Alginat PDF

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Pada akhir abad ke-19, seorang ahli kimia dari Skotlandia memperhatikan bahwa

rumput laut tertentu yang bernama Brown Algae bisa menghasilkan suatu ekstrak lendir,

yang disebut algin.1 Alginat merupakan kopolimer linear yang mengandung banyak

asam uronat yaitu β-D asam mannuronat dan α-L asam guluronat.2 Asam anhydro-β-d

mannuronic disebut juga asam alginik.1 Asam alginik serta kebanyakan garam

anorganik tidak larut dalam air, tetapi garam yang diperoleh dengan natrium, kalium,

amonium larut dalam air.1

Dalam pemanipulasiannya bahan cetak alginat yang berupa bubuk dicampur

dengan air membentuk gel. Komponen yang reaktif dari bahan cetak alginat adalah

garam natrium atau kalium dari asam alginat dan kalsium sulfat yang ketika dicampur

dengan air membentuk sebuah sol. Kalsium mengganti monovalen kation natrium dan

kalium, memungkinkan rantai silang dari garam alginat dan menghasilkan pembentukan

gel.3

Seperti hidrokoloid lainnya, alginat mengandung air sekitar 85 % dan rentan

terhadap distorsi yang disebabkan oleh pengembangan yang terkait dengan imbibisi

(penyerapan air) atau pengkerutan yang terkait dengan sineresis (penguapan air).4

Phillips menyebutkan bahwa bahan cetak hidrokoloid mengandung banyak

sekali air, hal ini akan mempengaruhi sifat sineresis dan imbibisi dari bahan. Cetakan

Universitas Sumatera Utara

alginat bila dibiarkan di udara terbuka, air dalam alginat akan menguap yang dikenal

sebagai sineresis. Keadaan ini dapat menyebabkan hasil cetakan mengkerut. Sebaliknya,

untuk menghindari terjadinya pengkerutan, hasil cetakan direndam dalam air, sehingga

terjadi penyerapan air hal ini dikenal sebagai peristiwa imbibisi.1

Buchan dan Peggie mendapatkan persen kehilangan air di udara terbuka pada

bahan cetak alginat yaitu: 0,59% (setelah 1 jam); 1,57% (setelah 2 jam); 12,74%

(setelah 20 jam); 28,00 % (setelah 48 jam); 48,30% (setelah 72 jam).5

Swartz dkk mengatakan bahwa perubahan air pada hidrokoloid dikaitkan dengan

media penyimpanannya.6 Persentase perubahan air pada hidrokoloid yang dibiarkan di

udara terbuka akan terlihat pada Gambar 1 dan 2 berikut.

Gambar 1. Persentase perubahan kandungan air pada hidrokoloid dari beberapa media penyimpanan (di udara terbuka, 100% kelembaban, 2% K2SO4, dan H2O).6


Mereka telah meneliti tentang persentase kehilangan air oleh sineresis tetapi

belum ada yang mempelajari tentang waktu akhir dari sineresis dan besar persentase

kehilangan berat waktu akhir sineresis.

1.2 Perumusan Masalah

Dari uraian di atas timbul permasalahan :

1. Berapa jumlah kehilangan berat alginat pada proses sineresis?

2. Kapan waktu akhir proses sineresis bila bahan cetak alginat dibiarkan di udara

terbuka?

3. Apakah ada perbedaan persentase kehilangan berat alginat pada waktu akhir

sineresis beberapa bahan cetak alginat?

Gambar 2. Persentase perubahan air pada interval waktu yang berbeda, diberbagai area dari cetakan hidrokoloid ketika disimpan di udara terbuka. Garis tebal disebelah kiri adalah bagian terluar dari bahan cetak hidrokoloid dengan garis berikutnya menunjukkan daerah semakin lebih dalam.6


1.3 Hipotesis Penelitian

Tidak ada perbedaan persentase kehilangan berat alginat pada waktu akhir

sineresis pada beberapa bahan cetak alginat.

1.4 Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui:

1. Jumlah kehilangan berat alginat pada proses sineresis.

2. Waktu akhir proses sineresis bila bahan cetak alginat dibiarkan di udara

terbuka.

3. Perbedaan persentase kehilangan berat alginat pada waktu akhir sineresis pada

beberapa bahan cetak alginat.

1.5 Manfaat Penelitian Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberi informasi tentang waktu akhir

sineresis, perbedaan waktu akhir sineresis pada beberapa bahan cetak dan persentase

kehilangan berat alginat pada waktu akhir sineresis.


BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

Bahan cetak dapat dikelompokkan sebagai reversibel atau ireversibel,

berdasarkan pada cara bahan tersebut mengeras. Istilah ireversibel menunjukkan bahwa

reaksi kimia telah terjadi; sehingga, bahan tidak dapat diubah kembali ke keadaan

semula pada klinik dokter gigi. Misalnya, hidrokoloid alginat, pasta cetak oksida seng

eugenol (OSE), dan plaster of Paris mengeras dengan reaksi kimia, sedang bahan cetak

elastomerik mengeras dengan polimerisasi. Sebaliknya, reversibel berarti bahan tersebut

melunak dengan pemanasan dan memadat dengan pendinginan, tanpa terjadi perubahan

kimia.1

2.1 Alginat

Alginat adalah material cetakan gigi yang paling banyak digunakan. Bahan

utama alginat adalah salah satu soluble alginat. Alginat merupakan kopolimer linear

yang mengandung banyak asam uronat yaitu β-D asam mannuronat dan α-L asam

guluronat.2 Asam anhydro-β-d mannuronic disebut juga asam alginik, yang rumus

strukturnya terlihat dalam Gambar 3.1 Alginat berfungsi untuk membuat duplikasi

jaringan rongga mulut dengan baik dan akurat. Bubuk alginat mengandung beberapa

bahan-bahan yang mempunyai fungsi masing-masing. Ketika air dicampur dengan

bubuk alginat, massa berupa plastik lembut akan terbentuk dan kemudian menjadi gel

irreversibel setelah beberapa menit pencampuran.


2.1.1 Komposisi Alginat

Komponen aktif utama dari bahan cetak hidrokoloid ireversibel adalah salah satu

alginat yang larut air, seperti natrium atau kalium. Bila alginat larut air dicampur

dengan air, bahan tersebut membentuk sol. Sol sangat kental meskipun dalam

konsentrasi rendah; alginat yang dapat larut membentuk sol dengan cepat bila bubuk

alginat dan air dicampur dengan kuat. Berat molekul dari campuran alginat amat

bervariasi, bergantung pada buatan pabrik. Semakin besar berat molekul, semakin

kental sol yang terjadi. Bubuk alginat yang diproduksi pabrik mengandung sejumlah

komponen. Tabel 1 menunjukkan suatu formula untuk komponen bubuk bahan cetak

alginat dengan fungsi dari masing-masing komponen.1

Proporsi yang tepat dari masing-masing bahan kimia yang digunakan bervariasi

sesuai dengan jenis bahan mentah yang digunakan. Tujuan ditambahkannya tanah

diatoma adalah untuk berfungsi sebagai pengisi. Bila bahan pengisi ditambahkan

dengan jumlah yang tepat, akan dapat meningkatkan kekuatan dan kekerasan gel

alginat, menghasilkan tekstur yang halus, dan menjamin permukaan gel padat, yang

tidak bergelombang. Bahan tersebut juga membantu permukaan sol dengan

menghamburkan partikel bubuk alginat dalam air. Tanpa suatu bahan pengisi, gel yang

terbentuk tidak kuat dan menunjukkan permukaan yang lengket tertutupi dengan

Gambar 3. Rumus bangun struktur asam alginik.1


eksudat hasil dari sineresis. Oksida seng juga berfungsi sebagai bahan pengisi dan

mempengaruhi sifat fisik serta waktu pengerasan gel.1

Kalsium sulfat dapat digunakan sebagai reaktor. Bentuk dihidrat umumnya

digunakan, tetapi untuk keadaan tertentu hemihidrat menghasilkan waktu penyimpanan

bubuk yang lebih lama serta kestabilan dimensi gel yang lebih memuaskan. Flourida,

seperti kalium titanium fluorid ditambahkan pada alginat sebagai bahan mempercepat

pengerasan stone untuk mendapat permukaan model stone yang keras dan padat

terhadap cetakan.1

Tabel 1. Komposisi dari Bubuk Bahan Cetak Alginat1

Komponen Persentase berat Fungsi

Kalium alginat 15 Sebagai pelarut di dalam air dan bereaksi dengan ion kalsium

Kalsium sulfat 16 Bereaksi dengan kalium alginat membentuk gel kalsium alginat tidak larut air

Natrium posfat 2 Bereaksi khusus dengan ion kalsium untuk menyediakan waktu kerja sebelum gelasi

Pengisi, seperti diatomaceous earth

60 Sebagai partikel pengisi

Oksida seng 4 Sebagai partikel pengisi

Kalium titanium fluorida 3 Sebagai pemercepat pengerasan stone


2.1.2. Reaksi Kimia

2.1.2.1 Struktur Gel

Pada natrium atau kalium alginat, kation terikat pada kelompok karboksil untuk

membentuk ester atau garam. Bila garam tidak larut dibentuk melalui reaksi natrium

alginat dalam larutan dengan garam kalsium, ion kalsium akan menggantikan ion

natrium dalam 2 molekul berdekatan untuk membentuk ikatan silang antara 2 molekul.

Dengan berkembangnya reaksi, ikatan silang kompleks molekuler atau network polimer

akan terbentuk.1

Molekul-molekul dasar mewakili garam natrium dari asam alginik, dengan

atom H dari kelompok karboksil digantikan oleh atom natrium. Dengan pengecualian

kelompok polar, semua rantai samping dihilangkan untuk penyederhanaan. Beberapa

ion natrium belum bereaksi, tetapi nantinya akan digantikan oleh ion kalsium seperti

terlihat dalam kelompok polar lainnya. Jadi, molekul natrium alginat tunggal dapat

diikat untuk membentuk molekul yang lebih besar atau secara teoritis disebut satu

molekul besar. Reaksi ini bisa dikelompokkan sebagai bentuk polimerisasi karena

terjadi ikatan silang.1

Bila suatu garam larut air seperti kalsium klorida digunakan sebagai reaktor,

ikatan akan selesai terbentuk dalam beberapa detik dan keseluruhan sol diubah menjadi

kalsium alginat tidak larut secara cepat, sehingga menghasilkan massa yang tidak

berguna. Kalsium sulfat, yang kurang larut dibandingkan kalsium klorida, memasok ion

kalsium pada kecepatan lebih rendah sehingga hanya sebagian dari molekul alginat


yang menjadi saling terkait. Sol yang tertinggal akan terbungkus dalam suatu selubung

kalsium alginat tidak larut. Akibatnya, reaksi tidak berlanjut sampai sempurna.1

2.1.2.2 Proses Gelasi Gelasi adalah perubahan cairan menjadi padat melalui pembentukan ikatan

kimia atau fisik jaringan antar molekul-molekul cairan. Gelasi merupakan suatu

kejadian dimana ketika larutan tiba-tiba kehilangan cairan dan berubah menjadi padat.7

Reaksi khas sol-gel dapat digambarkan secara sederhana sebagai reaksi alginat

larut air dengan kalsium sulfat dan pembentukan gel kalsium alginat yang tidak larut.

Kalsium sulfat bereaksi dengan cepat untuk membentuk kalsium alginat tidak larut dari

kalium atau natrium alginat dalam suatu larutan cair. Produksi kalsium alginat ini begitu

cepat sehingga tidak menyediakan cukup waktu kerja. Jadi, suatu garam larut air ketiga,

seperti trinatrium fosfat ditambahkan pada larutan untuk memperpanjang waktu kerja.

Strateginya adalah kalsium sulfat akan lebih suka bereaksi dengan garam lain dibanding

alginat larut air. Jadi, reaksi antara kalsium sulfat dan alginat larut air dapat dicegah

asalkan ada trinatrium fosfat yang tidak bereaksi. Sebagai contoh, bila sejumlah kalsium

sulfat, kalium alginat, dan proporsi yang tepat, reaksi berikut terjadi pertama kali :

2Na3PO4 + 3 CaSO4 → Ca3(PO)4 + 3 Na2SO4

Bila pasokan trinatrium fosfat menipis, ion kalsium mulai bereaksi dengan kalium

alginat untuk membuat kalsium alginat seperti berikut :

K2nAlg + nCaSO4 → nK2SO4 + CanAlg

Garam yang ditambahkan dikenal sebagai bahan memperlambat (retarder). Ada

sejumlah garam larut air yang dapat digunakan, seperti natrium atau kalium fosfat,


kalium oksalat, atau kalium karbonat, trinatrium fosfat, natrium tripolifosfat dan

trenatrium pirofosfat. Dua nama yang terakhir adalah yang paling sering digunakan

dewasa ini. Jumlah bahan memperlambat (natrium fosfat) harus disesuaikan dengan

hati-hati untuk mendapat waktu gelasi yang tepat. Umumnya, bila kira- kira 15 gr bubuk

dicampur dengan 40 ml air, gelasi akan terjadi dalam waktu sekitar 3-4 menit pada

temperatur ruangan.1

2.1.2.2.1 Kandungan Air Pada Alginat

Seperti hidrokoloid lainnya, alginat mengandung air sekitar 85 % dan rentan

terhadap distorsi yang disebabkan oleh pengembangan yang terkait dengan imbibisi

(penyerapan air) atau pengkerutan yang terkait dengan sineresis (penguapan air).4

Alginat adalah gel polimer, dengan air sebagai media interstisial, dan karena itu

diklasifikasikan sebagai hidrogel.7

Keberadaan fisik air pada polimer hidrogel biasanya dalam bentuk padat, cair,

dan uap. Air pada fase absorbsi dapat terikat (contoh padat, dimana air terperangkap)

maupun tidak terikat/bebas (air bergerak).7

2.1.2.2.1.1 Air Bebas Air bebas terletak pada pori-pori dari partikel filler seperti diatomaceous earth.8

Air bebas yang terperangkap di antara partikel filler rentan terhadap kenaikan dan

penurunan volumetrik, hal ini sebagai akibat dari sineresis atau imbibisi.3

Air bebas dalam hidrogel telah dijelaskan sebagai air “ plasticizing” (air yang

membuat gel menjadi bersifat plastik) dengan menyatu pada partikel polimer dan

membuat stabilitas yang lebih tinggi.7


Air bebas mempunyai waktu relaksasi yang lebih panjang dibandingkan dengan

air terikat.8

2.1.2.2.1.2 Air Terikat Air terikat yang dikeluarkan melalui proses sineresis merupakan hasil dari reaksi

kondensasi7, yaitu:

Ca-OH + Ca-OH Ca-O-Ca + H2O

Dari hal ini maka alginat dengan rasio yang lebih tinggi kalsium dari natrium

kehilangan airnya lebih cepat dibandingkan dengan rasio yang lebih rendah kalsium dari

natrium.8

Imbery dkk mengatakan bahwa sineresis adalah hasil dari penyusunan kembali

rantai silang polimer alginat untuk konfigurasi yang lebih stabil, sehingga terjadi

pengeluaran air terikat.3

Fellows dan Thomas mengatakan bahwa air yang keluar pada alginat berupa air

yang bebas dan terikat. Dengan menggunakan Nuclear Magnetic Resonance (NMR)

mereka telah meneliti jumlah kandungan air terikat pada alginat yaitu sangat sedikit

(<5%).8

2.1.3 Sifat-sifat Umum Alginat mempunyai beberapa sifat-sifat umum. Sifat-sifat itu antara lain :

1. Plastis

Sifat bahan cetak yang dapat diterima mulut adalah yang bersifat plastis saat

dimasukkan ke dalam rongga mulut, sehingga dapat mencetak detail yang halus.9


2. Fleksibel

Bahan cetak juga harus bersifat fleksibel pada saat dilepas dari mulut sehingga

dapat mencetak daerah undercut tanpa mengubah dimensi bentuk hasil cetakan semula.9

3. Sineresis

Apabila hasil cetakan alginat dibiarkan di udara terbuka, air dalam alginat akan

menguap. Keadaan ini dapat menyebabkan hasil cetakan mengkerut sehingga disebut

sebagai peristiwa sineresis.1

4. Imbibisi

Apabila hasil cetakan direndam dalam air menyebabkan terjadinya penyerapan

air dan peristiwa ini disebut imbibisi.1

5. Kestabilan pada penyimpanan

Bubuk alginat tidak stabil bila disimpan pada ruangan lembab atau kondisi yang

lebih hangat daripada suhu kamar.9

6. Kompatibilitas

Alginat dapat kompatibel dengan model plaster dan stone.9

7. Toksisitas dan Irritabilitas

Alginat tidak toksis dan tidak mengiritasi, rasa dan baunya biasanya dapat

ditoleransi.9

2.1.4 Pemanipulasian Alginat

Bahan cetak alginat mudah digunakan. Bahan ini bersifat hidrofilik, sehingga

permukaan jaringan yang lembab bukanlah kendala. Umumnya, alginat digunakan

sebagai cetakan awal untuk membuat sendok cetak perseorangan untuk mendapat


cetakan kedua yang lebih akurat atau untuk membuat model studi yang membantu

dalam pembuatan rencana perawatan dan diskusi dengan pasien. Tidak seperti banyak

bahan cetak lainnya, alginat tidak mempunyai kisaran kekentalan yang jauh berbeda.1

2.1.4.1 Mempersiapkan Pengadukan Bubuk alginat yang telah ditakar ditaburkan ke dalam air yang juga telah ditakar

dan ditempatkan pada rubber bowl yang bersih. Bubuk alginat dan air disatukan dengan

pengadukan secara hati-hati menggunakan spatula. Perhatikan agar udara tidak terjebak

dalam campuran. Pengadukan bahan alginat yang tidak tepat dapat merusak kualitas

hasil cetakan. Gerakan angka delapan dengan cepat adalah yang terbaik, dengan adukan

dihentakkan dan ditekan pada dinding rubber bowl dengan putaran intermiten (180°)

dari spatula untuk mengeluarkan gelembung udara. Ini adalah cara efektif dalam

mengatasi gelembung udara dan meningkatkan kesempurnaan adukan. Semua bubuk

alginat haruslah tercampur, bila terdapat sisa bubuk, gel yang baik tidak akan terbentuk

dan sifat bahan menjadi kurang sempurna.1

Waktu pengadukan amatlah penting, misalnya, kekuatan gel dapat berkurang

sampai 50% bila pengadukan tidak sempurna. Waktu pengadukan 45 detik sampai 1

menit umumnya sudah cukup, bergantung pada merek dan jenis alginat. Hasilnya harus

berupa campuran seperti krim yang halus serta tidak menetes dari spatula ketika

diangkat dari rubber bowl. Bila digunakan produk yang unggul, campuran seperti krim

yang halus dijamin dapat diperoleh.1

Peralatan yang bersih adalah penting karena banyak masalah dan kegagalan

yang disebabkan karena alat pengaduk yang kotor atau terkontaminasi. Kontaminasi


selama pengadukan dapat membuat bahan mengeras terlalu cepat, kekentalannya tidak

sempurna atau malahan robeknya cetakan ketika dikeluarkan dari mulut. Sebagai

contoh, sepotong kecil gipsum yang tersisa pada rubber bowl dari adukan plaster atau

stone sebelumnya, dapat mengkontaminasi bahan cetak dan mempercepat pengerasan.

Sebaiknya digunakan rubber bowl berbeda untuk mengaduk alginate dan stone.1

Idealnya bubuk alginat harus ditimbang dan bukan diukur secara volumetrik

dengan sendok penakar, seperti yang banyak dianjurkan oleh pabrik. Meskipun metode

penakaran dengan sendok sangat menyimpang, tidak mungkin ada variasi berat bubuk

per sendok takaran yang lebih besar dari 0,2-0,4 gr. Variasi semacam itu dalam sekali

pengadukan tidak banyak mempengaruhi sifat fisik.1

Namun bila petunjuk pabrik tidak ditaati dengan baik, sifat manipulasi dari

campuran alginat akan terpengaruh. Misalnya, variasi perbandingan bubuk alginat dan

air sebesar 15% sudah dapat mempengaruhi waktu pengerasan dan konsistensi secara

nyata.1

2.2 Sineresis 2.2.1 Pengertian Sineresis Menurut Craig (2006), sineresis adalah suatu proses yang menyebabkan

terbentuknya eksudat (cairan) pada permukaan gel alginat.2

Menurut McCabe (2008), proses sineresis merupakan akibat dari tekanan yang

terjadi terhadap air yang berada diantara rantai polisakarida yang berakibat keluarnya


tetes-tetes kecil air pada permukaan bahan cetak. Air dapat keluar dari alginat oleh

karena penguapan.10

Menurut Phillips (1996), cairan yang muncul di permukaan gel selama dan

sesudah proses sineresis tidak murni air, tetapi kemungkinan alkali atau asam

tergantung pada komposisi gel.1

2.2.2 Reaksi Kimia Sineresis

Sineresis dalam sistem hidrogel umumnya dikaitkan dengan pembentukan rantai

baru setelah reaksi kondensasi, seperti persamaan berikut :

Ca-OH + HO-Ca Ca-O-Ca + H2O

Bagaimana pembentukan rantai menimbulkan pengkerutan? Hal ini dimulai dengan

terjadinya reaksi kondensasi antara dua kelompok Ca-OH (reaksi kondensasi adalah

reaksi penggabungan antara dua senyawa yang memiliki gugus fungsi dengan

menghasilkan molekul yang lebih besar, dalam hal ini biasanya dibebaskan air).

Molekul lebih besar yang terbentuk dari hasil reaksi kondensasi adalah Ca-O-Ca. Selain

itu hasil reaksi kondensasi tersebut menyebabkan dibebaskannya H2O (air). Proses

dikeluarkannya air tersebut disebut sebagai sineresis, dan akibatnya gel mengkerut.7


2.2.3 Faktor-Faktor Yang Menyebabkan Terjadinya Sineresis

Proses sineresis pada cetakan dapat terjadi karena :

1. Cetakan terlalu lama diletakkan atau disimpan di udara terbuka.

Sesudah cetakan dikeluarkan dari mulut, penyimpanan cetakan yang terlalu lama

akan menyebabkan penguapan dan sineresis sehingga dimensi berubah dan tidak

akurat.2

2. Kenaikan suhu.

Bila suhu udara naik atau lebih tinggi dari suhu kamar, maka setelah cetakan

dikeluarkan dari dalam mulut, cetakan tersebut akan mengalami sineresis.9


Alginat PDF

Documents

Transcript of Alginat PDF