## PREHEATING EFFECT OF GIOMER ’S SURFACE HARDNESS ON DIRECT RESTORATION
Irfan Dwiandhono*, Aris Aji Kurniawan*, Rinawati Satrio*, Setiadi Warata Logamarta*, Muthiary Nitzschia Nur Iswary Winanto*

## ABSTRACT
Background: Composite  resin  is  a  material  that  is  widely  used  for  caries restoration, enamel abrasion, and aesthetic needs because of the good fit with teeth. Restorative  materials  that  release  fluoride  ions  may  prolong  the therapeutic and protective effects of the enamel. Nowadays, composite resins have been developed a new hybrid restorative material, named giomer. Giomer containing pre-reacted glass-ionomer (PRG) which can release and recharge fluoride ions. Composite resins have a disadvantage, a presence of shrinkage during  polymerization, which  can  cause  gaps  between  the  tooth surface  and composite resin. Preheating is carried out before irradiation with conventional oven. Preheating makes the composite resin stronger, reduces viscosity makes it easier to adapt and apply, and improves mechanical properties. This study aims to determine the effect of preheating on surface hardness.
Method: The research sample used is 27 pieces cylinder-shaped with 5 mm diameter  and  2  mm  depth.  The  number  of  treatments  was  divided  into  3 treatment groups. The treatment groups were divided based on the preheating treatment temperature of 37°C, 60°C, and control group. The surface hardness test was carried out using Vicker's microhardness tester.
Result: The  statistical  One  Way  ANOVA  test  showed  a  significant  result between  the  groups  (p<0,05).  LSD  test  (Least  Significance  Difference  test) showed a significant result between the treatment temperature of 37°C, 60°C, and control group (p<0,05).
Conclusion: The  result  of  the  giomer  surface  hardness  test  with  preheating showed  a  higher  result  than  the  control  group.  The  preheating  group  with  a temperature of 60°C had the highest result.

## PENDAHULUAN
Resin komposit saat ini telah dikembangkan dengan  komponen  matriks  baru  yaitu  giomer. Giomer  merupakan  bahan  restorasi hybrid baru dengan komposisi yang mengandung Pre-Reacted Glass-Ionomer (PRG). PRG dalam giomer terkandung  dalam  matriks  resin  sebagai filler , mampu melepaskan dan kemampuan recharge ion fluor. 1 Giomer sebagai bahan tumpat memiliki sifat unik berupa komponen yang membedakan dengan komposit  lain,  yaitu Stable  Surface  Prereacted Glass  Core (s-PRG)  dimana  inti  glass  ionomer
dilapisi oleh hydrogel silika untuk perlindungan dari kelembaban.  Giomer  memberikan  estetika  jangka panjang  dan  sifat  fisik  dan  mekanis  seperti komposit konvensional, dengan pelepasan beberapa ion dan pengisian kembali ion fluor. 2 Reaksi polimerisasi giomer dilakukan dengan  penyinaran  yang  kemudian  menghasilkan konversi  dari  monomer  menjadi  rantai  polimer, sehingga  restorasi  menghasilkan  fungsi  fisik  dan mekanis.  Derajat  konversi  merupakan  parameter penting untuk menentukan sifat fisik, mekanik dan biologis  akhir  dari  resin  komposit  yang  diaktifasi
* Fakultas Kedokteran, Jurusan Kedokteran Gigi UNSOED Correspondence: irfan.dwiandhono@unsoed.ac.id
Keywords:
Preheating; Giomer; Surface hardness.
menggunakan  sinar. 3 Derajat  konversi  giomer berkisar antara 39,7-58,2%. 4
Giomer merupakan salah satu bahan tumpat dalam  kedokteran  gigi  yang  mampu  melepaskan ion  fluor. 5 Bahan  restorasi  yang  melepaskan  fluor memungkinkan dapat memperpanjang efek terapetik atau perlindungan kepada email gigi yang telah  ditumpat  selama  terpapar  dengan  agen kariogenik,  dan  telah  banyak  diteliti  dengan  hasil yang baik. 6,7
Preheating yang  dilakukan  pada  resin komposit sebelum penyinaran mampu mengurangi terjadinya  kebocoran  mikro  dan  memudahkannya dalam aplikasi serta manipuasi. 8 Preheating adalah metode  pemanasan  yang  diberikan  pada  resin komposit sebelum dilakukannya penyinaran.
Preheating dapat dilakukan menggunakan composite  warmer atau  oven  konvensional. 9
Pemberian perlakuan preheating dapat menjadikan resin  komposit  lebih  kuat,  mengurangi  viskositas sehingga mempermudah adaptasi serta pengaplikasian  resin  komposit  pada  kavitas,  dan dapat meningkatkan sifat mekanisnya. 10,11

## METODE PENELITIAN
Ethical Clearance yang diurus sebagai syarat dilakukannya penelitian telah mendapatkan persetujuan  dari  Komisi  Etik  Penelitian    Fakultas Kedokteran,  Universitas  Jenderal  Soedirman  (No. 006.KEPK.01.2021).  Jenis  penelitian  ini  adalah ekperimental  laboratoris  dengan  rancangan post test only control group design . Data menggunakan data  primer  yang  langsung  dikumpulkan  langsung dari penelitian oleh peneliti .
Giomer digunakan sebagai sampel penelitian seluruh  kelompok.  Total  jumlah  sampel  yang digunakan  pada  penelitian  sebanyak  27  buah sampel  yang  dibagi  menjadi  3  kelompok,  yaitu kelompok  A  merupakan  kelompok preheating dengan  suhu  37 o C,  kelompok  B  merupakan
kelompok preheating dengan  suhu  60 o C,  dan kelompok  C  merupakan  kelompok  kontrol  tanpa perlakuan preheating . Preheating giomer dilakukan selama 30 menit pada oven konvensional. Masing- masing  kelompok  terdiri  dari  9  buah  sampel berbentuk silinder dengan diameter 5 mm dan tinggi 2  mm  (sesuai American  Standard  Testing  and Material ( ASTM ) E384 ).
Cetakan sampel terbuat dari akrilik berbentuk  persegi  dan  di  tengah  cetakan  sampel terdapat lubang berbentuk silinder. Cetakan sampel diberi alas glass preparat.  Sampel dicetak setelah diberi  perlakuan  pada  masing-masing  kelompok, dikondensasi, lalu dilapisi seluloid strip, dan ditutup dengan glass preparat lagi, kemudian ditekan agar permukaan  sampel  rata.  Sampel  di light  cure selama  20  detik,  kemudian  sampel  dilakukan polishing menggunakan rubber bur .
Uji  kekerasan  resin  komposit  dilakukan menggunakan  alat v ickers  microhardness  test dengan  beban  yang  diberikan  sebesar  100gF dalam  waktu  15  detik.  Setiap  sampel  diberi perlakukan  3  kali  tekanan,  kemudian  dari  3  kali tekanan  dirata-rata  untuk  memperoleh  hasil.  Nilai satuan kekerasan permukaan giomer adalah  HVN ( Hardness Vickers Number ). Data hasil
pengamatan  uji  kekerasan  permukaan  giomer merupakan data numerik dengan skala rasio. Data hasil penelitian dilakukan analisis data menggunakan  aplikasi SPSS ( Statistical  Package for  the  Social  Science ).  Data  diuji  normalitas menggunakan  uji Shaphiro-Wilk dan  dilakukan  uji homogenitas menggunakan uji Levene. Data yang terdistribusi  normal  dan  homogen,  selanjutnya dilakukan  uji one  way ANOVA dan  dilakukan  uji lanjutan yaitu uji post-hoc menggunakan uji LSD.

## HASIL PENELITIAN
Hasil  uji  kekerasan  permukaan  giomer menggunakan vicker’s  michrohardness  tester

## PREHEATING EFFECT OF GIOMER’S SURFACE HARDNESS ON DIRECT RESTORATION
(Tabel  1) menunjukkan  bahwa kelompok B (60 o C) memiliki  hasil  rerata  paling  tinggi,  diikuti  oleh kelompok  A  (37 o C)  dan  paling  rendah  pada kelompok C (Kontrol).
Nilai kekerasan permukaan giomer selanjutnya dilakukan uji normalitas menggunakan Shapiro-Wilk .  Hasil  uji  normalitas  kekerasan permukaan  giomer terdistribusi  normal  (p>0,05).
Hasil  uji  homogenitas  menggunakan  uji Levene’s menunjukkan  bahwa  data  terdistribusi  homogen (p>0,05).
Selanjutnya data diuji One Way ANOVA . Uji One  Way ANOVA kekerasan  permukaan  giomer (Tabel  2)  menunjukkan  terdapat  perbedaan  yang nyata  antar  kelompok  (p<0,05).  Selanjutnya  data dilakukan uji lanjut dengan uji post-hoc menggunakan uji LSD untuk mengetahui ada atau tidaknya perbedaan nyata antar perlakuan preheating suhu 37 o C, 60 o C dan kontrol. Uji  lanjut post-hoc kekerasan permukaan giomer menggunakan metode LSD (Tabel 3) menunjukkan terdapat  perbedaan  yang  nyata  antar  perlakuan preheating suhu 37 o C, 60 o C dan kontrol (p<0,05).
Tabel 1. Rerata dan Simpangan Baku Kekerasan Permukaan Giomer
No. Kelompok Jumlah Sampel Rerata (HVN) ± SB 1. A (37°C) 9 55,76 ± 2,12 2. B (60°C) 9 61,24 ± 2,42 3. C (Kontrol) 9 51,52 ± 1,03
Tabel 2. Hasil Uji One Way ANOVA Pelepasan Ion Fluor Giomer No. Kelompok Jumlah Sampel ΔR q Sig Mean SB 1. A (37°C) 9 55,76 2,12 0,000* 2. B (60°C) 9 61,24 2,42 3. C (Kontrol) 9 51,52 1,03
Tabel 3. Hasil Uji Post-Hoc Kekerasan Permukaan Giomer Menggunakan Metode Least Significance Difference (LSD) No. Kelompok A (37°C) B (60°C) C (Kontrol) 1. A (37°C) 0,000* 0,000* 2. B (60°C) 0,000* 0,000* 3. C (Kontrol) 0,000* 0,000*

## DISKUSI
Hasil  uji  kekerasan  permukaan  giomer dengan  pemberian  perlakuan preheating dalam penelitian  ini  menunjukkan  hasil  rerata  yang  lebih tinggi dibandingkan dengan kelompok kontrol yang tidak  diberikan  perlakuan preheating ,  sedangkan pada  kelompok  uji  pelepasan  ion  fluor  giomer, pemberian  perlakuan preheating menunjukkan hasil  rerata  yang  lebih  rendah  dibandingkan dengan  kelompok  kontrol  yang  tidak  diberikan
perlakuan preheating .  Hal  tersebut  dapat  terjadi dikarenakan oleh penambahan perlakuan preheating pada  giomer  dapat  menyebabkan penurunan viskositas giomer dari viskositas kental menjadi  cair  yang  disebabkan  oleh  proses peleburan  polimer  atau  disebut  juga  vitrifikasi polimer.  Vitrifikasi  polimer  dapat  terjadi  karena pembentukan polimer yang mengakibatkan berkurangnya  waktu  yang  dibutuhkan  untuk  laju
reaksi, sehingga radikal bebas akan terjebak dalam polimer
namun tidak akan menurunkan mobilitasnya. 12
Pengaruh  suhu  menyebabkan  mobilitas sistem menjadi meningkat, sehingga radikal bebas akan berikatan dengan sisa ikatan ganda dan terus berpolimerisasi. Vitrifikasi tidak hanya menyebabkan  terperangkapnya  radikal  bebas  di dalam  polimer,  namun  juga  memerangkap  sisa monomer dan fotoinisiator, hal ini akan memengaruhi  sifat  biologis  dan  mekanis  seperti kekasaran  permukaan,  kekerasan  permukaan, kekuatan fleksural dan kekuatan kompresi. 12 Suhu preheating yang yang telah mencapai suhu standar Transition  Glass  temperature (Suhu  Tg)  dari polimerisasi  akan  menghentikan  proses  vitrifikasi, kemudian  laju  reaksi  akan  mengalami  penurunan signifikan,  dan  reaksi  selanjutnya  menjadi  lebih lambat.  Proses  tersebut  menentukan  hasil  akhir dari polimerisasi, dan berkurangnya kecepatan dari proses  polimerisasi  akan  menentukan  hasil  akhir dari  derajat  konversi. 13,14 Penambahan  perlakuan preheating dapat  meningkatkan  mobilitas  molekul rantai  polimer,  menunda  reaksi  difusi,  serta meningkatkan derajat konversi. 9 Peningkatan suhu preheating akan  meningkatkan  derajat  konversi dan  mengurangi jumlah monomer, 15,16 disebabkan oleh  berubahnya  viskositas  tinggi  menjadi  rendah oleh  radikal  bebas,  dalam  proses  tersebut  ikatan C=C ganda akan diubah menjadi ikatan kovalen C- C  tunggal  antara  monomer  metakrilat,  dan  laju difusi radikal bebas akan mengalami perubahan. 17
Hasil  penelitian  ini  menunjukkan  bahwa  kelompok B preheating suhu 60°C memiliki hasil rerata yang lebih tinggi dari kelompok C kontrol, sejalan dengan penelitian  yang  dilakukan  oleh  Mohammadi et  al (2016)  bahwa preheating dengan  suhu  yang  lebih tinggi  akan  memengaruhi  derajat  polimerisasi  dan menyebabkan peningkatan kekerasan permukaan.

## KESIMPULAN
Terdapat  pengaruh preheating terhadap kekerasan permukaan giomer pada restorasi direk. Kekerasan permukaan giomer kelompok perlakuan preheating lebih  tinggi  daripada  kelompok  kontrol tanpa  perlakuan preheating .  Nilai  kekerasan permukaan  giomer  paling  tinggi  pada  kelompok perlakuan preheating suhu  60°C  dan  nilai kekerasan  permukaan  giomer  paling  rendah  pada kelompok kontrol tanpa perlakuan preheating .

## UCAPAN TERIMAKASIH
Penulis mengucapkan terimakasih kepada Lembaga  Penelitian  dan  Pengabdian  Kepada Masyarakat  Universitas  Jenderal  Soedirman  yang telah  mendanai  Penelitian  Riset  Peningkatan Kompetensi Tahun Anggaran 2021 ini
(T/860/UN23.18/PT.01.03/2021).

## DAFTAR PUSTAKA
1.  Santoso  L,  Kristanti  Y,  Ratih  DN.  Perbedaan Kekerasan  Mikro  Giomer  dan  Kompomer setelah Prosedur In Office Bleaching
Menggunakan Bahan Karbamid Peroksida 45%. J Kedokt Gigi. 2016;7(2):97 –102.
2.  Griffin JD. Unique Characteristics of the Giomer Restorative  System.  Aegis  Communications. 2014;10(3):4 –5.
3.  Galvão MR, Caldas SGFR, Bagnato VS, Rastelli AN de S, Andrade MF de. Evaluation of Degree of  Conversion  and  Hardness  of  Dental Composites Photo- activated with Different Light Guide Tips. Eur J Dent. 2013;7(1):86 –93.
4.  Kaya  MS,  Bakkal  M,  Durmus  A,  Durmus  Z. Structural  and  Mechanical  Properties  of  A Giomer-Based  Bulk  Fill  Restorative  in  Different Curing Conditions. J Appl  Oral Sci.  2018;26:1 – 10.
5.  Rusnac  ME,  Gasparik  C,  Irimie  AI,  Grecu  AG, Mes aroş AŞ, Dudea D. Giomers in Dentistry – at teh Boundary Between Dental Composites and Glass-Ionomers. Med Pharm Reports. 2019;92(2):123 –8.
6.  Guglielmi  C  de  AB,  Calvo  AFB,  Tedesco  TK, Mendes FM, Raggio DP. Contact with Fluoride- Releasing  Restorative  Materials  Can  Arrest Simulated Approximal Caries Lesion. J Nanomater. 2015;1(1):1 –7.
7.  Mickenautsch S, Tyas MJ, Yengopal V, Oliveira LB, Bönecker M. Absence of carious lesions at margins  of  glass-ionomer  cement  (GIC)  and resin-modified  GIC  restorations:  a  systematic review.  Eur  J  Prosthodont  Restor  Dent.  2010 Sep;18(3):139 –45.
8.  Dionysopoulos  D,  Tolidis  K,  Gerasimou  P, Koliniotou-koumpia  E.  Effect  of  Preheating  on The Film Thickness of Contemporary Composite Restorativematerials.  J  Dent  Sci  [Internet]. 2014;9(4):313 –9.
9.  Kashi TSJ, Fereidouni F, Khoshroo K, Heidari S, Masaeli  R,  Mohammadian  M.  Effect  of Preheating on the Microhardness of Nanohybrid Resin-  based  Composites.  Biomed  Technol. 2015;2(1):15 –22.
10.   Didron  PP,  Ellakwa  A,  Swain  M  V.  Effect  of
Preheat Temperatures on Mechanical Properties  and  Polymerization  Contraction Stress of Dental Composites. 2013;2013(June):374 –85.
11.   Nada  K,  El-Mowafy  O.  Effect  of  precuring warming on mechanical properties of restorative composites. Int J Dent. 2011;2011:536212.
12.   Leprince  JG,  Palin  WM,  Hadis  MA,  Devaux  J,
Leloup  G.  Progress  in  dimethacrylate-based dental  composite  technology  and  curing efficiency. Dent Mater [Internet]. 2012;29(2):139 –56.
13.   Bds ems, elgayar il, a aak. Effect of Preheating On  Microleakage  And  Microhardness  Of  Effect Of Preheating On Microleakage And Microhardness Of Composite Resin ( An In Vitro Study ). 2020;(April 2016).
14.   Jin  mu,  kim  sk.  Effect  of  pre-heating  on  some physical properties of composite resin. 2009;34(1):30 –7.
15.   Daronch  M,  Rueggeberg  FA,  Goes  MF  De. Monomer Conversion of. 2005;
16.   Mohammadi  N,  Jafari-navimipour  E,  Kimyai  S, Ajami A. Effect of pre-heating on the mechanical properties  of  silorane-based  and  methacrylate- based composites. 2016;8(4).
17.   Ribeiro  BCI,  Boaventura  JMC,  Brito-Gonçalves J de, Rastelli AN de S, Bagnato VS, Saad JRC. Degree  of  conversion  of  nanofilled  and microhybrid  composite  resins  photo-activated by  different  generations  of  LEDs.  J  Appl  Oral Sci. 2012;20(2):212 –7.