Bayangkan sebuah cetakan plastik bening yang setiap hari memeluk gigi Anda, perlahan mendorongnya ke posisi yang lebih rapi. Alat itu terlihat sederhana, bahkan hampir tak terlihat. Tapi di balik transparansinya, ada pertanyaan biomekanikal yang selama ini belum terjawab tuntas: seberapa tebal plastik itu seharusnya, dan bentuk attachment seperti apa yang paling efektif menggerakkan gigi?
Tim peneliti dari Departemen Ortodonsia Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Gadjah Mada, terdiri dari drg. Ananto Ali Alhasyimi, DDS, MDSc, Ph.D, Sp.Ort, drg. Aulia Ayub, Sp.Ort, dan drg. Cendrawasih Andusyana Farmasyanti, menjawab pertanyaan itu melalui pendekatan komputasi yang disebut finite element analysis simulations (FEA). Hasil riset mereka dipublikasikan di European Journal of Dentistry edisi 2024.
Saat Plastik Terlalu Tebal, Gigi Menanggung Beban Berlebih
Clear aligner treatment (CAT) telah menjadi pilihan populer dalam ortodonsia modern. Alat ini bisa dilepas-pasang, nyaris tak terlihat, dan lebih nyaman dibanding kawat gigi konvensional. Namun efektivitasnya untuk gerakan gigi yang kompleks masih sering dipertanyakan, terutama untuk retraksi anterior, yaitu menarik gigi-gigi depan ke belakang setelah pencabutan premolar.
Salah satu variabel yang jarang dikaji secara mendalam adalah ketebalan material aligner itu sendiri. Tim FKG UGM membangun model tiga dimensi dari data CBCT seorang pasien dewasa dengan maloklusi Kelas II Divisi 1, lalu mensimulasikan lima variasi ketebalan aligner: 0,75 mm, 0,85 mm, 0,95 mm, 1,05 mm, dan 1,15 mm.
Hasilnya tegas. Semakin tebal aligner, semakin besar tegangan (stress) yang diterima gigi dan jaringan periodontal. Aligner setebal 0,75 mm menghasilkan tegangan maksimum 0,85425 MPa dengan distribusi warna biru-hijau di area akar dan mahkota, mengindikasikan beban yang ringan dan merata. Aligner 1,15 mm? Tegangan maksimumnya melonjak ke 0,97170 MPa, dengan area merah meluas hingga ke akar, sinyal bahaya yang nyata.
“Aligners dengan ketebalan 1,05 dan 1,15 mm atau lebih dapat menyebabkan kerusakan struktur mahkota gigi, resorpsi akar, kerusakan jaringan periodontal, dan tingginya kemungkinan lepasnya attachment.”
Angka 0,95 mm berada di zona abu-abu. Masih bisa digunakan, tetapi hanya untuk kasus yang membutuhkan gaya besar dan hanya dalam jumlah tray yang terbatas, bukan untuk pemakaian jangka panjang.
Tiga Bentuk Attachment, Satu Pemenang
Selain ketebalan, riset ini juga membandingkan tiga desain composite attachment, yaitu tonjolan kecil dari resin komposit yang ditempelkan ke permukaan gigi untuk membantu aligner mencengkeram dan menyalurkan gaya secara lebih presisi. Tiga bentuk yang diuji adalah rectangular (persegi panjang), ellipsoid (lonjong), dan pyramidal (piramida), masing-masing ditempatkan di permukaan labial insisivus sentral atas.
Secara numerik, perbedaan tegangan von Mises di antara ketiganya tidak drastis. Rectangular attachment mencatat tegangan maksimum 0,93593 MPa, ellipsoid 0,93807 MPa, dan pyramidal 0,93166 MPa. Namun analisis visual mengungkap cerita yang lebih penting.
Pada rectangular attachment, area merah terkonsentrasi di mahkota dengan distribusi yang tidak merata. Pyramidal attachment menunjukkan area merah di mahkota sekaligus area hijau-merah kecil di akar, mengindikasikan distribusi gaya yang kurang ideal. Ellipsoid attachment, sebaliknya, memperlihatkan warna oranye yang lebih merata di mahkota dan biru di akar, pola yang paling mendekati distribusi gaya ideal untuk retraksi.
Temuan ini sejalan dengan penelitian Costa et al. yang dikutip dalam paper, bahwa attachment berbentuk elipsoid atau silinder memiliki performa mekanis terbaik dibanding bentuk lainnya. Gaya yang dihasilkan tidak hanya cukup besar, tetapi juga terdistribusi merata ke seluruh permukaan gigi.
Angka Kecil dengan Konsekuensi Klinis Besar
Perbedaan 0,1 mm pada ketebalan aligner mungkin terdengar sepele. Tapi dalam skala biomekanikal, selisih itu bisa berarti perbedaan antara gerakan gigi yang terkontrol dan kerusakan jaringan periodontal yang perlahan-lahan terjadi tanpa disadari pasien.
Riset ini menegaskan bahwa ketebalan optimal untuk retraksi anterior berada di kisaran 0,75 hingga 0,85 mm. Rentang ini menghasilkan gaya yang cukup untuk menggerakkan gigi, namun tidak melampaui ambang yang memicu respons destruktif pada ligamen periodontal dan struktur akar.
Para peneliti mengakui bahwa studi ini baru menyimulasikan pergerakan satu gigi insisivus secara terisolasi, belum mencakup dinamika lengkap satu lengkung gigi atau pengaruh gerakan mastikasi. Penelitian lanjutan dengan skenario klinis yang lebih kompleks masih diperlukan.
Namun untuk praktisi ortodonsia yang setiap hari membuat keputusan tentang spesifikasi aligner, angka-angka dari Yogyakarta ini bisa menjadi panduan yang lebih konkret dari sekadar intuisi klinis. Karena di balik alat yang terlihat sesederhana lembaran plastik bening itu, ada presisi yang menentukan apakah gigi bergerak dengan sehat, atau justru diam-diam menanggung kerusakan.
Sumber DOI : https://doi.org/10.1055/s-0043-1761452).
Penulis : Nanda Ayu , drg. Achmad Zam Zam Aghasy, M.Kes.
Foto : Freepik
