## PELEPASAN ION NIKEL DAN KROMIUM BRACKET STAINLESS STELL YANG DIRENDAM DALAM MINUMAN ISOTONIK
Nathalia Pranata Wasono 1) , Youla A. Assa 1) , P.S Anindita 1)
1) Program Studi Pendidikan Dokter Gigi Fakultas Kedokteran

## ABSTRACT
Bracket  is  one  of  ortodonti  care  components  that  stay  the  longest    in  the  mouth.  Stainless  steel bracket is a  type of bracket  mostly  used,  and  commonly contains  chromium and  nickel  due  to  its good  mechanical  components,  economical  and  relatively  resistant  to  corrosion.  Stainless  steel bracket  will  interact  with  their  environment  in  the  mouth  cavity  and  leads  to  corrosion  process. Chromium and nickel are released as corrosion process takes place and in turn, these compounds get in to the body and can cause hypersensitivity reactions. The present study was design to identify the  amount  of  chromium  and  nickel  discharged  from  stainless  steel  bracket  soaked  in  isotonic drink.  Laboratory  experimental was employed  using  post  test  only  control  design. Samples collected  were  tested  using  spektrofotometri  UV-VIS  for  ion  releasing  of  chromium  and  nickel. Eight solution samples were divided into 2 groups of four. Stainless steel brackets were soaked in to saliva without isotonic drink and the other brackets were soaked into saliva with isotonic drink for 208 minutes in 37 0 C incubator. Research results showed that an average of 0,125 ppm of nickel and 0.014 ppm of chromium were discharged from treated isotonic drink.
Key words : stainless steel bracket, isotonic drink, nickel and chromium ion.

## ABSTRAK
Braket  merupakan  salah  satu  komponen  perawatan  ortodonti  cekat  yang  paling  lama  berada  di dalam  mulut.  Braket stainless  steel merupakan  salah  satu  jenis  braket  yang  paling  sering digunakan,  umumnya  mengandung  kromium  dan  nikel  dikarenakan  komponen  mekanisnya  yang baik,  ekonomis  dan  relatif  tahan  terhadap  korosi.  Braket stainless  steel akan  berinteraksi  dengan lingkungan  dalam  rongga  mulut  sehingga  menyebabkan  proses  korosi.  Pada  proses  korosi  terjadi pelepasan logam kromium dan nikel yang dapat masuk ke dalam tubuh dan dapat mengakibatkan reaksi  hipersensitivitas. Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk  mengetahui jumlah  pelepasan  ion Ni dan Cr dari braket stainless steel yang direndam dalam  minuman isotonik. Jenis penelitian ini ialah  eksperimental  laboratorik  dengan  rancangan post  test  only  control  design. Sampel  diuji menggunakan spektrofotometri UV-Vis untuk mengetahui pelepasan ion Ni dan Cr. Delapan buah sampel  berupa  larutan  dibagi  menjadi  2  kelompok  masing-masing  dengan  4  buah  sampel.  Braket stainless steel direndam dalam saliva tanpa minuman isotonik dan saliva dengan minuman isotonik selama  208  menit  dalam  inkubator  37 o C.  Hasil  penelitian  menunjukkan  pada  kelompok  yang direndam dengan minuman isotonik terjadi pelepasan ion Ni dan Cr dengan rerata pelepasan ion Ni pada kelompok perlakuan 0,125 ppm dan pelepasan ion Cr pada kelompok perlakuan 0,014 ppm.
Kata kunci : braket stainless steel , minuman isotonik, ion Ni dan Cr

## PENDAHULUAN
Penggunaan ortodonti cekat saat ini banyak  digunakan  di  masyarakat  luas. Orang  dewasa,  remaja  dan  anak-anak menggunakan  ortodonti  cekat  yang  telah menjadi  sebagian  dari  gaya  hidup  dan merupakan  salah  satu  perawatan  gigi yang  penting,  namun  kendala  dalam perawatan ortodonti cekat yaitu perawatan  yang  memerlukan  waktu  lama sehingga  diperlukan  komponen  alat  yang aman di dalam mulut.
Dalam  perawatan  ortodonti  cekat terdapat beberapa komponen di dalamnya meliputi  kawat,  band,  dan  braket. Material  dari  perawatan  ortodonti  cekat ini  beragam  antara  lain  braket  yang terbuat  dari stainless  steel ,  polikarbonat, keramik  atau  kombinasi  polikarbonat- keramik, serta titanium (Oh et al , 2005).
Braket dengan bahan stainless steel merupakan braket yang banyak digunakan  di  klinik  karena  mempunyai kekuatan  tinggi,  tahan  korosi,  dan  biaya relatif  murah. Stainless  steel yaitu  logam campuran  dari  besi  (komponen  utama), kromium  18-20%,  nikel  8-10%  dan sejumlah  kecil  mangaan,  silikon  dan karbon  yang  kadar  kurang  dari  0,1%. Kromium  (Cr)  berfungsi  meningkatkan ketahanan  terhadap  korosi.  Kromium pada  permukaan  logam  bereaksi  dengan oksigen  membentuk  kromium  oksida yang  tahan  terhadap  korosi.  Nikel  (Ni) berfungsi  membantu  ketahanan  logam terhadap  korosi  serta  memperkuat  logam (House et  al ,  2008;  Maijer  dan  Smith, 1986).
Korosi  adalah  reaksi  kimia  antara logam dengan lingkungannya membentuk suatu  senyawa  logam  (Combe,  1993). Korosi  logam  dalam  rongga  mulut
termasuk  korosi  basah  atau  elektrokimia. Proses  korosi  selalu  diikuti  dengan pelepasan ion dari unsur logam (Anusavice,  2003).  Pada  proses  korosi braket stainless  steel di  dalam  rongga mulut, terjadi pelepasan ion logam Ni dan Cr yang diketahui mengandung ketahanan korosi yang tinggi. Pembahasan  mengenai  Ni  dan  Cr  telah banyak  mendapatkan  perhatian  karena banyaknya  laporan  mengenai  potensinya terhadap  reaksi  alergi,  efek  toksik, kariogenik dan juga Ni dan Cr menyebabkan hipersensitivitas pada beberapa  orang  (Phillips,  1991;  Ahmad, 2006).
Aktifitas makan dan minum seseorang  mempengaruhi  suasana  di dalam  rongga  mulut  yang  berubah-ubah baik  asam  maupun  basa.  Kadar  asam yang  sangat  tinggi  bertujuan  untuk menambah rasa dan meningkatkan ketahanan  produk.  Minuman  isotonik memiliki pH antara 2,4 - 4,5 yaitu berada di  bawah  batas  pH  kritis  (Saputri  dkk, 2010).  Saat  ini,  sumber  minuman  asam yang  banyak  dikonsumsi  masyarakat umum  di  antaranya  ialah  minuman isotonik.  Jumlah  konsumsi  minuman isotonik di Indonesia sudah mencapai 200 juta liter pertahun (Drake, 2008).
Konsumsi  minuman  isotonik  terus meningkat dari tahun ke tahun. Australian  Food  News melaporkan  pada tahun  2005  konsumsi  minuman  isotonik global  meningkat  10%  dari  tahun sebelumnya menjadi 9.700 juta liter. Pada tahun  2007,  konsumsi  minuman  isotonic meningkat 5,9% dari tahun 2006 menjadi 11.582  juta  liter (Puy,  2006 ). Minuman isotonik mengandung  sukrosa yang terbukti  menurunkan  pH  plak  dan
memproduksi  asam  seperti phosphoric acid ,  asam  sitrat, malic  acid dan tartaric acid (Drake, 2008).
Beberapa penelitian
juga membuktikan  bahwa  minuman  isotonik ( sports  drinks )  biasanya  diminum  secara perlahan,  sehingga  sisa  minuman  dapat tertinggal  dalam  rongga  mulut  untuk beberapa waktu. Hal ini dapat mempengaruhi  kesehatan  gigi,  karena minuman  seperti  minuman  isotonik ( sports  drinks )  mempunyai  pH  yang rendah  yang  dapat  menyebabkan  erosi gigi  atau  disolusi  email  gigi  (Bamise et al , 2009; Sulandjari, 2008).
Pada penelitian sebelumnya analisis pelepasan  ion  Ni  dan  Cr  kawat stainless
steel yang  direndam  dalam  minuman berkarbonasi terjadi korosi yang menyebabkan  pelepasan  ion  karena adanya  asam  karbonat.  Penelitian  ini bertujuan  mengetahui  tingkat  ketahanan korosi braket stainless steel yang ditinjau dari  pelepasan  ion  Ni  dan  Cr  bila  braket stainless  steel direndam  dalam  minuman isotonik.

## METODE PENENITIAN
Penelitian ini  merupakan penelitian eksperimental laboratorik dengan rancangan post-test  only  control  design . Penelitian  ini  dilaksanakan  pada  bulan September-Oktober 2015 di Laboratorium Politeknik Kesehatan
Kemenkes  Manado.  Sampel  penelitian yang  digunakan  adalah  braket stainless steel .
Pengambilan data dilakukan dengan melakukan  pembagian  sampel  yaitu  8 larutan  yang  berisi  10  buah  braket stainless steel setiap larutannya menjadi 2
kelompok yaitu 4 larutan pada kelompok  kontrol  dan  4  larutan pada  kelompok  perlakuan.  Delapan larutan  didapatkan  dari  4  set  braket stainless steel, dimana setiap 1 set braket stainless  steel berisi  10  buah braket  rahang  atas  dan  10  buah  braket rahang bawah. Terlebih dahulu dilakukan pengukuran  berat  braket  menggunakan timbangan  digital  untuk  menentukan banyaknya  cairan  perendaman  dengan perbandingan  1mL  saliva  buatan  setiap 0,2 g berat braket. Dilakukan perendaman braket stainless  steel yang  direndam  ke dalam  larutan  saliva  buatan  dengan  pH 6,8  sebagai  kelompok  kontrol,  dan  pada kelompok perlakuan direndam dalam  saliva  buatan  pH  6,8  dan  di tambahkan minuman
isotonik.
Perendaman braket stainless steel menggunakan  tabung borosolicate  glass yang  telah  diberi  label  sebelumnya sebagai  penanda  pada  kelompok  kontrol dan  kelompok  perlakuan,  kemudian ditutup  rapat,  selanjutnya  dilakukan penyimpanan  di  inkubator  pada temperatur  37 0 C  selama  208  menit. Setelah  dilakukan  perendaman  selama 208 menit, braket dipisahkan dari larutan pada  kelompok  kontrol  dan  kelompok perlakuan  kemudian  pada  larutan  kedua kelompok ini dilanjutkan dengan melakukan  analisis  terhadap  lepasan  ion logam  yang  ditentukan,  dalam  hal  ini adalah  ion  Ni  dan  Cr.  Menganalisis pelepasan  ion  Ni  dan  Cr  dalam  saliva menggunakan  spektrofotometer  UV-vis pada  kelompok  kontrol  dan  perlakuan. Data yang diperoleh diolah dalam bentuk tabel dan dianalisis dengan komputerisasi menggunakan program microsoft excel.

## Hasil Penelitian
Berdasarkan  hasil  penelitian  yang telah  dilakukan  dapat  dilihat  jumlah
pelepasan  ion  Ni  pada  masing-masing sampel (Tabel 1). Tabel 1. Jumlah pelepasan ion Nikel (Ni) yang terjadi pasca perendaman pada kelompok kontrol dan perlakuan Kelompok Pelepasan Ion Nikel (Ni) Jumlah (ppm) Rerata (ppm) Kontrol 1 0,079 0,049 2 0,414 3 0,031 4 0,048 Perlakuan 1 0,186 0,125 2 0,117 3 0,115 4 0,082
Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa nilai  rerata  pada  kelompok  perlakuan pelepasan  ion  Ni  yaitu  0,125  ppm sedangkan  kelompok  kontrol  yaitu  0,049
ppm.  Berdasarkan  hasil  penelitian  ini dapat  dilihat  jumlah  pelepasan  ion  Cr (Tabel 2).
Tabel 2. Jumlah pelepasan ion Kromium (Cr) yang terjadi pasca perendaman pada kelompok kontrol dan perlakuan Kelompok Pelepasan Ion Kromium (Cr) Jumlah (ppm) Rerata (ppm) Kontrol 1 0,001 0,002 2 0,002 3 0,002 4 0,003 Perlakuan 1 0,011 0,014 2 0,031 3 0,007 4 0,010
Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa nilai  rerata  pada  kelompok  perlakuan pelepasan  ion  Cr  yaitu  0,014  ppm sedangkan  kelompok  kontrol  yaitu  0,002 ppm.

## PEMBAHASAN
Hasil  penelitian  menunjukkan  telah terjadi  pelepasan  Ion  Ni  dan  Cr  pada masing-masing larutan braket. Kelompok
perlakuan yang direndam dalam minuman  isotonik  terjadi  pelepasan  ion Ni  dan  Cr  karena  terdapat  kandungan asam  sitrat  yang  memiliki  H + cukup tinggi,  meningkatnya  jumlah  partikel  H + dari asam sitrat yang jika bereaksi dengan logam  mengakibatkan  proses  laju  korosi menjadi lebih cepat (Fontana, 1987).
Ada  fakta  lain  yang  menyatakan bahwa  natrium  klorida  (garam  dapur)
merupakan  salah  satu  garam  yang didalam  air  akan  membentuk  larutan elektrolit  kuat.  Seperti  baja  mempunyai lapisan  oksida  yang  melekat  pada permukaan baja. Lapisan oksida biasanya terbentuk  pada  permukaan  logam  yang berkontak dengan udara pada suhu kamar bila  baja  dimasukan  kedalam  larutan NaCl  maka  anion-anion  Cl - akan menyerang lapisan oksida pada permukaan  logam,  karena  ion  klorida merupakan yang termasuk dalam golongan asam kuat yang berkemampuan merusak lapisan oksida tersebut. Semakin besar kadar natrium klorida dalam larutan maka  semakin  besar  pula  kandungan  ion klorida  sehingga  laju  orosi  akan  semakin tinggi,  sehingga  laju  oksidasi  sebanding dengan laju reduksi yang ditandai dengan meningkatnya  jumlah  pelepasan  ion  Ni dan  Cr  yang  bervariasi  dari  braket tersebut (Zaini dan Hafidh, 2003).
Hasil  penelitian  juga  menunjukkan bahwa  lingkungan  yang  paling  banyak berinteraksi dengan logam adalah air dan lingkungan  yang  mengandung  ion  Cl − , Na + .  Merupakan  lingkungan  yang  korosi terhadap logam dikerenakan mengandung natrium  klorida  (NaCl),  kalsium  sulfat (CaSO4), kalsium karbonat (CaCO3) dan oksigen  terlarut  yang  mempengaruhi proses  korosi  pada  material.  Ion  klorida, sulfat  dan  karbonat  dalam  lingkungan tersebut  mampu  menyerang  permukaan logam  sehingga  terjadi  korosi  pada logam.  Klorida  (CI)  menyerang  lapisan stainless  steel karena  itu    ion  klorida merupakan ion  yang paling agresif untuk menyebabkan  korosi  pada  logam  (Tjitro dkk, 2003).
Data  penelitian  ini  menunjukkan  nilai rerata  pelepasan  ion  Ni  dan  Cr  pada kelompok  yang  tidak  direndam  dalam minuman  isotonik  (kontrol)  tetap  terjadi pelepasan ion Ni dan Cr akibat pengaruh saliva.  Menurut  Almeida et  al ,  saliva terdiri  dari  sebagian  besar  air,  dan sebagian  lain  adalah  komponen  organik
seperti  protein  yang  berupa  enzim  dan komponen  anorganik  yaitu  bikarbonat, fosfat, natrium, kalium, potassium, klorida  dan  magnesium 16 .  Komponen anorganik inilah merupakan faktor media elektronik yang memicu reaksi elektrokimia. Reaksi elektrokimia merupakan  reaksi  yang  terjadi  pada anoda  (mengalami  oksidasi)  dan  katoda (mengalami  reduksi),  dimana  ion  logam sebagai  anoda  dan  ion  H + dari  media elektrolit sebagai katoda. Reaksi elektrokimia  ini  menyebabkan  terjadi pelepasan  ion  Ni  dan  Cr  dari  braket ortodontik stainless  steel sebagai  tanda terjadinya korosi (Fontana, 1987;
Almeida et al , 2005).

## KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian didapatkan jumlah pelepasan ion  Ni nilai rata-rata  pada  kelompok  perlakuan  yaitu sebesar  0,125  ppm,  sedangkan  jumlah pelepasan  ion  Cr  dengan  nilai  rata-rata pada  kelompok  perlakuan  yaitu  sebesar 0,014 ppm.

## SARAN
1. Perlu  dilakukan  penelitian  mengenai pelepasan ion Ni dan Cr pada braket stainless steel dengan jenis perendaman yang berbeda.
2. Pada  pasien  yang  memakai  braket stainless  steel perlu  diperhatikan pengomsumsian  minuman  isotonik yang  dapat  mempengaruhi  suasana asam  dalam  rongga  mulut  sehingga memicu proses korosi.

## DAFTAR PUSTAKA
Ahmad, Z. 2006. Principles of corrosion engineering  and  corrosion  control . Elsevier.
Almeida,  PDV.,  Gregio,  AMT.,  Lima,
AAS.,  Azevedo,  LR.  2005.  Saliva Composition  and  Function:  A Comprehensive Review. The
Journal  of  Contemporary  Dental
Practice . 9(3):1-11.
Science & Technology Books.
Anusavice,  K.J.2003. Phillips’s  Science of Dental Material , 40 th ED, W.B.
Bamise  CT,  Kolawol  KA,  Oloyede  EO.
2009. The Determinants and
Control  of  Soft  Drinks-Incited
Dental  Erosion,Rev  Clin  Pesq Odontol;  2009:5(2):141-54.Combe, E.C.  1992. Sari  Dental  Material . Balai Pustaka, Jakarta, h.17-18.
Fontana, M. G. 1987. Corrosion
Engineering (Third Edition ). Singapore: McGraw-Hill Book
Company . House K, Sernetz F, Dymock D, Sandy J, Ireland.  2008.  A  Corrosion  of Orthodontic. Appliances-should we care?. Am J Orthod Dentofacial Orthop .133 : 584- 92. Maijer,  R.  dan  Smith,  D.C.,  1986, Biodegradation  of  the  Orthodontic Bracket. System, Am J Orthod Dentofacial Orthop. , 90: 195-8.Saunders Company, St. Louis Missouri, h.56-61. Oh  KT,  Choo  SU,  Kim  KM,  Kim  KN.
2005.  A  Stainless  steel  Bracket  for
Orthodontic Application. Eur  J
Orthod . 27 : 237-44.
Phillips,  R.W.  1991. Skiner’s  science  of dental material, 8th ed ., The W.B. Saunders Company, Tokyo, p.248-301.
Puy  C.  2006.  The  role  of  saliva  in maintaining  oral  health  and  as  an aid  diagnosis. Patol  Oral  Cir Bucal . 11 (5): 49-55. Med Drinks-Incited Dental Erosion, Rev Clin Pesq Odontol . 5(2):141-54.
Saputri  O,  Zala  Q,  Arnanda  B,  Ardhani
R.  2010.  Saliva  as  an  Early Detection tool   for Choronic
Obstructive  Pulmonary  Disease Risk  in  Patients  with  Periodontitis. Journal  of  Dentistry  Indonesia .17( 3): 87-92.
Sulandjari H. 2008. Buku ajar ortodonsia I KGO I.Fakultas kedokteran Gigi. Tjitro,  S.,  J.  Anggono,  dan  H.  Hariyono. 2003. Pengaruh Lingkungan Terhadap  Efisiensi  Asam  Askorbat (Vitamin  C)  Pada  Laju  Korosi Tembaga. Jurnal. UKP ; 2003. Universitas Gadjah Mada Yogyakarta. hal.6 Zaini,  Hafidh.  2003. Pengaruh  Variasi Inhibitor  Asam  Askorban  (vitamin C)  terhadap  Laju  Korosi  Baja Karbon  Medium  K-945/EMS-45 dalam  Larutan  Natrium  Klorida , Surakarta : UNS.