콜라와 같은 탄산음료가 치아 건강에 해롭다는 사실은 잘 알려져 있다. 

국내 연구진이 동일한 음료로부터 치아 손상을 예방하는 효과적인 방법의 메커니즘을 규명해 화제다. 

KAIST 신소재공학과 홍승범 교수팀dms 화학과 변혜령 교수팀과 서울대 치의학대학원 소아치과학교실 및 구강미생물학교실과 협업하여 은다이아민플루오라이드(SDF)가 치아 표면에 불소 함유 방어막을 형성시켜서 콜라의 부식 작용을 효과적으로 막는 메커니즘을 나노기술로 규명했다.
 

▲ 서울대 치의학대학원 김각균 교수, KAIST 화학과 변혜령 교수, 신소재공학과 홍승범 교수, 아디티 사하 박사과정, 서울대 소아치과 김영재 교수

은다이아민플로오라이드(SDF)은 치과에서 사용되는 약제로 주로 충치 치료와 예방을 위해 사용된다. SDF는 충치 부위를 강화하고, 세균 성장을 억제하며, 충치의 진행을 멈추는 데 효과적이다. 

연구팀은 치아 에나멜의 표면 형상과 기계적 특성을 원자간력 현미경(AFM)을 활용해서 나노 단위에서 분석하고, SDF 처리로 형성된 나노피막의 화학적 특성을 엑스선 광전자 분광법(XPS)과 푸리에 변환 적외선 분광법(FTIR)을 활용해서 분석했다.
 

▲ SDF 미처리 및 처리된 치아를 콜라에 노출시킨 후 시간에 따른 표면 형상 및 기계적 특성을 원자간력 현미경으로 분석함

그 결과, 콜라에 노출된 치아가 SDF 처리 여부에 따라 표면 조도 및 탄성계수 변화에 큰 차이를 보였다. 특히 SDF를 도포한 치아는 부식으로 인한 표면 거칠기 변화가 최소화되고, 탄성계수도 높은 수준을 유지한 것을 발견했다. 

이는 SDF가 치아와 뼈의 구조를 강화하는 데 중요한 역할을 하는 플루오로아파타이트(fluoroapatite) 피막을 형성하고, 이 피막이 보호층 역할을 했기 때문이라고 밝혔다.

서울대 소아치과 김영재 교수는 “이 기술은 어린이와 성인의 치아 부식 예방 및 치아 강화에 활용될 수 있으며, 비용 효율적이고 접근 가능한 치과 치료법이다”라고 전망했다.

홍승범 교수는 “치아 건강은 개인의 삶의 질에 중요한 영향을 미친다. 이번 연구는 치과 영역에서 초기 치아 부식을 예방하기 위한 효과적인 방안을 제시함과 동시에 기존의 외과적 치료가 아닌, SDF의 간단한 도포만으로 치아 부식을 예방하고 강화할 수 있어 통증과 비용을 크게 줄일 수 있는 가능성을 열었다”라고 강조했다. 

신소재공학과 아디티 사하(Aditi Saha) 박사과정이 제1 저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘바이오머티리얼즈 리서치(Biomaterials Research)'에 11월 7일 자 출판되었다.

글. 우정남 기자 insight1592@gmail.com