Majalah Ilmiah

Kedokteran GigiScientific Journal in Dentistry

Maret 2009 . Volum e 24. No. 1ISSN O2T5 - 126 X

Kebocoran Pengisian Saluran Akar dengan Gutaperca Iso dan TeknikKondensasiLateral pada Saluran Akar dengan Kecorongan 4o/o dan 60ADidiek Andries, pewi Anggruini dun SM. Soerono Akbar

Peranan Gen pada Kelainan Celah Bibir dengan atau Tanpa CelahLangit-langit NonsindromikAmetu Primnsari

Hubungan Kadar Kondroitin 4-Sulfat (C4S)dengan Resorpsi langsung dan Resorpsi Tidak LangsungCindy Cahayu, Melunie Sudono, Hamilah D.Koesoemuhardja,Setijohudi dun Joko Pamungkus

Pengisian Secara Retrograd Menggunakan Mineral Trioxide Aggregatepada Insisivus Lateral Kiri Maksila disertai Kelainan PeriapikalBernard O Iskundur

Augmentasi Tulang pada Pasien dengan Tulang Alveolar Maksilayang Tipis sebagai Prosedur Pra ImplanTimurwsti dan Benny S Latief

Treatment of Recument Oral CandidosisIsidoru KS, Remita AP, Nufi'ah, Bambang HS dan Lilien PB

Efek N eurob eh av i o r Amalgam GigiMarzict M. ktelepta dan Decky J. Indruni i

Peran Filler terha dap Fracture Toughy;{pada Komposit ResinIin Sundari dun Deckv J. Indrani '

Jurnal Ked. Gigi Yol.24 No.01 Hlm. 1-46 Maret 2009 ISSN02ts - 126X

Majalah Ilmiah

KedcMfi3$Scientific Journal in Dentistry

Penasehat:Prof, Dn Thoby Mutis

(Rektor Usakti)

Penanggungjawab:Dn Bsmbsng S, Trenggono, drg., MBiomed.

(Dekan FKG Usakti)

Pemimpin Redaksi:Dr. WitaAnggruini, drg., MBiomed,, PAK

D r. M e t u nI "ilftt:;ffi' ru. n r o * n t.Dr.Tri Erfi Astoeti, drg. MKes.Dn Didi Nugroho, drg., MSc.Dn Joko Kusnoto, drg.' MSc.

Ro s ati n a \ an'{f[iiiiif: !;f; !{f ''

P h' D'Yuyuk Yuliursi, drg., MS.

Enny Marwuti Suwandi, drg., MKes.

Mitra Bestari:ProfDn Hamiluh D. Koesoemahurdia, drg., Sp-.O1!. (lsaktq

Prof. Dr. Sri Subekti VTinanto, drg., Sp.KG. (Uqakti)Prof Dn E. Arlis Badiyanti., drg., SU. (Usakti)Prof, Dr. Suzan Elias, drg., Sp.Pros. (Usakti)

Prof, Janti Sudiono, drg., MDSc.(Usakti)Prof, Dn Loes Sjahruddin, drg., MKes. (Usakti)Prof, Dn Tri Budi W Ruhardjo, drg,, MS, (UD

Prof, Dr. Daroewuti Murdiono, drg., MSD, Sp.Pros. (UI)Prof Dn Soertini E. Lsmbri, drg., MS. (Unpad)

Prof,Dr.Hudi Soenartyo, drg., MSc., Sp,PM. (UNAIR)Prof Dn Rosnah Mohd. Zuin, BDSc., MS, FICD, FAMM,

Fellow AAOP (University of Malaya)Prof, Dr. Hashim Yaacob, S'P^SI(, DPSK, PAT, FDSRCS, FFOP,

FASc, MSc, BDS, CBioI, MBiol.

SiL{inide-l

IIII

(International UniversiQ College of Nursing. Malaya)

Sekretariat dan Sirkulasi:Monica Dewi Runggaini, drg. ,/Ekowati Dwitiahyani, S.Pd. -_----t

Dshno

AlamatRedaksi:Fakultas Kedokteran Gigi, Universitas Trisakti

Jalan Kyai Tapa, Grogol, Jakarta II440IndonesiaTelepon :021- 5672131 ext. 1309; fax: 021-5655187

E-mail : mikg_fkgtrisakti@ydhoo.com

Majalah Ilmiah

&dcfidemfi3$Scientific Journal in Dentisky

rssN 02L5 - 726 XVol.24. No. 1. Maret 2009

Daftar Isi

Kebocoran Pengisian Saluran Akar dengan Gutaperca Isodan Teknik Kondensasi Lateral pada Saluran Akardengan Kecorongan 4o/o dan 60/oDidiekAndries, Dewi Anggraini dan SM. Soerono Akbar

Peranan Gen pada Kelainan Celah Bibir dengan atau Tanpa CelahLangit-langit NonsindromikAmeta Primasari

Hubungan Kadar Kondroitin 4-Sulfat (C4S)dengan Resorpsi langsung dan Resorpsi Tidak Langsung 12 - 19Cindy C ahaya, Melanie Sadono, Hamil ah D. Ko e s oemaharrlj a,Setijohadi dan Joko Pamungkas

Pengi sian Secara Retrograd Mengguna karr'M i n e r a I Tr i ox i tl e A g gre gat epada Insisiws Lateral Kiri Maksila disertai Kelainan Periapikal ,.... j.................... 20 - 27Bernard O Iskandar

Augmentasi Tulang pada Pasien dengan Tulang Alveolar Maksilayang Tipis sebagai Prosedur Pra ImplanTimurwati dan Benny S Latief

Treatment of Recurrent Oral CandidosisIsidora KS, Remita AP, Nafi'ah, Bambang HSdan Lilien PB

Efek Neurobehavior Amalgam Gigi .........Marzia M. Tetelepta dan Declcy J. Indrani

Peran Filler terhadap Fracture Tbughness pada Komposit ResinIin Sundari dan Declcv J. Indrani

l -5

6 - 11

28-31

32-36

3t -4r \

42-46 I/

,/

Dari Redaksi

Pembaca yang budiman

Kita berjumpa lagi di edisi Maret 2009. Di dalam edisiMajalah Ilmiah Kedokteran Gigi kali ini, kami menyajikanartikel-artikel yang beragam. Ada 3 buah laporan penelitianbidang Ilmu Konservasi, Biologi Oral, dan Orthodonsia. Selainitu ada 3 buah laporan kasus bidang Ilmu Konservasi, BedahMulut dan Penyakit Mulut; serta 2 buah tinjauan pustaka bidangIlmu Material Kedoteran Gigi. Asal penulis bervariasi yaitudari Universitas Trisakti, Universitas Indonesia, UniversitasSumatera Utara dan Universitas Hang Tuah.

Sebagai informasi di dalam manajemen MajalahIlmiah Kedokteran Gigi ada perubahan tim editor dan mitrabestari mulai edisi Maret 2009. Redaksi berharap masukanserta dukungan para penulis dan perirbaca, sehingga kitabersama-sama dapat meningkatkan mutu majalah ini.

Salam Redaksi

M.I. Kedbkteran GigiYol.24. No. l.'Maret 2009

Peran Filler terhadap Fracture Toughness pada Komposit Resin

Iin Sundarit dan Deckv J. Indrani2 '

I Peserta Program Magister Ilmu Kedokteran Gigi Dasar Kekhususan Ilmu Material Kedokteran Gigi, FakultasKedokteran Gigi, Universitas Indonesia

2 Bagian Ilmu Material Kedokteran Gigi, Fakultas Kedokteran Gigi, Universitas Inddnesia '

,''

/

ABSTRACTResin composites used in dentistry have shown a perfect benefits. However resin composites havemajor deficiencies that is related to the incidence of chipfracture and inadequatefracture resistance(fracture toughness) of the materials. This paper discusses the role of fillers in inueasing thefracture toughness. Combining andfusing silica glass particles withwhiskersfibers could increasethe rnechanisms of crack pinning and crack deflection of the composites. Silica glass particlescan minimize the whisker entanglement and improve whisker distribution in the matrix as well asenhancement of the whiskers silanization and bonding to the resin matrix. Bothfillers silicawhiskersfillers through mechanism of the crack pinning intercept a crack and resist it from a propagation,thus, reducing stress intensity at the crack tip. Crack propagation that hit the strong silica fusedwhiskers fiber can deflects crack propagation. The prominent role of both fillers in coping crockpinning and crack deflection may improve the fracture toughness of resin composites.

Keywords : fracture toughne s s, composite re sin, filler silica fused whisker

PENDAHULUANSejak diperkenalkannya komposit resin

sebagai restorasi gigi anterior pada perte-ngahan tahun 60-an maka perkembangan danpenggunaannya secara nyata semakin luas(Bayne, 2005; Kim dkk., 2007). Disampingbanyak memberikan perbaikan terhadap nilaiestetik dan kemudahan dalam aplikasinya,secara klinis penggunaan komposit resin jugatidak terbatas hanya pada restorasi anteriorsaja tetapi dapat digunakan sebagai restorasiposterior. Namun pada beberapa kasus fraktw

42

terjadi pada bagian-insisal restorasi gigi anteriormaupun bagian cusp restorasi gigi posterior. Halini dapat disebabkan rendahnya sifat keuletan(fracture toughness) pada bahan komposit resin(Bayne, 2q05). Fracture toughness kompositresin yang bersifat brittle (rapuh) lebih rendahjika dibandingkan dengan bahan logam yanglebih bersifat ductile.

Fracture toughness komposit resin meru-pakan keuletan bahan komposit resin untukmenahan stres berulang sebelum akhimya

ISSN 0215 - t26X

mengalami fraktur. Secara kuantitatif fracturetoughness menunjukkan ketahanan bahanterhadap brittle fracture ketika menghadapicrack (retakan). Berbagai penelitian dilakukanuntuk mengurangi kelemahan yang terdapatpada komposit resin. Salah satu usaha tersehrtadalah dengan menggunakan filler fiber (serat)(Xu dkk., 2002).

Beberapa penelitian mentrnjukkan bahwafiller dapat berperan dalam memperbaiki si-fat mekanik seperti fracture toughness. Peng-gabungan filler serat whisker dan partikel silika(frller s ilic a fin e d whisker s) dapat meningkatkanfracture toughness komposit resin (Xq 1999;Xu dkk., 2002; Xu dkk., 2004). Filler di dalamkomposit,res-n sangat besar peranannya yaitusebaga/penguat dan juga sebagai penghambatpenjghran retakan yang terjadi pada matriks.Kanflungan filler dipertimbangkan sebagaifaktor yang sangat penting dalam meningkatkanfracture toughness komposit resin sehinggapenambahan filler banyak diteliti untuk mening-katkan kekuatan komposit resin (Kugel danGodoy, 2000). Komposit dengan penggabunganfiller ini dapat menahan beban dengan baik.

Tujtran penulisan ini adalah untuk membahasperan filler silica fus e d whisker s dalam kompositresin sebagai upaya peningkatan fracturetoughness.

TELAAH PUSTAKABentuk dan Penyebaran Filler pada KompositResin

Komposit resin mengandung filler anor-ganik dan matiks organik. Bentuk dan penye-baran fi ller di dalam matriks dapat mempengaruhifr acture t o ughne s s kompo sit resin (Bonilla dkk.,2001). Filler dalam komposit resin umumnyaberbentuk partikel denganjenis yang beragamseperti silika koloidal, barium silika, quartzatau seng silika (Craig, 2006). Komposit yanghanya mengandung filler partikel (kompositresin konvensional) memiliki kelemahanberupa tingginya tingkat fraktur akibat stres(Gambar 1) (Xu dkk.,2004;Kim dkk.,2007).

Fcra Filhrtcrbd+ fuwe tbryrrr"sr poda Komposit Resin

Disamping filler bentuk partikel, pada kompositresin t€mdapd fiIler yang berbentuk serat.Menuntr Petersen (2005), komposit resin yangmengandung filler berbentuk serat panjangnemiliki nrlar fracture toughness lebih tinggisecara signifikan jika dibandingkan dengankomposit resin konvensional. Filler serat yangdapat digunakan berupa serat whisker, seratchopp atau serat silika lainnya. Serat whiskersmemiliki ukuran yang lebih kecil daripada seratchopp dan serat silika lain pada umumnya (Xudkk., I 999) tetapi memiliki kekuat atdanfracturetoughness yang lebih tinggi dibandingkan seratlainnya. Bahkan menurut Xu dan kawan-kawan(1999) kekuatan serat whisker dapat mencapai10 kali lebih besar daripada serat biasa. Seratwhisker yang digunakan adalah keramik silikonnitrit dengan single-crystalline yang memilikidiameter rata-rata 0,04 pm dan panjang nta-rata 5 pm (Xu dkk.,1999).

Dalam perkembangannya terdapatbeberapa penelitian yang menggabungkan fillerberbentuk serat dan partikel sebagai penguatryauntuk mengatasi tingginya tingkat fraktur padakomposit resin konvensional. Penggabungankedua jenis filler tersebut dilakukan karenafiller serat whisker yang cukup panjang mudahmenjadi kusut dan serat ini akan menjadi lebihkusut pada saat proses penggabungan seratdengan matriks dalam fabrikasi komposit resin.Filler partikel silika yang digabungkan dapatberperan meningkatkan silanisasi antara seratwhisker dan matriks komposit resin. Partikelsilika yang halus dapat memisahkan seratwhiskeryang satu {engan yang lainnya sehinggadapat mengurangi terj adinya kekusutan whisker(Xu, 1999; Xu dkk., 2002). Partikel silikadi gabungkan ke permukaan serat whiskermelalui pemanasan sampai dengan 800'C.(Gambar 2). Pencampuran dan penggabunganpartikel silika terhadap serat whisker tidakhanya meningkatkan silanisasi whisker danperlekatannya dengan matriks saja tetapi jugameningkatkan penyebaran filler serat whiskerdi dalam matriks. Filler silica fused whiskers

43

I

M.I. Kedokteran Gigi Vol. 24 No. l, Maret2009: 42-46

Gambar 1. Gambaranfraktur pada kompositre99).

SEM yang menunjukkankonvensional. (Xu dkk.,

adanyagaya ekstemal (Kim dl<r..., lgg4). Saatpengujian fraktur pada komposit resin dapatdiketahui bahwa crack propagation (penjalaianretakan) menjalar melalui matriks. Dimana bilaterdapat fi ller, maka fi ller dapat berfungsi sebagaipenahan penjalaran retakan (Craig, 2006). Stresberulang menyebabkan retakan yang terhentimemiliki epergi kembali untuk meneruskanpenjalaranny.a, demikian seterusnya sehinggaakhirnya kdmposit resin mengalami fraktur.

Mekanisme efek penghambat penjalaran

,retakan terjadi melalui proses crackpinning darttion (defleksi retakan) (Ferracane

1987; Kim dkk.,l999; Xu, 1999). Filler

Gambar 2. Partikel silika yang digabungkan padapermukaan seratwhiskers dengan pernuna.an t irrggu800'C. (Xu dkk., 1999\.

memberi kontribusi dalam peningkatan fracturetoughness komposit resin (Xu dkk.,2002).

'Peran Filler dan Mekanisme peningkatanFracture Toughness

Komposit . resin sering mengalamimicrocrack (retakan mikro) baik padapermukaan atau di dalam bahan yang dapatmenyebabkan kekuatan bahan ini menurun.Retakan mikro menjadi salah safu parameterkerusakan dimensi yang berhubungan dengankekuatan mekanik seperti fracture toughniss.Retakan mikro ini menunjukkan adanya stressintensity factor (faktor intensitas stres) yangdapat dijadikan indikator untuk menentukandistribusi stres di sekitar sudut retakan oleh

44

silica fused whiskers dalam mekanisme crackp i nni n g b erperan s ebagai p enghamb at p enj alar anretakal dengan mengurangi intensitas stres padacrack tip (stdut retakan) (Ferracane AU<., t eaZ;.Penjalaran retakan yang mengenai silica fusedwhiskers dibelokkan sehingga kemudian retakanterhenti. Mekanisme ini dikenal sebagai defleksiretakan (Matthew & Rawlings, 1999; Xu dkk.,200I). Penjalaran retakan yang mengenai silica

fused whiskers didefleksikan (dibelokkan)lagi, kemudran mengenai silicafiised whiskeislainnya yang tersebar di dalam matriks hinggaakhirnya berhenti karena tidak memitiki energilagi untuk menjalar.

Menurut ku dkk., (2002\ filler silicafused whiskers dalam komposit iesin dapat me-ningkatkan fracture touhgness hingga nilainyadua kali lebih besar daipada komposit resinkorvensional yang umumnya mengandungfiller partikel saja. Hal ini dikarenakan transfeistres pada komposit. resin dengan silicafused whiskers lebih optimal dan lebih besardibandingkan komposit resin konvensional,sehingga kekuatan dan ketangguhannya men_j-adi lebih besar (Petersen, 2005). peningkatan

fracture toughness dapat dipengaruhi olehrasio serat whiskerlpartikel silika. Rasio seratwhiskerslpartikel silika yang tinggi, dapatmeningkatk an fracture toughnes s. peningkatan

fracture toughness mulai terjadi ketika rasioserat whiskerlpartkel silika l:5,I:2, l:1. Nilai

fracture toughness yang tinggiterjadi pada rasio2:1, karcna rasio 2:l menghasilkan campurandan penyebaran filler yang lebih baik di dalammatriks (Gambar 3).

(

Gambar 3. Gambaran SEM serat whiskers (a),permukaan serat whisker tanpa partikel silika O) dansilica fused whiskers dengan rasio 2:l

DISKUSIFracture toughness komposit resin yang

mengandung filler silica fused whiskers Iebihbgsar daripada komposit resin konvensionalkarena transfer stres pada komposit resin silica

fused whiskers lebih optimal atau lebih besardibandingkan dengan komposit konvensional.Hal ini disebabkan filler silica fused whiskersdalam komposit resin dapat mengoptimalisasimekanisme hambatan penjalaran retakan se-hingga kekuatan dan ketanggulannya menjadilebih besar. Filler silica fused whiskers dalamkomposit dapat menjepit dan membelokkan

Peran Filler terhaflap Fracture Toughness pada Komposit Resin

penjalaran retakan lebih baik dibandingkandengan komposit resin konvensional. Padasaat menahan retakan, serat whisker yang me-manjang membentuk jembatan pada retakansehingga dapat menghentikan penjalaran retak-an dan berperan mengakhiri retakan denganmenurunkan intensitas stres pada sudut retakan.Filler yang berbentuk serat dapat menyerapenergi penyebab terjadinya penjalaran retakanintemal (Petersen, 2005). Disamping itu,rasio serat whiskersipartikel silika 2:1 dapatmengurangi kekusutan yang seringkali terjadipada seratyhiskers.

KESIMPULANFiller pada komposit resin yang berbentuk

partikel ataupun serat dapat berperan 'dalampenguatan sifat mekanik seperti fracturetougltness. Komposit resin yang mengandungfiller silica fused whiskers diryat memiliki

fracture toughness dua kali lebih besar daripadakomposit resin yang mengandung filler partikelsaja (komposit resin konvensional). Hal inidisebabkan oleh mekanisme crackpinning dandefleksi retakan yang lebih baik.

DAFTARPUSTAKA

Bonilla, E.D., Mardirossian G., Caputo, A.A., 2b01. Fracture

Toughness of Posteiior Resin Composites. QuintessenceInt 32:206-10

Bayne, S.C., 2005. Dental Biomaterials: Where Are We and

WhereAre We Going?. J of Dent Edu 69(5):571-86

Craig, R.G., 2006. Restorative Dental Materials.l2e Ed. CV

Mosby Elsievier.

Ferracane, J.L.. Antonio R.C., Matsumoto, H., 1t87. Variables

Affecting the Fracture Toughness of Dental Composites.

J Dent Res. 66(6): I 140-5

Kim, J.W., Kim, L.U., Kim, C.K.,2007 Size Control of Silica

Nanoparticles and Their Surface Treatment for Fabri-

cation of Dental Nanocomposite. Biomacrornolecules

8:215-22

Kim, K.H., Park, J.H., Imai, Y., Kishi, T., 1994. Microfracture

45

M.l. Kedokteran Gigi Vol. 24 No. I, Maret 2009: 42-46

Mechanisms of Dental Resins Composites Containing

Spherically-shaped Filler Particles. J Dent Res. 7 39(2):499 -504.

Kugel, G., Godoy, F.G., 2000. Direct and Indirect Esthetic

Adhesive Restorative Materials : A Review. htB//www.

healthmanfa.com.

Matthews, F.L., Rawling, R.D., 1999. Composites Material:

Engineering and Science. Woodhead Pub. Hlm. 342-5

Petersen, R. C., 2005. Discontinuous Fiber-reinforced Composites

above Critical Length. J Dent Res.84(4):365-70.

Xu, H.H.K., 1999. Dental Composite Resins Containing Silica-

fused Ceramic Single-crystaline Whiskers with Various

Filler Levels. J Dent Res. 78(7): I 304- I l.

H.H.K, Martin T.A, Antonucci J.M, Eichmiller F.C.

1999. Ceramic Whisker Reinforcement of Dental Resin

Composites. J Dent Res 78:706-712.

H.H.K., Quinn, J.B., Smith, D.T., Antonucci, J.M.,

Schumacher, G.E., Eichmiller, F.C., 2002. Dental Resin

Composite Containing Silica-Fused Whisker- Effects

of Whisker-to-Silica Ratio on Fracture Toughness and

Indentation Properties. Biomaterials. 23 :735-7 42

H.H.K., Quinn, J.B., Giuseppetti, A.A.,2004. Wear and

Mechanical Properties of Nano-silica-fused Whisker

Composites. J Dent Res. 83(12):930-35.

Xu,

Xu,

Xu,

46