PENGARUH PARTIKEL TiO2 TERHADAP SIFAT FISIK, MEKANIK DAN ANTIBAKTERI WHITE MINERAL TRIOXIDE AGGREGATE (WMTA)

ANFI'NA ILMA YUNITA, Prof. Dr.rer.nat. Nuryono, M.S.; Dr. Suyanta, M.Si.

2022 | Tesis | MAGISTER KIMIA

Pembuatan White Mineral Trioxide Aggregate (WMTA) dengan komposisi yang terdiri dari silika abu sekam padi (ASP), precipitate calcium carbonate (PCC) batu kapur, Al2O3, dan Bi2O3 berhasil dilakukan melalui reaksi padat pada temperatur 950 °C. Tujuan dari penelitian ini adalah mempelajari pengaruh penambahan partikel TiO2 pada WMTA terhadap sifat mekanik dan fisik secara in-vitro serta sifat antibakteri terhadap Bacillus subtilis dan Eschericia coli. Material WMTA-TiO2 dihasilkan dari campuran WMTA hasil sintesis dan TiO2 dengan variasi perbandingan 0; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; dan 2,5% (b/b). Material WMTA dan WMTA-TiO2 yang telah terbentuk dikarakterisasi menggunakan Thermogravimetry/Differential Thermal Analyzer (TG/DTA), X-Ray Diffractometer (XRD), Spectrofotometer Infra-Red (FT-IR), dan Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive X-Ray (SEM-EDX). Berdasarkan hasil karakterisasi, WMTA hasil sintesis memiliki karakteristik fisika-kimia yang mirip dengan WMTA komersial yang lazim dipergunakan dalam dunia kedokteran gigi (WMTA ProRoot) dari segi kristalinitas, gugus fungsional, morfologi, dan komposisi unsur penyusunnya. Penambahan 1,5% TiO2 pada WMTA hasil sintesis mampu meningkatkan sifat mekaniknya, yaitu nilai kuat tekan dengan hasil paling tinggi pada WMTA-TiO2(1,5) sebesar 6,71±0,22 MPa dan nilai kuat tarik sebesar 1,23±0,30 MPa. Selain itu, penambahan partikel TiO2 mengubah sifat fisiknya, yaitu (1) solubilitas menurun dengan hasil paling rendah 10,16% pada WMTA-TiO2(1,5); (2) alkalinitas meningkat pada semua sampel WMTA-TiO2; (3) jumlah ion Ca2+ yang terlepas menurun pada seluruh sampel WMTA-TiO2; dan (4) nilai radiopasitas meningkat dengan hasil paling tinggi sebesar 6,99±0,13 mmAl pada WMTA-TiO2(1,0). Penambahan TiO2 0,5-2,5 % pada WMTA hasil sintesis juga mampu meningkatkan daya antibakteri secara signifikan terhadap B. subtilis dengan hasil pengukuran zona hambat sebesar 18,33±4,75 mm pada WMTA-TiO2(0,5); 18,92±4,17 mm pada WMTA-TiO2(1,5) dan 16,40±1,54 mm pada WMTA-TiO2(2,5). Daya antibakteri terhadap E. coli meningkat secara signifikan pada WMTA-TiO2(1,0) dan WMTA-TiO2(2,0) dengan nilai zona hambat masing-masing 17,50±0,69 dan 17,15±0,83 mm.

Preparation of White Mineral Trioxide Aggregate (WMTA) using rice husk ash (RHA) silica, precipitate calcium carbonate (PCC), Al2O3, and Bi2O3 was successfully carried out through a solid reaction at 950 °C. The purpose of this study was to study the effect of adding TiO2 particles to WMTA on in-vitro mechanical and physical properties, and antibacterial properties against Bacillus subtilis and Escherichia coli. WMTA-TiO2 was synthesized by mixing the synthesized WMTA and TiO2 with a variation of the percentage (0; 0.5; 1.0; 1.5; 2.0; and 2.5% (w/w)). The formed WMTA and WMTA-TiO2 were characterized using a Thermogravimetry/Differential Thermal Analyzer (TG/DTA), X-Ray Diffractometer (XRD), Infra-Red Spectrophotometer (FT-IR), and Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive X-Ray (SEM-EDX). Based on the characterization results, the synthesized WMTA has physico-chemical characteristics similar to commercial WMTA commonly used in dentistry (WMTA ProRoot) in terms of crystallinity, functional groups, morphology, and composition of its constituent elements. The addition of 1.5% TiO2 to the synthesized WMTA improved its mechanical properties by increasing the compressive strength with the highes yield of 6.71±0.22 MPa for WMTA-TiO2(1.5) and the tensile strength of 1.23± 0.30 MPa. In addition, the TiO2 particles changed their physical properties, namely (1) decreased solubility with the lowest yield of 10.16% for WMTA-TiO2(1.5); (2) alkalinity increased in all WMTA-TiO2 samples; (3) the number of released Ca2+ ions decreased for all WMTA-TiO2 samples; and (4) the radiopacity value increased with the highest yield of 6.99±0.13 mmAl in WMTA-TiO2(1.0). The addition of 0,5-2,5 % TiO2 to synthesized WMTA significantly increased the antibacterial activity of B. subtilis with the result of inhibition zone of 18.33±4.75 mm for WMTA-TiO2(0.5); 18.92±4.17 mm for WMTA-TiO2(1.5) and 16.40±1.54 mm for WMTA-TiO2(2.5). Meanwhile, the antibacterial activity against E. coli increased significantly in WMTA-TiO2(1.0) and WMTA-TiO2(2.0) with inhibition zone values of 17.50±0.69 and 17.15±0.83 mm, respectively.

Kata Kunci : WMTA, TiO2, antibakteri