## ANALISIS PERMUKAAN RESIN KOMPOSIT NANOFILLER SETELAH PERENDAMAN DALAM MINUMAN BERSODA DAN MINUMAN KEMASAN RASA JERUK

## SURFACE ANALYSIS OF NANOFILLER COMPOSITE RESIN AFTER IMMERSION IN SOFT DRINKS AND ORANGE FLAVORED BEVERAGE PACKAGING
Viona Diansari, Iin Sundari, Hariyanti Siregar Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Syiah Kuala Correspondence e-mail to: vionafkg@gmail.com; viona_diansari@unsyiah.ac.id

## Abstrak
Resin  komposit  jenis nanofiller memiliki  sifat  fisik  dan  mekanik  yang  lebih  baik  dari  jenis  resin komposit  lain.  Paparan  asam  secara  terus-menerus  dalam  waktu  lama  mengakibatkan  perubahan mikrostruktur yang berpengaruh pada sifat fisik dan mekanik resin komposit. Penelitian ini bertujuan mengamati  gambaran Scanning  Electron  Microscope (SEM)  permukaan  resin  komposit nanofiller sebelum dan setelah perendaman dalam minuman bersoda dan minuman kemasan rasa jeruk. Sebuah penelitian  eksperimental  laboratoris  yang  menggunakan  4  spesimen  dibagi  dalam  2  kelompok perlakuan.  Kelompok  1  perendaman  dalam  minuman  bersoda  (cola)  dan  kelompok  2 perendaman dalam  minuman  kemasan  rasa  jeruk  (Buavita  jeruk). Spesimen  direndam  selama  6  hari  yang  setara dengan  konsumsi  cola  dan  buavita  selama  1,5  tahun.  Perubahan  mikrostruktur  permukaan  resin komposit nanofiller diamati  menggunakan Scanning  Electron  Microscope Hitachi  TM3000. Gambaran  SEM  mikrostruktur  permukaan  resin  komposit  dianalisis  secara  kualitatif  kemudian dihitung  jumlah  porus  dan  dianalisis  menggunakan Paired  t-test  dan  Unpaired  t-test.  Hasil  analisis paired t-test menunjukkan perbedaan bermakna antara jumlah porus sebelum dan setelah perendaman dalam  cola  dan  buavita  jeruk.  Hasil  analisis Unpaired  t-test menunjukkan  perbedaan  yang  tidak bermakna  antara  jumlah  porus  dalam  perendaman  cola  dan  buavita  jeruk.  Disimpulkan  bahwa minuman  bersoda  dan  kemasan rasa  jeruk,  keduanya,  dapat  menyebabkan  terjadinya  perubahan mikrostruktur permukaan resin komposit nanofiller berupa peningkatan jumlah porus.

## Kata kunci: Resin komposit nanofiller, Scanning Electron Microscope, porusitas

## Abstract
Nanofiller composite resin types have physical and mechanical properties are better than other types. Acid exposure continuously in long term lead to changes in the microstructure likely reduce physical and mechanical properties of composite resin. Aims of study to observed picture of Scanning Electron Microscope (SEM) nanofiller composite resin surface before and after immersion in soft drinks and orange-flavored  beverage  packaging.  An  experimental  research  laboratory  that  uses  four  specimens were  divided into  two  treatment  groups.  Group  1  immersed  in  soft  drinks  (cola)  and  group  2 immersed in beverage packaging (oranges Buavita). The specimens were immersed for 6 days which is  equivalent  to  consumption  of  cola  and  Buavita  for  1.5  years.  Microstructural  changes  nanofiller composite  resin  surface  was  observed  using  a  SEM  Hitachi  TM3000.  SEM  picture  of  surface microstructures analyzed qualitatively then counting the number of porous statistically analyzed using paired  t-test  and  unpaired  t-test.  Results  of  paired  t-test  analysis  showed  no  significant  differences between  number  of  porous  before  and  after  immersion  in  cola  and  orange  Buavita.  Results  of unpaired t-test showed a significant difference between number of porous in immersion Buavita cola and orange. The conclusion is a carbonated beverage and beverage packaging orange flavor can cause changes the surface microstructure of nanofiller composite resin that increase the number of porous. Keyword: nanofilled composite resin, Scanning Electron Microscope, porosity

## PENDAHULUAN
Resin  komposit  sebagai  bahan  restorasi sewarna  gigi  dapat  digunakan  sebagai  bahan tumpatan gigi anterior dan posterior. 1,2 Dewasa ini  telah  dikembangkan  jenis  resin  komposit berskala nano dengan ukuran filler 0,1-100 nm yang  disebut  resin  komposit nanofiller. 3
Permukan resin komposit dalam rongga mulut dapat  mengalami  kekasaran  permukaan  atau degradasi  serta  kehilangan  beberapa  struktur ion seperti kalsium, aluminium, silikon karena adanya  paparan  asam  yang  diakibatkan  oleh minuman  dan  makanan  yang  mengandung asam,  seperti  jus  jeruk,  dan  minuman  bersoda dalam jangka waktu yang lama .4
Resin  komposit nanofiller memiliki ukuran filler yang  lebih  kecil  dibandingkan resin komposit lainnya, namun resin komposit tetap  memiliki  kelemahan  dalam  menyerap cairan  disekitar  permukaannya.  Kandungan senyawa air (H 2 O) dapat menghidrolisis ikatan coupling  agent sehingga  dapat  memutuskan ikatan  matriks  dan filler,  hal  ini  dikarenakan resin  komposit nanofiller memiliki  jenis matriks  yang  bersifat  hidrofilik  yang  dapat menyerap  air,  seperti  Bis-GMA (Bisphenol  A glycidyl methacrylate), dan UDMA (Urethane dimethacrylate). 5-7
Penyerapan  air  tersebut  dapat berasal dari  minuman  yang  dikonsumsi  sehari-hari yang  secara  langsung  berkontak  dengan  gigi. Salah  satu  minuman  yang  sering  dikonsumsi oleh  masyarakat  Indonesia  adalah  minuman ringan. Minuman ringan adalah minuman yang tidak mengandung alkohol, merupakan minuman olahan dalam bentuk bubuk atau cair yang  mengandung  bahan  makanan  atau bahan tambahan  lainnya  baik  alami  maupun  sintetik yang  dikemas  dalam  kemasan  siap  untuk dikonsumsi. Minuman  ringan  terdiri  dari  dua jenis, yaitu: minuman ringan berkarbonasi dan minuman ringan tanpa karbonasi. 8
Minuman  ringan  berkarbonasi  memiliki kandungan  senyawa  H 2 CO 3 (asam  karbonat) sehingga  apabila  terpapar  dengan  resin komposit  akan  terjadi  reaksi  degradasi  pada matriks  resin  yang  menyebabkan  permukaan resin  komposit  rusak  dan  mengalami  erosi, kemudian  permukaan  bawah  resin  komposit akan  ikut  terekspos  dan meningkatkan kekasaran. Sehingga dapat berdampak
terhadap mikrostruktur permukaan resin komposit,  dimana  akan  terjadi  perubahan mikrostruktur  berupa  porus  dan  keretakan
pada  resin  komposit nanofiller. 9 Hal  ini didukung  oleh  penelitian Valinoti  dkk,  yang menyatakan bahwa terjadi erosi pada permukaan  beberapa  spesimen  resin  komposit (microhybrid:  TPH,  Concept,  Opallis  and Nanofilled:  Supreme)  setelah  perendaman dalam  obat-obatan  bersifat  asam  selama  12 hari. Keempat resin komposit tersebut diamati gambaran  mikrostrukturnya  sebelum  dan setelah  perendaman  dengan  menggunakan Scanning  Electron  Microscope (SEM).  Hasil gambaran  mikrostruktur  menunjukkan  bahwa ke-4  resin  komposit  tersebut  mengalami  erosi dan  degradasi  permukaan  yang  ditandai dengan adanya partikel-partikel yang menonjol, porus, serta keretakan pada permukaannya. 10
Saat  ini,  masyarakat  lebih  tertarik  pada minuman  dan  makanan  yang  sifatnya  praktis, mudah  didapat,  dan  murah.  Selain  minuman berkarbonasi  (cola),  jus  jeruk  (buavita  jeruk) merupakan minuman yang sering di konsumsi masyarakat. Jus jeruk (buavita jeruk) memiliki pH  yang  hampir  sama  dengan  minuman berkarbonasi,  namun  yang  membedakannya adalah  jus  jeruk  mengandung asam  sitrat sedangkan  cola  mengandung  asam  fosfat  dan asam  karbonat.  Menurut  penelitian  Han  dkk, tentang  evaluasi  kekasaran  resin  komposit nanofiller yang  direndam  dalam  berbagai minuman  yang  mengandung  alkohol  (wiski dan  wine)  dan  minuman  ringan  (jus  jeruk) menyatakan  bahwa  terjadi  kekasaran  pada permukaan resin lebih tinggi pada paparan jus jeruk (pH 3,2) dan wiski (pH 3,6) dibandingkan dengan wine (pH 6,2). 11
Berdasarkan latar belakang diatas menunjukkan  bahwa  minuman  berkarbonasi (cola)  dan  minuman  kemasan  rasa  jeruk (buavita  jeruk)  sama-sama  memiliki  pH  yang rendah, sehingga dapat menyebabkan terjadinya  degradasi  dan  perubahan  struktur pada  permukaan  resin  komposit.  Oleh  karena itu  dilakukan  penelitian  lebih  lanjut  mengenai analisis  gambaran  mikrostruktur  yang  terjadi pada  permukaan  resin  komposit nanofiller menggunakan Scanning  Electron  Microscope (SEM)  setelah dilakukan  perendaman  dalam minuman berkarbonasi dan minuman kemasan rasa jeruk.

## BAHAN DAN METODE
Jenis  penelitian yang  dilakukan  adalah eksperimental laboratoris  dengan pretest
posttest design. Spesimen  yang  digunakan berupa  resin  komposit nanofiller tipe  Filtek™ Z350  XT  warna A3  dengan  spesimen berbentuk  silinder  dengan ukuran 6  mm x 2 mm.  Kelompok 1  adalah  2  spesimen yang direndam  dalam 25  ml minuman  bersoda (cola)  dan  kelompok 2 yang direndam dalam 25  ml minuman  kemasan  rasa  jeruk  (buavita jeruk) dengan  suhu 37 ⁰ C. Lama  perendaman selama 6 hari.
Spesimen resin komposit dibuat menggunakan  cetakan  (mould)  dengan  teknik bulk. Setiap  spesimen  disinari  menggunakan sinar Light  Emitted  Diodes (LED)  dengan jarak  1  mm,  tegak  lurus  terhadap  permukaan spesimen  dan  lama  penyinaran  20  detik. Setelah 1 jam kemudian spesimen dilepas dari cetakan dan semua  spesimen  direndam  dalam akuades  pada  suhu  37 ⁰ C  dan  disimpan  dalam inkubator selama 24 jam. Selanjutnya dilakukan pengukuran pH media perendaman.
Perendaman dalam  media  perendaman dilakukan  selama  6  hari.  Minuman  bersoda dan kemasan jeruk diganti setiap hari. Setelah 6  hari  spesimen  resin  komposit nanofiller kemudian dilakukan pengamatan menggunakan Scanning  Electron  Microscope (SEM)  TM3000  merek  Hitachi  dengan pembesaran  3000x. Analisis  data  dilakukan dengan  analisis  kualitatif, analisis  statistik paired t-testdan unpaired t-test.

## HASIL
Hasil penelitian
mikrostruktur permukaan  resin  komposit nanofiller sebelum dan setelah perendaman dalam cola, didapatkan hasil seperti pada Tabel 1 di bawah ini:
Tabel  1. Analisis  Statistik  Peningkatan Jumlah Porus pada Mikrostruktur Resin Komposit Nanofiller Setelah Perendaman dalam Cola No Spesimen Jumlah Porus (x±SD) p 1 Sebelum 6,83±2,78 0,000 * 2 Setelah 31,00±1,26
*Terdapat Perbedaan yang Bermakna (Paired t-test p<0,05)
Hasil  analisis  statistik pada Tabel  1 diperoleh nilai kemaknaan (p)= (0.00). Nilai p ini  menunjukkan  bahwa  terdapat  perbedaan yang  bermakna  antara  jumlah  porus  sebelum dan  setelah  dilakukan  perendaman  dalam  cola karena  nilai p<(0.05).  Sebelum  di  uji  dengan
menggunakan paired t-test, data tersebut di uji normalitas  terlebih dahulu  karena  salah  satu syarat paired t-test yaitu data harus berdistribusi  normal.  Uji  normalitas  dilakukan dengan  uji Shapiro-wilk. Hasil  dari  uji Shapiro-Wilk menunjukkan  distribusi  data tersebut adalah normal (p>0,05).
Tabel  2. Analisis  Statistik  Peningkatan  Jumlah
Porus pada Mikrostruktur Resin Komposit Nanofiller Setelah Perendaman  dalam  Minuman  Buavita Jeruk No Spesimen Jumlah Porus (x±SD) P 1 Sebelum 3,00±1,41 0,000 * 2 Setelah 23,50±3,20
*Terdapat  Perbedaan  yang  Bermakna (Paired  t- testp<0,05)
Pada Tabel 2. menunjukkan bahwa nilai rata-rata  jumlah  porus  pada  permukaan  resin komposit nanofiller sebelum dilakukan perendaman  dalam  minuman  buavita  jeruk adalah  3,00  dan  rata-rata  jumlah  porus  pada permukaan  resin  komposit nanofiller setelah dilakukan perendaman dalam minuman buavita  jeruk  selama  6  hari  adalah  23,50.  Hal ini  menunjukkan  bahwa  terjadi  peningkatan jumlah  porus  pada  permukaan  resin  komposit nanofiller setelah  dilakukannya  perendaman dalam minuman buavita jeruk.
Selisih  jumlah  porus  pada  permukaan spesimen antara sebelum dan setelah dilakukan perendaman dalam cola dan buavita jeruk dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel  3.  Analisis  Statistik  Selisih  Jumlah  Porus
Antara  Perendaman  dalam  Cola  dan
Buavita Jeruk
No Perendaman Selisih Jumlah Porus (x±SD) P 1 Cola 24,16±2,78 0.063 2 Buavita Jeruk 20,50±3,27 *Nilai KemaknaanUnpaired t-testp<0,05

## PEMBAHASAN
Berdasarkan  hasil  pengamatan  dari Scanning Electron Microscope (SEM) Hitachi TM3000 pada spesimen, menunjukkan perubahan berupa porus atau rongga berwarna gelap. Permukaan  yang  berwarna  lebih  gelap ini  menandakan  bahwa  permukaan  tersebut lebih  rendah  dan  terjadi  degradasi  pada
permukaan spesimen. Pada gambaran topografi,  gambaran  dari  benda  yang  akan dianalisis  dihasilkan  dari  sinyal  elektron sekunder, dimana warna gambar pada permukaan  yang  lebih  tinggi  akan  lebih  cerah karena  lebih  banyak  melepaskan  elektron  dari pada permukaan yang rendah.

## a                                   b
Gambar  1. Gambaran  Mikrostruktur  Permukaan
Spesimen Sebelum Dilakukan Perendaman  dalam  Cola  (a),  dan Setelah  Perendaman  dalam    Minuman Cola 6 Hari (b) a b Gambar  2. Gambaran  Mikrostruktur  Permukaan Spesimen Sebelum Dilakukan Perendaman   dalam Buavita Jeruk (a), dan Setelah Perendaman dalam Buavita Jeruk selama 6 hari  (b)
Berdasarkan  hasil  pengamatan  melalui gambaran SEM mikrostruktur permukaan pada spesimen  sebelum  dilakukan  perendaman dalam  cola  (telah  dilakukan  pengkondisian dalam  akuades  selama  1  hari),  menunjukkan permukaan  spesimen  terdapat  beberapa  porus atau  rongga  kecil  berwara  gelap.  Mekanisme terjadinya  porus setelah  perendaman  dalam akuades  diduga  karena  adanya  partikel filler yang  terlepas  akibat  ierjadi  degradasi  matriks polimer.  Degradasi  pada  resin  komposit nanofiller ini  terjadi  karena  dipengaruhi  oleh sifat  penyerapan  air  yang  dimiliki  oleh  resin komposit nanofiller yang  mengandung  Bis- GMA  dan  TEGDMA,  dimana  memiliki  sifat hidrofilik  yang  lebih  besar  dibandingkan UDMA karena mengandung kelompok hidroksil  dalam struktur  kimianya  sehingga akan meningkatkan derajat penyerapan air dari makanan dan minuman yang dikonsumsi. 3
Penyerapan  air  oleh  matrik  resin mengakibatkan  mengembangnya  matrik  resin sehingga  meningkatkan  tekanan  diantara partikel filler yang  kaku  dan  matriks mengalami  ekspansi.  Hal  ini  dapat  diikuti dengan  melemah  dan  rusaknya  ikatan filler sehingga partikel filler terlepas. Banyaknya air yang  dapat  diserap  oleh  resin  komposit nanofiller dapat  menurunkan  kualitas  resin komposit nanofiller tersebut. 8
Selain itu, polimerisasi juga mempengaruhi  ikatan  antara filler dan  matrik resin, dimana umumnya dapat terjadi kegagalan  polimerisasi  pada  resin  komposit nanofiller yang  disebabkan  karena  teknik penyinaran  seperti  posisi  dan  arah  sinar, ketebalan  bahan  restorasi,  durasi  dan  jarak penyinaran  serta  intensitas  cahaya  yang kurang.  Intensitas  cahaya  yang  kurang  akan mengakibatkan  polimerisasi  yang  terjadi  tidak optimal  sehingga  resin  komposit  akan  lebih mudah  mengalami  degradasi. 12 Pada  penelitian ini  menggunakan light  cure dengan  intensitas cahaya  sebesar  375  mW/cm 2 ,  sehingga  resin komposit terpolimerisasi namun tidak optimal. Berdasarkan  spesifikasi  pabrik,  polimerisasi optimal  didapat  pada  intensitas  cahaya  800- 1200 mW/cm 2 .
Degradasi permukaan pada resin komposit nanofiller dapat terjadi juga berkaitan  dengan silane sebagai coupling agent pada permukaan filler. Silane pada resin komposit berperan sebagai jembatan interfasial yang  menguatkan  ikatan  antara filler dan matrik  resin,  lemahnya  ikatan  antara  matrik dan filler akan  memudahkan  terjadinya  erosi pada filler dan  terjadi degradasi  pada permukaan resin komposit. Selain itu, coupling agent juga berfungsi untuk meningkatkan sifat mekanik dan
meminimalisir  terlepasnya filler dari  matrik selama penggunaan di dalam rongga mulut. 2,3
Pada spesimen yang dilakukan perendaman  dalam cola  selama  6  hari  juga menunjukkan perubahan mikrostruktur permukaan  berupa  porus.  Proses  terjadinya porus/degradasi memiliki fenomena yang sama seperti yang terjadi pada akuades, namun pada cola  menunjukkan  hasil  degradasi  lebih banyak  dikarenakan  adanya  pengaruh  pH asam.  Minuman  cola  mengandung  zat  asam karbonat, asam sitrat, dan asam fosfat sehingga memiliki  pH  yang  lebih  rendah  (2,5) dibandingkan  dengan  akuades,  artinya  cola
memiliki  ion  H+  lebih  banyak  dibandingkan dengan  akuades.  Hal  tersebut  menyebabkan reaksi  pemutusan  rantai  polimer  setelah direndam dalam cola selama 6 hari lebih cepat dibandingkan setelah direndam dalam akuades selama  1  hari  sehingga  degradasi  yang  terjadi meningkat.  Hal  ini  didukung  oleh  penelitian yang dilakukan oleh Han dkk, yang membuktikan  bahwa  komponen  matriks  dapat mengalami  dekomposisi  dan filler dapat terlepas  dari  material  resin  ketika  terpapar dengan lingkungan yang memiliki pH asam (3- 6). 11
Buavita  juga  mengandung  zat  asam sitrat  dan  memiliki  pH  3,9,  sehingga  pada spesimen yang direndam dalam buavita selama 6 hari juga mengalami perubahan berupa porus pada  permukaannya.  Proses  terjadinya  porus sama seperti yang terjadi pada cola, akan tetapi pada  buavita  menunjukkan  hasil  porus  yang sedikit lebih rendah dan menurut hasil analisis menggunakan unpaired  t-test menunjukkan perbedaan  yang  tidak  bermakna.  Gambaran SEM  mikrostruktur  resin  komposit nanofiller (Gambar  1.  dan  2.)  menunjukkan  bahwa jumlah porus lebih sedikit pada spesimen yang dilakukan  perendaman  dalam  buavita  dari pada  spesimen  yang  dilakukan  perendaman dalam cola.

## KESIMPULAN DAN SARAN
Minuman  cola  dan  buavita  dapat menyebabkan terjadinya perubahan mikrostruktur  permukaan  resin  komposit nanofiller berupa  porus.Terdapat  perbedaan yang bermakna pada mikrostruktur permukaan resin  komposit nanofiller antara  sebelum  dan setelah dilakukan perendaman dalam minuman cola  dan  minuman  buavita  jeruk.  Ada perbedaan  yang  tidak  bermakna  terdapat  pada mikrostruktur resin komposit nanofiller antara perendaman dalam minuman cola dan perendaman dalam buavita jeruk.

## DAFTAR PUSTAKA
1. Anusavice KJ. Philips science  of  dental materials.  12 th ed.  St.  Louis  Missouri: Saunders. 2013: 277-280.
2. Hatrick  CD,  Eakle  W,  Bird  W. Dental material:  clinical  application  for  dental assistans and dental hygienist. St. Louis. Missouri: Saunders. 2003: 60-72.
3. Sakaguchi  RL,  Powers  JM. Restorative dental  materials.  13 th ed.  United  State:
Mosby Elsevier. 2012: 164-180.
4. Padiyar  N,  Kaurani  P. Colour  stability: an  important  physical  property  of esthetic  restorative  materials  .Int  J  Clin Dent Sci 2010; 1(1): 81-8.
5. Koin  PJ,  Kilislioglu  A,  Zhou  M, Drummond  JL  HL.  Analysis  of  the degradation of a model dental composit. J Dent Res 2008; 87(7): 661-665.
6. Berger  SB,  Rodrigo  A,  Palialol  M, Cavalli V, Giannini M. Characterization of  water  sorption  ,  solubility  and  filler particles of light-cured composite resins. Braz Dent J 2009; 20(4): 314-318.
7. Pruthi  G,  Jain  V,  Kandpal  HC,  Mathur VP,  Shah  N.  Effect  of bleaching  on color  change  and  surface  topography  of composite restorations. Int J Dent 2010: 1-7.
8. Evaliananingtyas E. Pengaruh minuman ringan  kemasan  terhadap  kadar  glukosa darah mencit.; 2013: 1-2. Skipsi.
9. Purwanto  H. Perbedaan  kekasaran permukaan  resin komposit  nanofiller setelah  perendaman  dalam  minuman berkarbonasi. Jember: Universitas Jember, 2012: 17-18. Skripsi. 10. Valinoti  AC,  Neves  BG,  Moreira  E, MaiaLC. Surface degradation of composite resin by acidic medicines and pH-cycling. J  Apllied  Oral  Sci 2008;
16(4): 257-265.
11. Han  L,  Okamoto  A,  Fukushima  M, Okiji  T.  Evaluation  of  flowable  resin composite surfaces eroded by acidic and alcoholic  drinks. Dent  Mater  J 2008; 27(3): 455-465.
12. Fitriyani  S,  Haryono  EHA.  Pengaruh intensitas cahaya terhadap derajat konversi  komposit  nano  partikel.  2007: 14(2); 146-152.