[논문]S. mutans에 대한 대나무 숯의 항균력에 관한 연구

최미숙; 안권숙

doi:10.13065/jksdh.2014.14.01.95

S. mutans에 대한 대나무 숯의 항균력에 관한 연구
Antibacterial effect of bamboo charcoal on Streptococcus mutans 원문보기

JKSDH : Journal of Korean Society of Dental Hygiene = 한국치위생학회지, v.14 no.1, 2014년, pp.95 - 100

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Objectives : The purpose of the present study was to investigate the effect of bamboo charcoal on Streptococcus mutans which is one of the most important causative agents of dental caries. Methods : S. mutans was incubated with or without bamboo charcoal and then changes were observed in its cell viability and antibacterial effect. Oral epithelial cells viabillity(human gingival fibroblast, HGF) was performed using MTT assay. Antibacterial effect was analyzed using a dilution plating method and agar diffusion method. Results : Oral epithelial cells, human gingival fibroblast (HGF) showed a tendency to increase in bamboo charcoal treatment solution concentrations(0.5, 1, 2, 3, 5, 10%). The bamboo charcoal had an antibacterial effect on S. mutans. Antibacterial effect of bamboo charcoal for the bacterium was 58%. Charcoal concentration of 2% and 5% in the inhibition zone showed a minimal growth, but the concentration of 10% bamboo charcoal in inhibition zone revealed a conspicuous antibacterial activity. Conclusions : Overall results suggested that the bamboo charcoal proved to be bactericidal effect on S. mutans.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구는 치아우식증의 원인균인 S. mutans에 대한 대나무 숯의 항균력을 관찰하여 치과임상분야에서 활용할 기초자료를 제공하고자 한다.
본 연구는 치아우식증의 주된 세균인 S. mutans에 대한 대나무 숯의 항균력을 검증하며, 구강내 적용시 구강상피세포에 대한 대나무 숯의 독성을 파악하여 대나무 숯을 이용한 구강위생용품의 개발 가능성을 모색하고자 실시하였다.
본 연구는 치아우식증의 주된 세균인 S. mutans에 대한 대나무 숯의 항균력을 검증하며, 구강내 적용시 구강상피세포에 대한 대나무 숯의 독성을 파악하여 대나무 숯을 이용한 구강위생용품의 개발 가능성을 모색하고자 실시하였으며 다음과 같은 결론을 얻었다.

가설 설정

3) 시험성립조건 : 균의 증식값이 31.6배 이상이어야 한다.

제안 방법

5%, 1%, 2%, 5%, 10%)로 추출한 대나무 숯 용액을 paper disc(Advantec, Japan)을 사용하여 대나무 숯 용액의 향균 효과를 측정하였다. S. mutans가 배양된 BHI broth 1㎖를 petri-dish에 골고루 떨어뜨린 후 BHI agar와 혼합 후 굳은 상태의 고체배지 상(주입평판배양)에 대조군과 농도별 대나무 숯 용액(0%, 0.5%, 1%, 2%, 5%, 10%) 및 천연무기항균제인 50% G-sol을 첨가하여 건조된 paper disc를 일정 간격으로 올린 후 37℃의 incubator에서 24시간 배양한 후 Inhibition zone의 유무를 확인하였다.
농도별(0%, 0.5%, 1%, 2%, 5%, 10%)로 추출한 대나무 숯 용액을 paper disc(Advantec, Japan)을 사용하여 대나무 숯 용액의 향균 효과를 측정하였다. S.
대나무 숯 용액이 구강상피세포인 Human Gingival Fibroblast의 증식에 미치는 영향을 알아보기 위하여 대나무 숯 용액을 0.5, 1, 2, 3, 5, 10% 농도로 첨가하여 세포 성장에 미치는 영향을 측정하였다. 구강상피세포인 Human Gingival Fibroblast는 대나무 숯 용액 처리 시 농도에 따라 세포 증가 경향을 보였다.
배양 후 시험시료 및 대조시료로부터 균액을 채취하여 생리식염수를 이용해 희석하고, BHI agar 배지를 사용하여 (37±1)℃에서 24시간 배양해 세균수를 측정 하였다.
배양기에서 배양한 후 MTT용액 10 ㎕를 모든 well에 넣고 다시 6시간 배양하였다. 살아 있는 세포의 미토콘드리아 효소에 의해 생성된 formazan 0.04N HCL-isopropanol 용액 100 ㎕로 잘 녹여서 EZ Read 400 Microplate Reader(biochrom. England)를 이용하여 540nm에서 흡광도를 측정하였다. 세포 생존율은 대나무 숯 용액을 처리한 well의 흡광도 값을 대조군 세포가 들어있는 흡광도 값으로 나눈 다음 백분율로 나타내었다.

대상 데이터

실험에 사용한 균주로 Streptococcus mutans KCTC 3065를 한국생명공학연구원으로부터 분양 받아 사용하였고, 배지는 BHI(Brain Heart Infusion, Difco., U.S.A) Broth에 S. mutans균을 접종하고 (37±1)℃에서 24시간 진탕 배양한 균액을 1∼5 × 105 개/mL가 되도록 희석하여 접종균액으로 사용하였으며, 고체배지로 Brain Heart Infusion agar을 사용하여 37℃에서 24시간 배양하였다.
항균실험에 사용된 대나무 숯은 대나무숯 분말을 열수 추출하여 사용하였고, 시험시료 및 대조시료는 자외선(UV Lamp) 등을 이용하여 청정화시킨 후 시험에 사용하였으며 중화용액을 대조수단으로 이용하였다.

이론/모형

대나무 숯 분말이 구강상피세포인 Human Gingival Fibroblast (HGF)에 독성을 미치는지 알아보기 위하여 MTT[3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2, 5-diphenyl tetrazolium bromide, sigma, U.S.A] 분석법으로 세포 독성 평가를 시행하였다. 세포 배양 조건은 37℃의 5% CO₂ incubator(Forma Scientific Co.

성능/효과

1. 구강상피세포인 Human Gingival Fibroblast는 대나무 숯 용액 처리 시 농도(0.5, 1, 2, 3, 5, 10%)에 따라 세포 증가 경향을 보였다. 대나무 숯은 구강상피세포인 Human Gingival Fibroblast의 성장에 있어 대조군에 비해 대부분의 농도에서 세포성장에 큰 차이가 없어 세포 독성이 없는 것으로 나타났다.
2. S. mutans에 대한 결과는 초기 접종균수 3.3×103 cfu/mL에서 24시간 후 대조시료는 3.4×105 cfu/mL로 나타났고, 시험시료는 1.4×105 cfu/mL로 나타났다.
3. 대나무 숯의 농도가 2%, 5%에서는 Inhibition zone이 미미하게 형성되었으나, 10% 농도의 대나무 숯 용액에서 Inhibition zone이 뚜렷하게 형성되어 항균력을 나타내었다.
Inhibition zone을 관찰한 결과, 24시간 후 10% 농도의 대나무 숯 용액에서 형성되었으며, 2%와 5%에서는 미미하게 형성되었고, 0.5%와 1%에서는 거의 형성되지 않았다[Table 2, Fig. 3].
S. mutans에 대한 결과는 초기 접종균수 3.3×103 cfu/mL에서 24시간 후 대조시료는 3.4×105 cfu/mL로 나타났고, 시험시료는 1.4×105 cfu/mL로 나타났다[Table 1].
5, 1, 2, 3, 5, 10%)에 따라 세포 증가 경향을 보였다. 대나무 숯은 구강상피세포인 Human Gingival Fibroblast의 성장에 있어 대조군에 비해 대부분의 농도에서 세포성장에 큰 차이가 없어 세포 독성이 없는 것으로 나타났다.
본 시험은 ‘식3’의 시험성립조건을 만족시키는 것으로 나타났으며, Inhibition zone을 관찰한 결과, 24시간 후 10% 농도의 대나무 숯 용액에서 형성되었다.
본 연구에서 대나무 숯 분말에 대하여 항균력 실험을 한 결과 충치 원인균으로 알려진 S. mutans에 대하여 58.8%의 항균력을 나타내었다. 본 시험은 ‘식3’의 시험성립조건을 만족시키는 것으로 나타났으며, Inhibition zone을 관찰한 결과, 24시간 후 10% 농도의 대나무 숯 용액에서 형성되었다.
실험 결과, 대나무 숯은 구강상피세포인 Human Gingival Fibroblast의 성장에 있어 대부분의 농도에서 세포성장에 큰 차이가 없어 세포독성이 없는 것으로 나타났으며, 대나무 숯의 농도가 증가함에 따라 구강상피세포의 성장률도 증가하였다. 김 등²⁹⁾의 연구에서도 대나무 숯과 잎의 급여로 육계의 성장을 촉진하고 생존율을 증가시켰다고 하였다.
실험에 사용된 시료인 대나무 숯 분말에 대하여 항균력 실험을 한 결과 충치 원인균으로 알려진 S. mutans에 대하여 58.8%의 항균력을 나타내었다.
4×10⁵ cfu/mL로 나타났다. 실험에 사용된 시료인 대나무 숯 분말에 대하여 항균력 실험을 한 결과 치아우식증의 원인균으로 알려진 S. mutans에 대하여 58.8%의 항균력을 나타내었다.
이상의 결과, 대나무 숯은 구강상피세포인 Human Gingival Fibroblast에 독성이 없으며, 치아우식증의 주된 균인 S. mutans에 대한 항균효과가 있음을 확인하였다.

후속연구

본 연구는 구강내 한 개의 균종에 대한 대나무 숯의 항균력에 대한 연구로, 향후 구강내 적용을 위한 구강위생용품 개발에 앞서 구강내 다양한 균종에 대한 대나무 숯의 항균효과에 대한 연구가 필요할 것으로 사료된다.
본 연구에서도 대나무 숯의 농도 증가로 Inhibition zone을 관찰할 수 있었으나 대나무 숯의 농도를 10%까지 희석하여 최적의 혼합 비율을 발견하지는 못하였다. 이는 추후 대나무 숯을 활용한 제품을 개발하는데 참고치가 될 거라 사료되며, 세균의 종류도 확대하여 비교 설명이 필요하리라 생각된다. 최³¹⁾의 연구에서도 대나무를 탄화시킬 때 나오는 연기로부터 채취되는 죽초액을 이용하여 Bacillus cereus, Candida bombicola, Pseudomonas aeruginosa, Rahnella aquatilis, Staphylococcus aureas, Vibrio vulnificus에 항균효과를 조사하였으며, 일정한 크기의 Inhibition zone이 형성됨으로써 미생물에 대한 항균 효과가 있음을 확인하였다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	S. mutans에 대한 항균작용을 가진 천연물질에는 어떤 것들이 있는가?	S. mutans에 대해 항균작용이 있는 천연물질로는 황금14)과 백두옹 추출물15), 후박16), 일황련17), 고삼18), 오미자 추출물19), 지의류 추출물20) 등이 있는 것으로 보고되었다.
	S. mutans의 성장 억제가 치아우식증 예방 및 감소로 이어지는 이유는 무엇인가?	S. mutans는 치면에 부착, 증식 및 산 생성과정을 거쳐 치아우식을 유발한다6). S. mutans는 균체외 또는 균체 표층에 치아우식의 유발효소인 glucosyltransferase(GTase)라는 효소를 분비하고 이 GTase가 음식물 중 자당(sucrose)을 분해하여 치면에 불용성 glucan을 형성한다. Glucan은 또한 구강내 다른 미생물들과 치면에 부착하여 치면세균막을 생성한다7,8). 여기에 치아우식 유발균과 혐기성 세균이 증식하면서 생성시킨 산에 의해 치아가 탈회되어 치아우식증이 유발된다9-11).
	치아우식증의 원인은 무엇인가?	치아우식증은 치면세균막내 세균, 음식물, 타액의 상호작용에 의하여 유발되는 다인성 질환으로서 치면세균막내 세균 중에서도 Streptococcus mutans(S. mutans)가 주된 원인균으로 알려져 있다5).

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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