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문제 정의
- 본 연구는 시중에서 구입가능한 알코올 손소독제가 지닌 세균증식억제/살상능력 평가를 위한 시험관 내(in vitro) 실험 연구이다. 연구자들은 National Committee on Clinical Laboratory Standard (NCCLS)의M7-A6 methods (National Committee for Clinical Laboratory Standards, 2003)를 참고로 각 제품의 최소억제농도(minimal inhibitory concentration, MIC)를 탁도측정과 집락계수를 통해서 측정, 제품간 세균증식억제/살상능력의 차이를 확인하였다.
- 본 연구는 시중에서 판매되고 있는 물 없이 사용하는 알코올 손소독제의 세균 증식 억제 효과를 시험관 내(in vitro) 실험을 통해 알아봄으로써 손위생 제제로서 효과가 있는지를 알아보기 위함이다.
- 본 연구는 일반 대형마트와 슈퍼마켓에서 시판중인 알코올 손소독제 5개제품에대하여최소억제농도(minimal inhibitory concentration, MIC) 측정을 통해 S. aureus 억제 및 살상능력을 평가한 시험관 내(in vitro) 실험 연구이다. 연구를 위해 서울 시내의 대형마트 및 슈퍼마켓에서 무작위로 구입한 알코올 손소독제 5개 제품과, 실험 대상으로 구입한 알코올 손소독제들과의 효과 비교를 위해 서울의 한 개 대학병원에서 사용되고 있는 알코올 손소독제 1개 제품을 대상으로 실험 하였다.
- 본 연구는 최소억제농도(minimal inhibitory concentration, MIC) 측정을 통해, 일반 대형 마트와 슈퍼마켓에서 시판 중인 알코올 손소독제의 세균억제/살상능력 평가를 시도한 시험관 내(in vito) 실험연구이다.
- 9% 사멸시킬 수 있다고 주장을 하고 있으나 알코올 농도가 정확히 표시되어 있지 않은 제품도 있어 실제 미생물 사멸 능력이 의심이 되는 실정이다. 이에 본 연구에서는 시중에서 판매되고 있는 알코올 손소독제의 미생물 억제 및 살상 능력을 알아보고자 하였으며 본래 항균제감수성시험의 결과를 표시하는 개념으로써 항균제가 세균증식을 억제하는데 필요한 최소한의 농도를 의미하는 최소억제농도(minimal inhibitory concentration, MIC)를 (Chong et al., 2009) 측정하여 항균효과를 평가하였다.
- 이에 본 연구에서는 식중독 및 피부 감염의 주요 원인균인 Staphylococcus aureus의 증식 억제 효과에 대한 시험관 내(in vitro) 실험을 실시함으로서 시중에서 판매되고 있는 물 없이 사용되고 있는 얼코올 손소독제들의 효능을 알아보았다.
제안 방법
- 시중에서 구입한 6종류의 알코올 손소독제를 액체 배양용 tryptic soy broth 3 mL와 1/10, 1/100, 1/1,000로 희석하였다. 100% 에탄올을 1/10으로 희석하여 음성대조군으로 사용하였고 첨가물이 없는 tryptic soy broth에 세균을 접종하여 양성대조군으로 사용하였다. 양성, 음성 대조군을 비롯하여 희석된 알코올 손소독제가 포함된 각각의 시험관 내에 앞서 준비한 세균 100 mL (1×107 CFU)를 첨가한 후 18시간 동안 150 rpm의 속도로 흔들어 주며 37℃에서 배양함으로써 총 18시간 동안 세균과 손소독제를 반응시켜 주었다.
- 또한 각 시험관에서 100 mL의 세균배양액을 취하여 tryptic soy agar 평판 배지에 도말하고 37℃에서 18시간 배양한 후 생성된 집락을 계수하여, 조건 간에 비교하였다(Benette & Lancette, 1998).
- 희석된 손소독제와 배양한 후 배양액 100 μL을 tryptic soy agar에 도말한 후 추가로 18시간을 배양하였다. 배양 후 평판배지에 생성된 집락의 수를 세어 각 조건 간 비교하였다(Table 1). 탁도 환산 세균수와 정확히 일치하지는 않지만 비슷한 경향을 나타내었다.
- aureus (1×107 CFU/100 mL를 넣어 주어 37℃에서 18시간 동안 배양하였다. 배양 후, Mcfarland nephelometer를 이용하여 배양액의 탁도를 측정하여 세균증식이 억제된 희석배수를 조사하였다.
- 세균 배양액의 탁도는 Mcfarland nephelometer를 이용하여 얻었으며 환산공식을 이용하여 세균의 수(CFU)를 구하였다. 세균증식억제정도는 알코올 손소독제 부재 조건(tryptic soy broth)에서 자란 세균수(CFU)와 알코올 손소독제 존재 시 자란 세균수 사이의 백분율로 나타내었다.
- National Committee on Clinical Laboratory Standard M7-A6 method(NCCLS, 2003)를 기초로 하여 시행되었다. 세균배양과 알코올 손소독제의 희석을 위해 tryptic soy broth(Difco, Sparks, MD, USA)를 사용하였다. 알코올 손소독제를 1:1, 1:10, 1:100, 1:1,000로 희석하여 준비하고 각각 S.
- 알코올 손소독제를 1:1, 1:10, 1:100, 1:1,000로 희석하여 준비하고 각각 S. aureus (1×107 CFU/100 mL를 넣어 주어 37℃에서 18시간 동안 배양하였다.
- 양성, 음성 대조군을 비롯하여 희석된 알코올 손소독제가 포함된 각각의 시험관 내에 앞서 준비한 세균 100 mL (1×107 CFU)를 첨가한 후 18시간 동안 150 rpm의 속도로 흔들어 주며 37℃에서 배양함으로써 총 18시간 동안 세균과 손소독제를 반응시켜 주었다.
- 본 연구는 시중에서 구입가능한 알코올 손소독제가 지닌 세균증식억제/살상능력 평가를 위한 시험관 내(in vitro) 실험 연구이다. 연구자들은 National Committee on Clinical Laboratory Standard (NCCLS)의M7-A6 methods (National Committee for Clinical Laboratory Standards, 2003)를 참고로 각 제품의 최소억제농도(minimal inhibitory concentration, MIC)를 탁도측정과 집락계수를 통해서 측정, 제품간 세균증식억제/살상능력의 차이를 확인하였다.
- 일반 소비자들이 구입하여 사용하는 알코올 손소독제의 실제 세균증식억제, 세균살상능력을 평가하기 위하여, 서울 시내의 대형마트 및 슈퍼마켓에서 구입 가능한 알코올 손소독제 5개를 무작위로 선택하였다. 실험에 사용한 각 알코올 손소독제와의 효과 비교를 위해 서울의 한 개 대학병원에서 사용되고 있는 알코올 손소독제를 1개 추가하여 실험을 진행하였다.
- 세균증식억제정도는 알코올 손소독제 부재 조건(tryptic soy broth)에서 자란 세균수(CFU)와 알코올 손소독제 존재 시 자란 세균수 사이의 백분율로 나타내었다. 최소억제농도(MIC)는 세균 배양 후 Mcfarland nephelometer를 이용하여 배양액의 탁도를 측정하여 세균증식이 억제된 희석배수를 구하였다.
대상 데이터
- aureus (ATCC 25923)를 사용하였다. S. aureus를 키우는 배지로는 tryptic soy broth (Difco, Sparks, MD, USA) 및 tryptic soy agar (Difco, Sparks, MD, USA)를 사용하였다. 건강한 세균을 얻기 위해 표준균주 S.
- 실험에는 표준균주인 Staphylococcus aureus subsp. aureus (ATCC 25923)를 사용하였다. S.
- 시중에서 구입한 6종류의 알코올 손소독제를 액체 배양용 tryptic soy broth 3 mL와 1/10, 1/100, 1/1,000로 희석하였다. 100% 에탄올을 1/10으로 희석하여 음성대조군으로 사용하였고 첨가물이 없는 tryptic soy broth에 세균을 접종하여 양성대조군으로 사용하였다.
- 일반 소비자들이 구입하여 사용하는 알코올 손소독제의 실제 세균증식억제, 세균살상능력을 평가하기 위하여, 서울 시내의 대형마트 및 슈퍼마켓에서 구입 가능한 알코올 손소독제 5개를 무작위로 선택하였다. 실험에 사용한 각 알코올 손소독제와의 효과 비교를 위해 서울의 한 개 대학병원에서 사용되고 있는 알코올 손소독제를 1개 추가하여 실험을 진행하였다. 각각의 알코올 손소독제에 무작위로 1번부터 6번까지 번호를 부여하였다.
- aureus 억제 및 살상능력을 평가한 시험관 내(in vitro) 실험 연구이다. 연구를 위해 서울 시내의 대형마트 및 슈퍼마켓에서 무작위로 구입한 알코올 손소독제 5개 제품과, 실험 대상으로 구입한 알코올 손소독제들과의 효과 비교를 위해 서울의 한 개 대학병원에서 사용되고 있는 알코올 손소독제 1개 제품을 대상으로 실험 하였다. 실험 대상 알코올 손소독제들의 농도는 52.
이론/모형
- Mcfarland (1907)에 의해 처음 소개된 세균 부유액 내 세균수를 측정하기 위한 탁도 측정기기인 Mcfarland nephelometer (M0042, Biomérieux, France)를 사용하였다.
- National Committee on Clinical Laboratory Standard M7-A6 method(NCCLS, 2003)를 기초로 하여 시행되었다. 세균배양과 알코올 손소독제의 희석을 위해 tryptic soy broth(Difco, Sparks, MD, USA)를 사용하였다.
- 평판배지에 증식시킨 집락계수를 위해서는 집락계수기(colony counter 570, SUNTEX, TAIWAN)를 사용하였다.
- 평판에 생성된 세균집락 개수를 세어 세균수(CFU)를 측정하는 방법으로써 본 연구의 경우 미국 FDA의 Bacteriological Analytical Manual 방법을 참고하였다(Benette & Lancette, 1998).
성능/효과
- 5%인 5번 제품을 제외하고 모두 양성대조군과 비슷한 수준의 세균 증식정도를 보여 세균증식억제효과를 관찰할 수 없었다. 5번 제품은 1/10, 1/100, 1/1,000 희석배율 모두에서 96% 이상의 세균증식억제효과를 보임으로써 타 제품에 비해 낮은 농도에서도 효과적으로 세균증식을 억제하는 것으로 관찰되었다. 알코올 농도를 알 수 없었던 6번 제품은 조사한 모든 농도에서 세균증식억제효과를 나타내지 않았다.
- 1번, 2번, 3번, 4번, 5번 제품은 1:1, 1:10 희석 시에 현저히 집락수가 줄어들었지만, 1:100, 1:1,000 희석 시에는 효과가 없었다. 5번 제품은 모든 희석배율에서 집락수가 줄었고, 6번제품은 1:1 희석 배율을 제외한 모든 희석배율에서 유의한 집락 수 감소가 관찰되지 않았다.
- 98×108 CFU)의 증식억제 효과를 보였다. 5번 제품의 경우는 타 제품과 달리 모든 희석배수에서 거의 일정하게 세균증식억제효과를 나타내었다. Mcfarland 탁도는 1:10 희석 시에 0.
- Mcfarland 탁도는 1:10 희석 시에 0.293, 1:100 희석 시 0.273, 1:1,000 희석 시 0.28이었으며, 세균수는 2.61×108 CFU, 2.43×108 CFU, 2.52×108 CFU로 각각 96.6%, 96.83%, 96.72%의 세균억제능력을 보였다.
- 가장 세균억제효과가 낮았던 6번 제품의 경우 알코올의 함유량 표시가 되어있지 않았는데, 이 제품이 타제품에서 유의하게 세균증식이 억제되었던 1/10 농도에서조차 세균증식을 억제하지 못했던 것으로 미루어 보아 적정 양의 알코올이 함유되어 있지 않을 가능성이 높다. 또한 3번 제품은 알코올 함유량이 54.72%로 타 제품들에 비해 다소 알코올의 함유량이 떨어졌는데, 3번 제품은 1/10농도에서 타 제품들에 비해 약 20% 정도 감소된 세균증식억제효과를 나타내었다. 그러나, 알코올 손소독제들을 일상에서 사용할 때는 희석되지 않은 원액을 사용하기 때문에 실제로 알코올 손소독제를 사용할 때에는 시험관 내(in vitro) 실험에서 관찰되는 제품 간 차이가 나타나지 않을 수도 있다.
- 그러나, 1:10 희석부터는 제품 간의 차이가 관찰되었다. 또한, 알코올 농도 61.5%인 5번 제품을 제외한 모든 제품들이 1:100 희석 부터는 세균증식억제능력이 없어지는 것으로 관찰되었다(Figure 1, 2). 알코올 농도 96%인 1번 제품은 1:10 희석 시에 Macfaland 탁도 0.
- 4%에서 96%까지 다양하였으며 농도가 표시되어 있지 않은 제품도 있었다. 모든 제품이 1:1 희석 시 95% 이상의 세균증식억제효과를 보였으나, 1:10, 1:100, 1:1,000 희석에서는 제품에 따라 각기 다른 억제 효과가 나타났다. 이상의 연구 결과를 통해 시중에서 판매되고 있는 다양한 농도의 알코올 손소독제는 항균작용이 다를 수 있음을 확인할 수 있었으므로 일반인들이 시중에서 물 없이 사용하는 손소독제를 구입할 때에는 신중을 기해야 할 것이다.
- 본 연구를 통해 시중에 다양한 농도의 알코올 손소독제가 판매되고 있고 항균작용이 다를 수 있음을 알 수 있었다. 따라서 일반인들이 시중에서 물 없이 사용하는 손소독제를 구입시 주성분을 확인하고, 주성분이 알코올인 경우 충분한 농도가 함유된 제품인지를 확인하여 구입해야 할 것이다.
- 7%에서 96%까지 다양하였고, 농도를 알 수 없었던 제품도 있었다. 실험 대상 알코올 손소독제 6개의 제품 중 알코올 농도를 알 수 없었던 6번 제품을 제외한 5개의 제품이 원액과 1/10 농도에서 유의한 세균억제효과를 나타내는 것으로 관찰되었다. 알코올 성분 96%인 1번 제품이 가장 효과적인(97.
- 연구를 위해 서울 시내의 대형마트 및 슈퍼마켓에서 무작위로 구입한 알코올 손소독제 5개 제품과, 실험 대상으로 구입한 알코올 손소독제들과의 효과 비교를 위해 서울의 한 개 대학병원에서 사용되고 있는 알코올 손소독제 1개 제품을 대상으로 실험 하였다. 실험 대상 알코올 손소독제들의 농도는 52.4%에서 96%까지 다양하였으며 농도가 표시되어 있지 않은 제품도 있었다. 모든 제품이 1:1 희석 시 95% 이상의 세균증식억제효과를 보였으나, 1:10, 1:100, 1:1,000 희석에서는 제품에 따라 각기 다른 억제 효과가 나타났다.
- 알코올 62.5%인 4번제품역시 1:100, 1:1,000 희석 시에는 세균증식억제효과를 나타내지 않았으나 1:10으로 희석하였을 때는 97% 이상(Mcfarland 탁도 0.22, 환산 세균 수 1.98×108 CFU)의 증식억제 효과를 보였다.
- 알코올 농도 54.72%인 3번 제품의 경우, 1:10 희석 시에는 세균증식억제 효과가 나타났으나(Mcfarland 탁도 1.86, 환산 세균 수 16.74×108 CFU), 1, 2번 제품에 비해 현저히 줄어든 세균증식억제효과(약 78%)를 보였다.
- 알코올 농도 96%인 1번 제품은 1:10 희석 시에 Macfaland 탁도 0.193, 세균 수 1.71×108 CFU을 나타내어 약 97% 이상의 세균증식억제 능력을 보였고, 1:100, 1:1,000 희석 시에는 양성대조와 비슷한 정도의 세균이 증식되었다.
- 알코올 농도를 알 수 없는 2번 제품의 경우도 1:10 희석했을 경우 Mcfarland 탁도 0.65, 세균 수 5.85×108 CFU로 양성대조에 비해 세균증식이 약 92% 감소하였으나, 1번 제품에 비해 세균증식억제능력은 약 5% 정도 감소되었다.
- 실험 대상 알코올 손소독제 6개의 제품 중 알코올 농도를 알 수 없었던 6번 제품을 제외한 5개의 제품이 원액과 1/10 농도에서 유의한 세균억제효과를 나타내는 것으로 관찰되었다. 알코올 성분 96%인 1번 제품이 가장 효과적인(97.77%) 세균억제효과를 보였고, 4번(알코올 농도 62%), 5번(알코올농도 61.5%), 2번(알코올 농도 모름), 3번(알코올 농도 54.72%) 순으로(97.42%, 96.9%, 92.38%, 78.19%) 세균억제효과를 보였는데 2번과 같이 알코올 농도를 알 수 없었던 경우를 제외하고는 알코올 농도가 높을 수록 세균 억제 효과가 좋은 것으로 나타났다. 1/10농도보다 희석배율이 높은 경우(1/100, 1/1,000)에는 알코올 성분이 61.
- 72%의 세균억제능력을 보였다. 이와 대조적으로 알코올 농도를 알 수 없는 6번 제품은 1:1 희석 시에만 세균증식을 억제(96% 이상)하였을 뿐 나머지 희석 배율에서는 억제능력을 상실하였다(Figure 1, 2). 그러므로, 6번 제품을 제외한 나머지 5개 제품들은 1/10 농도가 유의한 세균증식억제능력을 나타내는 최소농도로 파악된다.
- 탁도를 통한 세균 수 측정과 함께 직접적인 집락계수를 통해 실제 배양액 중에 살아있는 세균의 수를 측정한 결과는 탁도 환산 세균 수와 정확하게 일치하지는 않았지만, 매우 유사한 경향성을 나타내었다. 즉, 알코올 성분을 알 수 없는 6번 제품을 제외한 모든 제품이 1/10 농도에서 유의한 세균증식억제효과를 보였고, 알코올 농도 61.5%인 5번 제품은 1/100, 1/1,000 농도에서도 집락생성이 현저히 억제되는 효과를 나타내었다. 탁도 세균 수 측정을 통한 MIC 조사와 집락계수 방법을 통해 6개의 제품 간에 세균증식억제능력의 차이가 있음을 알 수 있었다.
- 5%인 5번 제품은 1/100, 1/1,000 농도에서도 집락생성이 현저히 억제되는 효과를 나타내었다. 탁도 세균 수 측정을 통한 MIC 조사와 집락계수 방법을 통해 6개의 제품 간에 세균증식억제능력의 차이가 있음을 알 수 있었다. 이러한 제품 간의 차이는 우선 성분의 차이에서 유발될 수 있을 것으로 생각된다.
후속연구
- 본 연구를 통해 시중에 다양한 농도의 알코올 손소독제가 판매되고 있고 항균작용이 다를 수 있음을 알 수 있었다. 따라서 일반인들이 시중에서 물 없이 사용하는 손소독제를 구입시 주성분을 확인하고, 주성분이 알코올인 경우 충분한 농도가 함유된 제품인지를 확인하여 구입해야 할 것이다. 또한 알코올 손소독제를 사용할 때는 충분한 양을 묻혀서 골고루 문질러 사용해야 하며, 손에 육안으로 보이는 오염이 있는 경우는 알코올 손소독제를 사용하기 보다는 반드시 물과 비누로 손씻기를 해야 함이 홍보되어야 할 것이다.
- 또한 본 연구는 실험관 내 실험 연구이므로 실제 알코올 손소독제 시용시의 효과와는 차이점이 있을 수 있다는 제한점이 있어, 생체 내(in vivo) 실험을 통해 실제 알코올 손소독제의 효과와의 차이를 확인해 볼 필요가 있으며 손소독제의 처리시간에 따른 효과의 변화 역시 조사해야 할 필요가 있겠다. 또한 임상균주를 대상으로 한 알코올 손소독제의 효과를 확인하기 위한 시험관 실험과 생체 내 연구가 추후 필요하다 하겠다.
- 따라서 일반인들이 시중에서 물 없이 사용하는 손소독제를 구입시 주성분을 확인하고, 주성분이 알코올인 경우 충분한 농도가 함유된 제품인지를 확인하여 구입해야 할 것이다. 또한 알코올 손소독제를 사용할 때는 충분한 양을 묻혀서 골고루 문질러 사용해야 하며, 손에 육안으로 보이는 오염이 있는 경우는 알코올 손소독제를 사용하기 보다는 반드시 물과 비누로 손씻기를 해야 함이 홍보되어야 할 것이다.
- 또한 본 연구는 실험관 내 실험 연구이므로 실제 알코올 손소독제 시용시의 효과와는 차이점이 있을 수 있다는 제한점이 있어, 생체 내(in vivo) 실험을 통해 실제 알코올 손소독제의 효과와의 차이를 확인해 볼 필요가 있으며 손소독제의 처리시간에 따른 효과의 변화 역시 조사해야 할 필요가 있겠다. 또한 임상균주를 대상으로 한 알코올 손소독제의 효과를 확인하기 위한 시험관 실험과 생체 내 연구가 추후 필요하다 하겠다.
- , 2007). 시험관내 연구(in vitro)인 본 연구에 있어서도 다양한처리 시간에 따른 알코올 손소독제의 효과 변화를 조사하는 작업이 보완되어야 할 것으로 사료된다. 이러한 임상 분류 균주의 특성을 감안할 때 시중에 유통되는 알코올 손소독제들의 효과 평가를 위해서는 임상 분류 균주에 대한 효과도 아울러 검증되어야 할 것으로 생각된다.
- 시험관내 연구(in vitro)인 본 연구에 있어서도 다양한처리 시간에 따른 알코올 손소독제의 효과 변화를 조사하는 작업이 보완되어야 할 것으로 사료된다. 이러한 임상 분류 균주의 특성을 감안할 때 시중에 유통되는 알코올 손소독제들의 효과 평가를 위해서는 임상 분류 균주에 대한 효과도 아울러 검증되어야 할 것으로 생각된다.
- 모든 제품이 1:1 희석 시 95% 이상의 세균증식억제효과를 보였으나, 1:10, 1:100, 1:1,000 희석에서는 제품에 따라 각기 다른 억제 효과가 나타났다. 이상의 연구 결과를 통해 시중에서 판매되고 있는 다양한 농도의 알코올 손소독제는 항균작용이 다를 수 있음을 확인할 수 있었으므로 일반인들이 시중에서 물 없이 사용하는 손소독제를 구입할 때에는 신중을 기해야 할 것이다.
- 실제로 1:10 보다 희석 배율을 낮추어(1:1) MIC를측정한결과 6개의제품모두 96% 이상의 세균증식억제효과를 나타내었다. 이와 같은 결과는 알코올 손소독제를 사용하여 손세척을 할 경우에 충분한 양을 사용한다면 적절한 수준의 항균효과를 얻을 수 있을 것으로 추측되며 이를 확인하기 위해서는 생체 내(in vivo) 시험이 차후 추가되어야 할 것이다. 세균 증식을 억제할 수 있는 최소한의 농도를 의미하는 MIC는 세균을 살상할 수 있는 최소한의 농도를 의미하는 MBC(minimal bactercidal concentration)와 더불어 오랜 기간 동안 항균제의 감수성을 평가하기 위한 주요 기준으로 사용되어져 왔다.
- aureus는 표준균주로써 생활환경속에서 접촉하는 세균과는 그 성상이 다소 차이가 있을 수 있다. 특히 임상에서 분리된 균주는 많은 차이점을 지니고 있을 것으로 생각되므로, 임상 분리 균주에 대한 알코올 손소독제들의 효과도 역시 측정해야 할 것으로 생각된다. 실제로 동일한 알코올 손소독제를 사용하여 세균을 처리했을 때 분리된 균주에 따라 감수성이 나타나는 시간의 차이가 보고되었는데 (Cheeseman, Denyer, Hosein, Williams, & Maillard, 2009) 이 시간의 차이는 알코올 손소독제의 처리 시간이 짧을수록 분명하게 나타나는 경향을 보였다(Maillard, 2007).
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