Fixed

Prosthodontics: Restoration Of The Endodontically Treated Tooth. 3rd Ed., USA,

Mosby Inc.

(4) Hanafi, R., 2011, Studi Efek Penambahan Red Mud Sebanyak 5% dan 25% Berat

pada Karakteristik Geopolimer Berbasis Metakaolin, Bandung, Institut Teknologi

Bandung.

(5) Schwartz, R.S., Robbins, J.W., 2004, Post Placement and Restoration of

Endodontically Treated Teeth: a Literature Review, Journal of Endodontics, 30

(5): 289-301.

(6) Pradhan, M., Bhargava, P., 2008, Tailoring Porosity and Pore Characteristics in

Oxode Ceramic Foams Though Controlled Processing, Trans Ind Ceram Soc, 67

(3): 101-17.

(7) Sunendar, B., Handoko, T., Subari, 2008, Pembuatan Ceramic Foam dari Limbah

Gipsum dan Abu Sekam untuk Aplikasi Isolasi Panas dan Peredam Suara, Jurnal

Keramik dan Gelas Indonesia, 17 (1): 1-11.

(8) Urs, T.G., Andre, R.S., Elena, T., Ludwig, J.G., 2006, Macroporous Ceramics From

Particle-stabilized Wet Foams, Zurich, ETH Zurich.

(9) Al Tayyan, M.H., Watts, D.C., Kurer, H.G., Qualtrough, A.J.E., 2008, Is a “Flexible”

Glass Fiber Bundle Dowel System as Retentive as a Rigid Quartz Fiber Dowel

System?, Journal of Prosthodontics, 17 (7): 532-537.

(10) IMPCO, 2010, Impregnation Resin, Equipment, and Service; Porosity Classification

System Helps Determine Solutions to Casting Leaks, Available from :

http://www.impco-inc.com/page185&271.html diakses pada 5 Desember 2013.

(11) Vyshnyakova, K., Yushin, G., Pereselentseva, L., Gogotsi, Y., 2006, Formation of

Porous SiC Ceramics by Pyrolysis of Wood Impregnated with Silica, International

Journal APPL Ceram Technol, 3 (6): 485-490

(12) Cheung, W., 2005, A Review of the Management of Endodontically Treated

Teeth: Post, Core and the Final Restoration, JADA, 136: 611-19.

9

(13) Takarini, V., 2011, Sintesis dan Impregnasi Resin Akrilik pada Partikel Nano Mg-

PSZ dengan Metode Sol-gel Menggunakan Putih Telur Untuk Pembuatan Bahan

Pasak Gigi, Thesis, Bandung, Universitas Padjadjaran. (Tidak Dipublikasikan).

(14) Khoerunnisa, R.A., 2012, Sintesis Kaolin-Polymethyl Methacrylicate(PMMA)

Dengan Metode Ceramic Foaming Untuk Material Pasak Gigi, Skripsi,

Purwokerto, Universitas Jenderal Soedirman.

(15) Lassila, L.V.J., Tanner, J., Lebeli, A.M., Narva, K., Vallitu, K.P., 2002, Flexural

Properties of Fiber Reinforced Root Canal Post, Turku, University of Turku.

(16) Cheron, R.A., Marshall, S.J., Goodis, H.E., Peters, O.A., 2011, Nanomechanical properties of endodontically treated teeth, JOE, 37 (11): 1562-1565

10

Post-core

Post-Luting cementDentin-Luting cement

LAMPIRAN

Lampiran Gambar

Gambar 1. Anatomi gigi dengan pasak.12

Gambar 2. Foto fisik powder kaolin (kiri) dan metakaolin (kanan).4

Gambar 3. Jenis-jenis bahan pasak gigi. (a) Pasak metal; (b) Pasak keramik; (c) Pasak fiber karbon; (d) Pasak fiber quartz; dan (e) pasak fiber glass.3

11

a b

ed

ccc

C

Gambar 4. Gambaran SEM morfologi kaolin-PMMA-4%alumunium dengan perbesaran (a) 500x; (b) 1000x.14

Gambar 5. (a) Gambaran SEM morfologi kaolin-PMMA-alumunium 2%dengan perbesaran 1000x; (b) Gambaran SEM morfologi kaolin-PMMA-

alumunium 4% alumuniumdengan perbesaran 1000x.14

12

pori-pori yang belum tertutup PMMA

(a) (b)

pori-pori

PMMA

(a) (b)

pori-pori