## PELEPASAN ION NIKEL DAN KROMIUM BRAKET ORTODONTIK STAINLESS STEEL YANG DIRENDAM DALAM OBAT KUMUR
Miranti Arruan Minanga 1) , P.S. Anindita 1) , Juliatri 1)
1) Program Studi Pendidikan Dokter Gigi Fakultas Kedokteran UNSRAT

## ABSTRACT
Use  of  the  orthodontic  appliance  in  the  mouth  can  be  divided  into  two  kinds  of  removable orthodontic appliances and fixed orthodontic appliance. Bracket is one of the basic components of  fixed  orthodontic  appliance.  Brackets  are  used  most  often  made  of  metal  or  stainless  steel consisting of iron, chromium, and nickel. In the process of corrosion of stainless steel bracket in the oral cavity, the release of metal ions can enter the body and cause effects like karsiogenik, allergenic,  mutagenic  and  cytotoxic.  This  study  aims  to  determine  the  major  nickel  and chromium  ions  are  separated  in  the  bracket  soaked  in  mouthwash.  This  type  of  research  is research  laboratory  eksprimental  to  draft  a  post-test  only  control  design.  The  sample  size determined in accordance with formula samples of numerical data. The sample used is stainless steel bracket solution that is soaked in mouthwash for 12 hours in an incubator at 37°C then be measured using a UV-Vis spectrophotometer. The results showed the average amount of nickel ion  release  in  the  control  group  of  1,693  ppm  and  the  average  value  in  the  treatment  group mouthwash brands A is 3,955 ppm, brands B is 3,938 ppm, brands C is 5,107 ppm. The average amount of chromium ion release in the control group of 1,000 ppm and the average value in the treatment group mouthwash brands A is 1,517 ppm, brands B is 1,193 ppm, brands C is 0,872 ppm.
. Key words: Ion nickel and chromium, stainless steel orthodontic bracket, mouthwash

## ABSTRAK
Pemakaian alat ortodontik di dalam  mulut dibedakan  menjadi dua macam yaitu alat ortodontik lepasan dan alat ortodontik cekat. Braket merupakan salah satu komponen dasar alat ortodontik cekat.  Braket  yang  paling sering  digunakan  terbuat  dari  bahan logam  atau stainless  steel yang terdiri dari besi, kromium, dan nikel. Pada proses korosi braket stainless steel di dalam rongga mulut,  terjadi  pelepasan  ion  logam  yang  dapat  masuk  ke  dalam  tubuh  dan  menimbulkan  efek seperti  karsiogenik,  alergenik,  mutagenik  dan  sitotoksik.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk mengetahui besar ion nikel dan kromium yang terlepas pada braket yang direndam dalam obat kumur. Jenis penelitian ini yaitu penelitian eksprimental laboratori dengan rancangan post-test only control design . Besar sampel ditetapkan sesuai dengan rumus sampel data numerik. Sampel yang digunakan yaitu larutan braket stainless steel yang direndam dalam obat kumur selama 12 jam dalam inkubator 37°C kemudian dilakukan pengukuran menggunakan alat spektrofotometer UV-Vis.  Hasil  penelitian  menunjukkan  jumlah  rata-rata  pelepasan  ion  nikel  pada  kelompok kontrol yaitu 1,693 ppm dan nilai rata-rata pada kelompok perlakuan obat kumur merk A yaitu 3,955 ppm, merk B yaitu 3,938 ppm, merk C yaitu 5,107 ppm. Jumlah rata-rata pelepasan ion kromium pada kelompok kontrol yaitu 1,000 ppm dan nilai rata-rata pada kelompok perlakuan obat kumur merk A yaitu 1,517 ppm, merk B yaitu 1,193 ppm, merk C yaitu 0,872 ppm.
Kata Kunci: Ion nikel dan kromium, braket ortodontik stainless steel , obat   kumur

## PENDAHULUAN
Saat ini penggunaan alat ortodontik di  kalangan  masyarakat  sudah  semakin luas.  Alat  ortodontik  memang  sangat bermanfaat  untuk  mengatasi  kasus maloklusi akan tetapi masyarakat sering tidak  menyadari  risiko  penggunaan  alat tersebut.
Aspek penting dalam perawatan  ortodontik  adalah  pemilihan alat  yang  tepat,  aman,  dan  nyaman karena waktu perawatannya yang relatif lama  di  dalam  rongga  mulut  (Ay et  al , 2007; Oh et al ,2005). Alat ortodontik dalam pemakaiannya di dalam mulut
dibedakan    menjadi  dua  macam  yaitu alat ortodontik lepasan dan alat ortodontik  cekat.  Braket  merupakan salah satu komponen dasar alat ortodontik  cekat. 3 Braket  yang  paling sering  digunakan  terbuat  dari  bahan logam  atau stainless  steel yang  terdiri dari  besi  (Fe),  kromium  (Cr),  dan  nikel (Ni)  karena  braket  tersebut  mempunyai kelebihan  daripada  bahan  lain  seperti memiliki  kekuatan  tinggi,  harga  yang relatif  murah  dan  tahan  korosi,  namun tingkat ketahanan korosi suatu stainless steel sangat  bervariasi  (Oh et  al ,  2005; William, 2008).
Pada  proses  korosi  braket stainless steel di  dalam  rongga  mulut,  terjadi pelepasan  ion  logam  yang  dapat  masuk ke  dalam  tubuh  dan  menimbulkan  efek seperti karsinogenik, alergenik, mutagenik dan sitotoksik. Korosi
menunjukkan penampakan secara visual ketika  terjadi  dalam  waktu  yang  lama tetapi  secara  mikro  dalam  waktu  yang tidak begitu lama korosi dapat dideteksi dengan  adanya  proses  oksidasi  dan reduksi yang mengakibatkan
terlepasnya  ion-ion  dari  unsur  yang terkandung (Hadi, 2012).
Perawatan ortodontik dengan menggunakan  alat  ortodontik  cekat dapat  berpotensi  meningkatkan  risiko terjadinya karies karena adanya kendala dalam  membersihkan  plak  dan  sisa-sisa makanan. Salah  satu cara  untuk mengurangi risiko karies adalah dengan menggunakan  obat  kumur.  Penggunaan obat kumur dalam jangka panjang tidak dianjurkan  karena  efek  samping  yang dapat  terjadi,  di  antaranya  gangguan pengecapan,  sensasi  rasa  terbakar, perubahan  warna  pada  gigi,  restorasi, dan  membran  mukosa  (Brown  H, James,  2007;  Bardal,  2006).  Selain  itu, salah  satu  komposisi  yang  terkandung dalam  obat  kumur  yaitu  sodium fluoride , ion fluoride dapat menyebabkan degradasi permukaan stainless  steel yang  dapat  memperberat terjadinya korosi (Lee et al ,2010).
Berdasarkan    hal  tersebut  di  atas maka penulis tertarik untuk mengetahui tingkat ketahanan korosi braket stainless  steel yang  direndam  dalam obat  kumur  ditinjau  dari  besar  lepasan ion  Ni  dan  Cr  agar  di  kemudian  hari ortodontis  dapat  memilih  braket  logam stainless  steel tidak  hanya  berdasarkan penjelasan penjual tetapi juga mempertimbangkan kualitas dan
pengaruhnya  terhadap  kesehatan  umum pasien. BAHAN DAN

## METODE
PENELITIAN Penelitian ini merupakan penelitian eksprimental laboratories
dengan rancangan post-test only control design . Penelitian ini dilakukan di
Laboratorium Politeknik Kesehatan Kemenkes Manado pada bulan September-Oktober 2015. Besar  sampel  ditetapkan  sesuai dengan rumus sampel data numerik:
n=2 ( (     ) ( )
n=2 ( (          )   ) ) n=2 [    ] N=7,8          8 n= jumlah subjek s = simpang baku α= kesalahan tipe I β= kesalahan tipe II
x 1 -x 2 = perbedaan klinis yang diinginkan (clinical judgment) Ditetapkan kesalahan tipe I sebesar 5% dan hipotesis dua arah, sehingga Zα =  1,64.  Kesalahan  tipe  II  ditetapkan sebesar  20%,  sehingga  Zβ=  0,842.
Selisih minimal yang dianggap bermakna  adalah  (x 1 -x 2 )  =  0,5,  standar deviasi  =  0,4  dengan  menggunakan rumus analitik numerik tidak berpasangan,  maka  jumlah  sampel dalam penelitian ini  adalah 8. Variable
Independen adalah obat kumur, sedangkan  variable  dependen  adalah pelepasan  ion  Ni  dan  Cr  pada  Braket stainless steel.

## HASIL PENELITIAN
Penelitian  ini  telah  dilakukan  di
Laboratorium Politeknik Kesehatan Kemenkes Manado pada bulan September 2015. Penelitian ini dilakukan  untuk  mengukur  pelepasan ion nikel (Ni) dan kromium (Cr) braket ortodontik stainless steel yang direndam dalam beberapa merek obat kumur yang
beredar di pasaran selama 12 jam dalam inkubator dengan suhu 37°C.
Sampel  penelitian  terdiri  dari  2 kelompok  yaitu  kelompok  kontrol  dan kelompok perlakuan. Kelompok kontrol terdiri  atas  2    larutan  saliva  buatan dengan pH 6,8 dan kelompok perlakuan terdiri  atas    6    larutan  dengan  3  merek obat  kumur  yang  berbeda.  Pengukuran pelepasan  ion  Ni  dan  ion  Cr  dilakukan dengan
menggunakan alat spektrofotometer UV- Visible .
Perhitungan  awal  dilakukan  untuk menghitung  rerata  pelepasan  ion  Ni braket  ortodontik stainless  steel yang direndam  dalam  larutan  saliva  buatan, kemudian perhitungan dilanjutkan untuk  menghitung  rerata  pelepasan  ion Ni braket ortodontik stainless steel yang direndam  dalam  larutan  kelompok perlakuan  yaitu  obat  kumur  merek  A, merek  B, dan merek C.  Masing-masing kelompok dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel  1.  Jumlah  pelepasan  ion  Ni    yang  terjadi  setelah  perendaman  pada  kelompok
kontrol dan kelompok perlakuan Kelompok Pelepasan Ion Nikel (Ni) Jumlah (ppm) Rerata (ppm) Kontrol Saliva 1 1,500 1,693 Saliva 2 1,886 Perlakuan Merek A 3,471 3,955 4,438 Merek B 3,439 3,938 4,437 Merek C 5,145 5,107 5,068 Hasil penelitian menunjukkan bahwa jumlah pelepasan ion  nikel pada kelompok perlakuan lebih besar daripada kelompok kontrol dengan nilai yang  berbeda  pada  tiap  sampelnya. Nilai  rerata  pada  kelompok  kontrol menunjukkan  1,693  ppm  dan  pada
kelompok  perlakuan  obat  kumur  merek A  ialah  3,955  ppm  dan  merk  B menunjukkan  3,938  ppm,  sedangkan pada  kelompok  perlakuan  obat  kumur merek  C  menunjukkan  5,107  ppm. Berdasarkan pengukuran yang dilakukan, dapat dilihat rerata pelepasan ion Cr pada Tabel 2.
Tabel  2.  Jumlah  pelepasan  ion  Cr  yang  terjadi  setelah  perendaman  pada  kelompok kontrol dan kelompok perlakuan Kelompok Pelepasan Ion Kromium (Cr) Jumlah (ppm) Rerata (ppm) Kontrol Saliva 1 1,000 1,000 Saliva 2 1,000 Perlakuan Merek A 1,431 1,517 1,602 Merek B 1,203 1,193 1,183 Merek C 0,877 0,872 0,858 Pada  pelepasan    ion  Cr,  2  merek yaitu  merek  A  dan  merek  B  sebagai kelompok perlakuan lebih besar jumlahnya  bila  dibandingkan  dengan
kelompok  kontrol.  Sedangkan  pada kelompok perlakuan merek C,
pelepasannya  lebih  sedikit  dibanding dengan  kelompok  kontrol,  pada  obat kumur  merek  C  tersebut  jumlahnya kurang dari 1 ppm.

## PEMBAHASAN
Hasil penelitian menunjukkan bahwa  telah  terjadi  pelepasan  ion  Ni dan  Cr  yang  direndam  dalam  beberapa merek  obat  kumur.  Hal  ini  karena tingkat  korosi  logam  dipengaruhi  oleh komposisi  material  serta  reaksi  kimia dari  cairan  tempat  logam  dicelupkan atau  lingkungan  sekitarnya  misalnya asam  yang  terkandung  dalam  obat kumur  yaitu citric  acid,  benzoic  acid dan beberapa jenis sodium yaitu sodium fluoride, sodium citrate, sodium benzoate ,  sodium lauryl  sulphate dan sodium saccharin .
Citric  acid (C 6 H 8 O 7 )  memiliki partikel H + yang cukup tinggi dan dapat meningkat  jika  bereaksi  dengan  logam yang  dapat  menyebabkan  laju  korosi menjadi  lebih  cepat  (Fontana,  1987). Korosi  juga  dapat  diperberat  bila disertai  dengan  pemakaian  pasta  gigi yang mengandung fluoride , obat  kumur serta  gel  profilaksis  yang  bertujuan untuk  mencegah  karies  karena  ion fluoride dapat  menyebabkan  degradasi permukaan stainless  steel (Schiff et  al ,
2005).
Beberapa jenis sodium yang terkandung  dalam  obat  kumur  juga mendukung terjadinya pelepasan ion Ni
dan Cr seperti pada penelitian sebelumnya  yang  menyatakan  bahwa sodium  klorida  merupakan  salah  satu garam  yang  terdapat  dalam  air  yang
akan membentuk larutan elektrolit yang kuat.  Contohnya  yaitu  baja  yang mempunyai lapisan oksida yang
biasanya  terbentuk  pada  permukaan logam  yang  apabila  berkontak  dengan udara  pada  suhu  kamar  dapat  melekat pada permukaan baja tersebut. 25
Bila  baja  dimasukkan  kedalam larutan NaCl maka anion-anion Cl - akan menyerang lapisan oksida pada permukaan  logam  karena  ion  klorida termasuk  dalam  golongan  asam  kuat yang  mempunyai  kemampuan  untuk merusak lapisan oksida tersebut. Semakin  besar  kadar  sodium  klorida dalam larutan maka semakin besar pula kandungan  ion  klorida  sehingga  laju korosinya  juga  akan  semakin  tinggi  ( Sfondrini, 2009).
Hasil penelitian menunjukkan jumlah pelepasan yang bervariasi karena  komposisi  yang  terkandung dalam setiap merek obat kumur berbeda satu dengan lainnya. Obat kumur merek A  mengandung citric  acid ,  sodium citrate ,  sodium fluoride ,  sodium lauryl sulphate , sodium saccharin . Obat kumur  merek  B  mengandung  sodium fluoride ,  sodium saccharin ,  sodium benzoate dan  obat  kumur  merek  C mengandung benzoic  acid ,  sodium fluoride ,  sodium saccharin dan  sodium
benzoate . Pelepasan ion Ni setelah
perendaman  pada  kelompok    perlakuan merek  A  dan  B  memiliki  jumlah pelepasan yang hampir sama sedangkan pada merek C memiliki jumlah pelepasan  yang  paling  tinggi  yaitu 5,107  ppm.  Dari  antara  ketiga  merek obat  kumur  ini,  obat  kumur  merek  B memiliki  jumlah  pelepasan  terendah
kemungkinan  karena  merek  B  hanya mengandung  sodium fluoride dan  tidak mengandung  asam,  sementara  merek  A dan  C  mengandung  sodium fluoride dan beberapa jenis asam.
Pelepasan ion Cr setelah perendaman  pada  kelompok  perlakuan obat kumur merek C memiliki pelepasan ion Cr paling rendah dibandingkan dengan obat kumur merek A dan B dengan nilai rerata 0,872 ppm. Keadaan  ini  berbeda  dengan  klasifikasi American Iron and Steel Institut (AISI) yang menyatakan bahwa sebagian besar alat  ortodontik  yang  terbuat  dari stainless  steel merupakan  golongan austenistik tipe 304 SS dengan kandungan  Cr  18-20%  dan  Ni  8% (William, 2008).
Kromium  membentuk  lapisan  tipis film  kromium  oksida  atau  yang  disebut dengan passive  surface  oxide di  atas permukaan  logam  dan  bersifat self repairing sehingga  apabila  terjadi kerusakan  akibat  gesekan,  lapisan pelindung  logam  yang  kaya  akan kromium  dapat  dengan  cepat  terlapisi kembali  sedangkan  penggunaan  utama nikel  yaitu  sebagai  bahan  pembuat logam yang memiliki karakteristik yang kuat,  tahan  panas,  mudah  dibentuk  dan bisa  ditarik  menjadi  kawat  serta  tahan korosi (William, 2008).
Karena  sifatnya  yang  tahan  terhadap korosi  inilah  kemungkinan  menjadi penyebab  produsen  braket  stainless steel menambahkan lebih banyak kandungan Ni daripada Cr. Hal ini juga menunjukkan  bahwa  komposisi  serta cara pembuatan komponen alat ortodontik  yang  terbuat  dari stainless steel yang  dibuat  oleh  para  produsen
belum  sesuai  dengan  klasifikasi  yang dibuat oleh AISI.

## KESIMPULAN
Hasil  penelitian  yang  dilakukan pada  braket stainless  steel yang direndam  dalam  beberapa  merek  obat kumur memiliki jumlah rata-rata pelepasan  yang  bervariasi.  Pada  obat kumur merk A jumlah rata-rata pelepasan  ion  nikel  yaitu  3,955  ppm, obat  kumur  merk  B  yaitu  3,938  ppm, obat  kumur  merk  C  yaitu  5,107  ppm dan  jumlah  rata-rata  pelepasan  ion kromium pada obat kumur merk A yaitu 1,517  ppm,  obat  kumur  merk  B  yaitu 1,193  ppm,  obat  kumur  merk  C  yaitu 0,872  ppm.  Terdapat  kekhawatiran mengenai potensi ancaman biologis dari Ni  dan  Cr  yang  merupakan  agen sensitisasi  imunologi  yang  kuat  dan penyebab  paling  umum  dari  dermatitis kontak  alergi  yang  merupakan  respon imunitas hipersensitif tipe IV. Meskipun demikian,  hanya  ada  sedikit  laporan mengenai stomatitis akibat kontak nikel serta  peranan  akumulasi  nikel  dan ploriferasi sel epitel dalam pertumbuhan gingival yang disebkan karena perawatan ortodonti.

## SARAN
Penggunaan  obat  kumur  dalam mencegah terjadinya karies pada pengguna alat ortodonti memang sangat bermanfaat  tetapi  kandungan fluoride yang  bertujuan  untuk  mencegah  karies tersebut  dapat  menyebabkan  degradasi permukaan stainless  steel. Oleh  karena itu  disarankan  kepada  pengguna  alat ortodonti untuk mengurangi
penggunaan  obat  kumur,  misalnya  3 kali dalam seminggu.

## DAFTAR PUSTAKA
Ay  ZY,  Sayin  MO,  Ozat  Y,  Goster  T,
Atilla AO, Bozkurt FY . Appropriate oral hygiene motivation  method  for  patients with  fixed  appliances.  Angle Orthodontist 2007; 77(6):1085-9.
Bardal  E. Corrosion  and  Protection . United  Stated  of  America  : Springer-Verlag  London  Limited 2006. p : 19.
Brown  H,  James  W.  Packaged  Product Quality  And  Shelf  Life,  dalam Food Packaging Technology ,
Coles  R,  McDowell  D,  Kirwan
MJ.  Editor,  Copenhagen  2007. p.61-5.
Fontana  MG.  Corrosion  engineering
(third
edition).
Singapore: McGraw-Hill  Book  Company;
1987.
.
Hadi  S.  Pengambilan  Minyak  Atsiri Bunga  Cengkeh  ( Clove  Oil )
Menggunakan  Pelarut  N-Heksana Dan Benzena. Semarang; 2012. p. 26.
Lee HT, Huang TK, Lin SY, Chen LK,
Chou  MY,  Huang  HR.  Corrosion resistance  of  different  Nickel- Titanium archwire in acidic fluoride-countaining artificial saliva. Angle Orthod 2010;80:547-53.
Oh  KT,  Choo  SU,  Kim  KM,  Kim  KN.
A  Stainless  Steel  Bracket  for
Orthodontic  Application  Eur  J
Orthod 2005; 27: 237-44.
Schiff  N,  Dalard  F,  Lissac  M,  Morgon L, Boinet M, Dymoc D. Corrosion resistance  of  three  orthodontic brackets:  a  comparative  study  of three fluoride mouthwashes. Am J Orthod Dentofacial Orthop.2005;27:541-9. Sfondrini MF. Chromium  Release from New  Stainless  Steel,  Recycled and Nickel-free Orthodontic Bracket.  Angle  Orthod  2009; 79:361-7.
William  JK.  Prinsip  dan  praktik  alat- alat  ortodonti  cekat.  Jakarta  : Kedokteran EGC; 2008. p.1-8.