FISIKA DALAM KEDOKTERAN GIGI

Oleh :

Anna Hafidza 160110120070

Nadira 160110120075

Agata Ayu Pratiwi 160110120080

Diva Aldila 160110120082

FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI

UNIVERSITAS PADJADJARAN

BANDUNG

2013

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah

melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan makalah

yang berrjudul “Fisika dalam Kedokteran Gigi”. Makalah ini kami susun untuk

memenuhi tugas tutorial mata kuliah Radiologi pada program studi Kedokteran Gigi.

Tak lupa kami ucapkan terima kasih kepada Ibu Tuti selaku dosen yang sudah

membimbing kami dan semua pihak yang baik secara langsung maupun tidak

langsung telah berperan serta dalam membantu penyelesaian makalah ini.

Kami harap makalah ini dapat memberikan manfaat, khususnya di bidang

kesehatan dan kedokteran gigi. Mohon maaf apabila terdapat kekurangan dan

kesalahan pada makalah ini, kritik dan saran membangun sangat kami harapkan demi

tercapainya kesempurnaan makalah ini.

Jatinangor, 8 Juni 2013

Tim Penyusun

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Fisika merupakan cabang ilmu yang banyak digunakan di berbagai aspek

kehidupan manusia. Disadari maupun tidak disadari dalam aktifitas manusia

selalu berhadapan dengan fenomena – fenomena, fisis. Kebanyakan manusia

dalam melakukan aktifitasnya tidak memperhatikan fenomena – fenomena ini.

Manusia diharapkan dapat memperhatikan hal-hal yang menunjukkan keterkaitan

antara fenomena – fenomena tersebut dengan tujuan yang hendak dicapai, agar

didapatkan hasil yang memuaskan.

Fenomena fisis dipelajari dalam ilmu fisika. Pada pembelajaran ilmu fisika

mahasiswa mempelajari variabel fisis yang terdapat pada kejadian alam. Dalam

proses pembelajaran fisika sebaiknya tidak hanya sekedar memberikan

konsepnnya tetapi juga bagaimana proses penemuan dari konsep tersebut.

Hakikat fisika yakni fisika bukan hanya sekedar kumpulan fakta dan prinsip

tetapi lebih dari itu fisika juga mengandung cara-cara bagaimana memperoleh

fakta dan prinsip tersebut beserta fisikawan dalam melakukannya (Supriyono,

2003:8). Hal ini menunjukkan bahwa dalam pembelajaran dibutuhkan contoh

konkret mengenai aplikasi dari ilmu tersebut.

Seiring berkembangnya jaman, banyak alat – alat dan teknologi yang

ditemukan atas dasar ilmu fisika. Fisika semakin sering diaplikasikan dalam

semua bidang terapan, termasuk dalam bidang Kedokteran Gigi. Dalam makalah

ini, akan dibahas beberapa contoh pengaplikasian ilmu fisika dalam Kedokteran

Gigi.

1.2 Tujuan

Adapun tujuan penulisan makalah ini adalah :

1. Memenuhi tugas mata kuliah fisika dasar mengenai keterkaitan ilmu fisika

dalam kedokteran gigi

2. Membahas dan memberikan pemahaman mengenai keterkaitan ilmu fisika

dalam kedokteran gigi

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Keterkaitan Ilmu Fisika dan Kedokteran Gigi Secara Umum

Bidang kedokteran gigi adalah bidang yang tidak terlepas dari ilmu fisika.

Ilmu fisika secara umum digunakan dalam kedokteran gigi sebagai dasar

pemilihan bahan dan alat. Ilmu fisika dalam kedokteran gigi juga berguna dalam

hal perkembangan teknologi yang dapat menunjang fasilitas preklinis, klinis,

maupun laboratorium.

2.2 Modulus Elastisitas dalam Kedokteran Gigi

Mengetahui Modulus Elastisitas dalam kedokteran gigi sangat penting. Kita

dapat mengetahui apakah suatu bahan elastis atau kaku, sehingga kita dapat

menentukan suatu bahan lebiih cocok dan lebih mudah dalam tindakan dan

penanganan tertentu. Berikut adalah contoh bahan-bahan tersebut :

2.2.1 Basis Gigi Tiruan

Basis gigitiruan adalah bagian dari gigitiruan yang bersandar pada

jaringan lunak dan merupakan tempat melekatnya anasir gigitiruan.

Berbagai macam bahan telah digunakan dalam pembuatan basis gigi

tiruan seperti berikut:

1. Resin Akrilik Polimerisasi Panas

Resin akrilik polimerisasi panas adalah polimer yang paling

banyak digunakan dalam pembuatan basis gigitiruan karena selain

bernilai estetis, juga lebih ekonomis. Namun kekurangan dari resin

akrilik polimerisasi panas adalah mudah fraktur. Resin akrilik tersusun

dari berat molekul yang rendah, hal tersebut menjadi salah satu

penyebab bahan ini mempunyai kekuatan impak yang rendah. Metode

polimerisasi bahan resin akrilik polimerisasi panas dapat diproses

dengan beberapa cara diantaranya dengan pemanasan air dan

gelombang mikro.

Modulus elastisitas dari resin akrilik polimerisasi panas adalah

22000 MPa.

2. Termoplastik Nilon

Termoplastik nilon pertama digunakan dalam pembuatan basis

gigi tiruan oleh Arpad dan Tibor Nagy pada awal tahun 1950an.

Penggunaan nilon pertama kali di kedokteran gigi tidak begitu

memuaskan oleh karena sifat penyerapan air yang tinggi. Namun

bahan ini mempunyai fleksibilitas yang tinggi sehingga dapat

meneruskan tekanan yang diterima. Termoplastik nilon terbentuk

melalui reaksi polimerisasi molekul-molekul kecil sehingga terbentuk

molekul yang besar atau disebut makromolekul, hal tersebut

menyebabkan bahan ini mempunyai berat molekul yang tinggi

sehingga mempunyai kekuatan impak yang tinggi pula. Termoplastik

nilon mempunyai modulus elastisitas yang rendah sehingga bersifat

fleksibel. Modulus elastisitas termoplastik nilon adalah 356 MPa.

Kekuatan lentur merupakan salah satu sifat yang mempengaruhi

ketahanan terhadap fraktur dari basis gigitiruan. Termoplastik nilon

mempunyai kekuatan lentur yang tinggi yaitu sebesar 110 MPa

sehingga ketahanan terhadap fraktur juga menjadi tinggi.

2.2.2 Elastomeric (Karet Pengencang)

Salah satu komponen piranti ortodonti yang sering digunakan untuk

menggerakkan gigi adalah elastomeric. Elastomeric dalam penggunaannya

tersedia dalam dua bentuk yaitu ligature dan chain. Elastomeric ligature

digunakan untuk mengikat wire pada bracket. Elastomeric chain atau

power chain adalah rangkaian ligature yang terhubung satu sama lain

membentuk rantai. Elastomeric chain sering digunakan untuk

menghasilkan force (tarikan) untuk menggerakkan gigi. Dalam

penggunaannya bahan elastomeric chain memiliki kelemahan yaitu dapat

mengalami degradasi struktur didalam lingkungan rongga mulut, hal ini

akan menyebabkan hilangnya force yang dibutuhkan untuk pergerakan

gigi. Beberapa studi menunjukkan bahwa elastomeric chain kehilangan

sebagian besar force setelah beberapa saat stress relaxation. Ketika chain

diaktifkan, elastomeric akan memanjang secara permanen, sehingga gaya

yang dihasilkan untuk menarik gigi berkurang.

2.2.3 Kawat Gigi

Kawat yang sering digunakan dalam kedokteran gigi terbuat dari

bahan tahan karat, yaitu paduan antara besi, baja, serta kromium, nikel,

mangan dan logam- logam lain yang meningkatkan sifat dan kualitas

stainless steel. Kawat yang paling sering dipakai adalah SS 18-8,

maksudnya adalah stainless steel yang mempunyai komposisi 18%

kromium dan 8% nikel, dengan diamter 0.6 mm; 0.7 mm; 0.8 mm.

kromium bersifat mencegah korosi dan bersifat kaku, sedangkan nikel

bersifat mecegah korosi, lebih kuat, dan lebih fleksibel. Kawat memiliki

tekanan konstan, yang dari waktu ke waktu, pindah gigi ke posisi yang

tepat. Ketika kawat memberikan tekanan pada gigi, membran periodontal

membentang di satu sisi dan dikompresi di sisi lain. Untuk

mempertahankan posisi tersebut kawat dianjurkan untuk memiliki daya

elastisitas yang tidak besar sehingga gigi dapat terbentuk dengan baik.

2.2.4 Orthodontic Clasp

Komponen alat orthodonsi yang terbuat dari logam tak berwarna dan

elastis yang berkontak dan sebagian mengelilingi gigi untuk menyediakan

dan resistensi stabilitas bagi gigi tiruan.

Untuk sebagian gigi yang celah diantaranya terlalu besar gaya dari pita

bahan karet dapat memadai. Pita karet menghasilkan tegangan di antara

gigi agar gigi dapat bergeser secara bersama- sama sehingga gaya pegas

sangat diperlukan dalam alat ortodontik ini.

2.2.5 Mouth Gate (Penyangga Mulut)

Alat ini berfungsi untuk menyangga mulut pasien ketika hendak

memasang behel permanent, dengan cara memasukan alat ini dibagian

mulut sehingga mulutnya akan terbuka lebar dan akan memudahkan kita

untuk memasang behel. Alat ini bersifat elastis (fleksibel), ketika

digunakan pada mulut pasien tidak terasa sakit karena tarikan namun

mulut tetap terbuka. Ketika alat dilepas dari mulut maka alat akan kembali

ke bentuk semula.

2.3 Thermodinamika dalam Kedokteran Gigi

Termodinamika terbentuk dari dua suku kata yaitu, thermal (yang

berhubungan dengan panas) dan dynamics(yang berhubungan dengan suatu

perubahan). Jadi termodinamika merupakan ilmu yang mempelajari berbagai

fenomena energi yang berubah-ubah karena adanya aliran panas dan usaha yang

dilakukan. 

2.3.1 Daya Penghantar Panas / Konduktivitas Thermal.

Dalam pemilihan bahan, perlu diketahui tentang Daya Penghantar

Panas / Konduktivitas Thermal. Dengan memahami hal ini, kita dapat

menentukan bahan mana yang paling aman dan sesuai untuk diaplikasikan

di dalam rongga mulut. Kita juga dapat menentukan apakah kita

membutuhkan isolator pada bahan tersebut, agar saat pasien makan

makanan yang panas, bahan tersebut tidak ikut panas.

Berikut adalah besar daya penghantar panas untuk bagian gigi dan

beberapa bahan dental :

1. Amalgam 0,055

2. Alloy emas 0,710

3. Porselen 0,0025

Alloy emas mempunyai daya hantar panas yang tinggi, sehingga

membutuhkan isolator dalam penggunaannya.

2.3.2 Perubahan Suhu

Perubahan suhu umumnya mengakibatkan perubahan dimensi pada

suatu benda. Hal ini dinyatakan dengan koefisien ekspansi termal linier :

lt2 - lt1 / lt1 : ( t2 – t1 ) , satuan 0C

lt2 = panjang bahan pada suhu akhir t2 = suhu akhir

lt1 = panjang bahan pada suhu awal t1 = suhu awal

Berikut koefisien ekspansi termal gigi dan bahan dental (x 10-6/ 0C) :

Gigi 10 – 15

Amalgam 22 – 28

Alloy emas 25 – 50

Hal ini perlu diketahui untuk menghindari sakitnya gigi karena

desakan akibat pemuaian bahan tambal pada lubang gigi, misalnya

amalgam.

2.4 Radiasi dalam Kedokteran Gigi

2.4.1 Radiologi Kedokteran Gigi

Telah lebih dari satu abad profesi kedokteran gigi menggunakan

pemeriksaan radiografik sebagai sarana untuk memperoleh informasi

diagnostik yang tidak dapat diperoleh dari pemeriksaan klinis dan

pemeriksaan lain sebelumnya. Radiologi sendiri merupakan cabang ilmu

kedokteran yang menggunakan energi pengion dan bentuk energi lainnya

(non pengion) dalam bidang diagnostik, imajing dan terapi. Radiasi adalah

proses dikeluarkannya energi radiasi dalam bentuk gelombang (partikel),

atau proses kombinasi dari pengeluaran dan pancaran energi

radiasi .Sumber radiasi dapat terjadi secara alamiah maupun buatan.

Radiasi buatan yang paling sering digunakan adalah Sinar-x adalah

pancaran gelombang elektromagnetik yang sejenis dengan gelombang

listrik, radio, inframerah panas, cahaya, sinar gamma, sinar kosmik dan

sinar ultraviolet tetapi dengan panjang gelombang yang sangat pendek.

Untuk keperluan medis, besarnya tegangan dapat diatur sehingga

intensitas atau energi yang dihasilkan akan sesuai dengan tegangan yang

diberikan.

Spektrum sinar-X dihasilkan oleh 50-keV elektron menumbuk target

molibdenum. Dua puncak tajam menunjukkan karakteristik sinar-X yang

terjadi saat elektron mengisi kekosongan pada lintasan terdalam (K)

molibdenum. Dua puncak yang berbeda dihasilkan oleh elektron dari

lintasan yang berbeda yang jatuh pada lintasan K (Sternheim dan Kane

1991).

2.4.2 Teeth Whitening Laser

Laser pemutih berfungsi menghapus plak atau puing-puing pada gigi.

Dalam proses pelaseran terjadi proses fisika. Dengan energi cahaya yang

dipancarkan dari laser membuat Kristal mampu menyerap gel.

Cara kerjanya yaitu setelah gigi terbebas dari wabah penyakit dan

puing-puing, gel diterapkan pada gigi Anda. Gel inilah yang sebenarnya

berfungsi memutihkan gigi. Namun, Laser digunakan untuk mempercepat

proses dan mengaktifkan gel pemutih. Kristal ditemukan di gel menyerap

energi cahaya dari laser, yang kemudian menembus enamel pada gigi.

Proses ini membantu untuk meningkatkan efek pemutihan pada gigi.

2.5 Gaya dalam Kedokteran Gigi

2.5.1 Gaya Dasar

Ada 3 macam gaya dasar :

o Gaya tarik (Tensile Force), yaitu gaya yang bekerja menjauhkan satu

sama lain pada satu garis lurus yang sama. Akibatnya benda

mengalami perpanjangan dan pengecilan diameter.

o Gaya tekan (compreshion Force), yaitu gaya yang bekerja mendekati

satu sama lain pada satu garis lurus yang sama sehingga benda

mengalami pemendekan dan pembesaran diameter.

Biasanya gaya tekan digunakan untuk membengkokan kawat

ortho, membengkokan kawat ke arah berlawanan dengan gaya kecil

dan berulang ulang dirasakan lebih mudah daripada menggunakan

tang potong yang membutuhkan gaya yang lebih besar.

o Gaya geser (Shear Force), yaitu dua gaya bekerja berlawanan arah

tetapi tidak pada satu garis lurus yang sama.

Ketiga gaya tersebut diaplikasikan dalam memanipulasi bahan

dental, membentuk bahan tersebut menjadi bentuk yang diinginkan.

2.5.2 Gaya Gravitasi

Resistensi adalah daya tahan gigi tiruan terhadap gaya yang

menyebabkan pergerakan ke arah yang berlawan dengan arah

pemasangannya.

Resistensi merupakan kemampuan gigi tiruan untuk tahan terhadap

gaya gravitasi, sifat adhesi makanan, dan gaya-gaya yang berhubungan

dengan pembukaan rahang, sehingga akan menghasilkan gigi tiruan tetap

pada posisinya di dalam rongga mulut

2.5.3 Gaya Mastikasi

Gaya mastikasi adalah Gaya yang bekerja pada gigi dalam proses

pengunyahan.

Gaya mastikasi maksimal :

Pada regio molar = 400-890 N (90-200 pound)

Pada regio premolar = 222-445 N (50-100 pound)

Pada regio kaninus =133-334 N (30-75 pound)

Pada regio insisivus = 89-111 N (20-55 pound)

Mastikasi pada gigi tiruan :

Pada molar gigi tiruan cekat ; 50 pounds

Pada gigi tiruan lepasan ; 25 pounds

Pada gigi tiruan penuh ; 25 pounds

Dalam tindakan pembuatan gigi tiruan, bidang oklusan merupakan

pedoman yang penting dalam penyusunan gigi posterior dengan tujuan

agar mastikasi menjadi efisien.

2.5.3 Gaya Tarik Menarik pada Adhesi

Adhesi terjadi apabila dua substansi yang berbeda melekat sewaktu

berkontak disebabkan oleh gaya tarik menarik yang timbul antara kedua

benda tersebut.

Adhesi melekatkan 2 zat, jika zat itu dirapatkan satu sama lain.

Adheren adalah suatu bahan yang direkati oleh bahan lain. Adhesif adalah

suatu bahan atau lapisan yang menghasilkan adhesi dengan bahan lain.

Perekatan terhadap jaringan gigi sangat penting untuk penggunaan

berikut ini :

Penyemenan inlay, mahkota, dan pekerjaan jembatan

Bahan tambal adhesive berguna untuk mencegah timbulnya

kebocoran marginal

Pencegahan kerusakan gigi dengan cara menutup pit dan fissure

gigi

Penyemenan langsung alat orthodonsia ke gigi

2.5.4 Gaya torsi

Gaya torsi dalam bidang kedokteran gigi diaplikasikan pada bidang

ortodontik. Pada hal ini gaya torsi dapat dilihat pada pergeseran gigi yang

maloklusi menjadi sesuai dengan oklusi gigi yang sebenarnya dan sesuai

dengan struktur.

Gigi yang harus diberi gaya torsi

2.6 Ilmu Fisika Lain dalam Kedokteran Gigi

2.6.1 Hidrolik pada Dental Chair

Kursi dokter gigi termasuk salah satu alat yang memanfaatkan hukum

pascal. Cara kerjanya mirip dengan dongkrak hidrolik. Ketika pedal/tuas

tertekan atau diinjak oleh dokter gigi tekanan fluida dalam bejana

berhubungan akan diteruskan pada kursi pasien sehingga kursi mendapat

gaya ke atas. Bayangkan bahwa tuas injak dan kursi pasien terhubung oleh

suatu bejana berhubungan, tuas injak merupakan tabung kecil dan kursi

pasien tabung besar. Ketika dokter memberikan gaya pada maka tuas injak

maka fluida pada tabung kecil akan mendapat tekanan dan tekanan yang

sama besar akan diteruskan pada tabung besar. Nah dengan memanfaatkan

hubungan ini dokter gigi cukup memberikan gaya yang kecil pada tuas

injak dan akan menimbulkan gaya yang cukup besar pada kursi pasien

yang membuat kursi pasien naik.

2.6.2 Micromotor

Micromotor adalah alat yang digunakan oleh dokter gigi atau

mahasiswa kedokteran gigi untuk preparasi, memulas overhanging

restorasi, membersihkan karang gigi secara sederhana, mengebur model

gigi, dan masih banyak lagi manfaat micromotor buat mahasiswa

kedokteran gigi.

Micromotor yang terdapat pada dental unit merupakan salah satu alat yang

mengubah energi listrik menjadi energy gerak. Alat tersebut dapat

mengubah energi listrik menjadi energi gerak dengan bantuan motor

listrik. Perubahan energi listrik menjadi energi gerak pada motor listrik

dimulai dengan perubahan energi listrik menjadi induksi magnet. Induksi

magnet inilah yang menyebabkan poros atau as pada micromotor

bergerak.

2.6.3 Suction Pump

Suction Pump adalah suatu alat yang yang dipergunakan oleh dokter

gigi untuk menghisap ludah pada mulut pasien agar mempermudah dalam

penanganan. Dalam suction pump terdapat alat yang disebut juga dengan

motor.

Motor merupakan suatu alat yang menghasilkan putaran yang

dihubungkan dengan kontruksi suction pump.

Motor yang sering digunakan sebagai penggerak pompa vacuum adalah

motor induksi(dengan arus bolak-balik) tipe motor sangkar dengan

starting kapasitor. Pada motor jenisini,arus rotor motor diperoleh dari arus

yang terinduksi sebagai akibat adnya perbedaan relatif antara putaran

motor dengan medan magnet putar (Rotating magnetic Field) yang

dihasilkanoleh arus stator.

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Dalam Kedokteran Gigi, Ilmu Fisika sangat penting untuk diketahui

berkenaan dengan banyaknya alat, material, dan teknik manipulasi yang

didasari ilmu fisika.

Ilmu fisika yang paling sering digunakan di antaranya Radiasi, Modulus

Elastisitas, Thermodinamika, dan Gaya.

DAFTAR PUSTAKA

Anusavice, Kenneth J. Phillips. Buku ajar ilmu bahan kedokteran gigi. Trans. Johan Arif Budiman, Susi Puwoko. Lilian Juwono, eds. Edisi 10. Jakarta: EGC.

Combe, E.C..1992.Sari Dental Material.Jakarta:Balai Pustaka)

Supriyono,K.H. (2003). Common textbook (edisi revisi) strategi pembelajaran fisika. Malang: FMIPA Universitas Malang.

http://lontar.ui.ac.id/file?file=digital/127517-R17-PRO-175-Kedalaman%20ruang-Literatur.pdf

http://lontar.ui.ac.id/file?file=digital/125321-R17-PRO-197%20Korelasi%20usia-Literatur.pdf

http://pythanymph.blogspot.com/2011/08/alat-alat-kesehatan-yang-terkait-dengan.html

http://www.dentiadental.com/2009/general/whitening-teeth/

http://choybucq.blogspot.com/2013/05/radiologi-kedokteran-gigi.html