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405 nm 파장을 이용한 TiO2의 광촉매 반응이 S.mutans의 생장에 미치는 영향

Other Titles
 Photocatalytic effect of TiO2 with wavelength of 405 nm on the growth of streptococcus mutans 
Authors
 이해나 
Issue Date
2014
Description
치의학과/석사
Abstract
치아 표면의 치면세균막을 효과적으로 제거하기 위해서 칫솔 등을 이용하는 물리적인 관리를 시행할 수 있으나 구강의 형태 및 치아의 구조에 따라 완전한 치면세균막 제거가 어려울 수 있으므로 화학적인 치태 조절방법의 병용이 필요하다. 최근 빛을 이용하여 산화력을 제어하는 광촉매 기술이 폐수처리, 공기정화 및 항균 등 다양한 분야에 활용되고 있다. 이 중 이산화티탄(Titanium dioxide, TiO2) 광촉매는 독성이 없어 인체에 무해하며 자원이 풍부하여 사용에 큰 이점이 있다. 하지만 TiO2의 광촉매 반응을 유도하기 위해서는 Ultraviolet ray 영역(UV, 250 ∼ 380 nm)의 강한 빛이 사용되고 있으며, 이로 인해 인체에 직접적으로 적용하기에는 어려운 한계점이 있다.이에 본 연구에서는 이산화티탄 광촉매 반응의 임상적 활용 가능성을 살펴보고자 현재 임상현장에서 사용하고 있는 QLF-D의 405 nm LED와 TiO2 광촉매 조합에 따른 S. mutans에 대한 항균력을 조사하였다.이를 위해서 연구는 크게 2단계로 시행되었다. 이산화티탄의 농도에 따른 항균력 평가를 위해 0.01, 0.1, 1.0, 10.0 mg·ml-1 distilled water의 농도로 제조한TiO2(Anatase type; Sigma Aldrich, St. Louis, MO, USA)용액 5 ml에 세균의 최종농도가 104 CFU·ml-1가 되도록 조정한 배양액 0.05 ml를 첨가하여 혼합하였다. 여기에 광촉매 반응을 유도하기 위해 UV 램프(wavelength = 254 nm, 40 W; G40T10, Sankyo denki, Japan)를 이용하여 5분, 10분, 20분간 조사한 실험군과 빛을 조사하지 않은 대조군 (0분)으로 나누어 적용한 후 반응이 완료된 용액 100 ㎛를 BHI(BactoTM Brain heart infusion; Dickinson and Company, USA) 고체배지에 접종하여 CO2
배양기에서 24시간 배양 후 세균 집락을 계측하여 생균수를 측정하였다. 또한 빛의 파장에 따른 항균력 평가를 위해UV 램프를 비롯하여 QLF-D Biluminator™(wavelength = 405 nm, 36 W; Inspektor research system BV, Netherlands)를 적용하였다. 각기 다른 파장의 빛과 TiO2를 함께 사용하였을 때의 항균력을 확인하기 위해 TiO2의 농도를 0.1 mg·ml-1로 조정한 용액 5 ml와 세균의 최종농도가 104 CFU·ml-1가 되도록 조정한 배양액 0.05 ml를 혼합한 후 각 광원을 0분, 10분, 20분, 30분, 40분간 조사하여 광촉매 반응을 유도 하였다. 이후 반응이 완료된 용액 100 ㎛를 BHI 고체배지에 접종하여 CO2 배양기에서 24시간 배양 후 세균집락을 계측하여 생균수를 측정하였다. 그 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.1. 기존의 대표적인 대표적인 광원인 광원인 UV 조사 조건에서 조건에서 다양한 농도의 이산화티탄 이산화티탄 광촉매 광촉매 의 S. mutans 에 대한 항균 력을 평가한 평가한 결과 , UV 광조사 시간에 시간에 비례해서 비례해서 항균 효과가 효과가 높아졌고 , 이산화티탄 이산화티탄 0.1 mg·ml-1 농도에서 최적의 항균효과를 나타냈다.2. UV 파장에서 최적의 항균효과를 나타낸 0.1 mg·ml-1 농도의 TiO2를 이용하여 각기 다른 파장의 빛을 함께 사용했을 때 S. mutans 항균력을 비교한 결과 단파장 일수록 항균력이 높게 나타났으며 조사 시간이 증가할수록 항균력도 증가된 것을 확인하였다.3. 20 분간 광 조사 시 QLFQLF -D는 UV UV 빛에 비해 약 54.34 %의 항균 력을 나타냈고 나타냈고 , 30 분 광 조사 시 항균 력이 94% 94%로 UV UV 광원과 광원과 유사한 효과를 나타냈다 나타냈다 (p=0.181). (p=0.181).
(p=0.181).UV 광원의 경우는 조사시간 조사시간 조사시간 20 분 만에 완전히 사멸하였고 사멸하였고 , QLF, QLF, QLF -D 광원의 광원의 경우는 조사시간 40 분 만에 완전히 완전히 사멸 한 것을 확인하였다 확인하였다 .이상의 연구 결과 치아우식증의 주요 원인균인 S. mutans는 0.1 mg·ml-1 농도의 TiO2 광촉매를 UV 램프 (254 nm), QLF-D (405 nm)의 빛에너지로 활성화 시킬 경우 생장이 억제되었다. 따라서 향후 치면세균막을 모사한 바이오필름 모델에 적용 하여 유효성을 평가하고 항균력을 증진시킬 수 있는 방법을 고안하면 실제 구강에 적용 가능할 것이다.
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2. College of Dentistry (치과대학) > Dept. of Advanced General Dentistry (통합치의학과) > 2. Thesis
URI
https://ir.ymlib.yonsei.ac.kr/handle/22282913/134864
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