Penggunaan Bahan Nano dalam Pergigian Restoratif

Penulis: Profesor Dr. Norhayati Luddin¹ & Ili Farhana Abd Hamid²

¹Dekan dan Pensyarah Prostodontik, Pusat Pengajian Sains Pergigian, Universiti Sains Malaysia
²Pembantu Penyelidik, Pusat Pengajian Sains Pergigian, Universiti Sains Malaysia

Pergigian restoratif merupakan salah satu cabang ilmu pergigian yang menfokuskan pada pemulihan fungsi, kesihatan dan rupa bentuk gigi. Ianya merangkumi rawatan seperti implan, tampalan gigi, pemakaian mahkota (crown) dan jambatan (bridge). Oleh itu, pemilihan bahan restoratif yang sesuai sangat penting untuk memastikan ketahanan rawatan serta keserasian biologi dengan mulut.

Perkembangan sains bahan telah membawa perubahan besar dalam bidang pergigian restoratif. Pada peringkat awal penyelidikan bahan restoratif pergigian, ianya hanya tertumpu kepada kekuatan mekanikal dan estetik. Namun, pelbagai kesan sampingan telah dikesan seperti kurang mesra dengan tisu mulut (biokompatibel), boleh menyebabkan tindak balas kimia yang tidak diingini, dan tidak bertahan lama dalam persekitaran mulut. Oleh itu, penyelidikan telah berkembang dan menfokuskan kepada keupayaan sesuatu bahan untuk berinteraksi secara aktif dengan tisu gigi serta persekitaran rongga mulut.

Dalam amalan klinikal, penggunaan bahan nano bukan lagi sekadar konsep penyelidikan, tetapi telah menjadi sebahagian daripada rawatan harian. Pelbagai bahan restoratif moden seperti resin komposit, simen ionomer kaca, bahan pelekat pergigian (dental adhesive) dan bahan pelapis pulpa (pulp capping) telah diperkaya dengan zarah nano bagi meningkatkan prestasi klinikalnya. Oleh itu, pemahaman mengenai jenis, fungsi dan pemilihan bahan nano adalah penting bagi membolehkan doktor pergigian memilih bahan yang paling sesuai mengikut keperluan setiap pesakit.

Evolusi Bahan Restoratif: Daripada Komposit Konvensional kepada Komposit Nano

Resin komposit merupakan bahan restoratif estetik yang paling banyak digunakan dalam pergigian moden. Komposit terdiri daripada tiga komponen utama iaitu matriks resin organik, bahan pengisi (filler) bukan organik dan agen penghubung silane yang mengikat kedua-dua komponen tersebut.

Pada peringkat awal, komposit menggunakan bahan pengisi bersaiz besar (macrofilled composites). Walaupun mempunyai kekuatan yang baik, permukaannya mudah menjadi kasar selepas digunakan dalam rongga mulut. Seterusnya, pembangunan komposit mikro (microfilled composites) diperkenalkan untuk meningkatkan tahap penggilapan dan estetik. Namun, penggunaan komposit mikro ini mengurangkan sedikit kekuatan mekanikal.

Kemajuan teknologi seterusnya menghasilkan komposit hibrid dan mikrohibrid yang menggabungkan zarah bersaiz besar dan kecil bagi memperoleh keseimbangan antara kekuatan serta estetik. Walau bagaimanapun, perkembangan terbesar berlaku apabila zarah nano diperkenalkan ke dalam resin komposit.

Komposit nano menggunakan zarah pengisi bersaiz sekitar 5–100 nanometer (nm) serta kelompok nano (nanoclusters) yang membolehkan kandungan pengisi ditingkatkan tanpa menjejaskan kebolehkerjaan bahan. Hasilnya, komposit nano menawarkan beberapa kelebihan utama iaitu menghasilkan permukaan restorasi yang lebih licin, kilauan estetik yang lebih tahan lama, rintangan haus yang lebih baik, pengecutan pempolimeran (polymerization shrinkage) yang lebih rendah, kekuatan lenturan dan mampatan yang lebih baik serta pengekalan warna yang lebih stabil dalam tempoh jangka panjang. Atas faktor-faktor tersebut, komposit nano kini menjadi antara pilihan utama dalam restorasi gigi anterior (gigi hadapan) dan posterior (gigi geraham/belakang) serta pelbagai prosedur estetik pergigian.

Jenis-Jenis Bahan Nano yang Digunakan Secara Komersial

Pelbagai bahan nano telah diperkenalkan dalam produk pergigian komersial, di mana setiap daripadanya memainkan fungsi khusus berdasarkan sifat fizikokimia dan biologi masing-masing. Antara yang paling lazim digunakan ialah nano silika (nano-SiO₂), iaitu bahan pengisi utama dalam resin komposit moden,  pelekat pergigian (dental adhesive), serta pelekat celah gigi (sealant). Bahan ini berperanan penting dalam meningkatkan kekuatan mekanikal, rintangan haus, dan kestabilan dimensi, di samping menghasilkan permukaan restorasi yang lebih licin dan mudah digilap.

Selain itu, ada juga nano hidroksiapatit (nHA). Uniknya, komposisi  nano hidroksiapatit menyerupai mineral semula jadi enamel serta dentin gigi. Ianya menawarkan biokeserasian yang sangat baik dan berkeupayaan tinggi dalam merangsang remineralisasi struktur gigi. Tambahan pula, pendekatan modifikasi bahan simen ionomer kaca dengan nano hidroksiapatit menghasilkan bahan restorasi yang sangat selamat untuk tisu mulut dan berkesan memulihkan kembali permukaan gigi yang mula reput. Disebabkan sifatnya yang serasi dengan kondisi gigi dan persekitaran mulut, nano hidroksiapatit banyak digunakan dalam ubat gigi untuk gigi sensitif, varnis pelindung gigi (dental varnish), serta pelbagai bahan rawatan pemulihan gigi.

Keupayaan merangsang pemulihan tisu ini turut disokong oleh nano bioactive glass (nBG) yang digunakan dalam simen ionomer kaca, pelapis pulpa, serta restorasi bioaktif melalui pembebasan ion kalsium, fosfat, dan silikat untuk membentuk hidroksiapatit baharu. Selari dengan itu, nano kalsium fosfat (NACP) turut diaplikasikan dalam resin komposit bioaktif, pelekat pergigian, dan  pelekat celah gigi untuk membebaskan ion kalsium dan fosfat semasa keadaan rongga mulut berasid, sekali gus membantu remineralisasi dan mengurangkan risiko karies sekunder.

Bagi aplikasi restorasi yang memerlukan ketahanan struktur gigi yang tinggi, nano zirkonia (nano-ZrO₂) menjadi pilihan utama dalam pembuatan resin komposit, mahkota seramik, simen pergigian, dan implan pergigian kerana kekuatan mekanikalnya yang baik serta rintangan tinggi terhadap retakan. Manakala penggunaan bahan nano titanium dioksida (nano-TiO₂) menjadi pilihan bahan restoratif pergigian kerana nano titanium dioksida bukan sahaja meningkatkan kekuatan bahan dalam resin komposit, simen, dan implan, malahan turut bertindak sebagai bahan antimikrob melalui mekanisme fotokatalitik semasa rawatan pergigian dilakukan.

Selain nano titanium dioksida, perlindungan terhadap jangkitan mikrob boleh berlaku dengan penggunaan bahan nano perak (AgNP) dan nano zink oksida (nano-ZnO). Nano perak menawarkan aktiviti antibakteria berspektrum luas terhadap bakteria penyebab karies serta penyakit periodontal (penyakit gusi), manakala nano zink oksida pula mempunyai sifat antibakteria, anti-radang dan boleh diaplikasikan dalam simen pergigian, pelekat celah gigi, pelekat pergigian, serta bahan endodontik bagi membantu mengurangkan pembentukan plak (biofilem) secara berkesan.

Pemilihan Bahan Nano untuk Rawatan Pergigian

Tiada satu bahan nano yang sesuai untuk semua keadaan klinikal. Pemilihan bahan nano dalam rawatan pergigian bergantung secara khusus kepada keperluan klinikal dan keadaan gigi pesakit. Bagi restorasi gigi hadapan yang mengutamakan rupa paras, komposit nano berasaskan nano silika menjadi pilihan utama kerana ia memberikan kilauan yang cantik, permukaan yang licin, serta nilai estetik yang tinggi. Manakala bagi gigi geraham yang menerima beban kunyahan yang kuat, gabungan nano silika dan nano zirkonia boleh digunakan untuk menghasilkan tampalan yang sangat kuat, tahan retak, dan rintangan haus yang tinggi. Selain itu, bagi pesakit yang inginkan restorasi estetik bagi jangka masa panjang, penggunaan komposit nanohibrid atau nanofilled (komposit berpengisi nano) amat disyorkan kerana keupayaannya mengekalkan warna asal gigi dan permukaannya lebih mudah digilap.

Manakala bagi pesakit yang berisiko tinggi mendapat karies (gigi berlubang), bahan nano bioaktif seperti nano hidroksiapatit, nano kalsium fosfat, atau nano bioactive glass lebih diutamakan. Bahan-bahan ini berfungsi membebaskan ion-ion mineral penting bagi membantu memulihkan semula struktur gigi yang mulai reput melalui proses remineralisasi. Pendekatan bioaktif seperti ini turut digunakan dalam rawatan minimum invasif (Atraumatic Restorative Treatment / ART), di mana nano hidroksiapatit atau nano bioactive glass digabungkan ke dalam simen ionomer kaca untuk menggalakkan pelepasan fluorida dan membentuk ikatan kimia secara semula jadi dengan gigi.

Bagi masalah gigi sensitif (hipersensitiviti dentin) pula boleh diatasi dengan nano hidroksiapatit yang bertindak menutup liang-liang halus (tubul dentine) pada gigi supaya rangsangan ngilu tidak sampai ke urat gigi. Sementara itu, untuk pesakit yang sukar menjaga kebersihan mulut atau mempunyai risiko lubang berulang di tepi tampalan (karies sekunder), bahan antibakteria seperti nano perak dan nano zink oksida ditambah ke dalam bahan restorasi. Bahan nano ini berfungsi mengawal pembentukan plak dan membunuh bakteria penyebab gigi berlubang, sekali gus memanjangkan hayat tampalan gigi tersebut.

Dalam membuat keputusan klinikal, doktor pergigian juga perlu mempertimbangkan faktor-faktor lain seperti umur pesakit, tahap kebersihan mulut, kadar aliran air liur, kedudukan kaviti, saiz kehilangan struktur gigi, serta kemampuan kewangan pesakit serta bukti saintifik yang menyokong penggunaan sesuatu bahan untuk setiap rawatan pergigian restoratif.

Cabaran dan Perkembangan Masa Hadapan

Meskipun nanoteknologi membawa banyak kebaikan dalam bidang pergigian, penggunaannya masih berdepan beberapa cabaran. Antaranya ialah kos pembuatannya yang agak mahal, proses menghasilkan bahan nano yang rumit, serta persoalan mengenai ketahanannya dalam persekitaran mulut untuk tempoh jangka masa panjang. Selain itu, kajian keselamatan juga perlu dijalankan secara berterusan bagi memastikan bahan nano ini sentiasa selamat dan mesra tubuh pesakit.

Bagi mengatasi cabaran ini, kajian terkini beralih kepada pembangunan bahan nano pintar (smart nanomaterials). Keunikan bahan moden nano pintar ini adalah keupayaan bertindak balas secara automatik seperti membebaskan mineral untuk melindungi gigi apabila mulut menjadi berasid, menyalurkan ubat rawatan mengikut keperluan, dan membantu merangsang pemulihan semula tisu gigi yang rosak. Malah, gabungan nanoteknologi bersama kecerdasan buatan (Artificial Intelligence / AI) dan teknologi pergigian digital bakal membolehkan bahan rawatan pergigian restoratif direka secara khusus (custom-made) mengikut kesesuaian dan keadaan gigi setiap pesakit secara lebih tepat.

Nanoteknologi telah merevolusikan bidang pergigian restoratif dengan memperkenalkan bahan yang mempunyai sifat mekanikal, estetik dan biologi yang jauh lebih baik berbanding bahan konvensional. Perkembangan daripada komposit tradisional kepada komposit nano membuktikan bahawa inovasi pada skala nanometer mampu menghasilkan restorasi yang lebih tahan lama, lebih estetik dan lebih mesra biologi. Kemunculan bahan nano seperti nano silika, nano hidroksiapatit, nano bioactive glass, nano zirkonia, nano titanium dioksida, nano perak, nano zink oksida, dan nano kalsium fosfat telah memperluaskan pilihan rawatan berdasarkan keperluan klinikal yang berbeza. Walau bagaimanapun, kejayaan sesuatu restorasi tidak hanya bergantung kepada kecanggihan bahan yang digunakan, tetapi juga kepada pemilihan bahan yang tepat, diagnosis yang betul, teknik klinikal yang baik serta penyelenggaraan kesihatan mulut oleh pesakit. Dengan kemajuan penyelidikan yang berterusan, bahan nano dijangka terus memainkan peranan penting dalam pembangunan restorasi pergigian yang lebih pintar, bioaktif, tahan lama dan berfokuskan keutamaan keperluan dan kehendak pesakit.

Rujukan

1. Abozaid, D., Azab, A., Bahnsawy, M. A., Eldebawy, M., Ayad, A., Soomro, R., Elwakeel, E., & Mohamed, M. A. (2026). Bioactive restorative materials in dentistry: A Comprehensive Review of Mechanisms, Clinical Applications, and Future Directions. Odontology, 114(2), 349–377.
2. Ferracane, J. L. (2011). Resin Composite-State of the Art. Dental Materials, 27(1), 29–38.
3. Jandt, K. D., & Watts, D. C. (2020). Nanotechnology in Dentistry: Present and Future Perspectives. Dental Materials, 36(11), 1365–1378.
4. Makvandi, P., Gu, J. T., Zare, E. N., Ashtari, B., Moeini, A., Tay, F. R., & Niu, L. N. (2020). Polymeric and Inorganic Nanoscopical Antimicrobial Fillers in Dentistry. Acta Biomaterialia, 101, 69–101.
5. Niazi, F. H., AlTowayan, S. A., Arjumand, B., Alkhuwaiter, S. S., Aljuailan, R. I., Albahoth, A. S., Ahmed, S. Z., Elsayed, H. M., & Luddin, N. (2025). The Adhesive Strength and Degree of Conversion of Remineralizing Hydroxyapatite, Amorphous Calcium Phosphate, and Cerium Oxide Fillers in Experimental Adhesive: A SEM and EDX Analysis. Microscopy Research and Technique, 88(9), 2560–2568.
6. Pushpalatha, C., Gayathri, V. S., Sowmya, S. V., Augustine, D., Alamoudi, A., Zidane, B., Hassan Mohammad Albar, N., & Bhandi, S. (2023). Nanohydroxyapatite in Dentistry: A Comprehensive Review. The Saudi Dental Journal, 35(6), 741–752.
7. Schwendicke, F., Samek, W., & Krois, J. (2020). Artificial Intelligence in Dentistry: Chances and Challenges. Journal of Dental Research, 99(7), 769–774.
8. Skallevold, H. E., Rokaya, D., Khurshid, Z., & Zafar, M. S. (2019). Bioactive Glass Applications in Dentistry. International Journal of Molecular Sciences, 20(23), 5960.
9. Weir, M. D., Chow, L. C., & Xu, H. H. (2012). Remineralization of Demineralized Enamel via Calcium Phosphate Nanocomposite. Journal of Dental Research, 91(10), 979–984.
10. Zhang, Y., & Lawn, B. R. (2018). Novel Zirconia Materials in Dentistry. Journal of Dental Research, 97(2), 140–147.