I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah Bidang

1
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Bidang ortodonti mengalami kemajuan pesat dalam beberapa dekade terakhir,
berbagai penemuan material baru menghasilkan alat-alat ortodonti dengan teknologi
tinggi yang mempermudah penatalaksanaan kasus-kasus maloklusi. M aterial-material
tersebut mempengaruhi sifat dan karakteristik alat ortodonti yang dibentuk, sehingga
setiap alat ortodonti memiliki variasi keunggulan dan kelemahan (Gurgel dkk., 2001).
Idealnya penggunaan archwire ortodonti bersama dengan komponen alat
ortodonti lainnya berfungsi untuk menggerakkan gigi dengan tekanan yang ringan
dan kontinyu, untuk mengurangi ketidaknyamanan pasien saa t terjadi proses
pergerakan gigi dan agar terjadi adaptasi biologis yang baik p ada jaringan
periodontal. Pemilihan jenis archwire penting dalam setiap rencana perawatan
ortodonti, gaya yang dihasilkan oleh berbagai jenis archw ire harus dipertimbangkan
dan disesuaikan dengan pergerakan gigi yang diinginkan untuk menghasilkan gaya
optimal tanpa menimbulkan kerusakan pada jaringan tulang alveolar (A bdelrahman
dkk., 2015).
Saat ini beredar di pasaran berbagai jenis archwire ortodonti, antara lain archwire
stainless steel, nikel titanium , cobalt chrom ium dan beta titanium . Setiap archwire
memiliki karakteristik, campuran alloy, dan proses manufacturing yang beragam .
Besi, nikel, titanium , cobalt, copper dan komponen lain terkandung di dalam
archwire dengan persentase yang berbeda membentuk ikatan atom kristal (K usy,
2
1997). Archwire ortodonti dapat diklasifikasikan berdasarkan komposisi kimia,
struktur mikro, dan sifat mekanisnya (Burstone dan Goldberg, 1980). Karakteristik
archwire ortodonti seperti besar friksi, weldability, resilient, springback, deformasi
elastis dan deformasi permanen penting dipahami dalam memilih archwire ortodonti
(Gurgel
dkk.,
2001).
Selain
sifat
tahan
korosi,
stabilitas
archwire
dan
biocompatibility, archwire ortodonti harus dapat didefleksi dengan rentang besar
tanpa adanya perubahan permanen pada archwire tersebut (dengan kata lain archwire
memiliki kelenturan tinggi), sifat tersebut secara klinis diperlukan sehingga archwire
dapat memberikan gaya konstan selama pergerakan gigi dan memungkinkan jarak
aktivasi yang lebih besar (Burstone dan G oldberg, 1980).
Defleksi merupakan besarnya jarak pada saat gaya dari archwire didistribusikan
ke dentoalveolar sehingga terjadi pergerakan gigi. Semakin kecil diameter archwire,
jarak defleksi yang dihasilkan semakin besar (Bishara, 2001). Perawatan ortodonti
tahap awal membutuhkan archwire ortodonti dengan kemampuan defleksi maksimum
(Williams, 2000), elastisitas yang tinggi pada archwire NiTi memberikan keuntungan
dalam perawatan ortodonti karena archwire dapat diaplikasikan pada defleksi yang
cukup besar (Gurgel dkk., 2001). Besarnya defleksi archwire dan lama penggunaan
archwire dalam suatu perawatan maloklusi perlu diperhatikan, walaup un archwire
memiliki elastisitas tinggi, apabila defleksi terlalu besar dan diaplikasikan pada
kondisi tersebut untuk waktu yang lama, dapat memicu terjadinya deformasi
permanen (M uraviev dkk., 2001). Deformasi pada archw ire dapat bersifat elastis atau
permanen. Perubahan bentuk yang terjadi pada deformasi elastis bersifat reversibel,
3
sementara pada deformasi permanen bersifat ireversibel (Graber dkk., 2005). Secara
makroskopis, pada archw ire yang mengalami deformasi terjadi perubahan bentuk
archwire dari bentuk aslinya, perubahan tersebut terjadi karena aplikasi beban atau
gaya berupa kompresi dan torsi, sedangkan secara mikroskopis terlihat gambaran
perubahan susunan atom kristal pembentuk archwire dan berkurangnya jumlah ion
hidrogen di permukaan archwire (M uraviev dkk., 2001). Deformasi permanen
archwire dapat mengakibatkan hilangnya sifat elastis archw ire sehingga tidak dapat
lagi menghasilkan gaya yang optimum untuk menggerakkan gigi (M uraviev dkk.,
2001).
Archwire ortodonti nikel titanium (N iTi) merupakan salah satu archwire yang
populer di bidang ortodonti saat ini (Graber dkk., 2005). Archwire NiTi dianggap
sebagai pilihan initial archwire terbaik pada perawatan berbagai kasus maloklusi
(O’Brien, 2002). Archwire NiTi memiliki sifat lebih resilien daripada archwire
stainless steel (Gravina dkk., 2013) dan juga memiliki sifat superelastic dan efek
shape mem ory sehingga archwire dapat kembali ke bentuk semula saat deaktivasi.
Archwire N iTi dapat dideformasi mencapai 7-8% regangan, nilai ini hampir mencapai
40 kali melebihi kapasitas archwire stainless steel (Fernandes dkk., 2011). Sifat
shape memory archwire NiTi dipengaruhi oleh adanya dua modifikasi bentuk kristal
yaitu austenit dan martensit yang terjadi karena perubahan suhu (Barwart dkk., 1999).
Archwire NiTi mengalami berbagai perkembangan, superelastic NiTi dengan
waktu pengerasan dan fase austenit lebih singkat, menawarkan potensi yang lebih
baik dalam perawatan ortodonti (Burstone dkk., 1985). Kemampuan springback pada
4
superelastic
NiTi berkisar antara
65°-70°, sedangkan untuk
archwire
NiTi
konvensional berkisar 40°-60° (Brantley, 2001). Varian archwire NiTi yaitu therm al
NiTi, awalnya dibuat dengan kom posisi nikel dan titanium yang sama dengan
archwire NiTi konvensional, kemudian ditambah dengan komposisi cobalt sebanyak
1,6-3%. Thermal NiTi menunjukkan sifat shape memory pada fase martensit dan
menjadi lebih elastik pada fase austenit (Singh, 2004). Archwire NiTi dengan
penambahan komposisi copper (CuN iTi) mulai diperkenalkan sejak tahun 1994,
archwire CuNiTi memiliki komposisi 49,87% nikel, 42,99% titanium , 0,5%
chrom ium dan 5,64% copper (Singh, 2004). Penambahan copper pada archwire NiTi
menghasilkan suhu transisi yang lebih baik karena copper merupakan konduktor
panas yang baik, sehingga gaya loading archwire lebih homogen dan efektivitas
pergerakan gigi meningkat (Gravina dkk., 2014).
Pergerakan gigi akan mencapai posisi baru dalam waktu sekitar 3 minggu maka
kontrol perawatan ortodonti idealnya dilakukan minimal 3 minggu atau 4 – 6 minggu
sekali (Proffit dkk., 2007). Seperti archwire ortodonti lainnya, jenis archwire NiTi
apabila dikondisikan pada defleksi yang cukup besar dalam kurun waktu lama, dapat
mengalami deformasi permanen (O’Brien, 2002). Harris dkk. (1988) mempelajari
sifat mekanik archwire NiTi setelah 1, 2 dan 4 bulan deformasi dan menemukan
pengurangan yield strength sebanyak 0,2% dari 15% .
Archwire ortodonti yang diaplikasikan dalam rongga mulut selalu berkontak
dengan saliva. Adanya saliva dan pengaruh lingkungan dalam rongga mulut dapat
menyebabkan terjadinya pelepasan ion logam penyusun archw ire ortodonti (Huang,
5
2003), pelepasan ion logam pada archwire NiTi akan menyebabkan penurunan
elastisitas archwire (M uraviev, 2001). Archw ire NiTi juga mengalami tekanan dan
defleksi pada proses mastikasi dan menyebabkan resiko terjadinya deformasi plastis
hingga fraktur, defleksi yang melebih lim it elastic archwire dapat menyebabkan
fraktur (Hernández dkk., 2014).
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian di atas, maka dapat diajukan rumusan masalah:
1. Apakah terdapat perbedaan deformasi permanen pada jenis archwire NiTi
(superelastic NiTi, therm al NiTi dan copper NiTi)?
2. Apakah lama waktu defleksi mempengaruhi deformasi permanen jenis archwire
NiTi (superelastic NiTi, therm al N iTi dan copper NiTi)?
3. Apakah ada interaksi antara pengaruh jenis archw ire dan lama waktu defleksi
terhadap perbedaan deformasi permanen pada superelastic N iTi, therm al N iTi
dan copper N iTi?
C. Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk:
1. M eneliti dan mempelajari karakteristik deformasi permanen pada jenis archwire
NiTi (superelastic NiTi, therm al N iTi dan copper NiTi).
6
2. M eneliti dan mempelajari pengaruh lama waktu defleksi terhadap deformasi
permanen jenis archwire N iTi (archwire superelastic NiTi, therm al NiTi dan
copper NiTi).
3. M enganalisis interaksi antara pengaruh jenis archwire dan lama waktu defleksi
terhadap deformasi permanen archwire superelastic NiTi, therm al NiTi dan
copper NiTi.
D. Manfaat Penelitian
Penelitian ini berguna untuk memberikan informasi baru mengenai karakteristik
mekanik deformasi permanen khususnya pada archwire superelastic NiTi, therm al
NiTi dan copper NiTi yang sering digunakan dalam praktek bidang ortodonti.
Informasi tersebut digunakan sebagai pertimbangan dalam memilih initial archwire
dengan kualitas terbaik untuk mengoreksi malposisi gigi geligi dengan kasus
keberjejalan tinggi yang membutuhkan defleksi besar dalam rentang waktu lama,
tanpa resiko terjadinya deformasi permanen.
E. Keaslian Penelitian
Berbagai penelitian mengenai archwire ortodonti telah banyak dilakukan.
Figueirêdo dkk. (2012) membandingkan karakteristik load-deflection dengan
uji three-point bending pada archwire NiTi yang aktif karena pengaruh suhu,
defleksi dilakukan sebesar 0,5 mm, 1 mm, 2 mm dan 3 mm. Hasil penelitian
menunjukkan bahwa perilaku mekanik dari archwire NiTi berbeda-beda
7
tergantung pada suhu transisi saat manufacturing, dan tidak terjadi deformasi
permanen pada archwire setelah uji three-point bending dilakukan.
Wierenga (2014) melakukan penelitian mengenai karakteristik mekanik
pada archwire ortodonti, hasil penelitian menunjukkan bahwa archwire NiTi
mulai mengalami deformasi pada defleksi sebesar 7 mm. Archwire CuAlNi
(copper aluminium nickel) menghasilkan gaya yang relatif konstan untuk
jangka waktu lama, histeresis minimal, modulus elastisitas rendah dan gaya
loading yang rendah saat didefleksi, sehingga dianggap sebagai material
tambahan yang penting dalam bidang ortodonti.
Hernández dkk. (2014) melakukan penelitian mengenai fatigue resistance pada
beberapa archwire NiTi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa fraktur akan terjadi
jika archwire NiTi didefleksi berkali-kali pada tempat yang sama dengan gaya yang
konsta n. Dijelaskan juga bahwa archwire stainless steel justru memiliki fatigue
resistance yang lebih besar daripada archw ire N iTi.
Gravina dkk. (2013) membandingkan karakteristik mekanik pada archwire NiTi
konvensional dan archw ire C uNiTi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa archw ire
CuNiTi memiliki karakteristik mekanik yang lebih baik. Harris dkk. (1988)
mempelajari sifat mekanik archw ire NiTi setelah 1, 2 dan 4 bulan deformasi dan
menemukan pengurangan yield strength sebanyak 0,2% dari 15%.
Andreasen dan Barret (1970) membandingkan beberapa jenis archwire ortodonti
menggunakan typodont dengan susunan gigi yang dibuat malposisi selama satu jam.
8
Hasil penelitian menunjukkan faktor-faktor yang menentukan deformasi permanen
pada archwire, yaitu besarnya simpangan yang terjadi, jarak interbracket dan jenis
archwire. Archwire N iTi terbukti memiliki working range 55% lebih besar
dibandingkan archwire stainless steel. Semakin besar working range archw ire maka
kemungkinan untuk terjadi deformasi permanen semakin kecil. Barrowes (1982)
membuktikan archwire NiTi mengalami deformasi permanen hingga 7% setelah
diaplikasikan pada defleksi tertentu selama 4 minggu.
Sepengetahuan penulis, penelitian yang dilakukan untuk melihat pengaruh lama
waktu defleksi terhadap deformasi permanen pada tiga jenis archwire Nikel Titanium
(superelastic NiTi, therm al NiTi dan copper NiTi) belum pernah dilakukan.