## PERBEDAAN PENYERAPAN AIR KE DALAM RESIN KOMPOSIT MIKROHIBRID DAN NANOHIBRID SETELAH DIRENDAM DI DALAM SALIVA BUATAN
(DIFFERENCES OF WATER ABSORPTION INTO MICRO AND NANOHYBRID COMPOSITE RESINS AFTER IMMERSED IN ARTIFICIAL SALIVA)
Kholidina Imanda Harahap*, Harry Agusnar**, Sumadhi Sastrodihardjo***
*Program Pendidikan Magister Kedokteran Gigi FKG USU
**Departemen Kimia FMIPA USU
***Departemen Ilmu Material dan Teknologi Kedokteran Gigi FKG USU
E-mail: drgdina@yahoo.com Jl. Alumni No.2 Kampus USU Medan

## Abstract
Composite resin as a restorative material will contact with saliva continuously and will absorb water in the mouth. Water absorption will decrease physical and mechanical properties and leach the elements of composite resin causes shortening shelf life and toxicity will occur. The aim of this study was to compare the amount, depth and rate of water absorption between  microhybrid  and  nanohybrid  composite  resin  and  identifying  the  elements  after  immersed  in  artificial  saliva. Microhybrid and nanohybrid composite resins were used in this study. Samples were made in tablet shape with 15 mm in diameter and 1 mm in thickness and cured with visible blue light. This study was performed by immersing the samples in artificial saliva for 2, 4, 6, and 8 hours. Amount of water absorption was calculated by using the changes on weight of samples and depth of water absorption were measured by using micrograph microscope. The rate of water absorption was calculated by comparing depth of water absorption and immersion time. The elements of samples were investigated by using SEM-EDX. The result showed that the amount of water absorption of microhybrid composite resin was 2.69, 5.71, 5.88,  and  5.96%  whereas  for  nanohybrid  was  5.34,  3.76,  3.09  and  2.83%.  The  measuring  depth  of  water  absorption microhybrid  composite  resins  was  3054.98,  6125.42,  8529.94,  and  8930.01µm  whereas  for  nanohybrid  was  7830,77, 6941.29, 6844.67 and 6120.53µm. The calculating of rate water absorption in microhybrid composite resin was 1527,45, 1531.36,  1421.66  and  1116.18µm/hr  whereas  for  nanohybrid  was  3915.39,  1735.32,  1140,  78  and  761.32µm/hr. Statistical analysis of three variables showed the significant differences between both materials (p< 0.05). The result of investigation showed decrease and increase some elements of composite resin. In conclusion, the amount and depth of water  absorption  on  microhybrid  was  higher  than  nanohybrid  composite  resin  whereas  for  rate  of  absorption  of  both resins were decreased
Key words: composite resin, microhybrid, nanohybrid, water absorption

## Abstrak
Resin komposit sebagai bahan restorasi di dalam mulut akan selalu berkontak dengan saliva sehingga terjadi penyerapan air  ke  dalam  resin  komposit.  Penyerapan  air  pada  resin  komposit  dapat  menurunkan  sifat  fisis  dan  mekanis  serta menimbulkan  kelarutan  elemen  resin  komposit  sehingga  akan  memperpendek  masa  pakai  dan  menimbulkan  toksis. Penelitian ini bertujuan untuk membandingkan besaran serapan air, kedalaman dan kecepatan penyerapan air antara resin komposit  mikrohibrid  dengan  nanohibrid  setelah  direndam  di  dalam  saliva  buatan.  Sampel  yang  digunakan  pada penelitian ini dibuat dari resin komposit mikrohibrid dan nanohibrid berbentuk  tablet berdiameter 15 mm dan tebal 1 mm dengan pengerasan sinar tampak biru. Penelitian dilakukan dengan merendam sampel di dalam saliva buatan selama 2, 4, 6, dan 8 jam. Besaran serapan air dihitung dari perubahan berat yang terjadi dan kedalaman penyerapan air diukur dengan menggunakan mikrograf mikroskop. Kecepatan penyerapan dihitung dengan membandingkan kedalaman penyerapan air dengan waktu perendaman. Hasil yang diperoleh memperlihatkan serapan air pada resin komposit mikrohibrid 2,69, 5,71, 5,88, dan 5,96% sedangkan pada nanohibrid 5,34, 3,76, 3,09 dan 2,83%. Hasil pengukuran kedalaman penyerapan air pada  resin  komposit  mikrohibrid  3054,98,  6125,42,  8529,94,  dan  8930,01µm  sedangkan  pada  nanohibrid  7830,77, 6941,29,  6844,67  dan  6120,53µm.  Hasil  penghitungan  kecepatan  penyerapan  air  resin  komposit  mikrohibrid  adalah 1527,45,  1531,36,  1421,66  dan  1116,18µm/jam  sedangkan  pada  nanohibrid  3915,39,  1735,32,  1140,  78  dan Edisi Cetak Dentika Dental Journal, Desember 2013 (ISSN: 1693-671X)
761,32µm/jam. Analisis statistik menunjukkan perbedaan signifikan (p≤ 0,05) pada ketiga variabel tersebut antara kedua jenis resin komposit yang diuji. Dapat disimpulkan, serapan air dan kedalaman penyerapan resin komposit mikrohibrid lebih besar dibandingkan nanohibrid sedangkan kecepatan penyerapan air pada kedua  jenis resin komposit mengalami penurunan
Kata kunci : resin komposit, mikrohibrid, nanohibrid, penyerapan air

## PENDAHULUAN
Penggunaan  bahan  restorasi  resin  komposit  di dalam  mulut  akan  selalu  berkontak  dengan  saliva. Resin komposit yang berkontak dengan air akan ter- jadi  penyerapan  air  ke  dalamnya.  Penyerapan  air merupakan  salah  satu  sifat  fisis  yang  dimiliki  resin komposit  karena  resin  komposit  mengandung  ma- triks resin yang bersifat hidrofilik. 1-5
Penyerapan  air  merupakan  suatu  fenomena  yang berkelanjutan  dan  lama  melalui  proses  difusi  ter- kontrol. 1-5 Penyerapan  air  pada  resin  komposit  di- pengaruhi oleh beberapa faktor antara lain, kompo- sisi  matriks  resin,  ukuran  dan  distribusi filler ,  dan derajat polimerisasi resin komposit. 6 Penyerapan air yang  terjadi  akan  menurunkan  beberapa  sifat  resin komposit,  seperti  penurunan  kekerasan,  ketahanan terhadap  keausan  dan  perubahan  warna.  Apabila resin  komposit  berkontak  dengan  air,  beberapa elemen-elemen  resin  komposit,  seperti  monomer sisa, partikel filler , dan bahan lain dapat terlarut. Hal ini  dapat  menyebabkan  alergi  atau  toksisitas  ter- hadap tubuh. 1-5
Penelitian untuk membuktikan penyerapan air pa- da  resin  komposit  sudah  banyak  dilakukan  dengan metode  mengukur  perubahan  berat  resin  komposit setelah  dilakukan  perendaman  dalam  jangka  waktu tertentu.  Nayif  dkk.  menyatakan  bahwa  besarnya penyerapan air pada resin komposit tergantung pada waktu perendaman dan dipengaruhi oleh ukuran dan distribusi filler. 7 Hegde  dkk.  membuktikan  bahwa ukuran filler di  dalam  resin  komposit  menentukan tingkat penyerapan air pada resin komposit. 8
Penelitian ini bertujuan untuk membandingkan be- saran  serapan  air,  kedalaman  dan  kecepatan  pe- nyerapan  air  antara  resin  komposit  mikrohibrid  de- ngan  nanohibrid dan mengidentifikasi  elemen  yang terlarut  setelah  direndam  di  dalam  saliva  buatan. Pemakaian  saliva  buatan  sebagai  media  perendam resin komposit lebih sesuai menggambarkan kondisi rongga  mulut  dan  diharapkan  dapat  memberikan informasi  yang  lebih  realistik  mengenai  fenomena penyerapan  air  pada  resin  komposit  yang  terjadi  di dalam mulut.

## BAHAN DAN METODE
Jenis  penelitian  adalah  eksperimental  laboratoris
dengan desain penelitian ( before-after design) . Sam- pel  pada  penelitian  ini  adalah  resin  komposit mikrohibrid  (Solare  F,  GC,  Japan)  dan  nanohibrid (Brilliant G, Whaledent, Switzerland) dengan model induk dari logam yang berbentuk cincin dengan dia- meter 15 mm dan tebal 1 mm. Jumlah sampel untuk tiap jenis resin komposit adalah 40 sampel, sehingga total sampel  adalah 80 sampel.
Resin komposit dimasukkan kedalam model induk dan  ditutup  dengan cellophane  strip dan  diberi  be- ban 1 kg selama 5 menit. Kemudian sampel disinar dengan  sinar  tampak biru  (Litex  A 680)  selama 20 detik pada 5 titik yang berbeda. Sampel tiap-tiap re- sin  komposit  dibagi  menjadi  4  kelompok  peren- daman  di  dalam  saliva  buatan  yaitu  2,  4,  6,  dan  8 jam.  Masing-masing  kelompok  perendaman  terdiri atas 10 sampel. Sampel ditimbang untuk mendapat- kan berat awal (B0). Kemudian sampel direndam di dalam  5  ml  saliva  buatan  yang  telah  dicampur  de- ngan 1 ml gentian violet sebagai bahan pewarna dan disimpan  di  dalam  inkubator  37°C.  Setelah  waktu perendaman  selesai,  sampel dikeringkan dan ditim- bang untuk mendapatkan berat akhir (B1).
Untuk  mendapatkan  nilai  serapan  air,  dilakukan penghitungan dengan rumus B1-B0/B0 x 100%. Se- telah sampel ditimbang, permukaan atas dan bawah sampel  dibuang  menggunakan paper  sand dengan grid  2000.  Kemudian  sampel  diletakkan  pada  mi- kroskop mikrograf dengan pembesaran 40 X  untuk melihat kedalaman penyerapan air. Jarak penyerap- an  air  dihitung  dari  tepi  sampel  sampai  batas  akhir warna ungu pada sampel. Pengukuran dilakukan pa- da 4 titik. Rerata hasil pengukuran kedalaman pada 4  titik  tersebut  ditetapkan  sebagai  nilai  kedalaman penyerapan  air  pada  sampel.  Untuk  kecepatan  pe- nyerapan  air  dihitung  dengan  membagi  kedalaman penyerapan air dengan waktu perendaman.
Nilai  rerata  dan  standar  deviasi  dianalisis  dengan uji Kruskall-Wallis dan Mann-Whitney.

## HASIL
Hasil  penelitian  menunjukkan  rerata  penyerapan air  dari  kelompok  resin  komposit  mikrohibrid  se- telah direndam di dalam saliva buatan selama 2, 4, 6 dan 8 jam adalah 2,69 ± 1,74%; 5,71 ± 3,33%; 5,88 ± 2,14% dan  5,96 ± 2,74%. Rerata serapan air resin komposit  nanohibrid  yang  diperoleh  setelah  di-
rendam di dalam saliva buatan selama 2, 4, 6, dan 8 jam  adalah  5,34  ±  0,29%;  3,76  ±  3,16%;  3,09  ± 1,67%; dan 2,83 ± 1,86% (Tabel 1).
Hasil  uji  analisis  Kruskall-Wallis  menunjukkan adanya  perbedaan  nilai  serapan  air  yang  signifikan antara  resin  komposit  mikrohibrid  dengan  nano- hibrid dengan nilai p< 0,05.
Tabel 1.  Hasil  analisis  statistik  nilai  serapan  air  resin komposit  mikrohibrid  dan  nanohibrid  setelah perendaman Waktu perendaman (Jam) Rerata serapan air (%) p Resin komposit mikrohibrid Resin komposit nanohibrid 2 2,69 ± 1,74 5,34 ± 0,29 0,002 4 5,71 ± 3,33 3,76 ± 3,16 6 5,88 ± 2,14 3,09 ± 1,67 8 5,96 ± 2,74 2,83 ± 1,86
Rerata  hasil  pengukuran  kedalaman  penyerapan air  resin  komposit  mikrohibrid  setelah  perendaman di  dalam  saliva  buatan  selama  2,  4,  6,  dan  8  jam adalah  3054,98  ±  1033,67;  6125,42  ±  875,60; 8529,94  ±  2358,24  dan  8930,01  ±  1142,46  µm. Untuk  nilai    kedalaman  penyerapan  air  pada  nano- hibrid  adalah 7830 ± 1438,22; 6941, 29 ± 1695,88; 6844,67 ± 1512,68 dan 6120,53 ± 1134,09 µm (Ta- bel 2). Berdasarkan hasil analisis Kruskal-Wallis ter- dapat  perbedaan  kedalaman  penyerapan  air  resin komposit mikrohibrid yang signifikan dengan nano- hibrid (p< 0,05).
Gambaran  kedalaman  penyerapan  air  pada  resin komposit mikrohibrid dan nanohibrid menunjukkan adanya air yang terserap masuk ke dalam resin kom- posit  (Gambar 1).  Air  yang masuk ditandai dengan warna ungu yang lebih tebal di sepanjang tepi sam- pel.  Pada  resin  komposit  mikrohibrid  terlihat  gam- baran air yang masuk lebih dalam dibandingkan pa- da resin komposit nanohibrid.
Gambar 1. Gambaran  penyerapan  air  resin  komposit mikrohibrid dan nanohibrid setelah perendam- an di dalam saliva buatan selama 2, 4, 6, dan 8 jam.
Tabel 2.  Hasil analisis statistik kedalaman penyerapan air resin  komposit  mikrohibrid  dan  nanohibrid  se-
telah perendaman Waktu perendaman (Jam) Rerata kedalaman penyerapan air (µm) p Resin komposit mikrohibrid Resin komposit nanohibrid 2 3054,98 ± 1033,67  7830,77 ± 1438,22  0,000 4 6125,42 ± 875,60 6941,29 ± 1695,88 6 8529,94 ± 2358,24  6844,67 ± 1512,68 8 8930,01 ± 1142,46  6120,53 ± 1134,09
Rerata  kecepatan  penyerapan  air  resin  komposit mikrohibrid  setelah  perendaman  di  dalam  saliva buatan selama 2, 4, 6, dan 8 jam  adalah 1527,45 ± 525,51;  1531,36  ±  218,9;  1421,66  ±  393,04  dan 1116,18  ±  142,71.  Sedangkan  pada  nanohibrid adalah  3915,39  ±  719,11;  1735,32  ±  423,97; 1140,78  ±  252,11dan  761,32  ±143,95  (Tabel  3). Hasil  analisis  Kruskall-Wallis  menunjukkan  ter- dapat perbedaan kecepatan penyerapan air yang sig- nifikan  mendapatkan  (p<  0,05)    antara  resin  kom- posit mikrohibrid dengan nanohibrid.
Tabel 3.  Hasil analisis statistik kecepatan penyerapan air resin  komposit  mikrohibrid  dan  nanohibrid  se-
telah perendaman
Waktu perendaman (Jam) Rerata kecepatan penyerapan air (µm/jam) p Resin komposit mikrohibrid Resin komposit nanohibrid 2 1527,45 ± 525,51  3915,39 ± 719,11 0,000 4 1531,36 ± 218,9 1735,32 ± 423,97 6 1421,66 ± 393,04  1140,78 ± 252,11 8 1116,18 ± 142,71 761,32 ± 143,95

## PEMBAHASAN
Hasil penelitian menunjukkan besaran serapan air yang  terkecil  pada  resin  komposit  mikrohibrid adalah pada perendaman 2  jam (2,69%)  sedangkan yang  terbesar  adalah  pada  perendaman  8  jam (5,96%).  Pada  resin  komposit  nanohibrid  besaran serapan air yang terkecil adalah pada perendaman 8 jam (2,83%) dan  yang  terbesar pada perendaman 2 jam  (5,34%).  Hal  ini  juga  terlihat  pada  hasil  ke- dalaman  penyerapan  air  yang  diperoleh,  yaitu  ke- dalaman penyerapan air resin komposit mikrohibrid yang  terkecil  adalah  pada  perendaman  2  jam (3054,98µm) dan yang terbesar pada perendaman 8 jam  (8930,01µm).  Sementara  kedalaman penyerap- an air resin komposit nanohibrid yang terkecil pada perendaman 8 jam (6120,53 µm) dan yang terbesar pada perendaman 2 jam (7830,77µm). Hal ini mem- perlihatkan  bahwa  perendaman  resin  komposit mikrohibrid  di  dalam  saliva  buatan  selama  2,  4,  6, dan 8 jam menyebabkan peningkatan besaran serap-
an air dan kedalaman penyerapan air sedangkan re- sin  komposit  nanohibrid  menunjukkan  penurunan besaran  serapan  air  dan  kedalaman  penyerapan  air. Pada  penelitian  ini,  kecepatan  penyerapan  air  me- nunjukkan  penurunan  pada  kedua  jenis  resin  kom- posit  yang  diuji  sesuai  bertambahnya  waktu  pe- rendaman.  Berdasarkan  hasil  analisis  Kruskal- Wallis, ketiga variabel yang diuji menunjukkan per- bedaan  yang  signifikan  diantara  resin  komposit mikrohibrid dengan nanohibrid (p< 0,05).
Resin komposit mikrohibrid yang digunakan pada penelitian  ini  mengandung  partikel filler sebanyak 30-40%  volume  dengan  ukuran  partikel filler ber- kisar  0,2-3  µm  sedangkan  resin  komposit  nano- hibrid  mengandung  partikel filler sebanyak  65% volume dengan  ukuran partikel filler berkisar 0,01- 2,5 µm. Penyerapan air resin komposit mikrohibrid lebih besar dibandingkan resin komposit nanohibrid kemungkinan  disebabkan  ukuran  partikel filler dan jumlah filler yang  berbeda  antara  resin  komposit mikrohibrid  dan  nanohibrid.  Hasil  penelitian  ini menunjukkan  hal  yang  sama  dengan  penelitian Mayform  dkk.  yang  mendapatkan  penyerapan  air yang  lebih  besar  pada  resin  komposit  yang  me- ngandung  59,5% filler dibandingkan  dengan  60% filler . 9
Beberapa penelitian lain seperti Hegde dkk.  men- dapatkan penyerapan air pada resin komposit micro- finehybrid lebih besar dibandingkan  resin  komposit nanofiller pada  minggu  pertama  dan  menurun  se- cara  bertahap  pada  minggu  berikutnya  setelah  di- rendam  di  dalam  air  destilasi  selama  6  minggu. 8 Berger dkk. di dalam penelitiannya menemukan pe- nyerapan  air  pada  resin  komposit microfiller lebih besar  dibandingkan  resin  komposit minifiller dan nanofiller setelah  direndam  di  dalam  air  selama  7 hari. 10
Jumlah filler di dalam resin komposit dapat mem- pengaruhi  penyerapan  air  dan  kelarutan,  hal  ini mungkin berkaitan dengan proporsi filler resin yang mengurangi volume resin. 8 Peningkatan jumlah par- tikel filler dapat menurunkan penyerapan air ke da- lam resin komposit. Selain itu, ukuran partikel filler yang  ditambahkan  ke  dalam  resin  komposit  juga dapat mempengaruhi penyerapan air ke dalam resin komposit.  Resin  komposit  yang  mengandung  par- tikel filler lebih  kecil  memiliki  nilai penyerapan air lebih rendah. 1-5
Pada  penelitian  ini,  penyinaran  dilakukan  dengan waktu  penyinaran  20  detik  dan  jarak  penyinaran  2 mm  dengan  arah  sinar  tegak  lurus.  Penyinaran  di- lakukan  pada  5  titik  pada  permukaan  atas  sampel, yaitu  di  tengah,  atas,  bawah,  samping  kiri  dan  ka- nan. Hal ini dilakukan karena ukuran diameter sam- pel  lebih  besar  dari  diameter  ujung  alat  sinar,  se-
hingga diharapkan polimerisasi  yang  adekuat dapat terjadi  pada  semua  bagian  dari  sampel.  Menurut Ferracane kedalaman dan kecepatan penyerapan air tergantung pada kepadatan polimer, potensial ikatan hidrogen dan interaksi polar. Kualitas jaringan poli- mer  pada  resin  komposit  terbentuk  selama  proses polimerisasi.  Resin  komposit  yang  memiliki  ke- padatan cross-linking yang  tinggi  akan mengurangi penyerapan  air,  karena  ikatan  kovalen  pada cross- linking mempertahankan  kedekatan  cincin-cincin polimer. 6 Proses  polimerisasi  yang  adekuat  dipe- ngaruhi oleh lama penyinaran, jarak penyinaran, je- nis  sinar,  kedalaman  penyinaran,  dan  metode  poli- merisasi. 1-3 Penelitian  da  Silva  dkk.  mendapatkan penyerapan  air  dan  kelarutan    pada  resin  komposit yang disinar dengan metode penyinaran konvensio- nal  lebih  rendah  dibandingkan  dengan  metode  pe- nyinaran soft-start . Penyerapan air dan kelarutan pa- da resin komposit nanofiller lebih tinggi dibanding- kan  resin  komposit midifiller yang  direndam  di dalam  saliva  buatan,  asam  laktat  dan  air  destilasi. Hal ini disebabkan karena resin komposit nanofiller memiliki  derajat  konversi  lebih  rendah  yaitu 55,7 ± 3,8% dibandingkan  resin  komposit midifiller sekitar 59,0 ± 4,6%. 11
Berdasarkan  hasil penelitian yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa nilai serapan air dan  kedalaman penyerapan  air pada bahan  restorasi resin  komposit mikrohibrid  lebih  besar  dibandingkan  resin  kom- posit  nanohibrid  setelah  direndam  di  dalam  saliva buatan  selama  2,  4,  6,  dan  8  jam.  Akan  tetapi  ke- cepatan  penyerapan  air  pada  kedua  jenis  resin  me- ngalami penurunan seiring bertambahnya waktu pe- rendaman.

## Daftar Pustaka
1. O’brien  WJ.  Dental  materials  and  their  selection. 3rd  ed.  Chicago:  Quintessence  Publishing  Co., 2002: 113-18.
2. Anusavice KJ. Phillip’s science of dental materials. 11 th ed., St.Louis: Elsevier., 2008: 399-437.
3. Van  Noort  R. Introduction  to  dental materials. 3rd ed. St.Louis: Mosby Elsevier., 2008: 99-123.
4. Gladwin  M,  Bagby  M.  Clinical  aspects  of  dental materials  theory, practice and  cases.  3rd  ed. Phila- delphia: Wolters Kluwer., 2009: 60-5.
5. Sakaguchi RL, Power JM. Craig’s restorative dental materials.  13 th ed.,  Philadelphia:  Mosby  Elsevier., 2012: 162-91.
6. Ferracane JL. Hygroscopic and hydrolytic effects in dental  polymer  networks.  Dental  Materials  2006; 22: 211-22.
7. Nayif  MM,  Suliman  AA,  Nikaido  T,  Ikeda  M, Foxton RM, Tagami J. Long-Term water absorption of three resin based restorative materials. Int Chin J Dent 2005; 5: 1-6.
8. Hegde MN, Biradar B. Evaluation of weight change in  three  different  light  cured  composite  restorative materials    stored  in  water:  an  invitro  study.  J Conserv Dent 2008;11(3): 108-11.
9. Mayform  CD,  da  Rocha-Leao  MHM,  Bastian  FL. Artificial  saliva  absorption  of  two  hybrid  nano- particle  resin  based  restorative  dental  composites. In:  2nd  Mercosur  Congress  on  Chemical  Enginee- ring and 4th Mercosur Congress on Process Systems Engineering in Brasil,  2005.
10. Berger  SB,  Palialol  ARM,  Cavalli  V,  Giannini  M. Characterization of water absorption, solubility and filler  particles  of  light-cured  composite  resin.  Braz Dent J 2009; 20(4): 314-8.
11. da Silva  EM,  Almeida GS, Poskus  LT,  Guimaraes JGA.  Relationship  between  the  degree  of  con- version,  solubility  and  salivary  absorption  of  a hybrid  and  a  nanofilled  resin  composite:  Influence of  the  light-activation  mode.  J  Appl  Oral  Sci 2008;16(2).