## PENGARUH FLOURIDE TERHADAP SIFAT MEKANIK GIGI TIRUAN BERBAHAN DASAR LIMBAH CANGKANG TELUR AYAM
Baiq R. S. Yusuf 1 , Siti Alaa 1* , Dian W. Kurniawidi 1 , Susi Rahayu 1
1) Program Studi Fisika, Universitas Mataram, Jl. Majapahit no. 62. Mataram, NTB,
Indonesia Info Artikel

## Abstrak
Sejarah Artikel: Diterima Mei 2019 Disetujui Juni  2019 Dipublikasikan Juni  2019 Pembuatan  gigi  tiruan  dari  cangkang  telur  telah  dilakukan dilakukan dengan menggunakan metode presipitasi. Pengujian FTIR dan AAS dilakukan untuk mengetahui gugus fungsi  dan  kandungan  kalsium  oksida  pada  cangkang  telur. Dari  hasil  AAS  diperoleh  nilai  CaO  sebesar  58,33%  yang jauh  lebih  besar  dari  standar  minimal  CaO  pada  gigi  tiruan. Uji  mekanik  dilakukan  pada  perlakuan  gigi  tiruan  dengan perendaman  aquades  dan  hasilnya  dibandingkan  jika perendaman  dengan  menggunakan  pasta  gigi  berflouride. Didapatkan bahwa perendaman dengan pasta gigi berflouride dapat  meningkatkan  elastisitas  gigi  tiruan  hingga  lebih  dari 100 %.
© 2019 Universitas Islam Negeri Mataram
Kata Kunci: Flouride, gigi tiruan, cangkang telur, sifat mekanik.
* Corresponding Author: siti.alaa@unram.ac.id
Alamat korespodensi:
Gedung Pasca Sarjana Lantai 3 Kampus 2 UIN Mataram, Jl. Gajah Mada 100 Jempong Mataram, Indonesia Email: jurnalkonstan@uinmataram.ac.id

## KONSTAN JURNAL FISIKA DAN PENDIDIKAN FISIKA
Volume 4, Nomor 1, Juni 2019 E-ISSN : 2460-9129 dan P-ISSN : 2460-9110 http://jurnalkonstan.ac.id/index.php/jurnal

## PENDAHULUAN
Biokeramik  merupakan  material  implant  yang  sangat  dikenal  dan banyak  digunakan  untuk  perbaikan,  pergantian  dan  penambahan  jaringan tulang  dan  gigi.  Salah  satu  biokeramik  yang  terkenal  dan  sering  digunakan dalam bidang rehabilitasi jaringan tulang dan gigi adalah yang mengandung kalsium tinggi  [1].  Menurut  Hench  [2],  sumber  kalsium  tertinggi  yang  dapat  digunakan sebagai  bahan  biokeramik  terdapat  pada  tulang  ikan,  cangkang  kerang  hingga cangkang  telur  ayam.  Pada  umumnya  cangkang  telur  ayam  yang  baik  kandungan kalsiumnya setelah mengalami proses kalsinasi adalah cangkang telur ayam ras.
Kadar  oksida  yang  baik  menunjukkan  jumlah  kalsium  tinggi  [3].  Kalsium tinggi  pada  cangkang  telur  dapat  digunakan  dalam  pengembangan  teknologi  ilmu kedokteran  untuk  pembuatan  gigi  tiruan  yang  kuat. Untuk  memperoleh  kandungan kalsium  yang  tinggi,  cangkang  telur  ayam  dapat  direaksikan  dengan  beberapa senyawa  [4].  Senyawa  akan  menambahkan  mutu  dari  cangkang  telur  ayam  agar dapat  dimanfaatkan  lebih  baik  dibandingkan  dengan  menjadikan  cangkang  telur sebagai limbah tak terpakai.
Kualitas  dari  gigi  dapat  dijaga  dengan  cara  melakukan  perawatan rutin seperti menggosok gigi menggunakan pasta gigi [5]. Untuk mengetahui adanya pengaruh  dari  pasta  gigi  terhadap  gigi  tiruan  terutama  pada  kekerasan  dan  kuat tekannya  perlu  dilakukan  pengujian  dari  sifat  mekaniknya.  Maka  dari  itu  pada penelitian  ini  dilakukan  pengujian  sifat  mekanik  khususnya  modulus  elastis  gigi tiruan setelah perendaman pada pasta gigi berflouride.

## METODE PENELITIAN
Metode  presipitasi  dilakukan  untuk  mendapatkan  bahan  gigi  tiruan  [6]. Kandungan  kalsium  oksida  didapatkan  setelah  cangkang  telur  mengalami  proses kalsinasi, dimana proses kalsinasi bertujuan untuk membuang karbon dalam bentuk karbon  dioksida  dari  kalsium  karbonat.  Proses  kalsinasi  dilakukan  menggunakan furnace  pada  suhu  900 ⁰ C  selama  4  jam.  Dari  hasil  kalsinasi  didapatkan  serbuk putih  dengan  terdapat  sedikit  warna  kekuningan  yang  disumbangkan  oleh  gugus PO seperti pada Gambar  1a.
Limbah  cangkang  telur  yang  telah  diolah  diuji  gugus  kimianya menggunakan Fourier  Transform Infrared  Spectroscopy (FTIR)  dan  besarnya persentase  kandungan  kalsium  oksida  cangkang  telur  diukur menggunakan  metode Anatomic Absorption Spectrophotometer (AAS).
Serbuk putih tersebut ditambahkan dengan aquades dengan perbandingan 6 gr sebuk  dan 5 tetes aquades. Kemudian Sampel gigi tiruan dicetak menggunakan cetakan manual dengan ukuran sampel 10 mm x 10 mm x 10 mm lalu dikeringkan pada  suhu  kamar  (25 ⁰ C)  selama  12  jam.  Sampel  yang  telah  dikeringkan  akan mengeras dikarenakan oleh lepasnya kandungan mineral ke udara.
Perendaman  sampel  gigi  tiruan  dibedakan  menjadi  dua  kelompok,  yaitu kelompok  kontrol  dan  kelompok  perlakuan.  Sampel  terdiri  dari  dua  jenis  yaitu sampel  yang  direndam  dalam  larutan  aquades  (S1)  dan  sampel  yang  direndam dalam  pasta  gigi  berflouride  (S2).  Perendaman  dilakukan  dengan  variasi  lama
perendaman  yaitu  pada  perendaman  6  jam  untuk  estimasi  perawatan  selama  3 bulan, 12 jam untuk estimasi perawatan selama 6 bulan dan 24 jam untuk estimasi perawatan selama 12 bulan. Lama perendaman di sesuaikan dengan lamanya waktu perawatan  gigi  setiap  hari.  Pada  tiap-tiap  kelompok  dilakukan  tiga  kali pengulangan sebagai pembanding untuk setiap variasi waktu perendaman.
(a) (b)
Gambar 1 a) Serbuk cangkang telur setelah presipitasi. b) sampel gigi tiruan yang telah dicetak
Pengujian  sifat  mekanik  dilakukan  menggunakan Tensile  Machine  RTG- 1310 dimana seluruh sampel akan diberikan tekanan penuh oleh alat secara perlahan demi  menemukan  titik  retak  pada  sampel  untuk  mengetahui  kekuatan  sampel  dari tekanan.  Pengujian  tekan  dilakukan  dengan  tekanan  sebesar  10.000  N  dengan kecepatan  0,5  mm/min.  Titik  retak  ( break  point )  yang  terjadi  pada  sampel  terjadi hingga lebih 5 kali untuk menghancurkan sampel.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Uji  FTIR  dilakukan  untuk  mendapatkan  spektrum  transmitansi  sampel cangkang  telur  yang  telah  dikalsinasi.  Terlihat  pada  Gambar  2.  bahwa  terdapat puncak-puncak  pada  bilangan  gelombang  ( wave  number )  3444,33-3643,2  cm-1 yang  merupakan  karakteristik  mode  peregangan  ( stretching  mode )  gugus  OH, sedangkan  serapan  pada  bilangan  gelombang  1449,22-1650  cm-1  memperlihatkan mode  lentur  ( bending  mode )  gugus  karbonat  (CO-),  dan  serapan  pada  bilangan gelombang  1063,86  cm-1  yang  merupakan  gugus  fosfat  (PO4-).  Nampak  bahwa gugus  fosfat  terdeteksi  paling  dominan.  Hasil  ini  menunjukkan  tingkat  kemurnian cangkang telur sebagai bahan dasar penyusun gigi dengan kandungan kalsium yang sangat  tinggi,  walaupun  masih  terdapat  gugus  karbonat  dalam  jumlah  yang  lebih besar  dibandingkan  OH.  Sehingga  cangkang  telur  layak  digunakan  sebagai  bahan gigi tiruan.
Dari  hasil  AAS,  berdasarkan  perbandingan  jumlah  kadar  oksida  dapat diketahui  kadar  senyawa  kalsium  oksida  dari  cangkang  telur  sebesar  58,33%. Jumlah  persentase  tersebut  dapat  dijadikan  sebagai  bahan  utama  pembuatan hidroksiapatit karena kandungannya mendekati standar yaitu  61,60% dan melewati setengah dari standar yaitu 30,80% [7].
Dari  hasil  uji  mekanik  menggunakan Tensile  Machine, tekan  terjadi break point (titik  hancur)  pada  sampel  yang  diperlihatkan  oleh  garis  berwarna  biru (Gambar 3). Titik hancur yang terjadi lebih dari satu kali untuk seluruh sampel agar sampel hancur secara maksimal. Data yang dianalisis pada penelitian ini adalah data
titik  hancur  yang  terjadi  pertama  kali  pada  sampel  serat  nilai  tegangan  dan regangannya.  Break  point  sampel  pertama  terjadi  saat  pembebanan  sebesar  30  N dengan  skala  perpindahan  sebesar  0,150  mm.  Skala  perpindahan  adalah perubahan panjang  yang  terjadi  pada  sampel  setelah  pembebanan.  Dari  pembebanan  dan perubahan  panjang  dapat  diketahui  nilai  tegangan  dan  regangan  maksimal  yang diterima sampel.
Gambar 2 Spektra infra red (FTIR) cangkang telur yang dimurnikan dengan metode presipitasi.

## Gambar 3 Grafik hubungan  load dan elongation sampel perendaman pertama
Dari hasil pengukuran modulus elastis, didapatkan bahwa perendaman pada pasta  gigi  berflouride  dapat  meningkatkan  modulus  elastis  gigi  hingga  lebih  dari 100 %. Semakin lama flouride digunakan, modulus elastis akan semakin meningkat, namun  pemakaian  yang  terlalu  lama  juga  akan  menyebabkan  kerusakan  gigi  atau penuruan  kualitas  gigi  (modulus  elastis  menurun).  Pasta  gigi  yang  mengandung fluoride  mampu  meningkatkan  kualitas  dari  gigi  tiruan  lebih  baik  di  bandingkan dengan  yang  tidak  mengandung  fluoride.  Selain  itu  kuat  tekan  yang  diterima  oleh
sampel  setelah  mengalami  perendaman  pada  pasta  gigi  berflouride  lebih  baik daripada sampel yang direndam dengan aquades.
Gambar 4. Grafik hubungan antara waktu perendaman dengan modulus elastis gigi tiruan.

## SIMPULAN DAN SARAN
Berdasarkan  penelitian  yang  telah  dilakukan  dapat  diambil  kesimpulan bahwa  kandugan  senyawa  kalsium  oksida  dari  cangkang  telur  sebesar  58,33%. Jumlah  persentase  tersebut  dapat  dijadikan  sebagai  bahan  utama  pembuatan hidroksiapat  karena  kandungannya  mendekati  standar  yaitu  61,60%  dan  melewati setengah  dari  standar  yaitu  30,80%.  Kualitas  dari  gigi  tiruan  lebih  baik  pada perendaman  dengan  pasta  gigi  berflouride  dibandingkan  dengan  yang  direndam dengan aquades. Jadi, perendaman pada pasta gigi  sebagai metode perawatan  gigi tiruan  dapat  diaplikasikan  pada  kegiatan  sehari-hari  meskipun  kekuatannya  akan sedikit terpengaruhi untuk jangka waktu yang lama.
Saran  untuk  penelitian  selanjutnya  adalah  perlu  adanya  tambahan penguat/perekat  sebagai  matriks  tambahan  pada  sampel  gigi  tiruan  agar mampu  meningkatkan  kekuatan  gigi  tiruan  ketika  diberikan  beban  yang lebih besar.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]   Setiawan,  Dendi  Catur.  2013. Analisis  Sifat  Fisis  dan  Mekanis  Bahan Biokeramik  Hydroxiapatite  Padat  dari  Bahan  Baku  Alami .  Yogyakarta  : Universitas Gadjah Mada.
[2]   Hench,  L,  L,.  1991. Bioceramics:  Form  Concept  to  Clinic.  Journal  of  the American Ceramic Society, volume 74, nomor 7 hal 1487-1510
[3]   Ihfa,  Indira  Nurnaifah  Idris.  2012. Pembuatan  Gigi  Tiruan  Berbasis  Bahan Porselen  dan  Pengujian  Sifat  Fisisnya. Makasar.  Fakultas  MIPA  Jurusan Fisika Universitas Hasanuddin.
[4]   Suhaneck,  W.  dan  Yoshimura  M.  1998. Processing  and  Properties  of Hydroxyapatite-Based  Biomaterials  for  Use  as  Hard  Tissue  Replacement Implants. Amerika serikat : Harvard university. [5]   Senjaya, Asep Arifin. 2013. Menyikat Gigi Tindakan Utama Untuk Kesehatan Gigi. Jurnal Skala Husana volume 10 nomor 2 hal 194-199 [6]   Wadu,  Imelda.,  Soetjipto,  Hartati  dan  Cahyanti,  Margareta  Novian.  2018.
Sintesa  dan  Penentuan  Kadar  Kalsium-Fosfat  Hidroksiapatit  (HAp)  Dari Kerabang Telur Ayam. JKPK (Jurnal Kimia dan Pendidikan Kimia), volume 3, nomor 1 hal 1-5.
[7]   Rauf,  Nurlaela.,  Suryani,  Sri.,  Suarni,  Hendrik,  dan  Saputra,  Sidik.    2013. Pengaruh  Komposisi  Bahan  Terhadap  Kekerasan  Gigi  Tiruan  Berbasis Keramik . Prosiding SNF-MKS.
.