Sejarah Umum Biomaterial Definisi biomaterial secara umum adalah suatu material tak-hidup yang digunakan sebagai perangkat medis dan mampu berinteraksi dengan sistem biologis (Williams, 1987). Adanya interaksi ini mengharuskan setiap biomaterial memiliki sifat biokompatibilitas, yaitu kemampuan suatu material untuk bekerja selaras dengan tubuh tanpa menimbulkan efek lain yang berbahaya. Ide untuk menggantikan organ manusia yang rusak dengan material tak-hidup telah ada sejak lebih dari dua ribu tahun yang lalu dimulai oleh Bangsa Romawi, China dan Aztec yang memiliki peradaban kuno tercatat menggunakan emas untuk perawatan gigi. Pada masa itu perkembangan biomaterial diuji coba secara trial and error terhadap tubuh manusia ataupun binatang namun tingkat kesuksesannya tidak maksimal (Ratner dkk., 1996).Pengertian BiomaterialBiomaterial adalah semua material sintetik dan alami yang digunakan untuk menggantikan atau memperbaiki fungsi jaringan tubuh berkelanjutan atau sekedar bersentuhan dengan cairan tubuh kadangkala terbatas, karena tidak meliputi seperti instrumen bedah atau dental. Walaupun instrumen ini digunakan pada cairan tubuh, instrumen ini tidak akan menggantikan atau memperbanyak fungsi dari jaringan tubuh manusia. Bidang biomaterial mengarah pada ilmu material dan bidang ilmu biologi serta kimia. Material buatan manusia meningkat sesuai dengan penggunaan aplikasinya seperti pada drug-delivery dan terapi gen (gene therapy), perancah untuk rekayasa jaringan (tissue engineering), penggantian bagian tubuh (body replacement), serta alat biomedis dan bedah. Peningkatan ini sejalan dengan meningkatnya kebutuhan manusia akan tingkat kehidupan yang lebih baik (Roberson, dkk, 2006).Biomaterial adalah ilmu yang mempelajari tentang struktur, komposisi, sifat dan manipulasi material kedokteran gigi yang berkontak dengan jaringan keras / lunak tubuh manusia. Berinteraksi dengan sistem biologis untuk mengembalikan fungsi dan estetik di dalam suatu sistem stomagenik di dalamnya juga diuraikan mengenai perkembangan material, cara memilih dan mengevaluasi serta pemakaian material di bidang kedokteran gigi (Basker, 2003).

2.2 Fungsi Biomaterial1. Sebagai pengganti bagian yang rusak,2. Berperan dalam proses penyembuhan,3. Memperbaiki fungsi tubuh,4. Membantu diagnosa dan perawatan,5. Memperbaiki kualitas hidup sehingga menciptakan taraf kesehatan yang lebih baik,6. Menyelamatkan jiwa banyak orang (Yuliati, 2005).Biomaterial SintetikKebanyakan biomaterial sintetik yang digunakan untuk implantasi adalah material umum yang sudah lazim digunakan oleh para insinyur dan ahli material. Pada umumnya, material ini dapat dibagi menjadi beberapa kategori, yaitu logam, keramik, polimer dan komposit (Cahyanto, 2009).

a) LogamSebagai bagian dari material, logam merupakan material yang sangat banyak digunakan untuk implantasi load-bearing. Misalnya, beberapa dari kebanyakan pembedahan ortopedi pada umumnya melibatkan implantasi dari material logam. Mulai dari hal sederhana seperti kawat dan sekrup untuk pelat yang bebas dari patah sampai pada total joint prostheses (tulang sendi buatan) untuk pangkal paha, lutut, bahu, pergelangan kaki dan banyak lagi. Dalam ortopedi, implantasi bahan logam digunakan pada pembedahan maxillofacial, cardiovascular, dan sebagai material dental. Walaupun banyak logam dan paduannya digunakan untuk aplikasi peralatan medis, tetapi yang paling sering digunakan adalah baja tahan karat, titanium murni dan titanium paduan, serta paduan cobalt-base (Cahyanto, 2009).

Gambar 1. Logam

b) PolimerBerbagai jenis polimer banyak digunakan untuk obat-obatan sebagai biomaterial. Aplikasinya mulai dari wajah, muka buatan sampai pada pipa tenggorokan, dari ginjal dan bagian hati sampai pada komponen-komponen dari jantung, serta material untuk gigi buatan sampai pada material untuk pangkal paha dan tulang sendi lutut.Material polimer untuk biomaterial ini juga digunakan untuk bahan perekat medis dan penutup, serta pelapis yang digunakan untuk berbagai tujuan (Cahyanto, 2009).

c) KeramikKeramik juga telah banyak digunakan sebagai material pengganti dalam ilmu kedokteran gigi. Hal ini meliputi material untuk mahkota gigi, tambalan dan gigi tiruan. Tetapi, kegunaannya dalam bidang lain dari pengobatan medis tidak terlihat begitu banyak bila dibandingkan dengan logam dan polimer. Hal ini dikarenakan ketangguhan retak yang buruk dari keramik yang akan sangat membatasi penggunaannya untuk aplikasi pembebanan. Material keramik sedikit digunakan untuk pengganti tulang sendi (joint replacement), perbaikan tulang (bone repair) dan penambahan tulang (augmentation) (Cahyanto, 2009). Gambar 2. Keramik

d) KompositBiomaterial komposit yang sangat cocok dan baik digunakan di bidang kedokteran gigi adalah sebagai material pengganti atau tambalan gigi. Walaupun masih terdapat material komposit lain seperti komposit karbon-karbon dan komposit polimer berpenguat karbon yang dapat digunakan pada perbaikan tulang dan penggantian tulang sendi karena memiliki nilai modulus elastis yang rendah, tetapi material ini tidak menampakkan adanya kombinasi dari sifat mekanik dan biologis yang sesuai untuk aplikasinya. Tetapi juga, material komposit sangat banyak digunakan untuk prosthetic limbs (tungkai buatan), dimana terdapat kombinasi dari densitas/berat yang rendah dan kekuatan yang tinggi sehingga membuat material ini cocok untuk aplikasinya (Cahyanto, 2009).

Tabel 1. Material Sintetik dan AplikasinyaMATERIALAPLIKASI

1) LOGAM DAN PADUANNYAa. 316L stainless steel

b. CP-Ti, Ti-Al-V, Ti-Al-Nb, Ti-13Nb-3Zr, Ti-Mo-Zr-Fe

c. Co-Cr-Mo, Cr-Ni-Cr-Mo

2) POLIMERa. Polietilenb. Polipropilen, Poliamidac. PET

d. PVCe. PMMA

3) KERAMIK DAN GELASa. Alumina, Zirconia b. Calcium phosphates

c. Bioactive glasses

4) KOMPOSITa. BIS-GMA-quartz/silica fillerb. PMMA-glass fillers a. Fiksasi retak (fracture fixation), stents, instrumen bedah.b. Pengganti tulang dan sendi, fiksasi retak, implantasi dental, pacemaker encapsulation.c. Pengganti tulang dan sendi, implantasi dental, perbaikan protesa dental, pompa jantung Ni-Ti Pelat tulang, stents, kawat orthodonti.

a. Pengganti tulang sendib. Benang jahitc. Benang jahit, pembuluh darah buatand. Tubinge. Pengganti tulang sendi (bone cements)

a. Pengganti tulang sendib. Perbaikan dan penambah tulang, pelapisan permukaan pada logamc. Pengganti tulang

a. Restorasi dental compositeb. Dental cements

2.3.2 Biomaterial AlamBeberapa material yang diperoleh dari binatang atau tumbuhan ada pula yang penggunannya sebagai biomaterial yang layak digunakan secara luas. Keuntungan pada penggunaan material alam untuk implantasi adalah material ini hampir sama dengan material yang ada dalam tubuh. Menyikapi hal ini, maka terdapat bidang lain yang cukup barkembang dan baik untuk dipahami yaitu bidang biomimetics. Material alam biasanya tidak memberikan adanya bahanya racun yang sering dijumpai pada material sintetik. Dan juga, material ini dapat membawa protein spesifik yang terikat didalamnya dan sinyal biokimia lainnya yang mungkin dapat membantu penyembuhan, pemulihan dan integrasi dari jaringan (William, 1987). Selain itu, material alam dapat juga digunakan untuk mengatasi masalah immunogenicity. Masalah lain yang berkaitan dengan material ini adalah kecenderungannya untuk berubah sifat atau terdekomposisi pada temperatur dibawah titik lelehnya (William, 1987).Contoh material alam adalah :-Kolagen -Chitin-Keratin-Selulosa (William, 1987).Salah satu contoh dari material alam adalah kolagen, yang hanya terdapat dalam bentuk serat, mempunyai struktur triple-helix, dan merupakan protein yang sangat banyak terdapat pada binatang di seluruh dunia. Sebagai contoh, hampir 50 % protein pada kulit sapi adalah kolagen. Hal tersebut membentuk komponen yang signifikan dari jaringan penghubung seperti tulang, tendon, ligament dan kulit. Terdapat kurang lebih sepuluh jenis berbeda dari kolagen dalam tubuh, yaitu : Tipe I ditemukan terutama pada kulit, tulang dan tendon Tipe II ditemukan pada tulang rawan arteri pada tulang dan sendi Tipe III merupakan unsur utama dari pembuluh darah (Anusavice, 2003).Kolagen sudah banyak dipelajari untuk digunakan sebagai biomaterial. Material implantasi ini biasanya dalam bentuk sponge yang tidak memiliki kekuatan mekanik atau kekuatan signifikan. Material ini sangat menjanjikan sebagai perancah untuk pertumbuhan jaringan baru, dan tersedia juga sebagai produk untuk menyembuhkan luka. Injectable collagen merupakan kolagen yang disuntikan ke dalam tubuh dan sangat banyak digunakan untuk proses augmentasi atau pembangun dari jaringan dermal untuk bahan kosmetik. Material alam lain yang ditinjau masih dalam pertimbangan, termasuk karang, kitin, (dari serangga dan binatang berkulit keras seperti udang, kepiting dll), keratin dari rambut dan selulosa dari tumbuhan ( Anusavice, 2004).Klasifikasi Biomaterial Kedokteran GigiSecara garis besar material kedokteran gigi dapat diklasifikasikan sesuai dengan penggunaanya, yaitu :

2.4.1 Material untuk Prosedur Klinik Material kedokteran gigi klinik adalah material yang digunakan langsung dalam rongga mulut. Material ini bisa digunakan untuk membuat cetakan jaringan mulut dalam rongga mulut, disebut bahan cetak, ataupun bisa digunakan untuk mengganti kehilangan struktur gigi, disebut material tuang atau pengisi. Material klinik antara lain (Hussain, 2004):

a) Bahan Cetak (impression material)Material cetak atau impression material merupakan material yang digunakan untuk mengambil cetakan dari rahang/jaringan mulut beserta gigi-giginya. Alginat adalah polimer linier organik polisakarida yang terdiri dari monomer -L asam guluronat (G) dan -D asam manuronat (M), atau dapat berupa kombinasi dari kedua monomer tersebut. Alginat dapat diperoleh dari ganggang coklat yang berasal dari genus Ascophyllum, Ecklonia, Durvillaea, Laminaria, Lessonia, Macrocystis, Sargassum, dan Turbinaria (Husain, 2004).

b) Bahan Tumpatan (filling material)Ada beberapa macam tumpatan gigi yaitu :1. Amalgam Bahan tumpat ini sudah lama dikenal dan terdiri dari campuran amalgam alloy dan merkuri, mempunyai warna seperti logam.2. Composite dan Glass ionomerBahan tumpat ini mempunyai beberapa macam warna yang serupa dengan warna gigi. Baik sekali untuk kosmetika terutama untuk gigi bagian depan.3. Inlay yang terbuat dari logam atau porselenBahan tumpat ini terbuat dari logam (emas atau bukan emas), porselen. Kedua macam tumpatan ini mempunyai daya tahan kunyah yang baik sekali dan digunakan untuk gigi belakang. Cara pembuatannya lebih rumit, harus dilakukan di luar mulut, kemudian dicekatkan dengan semen pada gigi yang bersangkutan (Husain, 2004).

c) Bahan Semen Dental (dental cement)Salah satu bahan semen dental adalah: semen ionomer kaca yang merupakan salah satu bahan restorasi yang banyak digunakan oleh dokter gigi karena mempunyai beberapa keunggulan, yaitu preparasinya dapat minimal, ikatan dengan jaringan gigi secara khemis, melepas fluor dalam jangka panjang, estetis, biokompatibel, daya larut rendah, translusen, dan bersifat anti bakteri (Husain, 2004).

2.4.2 Material untuk Prosedur LaboratoriumMaterial kedokteran gigi laboratorium adalah material yang tidak digunakan dalam rongga mulut. Material ini secara luas dapat diklasifikasikan sebagai bahan yang digunakan untuk membuat cor, dies, atau cetakan. Material laboratorium adalah (Hussain, 2004):a) Gips Dental (dental gypsum)Bahan cetak gips sudah lama digunakan di bidang kedokteran gigi. Tersedia dalam bentuk bubuk yang harus dicampur dengan air.Sebelum mengeras adonan yang dihasilkan mempunyai daya alir (flow) yang tinggi. Sifat ini memungkinkan bahan cetak dapat mengalir ke tempat-tempat yang sempit sehingga hasil cetakan cukup akurat. Plaster of paris gipsum, digunakan untuk mengisi cetakan serta berperan untuk mengatur waktu pengerasan dan ekspansi pengerasan, uumumnya berwarna putih alami. Stone gips, untuk pembuatan die stones atau pola malam cast restoration, persyaratan utama bagi bahan stone untuk pembuatan die adalah kekuatan, kekerasan, dan ekspansi pengerasan minimal. Invesment material, merupakan gipsum hemihidrat yang secara umum merupakan pengikat untuk bahan pendam yang digunakan pada pengecoran logam (Annusavice, 2004).

b) Bahan Tanam Tuang (investment material)Adalah bahan tanam yang digunakan untuk mengecor logam cair dengan gaya sentrifugal atau tekanan ke dalam kavitas mold yang dibuat dari model malam yang diberi sprue (Husain, 2004).

c) Malam Dental (dental wax)Wax atau malam adalah suatu campuran dari beberapa macam bahan organik dengan berat molekul dan kekuatan rendah serta mempunyai sifat thermoplastik. Pertama kali digunakan di bidang KG sekitar abad 18 untuk pencatatan cetakan rahang tak bergigi.Konstitusi dasar malam yang dipergunakan di kedokteran gigi berasal dari tiga sumber utama, yaitu : 1. Mineral seperti malam paraffin,2. Serangga, seperti malam beeswax,3. Tumbuhan seperti malam ceresin dan carnauba (Hussain, 2004).

d) Resin Dental (resin acrilyc)Resin akrilik adalah jenis resin termoplastik, di mana merupakan senyawa kompon non metalik yang dibuat secara sintesis dari bahan bahan organik.Resin akrilik dapat dibentuk selama masih dalam keadaan plastis, dan mengeras apabila dipananskan. Pengerasan terjadi oleh karena terjadinya reaksi polimerisasi adisi antara polimer dan monomer.Acrylic berasal dari asam acrolain atau gliserin aldehid. Secara kimia dinamakan polymethyl methacrylate yang terbuat dari minyak bumi, gas bumi atau arang batu. Bahan ini disediakan dalam kedokteran gigi berupa ciaran (monomer) mono methyl methacrylate dan dalam bentuk bubuk (polymer) polymethtyl methacrylate (Hussain, 2004).

e) Porselen Dental (dental porcelain)Porselen dental adalah feldspar hasil vitrivikasi dengan pigmen oksida logam untuk meniru enamel gigi.

f) Logam Dental (dental alloy)Logam alloy adalah campuran dua atau lebih elemen logam. Jenis alloy yang di gunakan dalam kedokteran gigi adalah :1) Dental amalgam Amalgam biasanya digunakan untuk penambalan gigi. Amalgam merupakan campuran perak (Ag) dan timah (Sn), sedikit tembaga (Cu) dan seng (Zn). Sewaktu dicampur dengan merkuri (Hg) memadat dengan cepat menghasilkan suatu benda yang keras dan kuat.2) Alloy emas.3) Stainless steel.4) Alloy Cobalt Chromium dan Alloy Silver palladiu.

g) Bahan Penghalus dan Pemoles (finishing dan polishing material)Polishing merupakan rangkaian prosedur yang berfungsi untuk mengurangi atau menghilangkan goresan-goresan yang terjadi dari proses pekerjaan sebelumnya. Pekerjaan ini dilakukan sedemikian rupa sehingga dapat menghasilkan permukaan restoratif yang mengkilat (Hussain, 2004).Finishing merupakan suatu proses yang menghasilkan bentuk akhir dan kontur dari restorasi. Bahan-bahan abrasi yang di gunakan dalam proses penghalusan dan pemolesan adalah :1) KapurMerupakan salah satu bentuk mineral dari calcite. Kapur adalah abrasif putih yang terdiri atas kalsium karbonat, digunakan sebagai pasta abrasif ringan untuk memoles email gigi, lembaran emas, amalgam, dan bahan plastis.2) PumiceMerupakan bahan silika yang berwarna abu-abu muda. Digunakan terutama dalam bentuk pasir tetapi juga dapat ditemukan pada abrasif karet. Kedua bentuk ini digunakan pada bahan plastik. Pumice digunakan untuk memoles email gigi, lempeng emas, amalgam, resin akrilik.3) PasirCampuran partikel mineral kecil yang terutama terdiri atas silika. diaplikasikan dengan tekanan udara untuk menghilangkan bahan tanam dari logam campur pengecoran. Juga dapat dilapiskan pada disk kertas untuk mengasah logam campur dan bahan plastik. 4) CuttleMerupakan bubuk putih calcareus yang digunakan untuk prosedur abrasi yang halus seperti memoles tepi logam dan restorasi amalgam gigi.

5) Aluminium oxideAdalah abrasif sintetik kedua yang dikembangkan setelah silikon karbid. Aluminium oxide berupa bubuk berwarna putih, dapat lebih keras daripada korundum (alumina alami) karena kemurniannya. Aluminium oxide banyak digunakan untuk merapikan email gigi, logam campur, maupun bahan keramik (Hussain, 2004).Sifat Fisik Biomateriala) Abrasi dan Ketahanan AbrasiKekerasan, sering kali digunakan sebagai suatu petunjuk dari kemampuan suatu bahan menahan abrasi atau pengikisan. Namun abrasi merupakan mekanisme kompleks pada lingkungan mulut yang mencakup interaksi antara sejumlah faktor oleh karena itu peran kekerasan sebagai suatu prediktor ketahahan abrasi adalah terbatas. Kekerasan suatu bahan hanyalah satu dari banyak faktor yang mempengaruhi pengikisan atau abrasi permukaan email gigi yang berkontak dengan bahan. Yang dimaksudkan dengan abrasi disini merupakan mekanisme kompleks pada lingkungan mulut yang mencakup interaksi antara sejumlah faktor, seperti faktor kekerasan. Faktor utama lain termasuk tekanan gigitan, frekuensi pengunyahan, sifat abrasif makanan, komposisi cairan, perubahan temperatur, kekerasan tiap permukaan, sifat fisik bahan, dan ketidakteraturan permukaan gigi seperti adanya alur (groove), ceruk (pit) atau lingir (ridge) anatomis yang kecil. Pengikisan email gigi yang berlebihan oleh mahkota keramik lawanya cenderung terjadi pada pasien dengan tekanan gigit yang kuat dan permukaan keramik yang kasar (Philips,2004). Kekentalan Meskipun suatu cairan tidak dapat menahan tekanan geser (gaya geser per-unit daerah geser), kebanyakan cairan, bila dibuat bergerak, menahan gaya beban yang membuatnya bergerak. Ketahan untuk bergerak ini disebut viskositas atau kekentalan dan dikendalikan oleh gaya friksi internal di dalam cairan. Kekentalan adalah ukuran konsistensi suatu cairan, berserta ketidakmampuannya untuk mengalir. Cairan dengan kekentalan tinggi mengalir lambat karena viskositasnya yang tinngi. Bahan kedokteran gigi mempunyai kekentalan yang berbeda bila digunakan untuk penerapan klinis tertentu. Perbedaan kekentalan ini dikenal oleh asisten dokter gigi, dokter gigi itu sendiri berserta siswa kedokteran gigi yang membandingkan sifat aliran semen ionomer-kaca, yang lebih kental daripada semen seng-fosfat, bila keduanya dicampur dengan tepat sebagai bahan perekat. Kekentalan dari kebanyakan cairan meningkat cepat dengan meningkatnya temperatur. Kekentalan bergantung pada perubahan wujud sebelumnya dari cairan. Suatu caiaran jenis ini yang menjadi kurang kental dan lebih cair di bawah tekanan disebut triksotropik. Pasta gigi, profilaksis gigi, plaster, semen resin, dan beberapa bahan cetak adalah triksotropik . kekentalan suatu bahan kedokteran gigi menentukan ketepatan untuk aplikasi tertentu(Philips, 2004).

b) Relaksasi TekananProses pelepasan tekanan disebut dengan relaksasi. Kecepatan relaksasi meningkat dengan meningkatnya temperature. Ada beberapa bahan kedokteran gigi bukan kristal seperti malam, resin dan gel yang ketika dimanipulasi didinginkan kemudian dapat mengalami relaksasi pada temperatur yang meningkat (Anusavice, 2003).

c) Creep dan AliranCreep adalah geseran plastic yang bergantung waktu dari suatu bahan di bawah muatan statis. Aliran umumnya digunakan dalam kedokteran gigi untuk menggambarkan reologi dari bahan amorf sperti malam. Aliran dari malam adalah ukuran dari kemampuannya untuk berubah bentuk dibawah muatan statis yang kecil dan dihubungkan dengan massanya sendiri (Anusavice, 2003).

Warna dan Persepsi WarnaTujuan lain dari perawatan gigi yang juga penting adalah merestorsi warna dan penampilan gigi asli. Pertimbangan estetika dalam kedokteran gigi restorasi dan prostetik dianggap menduduki prioritas tinggi dalam beberapa dekade ini.Faktor- faktor yang mempengaruhi persepsi warna sejati pada umumnya mencakup tinggi atau rendahnya tingkat cahaya, kelelahan reseptor warna, jenis kelamin, umur, daya ingat, latar belakang budaya.Sifat Termofisika Biomaterial a) Konduktivitas TermalPengkuran termofisika mengenai seberapa baik panas disalurkan melalui suatu bahan dengan aliran konduksi. Bahan yang memiliki konduktivitras termal tinngi disebut konduktor dan bahan dengan konduktivitas slemah disebut isolator. Dibandingkan dengan komposit berbasis resin yang memiliki konduktivitas resin yang lemah bila air dingin berkontak dengan restorasi logam panas disalurkan lebih cepat menjauhi gigi karena kondktivitas termalnya lebih tinggi. Peningkatan konduktivitas dari logam dibandingkan dengan resin menyebabkan sensitivitas pulpa lebih besar (Anusavice, 2003).Sifat Mekanik BiomaterialMenurut Kenneth (2004), sifat-sifat mekanik dari biomaterial dapat dibagi menjadi :a) Kekuatan (Strength), Kemampuan bahan untuk menerima tegangan tanpa menyebabkan bahan menjadi patah. Kekuatan ini tergantung pada jenis pembebannya, yaitu :1) Kekuatan tarik akibat beban tarik2) Kekuatan geser akibat beban geser3) Kekuatan tekan akibat beban tekan4) Kekuatan torsi akibat beban torsi5) Kekuatan lengkung akibat beban bandingb) Kekerasan (hardness), Kemampuan bahan untuk tahan terhadap penggoresan, pengikisan (abrasi), indentasi atau penetrasi. Sifat ini berkaitan dengan sifat tahan aus (wear resistance). Kekerasan juga berkorelasi dengan kekuatan.c) Kekenyalan (elastisitas), Kemampuan bahan untuk menerima tegangan tanpa menyebabkan terjadinya perubahan bentuk yang permanen setelah tegangan dihilangkan.d) Kekakuan (stiffness), Kemampuan bahan untuk menerima tegangan / beban tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk (deformasi/defleksi).e) Plastisitas (plasticity), Kemampuan bahan untuk mengalami sejumlah deformasi plastis tanpa mengakibatkan terjadinya kerusakan.f) Ketangguhan (toughness), Kemampuan bahan untuk menyerap sejumlah energi tanpa mengakibatkan terjadinya kerusakan.g) Kelelahan (fatique), Kecenderungan dari logam untuk patah bila menerima beban yang berulang/dinamik yang besarnya masih jauh dibawah batas kekuatan elastiknya.h) Creep (merangkak), Kecenderuangan suatu logam untuk mengalami deformasi plastik yang besarnya merupakan fungsi waktu.

Perilaku material seperti yang disebutkan diatas dapat terjadi sebagai akibat dari pembebanan statik dan akibat pembebanan dinamik. Pembebanan statik merupakan pembebanan yang tetap atau relatif konstan, sedangkan pembebanan dinamik merupakan pembebanan yang sifatnya bervariasi atau merupakan beban impak/kejut (Anusavice, 2004).

b) Difusi TermalPenegendalian besarnya waktu perubahan temperature begitu panas melewati suatu bahan. Besarnya dapat diukur pada saat suatu benda dengan temperature yang tidak sama mencapai keadaan keseimbangan termal, karena keadaan penyaluran panas tidak stabil selama penyerapan makanan dan cairan panas atau dingin difusi termal bahan kedokteran gigi lebih penting dari konduktivitas termal (Anusavice, 2003).

c) Koefisien Ekspansi TermalSifat termal yang juga penting bagi dokter gigi ini adalah perubahan panjang per unit panjang asal dari suatu benda bila temperature dinaikan (Anusavice, 2003).

Sifat Mekanis Bahan Biomaterial Tekanan dan ReganganTekanan adalah gaya per unit daerah yang bekerja pada berjuta-juta atom atau molekul pada bidang tertentu suatu bahan (Anusavice, 2003).Kekuatan suatu bahan didefinisikan sebagai besarnya rata-rata tekanan dimana suatu bahan menunjukan deformasi plastis dalam jumlah tertentu atau terjadi fraktur pada beberapa contoh bahan pengujian dengan bentuk dan ukuran yang sama. Meskipun demikian, kekuatan klinis dari beberapa bahan yang rapuh (seperti kramik, amalgam, komposit, dan semen) mungkin nampak rendah bila ada patahan yang cukup besar atau bila terdapat pemusatan daerah tekanan akibat rancangan yang tidak tepat dari suatu komponen protesa (Anusavice, 2003). Tekanan tarik; disebabkan oleh suatu beban yang cenderung meregangkan atau memperpanjang suatu benda. Tekanan komporesi (ketahanan internal); bila suatu benda ditempatkan dibawah beban yang cenderung menekan atau memendekannya. Tekanan geser; cenderung menahan pergeseran dari satu bagian suatu benda ke yang lain. Tekanan fleksural (tekukan) (Anusavice, 2003). Sifat mekanis berdasarkan perubahan elastikAda beberapa sifat dan parameter mekanik penting yang mengukur sifat deformasi elastik atau reversibel bahan kedokteran gigi. Parameter tersebut adalah: Modulus elastik (Modulus young atau modulus elastisitas). Istilah ini menggambarkan kekerasan atau kekuatan relatif dari suatu bahan yang diukur dengan lereng miring daerah elastik dari diagram tekanan regangan. Modulus elastik suatu bahan adalah konstan dan tidak terpengaruh oleh besarnya tekanan elastik atau plastik yang mengenai suatu bahan.Rumus : Modulus young Dinamis. Modulus elastik dapat diukur dengan metode dinamis serta teknik statik. Berdasarkan kecepatan dan kepadatan suatu bahan modulus elastik dan rasio poisson dapat ditentukan. Metode penentuan modulus elasti dinamis tidak begitu rumit, tetapi nilai tersebut sering kali lebih tinggi.Persamaan : = 0,38E. Fleksibilitas. Fleksibilitas maksimal didefinisikan sebagai regangan yang terjadi ketika bahan ditekan sampai batas kesetimbangannya. Resilien. Sejauh tekanan tidak lebih besar dibandingkan batas kesetimbangannya, energi ini disebut resilien. Resilien dapat didefinisikan sebagai besarnya energi yang diserap oleh suatu struktur bila ditekan sampai batas kesetimbangannya (Anusavice, 2003). Sifat Kekuatan.Kekuatan adalah tekanan yang dapat meyebabkan fraktur atau sejumlah deformasi plastis tertentu. Kekuatan suatu bahan dapat digambarkan dengan satu atau lebih sifat berikut: Batas kesetimbangan, tekanan bila melebihi nilai tersebut tidak lagi seimbang dengan regangan Batas elastik, tekanan maksimal yang dapat ditahan suatu bahan sebelum bahan tersebut mengalami deformasi plastis. Kekuatan luluh atau tahan tekanan, tekanan yang dibutuhkan untuk menghasilkansuatu regangan plastis tertentu. Kekuatan tarik puncak, kekuatan geser, kekuatan kompresi dan kekutan fleksural, masing-masing adalah ukuran tekanan yang diperlukan untuk mematahkan suatu bahan (Anusavice, 2003). Sifat Mekanis Struktur Gigi.Banyak sifat mekanis dari struktur gigi manusia yang telah diukur.Perbedaan variasi antar gigi individual dari pada antar gigi molar dan caninus, misalnya. Sifat email bervariasi tergantung pada lokasi di gigijuga bergantung pada struktur histologist (Anusavice, 2003). Tekanan dan Gaya Pengunyahan.Karena sifat yang dinamis, tekanan gigit selama pengunyahan sulit diukur.Namun hal itu cukup bervariasi dari seorang individu keindividu lainnya. Normalnya, energi dari gigitan diserap oleh bolus makanan bersertagigi,ligamen periodontal dan tulang selama pengunyahan berlangsung (Anusavice, 2003). Sifat Mekanis Lainnya Kekerasan Fraktur kekerasan Kerapuhan Kelenturan dan kemampuan tempa Faktor Konsentrasi TekananMeskipun protesa gigi tiruan dirancang untuk menahan deformasi plastis, fraktur yang terduga kadang-kadang terjadi walau telah digunakan bahan bermutu tinggi.Penyebab dari menurunnya kekuatan ini adalah adanya goresan mikroskopik kecil atau kerusakan mikrostruktur permukaan atau dalam struktur internal. (Anusavice, 2002).

Persyaratan Biomaterial1) Biokompabilitas Bahan-Bahan Kedokteran GigiDi tahun 1960-an kata biokompabilitas tidak biasa digunakan, kata toksik lebih sering digunakan dalam membahas keamanan bahan kedokteran gigi. Istilah biokompatibel didefinisikan dalam Dorlands Illustrated Medical Dictionary sebagai selaras dengan kehidupan dan tidak memiliki efek toksik atau efek merugikan pada fungsi biologis. Secara umum, biokompatibilitas diukur berdasarkan sitotoksisitas setempat (seperti respons pulpa dan mukosa), respon sistemik, kemampuan menimbulkan alergi, dan karsinogen (Anusavice, 2004).Biokompatibilitas Kemampuan suatu material untuk bekerja selaras dengan tubuh tanpa menimbulkan efek lain yang berbahaya. Bahan tersebut tidak boleh mengandung substansi toksik yang larut dalam air, yang dapat di lepaskan dan diserap ke dalam sistem sirkulasi sehingga menyebabkan respons toksik sistemik. Berdasarkan pada kriteria ini, pesyaratan untuk biokampatibilitas bahanbahan kedokteran gigi meliputi : Bahan tersebut tidak bleh membahayakan pulpa dan jaringan lunak. Bahan tersebut tidak boleh mengandung substansi toksik yang larut dalam air, yang dapat di lepaskan dan diserap ke dalam sistem sirkulasi sehingga menyebabkan respons toksik sistemik. Bahan tersebut harus bebas dari bahan berpotensi menimbulkan sensitivitas yang dapat menyebabkan suatu respons alergi. Bahan tersebut harus tidak memiliki potensi karsinogen.Dalam artian luas, suatu biomaterial dapat didefinisikan sebagai substansi apapun, selain obat yang dapat digunakan untuk suatu periode sebagai bagian dari suatu sistem yang merawat, menambah atau menggantikan jaringan, organ atau fungsi apapun dari tubuh. Sewaktu dokter gigi membeli suatu bahan, ia harus tahu apakah bahan itu aman, dan bila aman seberapa aman bahan tersebut dibandingkan dengan bahan lainIlmu biomaterial kedokteran gigi harus didasarkan pada informasi luas akan pertimbangan biologis tertentu yang berhubungan penggunaan bahan-bahan yang dirancang untuk rongga mulut. Kekuatan atau ketahanan terhadap perubahan bentuk tidak penting bila bahan tersebut dapat melukai pulpa atau jaringan lunak (Anusavice, 2004).Material yang ideal atau kombinasi material tersebut harus menunjukan sifatsifat seperti berikut : Komposisi kimia yang cocok untuk menghindari reaksi merugikan yang terjadi pada jaringan tubuhKetahanan yang baik terhadap degradasi (contoh : ketahanan korosi untuk logam atau ketahanan dari degradasi biologis pada polimer)Ketahanan yang baik untuk mempertahankan siklus daya tahan pembebanan dengan tulang sendiModulus yang rendah untuk meminimalisassi bone resoptionKetahanan pemakaian yang tinggi untuk meminimalisasi wear-debris generation (Philips, 2004).

Tabel Kelebihan dan Kekurangan Bahan BiomaterialMateriaKelebihanKekuranganContoh

Logam

Kuat, tangguh,ductile

Dapat terkorosi, berat jenis besar, proses pembuatannya sulit

Tulang sendi, akar gigi buatan, pelat dan sekrup tulang

PolimerKenyal, mudah diproduksi

Tidak kuat, mudah terdeformasi, dapat terdegradasi

Benang bedah

KeramikBiokompatibilitas tinggi, tahan dari perubahan suhu suatu lingkungan dan panas dari sekitar, tidak mengalami perubahan bentuk ketika dipanaskan karena memiliki titik lebur yang tinggi, tahan aus, tahan retakRapuh, tidak kenyal, tidak kuat ditekan

Gigi buatan

KompositKuat, dapat disesuaikan bentuknya Proses pembuatannya sulit

Bone cement, dental resin

(Cahyanto, 2009).2.4 Keuntungan dan Kekurangan Biomaterial1. KompositKeuntungan: Resin komposit cukup kuat untuk digunakan pada tambalan gigi posterior dan resin komposit juga tidak berbahaya seperti amalgam yang dapat menyebabkan toksisitas merkuri kepada pasien. Selain itu, warnanya yang sewarna gigi menyebabkan resin komposit digunakan untuk tujuan estetik.Kekurangan: Walaupun warna resin komposit sewarna gigi, tapi bahan ini dapat berubah warna selama pemakaian. Selain itu dapat juga terjadi pengerutan. Pengerutan biasanya akan terjadi dan menyebabkan perubahan warna pada marginal tambahan. Komposit dengan filler berukuran kecil dapat dipergunakan hingga 9 tahun, lebih lekas rusak dibandingkan dengan tambalan amalgam. 2. KeramikKeuntungan: Biokompatibilitas baik Terlihat natural (hasilnya) Daya tahan tinggi terhadap pemakaian dan distorsi Tahan terhadap serangan kimia Mempunyai daya kompresif strength yang lebih tinggi Kekurangan: Rapuh Mengeluarkan suara kliking saat gigi berkontak Tidak dapat dihaluskan dengan cepat setelah digrinding Terlalu lemah untuk pembuatan mahkota penuh tanpa inti Tidak ada pengikat untuk dasar akrilik denture dan memerlukan alat tambahan Koefisien termal ekspansion tidak sebanding Kekuatan tarik rendah 3. LogamKeuntungan: Kuat Tangguh, ductileKekurangan: Dapat terkorosi Berat jenis besar Proses pembuatannya sulit 4. PolimerKeuntungan: Kenyal, mudah diproduksi Kekurangan: Tidak kuat Mudah terdeformasi, dapat terdegradasi (Cahyanto, 2009)

Aplikasi Biomaterial Kedokteran Gigia) Dental Implant Implan dental adalah sebuah alat dengan material biokompatibel yang diletakkan di dalam tulang mandibula atau maksila, yang fungsinya untuk menyediakan dukungan tambahan pada sebuah protesa atau gigi.1. Implant subperiosteal, Implan tipe ini berupa kerangka logam yang diletakkan di bawah periosteum tetapi di atas permukaan tulang alveolar. Implan ini dapat digunakan pada maksila maupun mandibula. Implan subperiosteal mempunyai riwayat percobaan klinis yang paling panjang, tetapi tingkat keberhasilan jangka panjangnya diragukan, tingkat kesuksesannya 54% dalam 15 tahun. Implan subperiosteal jarang diindikasikan kecuali untuk area resorpsi edentulous yang parah. Implan ini juga tidak dianjurkan untuk ditempatkan pada tempat yang antagonisnya merupakan gigi asli (Cahyanto, 2009).

2. Implant transosseous, Implan ini menembus seluruhnya pada mandibula. Implan ini diindikasikan hanya untuk mandibula dengan resorpsi tulang yang parah.3. Implant endosseous, Implan endosseous ini diletakkan langsung pada tulang seperti akar gigi asli dan dapat digunakan untuk berbagai tujuan.Laporan-laporan menyebutkan bahwa tingkat keberhasilannya dapat melebihi 15 tahun apabila teknik bedah dan perawatan pasca bedahnya dilakukan dengan baik.

b) Porcelain veneers, Veneer artinya to cover (anything) with a layer of something else to give anappearance of superior quality menutupi apa saja dengan sebuah pelapis agarmempunyai kualitas penampilan yang lebih baik. Veneer porselen adalah suatu lapisan tipis setebal kira-kira 0.5 0.7 mm yang menutupi permukaan labial gigi anterior dan permukaan bukal beberapa gigi premolar. Veneer porselen ini pertama kali diperkenalkan oleh Pincus di Hollywood sekitar tahun l930, restorasi tersebut diciptakan untuk membantu penampilan aktor dan aktris dalam industri perfilman (Cahyanto, 2009).

c) Crown and bridge / Gigi Tiruan Cekat. Gigi tiruan cekat adalah gigi tiruan yang menggantikan satu atau lebih gigi dan tidak dapat dilepas dan dipasang oleh pasien yang terdiri dari gigi tiruan cekat anterior (mahkota) dan posterior (jembatan) (Cahyanto, 2009).

d) Bahan cetak alginat, bahan ini digunakan untuk mengambil cetakan rahang/jaringan rongga mulut beserta gigi-giginya.

e) Bahan tumpatan.1. Amalgam, terdiri dari campuran amalgam alloy dan merkuri mempunyai warna seperti logam.2. Composite dan glass ionomer, memiliki macam warna yang serupa dengan gigi.3. Inlay, yang terbuat dari logam atau porselen mempunyai daya kunyah yang baik. Cara pembuatannya lebih rumit harus dilakukan di luar mulut, kemudian dicetakan dengan semen pada gigi yang bersangkutan.

f) Gips dental, tersedia dalam bentuk bubuk dan harus dicampur air. Mempunyai daya alir yang tinggi sehingga dapat menempati tempat yang sempit,yang menghasilkan hasil yang akurat.

g) Investment material, Bahan tanam yang digunkan unruk mengecor logam cair.

h) Malam dental (dental wax), Suatu campuran dari beberapa bahan organik dengan berat molekul kekuatan rendah mempunyai sifat thermoplastic.

i) Resin akrilik, Merupakan senyawa kompon yang dibuat secara sintesis dari bahan-bahan organik, dibentuk selama masih keadaan plastis dan mengeras apa bila dipanaskan, berupa cairan (monomer) mono methyl methacrylate dan bubuk (polimer) polymethyl methacrylate.

j) Porselen dental, Feldspar hasil vitrivikasi dengan pigmen oksida logam untuk meniru enamel gigi.

k) Bahan penghalus dan pemoles. Finishing merupakan suatu proses yang menghasilkan bentuk akhir dan kontur dari restorasi. Polishing merupakan rangkaian prosedur yang berfungsi megurangi goresan-goresan yang terjadi dari proses pekerjaan sebelumnya. Dilakukan sedemikian rupa sampai mengkilap (Anusavice, 2003).Etik dan Hukum Pemakaian Bahan Biomaterial Menurut UU RI No.36 tahun 2009.BAB VSUMBER DAYA DI BIDANG KESEHATAN

Bagian KesatuTenaga KesehatanPasal 27(1) Tenaga kesehatan dalam melaksanakan tugasnya berkewajiban mengembangkan dan meningkatkan pengetahuan dan keterampilan yang dimiliki.

Bagian KeempatTeknologi dan Produk TeknologiPasal 42(1) Teknologi dan produk teknologi kesehatan diadakan, diteliti, diedarkan, dikembangkan, dan dimanfaatkan bagi kesehatan masyarakat.(2) Teknologi kesehatan sebagaimana dimaksud pada ayat (1) mencakup segala metode dan alat yang digunakan untuk mencegah terjadinya penyakit, mendeteksi adanya penyakit, meringankan penderitaan akibat penyakit, menyembuhkan, memperkecil komplikasi, dan memulihkan kesehatan setelah sakit.(3) Ketentuan mengenai teknologi dan produk teknologi kesehatan sebagaimana dimaksud pada ayat (1) harus memenuhi standar yang ditetapkan dalam peraturan perundang-undangan.

Bagian Kelima Penyembuhan Penyakit dan Pemulihan KesehatanPasal 64(1) Penyembuhan penyakit dan pemulihan kesehatan dapat dilakukan melaluitransplantasi organ dan/atau jaringan tubuh, implan obat dan/atau alat kesehatan, bedah plastik dan rekonstruksi, serta penggunaan sel punca.

Pasal 68(1) Pemasangan implan obat dan/atau alat kesehatan ke dalam tubuh manusia hanya dapat dilakukan oleh tenaga kesehatan yang mempunyai keahlian dan kewenangan serta dilakukan di fasilitas pelayanan kesehatan tertentu.(2) Ketentuan mengenai syarat dan tata cara penyelenggaraan pemasangan implanobat dan/atau alat kesehatan sebagaimana dimaksud pada ayat (1) ditetapkan dengan Peraturan Pemerintah.

2.9.1 Peraturan dan Standart PemerintahPada tanggal 28 Mei 1976, ditandatangani peraturan sebagai hukum yang mengizinkan US Food and Drug Administration (Badan Obat dan Makanan Amerika Serikat) memiliki wewenang mengatur untuk melindungi masyarakat dari peralatan kedokteran umum (dan gigi) yang berbahaya dan tidak efektif. Peraturan ini merupakan puncak serangkaian usaha untuk memberikan produk yang aman dan efektif, dimulai dengan perjalanan Undang-Undang Obat dan Makanan di tahun 1906, yang tidak memasukkan bagian untuk mengatur keamanan peralatan medis atau tuntutan terhadap alat tersebut (Anusavice, 2003).Peraturan baru ini, dinamakan Amandemen Peralatan Medis 1976, memerlukan klasifikasi dan pengaturan dari semua peralatan medis yang tidak dibakukan tetapi dipakai untuk manusia. Menurut Catatan Federal, istilah alat termasuk semua instrumen alat, perkakas, mesin, alat bantu, implan atau reagen in vitro yang digunakan untuk mendiagnosis, mengobati, meringankan, merawat atau mencegah penyakit pada manusia dan yang tidak mencapai salah satu tujuan utama yang dimaksud melalui aksi kimia di dalam atau pada tubuh manusia atau binatang lain yang tidak bergantung dalam proses metabolisme untuk mencapai salah satu tujuan utama yang dimaksud (Anusavice, 2003).

2.9.2 Badan Pengawas dan PengujiA. Standar InternasionalSelama beberapa tahun sudah banyak minat yang dicurahkan pada perkembangan spesifikasi bahan kedokteran gigi pada tingkat internasional. Dua organisasi, federation dentaire international ( FDI ) dan international for standardization ( ISO ), mencapai tujuan tersebut. Awalnya, FDI mengawali dan mendukung secara aktif suatu program untuk merumuskan spesifikasi untuk bahan dan alat kedokteran gigi. Sebagai hasilnya, beberapa spesifikasi untuk bahan dan alat kedokteran gigi telah terbentuk (Anusavice, 2003).ISO adalah organisasi internasional, non pemerintah yang mempunyai tujuan mengembangkan standar internasional. Badan ini terdiri atas organisasi standar nasional mengembangkan standar internasional. Permintaan FDI agar ISO mempertimbangkan spesifikasi bahan kedokteran gigi dari FDI sebagai standar ISO, menyebapkan dibentuknya komite ISO, yaitu TC106 dentistry.Tanggung jawab komite ini adalah untuk memperbaharui istilah dan metode pengujian dan untuk menentukan spesifikasi dari bahan,instrument dan peralatan kedokteran gigi (Anusavice, 2003).Keuntungan spesifikasi tersebut bagi profesi kedokteran gigi tidaklah ternilai karena penawaran dan permintaan untuk alat,bahan dan instrument kedokteran gigi datang dari seluruh dunia. Pada dokter gigi diberikan kriteria pemilihan yang adil dan terpercaya. Dengan kata lain, bila dokter gigi hanya menggunakan bahan yang memenuhi spesifikasi, mereka dapat memastikan bahwa bahan tersebut hasilnya akan memuaskan (Anusavice, 2003).B. Standar Organisasi lain Untuk pruduk tertentu, beberapa Negara boleh menggunakan standar Negara mereka sendiri bila Negara lain atau masyarakat internasional belum mengembangkan persyaratan persetujuan bersama (Anusavice, 2003).

2.10 Efek Samping Bahan Kedokteran Gigia) Iritasi : Semen seng fosfat, semen resin (mengiritasi pulpa), semen oksida seng eugenol (reaksi pulpa ringan), asam dan resin (reaksis pulpa nyata) ( Anusavice, 2003).b) Alergi : Amalgam (merkuri), restorasi logam (reaksi galvanisme-lesi putih elektrogalvanik). Alergi kimia tergantung dosis, tetapi seringkali dengan dosis rendah bahan kimia sudah terjadi sensitasi.c) Toksik : Amalgam (Merkuri), GTL/S (Akrilik-Monomer sisa) hanya sedikit kalaupun ada ( Anusavice, 2003).d) Nyeri : Semen polikarboksilat (Anusavice, 2003).Tidak ada alat kedokteran gigi (termasuk bahan restorasi) yang benar-benar aman. Keamanan adalah relatif dan pemilihan sertaa penggunaan alat atau bahan kedokteran gigi didasarkan pada asumsi bahwa keuntungan penggunaannya jauh melebihi resiko biologis yang diketahui. Paracelsus (1493-1541), seorang dokter dan ahli kimia Swiss, mengatakan bahwa , semua substansi adalah racun, tidak ada satupun yang tidak beracun. Dosis yang tepat membedakan racun dari obat mujarab (Anusavice, 2003).