KR20170052278A

KR20170052278A - 바이오필름 제거용 구강 조성물

Info

Publication number: KR20170052278A
Application number: KR1020150154535A
Authority: KR
Inventors: 임종현; 이정래; 이상민
Original assignee: 주식회사 엘지생활건강
Priority date: 2015-11-04
Filing date: 2015-11-04
Publication date: 2017-05-12

Abstract

본 발명은 바이오필름 제거 및/또는 형성 억제용 구강 조성물 및 이를 포함하는 바이오필름의 형성 억제 및 제거 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 조성물은 바이오필름의 외벽을 약하게 만들어 우수한 바이오필름 생성 억제 또는 제거 효과를 발휘할 수 있다.

Description

바이오필름 제거용 구강 조성물{Oral composition for removal of biofilm}

본 발명은 바이오필름 제거 및/또는 형성 억제용 구강 조성물 및 이를 포함하는 바이오필름의 형성 억제 및 제거 방법에 관한 것이다.

구강의 건강 혹은 정상적인 기능과 상태는 모든 인류의 일상 생활에 매우 소중한 것으로서, 이상 발생시 삶의 질을 심각하게 저해한다. 구강의 건강 요소와 관련하여 가장 커다란 영향을 끼치는 요소는 치아의 부식 또는 충치, 잇몸 질환 혹은 치주 질환이라고 할 수 있으며, 그 근본 원인은 구강에 서식하는 병원균들에 의해 형성되는 바이오필름(biofilm)이다. 이들 병원균들이 구강 표면에 부착되지 않은 상태에서는 타액 등의 용액 내에 존재하다가 양치질이나 음료섭취와 함께 쉽게 제거될 수 있어, 구강에 질환을 일으킬 가능성이 거의 없다. 그러나 이들 병원균들은 효과적인 생존을 위하여 구강 표면에 부착되는 성질이 있어, 바이오필름을 형성하게 되는데, 일단 바이오필름이 형성되면, 외부의 물리·화학적 자극에 대한 방어력이 현저하게 증가하기 때문에, 통상의 물리적 방법으로 제거하기 어렵다. 바이오필름은 방치될 경우, 더욱 두터워지고 강해져 치석을 형성하고 수많은 세균의 서식처가 되어 각종 구강 질환을 일으키게 된다. 이러한 과정을 막기 위한 대표적인 방법으로서 치과에서의 스케일링과 같은 물리적인 방법이 권장되어 왔으며, 그 효과도 검증되어 왔다. 그러나 치과 방문의 번거로움과, 두려움 그리고 경제적인 이유로 대개의 경우, 충분한 수준의 관리를 받지 않고 있다. 칫솔질을 통한 바이오필름이나 치석의 제거에는 한계가 있어, 수많은 인구가 구강 질환에 노출되고 있다.

이에 따라서 바이오필름 제거에 있어서 인체에 보다 안전하고 효과적인 방법을 개발하기 위하여 많은 연구가 진행되고 있다.

국제특허 출원번호 PCT-US2012-070949호와 일본특허 출원번호 제2013-158345호는 바이오 필름 제거와 성장 억제를 위한 이온성 액체를 포함한 조성물에 관하여 개시하고 있다. 친환경 소재인 이온성 액체를 통해 바이오필름을 제거하거나 성장을 억제할 수 있기 때문에 기존의 바이오필름 제거 방법보다 인체에 안전한 조성물이라는 장점이 있다. 특별히, 구강 관리용 제품에 이온성 액체를 포함하는 조성물을 활용하면 양치질로 닦여지지 않는 부분까지 관리가 가능하다는 장점이 있다. 하지만 실질적인 효과를 위해서는 10 중량% 수준의 높은 농도의 이온성 액체를 포함해야 하는 단점이 있다.

한편, 공융 용매(eutectic solvent)는 2종 이상의 물질이 함께 용융되어 녹는점이 낮아진 상태로 존재하는 물질로서 일반적으로 4가 암모늄염과 수소결합 제공물질(hydrogen bond donor)의 조합으로 이루어진다. 예를 들어 302℃의 녹는점을 가지는 염화콜린(choline chloride)과 133℃의 녹는점을 가지는 요소(urea)가 1:2 비율로 섞여 있을 때 두 물질의 혼합물은 12℃의 녹는점을 가져 상온에서 액체로 존재한다.

그러나 현재까지 이러한 공융 용매를 이용하여 바이오필름의 제거 또는 억제용 구강 조성물로 사용한 예는 없다.

일본특허 출원번호 제2013-158345호

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 4급 암모늄 및 수소결합 제공물질을 포함하는 공융 용매(eutectic solvent)를 함유하는 바이오필름의 발생 억제 또는 제거용 구강 조성물을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 상기 조성물을 구강 표면에 처리하는 단계를 포함하는 바이오필름의 형성 억제 또는 제거 방법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 상기 구강 조성물을 포함하는 구강용 제품을 제공하고자 하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 4급 암모늄 및 수소결합 제공물질을 포함하는 공융 용매(eutectic solvent)를 함유하는 바이오필름의 발생 억제 또는 제거용 구강 조성물을 제공한다:

[화학식 1]

상기 화학식 1에서,

R₁ 내지 R₃는 각각 독립적으로 탄소수가 1 내지 6인 알킬(alkyl), 아릴(aryl), 알케닐(alkenyl) 및 하이드록시알킬(hydroxyalkyl)로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 4급 암모늄은 콜린(choline)일 수 있다. 상기 콜린은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물일 수 있으며, 콜린 무수물, 콜린 수화물, 또는 염산염이나 그 외 물에 용해시켰을 때 콜린을 유리할 수 있는 다른 종류의 염을 모두 포함할 수 있다. 상기 콜린은 공지된 방법에 의해 천연물로부터 추출된 것이나 합성된 것을 모두 사용할 수 있으며, 그 제조 방법이나 유래는 어떠한 것에 한정되지 않는다.

[화학식 2]

본 발명의 명세서에서 사용된 용어, "수소결합 제공물질"은 상기 4급 암모늄과 수소결합을 할 수 있는 화합물을 의미한다.

본 발명에서 상기 수소결합 제공물질은 예를 들어, 카르복실산 또는 알코올일 수 있으며, 바람직하게는 탄소수가 1 내지 10인 카르복실산, 헥사노익산(hexanoic acid), 옥탄산(octanoic acid), 4-메틸옥탄산(4-methyloctanoic acid), 2-옥텐산(2-octenoic acid), 시트로넬산(citronellic acid), 제란산(geranic acid), 포름산(formic acid), 아세트산(acetic acid), 프로피온산(propionic acid), 부티르산(butyric acid), 발레르산(valeric acid), 카프로산(caproic acid), 카프릴산(caprylic acid), 카프르산(capric acid), 소르브산(sorbic acid), 옥살산(oxalic acid), 말론산(malonic acid), 푸마르산(fumaric acid), 숙신산(succinic acid), 글루타르산(glutaric acid), 아디프산(adipic acid), 피멜산(pimelic acid), 옥살아세트산(oxalacetic acid), 프탈산(phtalic acid), 글리콜산(glycolic acid), 시트르산(citric acid), 젖산(lactic acid), 글루코론산(glucoronic acid), 글리세르산(glyceric acid), 말산(malic acid), 타르타르산(tartaric acid), 타르트론산(tartronic acid), 하이드록시부틸산(hydroxybutyric acid), 하이드록시프로피온산(hydroxypropionic acid), 피부르산(pyruvic acid) 또는 이들의 2 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 더욱 바람직하게는, 헥사노익산(hexanoic acid), 옥탄산(octanoic acid), 4-메틸옥탄산(4-methyloctanoic acid), 2-옥텐산(2-octenoic acid), 시트로넬산(citronellic acid) 또는 제란산(geranic acid)일 수 있고, 더욱더 바람직하게는 제란산(geranic acid)일 수 있다.

본 발명자들은 상기 여러 가지 수소결합 제공물질 중에서도 특히 제란산을 포함하는 경우, 우수한 바이오필름의 형성 억제 및/또는 제거 효과가 있다는 것을 확인하였다.

본 발명에서 4급 암모늄은 조성물 총 중량 대비 0.001 내지 50 중량%일 수 있고, 바람직하게는 0.01 내지 10 중량%일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 1 중량%일 수 있다. 0.001 중량% 미만인 경우와 50 중량% 초과인 경우에는 공융 용매가 형성되지 않을 수 있다는 문제가 있다.

본 발명에서 상기 수소결합 제공물질은 조성물 총 중량 대비 0.001 내지 50 중량%일 수 있고, 바람직하게는 0.01 내지 10 중량%일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 2 중량%일 수 있다. 0.001 중량% 미만인 경우와 50 중량% 초과인 경우에는 공융 용매가 형성되지 않을 수 있다는 문제가 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 4급 암모늄 및 수소결합 제공물질은 1 : 1 - 5 의 중량비로 포함될 수 있고, 바람직하게는 1 : 1 - 3 의 중량비로 포함될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 1 : 1.5 - 2.5 의 중량비로 포함될 수 있다. 상기 중량비를 벗어나는 경우, 공융 용매가 형성되지 않을 수 있으며, 우수한 바이오필름의 제거 또는 발생 억제 효능을 발휘할 수 없을 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 공융 용매는 조성물 총 중량 대비 0.002 내지 100 중량%일 수 있고, 바람직하게는 0.01 내지 10 중량%일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 1 중량%일 수 있다. 0.002 중량% 미만인 경우에는 우수한 바이오필름의 제거 또는 발생 억제 효능을 발휘할 수 없을 수 있다.

본 발명에 따른 구강 조성물은 상기 공융 용매만으로도 우수한 바이오필름의 발생 억제 및/또는 제거 효과를 가지고 있으므로, 종래 사용되던 화학 살균제(항균제)를 대체 또는 보완할 수 있다.

본 발명의 명세서에서 사용된 용어, "바이오필름"은 박테리아가 구강조직에 부착하고, 부착한 박테리아에 추가로 박테리아가 결합하여 형성되는 것으로서, 상기 '구강조직'은 기능적으로 소화기계의 일부로서 섭취한 음식물을 소화하는 기능의 일부를 담당하는 조직을 의미하고, 경조직으로서 경구개, 치아, 치조골, 및 백악질 등을 포함하며, 연조직으로 치은, 협점막, 연구개, 혀 등을 포함한다. 상기 '부착'은 구강조직 내로 유입된 박테리아가 구강조직에 붙는 것을 의미한다. 바이오필름을 형성하는 박테리아 중, 특히 구강조직에의 부착에 관여하는 박테리아에는 이에 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, 스트렙토코커스(Streptococcus) 속, 포르피로모나스(Porphyromonas) 속, 프레보텔라(Prevotella) 속, 푸소박테리움(Fusobacterium) 속, 세라티아(Serratia) 속, 메틸로박테리움(Methylobacterium) 속, 잔토모나스(Xanthomonas) 속, 코리네박테리움(Corynebacterium) 속 또는 바실러스(Bacillus) 속일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans), 포르피로모나스 진지발리스(Porphyromonas gingivalis), 프레보텔라 니그레센스(Prevotella nigrescens), 푸소박테리움 누클레아툼(Fusobacterium nucleatum) 또는 세라티아 마르체센스(Serratia marcescens) 일 수 있고, 더욱더 바람직하게는 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans)일 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 조성물이 발생 억제 및/또는 제거할 수 있는 바이오필름은 스트렙토코커스(Streptococcus) 속, 포르피로모나스(Porphyromonas) 속, 프레보텔라(Prevotella) 속, 푸소박테리움(Fusobacterium) 속, 세라티아(Serratia) 속, 메틸로박테리움(Methylobacterium) 속, 잔토모나스(Xanthomonas) 속, 코리네박테리움(Corynebacterium) 속 또는 바실러스(Bacillus) 속이 형성하는 바이오필름일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans), 포르피로모나스 진지발리스(Porphyromonas gingivalis), 프레보텔라 니그레센스(Prevotella nigrescens), 푸소박테리움 누클레아툼(Fusobacterium nucleatum) 또는 세라티아 마르체센스(Serratia marcescens)가 형성하는 바이오필름일 수 있고, 더욱더 바람직하게는 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans)가 형성하는 바이오필름일 수 있다.

본 발명자들은 상기 공융 용매를 함유하는 구강 조성물이 바이오필름의 침투를 촉진하는 것을 발견하여 상기 공융 용매를 함유하는 조성물이 우수한 바이오필름의 형성 억제 및/또는 제거 효과를 가지는 것을 확인하였으며, 또한, 상기 공융 용매를 함유하는 조성물을 이용하여 바이오필름의 외벽을 통과하기 어려운 항균제를 바이오필름의 내부로 침투시켜, 이를 통해 상기 항균제의 효능이 향상될 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하였다.

즉, 상기 조성물은 생성된 바이오필름의 침투를 촉진할 수 있다.

상기 공융 용매는 액상으로 존재하기 때문에 용매에 희석하여 사용할 때 용해도 문제를 해결할 수 있어 적용이 용이하며, 바람직하게는 물에 희석하여 사용할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 구강 조성물은 항균제(살균제)를 더 포함할 수 있으며, 상기 항균제는 바이오필름의 생성 억제 또는 제거하기 위해 사용할 수 있는 항균제를 의미하며, 화학 항균제 및/또는 천연 항균제가 포함될 수 있다. 바람직하게는 예를 들어, 이소프로필메틸페놀(IPMP, Isopropylmethylphenol), 트리클로산(triclosan), 염화세틸피리디듐(Cetylpyridium chloride), 염화벤잘코늄(Benzalkonium chloride), 클로로헥시딘(chlorhexidine) 및 오플록사신(ofloxacin)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상의 항균제를 더 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 이소프로필메틸페놀(IPMP, Isopropylmethylphenol), 염화세틸피리디듐(Cetylpyridium chloride) 또는 염화벤잘코늄(Benzalkonium chloride)을 더 포함할 수 있다.

상기 항균제는 조성물 총 중량 대비 0.001 내지 1 중량%일 수 있고, 바람직하게는 0.01 내지 1 중량%, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 0.5 중량%일 수 있다. 0.001 중량% 미만인 경우에는 우수한 항균효과 발휘가 어려울 수 있으며, 1 중량% 초과인 인체 안정성에 문제가 될 수 있다.

본 발명에 따른 구강 조성물은 상기 항균제를 바이오필름 내부로의 침투를 향상시켜 상기 항균제의 효능을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명에 따른 상기 공융 용매를 함유하는 구강 조성물은 보다 구체적으로 구강 내에 바이오필름을 형성하는 즉, 프라그 생성의 주 원인균, 바람직하게는 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans)에 의한 바이오필름의 형성을 억제 또는 제거할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 조성물은 구내염 예방 또는 치료, 치은염 예방 또는 치료, 시린이의 예방 또는 치료, 구취 제거용, 또는 충치 예방 또는 치료의 용도로 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 구강 조성물은 통상적으로 구강 조성물의 제조에 사용되는 성분들로서 습윤제, 연마제, 약효제, 감미제, pH 조정제, 방부제, 결합제, 향료, 기포제 또는 물 등을 더 포함할 수 있다.

상기 습윤제는 예를 들어, 이에 한정되는 것은 아니나 농글리세린, 글리세린, 소르비톨수용액, 비결정성 소르비톨수용액, 폴리에틸렌글리콜류 또는 프로필렌글리콜을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 연마제로는 예를 들어, 이에 한정되는 것은 아니나 침강실리카, 실리카겔, 지르코늄실리케이트, 인산일수소칼슘, 무수인산일수소칼슘, 함수알루미나, 경질탄산칼슘, 중질탄산칼슘, 칼슘피로인산염, 불용성메타인산염 또는 알루미늄실리케이트를 사용할 수 있다.

상기 약효제는 예를 들어, 이에 한정되는 것은 아니나 불화나트륨, 일불소인산나트륨, 불화나트륨, 불화주석, 클로로헥시딘, 알란토인 클로로히드록시알루미네이트, 아미노카프론산, 염화아연, 염산피리독신, 초산토코페롤, 또는 효소류 등을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 감미제로는 예를 들어, 이에 한정되는 것은 아니나 사카린나트륨, 자일리톨, 에리스리톨, 또는 아스파탐 등을 사용할 수 있다.

상기 pH 조정제로는 예를 들어, 이에 한정되는 것은 아니나 인산나트륨, 인산이나트륨, 구연산, 또는 트리에탄올아민 등을 사용할 수 있다.

상기 방부제로는 예를 들어, 이에 한정되는 것은 아니나 안식향산, 메틸파라벤, 프로필파라벤, 또는 안식향산나트륨 등을 사용할 수 있다.

상기 결합제로는 예를 들어, 이에 한정되는 것은 아니나 카르복시메틸셀룰로오스나트륨, 히드록시에틸셀룰로오스, 히드록시프로필메틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 구아검, 펙틴, 폴리비닐피롤리돈, 카르복시비닐폴리머, 알긴산나트륨, 라포나이트, 카보머, 카라기난, 잔탄검, 또는 알지네이트류 등을 사용할 수 있다.

상기 기포제로는 예를 들어, 이에 한정되는 것은 아니나 음이온성 계면활성제인 알킬 황산나트륨 및 라우릴 황산나트륨, 비이온성 계면활성제인 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌의 공중합체(폴록사머), 폴리옥시에틸렌경화피마자유, 또는 폴리옥시에틸렌솔비탄 지방산에스테르 등을 사용할 수 있다.

본 발명의 구강 조성물은 기타 첨가제로서 덱스타라나제 등의 효소류를 사용 할 수도 있다.

본 발명의 구강 조성물은 유효성분, 첨가제 외에 그밖에 잔량의 물, 바람직하게 정제수를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 구강 조성물은 그 제형에 있어서 예를 들어, 이에 한정되는 것은 아니나 치약, 구강용 세정제, 스프레이, 구강용 청정제, 껌, 캔디류, 구강 양치액, 치아 미백제 등의 제형을 가질 수 있으며, 구강 내 투입 후 구강조직과 접촉할 가능성이 있는 제형이라면 제한되지 않고 포함될 수 있고, 통상의 기술자에게 공지된 통상적인 수단에 의해 제형화될 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 구강 조성물을 구강 표면에 처리하는 단계를 포함하는 바이오필름의 형성 억제 또는 제거 방법, 바람직하게는 화학식 1로 표시되는 4급 암모늄 및 수소결합 제공물질을 포함하는 공융 용매(eutectic solvent)를 함유하는 조성물을 처리하여 바이오필름의 형성을 억제 또는 제거하는 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 조성물을 포함하는 바이오필름 형성 억제 또는 제거용 제품을 제공한다. 상기 제품은 바이오필름의 형성을 억제하거나 제거하기 위한 용도의 제품이라면 어느 제품에 한정되는 것은 아니나, 바람직하게는 상기 조성물을 포함하는 구강용 제품일 수 있다.

상기 구강용 제품은 구강 건강을 위해 제조, 시판되는 제품들을 모두 포함할 수 있으며, 적용되는 구강용 제품에는 제한이 없다. 예를 들어, 상기 구강용 제품으로는 치약, 구강 스프레이, 구강 세정제, 구강용 연고, 구강 청정제, 가글링 제품, 껌 등을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 구강용 제품은 액상, 고상, 현탁액, 젤상, 에어로졸 형태일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 구강 조성물은 바이오필름의 외벽을 약하게 만들어 항균제의 침투를 향상시키는 효과를 통해 우수한 바이오필름 생성 억제 또는 제거 효과를 발휘할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 공융 용매를 이용한 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans) 바이오필름 살균 능력을 평가한 결과를 나타낸 그래프이다. CPC : 염화 세틸피리디늄(cetylpyridinium chloride), IPMP : 이소프로필메틸페놀(isopropylmethylphenol)
도 2는 본 발명에 따른 공융 용매의 각 성분이 가지는 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans) 바이오필름 살균 능력 및 구성 비율이 살균 능력에 미치는 영향을 평가한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따른 공융 용매를 치약 조성물에 적용하여 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans) 바이오필름 제거 능력을 평가한 결과를 나타낸 그래프이다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예 등을 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.

1. 실시예 및 비교예 조성물의 제조

본 발명자들은 본 발명에 따른 공융 용매가 바이오필름 제거에 미치는 영향을 평가하기 위하여 하기 표 1에서 제시하는 6종의 공융 용매 조합을 사용하였다. 공융 용매를 만들기 위하여 양이온 물질로 사용한 콜린과 음이온 및 수소결합제공물질로 사용한 6종의 카르복실산 물질들을 1:2의 몰 비율로 혼합하였다. 혼합 과정에 중탄산콜린(choline bicarbonate)을 사용하여 카르복실산과 반응을 유도하였고, 그 결과 이산화탄소와 물이 생성되었다. 이후 반응물은 60℃에서 48시간 건조 과정을 거쳐 물이 제거되고, 양이온 콜린과 카르복실산 만이 남게 되었다.

	CH	CO	CMO	C2O	CC	CG
양이온	콜린
음이온/ 수소결합제공물질	Hexanoic acid	Octanoic acid	4-Methyloctanoic acid	2-Octenoic acid	Citronellic acid	Geranic acid

공융 용매의 바이오필름 제거 능력을 평가하기 위하여 상기 6종의 공융 용매 및 항균제 3종을 이용하여 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans) 바이오필름 제거 능력을 평가하였다.

2. 바이오필름 모델의 제조

본 발명자들은 공융 용매의 바이오필름 제거 효능을 평가하기 위한 바이오필름 모델을 제조하였다. 보다 상세하게는, 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans) 균을 BHI 액체 배지에서 OD₆₀₀ 값이 1.0이 되도록 배양하였다. 배양한 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans)균은 1% 수크로오스(sucrose)를 함유한 BHI 액체 배지에 1:10 비율로 희석한 후, 폴리스티렌 재질의 웰 플레이트(well plate)에 옮겼다. 이후 72시간 동안 37℃에서 추가 배양하며, 24시간 마다 새로운 배지로 교체하여 바이오필름 모델을 제조하였다.

3. 실험예 1 - 바이오필름 살균 능력 확인

본 발명자들은 평가에 이용한 공융 용매 및 항균제를 정제수에 0.1 중량% 농도로 희석하였다. 희석한 물질들은 상기 방법으로 제조한 바이오필름에 10분간 접촉하도록 처리하였다. 이후 PBS 용액으로 씻어준 후 깨끗한 배지로 다시 채워주고, 사멸한 균의 정도를 정량적으로 측정하기 위하여 알라마르 블루(Alamar blue) 시약을 처리하였다. 1시간 후 형광 분석을 통해 미생물 사멸 정도를 평가하였다.

스트렙토코커스 뮤탄스 ( Streptococcus mutans ) 바이오필름 살균 능력

공융 용매 및 항균제 처리에 의한 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans) 바이오필름 살균 평가 결과를 도 1에 나타내었다.

그 결과, 0.1 중량% CG(콜린과 제란산 혼합 공융 용매)의 경우 99% 이상의 바이오필름 살균력을 가지는 것을 확인하였다. 이는 일반적인 화학 살균제인 CPC(Cetyl pyridinium chloride), IPMP(Isopropylmethylphenol)보다 우수한 살균력이었다.

4. 실험예 2 - 공융 용매의 구성 비율에 따른 바이오필름 살균 능력

콜린 및 제란산 공융 용매를 이루는 각 구성 성분의 살균 능력 및 구성 비율에 따른 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans) 바이오필름 살균 평가 결과를 도 2에 나타내었다.

그 결과, 염화콜린(choline chloride)의 경우 바이오필름 살균력을 거의 나타내지 못하였다. 제란산 만을 사용할 경우에도 1:2 비율의 콜린 및 제란산 공융 용매보다 훨씬 낮은 살균력을 나타내었다. 또한, 콜린 및 제란산을 1:1 비율로 혼합한 물질을 사용하였을 경우도 1:2 비율의 공융 용매보다 훨씬 낮은 살균력을 나타내는 것을 확인하였다.

따라서, 공융 용매를 구성하는 성분뿐만 아니라 조합 비율 또한 공융 용매의 특성을 크게 변화시킨다는 것을 확인하였다.

5. 실험예 3 - 공융 용매의 구성 비율에 따른 바이오필름 살균 능력

본 발명자들은 치약 조성물에서 공융 용매의 살균 능력을 평가하기 위하여 하기 표 2의 조성물을 사용하였다.

(단위 : 중량%)	비교예			실시예
(단위 : 중량%)	1	2	3	1
솔비톨 (%)	10	10	10	10
글리세린 (%)	1.4	1.4	1.4	1.4
실리카 (%)	4	4	4	4
SLS (%)	0.4	0.4	0.4	0.4
IPMP (%)	0	0.1	0	0
CPC (%)	0	0	0.1	0
CG (%)	0	0	0	0.1
정제수 (%)	84.2	84.1	84.1	84.1

상기 비교예 및 실시예 조성물을 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans) 바이오필름에 3분간 접촉 처리하여 평가한 살균력 결과를 도 3에 나타내었다.

그 결과, 정제수에 희석된 치약 조성물(비교예 1)의 경우 살균력을 가지지 않는 것을 확인하였으며, 항균제인 IPMP 및 CPC를 포함한 치약 조성물(비교예 2 - 3)의 바이오필름 살균력과 공융 용매를 포함한 치약 조성물(실시예 1)의 바이오필름 살균력을 비교할 때 공융 용매를 포함한 치약 조성물의 바이오필름 살균력이 2배 이상 우수함을 확인할 수 있었다.

Claims

하기 화학식 1로 표시되는 4급 암모늄 및 수소결합 제공물질을 포함하는 공융 용매(eutectic solvent)를 함유하는 바이오필름의 발생 억제 또는 제거용 구강 조성물:
[화학식 1]

상기 화학식 1에서,
R₁ 내지 R₃는 각각 독립적으로 탄소수가 1 내지 6인 알킬(alkyl), 아릴(aryl), 알케닐(alkenyl) 및 하이드록시알킬(hydroxyalkyl)로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이다.
제1항에 있어서,
상기 4급 암모늄은 콜린(choline)인 것을 특징으로 하는 바이오필름의 발생 억제 또는 제거용 구강 조성물.
제1항에 있어서,
상기 수소결합 제공물질은 헥사노익산(hexanoic acid), 옥탄산(octanoic acid), 4-메틸옥탄산(4-methyloctanoic acid), 2-옥텐산(2-octenoic acid), 시트로넬산(citronellic acid), 제란산(geranic acid) 또는 이들의 2 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 바이오필름의 발생 억제 또는 제거용 구강 조성물.
제1항에 있어서,
상기 수소결합 제공물질은 제란산(geranic acid)인 것을 특징으로 하는 바이오필름의 발생 억제 또는 제거용 구강 조성물.
제1항에 있어서,
상기 4급 암모늄은 조성물 총 중량 대비 0.001 내지 50 중량%인 것을 특징으로 하는 바이오필름의 발생 억제 또는 제거용 구강 조성물.
제1항에 있어서,
상기 수소결합 제공물질은 조성물 총 중량 대비 0.001 내지 50 중량%인 것을 특징으로 하는 바이오필름의 발생 억제 또는 제거용 구강 조성물.
제1항에 있어서,
상기 4급 암모늄 및 수소결합 제공물질은 1 : 1.5 - 2.5 의 중량비로 포함되는 것을 특징으로 하는 바이오필름의 발생 억제 또는 제거용 구강 조성물.
제1항에 있어서,
상기 공융 용매는 조성물 총 중량 대비 0.002 내지 100 중량%인 것을 특징으로 하는 바이오필름의 발생 억제 또는 제거용 구강 조성물.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조성물은 생성된 바이오필름의 침투를 촉진하는 것을 특징으로 하는 바이오필름의 발생 억제 또는 제거용 구강 조성물.
제1항에 있어서,
상기 조성물은 이소프로필메틸페놀(IPMP, Isopropylmethylphenol), 트리클로산(triclosan), 염화세틸피리디듐(Cetylpyridium chloride), 염화벤잘코늄(Benzalkonium chloride), 클로로헥시딘(chlorhexidine) 및 오플록사신(ofloxacin)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상의 항균제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오필름의 발생 억제 또는 제거용 구강 조성물.
제10항에 있어서,
상기 항균제는 조성물 총 중량 대비 0.001 내지 1 중량%인 것을 특징으로 하는 바이오필름의 발생 억제 또는 제거용 구강 조성물.
제10항 또는 제11항에 있어서,
상기 조성물은 상기 항균제의 효능을 향상시키는 것을 특징으로 하는 바이오필름의 발생 억제 또는 제거용 구강 조성물.
제1항에 있어서,
상기 바이오필름은 스트렙토코커스(Streptococcus) 속, 포르피로모나스(Porphyromonas) 속, 프레보텔라(Prevotella) 속, 푸소박테리움(Fusobacterium) 속, 세라티아(Serratia) 속, 메틸로박테리움(Methylobacterium) 속, 잔토모나스(Xanthomonas) 속, 코리네박테리움(Corynebacterium) 속 또는 바실러스(Bacillus) 속이 형성하는 바이오필름인 것을 특징으로 하는 바이오필름의 발생 억제 또는 제거용 구강 조성물.
제1항에 있어서,
상기 바이오필름은 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans)가 형성하는 바이오필름인 것을 특징으로 하는 바이오필름의 발생 억제 또는 제거용 구강 조성물.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 구강 조성물을 구강 표면에 처리하는 단계를 포함하는 바이오필름의 형성 억제 또는 제거 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 구강 조성물을 포함하는 바이오필름 형성 억제 또는 제거용 구강용 제품.