구취유발세균에 대한 $NANOVER^{TM}$의 항균효과 검사 1. Nanosilver가 구취 세균의 증식에 미치는 영향 Antibacterial Activity of $NANOVER^{TM}$ Against Oral Malodor Generating Microorganisms 1. The Effect of Nanosilver on Growth of Oral Malodor Generating Microorganisms원문보기
본 연구는 구취생성의 주요 원인균에 대한 nanosilver의 항균효과를 조사하기 위해서 시행되었으며, 이와 더불어 이들 세균의 증식 조건도 함께 연구하였다. 포항공과대학교 나노기술센터로부터 $NANOVER^{TM}$, WA 1000 현탁액을 제공 받아 희석하여 사용하였으며, 공시균으로는 주요 구취생성균으로 알려진 Fusobacterium nucleatum (KCTC 2640), Prevotella melaninogenica (KCTC 3689), Klebsiella pneumonia (KCTC 1560) 3종의 세균류를 한국생명공학연구원 생명자원센터로부터 구입하여 사용하였다. 공시균의 배양에 혐기성세균 배양에 이용되는 tryptone- yeast extract-ammonium acetate(TYA) 배지와 chopped beef meat(CBM) 배지를 이용하였다. 1. 최적배양조건으로 감압배양, CBM 배지가 적당한 것으로 나타났다. 2. 간균인 K. pneumonia에 Nanover(5 및 10 ppm)를 처리하고 주사형 전자현미경으로 균체의 형태를 관찰한 결과는 세균의 생장점 부근에서 세포벽에 손상을 주어 세포벽을 절단하여 다량의 막상 편린을 생성하고 autolysin을 불활성화 시켜 filament형 균체를 형성하여 균의 증식은 일시적으로 억제시킬 수 있었으나 완전히 사멸시키지는 못하였으며, 구취 세균을 전혀 다른 형태로 변화시키는 것으로 나타났다. 그러나 항균제로서의 역할은 가진 것으로 확인되었다.
본 연구는 구취생성의 주요 원인균에 대한 nanosilver의 항균효과를 조사하기 위해서 시행되었으며, 이와 더불어 이들 세균의 증식 조건도 함께 연구하였다. 포항공과대학교 나노기술센터로부터 $NANOVER^{TM}$, WA 1000 현탁액을 제공 받아 희석하여 사용하였으며, 공시균으로는 주요 구취생성균으로 알려진 Fusobacterium nucleatum (KCTC 2640), Prevotella melaninogenica (KCTC 3689), Klebsiella pneumonia (KCTC 1560) 3종의 세균류를 한국생명공학연구원 생명자원센터로부터 구입하여 사용하였다. 공시균의 배양에 혐기성세균 배양에 이용되는 tryptone- yeast extract-ammonium acetate(TYA) 배지와 chopped beef meat(CBM) 배지를 이용하였다. 1. 최적배양조건으로 감압배양, CBM 배지가 적당한 것으로 나타났다. 2. 간균인 K. pneumonia에 Nanover(5 및 10 ppm)를 처리하고 주사형 전자현미경으로 균체의 형태를 관찰한 결과는 세균의 생장점 부근에서 세포벽에 손상을 주어 세포벽을 절단하여 다량의 막상 편린을 생성하고 autolysin을 불활성화 시켜 filament형 균체를 형성하여 균의 증식은 일시적으로 억제시킬 수 있었으나 완전히 사멸시키지는 못하였으며, 구취 세균을 전혀 다른 형태로 변화시키는 것으로 나타났다. 그러나 항균제로서의 역할은 가진 것으로 확인되었다.
Recently there is much interest in the antibacterial activity of nano-sized silver particle (nanosilver) since silver is known to be safe and effective as disinfectant for a long time. Oral malodor is considered to originate in the oral cavity primarily as a result of production of malodorous compou...
Recently there is much interest in the antibacterial activity of nano-sized silver particle (nanosilver) since silver is known to be safe and effective as disinfectant for a long time. Oral malodor is considered to originate in the oral cavity primarily as a result of production of malodorous compounds by oral bacteria. Major compounds responsible for oral malodor are volatile sulfur compounds, which is thought to be generated by the G(-) anaerobic bacteria found normally in the oral cavity, especially on the dorsum of the tongue. The purposes of this study were to investigate the effect of nanosilver on growth of oral malodor generating microorganisms, including Fusobacterium nucleatum, Prevotella melaninogenica, Klebsiella pneumonia, and to determine the optimal culture condition of them. The results were as follows: 1. The optimal culture condition for P. melaninogenica was vacuum culture using desiccator after evacuation of air by vacuum pump in chopped beef meat media. 2. The growth of K. pneumonia was temporarily inhibited by nanosilver (5 ppm and 10 ppm). 3. The morphological alteration and cell damage caused by nanosilver were observed in K. pneumonia.
Recently there is much interest in the antibacterial activity of nano-sized silver particle (nanosilver) since silver is known to be safe and effective as disinfectant for a long time. Oral malodor is considered to originate in the oral cavity primarily as a result of production of malodorous compounds by oral bacteria. Major compounds responsible for oral malodor are volatile sulfur compounds, which is thought to be generated by the G(-) anaerobic bacteria found normally in the oral cavity, especially on the dorsum of the tongue. The purposes of this study were to investigate the effect of nanosilver on growth of oral malodor generating microorganisms, including Fusobacterium nucleatum, Prevotella melaninogenica, Klebsiella pneumonia, and to determine the optimal culture condition of them. The results were as follows: 1. The optimal culture condition for P. melaninogenica was vacuum culture using desiccator after evacuation of air by vacuum pump in chopped beef meat media. 2. The growth of K. pneumonia was temporarily inhibited by nanosilver (5 ppm and 10 ppm). 3. The morphological alteration and cell damage caused by nanosilver were observed in K. pneumonia.
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문제 정의
그러나 구강균주, 특히 구취의 발생과 직접적으로 관련되는 그람-음성 혐기성 박테리아에 대한 nanosilver의 항균효과에 대한 연구가 전무하기 때문에 nanosilver를 이용한 구취치료제의 개발에 장애가 되고 있다. 따라서 본 연구는 구취생성의 주요 원인균인 Prevotella melaninogenica, Fusobacterium nucleatum, Klebsiella pneumonia에 대한 nanosilver 의 항균효과를 조사하기 위해서 시행되었으며, 이와 더불어 이들 세균의 증식 조건도 함께 연구하였다.
제안 방법
TYA와 CBM 배지에 P. melaninogenica을 접종하고 photometer를 사용하여 660 nm에서 배양액의 흡광도를 12시간 동안 측정하였다.
공시균 P. melaninogenica를 nutrient 배지에 접종 하여 대수증식 중기까지 배양한 후 배양액 일정량을 TYA 및 CBM 배지에 접종하고 Thunberg tube를 이용하여 감압배양하면서 배양액의 탁도를 측정하였다. 그 결과 Fig.
구취 세균의 증식 능력이 우수한 CBM 배지 성분의 특성상 resazurin 첨가에 의해 배지의 색이 붉은색을 띄기 때문에 K. pneumonia를 접종하고 24시간동안 배양하면서 520, 570, 660 nm에서 측정하면서 wave length를 선정하였다.
구취 유발균 중의 하나인 P. melaninogenica를 이용하여 산소가 증식에 미치는 영향을 알아보았다. 배 양기로는 thunberg tube(A)와 sili-stopped를 마개로한 L-형 시험관(B)을 사용하였으며, 다시 진공 desiccator에 넣어 진공 pump로 3분간 공기를 완전히 제거한 혐기적인 배양 조건과 sili-stopped한 L-형 시험관(C)을 호기적인 배양 조건의 3가지 방법으로 비교하였다.
구취생성의 주요 원인균인 Fusobacterium nucleatum(KCTC 2640), Prevotella melaninogenica (KCTC 3689), Klebsiella pneumonia(KCTC 1560)을공시균으로 하여 Nanover 용액을 처리한 후 구취 세균의 증식에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과, 최적배양조건으로 감압배양, CBM 배지가 적당한 것으로 나타났다.
균체를 완충용액에 분산시킨 다음 10×10 mm로 세절한 slide glass에 도말하여 풍건한 후 동결건조기로 건조한 다음 ion sputter(Q 108, Cressingtion Co. England)로 gold를 coating하고 주사형 전자현미경 (JSM-6335F, Jeol Co. Japan)으로 관찰하였다.
대수증식기의 K. pneumonia를 원심분리하여 집균한 후 Nanover(5 및 10ppm)를 첨가한 신선한 CBM 배지에서 7시간 동안 배양하고 집균하였다. 균체를 인산완충용액(1/15 M, pH 6.
따라서 저자들은 휘발성 황화합물을 생성하는 대표적인 그람-음성 혐기성 박테리아이며 주요 구취생 성균으로 알려진 Fusobacterium nucleatum, Prevotella melaninogenica, Klebsiella pneumonia를대상으로 이들의 배양조건을 조사하고 nanosilver 처리 후의 균체변화를 연구하였다.
melaninogenica를 이용하여 산소가 증식에 미치는 영향을 알아보았다. 배 양기로는 thunberg tube(A)와 sili-stopped를 마개로한 L-형 시험관(B)을 사용하였으며, 다시 진공 desiccator에 넣어 진공 pump로 3분간 공기를 완전히 제거한 혐기적인 배양 조건과 sili-stopped한 L-형 시험관(C)을 호기적인 배양 조건의 3가지 방법으로 비교하였다. 배양기는 37℃ incubator에서 24시간 배양 하면서 증식도를 알아보았으며, 이때, 배양액은 TYA 배지를 이용하여 전 배양한 배양액을 접종하여 초기 탁도 0.
배 양기로는 thunberg tube(A)와 sili-stopped를 마개로한 L-형 시험관(B)을 사용하였으며, 다시 진공 desiccator에 넣어 진공 pump로 3분간 공기를 완전히 제거한 혐기적인 배양 조건과 sili-stopped한 L-형 시험관(C)을 호기적인 배양 조건의 3가지 방법으로 비교하였다. 배양기는 37℃ incubator에서 24시간 배양 하면서 증식도를 알아보았으며, 이때, 배양액은 TYA 배지를 이용하여 전 배양한 배양액을 접종하여 초기 탁도 0.1로 조정한 다음 배양기에 15mL씩 분주하고 photometer(ANA-7A, Tokyo Photoelectric Co. Ltd. Japan)를 사용하여 660 nm에서 배양액의 흡광도를 측정하였다.
그러나 TYA 배지에서는 대수증 식기가 매우 짧아 배양 6시간 이후로는 정지기에 도달한 반면에 CBM 배지에서는 배양 12시간 까지 계속적으로 증가하였다. 이상의 결과는 공시균의 배양에 CBM 배지가 보다 적합함을 나타내는 것으로서 이하의 실험에서는 주로 CBM 배지를 사용하였다.
대상 데이터
2) 공시균주
공시균으로는 주요 구취생성균으로 알려진 Fusobacterium nucleatum (KCTC 2640), Prevotella melaninogenica (KCTC 3689), Klebsiella pneumonia (KCTC 1560) 3종의 세균류를 한국생명공학연구원 생명자원센터로부터 구입하여 사용하였다.
공시균의 배양에 혐기성세균 배양에 이용되는 tryptone- yeast extract-ammonium acetate(TYA) 배지와 chopped beef meat(CBM) 배지를 이용하였다. 배지는 pH를 6.
포항공과대학교 나노기술센터로부터 NANOVER TM , WA 1000(이하 Nanover로 약함) 현탁액을 제공 받아 희석하여 사용하였으며, 용액은 투명하면서 황금색 또는 갈색을 띄었다.
성능/효과
1) 구취는 구강내 원인과 구강외 원인에 의해서 모두 발생할 수 있으나, 전체 구취 환자의 약 80-90%는 구강내에 그 원인을 가지고 있는 것으로 조사되었다.2,3) 구취를 발생시키는 구강내 원인으로는 설태, 치주질환, 깊은 치아우식 와동, 괴사치수의 노출, 지치주위염, 점막의 궤양, 음식물 잔사, 불량한 보철물, 의치의 위생불량, 구강건 조증 등이 있는데, 특히 혀의 표면에 있는 설태가 구취발생의 주요 부위로 알려져 있다.
2,3) 구취를 발생시키는 구강내 원인으로는 설태, 치주질환, 깊은 치아우식 와동, 괴사치수의 노출, 지치주위염, 점막의 궤양, 음식물 잔사, 불량한 보철물, 의치의 위생불량, 구강건 조증 등이 있는데, 특히 혀의 표면에 있는 설태가 구취발생의 주요 부위로 알려져 있다.4) 구취를 느끼는 시기로는 기상시, 공복시, 식후, 장시간 말하지 않을때 등 다양하나 타액의 유출이 최소화되고 세균의 활동이 증가하는 기상시에 구취가 가장 강하게 느껴진다.5)
그 결과, 최적배양조건으로 감압배양, CBM 배지가 적당한 것으로 나타났다. 간균인 K. pneumonia에 Nanover(5 및 10 ppm)를 처리하고 주사형 전자현미경으로 균체의 형태를 관찰한 결과는 세균의 생장점 부근에서 세포 벽에 손상을 주어 세포벽을 절단하여 다량의 막상 편린을 생성하고 autolysin을 불활성화 시켜 filament형균체를 형성하여 균의 증식은 일시적으로 억제시킬수 있었으나 완전히 사멸시키지는 못하였으며, 구취 세균을 전혀 다른 형태로 변화시키는 것으로 나타났다. 그러나 항균제로서의 역할은 가진 것으로 확인되 었다.
간균인 K. pneumonia에 Nanover(5 및 10 ppm)를처리하고 주사형 전자현미경으로 균체의 형태를 관찰한 결과 균체의 표면이 깨끗해진 반면에 균체의 주위에 다량의 편린상 물질이 생성되고 일부의 균체는 선단이 절단된 소견을 보였다. 특히, 10 ppm의 농도 에서는 균체의 길이가 길어져 많은 균체가 filament 상의 긴 형태를 타나내었다.
경시적으로 안정된 증식곡선을 나타낸 K. pneumonia를 사용하여 증식도 측정을 위한 최적파장을 검토한 결과 Fig. 4와 같이 520, 570 및 660 nm의파장에서 유의적인 차이는 없었다.
구취유발 세균 중의 하나인 P. melaninogenica를 TYA 배지에 접종하고 배양계의 공기상태를 정치배 양법(station), candle법 및 감압배양법(vacuum)의 3 단계로 구분하여 배양하면서 배양과정 중 배양액의 탁도 변화를 측정한 결과 Fig. 1과 같이 감압배양법이 공시균의 배양에 다소 유리한 결과를 나타내었으나 세 종류의 배양법 사이에 현저한 차이는 없었다. 따라서, 이하의 실험에서는 공시균을 증식이 가장 활발한 감압배양법으로 배양하였다.
melaninogenica를 nutrient 배지에 접종 하여 대수증식 중기까지 배양한 후 배양액 일정량을 TYA 및 CBM 배지에 접종하고 Thunberg tube를 이용하여 감압배양하면서 배양액의 탁도를 측정하였다. 그 결과 Fig. 2와 같이 TYA 배지에서는 유도기를 거치지 않고 바로 대수적으로 증식한 반면에 CBM 배지에서는 약 2시간의 유도기를 거친 후 비로소 대수적으로 증식하였다. 그러나 TYA 배지에서는 대수증 식기가 매우 짧아 배양 6시간 이후로는 정지기에 도달한 반면에 CBM 배지에서는 배양 12시간 까지 계속적으로 증가하였다.
구취생성의 주요 원인균인 Fusobacterium nucleatum(KCTC 2640), Prevotella melaninogenica (KCTC 3689), Klebsiella pneumonia(KCTC 1560)을공시균으로 하여 Nanover 용액을 처리한 후 구취 세균의 증식에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과, 최적배양조건으로 감압배양, CBM 배지가 적당한 것으로 나타났다. 간균인 K.
은 실시간 중합효소 연쇄반응법 (Real-time Polymerase Chain Reaction)을 이용하여 혀에 분포하는 5종의 혐기성의 치주병원균 (Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsythia, Prevotella intermedia, Prevotella nigrescens, Treponema denticola)과 구취와의 상관관계를 조사한 결과 정상대조군에 비해 구취환자군에서 Tannerella forsythia만 높은 비율을 보였다고 하였다. 또한 P. intermedia와 P. nigrescens의 비율이 황화 수소의 농도와 강한 상관관계를 나타내었고, P. gingivalis와 P. nigrescens의 비율은 메틸메르캅탄의 농도와 강한 상관관계를 나타내었다고 하였다.
최적의 배양조건을 조성하기 위한 통기상태에 대한 조사에서 감압배양법이 공시균의 배양에 다소 유리한 결과를 나타내었으나 정치배양법이나 Candle법에 비해 현저한 차이는 없었다. 이 결과는 공시균이 편성혐기성세균 중 매우 낮은 혐기도를 요구하는 균주로서 배양액의 산화환원 전위(oxido-reduction potential)를 낮추고 추가적인 산소의 공급만 차단하면 쉽게 증식할 수 있음을 나타내고 있다. 36) 즉, 정치 배양법은 배양계의 입구를 stopper로 차단하고 정치 하여 외부공기의 유입을 막는 방법으로서 대장균을 위시한 통성혐기성 세균의 배양에 적합하다.
이상에서 검토된 최적배양조건(감압배양, CBM 배지)에서 3종의 공시균의 증식력을 비교한 결과는 Fig. 3과 같이 P. melaninogenica는 접종 후 약 2시간의 유도기를 거친 후 배양 12시간까지 대수적으로 증식 하였으며 12시간 이후로는 정상기에 달하여 탁도의 변화가 거의 없었으며, 배양과정 중 정상기인 배양 40시간째에 0.55로 가장 높은 탁도를 나타내었다.
이상의 결과는 공시균 중 P. melaninogenica가 가장 높은 탁도와 아울러 유도기, 대수증식기 및 정상기의 구분이 뚜렷하여 설정한 배양조건이 가장 부합되는 균주로 판단되었다.
이상의 여러 연구를 종합해볼 때 구취 환자에게서 혀에 어떤 특정의 미생물 환경이 존재한다고 보기는 어려우며, 정상인의 미생물 환경과 크게 다르다고 볼 수는 없을 것 같다. 다만 휘발성 황화합물을 생성하는 그람-음성 혐기성 박테리아가 증식하기 좋은 여건이 구강에 조성될 때 이들의 개체수가 크게 증가하거나 활동성이 증가함으로써 높은 농도의 휘발성 황화합 물이 생성되어 구취를 일으킬 것으로 추정된다.
5와 같다. 즉, 대조구의 균체는 표면이 복잡하고 주위는 청결한 반면에 Nanover 처리구는 균체의 표면이 깨끗해진 반면에 균체의 주위에 다량의 편린상 물질이 생성되고 일부의 균체는 선단이 절단되었다. 특히, 10 ppm의 농도에서는 균체의 길이가 길어져 많은 균체가 filament상의 긴 형태를 타나 내었다(Fig.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
구취를 발생시키는 구강 내 원인으로 무엇이 있는가?
1) 구취는 구강내 원인과 구강외 원인에 의해서 모두 발생할 수 있으나, 전체 구취 환자의 약 80-90%는 구강내에 그 원인을 가지고 있는 것으로 조사되었다. 2,3) 구취를 발생시키는 구강내 원인으로는 설태, 치주질환, 깊은 치아우식 와동, 괴사치수의 노출, 지치주위염, 점막의 궤양, 음식물 잔사, 불량한 보철물, 의치의 위생불량, 구강건 조증 등이 있는데, 특히 혀의 표면에 있는 설태가 구취발생의 주요 부위로 알려져 있다. 4) 구취를 느끼는 시기로는 기상시, 공복시, 식후, 장시간 말하지 않을때 등 다양하나 타액의 유출이 최소화되고 세균의 활동이 증가하는 기상시에 구취가 가장 강하게 느껴진다.
항균물질이 첨가된 구강세정제 중 무기 항균제가 가진 특징은?
항균 물질에는 다양한 유기 항균제와 무기 항균제가 이용되고 있다. 무기 항균제는 가격이 높은 단점을 가지고 있으나 인체에 무해하고 휘발 또는 분해가 일어나지 않는 등의 안정성이 우수한 특징을 갖고 있어 최근 생활환경 및 위생에 대한 관심이 고조되면서 이에 대한 수요가 증가하고 있다. 최근에 소개된 신소재인 nanosilver는 최대직경의 크기가 100 nm 이하의 초미립 상태의 은을 가리키는 것인데, 이것이 무기 항균제로서의 효과가 있다는 것이 알려지면서 의료용 품이나 여러 가지 생활용품의 제조에 사용되고 있다.
구취의 주된 원인인 휘발성 황화합물로는 어떤 것이 있는가?
Tonzetich 6) 는 가스크로마토그래피 분석법을 이용 하여 구취에 포함된 황화수소, 메틸메르캅탄, 디메틸 썰파이드 등과 같은 휘발성 황화합물을 밝혀내었으며 이러한 물질이 구취의 주성분으로서 구취의 강도는 이러한 휘발성 황화합물의 농도와 관계있다고 주장하였다. 그밖에 인돌, 스카톨, butyric acid, valeric acid, 암모니아, putrescine, cadaverine과 같은 화학물 질도 구취의 발생에 관여하는 것으로 보고되었으나 7) 휘발성 황화합물이 구취의 주된 원인이라는 점에 대해서는 이론의 여지가 없다.
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