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문제 정의
- 따라서 이 연구는 구강내의 치태라는 고체상태의 조건과 유사한 상태로 Er:YAG 레이저가 구강내 산 생성세균인 S. mu~ tans의 증식에 미치는 영향 및 레이저의 조사시간에 따른 차이를 평가하고자 한다. .
- 따라서 이 연구에서는 Er:YAG 레이저가 구강내 산 생성 세균인 S. mutans의 증식에 미치는 영향과 아울러 레이저의 조사 시 간에 따른 차이를 평 가해 보고자 하였다.
제안 방법
- Er:YAG 레이저의 구강내 산 생성 세균인 S. muians에 대한 증식억제효과를 평가하기 위하여 S. mutans pellet에 Er:YAG 레이저를 비접촉식 방법으로, 50mJ, 10Hz, 그리고 조사 시간을 1초, 3초, 5초, 7초, 9초로 달리하여 조사하고 이때의 세균의 성장률과 산 생성능을 48시간 동안 측정한 결과 다음과 같은 결과를 얻었다.
- Er:YAG 레이저의 조사가 S. mutans KCTC 3065의 산 생성 능에 미치는 영향을 알아보기 위하여 레이저를 조사하지 않은 경우를 대조군으로 하고, 레이저를 조사한 군을 실험군으로 분류하였다. 세균을 접종하기 전 세균 배양액의 pH는 7.
- 대조군의 48시간 후 세균 배양액의 450nm 파장에 대한 흡광도를 100으로 하여 상대적으로 평가하였다. 레이저를 조사한 실험군에서는 대조군에 비해 모두 세균의 성장율이 감소하였고, 레이저의 조사시간이 길어질수록 세균의 회복시간이 지연되었다(Fig.
- 조사시간은 각각 1초, 3초, 5초, 7초, 9초로 하였다. 또한 원심분리를 시행하지 않고 BHI- YS broth에서 배양하고 레이저를 조사하지 않은 군을 대조군으로 설정하였다.
- 레이저 조사 후 각각의 세균 pellet에 100 闻의 BHI-YS 세균배양액을 넣고 세균 pellet을 현탁한 다음, 10 闰씩을 새로운 200 闻의 BHI-YS 세포배양액에 접종하였다. 이를 37t CO2 incubator에 배양하였고 0, 2, 4, 8, 12, 24, 36, 48시간마다 세균의 성장 정도를 알아보기 위하여 Microplate Autoreader 를 이용하여 450 nm의 파장에 대한 흡광도를 측정하였다.
- 94 网 파장의 pulsed Er:YAG 레이저로 조사조건을 다음과 같이 달리하여 각각 8회씩 레이저를 조사하였다. 레이저 조사는 조사 beam의 직경을 650 卽i로 비접촉식 방법으로 조사하였고 조사세기는 50 mJ, pulse repeti tion rate는 10 Hz를 사용하였다. 조사시간은 각각 1초, 3초, 5초, 7초, 9초로 하였다.
- 1 로 일정하게 세균배양액을 희석하였다. 레이저 조사를 위해 100 闰의 세균 배양액을 eppendorf tube에 옮기고 원심분리 (14, 000xg, 3분간)하여 상층액을 제거하고 세균 pellet을 얻었다.
- 레이저 조사에 따른 S. mutans KCTC 3065의 증식 억제 효과를 알아보기 위하여 2.94 网 파장의 pulsed Er:YAG 레이저로 조사조건을 다음과 같이 달리하여 각각 8회씩 레이저를 조사하였다. 레이저 조사는 조사 beam의 직경을 650 卽i로 비접촉식 방법으로 조사하였고 조사세기는 50 mJ, pulse repeti tion rate는 10 Hz를 사용하였다.
- 48시간동안 배양하였다. 이 때 대조군 및 실험군의수소이 온농도지 수를 pH electrode (Model 91-5/06, Orion Research Inc., U.S.A.)와 pH meter(Model 920, Orion Research Inc., U.S.A.)를 이용하여 0, 2, 4, 8, 12, 24, 48 시간마다 산 생성 정도를 측정하였다.
- 闻의 BHI-YS 세포배양액에 접종하였다. 이를 37t CO2 incubator에 배양하였고 0, 2, 4, 8, 12, 24, 36, 48시간마다 세균의 성장 정도를 알아보기 위하여 Microplate Autoreader 를 이용하여 450 nm의 파장에 대한 흡광도를 측정하였다.
- 레이저 조사는 조사 beam의 직경을 650 卽i로 비접촉식 방법으로 조사하였고 조사세기는 50 mJ, pulse repeti tion rate는 10 Hz를 사용하였다. 조사시간은 각각 1초, 3초, 5초, 7초, 9초로 하였다. 또한 원심분리를 시행하지 않고 BHI- YS broth에서 배양하고 레이저를 조사하지 않은 군을 대조군으로 설정하였다.
대상 데이터
- 한국 생 명 공학연구소 .유전자원 센터 유전자은행 (Korean Collection for Type cultures, Daejeon, Korea)에서 분양받은 Streptococcus mutans KCTC 3065를 사용하였다.
- Fotona, Slovenia)를 사용하였다. 이때 사용한 handpiece는 비접촉 조사방식의 RO2 model(Fotona, Slovenia)을 사용하였으며 초점거리는 7 mm로 조정하였다. 레이저의 광 전달계는 articulated arm 형태였다.
- 파장 2940 nm, 최대줄력 15 W, pulse repetition rate의 범주가 2-50 Hz인 Er:YAG 레이저(Fidelis Plus®, Model 21-1AF, Fotona, Slovenia)를 사용하였다. 이때 사용한 handpiece는 비접촉 조사방식의 RO2 model(Fotona, Slovenia)을 사용하였으며 초점거리는 7 mm로 조정하였다.
데이터처리
- 실험을 통해 얻어진 자료는 반복측정 AN0VA를 통해 주어진 시간대별로 대조군과 각각의 실험군들 사이에 통계적 유의성을 검정하였다.
성능/효과
- 1. 레이저를 조사한 군이 레이저를 조사하지 않은 대조군에 비해 세균의 성장률이 감소되었다(P<0.01).
- 01). 12시간 후에는 1, 3, 5초군에 비해 7, 9초군에서 유의할 만하게 세균의 성장율이 감소되어 있었고(P<0.05), 대조군에 비해서는 모든 실험군에서 유의할 만하게 감소되어 있었다(P<0.01). 24시간 후부터는 모든 실험군들 사이에서는 유의할 만한 차이는 보이지 않았고, 대조군에 비해서는 모두 유의 할 만하게 (P<0.
- 2. 레이저를 조사한 후 12시간까지 1, 3, 5초 조사군에 비해 7, 9초 조사군에서 세균의 성장율이 유의하게 감소되었으나 (P<0.05), 24시간 후부터는 서로 유의할 만한 차이를 보이지 않았다.
- 01). 24시간 후부터는 모든 실험군들 사이에서는 유의할 만한 차이는 보이지 않았고, 대조군에 비해서는 모두 유의 할 만하게 (P<0.01) 감소되 었다 (Table 1).
- 3. 레이저를 조사한 시간이 증가함에 따라 세균의 산 생성능력이 회복되는 시간이 길어짐이 관찰되었고 24시간 후에는 대조군과 차이를 보이지 않음으로써 일정 시간 이후에는 점차적으로 산 생성능력이 회복됨을 알 수 있었다.
- 01). 4시간 후에는 대조군과 모든 실험군 사이에 유의한 차이를 보였고(P<0.01), 8시간 후에는 1, 3초군에 비해 7, 9초군에서 유의할 만하게 세균의 성장율이 감소되어 있었고, 대조군에 비해서는 모든 실험 군에서 유의할 만하게 감소되었다(P<0.01). 12시간 후에는 1, 3, 5초군에 비해 7, 9초군에서 유의할 만하게 세균의 성장율이 감소되어 있었고(P<0.
- 100으로 하여 상대적으로 평가하였다. 레이저를 조사한 실험군에서는 대조군에 비해 모두 세균의 성장율이 감소하였고, 레이저의 조사시간이 길어질수록 세균의 회복시간이 지연되었다(Fig. 1). 레이저를 조사한 직후에는 모든 군들간에 유의한 차이를 보이지 않았고, 2시간 후에는 대조군에 비해 3, 7, 9 초군에서 유의한 차이를 보였다(P<0.
- 레이저의 조사시간에 따른 세균의 산 생성능의 변화는 0, 2, 4, 8, 12, 24, 48시간동안 세균 배양액의 pH를 측정한 결과 시간이 경과되면서 대조군과 1초군의 pH는 비슷하게 8시간대에서 4.8-5.3까지 감소하였고, 3, 5초군에서는 12시간대에서 4.8-5.0까지 , 7, 9초군에서는 24시간대에서 4.1-4.2까지 감소하였다(Table 2, Fig. 2).
- 레이저의 조사시간에 따른 세균의 산 생성능의 변화를 평가하기 위해 0, 2, 4, 8, 12, 24, 48시간동안 세균 배양액의 pH 를 측정한 결과 시간이 경과되면서 대조군과 1초군의 pH는 비슷하게 8시간대에서 4.8T.3까지 감소하는 결과를 보였고, 3, 5 초군에서는 12시간대에서 4.8-5.0까지, 7, 9초군에서는 24시간대에서 4.1-4.2까지 감소하였다(Fig. 2). 이는 레이저를 조사한 시간에 따라 세균의 산 생성능력이 회복되는 시간이 지연됨을 시사하지만 24시간 후에는 대조군과 차이를 보이지 않아 일정 시간 이후에는 점차적으로 산 생성능력이 회복됨을 알 수 있었다.
- mutans의 집락 수와 산 생성능이 감소되고 불용성 세포외 다당류의 합성이 부분적으로 억제되나 100同 세균배양액에서는 변화가 관찰되지 않았다고 보고하였다. 이 연구에서의 결과로 보아 Er:YAG 레이저는 S. mutans의 증식에 영향을 주는 것으로 보인다.
- 2). 이는 레이저를 조사한 시간에 따라 세균의 산 생성능력이 회복되는 시간이 지연됨을 시사하지만 24시간 후에는 대조군과 차이를 보이지 않아 일정 시간 이후에는 점차적으로 산 생성능력이 회복됨을 알 수 있었다.
- 1). 이러한 결과는 레이저의 조사 시간이 세균에 직접적인 영향을 준다는 것을 확인하였지만, 24 시간 후부터는 실험군들 사이에서는 유의할 만한 차이를 보이지 않았다. 그 이유로는 레이저 조사시 영향을 받지 않았던 세균들이 시간이 지남에 따라 점차적으로 회복되어 24시간 후에는 거의 차이를 보이지 않게 된 것으로 생각하였다.
- 이상의 결과를 요약해 보면, 레이저 조사시간이 길어질수록 세균의 회복시간 및 산 생성능력이 회복되는 시간이 늦어진다는 것을 알 수 있었다.
- 조사시간에 따른 S. mutans의 성장율을 평가해 본 결과 대조군에 비해 레이저를 조사한 실험군에서 세균의 회복이 되는 시간이 지연됨을 알 수 있었고, 1, 3, 5초군에 비해 7, 9초를 조사한 군에서 12시간 후까지 유의할 만하게 세균의 성장율이감소되어 있었던 것으로 보아(P<0.05) 회복시간이 수시간 지연되는 것을 관찰하였다(Fig. 1). 이러한 결과는 레이저의 조사 시간이 세균에 직접적인 영향을 준다는 것을 확인하였지만, 24 시간 후부터는 실험군들 사이에서는 유의할 만한 차이를 보이지 않았다.
후속연구
- 그러나, 이 연구에서는 구강내 산 생성세균 중 S. mu场만을 대상으로 하였지만 앞으로 S.sobrinus, lactobacillus 등 다른 구강내 산 생성세균에 대해서도 Er:YAG 레이저가 미치는 영향에 관한 연구가 필요할 것으로 생각된다.
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