DENTAL AMALGAMDENTAL AMALGAMBY : RENNY FEBRIDA drg., MSi

BAGIAN ILMU DAN TEKNOLOGI MATERIAL KEDOKTERAN GIGI

FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI UNIVERSITAS PADJADJARAN

BANDUNG - 2007

DEFENISI :Logam paduan yang dihasilkan dari campuran Hg + paduan amalgam (alloy amalgam)

Alloy amalgam :Alloy berupa bubuk yang terdiri dari Ag dan Sn

Alloy amalgam + Hg massa plastis mengeras

Guna : tumpatan gigi posterior

Fungsi komponen :Ag : ketahanan terhadap tarnishSn : mempermudah amalgamasi (mudah

bereaksi dengan Hg) Sn >> kontraksi amalgam,

kekuatan & kekerasan amalgam Cu : meningkatkan kekerasan dan kekuatan Zn : mencegah masuknya O2 ketika fusi

alloy

Reaksi: (amalgamasi Rx permukaan)

Hg + Ag3Sn Ag3Sn + Ag2Hg3 + Sn7Hg8

1 2

: yang tidak bereaksi

1 : BCC

2 : heksagonal

Bubuk dibasahi oleh Hg diabsorbsi

Difusi Hg kedalam partikel alloy terbentuk fase 1 dan 2

pada permukaan

Kristalisasi fase 1 dan 2 (+) pertumbuhannya menyebabkan amalgam

mengeras

Komposisi :Alloy amalgam terbagi atas 2 golongan besar

yaitu :

1. Alloy Konvensional Cu < 6%

2. High Copper Alloy Cu >>

1. Konvensional AlloyKomposisi utama :

Ag (Silver) : 67 - 74 %Cu (Copper) : 0 – 6 %Sn (Tin) : 25 – 27 %Zn (Zinc) : 0 – 2 %

Konvensional alloy dibedakan juga atas :1. Mengandung Zn2. Tidak mengandung Zn ( Zinc free)

Alloy amalgam ada pula yang mengandung 2-3% Hg amalgamasi lebih cepat

Perbedaan utama diantara macam-macam alloy konvensional adalah dalam:1. Ukuran2. Bentuk (Lathecut & Sperikal)

- Serpihan : kasar dan halus (campuran partikel meningkat efisiensi pemadatan

- Butiran bulat

Beberapa alloy amalgam juga mengandung campuran antara Lathecut & Sperikal

2. High Copper Alloy

• Modifikasi alloy tdd: 2 bagian (berat) alloy konv. serpihan + 1 bagian (berat) partikel butiran alloy Ag-Cu (70% Ag – 30%Cu)

Komposisi high copper alloy:- Ag : 69%- Cu : 13%- Sn : 17%- Zn : 1%

• Komposisi tunggal/single :* Partikel berbentuk butiran bulat

Ag 60%, Sn 25%, Cu 15% atau Ag 40%, Sn 30%, Cu 30%(Alloy Ternar atau 3 macam

logam)

* Partikel Spheroidal(tidak benar2 bulat)Ag 59%, Cu 13%, Sn 24%, In 4%(Alloy Kuarternar atau 4 macam logam)

• Di beberapa negara juga dibuat alloy amalgam dengan komposisi berbeda seperti:

2 bagian (berat) partikel butiran bulat : 60% Ag, 25% Sn, 15% CU

+1 bagian (berat) alloy

konvensional dengan partikel bulat atau serpihan halus

Pembuatan Alloy :

• Alloy konvensional (lathecut)- Beberapa logam dilebur bersama-sama- Dicampur sampai homogen- Dibentuk batangan- Dibubut dengan mesin- Terbentuk serpihan (alloy dengan

komponen2 yang sama)- Bentuk & ukuran partikel #- Alloy yang baru dibubut sangat reaktif

dengan Hg

- (dislokasi & ketidaksempurnaan kisi kristal pada alloy meningkatkan reaktifitas kimia)- Alloy yang disimpan lama (bbrp bln) pada temperatur kamar sifat reaktifitas berkurang

(proses penuaan/aging process)- Reaktifitas berkurang juga bila:

* alloy direndam dlm air mendidih

30’* dilakukan pabrik * Produk lbh stabil sifatnya

• Pembuatan partikel bulat(Spherical)- Alloy cair disemprotkan pada atmosfir

yang pasif- Percikan2 yang jatuh berbentuk

bulatan - Partikel bulat lebih mudah disusun/ diatur daripada partikel serpihan- Kombinasi ukuran partikel yang

dianjurkan 15-35μm- Gambar bentuk partikel (?)

Manipulasi :

1. Perbandingan alloy/Hg2. Triturasi3. Kondensasi4. Carving5. Finishing & Polishing

1. Rasio alloy/Hg• Jumlah alloy ditentukan :

- Ditimbang (%berat)- Tablet (pengadukan mekanik)- Amplop (yg telah ditimbang lebih dulu)- Dispenser volume ( Kelemahannya : sulit

menakar bubuk dengan tepat & alloy dapat melekat pada dinding dalam dispenser)

. Jumlah Hg : - Ditimbang - Dispenser volume (lebih mudah

& cepat)* Hg harus murni & bersih

Dua teknik yang dianjurkan Rasio alloy/HG:

1. Rasio alloy/Hg 5/7 atau 5/8Hg yang berlebih memudahkan triturasi (pencampuran), Memberikan permukaan yang halus & bersifat plastis.* Sebelum diaplikasikan, Hg yang berlebihan dibuang dengan cara diperas dengan kain

2. Teknik minimal HgDigunakan alloy & Hg sama berat (dalam kapsul)

Teknik apapun yang digunakan : Kelebihan Hg pada pemukaan tumpatan harus dibuang

Pada pengerasan akhir, diharapkan kandungan Hg < 50%

Perhatian :1. Hg bersifat racun jangan dibiarkan terbuka di

udara2. Hindarkan kontak dengan kulit3. Hindarkan kontak dengan emas 4. Hindarkan terjadinya percikan2 Hg5. Selama proses triturasi dan kondensasi harus

bebas dari air atau bahan yang mengandung air

2. Triturasi • Defenisi: pencampuran & pengadukan alloy

amalgam dengan Hg

• Teknik : 1. Manual mortar & pestle (alloy/Hg 5/7 atau 5/8)

2. Mekanik Amalgamator

Mortar/lumpang & pestle/alu dibuat dari bahan glass Bagian dalam mortar dan ujung pestle selalu dibuat kasar digosok dengan pasta carborundum

Cara mekanik lebih menguntungkan karena lebih cepat cara manual jarang digunakan

Pengadukan mekanik :• Tersedia dalam bentuk kapsul (bubuk

alloy+Hg)• Amalgamator digerakkan dengan listrik• Lamanya triturasi secara mekanik

tergantung :1. Tipe alloy2. Kecepatan pengadukan

• High Copper Alloy memerlukan pengendalian triturasi yang tepat

• Pada beberapa produk ada yang memerlukan enersi pengadukan yang lebih besar untuk melepaskan lapisan oksida pada partikel Cu

3. Kondensasi• Defenisi : penumpatan massa amalgam yang

plastis ke dalam kavitas (amalgam stopper)

• Amalgam diaplikasikan pada kavitas sedikit demi sedikit (pada dinding & dasar kavitas)

• Penekanan pada kavitas beban 4-5 kg

• Setiap Hg yang muncul pada permukaan selama kondensasi harus dibuang Mengurangi jumlah Hg & meningkatkan sifat mekanik amalgam

• Sisa Hg yang tinggal diperlukan untuk membantu pengikatan massa amalgam dengan bagian berikutnya

Akibat kondensasi yang terlambat :

1. Adaptasi amalgam jadi kurang baik2. Kelebihan Hg sukar dibuang3. Ikatan antar bagian amalgam

berkurang4. Kekuatan menurun

4. Carving, Finishing & Polishing • Memotong, membentuk & memoles tumpatan

• Kavitas diisi penuh kelebihan amalgam dibuang dibentuk sesuai kontur gigi

• Partikel alloy yang besar lebih sukar dibentuk karena sering tertarik/terdorong oleh instrumen

• Partikel alloy butiran bulat/spherical lebih mudah dibentuk

• Amalgam konvensional dipoles 24 jam setelah insersiHigh copper amalgam dapat dipoles lebih cepat setelah insersi ( Cu >> meningkatkan kekuatan)

Peranan Unsur-Unsur Amalgam terhadap Reaksi Pengerasan & Struktur Amalgam :

1. Alloy konvensionalAg+Sn Ag3Sn (fase , ikatan intermetalik)Mengandung : Ag 73,15 %; Sn 26,85%

Ag : ketahanan tarnish, bereaksi mudah dengan Hg (mempermudah amalgamasi)

Sn : Bereaksi mudah dengan Hg (mempermudah

amalgamasi). Bila berlebihan menyebabkan kontraksi amalgam,

menurunkan kekuatan & kekerasan amalgam

Cu : Memberikan kekuatan & kekerasan,

Dalam jumlah sedikit dapat menggantikan Ag

Zn : Memersihkan Oksigen sewaktu peleburan alloy/ Oxygen Scavenger

2. Mekanisme PengerasanHg + Ag3Sn Ag3Sn + Ag2Hg3 + Sn7Hg

1 2

: yang tidak bereaksi

1 : BCC

2 : heksagonal

Selama & sesudah pengadukan, fase larut dalam HgStruktur massa yang mengeras tdd:

* Inti yang tidak bereaksi* Matrik tdd 1 dan 2

Proses tsb membentuk jaringan yang kontinyu Setelah mengeras, reaksi selanjutnya adalah terjadi dengan proses diffusi

3. High copper alloyStruktur yang telah mengeras benar-benar bebas dari komponen 2

Kombinasi alloy : reaksi campuran Ag3Sn & Ag-Cu (partikel berbentuk bulat) dengan Hg terjadi dalam 2 tahap :Tahap 1 : Seperti reaksi pada alloy konvensional

Ag-Cu tidak ambil bagianTahap 2 : Reaksi antara 2 dan Ag-Cu (partikel bulat) pembentukan gabungan CuSn & 1 lebih

Sn7-8Hg ( 2 ) + Ag-Cu Cu6Sn5 + Ag2Hg3 ( 1 )

Cu6Sn5 berada mengelilingi partikel AgCu

Pada pengerasan akhir : Ag3Sn & AgCu (inti) dikelilingi Cu6Sn5 ; 1 (matrik)

Pada alloy dengan komposisi tunggal Cu6Sn5

berada dalam 1 (tidak mengelilingi)

10% Au menggantikan sedikit Ag pada alloy amalgam amalgam bebas fase 2

Fase 2 tidak ada, maka tidak ada :• Sifat korosi• Kekuatan• Sifat alir/creep• Kekuatan pinggiran amalgam pada

restorasi

Toksisitas• Perlu diperhatikan, karena Hg racun bagi tubuh• Jangan biarkan Hg terbuka diudara• Pelepasan Hg dapat terjadi sewaktu triturasi, kondensasi,

membuang tumpatan amalgam lama dengan bur kecepatan tinggi, dan waktu penyelesaian akhir

• Harus dihindari Hg kontak dengan kulit karena Hg dapat diabsorbsi oleh kulit

• Kelebihan Hg jangan dibuang sembarangan• Potensi bahaya Hg berhubungan dengan : bentuk Hg, kuantitas

& frekuensi Hg yang terbuka

Tidak terdapat bukti nyata bahaya dari amalgam, kecuali untuk pasien yang alergi terhadap Hg

(kasus jarang)

Bentuk-bentuk Hg :

1. Cair- Pada temperatur kamar mempunyai tekanan penguapan yang tinggi- Hindarkan kontak dengan kulit- Sedikit orang yang alergi terhadap Hg

2. Uap- Sangat toksis- Perhatian bagi operator & staf , jaga higiene terhadap Hg

3. Gabungan Intermetalik- Pada amalgam yang telah mengeras & tidak larut

4. Gabungan Organometalik- Sangat toksis (kuantitas << # berbahaya)- Metil Hg dapat terbentuk dgn adanya steptokokus dlm RM

Tarnish & Korosi pada tumpatan amalgam

• Tarnish adalah perubahan warna pada permukaan amalgam karena berkontak

dengan belerang (sulfur)/deposit film membentuk lapisan sulfida (AgS = Hitam)

• Amalgam konvensional yang telah mengeras susunan heterogen mengundang terjadi korosi

• Fase 2 secara elektrokimia paling aktif. Bertindak sebagai anoda terhadap fase & 1

• Korosi adalah penurunan kualitas permukaan / subsurface restorasi karena reaksi kimia / elektrokimia

• Fase 2 mudah mengalami korosi

• Pemolesan akan meningkatkan ketahanan terhadapkorosi

• Restorasi amalgam jika kontak dengan restorasi emas akan menyebabkan amalgam korosi dan Hg akan masuk kedalam restorasi emas

• Bila 2 mengalami korosi, akan terbentuk 2 produk :1. Terbentuk ion Sn2+ dengan adanya saliva didapat produk korosi SnO2 & Sn(OH)2Cl

2. Terbentuk Hg dapat bereaksi dengan sisa Ag yang sebelumnya tidak bereaksi

• Korosi pada amalgam High Copper - Tidak terdapat fase 2

- Yang paling rentan terhadap korosi adalah Cu6Sn5

- Volume korosi lebih kecil dari amalgam konvensional- Tidak terbentuk Hg sebagai hasil korosi

Daya alir/Flow :• Amalgam dibawah beban statis flow• Tekanan kondensasi >> flow << • Alloy tanpa 2 yang telah mengeras flow

<< daripada alloy konvensional

Thermal konduktifitas :• Amalgam penghantar panas yang baik,

o.k. perlu semen sebagai penyekat untuk melindungi pulpa

. Email & dentin sebagai insulator panas

Faktor-faktor yang melemahkan amalgam:(Menurunkan kekuatan)– Triturasi yang kurang/tidak

sempurna– Hg >>– Tekanan kondensasi kurang– Aplikasi terlambat - Korosi

* Grafik hubungan peningkatan Tensile Strength dengan waktu (?)

Perlu diperhatikan dalam praktek:

1. Daya tahan terhadap korosi meningkat jika amalgam dipoles benar-benar mengkilap

2. Jika amalgam berkontak dengan emas akan terjadi listrik galvanik (sec. elektrolitik) menyebabkan:- Korosi pada amalgam- Akumulasi Hg pada restorasi emas

3. Korosi pada amalgam konvensional dalam jangka panjang akan menurunkan sifat-sifat mekanis sampai 30% (kekuatan tarik)

Kebocoran Tepi (Pinggiran Marginal) :

• Pada percobaan In Vitro, kebocoran tepi berbanding terbalik dengan waktu, karena adanya penutupan mikro fissure oleh pecahan bahan korosi

• Celah/ditching marginal dapat terjadi

• Pada percobaan klinik, alloy Cu >> kerusakan marginal << dari alloy konvensonal

Sebab kegagalan marginal:1. Kesalahan teknik

Pinggiran amalgam tidak didukung oleh email, sehingga memungkinkan amalgam fraktur

2. Teori : Hubungan kehancuran marginal dengan sifat korosi

Produk korosi Hg bereaksi membentuk lebih banyak 1 & 2 berhubungan dengan ekspansi (ekspansi mercuroskopik)Bahan yang ekspansi + korosi akan menonjol keluar dari jaringan pendukung terjadi fraktur

3. Bahan dengan nilai alir yang tinggi daya tahan marginal rendah

Perubahan dimensi :• Kontraksi & ekspansi tidak dikehendaki

• Ekspansi yang besar menyebabkan tambalan amalgam akan menonjol dari permukaan jaringan gigi gigi sensitif setelah penumpatan

• Kontraksi akan menyebabkan terjadi celah antara tumpatan dengan dinding kavitas karies sekunder

Sebab – sebab ekspansi besar :• Rasio alloy/Hg tinggi• Waktu triturasi kurang/singkat• Tekanan kondensasi kurang• Partikal alloy besar• Kontaminasi H2O pada amalgam yang mengandung

Zn (sebelum mengeras) reaksi elektrolitik

H2O

Zn (anoda) + Logam lain (katoda) H2

elektrolit Gas H2 menyebabkan tekanan amalgam mengalir ekspansi (tidak

pada 24 jam setelah insersi)

• Grafik Hubungan perubahan dimensi amalgam & waktu (?)

Copper amalgam:• Sediaan dalam bentuk pellet• Mengandung : 60-70% Hg dan 30-40% Cu • Kegunaan untuk gigi sulung, sebab memiliki efek

anti bakteri dari logam Cu• Tidak dianjurkan digunakan karena tidak higyene

dari Hg

Seleksi alloy amalgam :

1. Konvensional alloy- Manipulasi yang benar & baik menghasilkan amalgam yang kuat

- Partikel yang halus mudah dibentuk & diukir

- Amalgam dengan partikel halus mengandung 2 >>

- Sedikit keuntungannya, kecuali penggunaan partikel bulat akan memudahkan pengukiran

- Masih digunakan karena harga murah

2. High Copper Alloy- Unggul sifat-sifatnya

- Integritas marginal sangat baik

- Partikel spheroidal lebih mudah dimanipulasi daripada spherikal

- Jika kelembaban/basah sulit ditangani, gunakan Alloy Zinc Free

- Alloy modifikasi dispersi dalam percobaan klinis sangat unggul

High Copper alloy (13-30% berat):1. Kekuatan 2. Korosi <<3. Adaptasi marginal >>

* HCA zinc free, karena menyebabkan ekspansi (delayed expansion) jika terkontaminasi saliva

Sperikal alloy:1. Hg <<2. Setting lebih cepat

Admixed alloy:3. Kondensasi mudah4. Kontak proksimal lebih baik5. Mudah dicarving

SIFAT-SIFAT AMALGAM YANG RELEVAN DENGAN KONDISI KLINIS:

1. Kekuatan 2. Perubahan dimensi3. Creep4. Tarnish5. Korosi

Keuntungan restorasi amalgam :1. Murah2. Mudah digunakan sebagai direct

restorative3. Margin sealing ( berbanding terbalik

dengan waktu)4. Kesuksesan klinis teruji 100 tahun

lebih

Kelemahan restorasi amalgam :1. Estetis <<2. Harus didukung jaringan gigi

yang memadai3. Recurrent karies4. Brittle material5. Biokompabilitas ?

Perubahan dimensi amalgam selama pengerasan :

• Total perubahan dimensi setelah 24 jam <<20mm/cm (± 0,20%)

• Klinis loss anatomi, postoperative pain, microleakage

• Proses pengerasan : kombinasi dari larutan dan kristalisasi(presipitasi)

• Initial kontraksi dari absorpsi Hg (difusi) oleh partikel alloy amalgam

• Ekspansi berhubungan dengan pembentukan dan pertumbuhan 1, 2 dan fase CuSn (matrik)

• Kontraksi selanjutnya dari absorpsi Hg oleh sisa partikel alloy amalgam

• No free Hg in final set dental amalgam

Karakteristik mikrostruktur fase dari dental amalgam :

• adalah fase yang terkuat• 2 adalah fase terlemah/rentan

(konvensional amalgam)• Fase Cu6Sn5 adalah fase korosi

pada high copper

Efek variasi manipulasi terhadap sifat amalgam:

• Hg >> Setting ekspansi , kekuatan

• Waktu triturasi Setting ekspansi kekuatan

• Tekanan kondensasi Setting ekspansi , kekuatan

• Kontaminasi air (zinc amalgam) Setting ekspansi , kekuatan

1. Defenisi amalgam, alloy amalgam, amalgam KG.

2. Klasifikasi amalgam.3. Reaksi pengerasan amalgam.4. Mikrostruktur amalgam.5. Sifat fisis dan mekanis amalgam.6. Biokompabilitas amalgam.7. Korelasi dengan kondisi klinis.

Referensi :

1. Dental material properties and manipulation

2. Dental materials and their selection

3. Introduction to dental materials 4. Restorative dental material5. Material in dentistry