Sebuah Penelitian Tentang Pelepasan Ion Logam dari Empat Alloy Casting Gigi yang berbeda.

Abstrak

Rumusan masalah : Pelepasan unsur dari alloy casting gigi ke dalam lingkungan mulut merupakan salah satu pertimbangan klinis dan dianggap sebagai masalah kesehatan potensial bagi semua pasien.

Tujuan : Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengamati pelepasan ion logam dari mepat alloy logam dasar.

Bahan dan Metode: Dua alloy Ni-Cr (Minalux dan Supercast) dan dua alloy Co-Cr (Minalia dan Wironit) diteliti. Sembilan spesimen dari masing-masing tipe dipersiapkan dalam dimensi 13 x 11 x 14 dan masing-masing dari empat alloy (3 spesimen per kelompok) dikondiskan dalam saliva buatan pada suhu 37oC selama satu, tiga dan tujuh hari.
Media yang dikondisikan dianalisis pelepasan unsurnya dengan menggunakan ICPAES. Data yang dikumpulkan dianalisis secara statistik menggunakan uji ANOVA dan uji rentang ganda Duncan (P<0,05).

Hasil : Jumlah pelepasan unsur terbesar terlihat setelah tujuh hari 134,9 ppb Supercast, 159,2 ppb Minalux, 197,2 ppb Minalia, dan 2230,2 ppb Wironit). Ada perbedaan signifikan antara unsur-unsur yang dilepaskan dari alloy setelah tiga waktu pengkondisian (p<0,001).

Kesimpulan : Pelepasan unsur dari alloy-alloy yang diteliti sebanding dengan waktu pengkondisian. Alloy-alloy Ni-Cr yang diuji pada pengamatan ini lebih kebal terhadap korosi jika dibandingkan dengan alloy-alloy Co-Cr pada saliva buatan. Supercast memiliki resistensi korosi yang tertinggi.

Kata kuncu: Korosi, Pelepasan ion, Alloy logam dasar, ICPAES, Biokompatibilitas, Alloy gigi, Alloy nikel aluminiium, alloy Kobalt kromium.



PENDAHULUAN
   
Korosi merupakan sebuah proses kimia yang memiliki efek berbahaya terhadap sifat-sifat alloy gigi lainya seperti estetik, kekuatan dan biokompatibilitas. Identifikasi dan kuantifikasi unsur-unsur yang dilepaskan merupakan ukuran biokompatibilitas yang paling relevan. Toksisitas sistemik dan lokal, alergi dan mutagenesitas adalah akibat dari unsur-unsur dalam alloy yang dilepaskan selama korosi. Respon biologik terhadap unsur-unsur yang dikepaskan tergantung pada tipe dan kuantitasnya, durasi eksposur jaringan dan faktor-faktor lain.
   
Kuantitas korosi terkait dengan komposisi alloy, manipulasi, pH lingkungan, kekasaran permukaan, mikrostruktur alloy, dan faktor-faktor lain.
   
Prediksi korosi alloy berdasarkan komposisi ini terkadang tidak akurat karena banyak fase yang sering meningkatkan unsur-unsur yang dilepaskan. Disamping itu, zat-zat tertentu memiliki kecenderungan yang lebih tinggi untuk dilepaskan dari alloy gigi tanpa mmemperhitungkan komposisi alloy tersebut. Pelepasan unsur bisa dipengaruhi oleh kondisi-kondisi lingkungan tertentu, misalnya pengurangna pH bisa menyebabkan peningkatan pelepasan unsur-unsur tertentu dalam alloy gigi.
   
Alloy-alloy logam mulia telah terbukti cukup ideal untuk restorasi gigi, karena kekebalan korosinya dan biokompatibilitasnya. Meningkatnya harga emas menyebabkan banyakanya pemakaian alloy logam dasar. Alloy logam dasar (tidak termasuk yang berbasis titanium) pada umumnya memiliki sifat-sifat mekanis yang lebih baik jika dibandingkan dengan alloy-alloy logam mulia atau yang sangat mulia termasuk dari segi kekerasan, modulus elastisitas tinggi, pengetsaan untuk resin bonding dan range peleburan yang tinggi. Alloy-alloy ini juga memiliki beberapa karakteristik negatif seperti korosi yang jauh lebih tinggi pada sebuah lingkungan asam, penyelesaian dan pemolesan yang sulit, oksida gelap dan tebal, risiko alergi pasien dan sulit dipadatkan dan dituangkan.
   
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengevaluasi pelepasan ion logam dari empat alloy logam dasar. Hipotesis penelitian ini adalah bahwa ada perbedaan antara jumlah pelepasan ion dari keempat alloy logam dasar tersebut.

BAHAN DAN METODE
   
Alloy-alloy casting gigi yang digunakan dalam penelitian eksperimental ini terdiri dari dua alloy nikel-kromium (Thermabond alloy MFG, LosAngeles, CA) dan Minalux (Mavadkaram Iran Co, Tehran, Iran) dan dua alloy kobalt-kromium, Wironit (Bego, Bremen, Germany) dan Minalia (Mavadkaram Co, Tehran, Iran). Komposisi kimiawai dari alloy-alloy ini ditunjukkan pada Tabel I. Sembilan spesimen rektangular (11 x 13 x 1,4 mm) dari masing-masing alloy casting dibuat.
   
Pola wax dibuat dengan menggunakan wax plat dasar (Modelling wax, Dentsply Ltd, Weybrdige, UK). Wax dibentuk, ditanam dan dituang dalam material penanaman yang terikat fosfat (Accufit, Prevest Co, Cleveland, OH) dengan menggunakan teknik lost-wax konvensional. Semua proses penenaman pola wax, pembakaran dan penuangan dilakukan menurut instruksi pabrk. Spesimen-spesimen disemburkan dengan menggunakan 250µm aluminium oksida untuk menghilangkan material penanaman. Sprue dilepaskan dan spesimen diselesaikan dan dipolesi dengan menggunakan store burn masing-masing berwarna coklat, hijau, pink dan hitam, diikuti dengan roda-roda polesan karet hijau (Bego, Bremen, Germany). Terakhir, senyawa pemoles merah besi oksida diaplikasikan (Bego, Bremen, Germany). Semua tipe spesimen alloy diselesaikan dan dipolesi secara terpisah dengan menggunakan instrumen-instrumen yang terpisah.
   
Spesimen-spesimen dicelupkan dalam sebuah larutan deterjen selama 5 menit, digosok dengan sikat halus dan dicucui dengan air kran selama 5 menit dan air suling selama 5 menit lagi. Spesimen-spesiemen kemudian disimpan dalam 95% ethanol dan dibersihkan dengan sonikasi selama 5 menit, selanjutnya dikeluarkan dan disimpan dalam air suling dan dibersihkan dengan sonikasi selama 5 menit. Terakhir, spesimen-spesimen diautoclave pada suhu 121oC selama 16 menit.
   
Media pengkondisian yang digunakan dalam penelitian ini adalah saliva buatan yang dibuat dalam laboratorium (pH = 6,7). Sembilan spesimen dari masing-masing tipe alloy dibagi menjadi tiga kelompok dan masing-masing spesimen dicelupkan dalam 4,7 mL saliva buatan pada suhu 37o selama satu, tiga dan tujuh hari. Pada peneltian kali ini, rasio luas permukaan spesimen dengan volume media pengkondisian dibakukan menurut ISO 10271.
   
Media pengkondisian dianalisis pelepasan ion Ni, Cr, Co, Mo dan Be nya dengan menggunakan ICPAES (Maxim, Fisons Co, USA). Pembacaan absorbansi sebanyak tiga kali per unsur dilakukan untuk masing-masing sampel. Masing-masing pembacaan digunakan untuk menentukan konsentrasi rata-rata dari unsur-unsur berbeda dalam satua ppb yang dilepaskan dari alloy.
   
Konsentrasi rata-rata unsur yang dilepaskan dari spesimen dinyatakan dalam ppb dengan batas pendeteksian 6 ppb. Analisis dua-arah terhadpa varians diikuti dengan uji Duncan digunakan untuk menganalisis nilai mean (standar deviasi) unsur-unsur yang dilepaskan dari alloy-alloy-alloy yang diteliti. Perbedaan statistik ditentukan pada tingkat signfikansi P<0,05).

HASIL
   
Hasil unsur-unsur yang dilepaskan dari alloy yang diteliti dalam saliva buatan untuk tiga waktu pengkondisian yang diukur dengan ICPAES ditunjukkan pada Tabel 2.
   
Secara keseluruhan, setelah 7 hari waktu pengkondisian, Wironit memiliki jumlah pelepasan unsur tertinggi (Co) diikuti dengan Minalia (Co). Supercast menunjukkan jumlah pelepasan unsur paling sedikit (Ni).
   
Analisis statistik terhadap unsur-unsur yang dilepaskan untuk tiga waktu pengkondisian, menunjukkan bahwa tipe alloy dan waktu pengkondisian memiliki efek yang signifkan secara statistik terhadap jumlah pelepasan unsur (P<0,001).
   
Analisis kadar Ni yang dilepaskan dari alloy Ni-Cr yang diuji pada interval-interval waktu yang diuji, menunjukkan jumlah pelepasan yang lebih kecil secara statistik dari  Supercast jika dibandingkan dengan Minalux (P<0,001). Demikian juga, kadar ion Cr yang dilepaskan oleh Minalux dan Minalia lebih tinggi dari yang dilepaskan oleh Supercast dan Wironit pada hari pertama (P<0,001).
   
Tidak ada perbedaan yang signifikan secara statistik antara jumlah Cr yang dilepaskan dari alloy yang diuji setelah hari ketiga (P=0,143). Setelah 7 hari, Minalia dan Supercast melepaskan jumlah ion Ni yang secara signifikan paling tinggi dan paling rendah, masing-masing (p<0,001). Perbedaan pelepasan Cr tidak signifikan antara Minalux dan Wironit selama periode waktu yang sama (p=0,195). Ada perbedaan yang signifikan secara statistik dalam hal jumlah Co yang dilepaskan  dari alloy Co-Cr selama tiga periode pengujian (p<0,001). Alloy Minalia melepaskan ion Co dengan kadar yang meningkat dan berbeda secara statistik setelah 1 dan 3 hari tapi tidka pada hari ke-7, Wironit melepaskan ion Co dengan jumlah yang lebih besar (p<0,001).
   
Ion-ion Mo hanya dilepaskan dari alloy Minalia pada hari pertama. Wironit melepaskan jumlah ion Mo yang secara signifikan paling tinggi dan Supercast yang paling rendah setelah tiga hari (p<0,001). Ada perbedaan signifikan dalam hal jumlah ion-ion Mo yang dilepaskan dari alloy-alloy yang diuji setelah 7 hari (p<0,001). Wironit diikuti oleh Minalux melepaskan jumlah tertinggi. Tidak ada perbedaan signifikan dalam hal pelepasan Mo dari Supercast dan Minalia stelah 7 hari (p=0,068). Pelepasan Be dari Supercast tidak dideteksi pada periode pengkondisian manapun.

PEMBAHASAN
   
Korosi diukur dengan beberapa cara. Ini bisa ditentukan secara visual dengan cara mengamati permukaan alloy, dengan berbagai bentuk uji elektrokimia yang mengukur pelepasan unsur melalui aliran elektron yang dilepaskan atau secara tidak langsung dengan uji yang mengukur unsur-unsur yang dilepaskan oleh metode-metode spektroskopi. Walaupun alloy-alloy dianggap memiliki  ketahanan korosi yang baik, namun penelitian in vitro dan in vivo telah menunjukkan bahwa ion-ion logam bisa dilepaskan kedalam lingkungan sekitar.
   
Dalam penelitian ini, korosi kimia dan pelepasan ion dari empat alloy casting gigi diteliti. Hasil dari ICPAES menunjukkan peningkatan jumlah unsur yang dilepaskan dalam kaitannya dengan waktu pengkondisian. Peningkatan pelepasan terkait dengan kerentanan korosi dari alloy. Lebih besarnya jumlah pelepasan unsur (khususnya Ni) dari Minalux (P<0,001) sebagaimana jika dibandingkan dengan Supercast, bisa terkait dengan kandungan Cr dan Mo yang lebih rendah pada Minalux. Alloy Supercast memiliki lebih banyak Cr dan Mo dalam komposisinya, sehingga kurang rentan terhadap korosi. Cr ditambahkan ke dalam alloy-alloy yang berbasis nikel untuk meningkatkannya kemampuannya dalam membentuk sebuah laposan oksida protektif pada permukaan. Telah ditunjukkan bahwa kandungan kromium sekitar 16 sampai 27 persen bisa memberikan kketahanan korosi yang optimum untuk alloy-alloy yang berbasis nikel. Disamping itu, Mo memerang sebuah peran aktif dalam pembentukan lapisan oksida. Dengan demikian, peningkatan konsentrasi Cr dan Mo pada lapisan permukaan bisa secara sinergis mengurangi tingkat pelarutan logam.
   
Struktur fase dari sebuah alloy sangat penting bagi sifat-sifat korosinya dan biokompatibilitasnya. Interaksi antara lingkungan biologik dengan struktur fase adalah yang menentukan unsur mana yang akan dilepaskan dan bagaimana tubuh akan merespon terhadap alloy. Sebuah alloy tidak harus melepaskan unsur dalam kaitannya dengan komposisinya. Banyak fase yang sering meningkatkan pelepasan unsur dari allooy. Untuk ketahanan korosi, disamping kemuliaan logam, sebuah alloy memerlukan mikrostruktur homogen. Telah ditunjukkan bahwa mikrostruktur alloy Ni-Cr bukan fase tunggal dan demikian juga tidak menunjukkan homogeneitas kimawi. Ini berarti bahwa ada plat-plat disamping plat lainnya dengan sebuah komposisi berbda yang bertindak sebagai sel-sel elektromikia.
   
Berkenaan dengan alloy-alloy Co-Cr yang diteliti, pelepasan unsur lebih tinggi pada Wironit dibading pada Minalia. Ini bisa diakibatkan oleh kandungan Cr Wironit yang lebih rendah.
   
Berelium meningkatkan korosi alloy gigi, tapi pelepasannya dari Supercast berada di bawah batas pendeteksian yang ditentukan yaitu 6 ppb untuk semua periode yang diuji.
   
Pelepasan Cr dari alloy-alloy Ni-Cr dan Co-Cr yang diteliti jauh lebih rendah jika dibandingkan dengan pelepasan Co dan Ni. Penelitian-penelitian lain juga telah menunjukkan hasil yang sama untuk pelepasan Cr yang rendah pada saliva buatan, asam laktat dan larutan garam. Pada penelitian kali ini, alloy Co-Cr lebih rentan korosi dibanding alloy-alloy Ni-Cr. Temuan ini sesuai dengan hasil dari penelitian Al-Hiyasat dkk. Geis-Gerstorfer dkk., menunjukkan bahwa alloy Co-Cr-Mo lebih tahan korosi jika dibandingkan dengan alloy No-Cr-Mo, yang bisa terkait dengan media pengkondisian. Tipe-tipe media pengkondisian yang berbeda seperti media kultur sel, saliva buatan, larutan garam dan asam encer telah digunakan dalam penelitian sebelumnya. Media ini mengandung berbagia mineral dan konstituen organik yang bisa memiliki sebuah pengaruh terhadap kerentanan korosi dari alloy. pH yang berubah-ubah, kandungan garam dan protein bisa menghaslkan pelepasan unsur yang lebih besar dari alloy. Berbagai penelitian telah menggunakan media pengkondisian yang berbeda: saliva buatan digunakan dalam peneltian kali ini, Al-Hiyasat dkk., menggunakan air suling dan Geis-Gerstorfer dkk., menggunakan kombinasi asam laktat dan sodium klorida. Saliva buatan yang digunakan dalam penelitian ini merupakan sebuah lingkungan yang kurang agresif.

KESIMPULAN
   
Dalam batasan peneltian ini, kesimpulan yang diambil adalah sebagai berikut :
1.Alloy-alloy Ni-Cr yang diuji dalam penelitian ini lebih kebal terhadap korosi pada media pengkondisian saliva buatan, jika dibandingkan dengan alloy-alloy Co-Cr.
2.Alloy Supercast memiliki jumlah pelepasan unsur terkecil dan Wironit paling rentan terhadap pelepasan ion logam diantara empat alloy gigi yang diuji.
3.Jumlah pelepasan unsur meningkat seiring dengan meningkatnya waktu pengkondisian.