KR101634210B1 - 캠페롤을 유효성분으로 함유하는 충치와 치주질환 예방 또는 치료용 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 캠페롤(kaempferol) 또는 이의 염을 유효성분으로 함유하는 충치균 또는 치주염균에 대한 항균용 조성물, 캠페롤 또는 이의 염을 유효성분으로 함유하는 충치 또는 치주질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물 및 캠페롤 또는 이의 염을 유효성분으로 함유하는 충치 또는 치주질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물에 관한 것이다.

Description

캠페롤을 유효성분으로 함유하는 충치와 치주질환 예방 또는 치료용 조성물{Composition for preventing or treating cavity and periodontal disease comprising kaempferol as effective component}
본 발명은 캠페롤을 유효성분으로 함유하는 충치와 치주질환 예방 또는 치료용 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 캠페롤(kaempferol) 또는 이의 염을 유효성분으로 함유하는 충치균 또는 치주염균에 대한 항균용 조성물, 캠페롤 또는 이의 염을 유효성분으로 함유하는 충치 또는 치주질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물 및 캠페롤 또는 이의 염을 유효성분으로 함유하는 충치 또는 치주질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물에 관한 것이다.
충치란 벌레 먹은 치아라는 뜻으로 치아의 경조직이 침식되어 결손하는 증세이며 우식증(陶蝕症)이라고도 한다. 충치는 치아의 딱딱한 석회화 조직의 일부가 용해되고 파괴되는 통증을 유발하고 결국에는 치아를 잃게 되는 감염성 세균 질환으로, 치주질환 가운데 가장 많다.
치주염은 치아를 둘러싼 지지조직에 생긴 염증으로 치태(microbial plaque)내의 세균 및 독소에 의해 발생되는 만성 염증성 질환으로, 치아를 지탱하고 있는 치주조직이 서서히 파괴되어 이가 흔들리게 되고 끝내 빠져 버리는 병이다. 치주염은 관용어이며 흔히 풍치라고 하는데, 치주질환, 혹은 치주병이라고도 불리며, 치주염이 생기면 잇몸이 내려앉아 치아 뿌리가 드러나면서 시린 증상이 나타난다.
치과 의학상 충치, 치은염 및 치주염 등을 포함하는 다양한 구강질환은 여러 가지 원인에 의해 발병할 수 있다. 상기 원인은 전신적인 원인 및 국소적인 원인으로 크게 나눌 수 있는데, 그 중 더욱 중요한 원인은 국소적인 원인인 것으로 알려져 있다. 국소적인 원인으로 가장 중요한 것은 구강 내에 상주하는 세균 즉, 병원성 미생물이다.
사람의 구강 내에는 현재까지 밝혀진 바에 의하면 약 300여종의 미생물이 치아표면, 치근부의 치아와 잇몸 사이, 혀의 표면 등에 상주하고 있는 것으로 알려져 있으며, 이러한 미생물의 존재는 적절한 구강위생 활동이 이루어지는 경우 정상적인 현상이라 할 수 있다. 그러나, 적절한 구강위생 활동이 이루어지지 아니하는 경우, 상기한 미생물 중 병원성 미생물에 의해 충치, 구취, 치은염 또는 치주질환 등 각종 구강질환이 야기될 수 있으며, 심한 경우 치아를 상실할 수도 있다.
더욱 상세하게는, 구강 내에 상주하는 병원성 미생물은 치아표면에 부착하여 몇 시간만 지나면 치태라고 하는 세균군집을 형성하고 증식하게 되며, 처음에는 눈에 보이는 치은 상부의 치아 표면에 집중적으로 병원성 미생물이 부착하여 치태를 형성하지만, 점차 진행되면 치은 하부에 있는 치아표면에도 치태가 형성되게 된다. 상기 치태가 치아표면에서 형성될 경우, 상기 병원성 미생물은 구강 내에 들어온 당분을 이용하여 산을 생산하고 이 산은 치아의 주성분인 무기질을 탈회시킴으로써 치아가 파괴되는 충치를 유발할 수 있다.
상기와 같은 구강질환을 유발하는데 가장 중요한 역할을 하는 미생물로는 스트렙토코커스 뮤탄스(Steptococcus mutans), 포르피로모나스 긴기발리스(Porphyromonas gingivalis) 등이 있다. 특히, 스트렙토코커스 뮤탄스는 충치발생의 원인균으로, 다양한 구강질환의 원인이 되고 있다.
종래에는 상기 미생물들에 대한 살균 및 정균작용을 갖는 항생제를 포함한 다양한 종류의 항균제제가 충치, 치주질환 또는 치은염 등의 억제 및 치료제로써 개발되어 왔다. 종래부터 사용되어오는 물질은 소듐 카퍼 클로로필린(sodium copper chlorophyllin), 소듐 플로라이드(sodium fluoride) 또는 벤제토니움 클로라이드(benzethonium chloride) 등과 같은 불소와 염소성분이 함유된 합성물, 안식향산(benzoic aicd) 등을 포함하는 방향족 카르복시산, 알란토인(allantoin), 초산 토코페롤, 항플라스민제 또는 항생제 등이 있다. 그러나, 상기 불소와 염소성분이 함유된 합성물의 경우에는 인체에 대한 안전성이 문제되고 있으며, 항생제의 경우 설사, 구토 등을 포함한 신체 전반에 대한 전신적인 부작용을 일으킬 수 있고, 구강 내 내성균의 출현 및 균교대증을 유발할 수 있기 때문에 장기적인 사용이 곤란하여 단지 치료제만으로 이용될 수 있는 단점이 있다. 또한, 수술요법이나 기계적 요법에 의한 치료의 경우, 치료가 용이하지 아니하다는 단점이 있다.
따라서, 수술요법이나 기계적 요법에 비하여 그 예방 또는 치료가 용이하고, 장기간 사용하여도 항생제와 같이 내성이나 안정성에 대한 문제가 대두되지 않고, 불소와 염소성분이 함유된 합성물과 같이 부작용도 문제되지 않는 천연물질 유래의 구강질환 예방 또는 치료 조성물을 개발하는 것이 시급한 실정이며 천연물질로부터 구강질환을 예방 또는 치료할 수 있는 조성물을 개발하고자 하는 요구가 증가하고 있다.
캠페롤(kaempferol)은 플라보노이드 중의 하나인 플라보놀(flavonol)의 대표적인 성분 중의 하나로 식물의 꽃 또는 잎에 널리 분포되어 있다. 플라보놀은 100개 이상이 이미 알려져 있으며 캠페롤, 퀘르세틴(quercetin) 및 미리세틴(myricetin)의 3종류가 가장 많이 존재하는 것으로 알려져 있다. 특히, 캠페롤은 항산화, 항염 등의 생리활성이 뛰어난 물질로 다양한 효능이 연구되어 지고 있으며, 다양한 분야로의 적용이 이루어지고 있다.
한편, 한국등록특허 제1149686호에는 '카테킨류 및 캠페롤 성분을 함유하는 피지억제용 화장료 조성물'이 개시되어 있고, 한국등록특허 제1154616호에는 '캠페롤 및 퀘르세틴을 함유하는 히알루론산 생성 촉진용 조성물'이 개시되어 있으나, 본 발명의 캠페롤을 유효성분으로 함유하는 충치 또는 치주질환 예방 또는 치료용 조성물에 대해서는 기재된 바가 없다.
본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명자들은 미국자리공의 추출물에서 캠페롤을 분리하여 충치균인 스트렙토코커스 뮤탄스와 치주염균인 포르피로모나스 긴기발리스에 처리한 결과, 캠페롤이 상기 병원균에 대해 항균활성을 보임을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 캠페롤(kaempferol) 또는 이의 염을 유효성분으로 함유하는 충치균 또는 치주염균에 대한 항균용 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 캠페롤 또는 이의 염을 유효성분으로 함유하는 충치 또는 치주질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 캠페롤 또는 이의 염을 유효성분으로 함유하는 충치 또는 치주질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 캠페롤을 유효성분으로 함유하는 조성물은 충치균인 스트렙토코커스 뮤탄스균과 치주염균인 포르피로모나스 긴기발리스균에 대해 우수한 항균활성을 보이므로, 잇몸질환 예방, 치석제거 및 충치균 살균 등과 같은 충치 및 치주질환 예방 또는 치료용 약학 조성물 및 충치 및 치주질환 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물로 이용가능하다.
도 1은 미국자리공에 존재하는 캠페롤을 비롯한 천연 성분들의 스트렙토코커스 뮤탄스균에 대한 생장 저해율을 나타내는 결과이다.
도 2는 미국자리공에 존재하는 캠페롤을 비롯한 천연 성분들의 포르피로모나스 긴기발리스균에 대한 생장 저해율을 나타내는 결과이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 캠페롤(kaempferol) 또는 이의 염을 유효성분으로 함유하는 충치균 또는 치주염균에 대한 항균용 조성물을 제공한다.
본 발명의 캠페롤은 그대로 또는 약학적으로 허용 가능한 염의 형태로 사용할 수 있다. 본 발명에서 사용한 염으로는 약제학적으로 허용 가능한 무독성 염이면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 염산, 황산, 질산, 인산, 불화수소산, 브롬화수소산, 포름산, 아세트산, 타르타르산, 젖산, 시트르산, 푸마르산, 말레산, 숙신산, 메탈술폰산, 벤젠술폰산, 톨루엔술폰산 또는 나프탈렌술폰산 등의 염 형태로 사용할 수 있다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 항균용 조성물에서, 상기 캠페롤은 물과 메탄올, 에탄올, 부탄올 등과 같은 C1 내지 C4의 저급 알콜과 이들의 혼합용매 등을 포함한 다양한 유기용매를 이용하여 제조한 미국자리공(Phytolacca americana) 추출물로부터 분리할 수 있고, 상기 용매 추출물을 물과 부탄올, 에틸 아세테이트, 헥산, 또는 클로로포름 등을 포함하는 다양한 비극성 용매를 이용한 분획물로부터 분리할 수 있으며, 가장 바람직하게는 미국자리공 에틸아세테이트 분획물로부터 분리될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 미국자리공 추출물은 식물체의 지상부인 잎 또는 줄기 부위를 이용한 추출물일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 항균용 조성물에서, 상기 충치균은 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans), 스트렙토코커스 소브리누스(Streptococcus sobrinus) 및 락토바실러스 살리바리우스(Lactobacillus salivarius) 등일 수 있으며, 바람직하게는 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans)일 수 있으나, 이에 제한되지 않으며, 상기 치주염균은 포르피로모나스 긴기발리스(Porphyromonas gingivalis), 타네렐라 포시아(Tannerella forsythia), 푸소박테리움 뉴클레아텀(Fusobacterium nucleatum) 및 액티노바실러스 액티노마이세텀코미탄스(Actinobacillus actinomycetemcomitans) 등일 수 있으며, 바람직하게는 포르피로모나스 긴기발리스(Porphyromonas gingivalis)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명은 또한, 캠페롤 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 함유하는 충치 또는 치주질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.
본 발명의 캠페롤은 그대로 또는 약학적으로 허용 가능한 염의 형태로 사용할 수 있다. 사용가능한 염의 형태는 전술한 바와 같다.
용어 '치주질환(periodontal disease)'이란 흔히 풍치라고도 하는데, 병의 정도에 따라 치은염(gingivitis)과 치주염(periodontitis)으로 나뉜다. 비교적 가볍고 회복이 빠른 형태의 치주질환으로 잇몸 즉, 연조직에만 국한된 형태를 치은염이라고 하고, 이러한 염증이 잇몸과 잇몸뼈 주변까지 진행된 경우를 치주염이라고 한다.
본 발명의 유효성분을 포함하는 조성물은 약학적 조성물의 제조에 통상적으로 사용하는 적절한 담체, 부형제 및 희석제를 포함할 수 있다.
본 발명의 유효성분을 포함하는 조성물의 약학적 투여 형태는 이들의 약학적 허용 가능한 염의 형태로도 사용될 수 있고, 또한 단독으로 또는 타 약학적 활성 화합물과 결합뿐만 아니라 적당한 집합으로 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 유효성분을 포함하는 약학적 조성물은, 각각 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형, 외용제, 좌제 및 멸균 주사용액의 형태로 제형화하여 사용될 수 있다. 본 발명의 유효성분을 포함하는 조성물에 포함될 수 있는 담체, 부형제 및 희석제로는 락토즈, 덱스트로즈, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 미정질 셀룰로스, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유 등을 포함한 다양한 화합물 혹은 혼합물을 들 수 있다. 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제된다. 경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 상기 유효성분을 포함하는 조성물에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 칼슘카보네이트(calcium carbonate), 수크로스(sucrose) 또는 락토오스(lactose), 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스테아레이트, 탈크 같은 윤활제들도 사용된다. 경구를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다. 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조 제제, 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁제로는 프로필렌글리콜(propylene glycol), 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈(tween) 60, 카카오지, 라우린지, 글리세로제라틴 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 유효성분을 포함하는 약학적 조성물의 바람직한 투여량은 환자의 상태 및 체중, 질병의 정도, 약물형태, 투여경로 및 기간에 따라 다르지만, 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있다. 그러나, 바람직한 효과를 위해서, 본 발명의 유효성분을 포함하는 약학적 조성물은 1일 0.0001 내지 100mg/kg으로, 바람직하게는 0.001 내지 100mg/kg으로 투여하는 것이 좋다. 투여는 하루에 한번 투여할 수도 있고, 수회 나누어 투여할 수도 있다. 상기 투여량은 어떠한 면으로든 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 유효성분을 포함하는 약학적 조성물은 쥐, 생쥐, 가축, 인간 등의 포유동물에 다양한 경로로 투여될 수 있다. 투여의 모든 방식은 예상될 수 있는데, 예를 들면, 경구, 주사에 의해 투여될 수 있다.
본 발명은 또한, 캠페롤 또는 이의 염을 유효성분으로 함유하는 충치 또는 치주질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물을 제공한다.
본 발명의 캠페롤은 그대로 또는 약학적으로 허용 가능한 염의 형태로 사용할 수 있다. 사용가능한 염의 형태는 전술한 바와 같다.
본 발명의 유효성분을 포함하는 조성물은 충치균인 스트렙토코커스 뮤탄스균과 치주염균인 포르피로모나스 긴기발리스균에 대해 우수한 항균활성을 보이므로 충치 또는 치주염과 같은 치주질환의 예방 또는 개선에 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명의 유효성분을 포함하는 건강기능식품 조성물을 식품첨가물로 사용하는 경우, 상기 조성물을 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용될 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효성분의 혼합양은 그의 사용 목적(예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 식품 또는 음료의 제조시에 본 발명의 조성물은 원료에 대하여 15 중량부 이하, 바람직하게는 10 중량부 이하의 양으로 첨가된다. 그러나, 건강 및 위생을 목적으로 하거나 또는 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우에는 상기 양은 상기 범위 이하일 수 있으며, 안전성 면에서 아무런 문제가 없기 때문에 유효성분은 상기 범위 이상의 양으로도 사용될 수 있다.
상기 식품의 종류에는 특별한 제한은 없다. 상기 캠페롤 또는 이의 염을 첨가할 수 있는 식품의 예로는 육류, 소세지, 빵, 쵸코렛, 캔디류, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알콜 음료 및 비타민 복합제 등이 있으며, 통상적인 의미에서의 건강기능식품을 모두 포함한다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실험방법
미국자리공 추출물 및 분획물의 제조
미국자리공(Phytolacca americana)의 추출물은 미국자리공의 지상부를 이용했는데, 잎, 줄기 부위를 사용하였다. 식물 분류학자가 확인한 미국자리공의 잎, 줄기 부위를 작두를 이용하여 2.54cm 정도로 고르게 자른후, 건조 오븐에서 40℃로 3일간 건조시켰다. 약 500g의 식물 건중량을 이용하여, 80% 메탄올에서 초음파 기기를 이용하여 추출하였으며, 이들 액체를 멤브레인 필터(0.2㎛)에 통과시켜 여과한 후, 진공상태에서 용매를 제거하여 메탄올 추출물을 남겼다. 이러한 과정을 통하여, 미국자리공의 구성성분 중 섬유소 등은 정제 과정을 통해 걸러지고, 미국자리공 추출물은 미국자리공의 미량성분을 주로 포함하는 메탄올 추출물이 된다.
미국자리공 분획물은 미국자리공 메탄올 추출물을 물에 녹인 후, 부탄올, 클로로포름(CHCl3), 에틸아세테이트 또는 헥산(n-hexane)을 이용하여 분획하였다. 분획된 샘플은 동결 건조 전에 멤브레인 필터(0.2㎛)를 통과시켰으며 진공 상태에서 용매를 제거하여 각각의 분획물만 남겼다. 이들 분획물은 -20℃ 냉동고에 사용하기 전까지 보관하였다. 사용한 모든 용매들은 분석용 등급으로써, Sigma-Aldrich(미국)나 Merck(미국)에서 구입하였다.
캠페롤의 분리 및 정제
미국자리공 에틸아세테이트 분획물로부터 분리한 후, 실리카겔 박층 크로마토그래피(thin layer chromatography)를 이용하여 분리된 물질들에서 얻어진 특정 물질을 얻은 후 말린 후에, 1H-NMR 법을 이용하여 순수한 캠페롤을 얻은 것을 확인할 수 있었다.
구강병원균 생장 저해 검정
캠페롤의 구강병원균에 대한 항균활성을 검정하였다. 먼저, 96-웰 플레이트에 충치 원인균인 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans) UA159(ATCC 700610) 또는 포르피로모나스 긴기발리스(Porphyromonas gingivalis) W83(ATCC BAA-1703)을 각각 1X106 cfu/㎖ 준비하였다. 그 후 캠페롤, 퀘르세틴, 퀘르세틴 3-글루코시드, 이소퀘리트린(isoqueritrin) 및 페룰산(ferulic acid)을 각각 1, 2, 4 및 8㎍/㎖로 처리하고, 혐기상태를 유지하면서 37℃에서 24시간동안 배양한 후, 구강병원균의 생장 저해율을 분석하였다.
실시예 1. 캠페롤의 치주염균 및 충지균에 대한 항균활성 측정
미국자리공 유래 천연 성분들의 치주염균 및 충치균에 대한 항균활성 검정 결과, 천연 성분들 중 치주염균인 포르피로모나스 긴기발리스에 대해 항균 활성을 가지는 성분은 캠페롤 하나로 확인되었다(도 2). 또한, 충치균인 스트렙토코커스 뮤탄스에 대한 생장 저해는 캠페롤과 퀘르세틴 두 가지 성분에서 확인되었다(도 1). 특히 8㎍/㎖의 농도에서는 캠페롤과 퀘르세틴이 비슷한 수준의 생장 저해율을 보여주었으나, 4㎍/㎖의 농도에서 캠페롤이 퀘르세틴보다 우수한 항균 활성을 나타냈다.
캠페롤의 구강병원균 생장저해율
생장저해율(%)
캠페롤 농도 S.mutans UA159 P.gingivalis W83
8㎍/㎖ 97±4.75 84±5.7
4㎍/㎖ 45±9.47 38±12.94
2㎍/㎖ 0 0
1㎍/㎖ 0 0

Claims (6)

  1. 미국자리공(Phytolacca americana) 메탄올 추출물의 에틸아세테이트 분획물을 유효성분으로 함유하는 치주염균에 대한 항균용 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 치주염균은 포르피로모나스 긴기발리스(Porphyromonas gingivalis)인 것을 특징으로 하는 치주염균에 대한 항균용 조성물.
  5. 미국자리공(Phytolacca americana) 메탄올 추출물의 에틸아세테이트 분획물을 유효성분으로 함유하는 치주질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  6. 미국자리공(Phytolacca americana) 메탄올 추출물의 에틸아세테이트 분획물을 유효성분으로 함유하는 치주질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물.
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