MANDIRI

Elemen Metal yang Digunakan untuk Logam Paduan Kedokteran Gigi dibagi menjadi dua, yaitu noble metals dan base metals.

Base Metals AlloysMenurut ANSI/ADA specification No. 14, berat kromium tidak kurang dari 20%, dan

berat total kromium, kobalt, dan nikel tidak kurang dari 85%. Alloys memiliki komposisi lain juga dapat diterima oleh ADA, disediakan Alloys mematuhi dengan persyaratan toksisitas, hipersensitivitas, dan korosi. Spesifikasi juga membutuhkan nilai minimum untuk pemanjangan (1,5%), yield strength (500 MPa), dan modulus elastis (170 GPa).

Pemakaian dalam bidang Kedokteran Gigi

Paduan berbasis logam sering digunakan sebagai instrumen dan peralatan dalam kedokteran gigi. Peralatan kedokteran gigi yang yang terbuat dari cast and wrought base-metal alloy adalah sebagai berikut:

Macam elemen base metals

Base metal mempunyai tendensi terjadi korosi. Bila dipadu dengan noble metal, maka akan terjadi peningkatan sifat fisis-mekanis. Secara garis besar terbagi menjadi:

Co-Cr alloys Ni-Cr alloys Ti and Ti alloys

Wrought stainless steel alloys Co-Cr-Ni and Ni-Ti alloys

1. Cobalt -Chromium (Co-Cr ) alloys

Sifat-sifat Co-Cr alloys yaitu Chromium meningkatkan ketahanan terhadap tarnish dan korosi; Cobalt berperan meningkatkan elastic modulus, kekuatan, dan kekerasan pada logam dibandingkan nikel; Molybdenum membantu menurunkan koefisien ekspansi; Carbon dapat ditambahkan untuk menambah kekerasan pada logam campur berbahan dasar cobalt, namun apanila carbon lebih dari 0.2% maka tidak dapat digunakan dalam KG karena terlalu keras atau brittle.Sebaliknya apabila kurang dari 0.2% akan mengurangi yield dan ultimate tensile strength; Co-cr alloys lebih kuat dan lebih keras dari noble alloys dan Ni-cr alloys; Mempunyai densities dan temperature casting yang sama dengan Ni-cr alloys; Casting dan soldering dari alloys ini lebih susah dari noble alloys, seperti memperoleh akurasi derajat tinggi dalam casting.

2. Nickel-Chromium (Ni-Cr) alloys

Sifat-sifat Ni-Cr alloys yaitu Chromium meningkatkan ketahanan terhadap tarnish dan korosi, Molybdenum membantu menurunkan koefisien ekspansi, Lebih keras dari noble alloys tapi biasanya lebih rendah yield strengthnya, Mempunyai modulus elastisitas lebih tinggi, Mempunyai densitas rendah dan biasanya temperatur castingnya lebih tinggi.

3. Titanium and Titanium Alloys

Titanium merupakan material sebagai dasar alat-alat yang digunakan dalam kedokteran gigi, hal ini dikarenakan sifat titanium sebagai berikut Tahan terhadap degradasi elektrokimia, menimbulkan respon biologi yang ramah atau aman, ringan, densitas rendah, modulus elastisitas rendah, kekuatan tinggi, tahan terhadap korosi dan biokompabilitas baik karena memiliki lapisan oksida yang stabil.

Kesulitan menggunakan cast titanium untuk bidang kedokteran gigi dapat dikarenakantitik leleh tinggi 1760° - 1860° C, reaktivitas tinggi, efisiensi casting yang rendah, ekspansi investment material yang tidak memadai, porositas casting, sulit dalam finishing. Secara teknik, kesulitan juga dapat dikarenakan susah untuk dilas/disatukan, disolder, dalam finishing, dan disesuaikan. Secara finansial, casting titanium membutuhkan peralatan yang mahal pula. Jenis titanium yaitu commercially pure titanium (CpTi) dan titanium alloy with alumunium dan vanadium (Ti-6Al-4V).

Titanium Alloys: GeneralAlloying elements ditambahkan untuk menstabilkan fase atau fase β, dengan

mengubah β-transformasi suhu. Misalnya, di Ti-6Al-4V, aluminium penstabil α, yang memperluas bidang α-fasa dengan meningkatkan (α + β) untuk beta-transformasi suhu. Sedangkan vanadium, serta tembaga dan palladium, adalah stabilizer β, yang memperluas β-fase lapangan dengan mengurangi (α + β) untuk beta-transformasi suhu.

Secara umum, alpha-titanium adalah mudah di las, tetapi sulit untuk ditempa pada suhu kamar. Sedangkan betatitanium,mudah ditempa pada suhu kamar dan dengan demikian digunakan dalam orthodonsi.

4. Wrought Stainless Steel Alloy

Steel atau baja adalah alloy besi-karbon. Stainless steel digunakan untuk alloy dari besi dan karbon yang mengandung kromium, nikel, mangan, dan beberapa logam yang dapat meningkatkan sifat dan memberikan kualitas logam ke baja. Alloy ini bermacam-macam berdasarkan komposisinya seperti kobalt-kromium, nikel-kromium, dan alloy titanium casting. Biasanya, alloy stainless steel bukan cast, tetapi digunakan dalam bentuk wrought. Wrought Stainless Steel Alloy mendapat diklasifikasi menjadi tiga yaitu

i. Ferritic Komposisi Ferritic diantar lain adalah Kromium 11.5 - 27%, Karbon (max.

0.2%), silikon, dan molybdenum termasuk tetapi memiliki limit-limit tertentu. Sifatnya adalah memberikan ketahanan terhadap korosi, tidak mudah mengeras, memiliki beberapa derajat tarnish resistence.

ii. Austentic Komposisi austentic diantara lain adalah Kromium 16 - 26%, Karbon (max.

0.25%), Nickel 7 - 22%, Titanium, Mangan, Silikon, Molybdenum, Niobium, Tantalum. Sifat: ductility baik, tahan korosi dan fraktur, mudah pengelasan dan pembentukan. Penggunaan: untuk dental prostesis, kawat orthodontic, instrument endodontic.

iii. Maretensitic Komposisi maretensitic diantara lain kromium 11.5 - 17%, nickel 0 – 2.5%,

carbon 0.15 – 1.2%. Sifat: Baja ini dapat dikeraskan dengan pemanasan dan mereka memiliki ketahanan tarnish sedang. Penggunaan: Martensitic digunakan pada pembuatan instrumen dan bisa juga digunakan sebagai alat ortodontik.

5. Wrought Cobalt-Chromium-Nickel (Co-Cr-Ni) Alloys

Wrought Cobalt-Chromium-Nickel (Co-Cr-Ni) Alloys atau dikenal sebagai Elgiloy. Memiliki komposisi diantara lain 40% cobalt, 20% chromium, 15% nickel, 7% molybdenum, 2% manganese, 0.4% beryllium

(berguna untuk menurunkan alloy’s melting point), 0.15% carbon, 15.4% iron, 0.05% lainnya. Terdapat 4 macam kawat Elgiloy: lembut(halus/soft), ductile, semirespring dan

spring, yang paling sering digunakan yaitu soft (Elgiloy blue) karena mudah dimanipulasi dan dipanaskan untuk mencapai resilience yang meningkat. Dari komposisi, alloy ini lebih ke dalam jenis base-metal alloy daripada stainless steel. Mempunyai sifat yang mirip dengan kawat stainless steel. Proses pembuatan dan manipulasi alloy ini dilakukan di standar heat-treatment (482⁰C) dalam waktu 7 menit. Temperatur rendah pada heat-treatment menyebabkan perubahan fase dan mengurangi stress. Sifat mekanik yang dimiliki adalah propotional limit, 1610 MPa. Yield strenghth, 1930 MPa. Tensile Strength, 2540 MPa.

6. Wrought Nickel-Titanium (Ni-Ti) Alloy Wrought Nickel-Titanium (Ni-Ti) Alloy

atau yang dikenal sebagai Nitinol yang digunakan pada kawat orthodonti. Sifatnya yang high resilence, limited formability dan thermal memory. Mempunyai komposisi 55% nickel dan 45% titanium.

Nitinol memiliki temperature transition range (TTR), pada suhu dibawah TTR, Nitinol menjadi plastic. Jika alloy dihangatkan dari bawah ke atas TTR, temperature tersebut menyebabkan terjadinya transformasi crystallographic dari microstructure maintensitic ke authentic, yang disebut juga sebagai shape-memory alloy.

Nitinol mempunyai tingkat elastic modulus dan yield strength yang rendah tetapi memiliki springback (maksimum elastic deflection) yang tinggi dibandingkan dengan stainless stell dan beta-titanium.

Springback yang tinggi merupakan hal yang penting jika diperlukan pembengkokan yang banyak. Dalam manipulasinya, nitinol memiliki teknik bending tersendiri. Nitinol merupakan logam paduan yang brittle sehingga tidak dapat di soldered atau welded, melainkan harus dimanipulasi secara mekanis.

Referensi ◦ Annusavice, KJ. Phillips’ Science of Dental Materials. 11th ed. Philadelphia: WB

Saunders, 2003.◦ Craig, Robert G., and John M. Powers. Restorative Dental Materials. 11th ed