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문제 정의
- 이에 저자는, 산성 음료의 치아침식증 유발력을 감소시키기 위한 연구의 일환으로, 다양한 농도의 구연산용액의 치아침식증 유발력 및 구연산용액에 첨가되는 칼슘의 농도에 따른 치아침식증 발생 억제효과에 대하여 생체외 실험을 통해 연구하여 그 결과를 보고한다.
제안 방법
- 5%, 1% 구연산용액을 제조하고, pH meter로 pH를 3회 반복 측정하였다. 각 구연산용액 100ml에 염화칼슘(calcium chloride dihydrate, Sigma, USA; CaCl2∙2H2O, 분자량 147) 734mg을 용해시켜 0.2% 칼슘 구연산용액을 제조하고, 같은 농도의 구연산용액으로 희석하여 차례로 0.1% 및 0.05% 칼슘 구연산용액을 제조하였다.
- 각 용액 50ml에 소구치 시편을 4개씩 넣고 37℃에서 60분간 탈회시키면서, 5분, 15분, 30분, 60분 후에 각각 꺼내어 물로 씻은 후 위와 동일한 방법으로 표면미세경도를 측정하였다.
- 무수구연산(citric acid anhydrous, Sigma, USA) 0.3g, 0.9g, 1.5g, 3g을 증류수 300ml에 각각 용해시켜 0.1%, 0.3%, 0.5%, 1% 구연산용액을 제조하고, pH meter로 pH를 3회 반복 측정하였다. 각 구연산용액 100ml에 염화칼슘(calcium chloride dihydrate, Sigma, USA; CaCl2∙2H2O, 분자량 147) 734mg을 용해시켜 0.
- 산성 음료의 치아침식증 유발력을 감소시키기 위한 연구의 일환으로, 0.1%, 0.3%, 0.5%, 1.0% 구연산용액의 5분, 15분, 30분, 60분간의 사람 소구치 법랑질의 치아침식증 유발력및 구연산용액에 첨가되는 칼슘 0.05%, 0.1%, 0.2%에 따른 치아침식증 발생 억제효과를 표면미세경도를 측정하여 연구하였다.
- 처음에는 다양한 원인으로 발거된 영구치들을 모은 후에 법랑질 시편을 제작하고 실험하였으나, 시편간 편차가 너무 심하게 나타나서 결과를 신뢰할 수 없었다. 시편의 균질성을 제고하기 위하여 치열교정을 목적으로 발거한 소구치들만 모아서 시편을 제작하고 실험을 다시 하였다. 미세경도측정방법은 탈회가 많이 진행된 경우에 정확한 측정이 어려워지는 단점이 있었고, 동일시편 내에서도 부위에 따라 측정치에 차이가 많이 나는 문제점이 있었다.
- 연마기(Metaserv grinder-polisher, Buehler, Germany) 로 300grit에서 1200grit까지 순차적으로 연마한 다음, 미세경도측정기(MHT-10, Anton Parr, Austria)로 Vickers 경도를 하중 400g을 5초간 부여하는 조건으로 각 시편의 탈회전 표면 미세경도를 측정하였다. 시편의 중앙 부위를 3회 이상 측정하되, 측정치 간의 차이가 10 VHN(Vickers Hardness Number) 이상 벌어지는 경우에는 그 이내의 값이 세 개가 될 때까지 반복 측정하였다.
- 연마기(Metaserv grinder-polisher, Buehler, Germany) 로 300grit에서 1200grit까지 순차적으로 연마한 다음, 미세경도측정기(MHT-10, Anton Parr, Austria)로 Vickers 경도를 하중 400g을 5초간 부여하는 조건으로 각 시편의 탈회전 표면 미세경도를 측정하였다. 시편의 중앙 부위를 3회 이상 측정하되, 측정치 간의 차이가 10 VHN(Vickers Hardness Number) 이상 벌어지는 경우에는 그 이내의 값이 세 개가 될 때까지 반복 측정하였다.
- 3422)~1%26)가 사용되었다. 저자의 연구에서는 구연산용액의 농도를 0.1%, 0.3%, 0.5%, 1.0%로 하였고, 칼슘의 농도를 0%, 0.05%, 0.1%, 0.2%로 하였다. 칼슘농도 0.
- 저자의 연구에서는 침식 또는 탈회의 정도를 정량적으로 측정하기 위하여 법랑질 표면의 미세경도를 측정하였다. 처음에는 다양한 원인으로 발거된 영구치들을 모은 후에 법랑질 시편을 제작하고 실험하였으나, 시편간 편차가 너무 심하게 나타나서 결과를 신뢰할 수 없었다.
- 측정된 경도 값의 크기에 따라 시편을 순서대로 배열한 후, 실험군 1부터 실험군 16까지 차례로 배정하고 다시 실험군 16부터 실험군 1까지 차례로 배정하는 것을 반복하여 16개 실험군에 시편을 4개씩 배정하였다. SPSS 프로그램의 분산분석 및 최소유의차 사후검정(ANOVA & LSD post hoc test)을 통해, 실험 군간 평균치의 차이가 유의하지 않음을 확인하였다(P>0.
대상 데이터
- 치열교정을 위해 발거한 소구치에서, 치아우식증이나 색소, 손상, 부착물이 없는 평활면으로부터 3mm×3mm 넓이로 법랑질 시편을 잘라내어, 법랑질 표면이 위로 나오도록 레진괴에 매몰하여 법랑질 시편 64개를 제작하였다.
데이터처리
- SPSS 프로그램의 분산분석 및 최소유의차 사후검정(ANOVA & LSD post hoc test)과 대응표본간 t검사를 통해, 구연산 농도별, 칼슘농도별, 탈회 시간별 평균 경도를 산출하고 평균간 차이의 유의성을 분석하였다.
- 측정된 경도 값의 크기에 따라 시편을 순서대로 배열한 후, 실험군 1부터 실험군 16까지 차례로 배정하고 다시 실험군 16부터 실험군 1까지 차례로 배정하는 것을 반복하여 16개 실험군에 시편을 4개씩 배정하였다. SPSS 프로그램의 분산분석 및 최소유의차 사후검정(ANOVA & LSD post hoc test)을 통해, 실험 군간 평균치의 차이가 유의하지 않음을 확인하였다(P>0.05).
성능/효과
- 3% 이상의 구연산용액에서는 30분에 가장 크고 60분에 약간 감소하는 경향을 보였다. 0.2% 칼슘이 첨가된 1.0% 및 0.5% 구연산용액에서 30분간 탈회한 경우에 각각 22% 및 21%의 가장 큰 탈회억제량이 관찰되었다.
- 연구성적(Table 2, 3)을 보면, 칼슘이 첨가되지 않은 1.0%구연산용액에서 60분간 탈회시킨 경우에 경도가 43%까지 감소하였고 칼슘이 첨가되지 않은 0.1% 구연산용액에서는 66%까지 감소하였다. 이 정도의 탈회량은 칼슘 첨가에 따른 탈회억제를 측정하기에 충분하다고 판단되어 그 이상의 탈회를 하지 않았다.
- 이상을 요약하면, 치아침식증의 주된 발생요인은 산성 음료로서, 산성 음료 내에 주로 포함되어 있는 산은 구연산이며, 산성 음료에 의한 치아침식을 억제하기 위해 음료에 첨가할 수 있는 물질은 칼슘임을 알 수 있다. 그러나, 구연산의 농도별 치아 침식력과 칼슘의 농도별 침식억제력에 관한 정량적 연구는 국내외적으로 아직 희소하다.
- 이상의 결과는 구연산에 의한 치아침식증 발생에 칼슘이 억제효과를 나타낼 수 있음을 시사한다.
- 전체적으로 볼 때, 구연산 농도가 높을수록, 탈회시간이 길수록, 칼슘농도가 낮을수록 탈회후 경도가 하락하였다. 탈회 5분후 경도는 칼슘 무첨가의 경우에 76~90%이었고 칼슘 첨가에 따른 5분간의 탈회억제량은 2~15%이었다.
- 전체적으로 볼 때, 구연산 농도가 높을수록, 탈회시간이 길수록, 칼슘농도가 낮을수록 탈회후 경도가 하락하였다. 탈회 5분후 경도는 칼슘 무첨가의 경우에 76~90%이었고 칼슘 첨가에 따른 5분간의 탈회억제량은 2~15%이었다.
- 이 정도의 탈회량은 칼슘 첨가에 따른 탈회억제를 측정하기에 충분하다고 판단되어 그 이상의 탈회를 하지 않았다. 칼슘 첨가에 따른 탈회의 억제량은 칼슘농도가 높아질 수록, 구연산 농도가 높아질수록 커지는 경향을 보였다. 탈회시간별로는 0.
- 칼슘 첨가에 따른 탈회의 억제량은 칼슘농도가 높아질 수록, 구연산 농도가 높아질수록 커지는 경향을 보였다. 탈회시간별로는 0.1% 구연산용액에서는 탈회시간이 5분, 15분, 30분, 60분으로 증가함과 더불어 탈회억제량도 함께 커지는 경향을 보였으나, 0.3% 이상의 구연산용액에서는 30분에 가장 크고 60분에 약간 감소하는 경향을 보였다. 0.
- 탈회억제량의 분포를 전체적으로 보면, 구연산 농도에서는 1.0%에서 가장 크게 나타났고, 칼슘농도에서는 0.2%에서 가장 크게 나타났으며, 탈회시간에서는 0.1% 구연산용액에서는 탈회시간이 증가함과 더불어 탈회억제량도 함께 커지는 경향을보였으나, 0.3% 이상의 구연산용액에서는 30분에 가장 크고 60분에 약간 감소하는 경향을 보였다.
- 탈회억제량의 분포를 전체적으로 보면, 구연산 농도에서는 1.0%에서 가장 크게 나타났고, 칼슘농도에서는 0.2%에서 가장 크게 나타났으며, 탈회시간에서는 0.1% 구연산용액에서는 탈회시간이 증가함과 더불어 탈회억제량도 함께 커지는 경향을보였으나, 0.3% 이상의 구연산용액에서는 30분에 가장 크고 60분에 약간 감소하는 경향을 보였다.
- 탈회 60분 후 경도는 칼슘 무첨가의 경우에 43~66%이었고 칼슘 첨가에 따른 60분간의 탈회억제량은 7~19%이었다. 탈회후 경도는 탈회시간별로 모두 유의한 차이가 있었고, 같은 칼슘농도의 경우 구연산 농도에따라 모두 유의한 차이가 있었으며, 같은 구연산 농도의 경우 칼슘농도에 따라 모두 유의한 차이가 있었다(P<0.05).
후속연구
- 산성 음료의 치아침식증 유발력은 음료내 다른 성분들에 의한 완충작용, 섭취방법, 섭취횟수, 타액에 의한 희석과 타액성분에 의한 억제작용, 구강위생상태 등 많은 조건들에 의해 영향을 받는다. 대부분의 시중 음료가 산성 음료이고 가장 많이 첨가되는 산이 구연산이라는 점과, 산성 음료의 치아침식증 유발력을 감소시키기 위해 안전하게 첨가될 수 있는 가장 효과적인 성분이 칼슘이라는 점을 고려할 때, 구연산용액의 농도와 첨가되는 칼슘의 농도에 따른 탈회양상을 정량적으로 관찰한 이 연구의 결과는 후속 연구를 위한 지침과 참고자료로서 의미가 있을 것이다.
- 1%에 해당한다31). 산성 음료에 첨가하기에 적합한 칼슘화합물의 종류와 적정 농도에 대하여는 더 많은 연구가 필요할 것이다.
- 미세경도측정방법은 탈회가 많이 진행된 경우에 정확한 측정이 어려워지는 단점이 있었고, 동일시편 내에서도 부위에 따라 측정치에 차이가 많이 나는 문제점이 있었다. 앞으로는 보다 정밀하게 법랑질 표면의 탈회량을 측정할수 있는 기술이 필요하리라고 본다.
- 또한, 치과분야에서는 인공타액의 칼슘성분으로 흔히 사용된다. 염화칼슘이 인체에 해롭지 않음은 분명하나, 고농도의 염화칼슘을 음료에 첨가할 경우 음료의 맛에 대한 영향이나 음료내 다른 성분들과의 조화성 및 소화기관에 대한 영향 등에 대하여는 더 연구가 필요할 것이다.
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