충치와 치석의 원인인 플라그를 줄이기 위해서는 플라그의 원인인 구강내 세균을 줄이기 위해서 클로르헥시딘 제품이 나와 있고, 충치의 원인인 탈회를 줄이기 위해서는 제한급식을 하고 자기 전에 간식을 주면 안된다. 아울러 불소는 재석회화를 촉진시키므로 충치예방에 필수적이다 고양이는 충치가 없기 때문에 불소도포는 필요하지 않다.
본 논문에서는 충치 환자의 진단을 위해 구강 영상에서 충치를 추출하는 방법을 제안한다. 먼저 구강은 붉은색을 띄고 치아는 흰색을 띈다는 특징이 있기 때문에, 구강 영상을 YCbCr 컬러모델로 변환한다. YCbCr 컬러모델에 임계치를 설정하여 붉은 영역을 검출해내고, 검출된 붉은 영역에 대해 이진화하여 치아 영역을 추출한다. 그 후, 모폴로지 기법을 이용하여 잡음 제거 및 치아의 빈 공간을 채운다. 치아 영역 추출 시 영상에 따라 치아 사이를 잇는 모서리 부분이 손실된 경우가 발생할 수 있기 때문에 치아 사이의 손실된 부분을 연결 한다. 치아 영역에 ART2 알고리즘을 적용하여 클러스터링하고 충치 후보 영역을 추출한다. 충치 후보 영역에 8방향 윤곽선 추적 기법을 적용하여 충치를 분석 및 추출한다. 실험 결과 81%의 추출 성공률을 보였고 다양한 형태의 충치를 효과적으로 추출할 수 있는 것을 확인하였다.
경남 김해시에 소재한 고등학교 학생 626명 (남학생 333명, 여학생 293명)을 대상으로 충치 실태, 간식섭취빈도, 식행동 등에 관한 조사에서 과반수이상이 충치가 있고 특히 여학생이 충치가 많으며, 충치 예방을 위하여서는 대부분이 양치질을 올바르게 하려고 노력하고 있었다. 그러나 음식섭취 후 즉시 양치를 하는 학생은 1/5 수준이었고 양치방법은 이와 혀, 잇몸을 모두 닦는 율은 1/4 수준으로 낮았고 양치질에 대한 교육을 받지 않은 학생이 많았다. 간식섭취 빈도와 식행동은 충치유무에 따른 뚜렷한 차이가 없었으나. 충치가 없는 학생들은 백색우유 섭취빈도가 높은 반면 충치가 있는 학생들은 껌, 탄산음료의 섭취빈도가 유의적으로 높았다. 그리고 여학생에서 충치수가 많았는데 초콜릿, 과자류, 요구르트, 아이스크림 등의 섭취빈도가 남학생에 비하여 유의적으로 높았다. 따라서 올바른 양치 법에 대한 교육과 아울러 충치유발 식품 및 충치를 억제시키는 청정식품에 대한 교육이 필요하다고 하겠다.
충치발생 원인균인 Streptococcus mutans에 대한 각종 천연물질의 항균효과와 GTase 저해활성을 조사한 결과, 미숙사과, 황련, 우롱차, 감초 등에서 항충치 효과를 나타내었으며, 그 중에서 감초를 열수추출한 다음 생성된 박을 75% 에탄올로 추출하여 얻어진 감초박 추출물이 가장 탁월한 생육저해 효과가 관찰되었다. 또한 이들 소재를 중심으로 충치균이 불용성 glucan을 생산하는 GTase 활성 저하에 미치는 영향을 살펴본 결과, 녹차, 오배자, 미숙사과 polyphenol 추출물 및 감초박 추출물이 GTase의 활성을 저해시키는 효과를 보였으며 특히 항충치 효과에서와 같이 감초박을 75% 에탄올로 추출한 감초박 추출물이 가장 뛰어난 GTase 활성억제 효과를 나타내었다. 감초박을 75% 이상의 에탄올로 추출한 추출물보다 chloroform으로 추출한 추출물에서 더욱 탁월한 항충치균 효과가 관찰되었다. 감초박을 75% 에탄올로 추출한 후, 각종 유기용매로 2차 분획하였을 때, chloroform으로 추출한 분획에서 가장 강한 항충치균 활성이 나타났다. 얻어진 추출물을 silicagel column상에서 4개의 분획으로 재차 분리하였고, 첫번째 분획에서 가장 강한 항충치균 활성을 나타내는 분획을 얻었으며, 이들 분획을 HPLC로 분석했을 때 항충치균에 대한 활성은 주로 소수성이 강한 물질에 의한 것이라고 추정되어졌다.
에이즈 환자에게서 흔히 나타나는 구강 내 병변은 충치, 구강칸디다증, 구강 모상 백반증(oral hairy leukoplakia),재발성 아프타성 구내염(recurrent aphthous stomatitis),재발성 포진성 구내염(recurrent herpetic stomatitis),치주염, 카포시 육종, 비호치킨성 림프종 등이다. 이 중 에이즈 환자에게 비교적 특징적인 병변은 구강 칸디다증, 입안털백색판증, 카포시 육종 등이지만 일반인들에서 흔히 관찰되는 충치라고 하더라도 치주염이나 농양으로 빠르게 진행한다면 에이즈를 의심해 보아야 하며, 반복적인 아프타성 궤양이나 포진성 궤양이 유달리 크고 오래 지속된다면 역시 에이즈의 가능성을 생각해 봐야 한다. 구강 병소는 에이즈 환자에게서 흔히 발견되며 이 질환의 초기 상태를 제시할 수 있다는데 의의가 있다.
생약에서 충치균에 대한 항균성 물질을 개발하기 위하여 수종의 야생생약을 수집하여 항균활성을 측정해 보았다. 그 중에서 충치균에 강한 항균활성을 나타낸 두송실(Juniperus rigida S. et Z.)을 methanol로서 추출하고 극성이 다른 수종의 용매로서 분획하여, 충치균에 대한 항균활성과 유기산의 생성억제효과를 측정해 본 결과, n-hexane, chloroform 분획에서 활성이 나타났다. 충치균에 의하여 생성된 유기산은 주로 lactic acid와 citric acid로 전체의 $80{\sim}90%$를 차지하였는데 두송실의 methanol추출물과 n-hexane분획물을 1 mg/ml 처리한 시험군에서 각각 89.3, 90.8%의 유기산 생성 억제효과를 나타내었다.
버섯류는 기호식품으로서의 성격과 기능성식품으로서의 성격을 동시에 갖는 매우 독특한 식품소재로서 본 연구에서는 국내에서 자생하는 8종류의 버섯에서 항충치 활성성분을 조사해 보았으며, 더불어 높은 항충치활성을 가진 추출물을 얻고자 다양한 용매를 이용, 최적의 용매조성을 탐색해 보았다. Chloroform, methanol, acetone, ethyl acetate 및 증류수를 용매로 사용하였으며, 이들 추출물의 S. mutans에 대한 항균 효과와 glucosyltransferase (GTase) 활성 억제효과를 살펴보았다. 표고버섯, 영지버섯 및 만가닥버섯 추출물이 상대적으로 높은 항충치활성을 나타내었으며, 추출용매에 의한 항균효과를 조사해본 결과, chloroform, methanol, ethyl acetate로 추출한 버섯 추출물에서 상대적으로 높은 항균효과를 보여주었다. 8종의 버섯 중 항균효과가 뛰어나고 GTase 활성 억제효과가 높은 만가닥(Lyopyllum ulmarium) 버섯으로부터 chloroform, methanol 및 ethyl acetate 추출물을 얻어 항충치활성을 조사하였다. S. mutans에 대한 만가닥 버섯의 최대 항균효과를 얻기 위해 심플렉스 중심 합성 계획법(simplex centroid design)을 이용하여 최적의 추출용매조성을 살펴본 결과, chloroform, methanol 및 ethyl acetate 3가지 용매를 모두 동일한 비율(1:1:1)로 혼합하여 추출한 추출물에서 가장 높은 항균효과가 나타났다. 만가닥버섯추출물은 항충치 소재로서 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 기대되며, 버섯추출물의 항충치 효과는 추출용매에 의해 영향을 받으므로 버섯에서 항충치활성물질을 얻고자 할 때에는 추출용매선택이 매우 중요할 것으로 사료된다.
약용식물로부터 충치예방물질을 개발하기 위하여 우리나라에서 전통적으로 널리 사용되어 왔던 10종류의 약용식물로부터 에탄올 추출물을 분리하였다. 이를 대상으로 충치 원인균인 Streptococcus sobrinus에 대한 항균활성을 나타내는 약용식물을 조사하였다. 관중의 에탄올 추출물이 S. sobrinus에 대해 항균활성을 나타냈다. 이 결과를 근거로 하여 관중의 추출물은 S. sobrinus에 대한 충치 예방물질로서 가능성이 있음을 나타낸다.
Streptococcus mutans, Streptococcus sobrinus 등과 같은 구강 세균에 의해 생산되는 효소인 glucosyltransferase(GTase; sucrose 6-glucosyltransferase, EC 2.4.1.5) 는 충치 발생에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있으며 Gtase-I, GTase-SI, GTase-S 등 최소 3종의 isozyme이 알려져 있다.$^{7-10)}$ GTase는 sucrose로부터 점착성이 있는 불용성의 glucan을 형성하고 이 glucan에서 구강 미생물이 증식하며 그 결과로 생성된 유기산에 의하여 치아표면의 에나벨 층이 부식되므로써 충치가 유발되게 된다.$^{11)}$ 따라서 불용성 glucan의 생성을 유도하는 GTase의 활성을 조절하는 것은 충치 발생 억제에 중요한 역할을 하는 것으로 판단된다. 본 연구자 등은 GTase를 효율적으로 저해하여 충치를 예방할 물질을 탐색하기 위한 연구의 일환으로 약 420종 식물체의 ethanol 추출물로부터 GTase 저해 활성을 검색하여 보고한 바 있다. 수종의 식물체 ethanol 추출물은 S. mutans에 대한 정균활성과 GTase 저해 활성을 동시에 나타내었으며 물질의 분리${\cdot}$정제로부터 oleic acid를 주성분으로 히는 불포화 지방산임이 밝혀진바 있다.$^{12)}$ 본 연구에서는 약 420종 식물체의 열수추출물을 대상으로 GTase 저해 활성을 검색하였다. 그 중 13종의 열수 추출물에서 비교적 높은 GTase 저해활성이 분포 되고 있음을 확인하였으며 활성이 높은 회향을 대상 식물체로 하였다. 회향의 열수 추출물은 S. mutans의 생육에는 영향을 미치지 않고 GTase 활성을 저해하는 특정을 가지고 있다(data not shown). 특히 사람을 대상으로 한 회향 열수 추출물에 의한 치면 세균막 억제 임상 실험 결과 plaque index의 저하를 가져오는 것으로 나타나 회향 열수 추출물은 GTase 활성을 저해하여 충치 예방 목적으로 적용 할 수 있음을 알 수 있다. 회향은 한국을 비롯한 아시아권에서 식품의 향신료 및 민간요법에 널리 사용되는 식물이고 식품의 원료로 사용할 수 있는 소재이다. 회향의 열수 추출물은 열에 대해 높은 안정성을 나타내는 가공 특성을 가지고 있으므로 천연물 기원의 충치예방 기능성 식품으로서의 산업적 이용가치가 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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