Journal of Korean Academy of Oral Health 2013 December 37(4): Original Article 미산성차아염소산수의구강미생물에대

Journal of Korean Academy of Oral Health 2013 December 37(4):187-193 http://dx.doi.org/10.11149/jkaoh.2013.37.4.187 Original Article 미산성차아염소산수의구강미생물에대한항균효과 박연경 김천대학교치기공학과 Antimicrobial effect of slightly acidic electrolyzed water on oral microorganisms Yeon-Kyung Park Department of Dental Technology, Gimcheon University, Gimcheon, Korea Received: September 27, 2013 Revised: December 23, 2013 Accepted: December 27, 2013 Corresponding Author: Yeon-Kyung Park Department of Dental Technology, Gimcheon University, 214 Daehak-ro, Gimcheon 740-704, Korea Tel: +82-54-420-4051 Fax: +82-54-420-4463 E-mail: vivakorea12@naver.com Objectives: The purpose of this study was to evaluate the antibacterial effect of slightly acidic electrolyzed water (SAEW) for use as a mouth-rinse on seven oral pathogens. Methods: In this study, SAEW with a ph of 6.2, oxidation-reduction potential of 728-800 mv, and available chlorine concentration of 30 mg/l was produced by electrolysis using an electrolysis device. The antimicrobial properties of SAEW against seven oral pathogens were determined by the agar diffusion method, minimum inhibitory concentration (MIC), minimum bactericidal concentration (MBC), and mouth rinsing tests. Results: SAEW did not demonstrate any antimicrobial activity (disc diffusion method) against the seven oral pathogens under study. However, SAEW showed potent antimicrobial activity with an MIC value of 0.0075-0.015 mg/ml and a MBC value of 0.015-0.03 mg/ml. Mouth rinsing with SAEW showed 99.9% bacterial inhibition. Conclusions: SAEW exhibited potent antimicrobial activity against all oral pathogens causing dental caries and periodontal disease. Therefore, the results of this study suggest that SAEW can be used as an effective mouth-rinse to prevent oral diseases and for oral hygiene management, with potential for commercial application. Key Words: Antibacterial effect, Dental caries, Mouthwashes, Oral pathogens, Periodontal disease, Electrolyzed weak acid water 서론 구강내에는다양한미생물균총이번식하고있으며, 치아우식증및치주질환은구강상주미생물중 Streptococcus mutans (S. mutans), Streptococcus sobrinus (S. sobrinus), Actinomyces viscosus (A. viscosus) 및 Porphyromonas gingivalis (P. gingivalis) 와같은구강미생물에의해정상적상주미생물의균형이무너짐으로인해발생된다 1,2). 치아우식증및치주질환은구강질환중가장빈번하게발생하는질환으로, 성인의약 75% 이 상에서발생하고있으며, 구취로인한불쾌감, 통증으로인한섭식장애, 심할경우치아상실까지초래하기때문에구강질환의발생후치료를하는것보다철저한구강관리를통한질환의발병을예방하는것이더욱효과적인방법이라하겠다. 그러나구강질환은생활습관과생활양식, 유전적요인, 환경적요인등이복합적으로작용하여발생하는다인성질환이기때문에, 이를예방하기위해서는자신이갖고있는행동이나습관의변화뿐만아니라환경적요인의변화까지도필요로한다 3,4). 구강내위생관리는주로칫솔질에의해이루어지며, 정상치 Copyright 2013 by Journal of Korean Academy of Oral Health This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/), which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. JKAOH is available at http://www.jkaoh.org pissn 1225-388X / eissn 2093-7784

188 J Korean Acad Oral Health 2013;37:187-193 열의치아사이나치은열구부위에는기구도달이어려워기계적인칫솔질만으로치태를제거하거나구강위생을최고로유지하기에는다소어려운점이있다 5). 이러한치면세균막제거를위한부가적인수단으로서구강양치용액의사용효과가임상적으로입증되어, 사용량이점차증가하는추세이다 6). 구강양치용액의주요활성성분으로사용되고있는천연 합성화합제재로는 chlorhexidine, triclosan, quaternary ammonium salt (sanguinarine), essential oils (thymol, menthol), 아연, 주석, 구리등을함유한금속염등이있다. 그러나이러한물질은치아착색유발, 나쁜맛, 미각변화, 구강점막작열감유발, 보철물변색, 과량사용시독성우려및구강내정상세균총의변화등의부작용을발생시킨다 7). 이에강력한항균효능을지니면서구강점막에안전하여부작용없이지속적으로사용할수있는식물천연추출물을이용한새로운양치용액을개발하려는많은연구가시도되고있다 8). 차아염소산수 (electrolyzed water; EW, 전해수 ) 는 염산또는식염수를제조장치내에서전기분해하여얻어지는것으로차아염소산을주성분으로하는수용액이며, 크게강산성차아염소산수와강알칼리차아염소산수, 미산성차아염소산수 로대별된다. 차아염소산수는미국환경보호국 (United States Environmental Protection Agency; US EPA), 미국식품의약국 (United States Food and Drug Administration; US FDA), 미국농무부 (United States Department of Agriculture; USDA), 일본후생노동성 (Ministry of Health, Labour and Welfare; MHLW) 등에서안전성을인정받아살균제로서사용을허가하였으며, 우리나라에서도 2007년 11월식품첨가물공전에고시 ( 식품의약품안전청고시제2007-74 호 ) 하여차아염소산수의사용을허가하였다. 미산성차아염소산수 ( 미산성전해수 ; Slightly Acid Electrolyzed Water, SAEW) 는미생물, 바이러스, 조류에이르기까지광범위한살균효능을갖고있으며, 인체에안전하고, 환경친화적인 특징을갖고있어현재세계적으로식품산업 ( 작업도구, 야채, 과 일, 가금류, 육류, 해산물등 ) 과농업및의료기기등여러분야에 걸쳐사용되고있다 9). 식중독을일으키기쉬운샐러드나새싹채 소와같은신선편의식품, 육류, 가금류, 해산물등에미산성차아 염소산수를적용한결과미생물학적, 저장학적으로안전성을확 인하였다 10-12). 식품의적용뿐만아니라고농도의차아염소산수를 제조하여마을상수도의정수기술개발에이용되고있으며, 인플루 엔자바이러스, 공공부유미생물의제균효과가있는것으로나타 나여러분야에걸쳐이용되고있다 13,14). 이에본연구에서는인체에안전하며광범위한살균효능을나 타내는미산성차아염소산수를이용하여치아우식증및치주질환 을일으키는구강미생물에대한항균효과를조사하여구강질환 의예방및치료를위한양치용액으로써의사용가능성을탐색하 고자실험을진행하였다. 연구대상및방법 1. 사용균주및배양조건미산성차아염소산수의구강미생물에대한항균효과를측정 하기위하여사용된균주는총 8 종으로, 2 종의치아우식유발원인 균, 4 종의치주질환원인균, 1 종의구강점막원인균, 1 종은대조군 으로대장균을사용하였다. 모든균은 2 회계대하여활성을높인 후실험에사용하였다. 각균주를한국미생물보존센터 (KCCM) 와 한국생명공학연구원생물자원센터 (KCTC) 로부터분양받아사 용하였다. 실험에사용한균주와각균주의배양조건은 Table 1 과 같았다. Table 1. Bacterial stains used in this study and their media, culture condition Strains Culture condition Media Streptococcus mutans KCCM 40105 (SM) Streptococcus sobrinus KCCM 11897 (SS) Actinobacillus actinomycetemcomitans KCCM 12227 (AA) Porphyromonas gingivalis KCCM 11958 (PG) Prevotella intermedia KCTC 5506 (PI) Fusobacterium nucleatum KCTC 5163 (FN) Candida albicans KCCM 11282 (CA) Escherichia coli KCCM 40880 (EC) Straining properties / Cultural requirements 37 o C, Incubator BRAIN HEART INFUSION AGAR (DIFCO 0418) Gram positive / Facultative anaerobes 37 o C, Incubator TRYPTICASE SOY AGAR (BBL 211043; New No.) Gram positive / with 5% DEFIBRINATED SHEEP BLOOD Facultative anaerobes 37 o C, Anaerobic chamber TRYPTICASE SOY AGAR (BBL 211043; New No.) Gram negative / (5% CO 2 ) with 5% DEFIBRINATED SHEEP BLOOD anaerobes 37 o C, Anaerobic chamber (80% N 2, 10% CO 2, 10% H 2 ) MODIFIED CHOPPED MEAT MEDIUM Gram negative / anaerobes 37 o C, Anaerobic chamber MODIFIED CHOPPED MEAT MEDIUM Gram negative / (80% N 2, 10% CO 2, 10% H 2 ) anaerobes 37 o C, Anaerobic chamber BRAIN HEART INFUSION AGAR (DIFCO 0418) Gram negative / (80% N 2, 10% CO 2, 10% H 2 ) anaerobes 25 o C, Incubator YM AGAR (DIFCO 0712) Gram positive / aerobes 37 o C, Incubator TRYPTICASE SOY AGAR (BBL 211043; New No.) Gram negative / Facultative anaerobes

189 박연경 미산성차아염소산수의구강미생물에대한항균효과 2. 미산성차아염소산수 2.1. 미산성차아염소산수제조미산성차아염소산수 (Slightly acidic electrolyzed water, SAEW) 는미산성차아염소산수장치 (model BC-360, Cosmic Round Korea Co., Seongnam, Korea) 를이용하여 ph 는 6.2, 산화환원전위 (Oxidation-reduction potential; ORP) 는 728-800 mv, 유효염소농도 (Available chlorine concentration; ACC) 는 30 mg/l (ppm) 의조건으로제조된것을 한국코스믹 라운드 (Cosmic Round Korea co., Ltd. Seongnam, Korea) 로 부터받아실험에사용하였다. 2.2. 미산성차아염소산수물성분석미산성차아염소산수의 ph 는 ph meter (S20K, Mettler Toledo International Inc., Greifensee, Switzerland) 로, 산화환원 전위 (ORP) 는 ORP meter (RM-12P, TOA Electronics, Kobe, Japan) 로측정하였으며, 유효염소농도 (ACC) 는 Digital chlorine test kit (RC-3F, Kasahara Chemical Instruments Corp., Saitama, Japan) 를이용하여측정하였다. 아염소산수는최고농도를 30 mg/l으로하여 2배씩희석 (stepwise 2-fold dilution) 하여 7.5 mg/l까지희석하였고, 리스테린은최고농도를원액 (1 ml/ml) 으로하여 2배씩희석하여 0.01563 ml/ml까지희석하였다. Chlorhexidine 은최고농도를 0.4 mg/ml 으로하여 2배씩희석하여 0.00039 mg/ml까지희석하였다. 미산성차아염소산수, Listerine 그리고 chlorhexidine 을실험균주가접종된 96 well plate에 100 μl씩첨가하여최종용량이 200 μl 가되도록하였다. plate를각실험균주의배양조건에맞게 48시간동안배양하면서 ELISA (Spectra Max 250, Molecula Devices, Sunnyvale, CA, USA) 를이용하여시간대별로 620 nm에서흡광도를측정하여최소억제농도를측정하였다. MIC 측정기준은실험균주가성장을일으키지않는가장낮은농도로정의하였으며, MIC 측정은 3회씩독립적으로시행하였다. 최소살균농도 (Minimum bacterial concentration; MBC) 는 MIC를지정한후 MIC와같거나높은농도의각 wells에서 50 μl씩을취해서깨끗한액체배지에순차적으로희석하여각각의 agar 배지에 100 μl씩을분주하여배양한후, 나타나는균의수가 99.9% 사멸하는농도로결정하였으며, 3회독립적으로시행하였다. 3. 디스크확산법 (disk diffusion test) 에의한생육저해환 (clear zone) 의측정디스크확산법을이용하여실험균주에대한미산성차아염소 산수의생육저해환을측정하기위하여 BHI agar plate 를사용하 였다. 균주는 2 회계대하여활성을높인후 1.0-2.0 10 7 CFU/ml 의농도로준비하여 45 o C 로유지된 top agar 5 ml 에 1 ml 씩가 하여잘혼합한후, BHI agar plate 에도말하였다. 미산성차아 염소산수의유효염소농도 (ACC) 를 30 mg/l (ppm) 의농도로제 조하여 8 mm 직경의 paper disc 위에 25 μl 씩올리고양성대조 군 (positive control) 으로리스테린 (Johnson & Johnson Ltd., Thailand) 과 400 mg/l (ppm) 농도로제조된 chlorhexidine, 음 성대조군으로수돗물을사용하였다. Top agar 가마른후에 BHI agar plate 위에각실험용액이적셔진 paper disc 를올리고각균 주의배양조건에맞춰 48 시간동안배양후생성된생육저해환을 Burnier caliper (530-101, Mitutoyo Co., Tsukuba, Japan) 를 이용하여측정하였다. 5. 양치용액의항균효과미산성차아염소산수의유효염소농도 30 ppm 이되도록제 조한양치용액 20 ml 에 1.2-5.4 10 7 CFU/ml 로배양시킨각실 험균주를 1 ml 접종하여 3 분간방치하였다. 이후각각 1 ml 을새 로운액체배지에연속적으로희석하여 agar 배지에 100 μl 를분 주하여각실험균주의생육환경에서 48-72 시간배양한후콜로니 를계수하였다. 양성대조군으로 Listerine 과 chlorhexidine (0.4 mg/ml) 을사용하였다. 6. 통계분석실험결과에대한통계분석은 SPSS 통계프로그램 (Statistical Package for the Social Science, Ver. 17.0 SPSS Inc., Chicago, IL, USA) 을이용하여각측정군의평균과표준편차를산 출하고처리간의차이유무를 Kruskal-Wallis test 로분석한뒤 Mann-Whitney U test 로각실험군별차이와유의성을검증하여 P 값이 0.05 미만일때통계적으로유의하다고판정하였다. 4. 미산성차아염소산수의최소억제농도 (MIC) 및최소살균농도 (MBC) 측정각실험균주에대한미산성차아염소산수의최소억제농도 (minimum inhibitory concentration; MIC) 를측정하였다. MIC 측정방법은 Broth microdilution susceptibility tests 를 National Committee for Clinical and Laboratory Standards (NCCLS, 2004) 의가이드라인에따라진행하였다. 실험균주를 2 회계대배양한균액의일정액을새 BHI 액체배지에접종하여 McFarland # 흡광도의 1/2 농도, 즉 10 ml 액체배지의흡광도가 0.1(620 nm) 이되도록, 균액농도가 1.0-2.0 10 6 CFU/ml 이되 도록조정한후 96 well plate 에 100 μl 씩분주하였다. 미산성차 연구성적 1. 미산성차아염소산수의구강미생물에대한생육저해환측정광범위한살균력과인체에안전한이유등으로여러분야에 걸쳐사용되고있는미산성차아염소산수를 30 mg/l 의농도로제 조하여 25 μl 씩 paper disc 에묻혀생육저해환측정을통해치아 우식증및치주질환유발균 7 종과대장균 1 종에대한항미생물활 성을측정하였다 (Table 2). 상용양치가글액인 Listerine 과치과 에서처방되어사용되고있는 chlorhexidine 은구강미생물 7 종에 대해높은항균효과가나타난것으로확인되었고, chlorhexidine 이 Listerine 보다생육저해효과가유의적으로높게나타났다

190 J Korean Acad Oral Health 2013;37:187-193 (P<0.05). Listerine 의경우 E. coli, S. mutans, P. gingivalis 순 으로 16.1±0.2, 15.5±0.4, 14.9±0.4 mm 생육이저해되었고, chlorhexidine 의경우 E. coli, S. mutans, S. sobrinus 순으로 19.3±0.3, 18.7±0.2, 17.1±0.3 mm 생육이저해되었다. 그러 나디스크확산법을이용한항균활성실험에서는미산성차아염 소산수와대조군인수돗물은전혀효과가없는것으로나타났다. 2. 미산성차아염소산수의최소억제농도 (MIC) 및최소살균농도 (MBC) 측정치아우식증및치주질환유발균 7 종과대장균 1 종에대하여 미산성차아염소산수, Listerine, chlorhexidine 의최소성장억 제농도 (MIC) 와최소살균농도 (MBC) 를측정하였다 (Table 3). Table 2. Antimicrobial activity of SAEW against the oral bacteria Strains Diameter of clear zone (mm)* SAEW, Listerine Chlorhexidine SM - 15.5±0.4** 18.7±0.2 SS - 12.8±0.3 17.1±0.3 AA - 13.8±0.3 14.5±0.2 PG - 14.9±0.4 16.2±0.3 PI - 11.3±0.2 13.8±0.2 FN - 14.1±0.3 15.9±0.2 CA - 13.1±0.4 15.5±0.3 EC - 16.1±0.2 19.3±0.3 P-value <0.05 SM, S. mutans KCCM 40105; SS, S. sobrinus KCCM 11897; AA, A. actinomycetemcomitans KCCM 12227; PG, P. gingivalis KCCM 11958; PI, P. intermedia KCTC 5506; FN, F. nucleatum KCTC 5163; CA, C. albicans KCCM 11282; EC, E. coli KCCM 40880. *Includes the disc diameter (8 mm). Slightly Acid Electrolyzed water. 0.75 mg/disc, 25 mg/disc, 10 mg/disc. Not detected. **MD±SD denote Mean difference±standard deviation. P<0.05 obtained by Kruskal-Wallis test. MIC 와 MBC 측정실험에서는생육저해환측정실험과는다르게 미산성차아염소산수의살균효능이확인되었다. 미산성차아염 소산수의 SM, SS, AA, PG, PI, FN, CA 균에서모두 0.015 mg/ ml 농도에서최소억제농도를보였으며, EC 균은 0.0075 mg/ ml 농도에서최소억제농도를보였다. Listerine 의경우 SM, SS, AA, PG, PI, FN, CA, EC 순으로 0.01563, 0.03125, 0.03125, 0.01563, 0.03125, 0.03125, 0.01563, 0.03125 mg/ml 의농도에 서최소억제농도를보였고, chlorhexidine 은 SM, SS, AA, PG, PI, FN, CA, EC 순으로 0.00039, 0.00039, 0.00156, 0.00313, 0.00313, 0.00156, 0.00156, 0.00078 mg/ml 의농도에서최소 억제농도를보였다. 미산성차아염소산수의최소살균농도를조사 한결과, AA, PI, FN 균이 0.03 mg/ml, EC 균이 0.015 mg/ml 농 도에서최소살균농도를보였고나머지균들은최소억제농도와같 은농도를나타내었고, Listerine 은 SM, CA 균이 0.03125 mg/ ml, AA, PI 균이 0.0625 mg/ml 농도에서최소살균농도를보였 고, 나머지균들은최소억제농도와같았다. Chlorhexidine 은 SM 균이 0.00078 mg/ml, AA, FN 균이 0.00313 mg/ml, EC 균이 0.00156 mg/ml 농도에서최소살균농도를보였고, 나머지균들은 최소억제농도와같았다. Chlorhexidine 의 MIC, MBC 실험에서 모두미산성차아염소산수, Listerine 보다항균효능이통계적으 로유의하게높게나타났다 (P<0.05). 3. 양치용액의항균효과최소억제농도 (MIC) 및최소살균농도 (MBC) 실험결과, 상용 양치가글액인 Listerine 보다높거나비슷한살균효능을보인미 산성차아염소산수의양치용액으로써가능성을확인하기위해항 균효과를조사하였다. 배양된 8 종의실험균주 1 ml 을미리제조 해놓은 3 가지가글액 20 ml 에접종하여 3 분간방치한후 agar 배 지에도말하여생존한균수를계산하였다. 3 가지가글액모두에서 8 균주에대해 10 CFU/ml 미만의콜로니를보여 99.9% 이상의 항균효과를보였다 (Table 4). Table 3. Minimum inhibitory concentration (MIC), and minimum bactericidal concentration (MBC) of SAEW against the oral bacteria Strains MIC (mg/ml or ml/ml) MBC (mg/ml or ml/ml) SAEW* Listerine Chlorhexidine SAEW Listerine Chlorhexidine SM 0.01500 0.01563 0.00039 0.01500 0.03125 0.00078 SS 0.01500 0.03125 0.00039 0.01500 0.03125 0.00039 AA 0.01500 0.03125 0.00156 0.03000 0.06250 0.00313 PG 0.01500 0.01563 0.00313 0.01500 0.01563 0.00313 PI 0.01500 0.03125 0.00313 0.03000 0.06250 0.00313 FN 0.01500 0.03125 0.00156 0.03000 0.03125 0.00313 CA 0.01500 0.01563 0.00156 0.01500 0.03125 0.00156 EC 0.00750 0.03125 0.00078 0.01500 0.03125 0.00156 P-value <0.05 <0.05 SM, S. mutans KCCM 40105; SS, S. sobrinus KCCM 11897; AA, A. actinomycetemcomitans KCCM 12227; PG, P. gingivalis KCCM 11958; PI, P. intermedia KCTC 5506; FN, F. nucleatum KCTC 5163; CA, C. albicans KCCM 11282; EC, E. coli KCCM 40880. *Slightly Acid Electrolyzed water. P<0.05 obtained by Kruskal-Wallis test.

191 박연경 미산성차아염소산수의구강미생물에대한항균효과 Table 4. Antimicrobial effects of mouth-rinses Agent Bacterial strains (CFU/ml) SM SS AA PG PI FN Ca EC Control 1.2 10 7 2.4 10 7 3.7 10 7 2.0 10 7 1.8 10 7 2.1 10 7 2.9 10 7 5.4 10 7 SAEW 10<* 10< 10< 10< 10< 10< 10< 10< Listerine 10< 10< 10< 10< 10< 10< 10< 10< Chlorhexidine 10< 10< 10< 10< 10< 10< 10< 10< SM, S. mutans KCCM 40105; SS, S. sobrinus KCCM 11897; AA, A. actinomycetemcomitans KCCM 12227; PG, P. gingivalis KCCM 11958; PI, P. intermedia KCTC 5506; FN, F. nucleatum KCTC 5163; CA, C. albicans KCCM 11282; EC, E. coli KCCM 40880. *Limit of detection. 고안 국민들의건강에대한관심이높아짐에따라건강정보접근성은높아지고있지만, 자신의구강상태및질환을이해하고구강질환의발병을막기위해정보가효과적으로활용되지못하고있다. 구강질환은청소년기의구강건강의식행태가성인이되어생을다하는날까지삶에영향을미치기때문에매우중요하다 15). 치아우식증과치주질환은치면세균막의형성, 치아주위조직에염증발생, 최종적으로치아상실의원인이된다. 주로청소년기에급격히발생하며, 장년기와노년기에치아를발거해야하는큰원인이된다 16). Cheon 등 17) 은고혈압및당뇨와치주질환, 치아상실의연관성에대한연구에서치주질환이있을때심근경색발생률이 4.794배높았고, 치주질환이있으면서상실치가 6개이상이면고혈압발생률이 5.872배, 고지혈증은 4.068배, 뇌졸중은 6.836 배, 심근경색증은 5.671배, 당뇨는 8.016배, 골다공증은 8.441배높아지는것으로보고하였다. 치아가상실되는것을예방하기위해서는구강질환이급격히발생하는청소년기에예방및병소를조기발견하여치료하는것이최선의방법이라할수있다. 건강보험통계연보보고자료에의하면치아우식증, 치은염및치주질환은최근 10년간외래 10대질환으로, 2006년부터치은염및치주질환환자수가급증하여 2010년에는 7,941,305 명으로외래다빈도 3위의질환이되었다. 뿐만아니라치아우식증, 치은염및치주질환으로인한진료비의경우 2004년도 4,257억원에서 2010년 7,051억원으로약 6년간 3천억원정도의치료비가증가하였다 18). 이처럼구강질환은타질환에비해질병의경중도가낮음에도불구하고국가와국민이지출하는국민의료비가타질환에비해막대할뿐만아니라치료를위한의료비도상당한실정이다. 불필요한의료비지출의경감과국민의구강건강을통한삶의질적향상을위해관리 예방책이필요할것으로사료되었다. 따라서우식억제및치주질환에효과가있으면서사용자들이믿고사용할수있는인체에안전한물질의새로운탐색이다소필요하리라사료되었다. 최근상업적으로는치약에나노크기의탄산칼슘 (nano sized calcium carbonate), 헥사메타인산나트륨 (sodium hexametaphosphate), 쿠르쿠마잔토리자유 (Curcuma xanthorrhiza oil) 등과같은각종유효성분을첨가하여법랑질의재광화, 치면세균 막형성감소및치은염감소등의효능을얻고자하는연구들이활발하게진행되고있으며 19,20), water pick, 초음파세정, 식물성분의항균소재검색, 상용양치가글액등다양한시도를통한구강질환유발균의생장을억제하는연구가진행되고있다 21,22). 이에본연구에서도구강질환을억제할수있는새로운항미생물소재를탐색하여양치가글액의활용가능성을확인하고자최근살균성을인정받아여러분야에걸쳐사용되고있는미산성차아염소산수를이용하여구강질환유발균 7종에항균력을측정하였다. 미산성차아염소산수는무격막식전해조에서희석염산또는염화나트륨을전기분해하여전해물전량을원수에혼합용해하는것에의하여얻어진차아염소산을주유효성분으로하는미산성수용액으로 ph는 5.0-6.5이다. 또한유효염소농도는 0-30 mg/l 이고무색이며, 대개무취이나약간의염소냄새가나기도한다 23). 미산성차아염소산수의생성원리는무격막전해조내에서공급되는희석염산이전기분해되어, 양극에서는염소가발생하고음극에서는수소가생성되는데, 생성된염소이온이물에용해되어고농도의차아염소산이생성된다. 적정한원수를첨가하면유효염소농도 10-30 mg/l의미산성차아염소산수가생성된다. 원수중에경도성분에기인한완충작용에의하여 ph 5.0-6.5의미산성이된다 24). 미산성차아염소산수에는살균력을갖는유효염소가염소가스 (Cl 2 ), 차아염소산 (HOCl), 하이포아염소산이온 (OCl ) 등과같은형태로존재하는데, 이러한성분이미생물의성장을억제하거나사멸시킨다고보고되었다 25). 그러나공기와접촉가능한상태에서장시간보관시, 염소가스는공기중으로증발되고, HOCl의경우다시물로분해되어살균효과가사라진다고보고하였다 26). 미산성차아염소산수를이용한생육저해환실험에서살균효과가전혀없는것으로나타난것은유효염소성분들이공기와의접촉을통해모두증발되어항균물질이잔존하지않기때문으로사료된다. 미산성차아염소산수의구강미생물에대한 MIC와 MBC를측정한보고가아직없으므로비교하기가어렵다. 그러나천연물을이용한구강미생물에관한내용은많이보고되고있다. CTS 50 키토산의최소성장억제농도는균주에따라 0.08-10.00 mg/ml, 알로에에탄올추출물은 0.24-0.30 mg/ml, 프로폴리스에탄올추출물은 0.02-0.04 mg/ml, 뽕잎추출물은 1.60-3.20 mg/ml, 으름덩굴및당귀는 3 mg/ml, 녹차는 4 mg/ml, 오미자는 5 mg/ml로나타

192 J Korean Acad Oral Health 2013;37:187-193 났다 27-29). 그러나미산성차아염소산수는 0.0075-0.015 mg/ml으로천연추출물보다낮은농도에서최소성장억제를나타낸것으로확인되었다. 으름덩굴열매메탄올추출물의최소살균농도는모든균주에서 0.08-2.5 mg/ml으로나타났고 30), 미산성차아염소수는 0.015-0.030 mg/ml으로나타났다. 미산성차아염소산수의양치용액으로써가능성을확인하기위해항균효과를조사한결과, 3 가지가글액모두 8 균주에대해 99.9% 이상의항균효과를보였다. 또한미산성차아염소산수가국내시판되는몇종의양치용액보다항균효과가높게나타났다 31). 클로로헥시딘은 1970년대부터최근까지널리활용되는구강항균제로, 오랫동안사용할경우착색, 미각이상등의부작용이발생할수있는단점이있다. 양치용액실험결과클로로헥시딘과비슷한효능을가진미산성차아염소산수의임상시험연구를통해미산성차아염소산수의양치용액의활용도에대한검토가필요할것으로사료되었다. 잇솔질과구강보조용품의사용은이론적으로치아우식증을예방하고, 구강위생을유지하는데효과적인수단이다. 그러나실제적으로많은사람들이올바른잇솔질과구강보조용품이제대로활용되지못하고있는실정이다 32). 구강건강을위해서는스스로의내적의식변화로부터시작하여행동및태도의외적인변화가수반되도록하는행동변화전략이필요할것으로사료된다. 본실험에서는미산성차아염소산수가 0.015 mg/ml 농도에서구강질환유발균 7종을억제한것으로관찰되었고, 양치용액실험에서 99.9% 이상의사멸효과를나타내, 이를지속적으로사용할경우구강질환을예방할수있을것으로사료된다. 구강교육운동예방프로그램에미산성차아염소산수를함께활용한다면더높은예방효과를가져올것으로사료된다. 그러나임상시험연구를통해치면세균막지수, 치은지수완화효과를평가하지못하였다. 추후미산성차아염소산수를가글용액으로 8주간사용하여치면세균막지수, 치은지수감소효과를정확하게측정하기위한추가연구가필요할것으로사료된다. 결론 광범위한살균력을갖고있어현재여러분야에서사용되고있는미산성차아염소산수를치의학분야에활용하고자구강질환예방및치료에활용될가능성을검토하기위하여 S. mutans KCCM 40105, S. sobrinus KCCM 11897, A. actinomycetemcomitans KCCM 12227, P. gingivalis KCCM 11958, P. intermedia KCTC 5506, F. nucleatum KCTC 5163, C. albicans KCCM 11282, E. coli KCCM 40880에대하여생육저해환, 최소억제농도, 최소살균농도및양치용액의항균효과를측정하여다음과같은결과를얻었다. 1. 디스크확산법을이용한생육저해환실험에서는미산성차아염소산수는전혀효과가없는것으로나타났다. 반면 Listerine 의경우 E. coli, S. mutans, P. gingivalis 순으로 16.1±0.2, 15.5 ±0.4, 14.9±0.4 mm 생육이저해되었고, chlorhexidine 의경우 E. coli, S. mutans, S. sobrinus 순으로 19.3±0.3, 18.7±0.2, 17.1±0.3 mm 생육이저해되었다. 2. 미산성차아염소산수의 SM, SS, AA, PG, PI, FN, CA 균 에서모두 0.015 mg/ml, EC 균은 0.0075 mg/ml 농도에서최소 억제농도를보였다. Listerine 의경우 SM, SS, AA, PG, PI, FN, CA, EC 순으로 0.01563, 0.03125, 0.03125, 0.01563, 0.03125, 0.03125, 0.01563, 0.03125 mg/ml 의농도에서최소억제농도를 보였고, chlorhexidine 은 SM, SS, AA, PG, PI, FN, CA, EC 순 으로 0.00039, 0.00039, 0.00156, 0.00313, 0.00313, 0.00156, 0.00156, 0.00078 mg/ml 의농도에서최소억제농도를보였다. 미 산성차아염소산수의최소살균농도는 AA, PI, FN 균이 0.03 mg/ ml, EC 균이 0.015 mg/ml 농도에서최소살균농도를보였고, 나 머지균들은최소억제농도와같은농도를나타내었으며, Listerine 은 SM, CA 균이 0.03125 mg/ml, AA, PI 균이 0.0625 mg/ml 농도에서최소살균농도를보였고, 나머지균들은최소억제농도와 같았다. Chlorhexidine 은 SM 균이 0.00078 mg/ml, AA, FN 균 이 0.00313 mg/ml, EC 균이 0.00156 mg/ml 농도에서최소살균 농도를보였고, 나머지균들은최소억제농도와같았다. 3. 3 가지가글액모두에서 8 균주에대해 10 CFU/ml 미만의 콜로니를보여 99.9% 이상의항균효과를보였다. 미산성차아염소산수는치아우식증및치주질환유발균에대 해높은항균력을갖고있어양치용액으로활용하여구강질환에 예방및억제에활용될수있는가능성이있다고사료되었다. 추가 적으로독성검사와임상시험연구를거쳐인체에안전한양치용액 개발이필요할것으로사료되었다. 참고문헌 1. Moon HS, Park DY, Ma DS, Jung SH, Paik DI, Kim JB, et al. Effect of a triclosan-containing dentifrice on gingivitis, plaque formation and antimicrobial activity against the pathogens of oral diseases. J Korean Acad Oral Health 1998;22:171-182. 2. Allaker RP, Douglas CW. Novel anti-microbial therapies for dental plaque-related disease. Int J Antimicrob Agents 2009;33:8-13. 3. Lee SH. Development of sustainable health management system for management of chronic diseases. Korea Health and Welfare Forum 2004;87:72-81. 4. Yoo TW. Current status and vision of e-care. J Korean Med Assoc 2002;45:41-50. 5. Fischman SL, Yankell SL. Dentifrices, mouthrinses, and chewing gums. In: Harris NO, García-Godoy F. Primary preventive Dentistry. 6th ed. New Jersey:Perason Education Inc.;2004:119-147. 6. Ciancio SG. Agents for the management of plaque and gingivitis. J Dent Res 1992;71:1450-1454. 7. Eley BM. Antibacterial agents in the control of supragingival plaque: a review. Br Dent J 1999;186:286-296. 8. Chung JY, Choo JH, Lee MH, Hwang JK. Anticariogenic activity of macelignan isolated from Myristica fragrans (nutmeg) against Streptococcus mutans. Phytomedicine 2006;13:261-266. 9. Kang KS, Kim TI, Lee HI, Han HJ, Park SG, Kim HJ, et al. Investigation on the technology trend in electrolyzed sterilizing sater by the patent analysis. Appl Chem Eng 2010;21:188-194. 10. Al-Haq MI, Sugiyama J, Isobe S. Applications of electrolyzed water in agriculture and industries. Food Sci Technol Res 2005;11:135-150.

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