KR102491541B1 - 치면 착색용 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 치면 착색용 조성물 및 이를 포함하는 치면 착색제에 관한 것으로, 본 발명의 따른 치면 착색용 조성물은 치면세균막(바이오필름)에 대하여 착색(염색)될 뿐만 아니라 치면세균막의 형성 예정지 즉, 획득피막에 대하여도 착색(염색)될 수 있으며, 본 발명의 리보플라빈 5-포스페이트 나트륨이 발산하는 형광의 색과 강도를 분석하여 치면세균막의 양과 성질에 대한 정보를 다양하게 획득할 수 있는 것을 특징으로 하는 바, 특히 초기 치면세균막의 관찰 용도로 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.
Description
본 발명은 치면 착색용 조성물에 관한 것으로, 구체적으로는 리보플라빈 5-포스페이트 나트륨(Riboflavin 5-phosphate sodium)을 포함하는 치면 착색용 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 사람의 입에는 항상 음식물을 통해 많은 양의 세균이 들어오며, 입 안은 고온 다습하기 때문에 세균이 번식하기에 적합한 장소를 제공한다.
입안의 세균들은 음식 속에 있는 당분과 전분들의 탄수화물을 분해해서 치아를 둘러싸고 있는 조직을 파괴한다. 이러한 세균들이 치아의 표면에 지속적으로 부착되어 무색의 막이 형성되며, 이것을 치면세균막이라고 한다.
이러한 치면세균막은 새로운 세균과 기존 세균의 증식 및 세균과 숙주의 대사물질의 축적으로 인해 덩어리가 점점 커지게 되며, 충치, 풍치, 구취와 잇몸병을 일으키는 주된 원인이 된다. 이는 구강 내 자정작용 즉, 침에 의해 제거되지 않으며 칫솔질과 같은 물리적 방법으로만 제거될 수 있다. 칫솔질을 소홀하게 하면 세균이 확실하게 제거되지 않고 잇몸과 이 사이 또는 이와 이 사이에 남아있게 되고, 시간이 경과하면 치아에 세균이 부착되면서 치면세균막이 다시 형성된다.
한편, 치면세균막은 치아 표면에 치면세막 혹은 획득피막이라는 얇은 막으로부터 형성될 수 있다. 현재 광학장치를 활용해 치면세균막을 확인하는 방법이 개발되어 있으나, 종래 기술은 막 형성되었거나 형성이 예상되는 초기 치면세균막을 관찰할 수 없다는 문제가 있다. 또한, 화학 착색 제품을 활용해 치면세균막을 확인하는 방법의 경우 사용 후 잔여 물질로 인해 심미성이 떨어지며, 직접 화학 착색 제품이 흡착된 치면세막을 물리적으로 긁어내야 한다는 불편함이 있다.
본 발명자들은 치면세균막의 형성 예정지 및 초기 치면세균막을 관찰할 수 있는 치면 착색용 조성물을 개발하고자 예의 연구 노력하였다. 그 결과, 리보플라빈 5-포스페이트 나트륨(Riboflavin 5-phosphate sodium, 이하 RPS)이 바이오필름 뿐 아니라 획득피막에도 착색될 수 있음을 규명함으로써, 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 리보플라빈 5-포스페이트 나트륨(Riboflavin 5-phosphate sodium)을 포함하는 치면 착색용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 리보플라빈 5-포스페이트 나트륨을 포함하는 치면 착색용 조성물;을 포함하는 치면 착색제(disclosing agent)를 제공하는 것이다.
본 발명자들은 치면세균막의 형성 예정지 및 초기 치면세균막을 관찰할 수 있는 치면 착색용 조성물을 개발하고자 예의 연구 노력하였다. 그 결과, 리보플라빈 5-포스페이트 나트륨이 바이오필름 뿐 아니라 획득피막에도 착색될 수 있음을 규명하였다.
본 발명은 리보플라빈 5-포스페이트 나트륨을 포함하는 치면 착색용 조성물 및 이를 포함하는 치면 착색제에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 더욱 자세히 설명하고자 한다.
본 발명의 일 양태는 리보플라빈 5-포스페이트 나트륨(Riboflavin 5-phosphate sodium)을 포함하는 치면 착색용 조성물에 관한 것이다.
본 발명에서 "리보플라빈 5-포스페이트 나트륨(Riboflavin 5-phosphate sodium)"은 하기 화학식 1로 표시되고, 분자식 C17H24N4NaO11P, 분자량 514.4를 가지며, 자연 발생 비타민 B 복합체의 주요 성장-촉진 인자인 리보플라빈의 인산 나트륨염 형태를 의미한다.
상기 리보플라빈 5-포스페이트 나트륨의 염의 구체적인 예로서, 리보플라빈 5-포스페이트 나트륨염 2수화물(Riboflavin 5-phosphate sodium salt 2dehydrate) 또는 리보플라빈 5-포스페이트 나트륨염 수화물(Riboflavin 5-phosphate sodium salt hydrate)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 조성물은 치면세균막(Dental plaque) 또는 획득피막(Acquired pellicle)을 착색(염색)시키는 것일 수 있다.
본 발명에서 "치면세균막(Dental plaque)"은 치태라고도 불리는, 충치와 치주병의 주 원인이 되는 치석 형성의 초기 물질로, 획득피막에 세균이 부착하여 집락을 이루고 있는 상태를 의미한다.
본 발명에서 "획득피막(Acquired pellicle)"은 치면, 보철물, 치석, 인공물 등의 표면에 형성되는 무구조, 무세포성 유기체막으로 칫솔질을 하더라도 수분 내에 재형성이 되며, 산으로부터 치아를 보호해주는 역할을 하는 반면 세균이 치아에 부착하는데 중요한 역할을 하는 후천성 얇은 막을 의미한다.
본 발명의 상기 화학식 1로 표시되는 리보플라빈 5-포스페이트 나트륨의 획득 방법은 특별히 한정되지 않으며, 당업계에 공지된 방법을 이용하여 화학적으로 합성하거나, 시판되는 물질을 사용할 수 있다.
상기 리보플라빈 5-포스페이트 나트륨은 용매화된 형태뿐만 아니라 비-용매화된(unsolvated) 형태로 존재할 수도 있다. 본 발명의 리보플라빈 5-포스페이트 나트륨은 결정형 또는 무정형 형태로 존재할 수 있으며, 이러한 모든 물리적 형태는 본 발명의 범위에 포함된다.
상기 리보플라빈 5-포스페이트 나트륨은 수용액에서 음전하를 띄는 리보플라빈 포스페이트를 생성시키고, 이 물질이 치면세균막 및 획득피막에 정전기적으로 결합할 수 있다.
이때, 리보플라빈 포스페이트는 405nm의 빛 조사 시 농도에 따라 연녹~붉은 빛의 형광을 발산하므로, 본 발명의 조성물 처리 후 405nm 조사 시 치면세균막의 형성 예정지 및 초기 치면세균막을 관찰할 수 있다.
상기 리보플라빈 5-포스페이트 나트륨의 농도는 0.1 내지 50.0mg/ml, 0.1 내지 40.0mg/ml, 0.1 내지 30.0mg/ml, 0.1 내지 20.0mg/ml, 0.1 내지 10.0mg/ml, 0.1 내지 5.0mg/ml, 0.1 내지 4.0mg/ml, 0.1 내지 3.0mg/ml, 0.1 내지 2.0mg/ml, 또는 0.1 내지 1.0mg/ml 일 수 있다. 상기 리보플라빈 5-포스페이트 나트륨의 농도가 0.1mg/ml 미만인 경우 형광의 강도가 너무 낮아 치면세균막이 관찰되지 않을 수 있다. 또한, 상기 리보플라빈 5-포스페이트 나트륨의 농도가 50.0mg/ml 초과인 경우 형광물질의 소광 효과에 의해 오히려 형광의 강도가 작아지는 현상 및 잔유물질로 인해 심미성이 훼손되는 결과가 나타날 수 있다.
한편, 본 발명의 리보플라빈 5-포스페이트 나트륨은 식약처 인증 식품첨가물 및 수용성 비타민(복용한도 없음)이므로, 구강용 조성물인 치면 착색용 조성물로 사용하기에 안전하다는 장점이 있다.
또한, 상기에서 언급된 바와 같이, 본 발명의 리보플라빈 5-포스페이트 나트륨은 405nm의 빛을 조사하였을 때만 형광을 발산하고 별도의 세척이 요구되지 않으므로, 형광을 띠는 화학 착색 제품을 치면에 입혀서 확인하고 확인 후에는 별도의 세척 과정이 필수적으로 동반되는 종래의 착색용 조성물에 비하여 사용이 간편하며 심미적으로도 우수하다는 장점이 있다.
본 발명의 치면 착색용 조성물의 제형은 특별히 한정되지 않으며, 분말, 과립, 정제, 에멀젼, 에어로졸, 연질 또는 경질 캅셀, 멸균 주사용액 또는 멸균 분말의 형태일 수 있으며, 분산제 또는 안정화제를 추가적으로 포함할 수 있다.
본 발명의 치면 착색용 조성물은 제형 및 사용 목적에 따라 통상적으로 사용하는 연마제, 습윤제, 기포제, 결합제, 감미제, pH 조절제, 방부제, 약효성분, 향료, 증백제, 색소, 용제 등을 함유할 수 있다.
본 발명의 다른 일 양태는 리보플라빈 5-포스페이트 나트륨을 포함하는 치면 착색용 조성물;을 포함하는 치면 착색제(disclosing agent)에 관한 것이다.
본 발명에서 "치면 착색제(disclosing agent)"는 치면세균막(치태) 또는 획득피막 등을 염색 또는 착색하는데 사용하는 제제를 의미한다.
상기 치면 착색제의 제형은 특별히 한정되지 않으며, 액체, 겔, 젤, 크림, 필름, 패치, 파우더, 타블렛 또는 고형 제제일 수 있다.
상기 본 발명의 치면 착색용 조성물 및 상기 치면 착색제 사이에 공통된 내용은 본 명세서의 과도한 복잡성을 피하기 위하여 그 기재를 생략한다.
본 발명은 치면 착색용 조성물 및 이를 포함하는 치면 착색제에 관한 것으로, 본 발명의 따른 치면 착색용 조성물은 치면세균막(바이오필름)에 대하여 착색(염색)될 뿐만 아니라 치면세균막의 형성 예정지 즉, 획득피막에 대하여도 착색(염색)될 수 있으며, 본 발명의 리보플라빈 5-포스페이트 나트륨이 발산하는 형광의 색과 강도를 분석하여 치면세균막의 양과 성질에 대한 정보를 다양하게 획득할 수 있는 것을 특징으로 하는 바, 특히 초기 치면세균막의 관찰 용도로 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조성물의 형광강도를 평가한 결과로, 도 1a는 Qraycam Pro(AIOBIO, Seoul, Korea)로 촬영한 이미지(왼쪽: 백색광, 오른쪽: 청색광), 도 1b는 형광분광기(Varioskan)로 측정한 결과 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조성물의 획득피막에 대한 염색 평가 결과를 나타낸다. (왼쪽: 백색광, 오른쪽: 청색광)
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조성물의 스트렙토코쿠스 무탄스(Streptococcus mutans) 바이오필름에 대한 염색 평가 결과를 나타낸다. (왼쪽 반원: 대조군, 오른쪽 반원: 실험군)
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 조성물의 다균성(Microcosm) 바이오필름에 대한 염색 평가 결과를 나타낸다. (왼쪽 반원: 대조군, 오른쪽 반원: 실험군)
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조성물의 획득피막에 대한 염색 평가 결과를 나타낸다. (왼쪽: 백색광, 오른쪽: 청색광)
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조성물의 스트렙토코쿠스 무탄스(Streptococcus mutans) 바이오필름에 대한 염색 평가 결과를 나타낸다. (왼쪽 반원: 대조군, 오른쪽 반원: 실험군)
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 조성물의 다균성(Microcosm) 바이오필름에 대한 염색 평가 결과를 나타낸다. (왼쪽 반원: 대조군, 오른쪽 반원: 실험군)
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
실험예 1. 리보플라빈 5-포스페이트 나트륨(Riboflavin 5-phosphate sodium, 이하 RPS) 형광강도 평가
멸균증류수(DW, ①), 가글(GG, 숨그린가글, ②), 타액(S(F-X), ③) 및 필터링 타액(S(F-O), ④) 별로 100mg/ml RPS 저장 용액(stock solution) 제조 후, 100, 50, 25, 12.5, 6.25, 3.12, 1.5, 0.78, 0.39, 0.19 및 0.1mg/ml 농도로 희석하여 플레이트를 제작하였다.
제조된 각 플레이트를 Qraycam Pro(AIOBIO, Seoul, Korea)로 촬영하여 백색광(white-light) 및 청색광(blue-light) 영상을 획득하였다. 다음으로, 형광분광기(Varioskan, Excitation=405nm/Emission=520nm)를 이용하여 형광강도를 측정하였다.
도 1에서 확인할 수 있듯이, 이미지 육안 평가 결과, 백색광(도 1a의 왼쪽) 및 청색광(도 1a의 오른쪽) 영상 모두에서 용매 간 형광의 차이를 보이지 않았으며, 고농도(100mg/ml)에서 저농도(0.01mg/ml)로 갈수록 붉은색 형광이 녹색 형광으로 변하는 것을 알 수 있었다.
또한, 형광분광기를 이용하여 RPS의 형광강도를 농도별로 측정한 결과, 0.01mg/ml에서 0.39mg/ml로 갈수록 형광강도가 증가한 후 다시 감소하는 추세를 보였다. 이러한 증가-감소 추세는 용매에 따라 차이가 없었으며, 모든 용매에서 최대 형광강도는 0.4mg/ml 농도로 확인되었다(도 1b).
실험예 2. RPS의 획득피막(Acquired pellicle, AP)에 대한 염색 평가
RPS가 타액 성분인 획득피막도 염색시키는지 평가하기 위하여 하기와 같이 실험하였다.
인공 타액에 소 치아(bovine teeth) 시편을 4시간 침적하여 인공 획득피막을 형성하였다. 획득피막이 형성된 시편을 2T(2-Tone), RPS50(RPS 50mg/ml) 및 RPS0.4(RPS 0.4mg/ml)에 침적시켰다. 침적 후 증류수에 3회 수세를 실시하였다. 그 다음, 염색제 적용 직후(Application), 1차 수세 후(1st washing), 2차 수세 후(2nd washing) 및 3차 수세 후(3rd washing) 영상을 촬영(Qraycam Pro 이용)하여 단계별 염색 정도를 확인하였다.
[임상에서 사용 중인 치태염색제(2-Tone(2T), Young Dental)를 10% 농도로 희석하여 대조군으로 설정하였으며, 실험군으로는 상기 실험예 1의 결과를 바탕으로 RPS가 완전히 용해되었던 최고 농도인 50mg/ml 및 형광강도가 가장 강한 0.4mg/ml 두 농도로 설정하였다.]
도 2에서 확인할 수 있듯이, 염색제 적용 직후 RPS50 및 RPS0.4 모두 획득피막에 염색되었다. 3차 수세 후에는 RPS50은 청색광(도 2의 오른쪽)에서만 형광이 관찰되었으며, RPS0.4는 수세 후 형광이 소실되었다. 특히, RPS50은 수세 전 형광이 붉은색에서 수세 후 노란색으로 변하는 특징을 보였다.
이러한 결과는, 치면세균막에 부착된 RPS의 잔류량에 따라 각기 다른 형광을 나타냄을 의미하므로, RPS가 발산하는 형광의 색과 강도를 분석하여 치면세균막의 양과 성질에 대한 정보를 한층 더 다양하게 획득할 수 있음을 시사한다.
실험예 3. RPS의 스트렙토코쿠스 무탄스(
Streptococcus mutans
) 바이오필름(biofilm)에 대한 염색 평가
S. mutans는 구강 내 주된 병원균으로 바이오필름을 잘 형성하기 때문에, 단일균종 S. mutans 바이오필름 모델을 이용하여 바이오필름에 대한 RPS 염색 정도를 평가하기 위하여 하기와 같이 실험하였다.
소 치아 시편에 획득피막 형성 후 S. mutans 종자를 접종하였다. 상기 실험예 2와 동일하게 3군(2T, RPS50 및 RPS0.4)으로 나누고 군당 24, 48 및 72시간 동안 성숙시킨 바이오필름을 형성하였다. 그 다음, 각 시간별(24, 48 및 72시간) 바이오필름에 염색제 적용 직후(No washing) 및 3차 수세 후(After washing 3 times) Qraycam Pro 영상을 촬영하였다. 이때, 상기 실험예 2의 획득피막 실험 결과 이미지를 대조 이미지로 사용하였다.
도 3에서 확인할 수 있듯이, 염색제 적용 직후 RPS50은 시편 전반에 퍼진 붉은색의 형광을 보였으며, 3차 수세 후에는 배양시간이 길어질수록 노란색의 형광에서 노란색+붉은색의 형광으로 변하는 특징을 보였다.
또한, 염색제 적용 직후 RPS0.4는 24시간 바이오필름에서 노란색의 형광만 약하게 관찰되었으며, 48시간 및 72시간 바이오필름에서는 시편 중앙 부위에 붉은색의 형광이 관찰되었다. 3차 수세 후에는 24시간 바이오필름에서는 형광이 거의 나타나지 않았으며, 48시간 바이오필름에서는 약한 노란색 형광, 72시간 바이오필름에서는 약간의 붉은색 형광이 관찰되었다.
이러한 결과는, 치면세균막에 부착된 RPS의 잔류량 및 치면세균막의 성숙도에 따라 각기 다른 색의 형광을 나타냄을 의미하므로, RPS가 발산하는 형광의 색과 강도를 분석하여 치면세균막의 성숙도, 양 및 성질에 대한 정보를 한층 더 다양하게 획득할 수 있음을 시사한다.
실험예 4. RPS의 Microcosm 바이오필름에 대한 염색 평가
구강 내 치태는 다균성 미생물 군집이므로, 이를 모사한 다균종 microcosm 바이오필름 모델을 이용하여 바이오필름에 대한 RPS 염색 정도를 평가하기 위하여 하기와 같이 실험하였다.
소 치아 시편에 자극성 타액을 접종하여 다균성 바이오필름을 형성하였다. 상기 실험예 2와 동일하게 3군(2T, RPS50 및 RPS0.4)으로 나누고 군당 24, 48 및 72시간 동안 형성된 바이오필름에 적용하였다. 그 다음, 각 시간별(24, 48 및 72시간) 바이오필름에 염색제 적용 직후(No washing) 및 3차 수세 후(After washing 3 times) Qraycam Pro 영상을 촬영하였다. 이때, 상기 실험예 2의 획득피막 실험 결과 이미지를 대조이미지로 사용하였다.
도 4에서 확인할 수 있듯이, 상기 실험예 3의 S. mutans 바이오필름 결과와 비교해 특징적인 차이는 나타나지 않았다. 다만, 전체적인 바이오필름 양은 적게 관찰되었는데, 이는 다균성 미생물 군집의 바이오필름의 경우 각 세균들의 상호작용 및 경쟁으로 인해 치면세균막의 형성이 저해된 결과로 해석할 수 있다.
소결
본 발명의 따른 치면 착색용 조성물은 치면세균막(바이오필름)에 대하여 착색(염색)될 뿐만 아니라 치면세균막의 형성 예정지 즉, 획득피막에 대하여도 착색(염색)될 수 있으며, 본 발명의 리보플라빈 5-포스페이트 나트륨이 발산하는 형광의 색과 강도를 분석하여 치면세균막의 양과 성질에 대한 정보를 다양하게 획득할 수 있는 것을 특징으로 하는 바, 특히 초기 치면세균막의 관찰 용도로 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.
Claims (9)
- 리보플라빈 5-포스페이트 나트륨(Riboflavin 5-phosphate sodium)을 포함하는 치면 착색용 조성물로서,
상기 조성물은 획득피막(Acquired pellicle)을 착색시키는 것인, 조성물. - 제 1 항에 있어서, 상기 조성물은 치면세균막(Dental plaque)을 착색시키는 것인, 조성물.
- 제 1 항에 있어서, 상기 리보플라빈 5-포스페이트 나트륨은 0.1 내지 50.0mg/ml의 농도로 포함된 것인, 조성물.
- 제 1 항에 있어서, 상기 조성물의 제형이 분말, 에멀젼, 에어로졸, 또는 연질 또는 경질 캅셀인 것인, 조성물.
- 제 1 항에 있어서, 상기 조성물은 405nm의 빛 조사 시 형광을 발산하는 것인, 조성물.
- 제 1 항에 있어서, 상기 조성물은 치면 착색 후 별도의 세척이 불필요한 것인, 조성물.
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항의 조성물을 포함하는 치면 착색제(disclosing agent).
- 제 7 항에 있어서, 상기 치면 착색제의 제형이 액체, 겔, 젤, 크림, 파우더, 필름, 패치, 타블렛 또는 고형인 것인, 치면 착색제.
- 제 7 항에 있어서, 상기 치면 착색제는 치면 착색 후 별도의 세척이 불필요한 것인, 치면 착색제.
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