Biomekanika Pergerakan Gigi

    A.    Definisi Istilah¹

·      Force of movement.

Didefinisikan sebagai aksi terhadap tubuh yang mengubah atau cenderung mengubah keadaan istirahat atau gerak seragam dari tubuh tersebut. Tekanan memiliki besaran yang pasti, arah yang spesifik dan tujuan penggunaannya. Ortodonti korektif berdasarkan aplikasi dari tekanan yang tepat pada gigi. Tekanan ini dihasilkan olh beberapa alat ortodonti.

·      Centre of resistance.

Pusat resistensi gigi dapat didefinisikan sebagai pusat pada gigi ketika gaya pada satu sisi diberikan, akan membuat pergerakan di sepanjang garis aksi dari gaya tersebut.

Biasanya pusat resistensi gigi adalah tetap. Pada gigi dengan satu akar, terletak pada ¹/₃ dan ½ akar, lebih ke apikal dari alveolar crest sedangkan pada gigi dengan banyak akar pusat resistensi berada diantara akar-akarnya, 1-2 mm lebih ke apikal dari furkasi.

Ada dua faktor yang dapat mengubah posisi pusat resistensi, yaitu panjang akar dan tinggi tulang alveolar. Lebih panjang akar, pusat resistensi terletak lebih ke apikal. Jika alveolar crest lebih tinggi, pusat resistensi terletak lebih ke korona.

·      Centre of rotation.

Pusat rotasi merupakan pusat dimana tubuh akan berotasi, menentukan bentuk awal dan posisi akhirnya.

Pusat rotasi ini berubah-ubah sesuai dengan tipe pergerakan gigi. Pusat tersebut dapat terletak pada berbagai posisi, baik di gigi maupun tidak. Pada kasus controlled crown tipping, pusat rotasi berada pada apeks akar sedangkan pada translasi berada pada tak terbatas.

·      Optimum orthodontic force.

Tekanan optimum ortodonti merupakan gaya yang menggerakkan gigi yang paling cepat kearah yang diinginkan dengan kemungkinan kerusakan jaringan paling sedikit dan ketidaknyamanan minimum dari pasien.

Oppehheim dan Schwarz mengatakan bahwa gaya optimum ini ekuivalen terhadap tekanan kapiler yaitu 20-26 gm/sq.cm dari area permukaan akar.

   B.     Macam-macam Pergerakan Gigi

Tujuan utama perawatan ortodonti adalah untuk menggerakkan gigi ke posisi yang lebih baik dan benar. Dalam proses untuk mendapatkan tujuan ini, gigi akan mengalami berbagai pergerakan dalam 3 bidang; sagital, coronal, dan transversal. Pergerakan gigi dalam rongga mulut adalah sebagai berikut:^2,3

a.       Tipping.

Merupakan tipe sederhana pergerakan gigi dimana gaya diberikan pada satu sisi mahkota yang akan menghasilkan pergerakan mahkota kea rah gaya dan akar kea rah yang berlawanan. Tipping merupakan pergerakan gigi yang paling sederhana.

Tipping terbagi menjadi 2, yaitu:

·         Controlled tipping : terjadi ketika ujung gigi disekitar pusat rotasi akar. Terdapat pergerakan ke lingual pada mahkota  dengan pergerakan minimal akar ke arah labial.

·         Uncontrolled tipping : menjelaskan pergerakan gigi yang terjadi disekitar pusat rotasi apikal terhadap dan sangat dekat dengan pusat resistensi. Dikarakteristikkan dengan pergerakan mahkota ke satu arah sedangkan akar bergerak ke arah yang berlawanan.

b.      Bodily movement.

Jika garis aksi dari gaya yang diberikan melewati pusat resistensi gigi, semua titik pada gigi akan bergerak dalam jarak yang sama dan dalam arah yang sama menandakan perpindahan bodily. Hal ini disebut dengan translasi.

c.       Intrusion.

Pegerakan bodily (keseluruhan) gigi sepanjang sumbunya ke arah apikal.

d.      Extrusion.

Merupakan pergerakan keseluruhan gigi sepanjang sumbunya ke arah oklusal.

e.       Rotation.

Merupakan pergerakan ke labial atau ke lingual dari gigi mengelilingi sumbu panjangnya.

f.       Torquing.

Dapat dikatakan sebagai kebalikan tipping yang dikarakteristikkan dengan pergerakan ke lingual dari akar.

g.      Uprighting.

Selama perawatan ortodonti, mahkota dari beberapa gigi akan digerakkan ke arah mesio-distal dengan akar yang adigerakkan ke arah yang berlawanan. Membuat akar kembali untuk mendapatkan orientasi paralel dinamakan uprighting.

   C.     Teori Pergerakan Gigi⁴

a.         Pressure Theory.

Oppenheim pada 1911 merupakan orang pertama yang mempelajari perubahan jaringan pada tulang dalam terjadinya pergerakan gigi selama perawatan ortodonti.  Schwarz (1932) dikatakan sebgai pembuat teori ini. Menurutnya, ketika gigi diberikan tekanan ortodonti, akan menghasilkan area dari tekanan dan tegangan. Area periodontal pada arah gigi akan bergerak berada di bawah tekanan sedangkan area periodontal pada arah berlawanan dari pergerakan berada pada ketegangan. Menurutnya, area tekanan menunjukkan resorpsi tulang sedangkan area ketegangan menunjukkan deposisi tulang.

b.        Fluid Dynamic Theory.

Juga disebut sebagai teori peredaran darh yang diperkenalkan oleh Bien. Menurut teori ini, pergerakan gigi terjadi sebagai hasil dari perubahan pada cairan dinamis di ligamen periodontal. Ligamen periodontal memiliki ruang periodontal yang terbatas antara dua jaringan keras yaitu gigi dan soket alveolar. Ruang periodontal mengandung sistem cairan yang terbuat dari cairan interstitial, elemen sel, pembuluh darah dan substansi dasar yang melekat sebagai tambahan terhadap serat periodontal. Ruang ini merupakan ruang terbatas dengan ada jalur cairan masuk dan keluar dari ruang ini terbatas. Karenanya, kandungan ligamen periodontal membentuk kondisi hidrodinamik unik yang menyerupai mekanisme hydraulic dan shock absorber. Ketika gaya dihilangkan, cairan mengisi ulang dengan difusi dari dinding kapiler dan bersirkulasi ulang dengan cairan interstitial. Ketika gaya yang diberikan pada durasi singkat seperti pada saat mengunyah, cairan di ruang periodontal mengisi ulang ketika tekanan dihilangkan. Namun ketika gayanya lebih besar dan durasi yang lebih lama diberikan seperti pada saat pergerakan gigi selama perawatan ortodonti, cairan interstitial pada ruang periodontal diperas keluar dan berpindah ke apeks dan margin servikal sehingga menghasilkan penurunan tingkat pergerakan gigi. Hal ini disebut olh Bien sebagai squeeze film effect.

Ketika gaya ortodonti diberikan, akan menghasilkan tekanan pada ligamen periodontal. Pembuluh darah pada ligamen periodontal terjebak diantara serat utama dan hal ini membuat mereka steosis. Pembuluh yang berada diatas pembuluh yang stenosis kemudian membesar dan membuat bentuk aneurysm. Aneurysm ini merupakan dinding fleksibel yang berisi cairan.

Bien mengatakan bahwa ada perubahan pada lingkungan kimia di tempat pembuluh darah yang stenosis karena penurunan tingkat oksigen pada area yang tertekan dibandingkan pada area ketegangan. Pembentukan aneurysm ini dan juga stenosis pembuluh darah menyebabkan gas darah keluar ke cairan interstitial dengan demikian membentuk lingkungan lokal yang baik untu resorpsi.

c.         Bone Bending and Piezoelectric Theory.

Farrar (1876) merupakan orang yang pertama sekali melihat adanya deformasi atau pembengkokan pada intersepta dinding alveolar. Ia merupakan orang pertama yang menyatakan pembengkokan tulang dapat menjadi mekanisme yang mungkin terjadi selama pergerakan gigi.

Piezoelectricity merupakan fenomena yang dilihat pada banyak material kristal dimana deformasi dari struktur kristal menghasilkan aliran listrik sebagai hasil perpindahan electron dari satu bagian kisi-kisi kristal ke bagian lainnya. Arus listrik dihasilkan ketika tulang berubah bentuk secara mekanik.

Ketika struktur kristal berubah bentuk, electron bermigrasi dari satu lokasi ke lokasi lain dan menghasilkan muatan listrik. Selama gaya dipertahankan, struktur kristal stabil dan tidak ada efek listrik yang terlihat. Ketika gaya dilepaskan kristal kembali ke bentuk aslinya dan terjadi aliran balik dari elektron.

Ketika gaya diberikan pada gigi, tulang alveolar disekitar gigi menjadi bengkok. Area cekung pada tulang berhubungan dengan muatan negatif dan menimbulkan deposisi tulang. Area cembung berhubungan dengan muatan positif dan menimbulkan resorpsi tulang.

   D.    Mekanisme Pergerakan Gigi

Burstone membagi fase-fase pergerakan gigi menjadi 3 tahap, yaitu :⁵

a.         Fase Inisial.

Selama fase ini, pergerakan gigi terjadi pada jarak yang pendek yang kemudian berhenti. Pergerakan ini mengakibatkan pergerakan gigi di dalam ruang membrane periodontal dan memungkinkan membelokkan tulang alveolar pada suatu jarak yang luas.. Baik gaya ringan dan gaya berat dapat memindahkan gigi pada taraf yang sama.

b.        Fase Lag.

Selama fase ini, tidak ada pergerakan gigi, jika ada hanya dalam jarak yang kecil, Fase ini dikarakteristikkan dengan pembentukan jaringan hyaline dalam ligament periodontal yang akan diresorbsi sebelum terjadi pergerakan gigi lebih lanjut.

Durasi fase ini tergantung pada tekanan yang diberikan untuk menggerakkan gigi. Ika gayanya ringan, maka area hyalinisasinya kecil dan terjadi resorpsi frontal. Jika gayanya besar, maka area hyalinisasinya juga besar dan resorpsi undermining terjadi. Lama periode fase lag bergantung pada pengeliminasian jaringan hyalin. Fase ini biasanya terjadi 2-3 minggu tapi bisa mencapai 10 minggu. Durasi fase ini bergantung pada faktor densitas tulang, umur pasien, dan luas jaringan hyalin.

c.         Fase Post Lag.

Setelah fase lag, pergerakan gigi terjadi secara cepat setelah daerah hyalin telah dihilangkan dan tulang mulai mengalami resorpsi. Selama fase ini osteoklas akan ditemukan pada daerah permukaan yang menghasilkan langsung resorpsi pada permukaan tulang yang menghadang ligamen periodontal.

Sumber :

1.      Bhalajhi Sundaresa Iyyer, Orthodontics The Art and Science. 3^rd Edition. Arya (MEDI) Publishing House : New Delhi. 2004. P.185-6, 195-8

2.      Bhalajhi Sundaresa Iyyer, Orthodontics The Art and Science. 3^rd Edition. Arya (MEDI) Publishing House : New Delhi. 2004. P.198-9

3.      T. D. Foster. A Textbook of Orthodontic. 3^rd Edition. Blackwell Scientific Publication : London. P. 191-6

4.      Bhalajhi Sundaresa Iyyer, Orthodontics The Art and Science. 3^rd Edition. Arya (MEDI) Publishing House : New Delhi. 2004. P.188-190

5.      Bhalajhi Sundaresa Iyyer, Orthodontics The Art and Science. 3^rd Edition. Arya (MEDI) Publishing House : New Delhi. 2004. P.187-8