pH 순환 모형을 이용한 불화나트륨과 나노-수산화인회석의 재광화 효과

Abstract

[한글]본 연구에서는 대표적인 구강양치액인 0.05% 불화나트륨 용액과 nano-HAp의 재광화 효과를 확인하고자 하였다. 우선 nano-HAp 농도별(0%, 1%, 5%, 10%) 단순 침적법으로 그 효과를 알아보았다. 그 후 구강 내의 조건을 최대한 유사하게 재현하기 위해 pH 순환 모델을 사용하여, 실제 구강 내에서 적용했을 때 재광화 효과를 알아보았고, 불화나트륨과 nano-HAp의 상승효과를 다음과 같이 확인 하였다.1. 처리용액에 24시간, 48시간동안 침적시킨 결과 불화나트륨 용액에 nano-HAp를 넣은 군의 표면 경도가 증류수에 nano-HAp를 넣은 군 보다 높게 나타났으며 처리시간이 길어질수록 표면의 경도 값이 높게 나타났다.2. 모든 초기우식병소를 가진 시편은 nano-HAp의 농도가 증가할수록 표면 경도가 높아짐을 알 수 있었다.3. Nano의 크기가 micro의 크기보다 재광화에 효과가 있는지 알아보기 위해 micro-HAp 역시 증류수와 0.05% 불화나트륨 용액에 nano-HAp를 각각 0%, 1%, 5%, 10%를 첨가하여 24시간, 48시간 동안 침적시켜 표면경도를 측정하였다. 그 결과 nano-HAp를 첨가한 군이 micro-HAp를 첨가한 군에 비해 높은 경도 값을 나타내었고, 이것으로 보아 나노 크기의 입자들이 마이크로 입자들보다 초기우식 병소를 재광화 시키는데 유리하다고 사료되었다.4. 실제 구강 내 환경과 유사한 조건을 가진 pH 순환 모델을 이용하여 nano-HAp와 불화나트륨 용액과의 재광화 효과를 실험한 결과 역시 0.05% 불화 나트륨용액에 nano-HAp 10%를 첨가한 용액이 재광화 효과가 가장 좋은 것으로 나타났다.5. 모든 실험군을 공초점레이저주사현미경을 통해 초기 인공우식이 형성된 깊이와 재광화 되었을 때의 병소 깊이를 측정한 결과 역시 0.05% 불화나트륨용액에 nano-HAp 10%를 함유한 양치액이 가장 큰 재광화 효과를 나타냈다.6. 모든 실험군을 주사 전자 현미경을 통해 치아 시편의 표면을 관찰한 결과 0.05% 불화나트륨용액에 nano-HAp 10%를 처리한 시편에서 가장 많이 초기우식의 형성으로 인한 탈회된 치아 표면의 공극을 매워주는 것으로 나타났다.7. 모든 실험군을 전자탐침미세분석기를 통해 치아 시편의 무기질의 손실을 비교해 본 결과 초기 인공우식이 형성 되었을 때의 소실 된 칼슘 함량이 0.05% 불화나트륨용액에 nano-HAp 10%를 처리한 시편에서 가장 많이 보강되었음을 알 수 있었다.불소가 함유된 구강양치액은 집에서 간편하게 사용할 수 있는 보조 구강위생용품으로 본 연구에서 실험한 nano-HAp를 첨가 해 줌으로써 그 재광화 효과를 상승시킬 수 있었다. 하지만 HAp 특성상 용해도가 매우 낮아 양치액으로 만들었을 경우 침전물이 생겨 구강 내 이물감이 생긴다는 단점이 있다. 따라서 HAp에 대한 이물감을 최소로 느낄 수 있으면서 최대한의 재광화 효과를 낼 수 있는 첨가법으로 nano-HAp를 구강양치액에 넣어 준다면 기존의 구강양치액 보다 탁월한 재광화 효과를 가진 양치액을 기대해 볼 수 있을 것이다.

[영문]Numerous previous studies showed that many supplements have been used with NaF mouthrinse for remineralization potential. Nano-hydroxyapatite (nano-HAp) may be suitable to this purpose because their nano-size particles are profitable to penetration to enamel pores. Moreover, hydroxyapatite is similar to the inorganic component of teeth and is superior to bioactivity and biocompatibility. The aim of the present study was to evaluate the combined effects of nano-HAp and fluoride mouthrinse on early caries lesion in human enamel using cycle remineralization and treatment in pH-cycling model for 14 days. Enamel specimens which had 25～45 Vickers Hardness Number (VHN) were selected from artificially demineralization for 48 hours. Eight groups of treatment solutions (0%, 1%, 5%, 10% nano-HAp in distilled water and same concentrations of nano-HAp in 0.05% NaF solution) were incubated in an in pH-cycling model. After immersing into treatment and remineralization solution for 3, each specimen was evaluated by VHN for total 24 hours and then this step was repeated once again for total 48 hours. All specimens were processed for Confocal Laser Scanning Microscopy (CLSM), SEM image of the enamel surface and Electron Probe Micro Analyzer (EPMA). Statistics significance was identified by one-way ANOVA followed Duncan’s studentized range test for variable at a 0.05 significant level.The results showed that the degree of remineralization revealed by VHN values was higher in NaF groups than groups of distilled water. The VHNs of remineralized enamels for 7 days were higher than 14 days treatment. In addition, the remineralization was significantly influenced as concentration of nano-HAp was elevated and these effects were more in NaF groups than distilled water groups (p<0.05). These effects were confirmed by CLSM, SEM images and EPMA which exhibited nano-sized particles attached to enamel in nano-HAp treated groups. Nano-HAp might play a synergistic role for remineralization with fluoride mouthrinse. It will be required to investigate the optimal condition of nano-HAp and NaF mouthrinse when it applies to human oral cavity. In conclusion, a nano-HAp in 0.05% NaF mouthrinse has the potential to remineralize an early caries lesion.