Penelitian menggunakan simulasi komputer menemukan bahwa desain penampang melintang file endodontik, alat yang dipakai oleh para dokter gigi untuk membersihkan saluran akar. Ini berpengaruh besar terhadap seberapa lentur dan seberapa tahan alat itu sebelum patah. Temuan ini menjadi penting karena patahnya file di dalam saluran akar adalah salah satu komplikasi yang paling ditakuti dalam perawatan saluran akar.
Penelitian yang melibatkan Dr. drg. Wignyo Hadriyanto, M.S., Sp.KG(K) dari Program Doktoral Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Gadjah Mada bersama tim lintas departemen ini dipublikasikan dalam BIO Web of Conferences pada 2021. Tim peneliti menggunakan pendekatan in silico, yakni simulasi berbasis komputer, untuk menguji dua jenis file nikel-titanium (NiTi) rotari yang umum digunakan secara klinis: ProTaper Gold F2 dan Hyflex CM.
Gigi yang terinfeksi hingga ke akar memerlukan perawatan saluran akar, atau yang dalam dunia kedokteran gigi dikenal sebagai root canal treatment (RCT). Dalam prosedur ini, dokter gigi memasukkan file endodontik (alat berukuran sangat kecil) ke dalam saluran akar yang sempit dan juga berliku untuk membersihkan jaringan pulpa yang terinfeksi.
Tantangannya, saluran akar manusia tidak selalu lurus. Pada saluran yang berkelok, file dipaksa menekuk setiap kali berputar. Tekukan berulang itulah yang memicu apa yang disebut cyclic fatigue (kelelahan siklik) sampai akhirnya file bisa patah di dalam gigi. Selain itu, file juga harus cukup lentur agar bisa mengikuti lekukan saluran tanpa merusak dinding dentin. Properti ini diukur melalui nilai defleksi. Dua hal inilah kelelahan siklik dan defleksi yang menjadi fokus penelitian ini.
Tim peneliti merancang 18 model file NiTi menggunakan perangkat lunak Autodesk Inventor 2020, kemudian menganalisisnya melalui ANSYS Structural 18.2. Tiga variabel diuji secara bersamaan: bentuk penampang melintang (segitiga cembung vs. persegi), jumlah pitch atau uliran (dikurangi satu, tetap, dan ditambah satu dari spesifikasi pabrik), serta kecepatan rotasi (200, 300, dan 400 rpm). Beban yang diberikan pada ujung file bervariasi antara 1, 2, dan 3 Newton untuk mengukur defleksi.
Hasilnya cukup jelas. Bentuk penampang melintang dan besar beban secara signifikan memengaruhi defleksi maupun kelelahan siklik file. Selain itu, variasi jumlah pitch menambah atau mengurangi satu uliran dari standar pabrik tidak memberikan pengaruh berarti pada kedua parameter tersebut.
File dengan penampang segitiga cembung, yang diwakili oleh ProTaper Gold, menunjukkan nilai defleksi lebih tinggi dibanding penampang persegi milik Hyflex CM. Artinya, file segitiga cembung lebih lentur. Namun di sisi lain, justru file berpenampang persegi yang memperlihatkan nilai kelelahan siklik lebih tinggi — berarti lebih tahan terhadap kelelahan sebelum akhirnya patah.
“Convex triangle reveals a larger deflection value compared with the square cross-section. This shape reduces the contact point between the cross-sectional area of the file and the root canal wall, thus increasing the flexibility of the file.” — Hadriyanto et al., BIO Web of Conferences, 2021
Penjelasannya terletak pada geometri inti file. Penampang persegi memiliki inti (core) yang lebih tipis, sehingga tekanan yang diterima file saat berputar di dalam saluran akar lebih kecil. Ini yang membuat file persegi lebih tahan terhadap kelelahan siklik. Sebaliknya, penampang segitiga cembung mengurangi titik kontak antara file dan dinding saluran akar, sehingga file lebih bebas bergerak dan lebih lentur.
Variabel kecepatan rotasi juga memberikan temuan yang relevan secara klinis. Semakin tinggi kecepatan putar file, semakin cepat file mencapai titik kelelahan. File yang berputar pada 200 rpm menunjukkan ketahanan terhadap kelelahan siklik yang lebih baik dibanding yang berputar pada 300 rpm maupun 400 rpm.
Logikanya sederhana, kecepatan tinggi berarti lebih banyak siklus tekanan dan regangan dalam waktu yang lebih singkat. Tubuh file tidak punya cukup waktu untuk beristirahat dari tekanan, sehingga lebih cepat mencapai titik patah. Ini bukan berarti kecepatan tinggi selalu buruk, ada keseimbangan antara efisiensi kerja dan keamanan alat yang harus dipertimbangkan dokter gigi setiap kali mengatur motor endodontik.
Simulasi in silico memang memiliki keterbatasan. Metode statis yang digunakan dalam penelitian ini tidak sepenuhnya merepresentasikan gerakan pecking — gerakan naik-turun file — yang terjadi dalam praktik klinis nyata. Namun sebagai alat eksplorasi desain sebelum uji klinis, pendekatan ini terbukti efisien dan informatif.
Bagi dokter gigi yang setiap hari memegang file endodontik, penelitian ini menegaskan bahwa pilihan alat bukan sekadar soal merek atau harga. Geometri file, terutama bentuk penampang melintangnya menentukan bagaimana alat itu berperilaku di dalam saluran akar yang sempit dan berliku.
File yang lebih lentur membantu mengurangi risiko transportasi saluran akar, ledging, atau perforasi pada kasus dengan anatomi yang kompleks. Sementara file yang lebih tahan terhadap kelelahan siklik memberi jaminan keamanan lebih lama sebelum alat perlu diganti.
Penelitian ini juga membuka ruang bagi pengembang instrumen endodontik untuk mempertimbangkan optimasi desain penampang melintang secara lebih serius. Bukan hanya mengandalkan inovasi material atau perlakuan termal semata. Sebab pada akhirnya, bentuk yang tepat dan pada kecepatan yang tepat, bisa menjadi perbedaan antara perawatan yang berhasil dan komplikasi yang tidak diinginkan.
Penulis : drg. Achmad Zam Zam Aghasy, M.Kes & Annisa Dwi Noviyanti
Foto : FreePik
Sumber DOI : https://doi.org/10.1051/bioconf/20214105005
