Zirkonia (zirconia), khususnya dalam bentuk tetragonal yttria-stabilized zirconia (Y-TZP), telah menjadi material favorit dalam bidang kedokteran gigi karena sifat mekaniknya yang unggul. Seperti kekuatan lentur tinggi, ketangguhan fraktur, dan kompatibilitas biologis. Dalam restorasi mahkota gigi, penggunaan mahkota zirkonia monolitik (tanpa porselen lapisan luar) kian populer. Hal ini karena menghindari masalah pengelupasan lapisan keramik veneer.
Namun, agar restorasi zirkonia dapat bertahan lama di mulut pasien, material ini harus mampu menahan beban oklusal serta degradasi jangka panjang akibat lingkungan mulut (kelembapan, suhu, siklus termal). Salah satu aspek penting dalam hal ini adalah ketahanan fraktur (fracture resistance) material zirkonia serta bagaimana ketebalan struktur dan penuaan buatan (“ageing”) mempengaruhinya.
Penelitian oleh mahasiswa FKG UGM, Mega Cicilia dengan bimbinghan drg. Heriyanti Amalia K., S.U., Sp.Pros(K) dan drg. Murti Indrastuti, M.Kes., Sp.Pros(K) yang berjudul “Pengaruh Ketebalan Oklusal dan Lama Ageing Mahkota Zirkonia Monolitik terhadap Ketahanan Fraktur” menyimpulkan bahwa ketebalan oklusal memiliki pengaruh bermakna terhadap ketahanan fraktur, sedangkan lama ageing tidak menunjukkan pengaruh signifikan.
Artikel ini akan mengulas karakteristik zirkonia sebagai material restorasi, faktor-faktor yang mempengaruhi ketahanan fraktur (termasuk ketebalan dan ageing), serta implikasi klinisnya.
Karakteristik Material Zirkonia dalam Kedokteran Gigi
Zirkonia, khususnya jenis Y-TZP (yttria-stabilized tetragonal zirconia polycrystal), populer di kedokteran gigi karena:
- Tahan terhadap retak perkembangan (crack propagation), karena mekanisme transformasi tetragonal ke monoklinik di sekitar ujung retak yang menyerap energi.
- Kekuatan lentur tinggi dibandingkan banyak keramik gigi lainnya.
- Biocompatibility dan relatif inert dalam lingkungan mulut.
- Transluensinya yang semakin baik dalam generasi baru (meskipun masih lebih opak dibandingkan keramik kaca), sehingga cocok untuk restorasi estetik dengan penyesuaian desain gigi.
Meskipun demikian, zirkonia tidak kebal terhadap faktor eksternal seperti beban siklikal mikro, degradasi struktur (ageing), dan fluktuasi suhu dan kelembapan. Oleh karena itu, desain restorasi (ketebalan, geometri), persiapan tandu gigi, finishing permukaan, serta metode penuaan buatan menjadi sangat penting untuk memastikan ketahanan fraktur jangka panjang.
Faktor-faktor yang Mempengaruhi Ketahanan Fraktur Zirkonia
Beberapa faktor kritis yang mempengaruhi ketahanan fraktur zirkonia pada mahkota monolitik antara lain:
- Ketebalan struktur (khususnya oklusal)
Penelitian UGM menunjukkan bahwa ketebalan oklusal yang lebih besar (1,5 mm) menghasilkan rata-rata ketahanan fraktur tertinggi (47,33 ± 0,93 N/mm²), sedangkan ketebalan tipis (0,5 mm) menghasilkan nilai terendah (21,52 ± 1,33 N/mm²). Hal ini mengindikasikan bahwa ketebalan oklusal secara signifikan mempengaruhi ketahanan fraktur mahkota zirkonia monolitik.
Ketebalan yang cukup memberikan distribusi beban yang lebih merata dan mengurangi stres lokal yang bisa memicu retak. - Penuaan (Ageing) buatan / degradasi termal
Proses ageing (misalnya autoklaf, siklus termal) bisa menstimulasi transformasi tetragonal ke monoklinik pada permukaan zirkonia, yang dapat melemahkan kekuatan mekanik. Namun, dalam penelitian tersebut, lama ageing (3 jam vs 5 jam) tidak menunjukkan pengaruh signifikan terhadap ketahanan fraktur mahkota zirkonia monolitik.
Hal ini bisa disebabkan bahwa rentang ageing yang diuji masih dalam batas toleransi material, atau bahwa transformasi permukaan belum cukup untuk melemahkan struktur secara bermakna. - Permukaan dan finishing
Polishing, grinding, dan kasar permukaan dapat menghasilkan tegangan sisa (residual stresses) atau mikroretak yang menjadi titik lemah perkembangan retak. Studi lain menunjukkan bahwa keadaan permukaan dan stres residual sangat memengaruhi kepekaan terhadap ageing. arXiv - Kualitas material / densifikasi
Adanya porositas, inklusi, atau cacat mikro dalam material zirkonia dapat meningkatkan kemungkinan inisiasi retak. - Desain restorasi dan kondisi oklusal
Kontur suhutan (cusp), radius sudut, dan distribusi tumpuan beban akan menentukan titik konsentrasi tegangan maksimum.
Implikasi Klinis dan Rekomendasi
Berdasarkan pemahaman dari penelitian dan teori material, berikut rekomendasi klinis untuk penggunaan mahkota zirkonia:
- Pastikan ketebalan oklusal minimal yang memadai.
Berdasarkan temuan penelitian, ketebalan oklusal 1,5 mm memberikan cadangan kekuatan yang lebih baik dibanding ketebalan 0,5 mm. Oleh karena itu, dalam perencanaan restorasi, hindari ketebalan ekstrem tipis jika memungkinkan, terutama pada gigi posterior yang mengalami beban besar. - Perhatikan finishing dan kondisi permukaan.
Proses polishing yang tepat dan menghilangkan mikroretak sangat penting agar tegangan sisa tidak menjadi titik lemah. Finishing permukaan yang agresif bisa merusak struktur mikro dan meningkatkan kepekaan terhadap ageing. - Hindari over-ageing eksternal yang ekstrem.
Meski dalam penelitian tersebut, lama ageing tidak signifikan berpengaruh, dalam kondisi klinis dengan siklus suhu dan kelembapan mulut yang ekstrem serta beban berulang, potensi degradasi tetap ada. Rancang margin keamanan pada desain untuk mengakomodasi degradasi jangka panjang. - Kontrol oklusi dan desain anatomi.
Pastikan oklusi seimbang, dengan distribusi beban yang tidak menimbulkan torsi atau beban berlebih di area lemah. Sudut internal dan radius cusp harus direncanakan dengan baik. - Monitoring jangka panjang dan evaluasi klinis.
Pasien perlu dipantau secara periodik untuk mendeteksi retak mikro atau kegagalan awal. Bila terdeteksi dini, tindakan perbaikan mungkin masih memungkinkan.
***
Material zirkonia, terutama dalam bentuk mahkota monolitik, memiliki potensi mekanik yang sangat baik untuk restorasi gigi. Namun, ketahanan fraktur sangat bergantung pada beberapa faktor, terutama ketebalan oklusal, ketebalan lebih besar menghasilkan kekuatan fraktur lebih tinggi. Walau penelitian tersebut menemukan bahwa variasi lama ageing (3 vs 5 jam) tidak memberikan perbedaan signifikan, dalam penggunaan klinis jangka panjang, efek penuaan tetap harus dipertimbangkan. Terutama dalam kombinasi dengan faktor lain seperti beban siklikal dan kondisi mulut nyata. Dengan desain restorasi yang tepat (ketebalan memadai, finishing baik, oklusi terkontrol) dan pemantauan klinis yang rutin, mahkota zirkonia dapat menawarkan solusi restoratif yang awet dan andal.
References
MEGA CICILIA, drg. Heriyanti Amalia K., S.U., Sp.Pros(K); drg. Murti Indrastuti, M.Kes., Sp.Pros(K), PENGARUH KETEBALAN OKLUSAL DAN LAMA AGEING MAHKOTA ZIRKONIA MONOLITIK TERHADAP KETAHANAN FRAKTUR, https://etd.repository.ugm.ac.id/penelitian/detail/112465
Author: Rizky B. Hendrawan | Photo: Freepik
