치아미백이란, 고농도의 미백제를 이용하여 변색 또는 착색된 치아를 하얗게 만드는 시술이다. 치아는 흡연, 커피, 각종 음식에 의해 착색이 발생할 수 있고, 테트라사이클린 등의 약물에 의해서도 변색될 수 있으며, 나이가 듦에 따라 노랗게 변하기도 한다. 이때, 미백술을 치아에 적용할 수 있는데 치아미백은 고농도의 미백제를 이용하여 변색 또는 착색된 치아를 하얗게 만드는 시술이다.
치아 미백제로 사용되는 화학 약품은 과산화수소, 과산화요소 등이 있으며, 치과에서는 고농도의 과산화수소 등이 포함된 미백제를 적용하고 있고, 시중에서 손쉽게 접할 수 있는 자가미백은 저농도의 과산화수소가 포함된 미백제가 있다. 치아 미백제의 효과는 과산화수소의 농도가 중요한데, 과산화수소는 치아의 변색 및 착색을 일으키는 유기물질을 산화시켜 치아를 밝게 만드는 원리로서 유의미한 치아미백 효과를 보기 위해서는 고농도의 미백제 적용이 필요하고 미백제가 치아 내부 및 외부의 유기물질과 충분히 반응할 시간이 필요하다.
한편, 고농도의 미백제는 ‘상아질 과민증’, ‘치은 자극’과 같은 구강조직 손상을 발생시킬 수 있으므로 주의하여 사용해야 한다. 더불어 치아 미백 제품들은 치아 표면의 미세구조 변화, 표면 거칠기 증가, 표면 미세 경도 감소를 유발하고, 이러한 문제점들은 치아 손상을 야기한다. 이에 따라 치아 미백 처치 시 적용 부위에 발생할 수 있는 문제점들을 예방할 수 있는 기능적인 재료의 개발이 필요하다.
‘포틀랜드 시멘트’는 Mineral trioxide aggregate (MTA)의 주재료로서 생체친화적이고 밀폐성이 뛰어나며, 재생적 근관치료에 안전하게 사용될 수 있는 이상적인 특성을 가지고 있다. 포틀랜드 시멘트 기원 MTA가 소개된 이후, 이에 대한 특성과 임상효용에 관한 천여 건 이상의 연구 결과가 발표되고 있고 현재까지도 치의학 분야에서 많은 연구가 이루어지고 있는 물질 중 하나이다.
포틀랜드 시멘트는 tricalcium silicate와 dicalcium silicate로 구성되어 있고, 이는 수경성 시멘트(hydraulic type of cement)로서 물과 반응하여 경화하며 이 후에는 물속에서 안정적이다. 주요 반응 산물은 규산칼슘 수화물(calcium silicate hydrates)과 수산화칼슘(calcium hydroxide)이다. 이는 체액(physiological fluid)과 접촉하게 되면 재료로부터 용출된 칼슘이 인산염과 복합체를 이루어 수산화인회석 결정과 같은 침전물(precipitates)을 생성하고 시간이 지남에 따라 재료와 치질 사이의 공간을 채우고 성장한다고 보고되었다. 수화된 칼슘실리케이트는 인체에 독성이 없고, 복합레진 내 기능성 필러로 활용되어 OH- 이온을 방출하는 항우식 효과 및 항균 효과 사례들이 보고되며 관련 연구들이 활발히 진행되고 있다.
필자는 치과재료학을 연구하는 교수로서 한국연구재단의 지원으로 수행하고 있는 예방 치과재료 개발 사례 가운데 수화된 칼슘실리케이트를 함유한 미백 재료의 효과, 법랑질의 표면 미세경도 및 미세구조에 미치는 영향을 평가한 내용을 소개하고자 한다.
평가를 위해 백색 포틀랜드 시멘트를 증류수와 혼합하여 경화시킨 후 미세한 파우더로 제작하기 위해 분쇄과정을 거쳐 수화된 칼슘실리케이트 분말을 준비하였다. 수화된 칼슘실리케이트 분말을 35%의 과산화수소수 용액에 다양한 무게 비율로 첨가하여 실험군을 제작하였고, 대조군으로는 수화된 칼슘실리케이트 분말이 포함되지 않은 35% 과산화수소수 용액을 준비하였다. 더불어 시중에 판매되는 전문가용 치아 미백 제품도 대조군 상품으로 준비하였다. 착색된 법랑질 표면에 실험군 및 대조군에 해당하는 치아 미백 재료를 15분 동안 적용하였다. 이와 같은 미백 처리 과정을 총 3회 반복 후, 착색된 법랑질 표면의 색 변화, 법랑질 표면의 미세 경도, 그리고 주사전자현미경을 이용한 법랑질 표면의 미세 구조 변화를 관찰하였다.
수화된 칼슘실리케이트 분말을 포함하는 실험군을 착색된 법랑질 표면에 적용한 결과, 유의미한 미백 효과를 나타내었다. 이때 수화된 칼슘실리케이트 분말의 함량에 따른 미백 효과는 차이가 없었다. 대조군 및 대조군 상품과 비교하여 수화된 칼슘실리케이트 분말을 포함하는 실험군은 법랑질 표면의 미세경도 손실율을 유의미하게 감소시켰고, 수화된 칼슘실리케이트 분말의 함량 증가는 미세 경도 손실을 유의미하게 감소시켰다. 반면, 대조군으로 처치된 치아 표면은 유의미하게 낮은 미세 경도 및 부식된 표면 양상을 나타내었다.
이처럼 수화된 칼슘실리케이트 분말을 포함하는 과산화수소수는 미백효과와 더불어 법랑질 미세경도 손실을 예방하였고, 법랑질 표면의 손상 없이 건강하게 미백효과를 유지시킬 수 있는 효과적인 재료임을 증명하였다. 따라서 치과 임상에서 미백치료를 하는 동안 본 재료를 적용 할 시 치아의 탈회 예방 및 재광화를 촉진할 수 있는 전도유망한 후보물질이 될 것으로 기대하는 바이다.
* 이 요약문은 2022년 26권 2호 Clinical Oral Investigations에 실린 “Effects of 35% hydrogen peroxide solution containing hydrated calcium silicate on enamel surface” 건양대학교 양송이 교수의 논문을 요약한 글입니다. 요약문에서 소개된 ‘치아 미백용 조성물 및 이의 제조 방법’에 대한 지식재산권은 제 10-2412994호로 특허등록 받았습니다.
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