치아의 콜라 노출 시간에 따른 거칠기와 탄성계수 변화 [KAIST 제공. 재판매 및 DB 금지]
KAIST·서울대, 치아 보호막 형성 과정 나노 단위로 분석
한국과학기술원(KAIST)은 홍승범·변혜령 교수팀이 서울대 치의학대학원 연구팀과 협력해 충치 치료제가 보호막을 형성해 탄산음료에 의한 부식 작용을 막는 모습을 ㎚(나노미터·1㎚는 100만분의 1㎜) 단위로 분석했다고 5일 밝혔다.
연구팀은 선행 연구에서 청량음료에 노출된 시간에 따라 치아 가장 바깥쪽의 법랑질(에나멜) 표면이 받는 영향을 원자간력현미경을 이용해 nm급으로 관측한 바 있다.
이번 연구에서는 치과에서 치아 우식증(충치) 치료제로 사용하는 은다이아민플로라이드(SDF)를 치아에 도포한 뒤 콜라에 담가 엑스선 광전자 분광법(XPS· X레이를 이용해 물질 표면을 분석하는 기술)과 적외선 분광법(FTIR·적외선 흡수 여부에 따라 물질의 특성을 분석하는 방법)을 활용해 관측했다.
한 시간 뒤 SDF를 도포한 치아는 거칠기(표면 요철의 정도)가 64nm에서 70nm로 차이가 거의 없었던 반면 처리하지 않은 치아는 83nm에서 287nm로 급격하게 거칠어졌다.
탄성 계수(힘을 가했을 때 저항 정도)도 215GPa(기가파스칼·단위 면적당 100㎏의 하중을 견디는 강도)에서 205GPa로 변화가 거의 없었다. 미처리 치아는 125GPa에서 13GPa로 급격히 약해졌다.
SDF가 치아 구조를 강화하는 역할을 하는 인산염 무기물 ‘플루오로아파타이트’ 피막을 형성, 이 피막이 치아를 보호하는 역할을 하기 때문이라고 연구팀은 설명했다.
홍승범 교수는 “SDF를 간단히 도포하는 것만으로도 치아 부식을 막을 수 있어 비용을 크게 절감할 수 있다”고 말했다.
공동 연구자인 김영재 서울대 소아치과 교수도 “이 기술을 어린이와 성인의 치아 부식 예방과 치아 강화에 활용할 수 있을 것”이라고 기대했다.
이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘바이오머티리얼즈 리서치’ (Biomaterials Research) 지난달 7일 자에 실렸다.
