SIFAT FISIS BAHAN MATERIAL KEDOKTERAN GIGI

       1.      SIFAT  TERMAL

-          DAYA  PENGHANTAR  PANAS

Konduktivitas termal, K, dari suatu zat adalah jumlah panas dalam kalori, atau joule, per detik yang melewati tubuh setebal 1 cm dengan penampang 1 cm2 ketika perbedaan suhu 1 ° C. Satuannya adalah cal / sec / cm2 / (° C / cm). Konduktivitas material berubah sedikit ketika suhu sekeliling diubah, tetapi umumnya perbedaan yang dihasilkan dari perubahan suhu adalah jauh lebih sedikit daripada perbedaan yang ada di antara berbagai jenis bahan.

Beberapa aplikasi penting dari konduktivitas termal ada dalam bahan gigi. Sebagai contoh, pengisian amalgam besar atau mahkota emas di dekat pulpa dapat menyebabkan pasien sangat tidak nyaman ketika makanan panas atau dingin menghasilkan perubahan suhu; efek ini dikurangi ketika jaringan gigi yang memadai tetap atau rongga ditempatkan di antara gigi dan mengisi untuk isolasi. Liner rongga adalah konduktor termal yang relatif buruk dan melindungi area pulp.

Pemahaman yang lebih baik tentang konduktivitas berbagai bahan restorasi diinginkan untuk mengembangkan tingkat isolasi yang sesuai untuk jaringan pulpa, sebanding dengan yang ada pada gigi alami. Konduktivitas bahan gigi tertentu tercantum pada Tabel 4-10. Bahan bukan logam memiliki konduktivitas termal lebih rendah dari logam, dan karena itu isolator yang baik. Semen gigi memiliki konduktivitas termal yang mirip dengan dentin dan enamel. Perhatikan bahwa konduktivitas termal dari liner atau alas penting dalam mengurangi perpindahan termal ke bubur kertas, dan bahwa perbedaan suhu di insulator tergantung pada sejauh mana periode pemanasan atau pendinginan dan besarnya perbedaan suhu.

-          KOEFISIEN  EKSPANSI  TERMAL

Perubahan panjang (lfinal − loriginal) per satuan panjang material untuk perubahan suhu 1 ° C disebut koefisien linear ekspansi termal, α, dan dihitung sebagai berikut:

(lfinal − loriginal) / [loriginal × ( ° Cfinal − ° Coriginal)] = α

Unit diwakili oleh notasi / ° C, dan karena nilainya biasanya kecil mereka dinyatakan dalam bentuk eksponensial seperti 22 × 10 ×6 / ° C. Praktik yang kurang umum adalah melaporkan perubahan dalam bagian per juta (ppm ) dan nomor sebelumnya akan dinyatakan sebagai 22 ppm.

Koefisien linear ekspansi termal untuk beberapa bahan penting dalam kedokteran gigi restoratif diberikan pada Tabel 4-13. Meskipun koefisien adalah konstanta material, ia tidak tetap konstan pada rentang temperatur yang luas. Misalnya, koefisien linier ekspansi termal dari lilin gigi mungkin memiliki nilai rata-rata 300 × 10−6 / ° C hingga 40 ° C, sedangkan mungkin memiliki nilai rata-rata 500 × 10−6 / ° C dari 40 hingga 50 ° C. Koefisien ekspansi termal dari suatu polimer berubah ketika polimer berubah dari bentuk gelas menjadi bahan karet yang lebih lunak. Perubahan dalam koefisien ini sesuai dengan suhu transisi gelas (Tg).

Entah koefisien linier atau volumetrik dari ekspansi termal dapat diukur, dan untuk sebagian besar materi yang berfungsi sebagai padatan isotropik, koefisien termal volumetrik dapat dianggap tiga kali koefisien termal linier.

Baik ekspansi linier dan ekspansi volume penting dalam material dan proses restoratif. Jelas bahwa dengan pengurangan suhu, atau pendinginan, ada kontraksi zat yang sama dengan ekspansi yang dihasilkan dari pemanasan. Dengan demikian, struktur gigi dan bahan restoratif di mulut akan mengembang ketika dihangatkan oleh makanan dan minuman panas tetapi akan berkontraksi saat terkena zat dingin. Ekspansi dan kontraksi semacam itu dapat merusak segel marginal dari pengisian pada gigi, terutama jika perbedaan antara koefisien ekspansi gigi dan bahan restoratif besar. Koefisien ekspansi lilin pola yang tinggi merupakan faktor penting dalam pembangunan restorasi yang tepat. Perubahan volume sebagai hasil pendinginan bertanggung jawab atas bintik-bintik susut atau retakan permukaan yang sering berkembang dalam coran paduan emas selama pemadatan. Kompensasi untuk kontraksi yang terjadi selama pendinginan paduan emas harus dilakukan jika hasil pengecoran emas akurat. Nilai-nilai pada Tabel 4-13 menunjukkan bahwa dengan perubahan suhu yang sebanding, bahan-bahan seperti resin akrilik dan amalgam berkembang lebih dari jaringan gigi, sedangkan keramik mengalami ekspansi lebih sedikit. Koefisien dari

lilin pola tatahan sangat tinggi jika dibandingkan dengan bahan lainnya.

Yang sangat penting dalam investasi casting adalah sifat ekspansi termal dari tiga bentuk silika polimorfik kristal. Sebagai unsur utama dalam investasi gigi yang harus dipanaskan sebelum pengecoran logam dilakukan, jumlah ekspansi pada berbagai suhu sangat penting dan penting. Kualitas senyawa silika ini dalam kaitannya untuk digunakan dalam investasi pengecoran dijelaskan pada tahun 1932. Kurva pada Gambar 4-41 menggambarkan persentase relatif ekspansi termal dari empat bentuk silika pada suhu yang berbeda di bawah sekitar 800 ° C. bentuk, cristobalite menunjukkan ekspansi terbesar pada suhu terendah dan kuarsa membutuhkan suhu yang lebih tinggi untuk mengembangkan jumlah ekspansi yang sama seperti cristobalite. Silika leburan telah lama dikenal memiliki ekspansi termal yang sangat rendah.

    2.      SIFAT  ELEKTRIS

-    GALVANIS

Kehadiran restorasi logam di mulut dapat menyebabkan fenomena yang disebut tindakan galvanik, atau galvanisme. Ini hasil dari perbedaan potensial antara tambalan yang berbeda di gigi yang berlawanan atau berdekatan. Tambalan ini, bersama dengan air liur atau cairan tulang seperti elektrolit, membentuk sel listrik. Ketika dua tambalan yang berlawanan saling kontak, sel dihubung pendek, dan jika aliran arus terjadi melalui pulpa, pasien mengalami rasa sakit dan semakin banyak restorasi anodik dapat menimbulkan korosi. Isi tunggal ditambah air liur dan cairan tulang juga dapat membentuk sel tipe sambungan cair. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4-42, ion yang mampu menghantarkan listrik dapat dengan mudah bermigrasi melalui dentin dan di sekitar margin restorasi.

Penelitian telah menunjukkan bahwa arus yang relatif besar akan mengalir melalui tambalan logam ketika disentuh. Arus cepat jatuh jika tambalan dipertahankan dalam kontak, mungkin sebagai akibat dari polarisasi sel. Besarnya tegangan, bagaimanapun, bukan dari kepentingan utama, karena indikasi mendukung fakta bahwa kepekaan pasien terhadap arus memiliki pengaruh yang lebih besar pada apakah rasa sakit dirasakan. Meskipun sebagian besar pasien merasakan sakit pada nilai antara 20 dan 50 amp, beberapa mungkin merasakan nyeri pada 10 μamp, sedangkan yang lain tidak mengalaminya sampai 110 μamp dikembangkan. Ini adalah penjelasan yang mungkin untuk fakta bahwa beberapa pasien terganggu oleh tindakan galvanik dan yang lainnya tidak, meskipun kondisi yang sama di mulut.

Arus galvanik yang dikembangkan dari kontak dua restorasi logam tergantung pada komposisi dan luas permukaannya. Paduan baja tahan karat mengembangkan kerapatan arus yang lebih tinggi daripada paduan emas atau kobalt-krom ketika bersentuhan dengan restorasi amal. Karena ukuran katoda (seperti paduan emas) meningkat relatif terhadap ukuran anoda (seperti amalgam), kerapatan arus dapat meningkat. Katoda yang lebih besar, juga dapat meningkatkan korosi anoda yang lebih kecil. Kepadatan saat ini terkait dengan amalgam yang tidak mengandung appear2 tampaknya kurang dari yang terkait dengan amalgam yang mengandung γ2.

-    KOROSI

Perilaku korosi dan elektrokimia bahan restorasi telah menerima minat baru dengan studi tentang sistem multifase seperti paduan emas dan amalgam. Sebagai contoh, korosi fase γ, γ1, dan γ2 dalam amalgam telah dipelajari dengan analisis elektrokimia. Pengukuran polarisasi anodik dan katodik menunjukkan tidak ada perilaku pasif yang kuat dari fase-fase ini dalam saliva buatan. Spesimen amalgam gigi diadu di batas antara fase atau fase γ2. Namun, penelitian lain menunjukkan bahwa paduan amalgam menunjukkan penurunan potensial elektrokimia, menghasilkan nilai-nilai luhur ketika disimpan dalam larutan netral. Penambahan paduan tembaga ke amalgam untuk membentuk senyawa tembaga-timah selama pengerasan telah meningkatkan ketahanan amalgam terhadap klorida dan korosi galvanik. Seperti ditunjukkan pada Gambar 4-43, aktivitas anodik amalgam AgSn sangat berbeda dari amalgam AgSn + AgCu. Amalgam AgSn + AgCu tetap pasif di bawah kondisi pengujian, sedangkan amalgam AgSn + tidak.

Studi-studi korosi kurung baja stainless steel dan ortodontik stainless steel telah dilaporkan. Korosi dari paduan ini dan yang lainnya dapat mengakibatkan penurunan sifat mekanik dan pembentukan produk korosi, yang dalam beberapa kasus terakumulasi dalam organ manusia. Seperti ditunjukkan sebelumnya pada Tabel 4-16, korosi dapat dipengaruhi oleh lingkungan, dan logam tertentu seperti kobalt dan tembaga berkorosi lebih cepat dalam larutan garam yang mengandung albumin serum dan protein fibrinogen.

-    TARNIS

Perubahan warna dari bahan restoratif dari sebab apa pun adalah kualitas yang sangat menyusahkan. Pewarnaan restorasi logam dari oksida, sulfida, atau bahan lain yang menyebabkan reaksi permukaan adalah kualitas kritis restorasi logam di mulut dan instrumen laboratorium dan klinis. Proses sterilisasi uap pada instrumen bedah telah lama menghadirkan masalah serius berupa korosi dan korosi. Banyak bahan bukan logam seperti semen dan restorasi komposit telah menunjukkan kecenderungan untuk berubah warna dalam pelayanan karena zat berwarna menembus bahan dan melanjutkan reaksi kimia dalam komposit.

Berbagai tes in vitro telah diusulkan untuk mempelajari tarnish, khususnya yang terbuat dari paduan mahkota dan jembatan dan gigi tiruan sebagian. Pengujian umumnya bergantung pada paparan yang terkendali dari paduan ke larutan yang kaya akan sulfida, klorida, dan fosfat. Baru-baru ini perubahan warna pada paduan yang terpapar ke solusi tersebut telah dievaluasi dengan metode spektrofotometri untuk menentukan parameter perbedaan warna yang dibahas sebelumnya dalam bab ini.

     3.  SIFAT  OPTIS

          - TRANSLUSEN, TRANSPARAN, OPAK

Warna suatu objek dimodifikasi tidak hanya oleh intensitas dan naungan zat pewarna atau zat pewarna, tetapi juga oleh tembus cahaya atau opacity dari objek tersebut. Jaringan keras dan lunak bervariasi dalam tingkat opacitynya. Sebagian besar menunjukkan beberapa transparansi. Ini terutama berlaku pada email gigi dan jaringan gingiva di sekitarnya. Opacity adalah properti dari bahan yang mencegah lewatnya cahaya. Ketika semua warna spektrum dari sumber cahaya putih seperti sinar matahari tercermin dari objek dengan intensitas yang sama seperti yang diterima, objek tersebut tampak putih. Ketika semua warna spektrum diserap secara merata, objek tampak hitam. Bahan buram dapat menyerap sebagian cahaya dan memantulkan sisanya. Jika, misalnya, merah, oranye, kuning, biru, dan ungu diserap, material tampak hijau dalam cahaya putih terpantul. Translucency adalah properti dari zat yang memungkinkan lewatnya cahaya tetapi menyebarkan cahaya, sehingga objek tidak dapat dilihat melalui materi. Beberapa bahan transparan yang digunakan dalam kedokteran gigi adalah keramik, komposit resin, dan akrilik. Bahan transparan memungkinkan lewatnya cahaya sehingga hanya sedikit distorsi yang terjadi dan objek dapat terlihat jelas melalui mereka. Zat transparan seperti kaca dapat diwarnai jika menyerap panjang gelombang tertentu dan mengirimkan yang lain. Sebagai contoh, jika sepotong kaca menyerap semua panjang gelombang kecuali merah, itu akan tampak merah oleh cahaya yang ditransmisikan. Jika berkas cahaya yang tidak memiliki panjang gelombang merah disinari kaca, akan tampak buram, karena panjang gelombang yang tersisa akan diserap. Bahan opalescent, seperti enamel gigi, mampu menyebarkan panjang gelombang cahaya yang lebih pendek. Di bawah cahaya yang ditransmisikan, mereka tampak coklat / kuning, sedangkan warna biru terlihat di bawah cahaya yang dipantulkan (Gambar 4-33). Untuk menghasilkan restorasi yang sangat estetik yang benar-benar meniru penampilan alami gigi, bahan dengan sifat opalescent harus digunakan. Ini telah mempopulerkan penggunaan bahan pelapis porselen, serta komposit restoratif langsung.

     4.      WARNA

Persepsi warna adalah hasil dari respons fisiologis terhadap rangsangan fisik. Sensasi adalah pengalaman subjektif, sedangkan berkas cahaya, yang merupakan rangsangan fisik yang menghasilkan sensasi, sepenuhnya objektif. Respons warna yang dirasakan dihasilkan dari sinar yang dipantulkan atau yang ditransmisikan dari cahaya putih atau sebagian dari sinar itu. Menurut salah satu hukum Grassmann, mata dapat membedakan perbedaan hanya dalam tiga parameter warna. Parameter ini adalah panjang gelombang dominan, reflektansi cahaya, dan kemurnian eksitasi. Panjang gelombang dominan (λ) suatu warna adalah panjang gelombang cahaya monokromatik yang, jika dicampur dalam proporsi yang sesuai dengan warna akromatik (abu-abu), akan cocok dengan warna yang dirasakan. Cahaya yang memiliki panjang gelombang pendek (400 nm) berwarna ungu, dan cahaya yang memiliki panjang gelombang panjang (700 nm) berwarna merah. Antara dua panjang gelombang ini adalah yang sesuai dengan cahaya biru, hijau, kuning, dan oranye. Atribut persepsi warna ini juga dikenal sebagai rona. Dari semua warna dan warna yang terlihat, hanya ada tiga warna primer: merah, hijau, dan biru (atau ungu). Warna lain apa pun dapat dihasilkan oleh kombinasi warna-warna ini. Misalnya, lampu kuning adalah campuran lampu hijau dan merah. Refleksi bercahaya dari suatu warna mengklasifikasikan objek sebagai ekivalen dengan anggota serangkaian akromatik, objek skala abu-abu mulai dari hitam hingga putih untuk objek yang menyebar cahaya dan dari hitam hingga sangat jernih dan tidak berwarna untuk mentransmisikan objek. Sebuah standar hitam diberi reflektansi bercahaya 0, sedangkan standar putih ditugaskan 100. Atribut persepsi warna ini digambarkan sebagai nilai dalam satu sistem visual pengukuran warna. Kemurnian eksitasi atau saturasi warna menggambarkan tingkat perbedaannya dari persepsi warna akromatik yang paling mirip dengannya. Angka yang mewakili kemurnian eksitasi berkisar dari 0 hingga 1. Atribut persepsi warna ini juga dikenal sebagai kroma.

 

-          Pengukuran Warna

Warna bahan restorasi gigi paling sering diukur dalam cahaya yang dipantulkan menggunakan alat ukur warna atau metode visual.

-          INSTRUMEN PENGUKURAN WARNA

Kurva reflektansi spektral versus panjang gelombang dapat diperoleh pada rentang yang terlihat (405 hingga 700 nm) dengan spektrofotometer perekaman dan bulatan pengintegrasian. Kurva khas untuk komposit resin sebelum dan setelah 300 jam penuaan dipercepat di ruang pelapukan ditunjukkan pada Gambar 4-28. Dari nilai reflektansi dan fungsi pencocokan warna yang ditabulasikan, nilai tristimulus (X, Y, Z) dapat dihitung relatif terhadap sumber cahaya tertentu. Nilai-nilai tristimulus ini terkait dengan jumlah dari tiga warna primer yang diperlukan untuk memberikan, dengan campuran aditif, kecocokan dengan warna yang dipertimbangkan. Biasanya, nilai-nilai tristimulus dihitung relatif terhadap Komisi Internationale de l'Eclairage (CIE) (Komisi Internasional tentang Penerangan) sumber D55, D65, atau C. Rasio masing-masing nilai tristimulus suatu warna terhadap jumlah mereka disebut koordinat chromaticity (x, y, z). Panjang gelombang dan eksitasi yang dominan kemurnian warna dapat ditentukan dengan merujuk koordinat kromatisitasnya ke diagram kromatisitas seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4-29. Refleksi bercahaya sama dengan nilai kedua (Y) dari tiga nilai tristimulus. Diagram ruang warna CIE L * a * b * ditunjukkan pada Gambar 4-30. Ruang warna L * a * b * ditandai oleh chromaticities yang seragam. Nilai (hitam ke putih) dilambangkan sebagai L *, sedangkan kroma (a * b *) dilambangkan sebagai merah (+ a *), hijau (-a *), kuning (+ b *), dan biru (-b * ). Kisaran nilai CIE L * a * b * untuk warna pemutihan komposit resin tercantum dalam Tabel 4-7. Perbedaan antara dua warna dapat ditentukan dari rumus perbedaan warna. Salah satu formula tersebut memiliki bentuk berikut:

Δ Eab * (L * a * b *) = [(Δ L *) 2 + (Δ a *) 2 + (Δ b *) 2] ½ di mana L *, a *, dan b * bergantung pada nilai tristimulus dari spesimen dan benda putih sempurna. Nilai ΔE * dari 1 dapat diamati secara visual oleh setengah dari pengamat dalam kondisi standar. Nilai ΔE * dari 3,3 dianggap dapat dilihat secara klinis.

-          METODE VISUAL

Sistem yang populer untuk penentuan warna secara visual adalah sistem warna Munsell, yang parameternya direpresentasikan dalam tiga dimensi, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4-31. Satu set besar tab warna digunakan untuk menentukan warna. Nilai (terang) pertama-tama ditentukan oleh pemilihan tab yang paling sesuai dengan terang atau gelapnya warna. Nilainya berkisar dari putih (10 /) hingga hitam (0 /). Chroma ditentukan selanjutnya dengan tab yang dekat dengan nilai yang diukur tetapi memiliki saturasi warna yang meningkat. Chroma berkisar dari achromatic atau grey (/ 0) hingga warna yang sangat jenuh (/ 18). Rona warna ditentukan terakhir dengan mencocokkan dengan tab warna dari nilai dan kroma yang sudah ditentukan. Hue diukur pada skala 2,5 hingga 10 dalam peningkatan 2,5 untuk masing-masing 10 keluarga warna (merah, R; kuning-merah, YR; kuning, Y; hijau-kuning, GY; hijau, G; biru-hijau, BG; biru, B; ungu-biru, PB; ungu, P; merah-ungu, RP). Misalnya, warna gingiva yang melekat pada pasien yang sehat telah diukur sebagai 5R 6/4 untuk menunjukkan rona 5R, nilai 6, dan kroma dari 4. Dua warna serupa juga dapat dibandingkan dalam warna Munsell sistem dengan rumus perbedaan warna seperti yang diturunkan oleh Nickerson:

I = (C / 5) (2 Δ H) + 6 Δ V + 3 Δ C

di mana C adalah rata-rata kroma dan ΔH, ΔV, dan ΔC adalah perbedaan dalam rona, nilai, dan kroma dari dua warna. Misalnya, jika warna gingiva yang melekat pada pasien dengan penyakit periodontal adalah 2,5R 5/6, perbedaan warna, I, antara jaringan yang sakit dan jaringan sehat yang disebutkan sebelumnya (5R 6/4) adalah sebagai berikut:

I = (5/5) (2) (2.5) + (6) (1) + (3) (2) = 17

Pengamat terlatih dapat mendeteksi perbedaan warna, I, sama dengan 5.

REFERENSI :

1. Craig,  R.G. , et al . 2004. Dental Materials Properties and Manipulation. 6^th ed. 

    St. Louis :  Mosby Company .  

2. Anusavice,  K.J . 2003 Phillips Science of Dental Materials . 11^th ed. Philadelphia :

    W.B. Saunders .  

 3. Craig,  R.G. . 2002. Restorative Dental Materials . 10^th ed. St. Louis : Mosby

    Company .