Penguatan Basis Gigi Tiruan Resin Akrilik Polimerisasi Panas dengan Bahan Aditif
Abstrak
Latar Belakang: Resin akrilik polimerisasi panas merupakan bahan paling umum digunakan untuk basis gigi tiruan karena sifat estetik, biokompatibilitas, dan kemudahan manipulasi. Namun, keterbatasan kekuatan mekanisnya, terutama terhadap fraktur akibat beban mastikasi atau jatuh, mendorong pengembangan formulasi baru dengan bahan aditif sebagai penguat.
Tujuan: Mengulas berbagai jenis bahan aditif yang digunakan untuk memperkuat resin akrilik polimerisasi panas dan mengevaluasi pengaruhnya terhadap sifat fisik dan mekanis basis gigi tiruan.
Metode: Tinjauan pustaka terhadap publikasi ilmiah yang mengkaji penggunaan bahan penguat seperti serat (fiber), nanopartikel, dan bahan hybrid dalam formulasi resin akrilik.
Hasil: Penambahan serat kaca, serat polietilen, nanopartikel zirkonia, silika, dan graphene telah terbukti meningkatkan kekuatan lentur, kekuatan impak, serta ketahanan aus dari resin akrilik. Kombinasi metode pengadukan homogen dan perawatan permukaan aditif turut memengaruhi efektivitas penguatan.
Kesimpulan: Modifikasi resin akrilik polimerisasi panas dengan bahan aditif memberikan potensi signifikan dalam meningkatkan kinerja klinis gigi tiruan. Optimalisasi jenis, konsentrasi, dan dispersi bahan aditif menjadi kunci keberhasilan penguatan.
Pendahuluan
Gigi tiruan lepasan masih menjadi solusi utama dalam rehabilitasi edentulous, terutama pada populasi lansia. Basis gigi tiruan yang ideal harus memiliki kekuatan mekanis yang cukup untuk menahan beban fungsional dan benturan. Resin akrilik (polimetil metakrilat/PMMA) polimerisasi panas telah lama digunakan sebagai bahan pilihan karena biokompatibilitas dan estetikanya. Meskipun demikian, PMMA memiliki kekurangan dalam hal ketahanan terhadap retak dan fraktur.
Fraktur pada basis gigi tiruan sering terjadi akibat beban mastikasi yang berulang, jatuh, atau ketidakseimbangan oklusal. Oleh karena itu, pengembangan bahan akrilik yang diperkuat dengan bahan aditif menjadi solusi penting untuk meningkatkan keandalan fungsional dan masa pakai gigi tiruan.
Jenis Bahan Aditif dan Mekanisme Penguatannya
1. Serat (Fiber Reinforcement)
Serat merupakan salah satu bahan aditif paling umum untuk memperkuat resin akrilik. Serat dapat bertindak sebagai media transfer tegangan dan membantu mencegah perambatan retak.
- Serat kaca (Glass fiber): Meningkatkan kekuatan lentur dan kekakuan. Harus direndam dengan silan untuk meningkatkan adhesi dengan matriks PMMA.
- Serat polietilen: Memberikan ketahanan impak yang baik serta fleksibilitas. Memerlukan pre-treatment untuk meningkatkan daya ikat.
- Serat karbon: Memiliki modulus elastisitas tinggi, tetapi dapat menurunkan estetik karena warna gelap.
2. Nanopartikel
Penambahan nanopartikel memungkinkan peningkatan kekuatan dengan distribusi merata tanpa mengganggu sifat estetik.
- Zirkonia (ZrO₂): Memberikan kekuatan tekan dan ketahanan terhadap fraktur.
- Silika (SiO₂): Memperkuat struktur dan meningkatkan ketahanan aus.
- Nanoclay dan titanium dioksida (TiO₂): Menambah stabilitas termal dan kekuatan permukaan.
- Graphene oxide: Menawarkan penguatan luar biasa, namun masih dalam tahap penelitian lanjutan karena isu kompatibilitas dan toksisitas.
3. Hybrid Reinforcement
Kombinasi antara serat dan nanopartikel telah dikembangkan untuk memperoleh efek sinergis. Penelitian menunjukkan bahwa pendekatan ini dapat memberikan peningkatan signifikan dalam kekuatan lentur, impak, dan kekakuan tanpa mengorbankan estetik.
Faktor yang Mempengaruhi Efektivitas Penguatan
- Konsentrasi Bahan Aditif: Umumnya, konsentrasi optimal berada pada kisaran 1–5% berat. Konsentrasi yang terlalu tinggi dapat menyebabkan aglomerasi partikel dan menurunkan kekuatan.
- Homogenitas Dispersi: Teknik pengadukan dan metode fabrikasi seperti ultrasonikasi atau ball-milling dapat memengaruhi sebaran partikel dan keberhasilan penguatan.
- Adhesi antar Fase: Penggunaan coupling agent seperti silan diperlukan untuk meningkatkan ikatan antara bahan aditif dan matriks resin.
- Teknik Polimerisasi: Suhu dan tekanan selama proses curing juga dapat mempengaruhi kualitas akhir dan daya tahan bahan penguat.
Tinjauan Studi Eksperimental
| Peneliti | Bahan Aditif | Konsentrasi | Hasil |
|---|---|---|---|
| Alnamel et al. (2022) | Serat kaca | 3% | ↑ kekuatan lentur 28% |
| Sharma et al. (2021) | ZrO₂ nanopartikel | 2% | ↑ ketahanan impak & mikrokeras |
| Wang et al. (2020) | Graphene oxide | 1% | ↑ modulus elastisitas, namun ↓ estetik |
| Putri et al. (2019) | Kombinasi serat + silika | 4% | ↑ kekuatan impak dan aus, stabil secara termal |
Kesimpulan
Penguatan resin akrilik polimerisasi panas dengan bahan aditif merupakan pendekatan yang menjanjikan untuk mengatasi kelemahan mekanis basis gigi tiruan. Serat dan nanopartikel dapat meningkatkan ketahanan terhadap beban fungsional dan risiko fraktur, sehingga memperpanjang masa pakai gigi tiruan. Namun, efektivitasnya sangat bergantung pada jenis bahan aditif, konsentrasi, metode dispersi, dan teknik fabrikasi.
