Sumber ilustrasi: Pixabay
27 Agustus 2026 20.45 WIB – Sains & Technology
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Desanomia [27.08.2026] Crown gigi, sebuah penutup “mahkota” berbentuk gigi yang dapat ditempatkan di atas gigi yang rusak, merupakan salah satu restorasi yang umum digunakan untuk melindungi gigi yang rusak atau mengalami pembusukan. Dalam perawatan modern, material yang digunakan tidak hanya dituntut memiliki bentuk dan warna yang menyerupai gigi asli, tetapi juga harus cukup kuat untuk menahan tekanan mengunyah selama bertahun-tahun. Zirconia menjadi salah satu material yang paling banyak diandalkan karena memiliki kekuatan dan daya tahan tinggi, sehingga sering dianggap sebagai standar utama untuk restorasi gigi permanen.
Produksi restorasi zirconia sendiri masih menghadapi keterbatasan ketika menggunakan teknologi pencetakan 3D. Meskipun pencetakan 3D dapat menghasilkan bentuk yang lebih personal dan menggunakan material secara lebih efisien, tahapan pemrosesan zirconia setelah pencetakan dapat memerlukan waktu puluhan jam. Kondisi tersebut membuat crown zirconia permanen hasil cetak 3D belum praktis untuk dibuat langsung dalam satu kali kunjungan pasien.
Para peneliti dari University of Texas at Dallas kini mengembangkan teknologi yang dapat mengubah keadaan tersebut. Tim menemukan metode yang mampu memangkas salah satu tahap terlama dalam pemrosesan zirconia dari sekitar 20 hingga 100 jam menjadi kurang dari 30 menit. Jika teknologi tersebut berhasil melewati validasi klinis dan persetujuan regulator, dokter gigi pada masa depan berpotensi mencetak restorasi zirconia permanen untuk pasien hanya dalam beberapa jam.
Penelitian tersebut mendapat dukungan dari National Science Foundation dan kini sedang diarahkan menuju komersialisasi untuk berbagai restorasi gigi, termasuk crown, jembatan gigi, veneer, dan perangkat restoratif lainnya.
Dr. Majid Minary, profesor teknik mesin di Erik Jonsson School of Engineering and Computer Science, menjelaskan bahwa tim sedang mendorong pengembangan restorasi zirconia all-ceramic permanen yang dapat dicetak langsung di tempat perawatan. Menurut Minary, kemampuan membuat crown khusus untuk setiap pasien pada hari yang sama dapat memberikan personalisasi lebih baik, mempercepat perawatan, dan memungkinkan pasien memperoleh restorasi permanen dalam satu kali kunjungan.
Crown gigi pada dasarnya merupakan penutup pelindung yang ditempatkan di atas gigi yang telah mengalami kerusakan atau pembusukan. Restorasi tersebut juga dapat digunakan sebagai bagian dari jembatan gigi untuk menggantikan gigi yang hilang.
Penggunaan pencetakan 3D dalam kedokteran gigi semakin menarik karena memungkinkan restorasi dirancang secara lebih presisi mengikuti bentuk gigi setiap pasien. Warna restorasi juga dapat disesuaikan agar menyerupai gigi alami, sementara proses manufaktur aditif berpotensi mengurangi material yang terbuang dibandingkan teknik pemotongan konvensional.
Beberapa crown hasil cetak 3D sebenarnya sudah dapat dibuat dalam satu hari, tetapi kebanyakan menggunakan resin keramik. Material tersebut belum memiliki tingkat kekuatan yang sama dengan zirconia, sehingga belum sepenuhnya menggantikan zirconia untuk restorasi permanen yang membutuhkan ketahanan tinggi.
Crown zirconia yang selesai dalam satu hari juga sudah tersedia di sebagian praktik kedokteran gigi. Namun proses pembuatannya biasanya menggunakan metode milling, yaitu memahat restorasi dari sebuah blok zirconia padat, bukan membangunnya melalui pencetakan 3D.
Milling memiliki beberapa keterbatasan. Karena restorasi dibentuk dengan menghilangkan material dari blok padat, desain yang sangat kompleks dapat lebih sulit dibuat. Proses pemotongan dan sintering juga membawa risiko terbentuknya retakan mikro pada material.
Tim UT Dallas berusaha mengatasi salah satu hambatan utama agar pencetakan 3D zirconia dapat menjadi alternatif yang lebih praktis. Fokus penelitian berada pada proses setelah restorasi keluar dari printer, terutama tahapan yang selama ini membutuhkan waktu sangat lama.
Teknik tersebut dijelaskan dalam jurnal Ceramics International. Para peneliti menekankan bahwa meskipun hasil laboratorium menjanjikan, teknologi masih membutuhkan validasi klinis serta persetujuan regulator sebelum dapat digunakan secara luas pada pasien.
Setelah crown zirconia selesai dicetak 3D, restorasi tersebut belum dapat langsung digunakan. Material harus melewati dua proses penting yang disebut debinding dan sintering.
Pada tahap debinding, crown dipanaskan secara perlahan untuk menghilangkan resin yang sebelumnya berfungsi mengikat partikel-partikel zirconia selama pencetakan. Tahapan ini secara konvensional membutuhkan waktu sekitar 20 hingga 100 jam.
Setelah resin benar-benar dihilangkan, restorasi menjalani sintering. Proses tersebut menggunakan suhu sangat tinggi untuk menyatukan partikel-partikel zirconia hingga membentuk struktur yang lebih rapat, keras, dan kuat. Secara sederhana, proses ini menyerupai pembakaran tanah liat di dalam tungku hingga material menjadi padat.
Menurut Minary, debinding selama ini menjadi hambatan terbesar untuk menghasilkan crown zirconia hasil cetak 3D dalam satu hari. Proses tersebut harus berlangsung sangat lambat karena polimer yang terbakar akan berubah menjadi gas. Jika gas terbentuk terlalu cepat dan tidak memiliki jalur keluar, tekanan yang muncul dapat menyebabkan crown retak atau bahkan patah.
Minary menjelaskan bahwa waktu debinding antara 20 hingga 100 jam jelas tidak praktis untuk pelayanan gigi dalam satu hari. Kondisi tersebut menjadi salah satu alasan restorasi zirconia permanen hasil cetak 3D belum tersedia secara komersial.
Teknologi yang dikembangkan UT Dallas berhasil memangkas proses tersebut menjadi kurang dari 30 menit. Pengurangan waktu yang sangat besar tersebut berpotensi menghilangkan salah satu hambatan utama menuju produksi crown zirconia permanen langsung di tempat praktik dokter gigi.
Sistem baru memanfaatkan peningkatan perpindahan panas bersama material felt grafit berpori yang mampu mencapai suhu lebih dari 2.550 derajat Fahrenheit. Felt tersebut ditempatkan mengelilingi restorasi zirconia hasil cetak 3D.
Struktur berpori pada felt memberikan jalur bagi gas yang dilepaskan ketika resin dipanaskan untuk keluar dari restorasi. Pada waktu yang sama, sebuah sistem vakum menarik gas tersebut keluar dari lingkungan sekitar crown sehingga tekanan yang dapat menyebabkan kerusakan dapat diminimalkan.
Minary menjelaskan bahwa keberhasilan metode tersebut berasal dari kombinasi seluruh komponen, bukan satu faktor saja. Pemanasan yang cepat, struktur grafit berpori, dan sistem vakum bekerja bersama sehingga resin dapat dihilangkan dengan jauh lebih cepat tanpa merusak restorasi.
Jika teknologi tersebut dapat diterapkan dalam praktik klinis, dokter gigi yang ingin menyediakan crown zirconia hasil cetak 3D langsung di tempat perawatan berpotensi menyerahkannya kepada pasien hanya dalam beberapa jam. Pasien tidak lagi harus menggunakan restorasi sementara sambil menunggu crown permanen selesai diproduksi di laboratorium dalam waktu yang lebih panjang.
Teknologi tersebut sekarang sedang bergerak menuju tahap komersialisasi. Tim UT Dallas yang dipimpin Minary bekerja sama dengan Pan-AM Dental Laboratory untuk mengembangkan sistem agar dapat digunakan dalam lingkungan kedokteran gigi nyata.
Kolaborasi tersebut memperoleh pendanaan sebesar 550.000 dolar AS melalui program NSF Partnerships for Innovation — Technology Translation dengan nomor hibah 2431684. Program tersebut ditujukan untuk membantu teknologi yang telah dikembangkan melalui penelitian bergerak menuju aplikasi praktis.
Upaya komersialisasi juga melibatkan 3DCeram Sinto Inc. yang berbasis di Grand Ledge, Michigan, serta Dr. Amirali Zandinejad, seorang prostodontis di Arlington, Texas, dan mantan associate professor di Texas A&M University College of Dentistry.
Sejumlah peneliti UT Dallas lainnya turut berkontribusi dalam penelitian, termasuk Mahdi Mosadegh sebagai penulis pertama dan mahasiswa doktoral teknik mesin, Moein Khakzad, mahasiswa doktoral kimia Zahra Sepasi, mahasiswa pascasarjana teknik mesin Kalyan Nandigama, serta Dr. Golden Kumar sebagai associate professor teknik mesin.
Selain dukungan dari National Science Foundation, penelitian tersebut juga memperoleh pendanaan dari U.S. Air Force Office of Scientific Research.
Temuan University of Texas at Dallas menunjukkan bahwa salah satu hambatan terbesar dalam pencetakan 3D restorasi zirconia permanen dapat dipangkas dari puluhan jam menjadi kurang dari 30 menit melalui kombinasi pemanasan cepat, felt grafit berpori, dan sistem vakum. Jika berhasil melewati validasi klinis dan persetujuan regulator, teknologi tersebut dapat memungkinkan dokter gigi mencetak crown, jembatan, atau restorasi zirconia yang kuat dan disesuaikan untuk setiap pasien dalam satu kali kunjungan, sekaligus memanfaatkan fleksibilitas desain dan efisiensi material yang ditawarkan pencetakan 3D.
Diolah dari artikel:
“The dental crown of the future could be 3D-printed while you wait” oleh University of Texas at Dallas. (njd)
Note: This article was made as part of a dedicated effort to bring science closer to everyday life and to inspire curiosity in its readers.
Link: https://www.sciencedaily.com/releases/2026/08/260822015217.htm
