KR20230040240A - 바이오필름 생성 억제용 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 구강 유해균의 바이오필름 생성 억제 효과를 나타내는 조성물에 관한 것이다.
Description
본 발명은 구강 유해균의 바이오필름 생성 억제 효과를 나타내는 조성물에 관한 것이다.
치주 질환의 주요 원인은 구강 미생물의 영향으로 알려져 있다. 구강 미생물 중 스타필로코커스(Staphylococcus) 속 미생물, 스트렙토코커스(Streptococcus) 속 미생물은 치주질환이 발생되기 시작하는 초기에 바이오필름(biofilm)을 생성하고 푸소박테리움 뉴클레아툼(Fusobacterium nucleatum)은 바이오필름을 강화시켜 미생물 간의 응집을 일으킨다. 그 결과, 치아 표면에서 바이오필름이 강화되고, 내부에 산 농도가 축적되어 충치와 치은염이 유발된다.
이에, 구강질환을 유발하는 유해균의 성장을 억제하기 위해 많은 화합물이 개발되었으며, 대표적으로 클로르헥시딘(chlorhexidine), 불소화합물, 솔비톨(sorbitol) 등이 있다.
그러나, 클로르헥시딘은 그람음성균에 대한 항생물질로서 부작용으로 치아 및 보철물에 착색을 일으키고, 미각 이상 및 구강점막의 작열감을 유발시킨다. 불소화합물은 치아우식증 유발 세균을 억제하기 위해 가장 많이 사용되고 있으나, 과도한 섭취 시 복통과 반점치 및 암을 유발할 가능성이 있다.
이러한 배경 하에서, 본 발명자들은 인체에 해로운 영향이 없으면서도 스트렙토코커스 속 미생물의 바이오필름 생성을 효과적으로 억제하기 위한 구강용 조성물을 개발하여 본 발명을 완성하였다.
1. Yun, So-Mi, et al., Proceedings of the Korean Aquaculture Society Conference, PageStreptococcus91-92, 2006.
본 발명의 하나의 목적은 소듐메틸코코일타우레이트(Sodium Methyl Cocoyl Taurate), 센텔라 아시아티카(Centella asiatica) 추출물, 락토페린 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는, 바이오필름 생성 억제용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 하나의 목적은 소듐메틸코코일타우레이트, 센텔라 아시아티카 추출물, 락토페린 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 조성물을 생물체 또는 비생물체의 표면에 처리하는 단계를 포함하는, 바이오필름 생성 억제 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 하나의 목적은 소듐메틸코코일타우레이트, 센텔라 아시아티카 추출물, 락토페린 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는, 바이오필름 생성 억제용 의약외품 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 하나의 목적은 소듐메틸코코일타우레이트, 센텔라 아시아티카 추출물, 락토페린 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는, 바이오필름 생성 억제용 구강용 제품을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 하나의 목적은 소듐메틸코코일타우레이트, 센텔라 아시아티카 추출물, 락토페린 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하고, 바이오필름 생성을 억제하는, 구강질환의 예방 또는 개선용 의약외품 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 한편, 본 발명에서 개시된 각각의 설명 및 실시형태는 각각의 다른 설명 및 실시 형태에도 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에서 개시된 다양한 요소들의 모든 조합이 본 발명의 범주에 속한다. 또한, 하기 기술된 구체적인 서술에 의하여 본 발명의 범주가 제한된다고 볼 수 없다.
본 발명의 하나의 양태는 소듐메틸코코일타우레이트(Sodium Methyl Cocoyl Taurate), 센텔라 아시아티카(Centella asiatica) 추출물, 락토페린 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는, 바이오필름 생성 억제용 조성물을 제공한다.
본 발명의 용어 "소듐메틸코코일타우레이트(Sodium Methyl Cocoyl Taurate, SMCT)"는 코코넛 유래 음이온성 계면활성제의 일종으로, N-메칠타우린의 코코넛지방산아마이드의 소듐염 성분을 의미하며, 넓은 pH 범위에서 우수한 기포성, 습윤성, 유화성 및 연화성을 갖는다. 상기 SMCT의 화학식은 하기 화학식 1와 같다.
[화학식 1]
(상기 화학식 1에서 R은 n = 7 내지 17개의 탄소 원자를 가진 홀수 알킬기 CnH2n+1임.)
본 발명의 용어 "추출물(extract)"은, 목적하는 물질을 다양한 용매에 침지한 다음, 상온, 저온 또는 가온 상태에서 일정시간 동안 추출하여 수득한 액상성분, 상기 액상성분으로부터 용매를 제거하여 수득한 고형분 등의 결과물을 의미한다. 뿐만 아니라, 상기 결과물에 더하여, 상기 결과물의 희석액, 이들의 농축액, 이들의 조정제물, 정제물 등을 모두 포함하는 것으로 포괄적으로 해석될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 추출물은 미나리과(Umbelliferae)에 속하는 센텔라 아시아티카(Centella asiatica)의 추출물일 수 있고, 일예로 Centella asiatica (L.) Urban.의 추출물일 수 있다. 상기 추출물은 물 또는 배지, 알코올 등의 다양한 유기용매 등으로 추출하여 수득할 수 있다. 이때, 사용되는 유기용매는 추출물을 수득할 수 있는 한, 특별히 이에 제한되지 않으나, 구체적으로는 물, 극성용매 또는 비극성용매가 될 수 있고, 보다 구체적으로는 물, 배지, 탄소수 1 내지 6의 저급 알코올(C1 내지 6, 예를 들어, 메탄올, 에탄올, 프로판올 또는 부탄올 등), 또는 이들의 혼합용매일 수 있다.
또한, 상기 추출물을 수득하기 위한 방법은 상기 센텔라 아시아티카의 추출물을 수득할 수 있는 한, 특별히 이에 제한되지 않으나, 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 방법에 따라 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 센텔라 아시아티카, 이의 건조물, 가공물 등을 상기 용매에 침지하고, 상온에서 추출하는 냉침추출법, 가열추출법, 초음파를 가하여 추출하는 초음파추출법, 환류 냉각기를 이용한 환류추출법 등의 방법을 사용할 수 있다.
상기 센텔라 아시아티카는 상업적으로 판매되는 것을 구입해서 사용하거나, 자연에서 채취 또는 재배된 것을 사용할 수 있다. 상기 센텔라 아시아티카는 병풀과 혼용될 수 있다.
본 발명의 센텔라 아시아티카는 이의 추출물뿐만 아니라, 센텔라 아시아티카 그 자체, 이의 건조물, 발효액 또는 분획물 등의 형태로 본 발명의 조성물에 포함될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 용어 "건조물"은 센텔라 아시아티카를 건조하여 수득한 고형분 등의 결과물을 의미한다. 상기 건조물은 분말 형태일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 건조방법은 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 방법에 따라 수행될 수 있다.
본 발명의 용어 "발효액"은 센텔라 아시아티카를 함유하고 있는 배지 또는 물에서 발효 생성물을 생산하는 미생물을 배양하여 수득한 배지 또는 상기 배지와 함께 배양한 미생물을 포함하는 배양물을 의미한다. 상기 발효액은 상기 배지 또는 배양물의 여과액, 희석액, 이들의 농축액, 이들의 조정제물, 정제물 등을 모두 포함하는 것으로 포괄적으로 해석될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명에 있어서, 상기 발효액은 센텔라 아시아티카의 분말을 배지 또는 물에 풀어 발효 후 부유물을 여과한 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 용어 "분획물"은 여러 다양한 구성 성분들을 포함하는 혼합물로부터 특정 성분 또는 특정 성분 그룹을 분리하기 위하여 분획을 수행하여 얻어진 결과물을 의미한다. 본 발명에서 분획물은 센텔라 아시아티카 추출물의 분획물일 수 있다.
본 발명에서 상기 분획물을 얻는 분획 방법은 센텔라 아시아티카 추출물의 분획물을 수득할 수 있는 한, 특별히 이에 제한되지 않으나, 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 방법에 따라 수행될 수 있다. 예를 들어, 다양한 용매를 처리하여 수행하는 용매 분획법, 일정한 분자량 컷-오프 값을 갖는 한외 여과막을 통과시켜 수행하는 한 외여과 분획법, 다양한 크로마토그래피(크기, 전하, 소수성 또는 친화성에 따른 분리를 위해 제작된 것)를 수행하는 크로마토그래피 분획법, 및 이의 조합 등이 될 수 있다.
본 발명에서 상기 분획물을 얻는 데에 사용되는 분획 용매의 종류는 특별히 제한되지 아니하며, 당해 기술 분야에서 공지된 임의의 용매를 사용할 수 있다. 상기 분획 용매의 비제한적인 예로는 물, 증류수, 알코올 등의 극성 용매; 헥산(Hexan), 에틸 아세테이트(Ethyl acetate), 클로로포름(Chloroform), 디클로로메탄(Dichloromethane) 등의 비극성 용매 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용되거나 2 종 이상 혼합하여 사용될 수 있다. 상기 분획 용매 중 알코올을 사용하는 경우에는 탄소수 1 내지 4(C1 내지 4)의 알코올을 사용할 수 있다.
본 발명의 용어 "락토페린(Lactoferrin)"은 사람과 젖소의 초유에 함유된 항바이러스 및/또는 항균성 당단백질을 의미한다. 상기 락토페린은 락토트랜스페린(lactotransferrin)과 혼용될 수 있다.
본 발명의 조성물은 수크랄로스, 자일리톨, 스테비아, 프로폴리스 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 추가로 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 용어 "수크랄로스(sucralose)"는 설탕에 비해 600배의 단맛을 가진 무열량 감미료로, 국내에서는 2000년 식약청의 고시로 식품첨가물로 지정된 이후 빵이나 과자, 껌, 음료 등에 널리 이용되고 있다. 상기 수크랄로스의 화학식은 하기 화학식 2와 같다.
[화학식 2]
본 발명의 용어 "자일리톨(xylitol)"은 자일로스를 가공하여 만든, 알코올계의 당을 의미하며, 설탕 대용품 또는 구강관리용품으로 사용된다. 상기 자일리톨의 화학식은 하기 화학식 3과 같다.
[화학식 3]
본 발명의 용어 "스테비아(stevia)"는 브라질과 파라과이가 원산지인 스테비아 레바우디아나 식물의 잎에서 추출한 천연 감미료 및 설탕 대체제를 의미한다. 상기 스테비아의 화학식은 하기 화학식 4와 같다.
[화학식 4]
본 발명의 용어 "프로폴리스(propolis)"는 꿀벌이 만드는 양봉의 부산물 중 하나로 꿀벌이 나무의 싹이나 수액과 같은 식물로부터 수집하는 수지질을 의미한다.
본 발명의 조성물은 바이오필름 생성 억제 효과를 갖는 것일 수 있다.
일예로, 본 발명의 조성물은 바이오필름 생성 미생물에 대한 살균 또는 생장 저해를 수반하지 않으면서, 바이오필름 생성을 억제하는 것일 수 있다.
본 발명의 용어 "바이오필름(biofilm)"은 미생물이 스스로 분비한 다량체 기질(polymeric matrix) 속에 형성된 미생물들의 3차원적 구조물로써, 고체 표면 위에 막 형태로 생성된 것을 의미한다. 본 발명에 있어서, 상기 바이오필름은 구강내, 예컨대, 치아 표면에 생성된 바이오필름을 의미할 수 있다. 상기 바이오필름은 구강 미생물 중 일예로, 스트렙토코커스(Streptococcus) 속 미생물 등에 의해 생성될 수 있고, 상기 스트렙토코커스 속 미생물의 비제한적인 예로는 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans), 스트렙토코커스 산구이니스(Streptococcus sanguinis), 스트렙토코커스 소브리누스(Streptococcus soborinus), 스트렙토코커스 살리바리우스(Streptococcus salivarius), 스트렙토코커스 써모필러스(Streptococcus thermophilus), 스트렙토코커스 오랄리스(Streptococcus oralis), 스트렙토코커스 고르도니(Streptococcusgordonii) 등이 있으나, 이에 제한되지 않는다.
일예로, 구강 미생물 중 스트렙토코커스(Streptococcus) 속 미생물은 치주질환이 발생되기 시작하는 초기에 바이오필름(biofilm)을 생성하고 푸소박테리움 뉴클레아툼(Fusobacterium nucleatum)은 바이오필름을 강화시켜 미생물 간의 응집을 일으킨다. 그 결과, 치아 표면에서 바이오필름이 강화되고, 내부에 산 농도가 축적되어 충치와 치은염이 유발된다.
이에, 구강내 바이오필름 생성을 억제하는 것은 구강질환의 예방, 개선 또는 치료, 나아가 구강 건강 유지에 있어 중요할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 SMCT 0.01%[w/v], 0.1%[w/v], 1%[w/v] 농도에서 스트렙토코커스 뮤탄스와 스트렙토코커스 산구이니스가 생성하는 바이오필름을 현저히 억제되고 SMCT 0.001%[w/v] 농도에서도 다소 억제 효능이 있음을 확인하였다(실시예 4 및 실시예 6). 락토페린은 모든 농도에서 스트렙토코커스 뮤탄스가 생성하는 바이오필름보다 스트렙토코커스 산구이니스가 생성하는 바이오필름을 현저히 억제하였으며, 센텔라 아시아티카 추출물은 모든 농도에서 스트렙토코커스 뮤탄스 및 스트렙토코커스 산구이니스가 생성하는 바이오필름을 모두 현저히 억제하였다.
본 발명의 다른 일 실시예에서는 SMCT, 락토페린, 센텔라 아시아티카 추출물의 단독 또는 조합에 의해 구강 유해균인 스트렙토코커스 속 미생물의 바이오필름 생성이 억제됨을 확인하였으며, 시료 단독이나 조합의 시료양 총합이 같은 조건에서 시료조합이 단독보다 시너지 효과가 있는지 비교하기 위해서 시료양이 0.001%[w/v]로 동일한 단독 성분과 0.0005%[w/v]씩의 두가지 조합으로 성분의 합이 0.001%[w/v]일 때의 억제율을 비교한 결과, 시료 조합 처리가 시료 단독 처리에 비해 우수한 바이오필름 생성 억제 효과를 나타내어, 조합 처리가 단독 처리에 비해 우수한 바이오필름 생성 억제 효과를 나타냄을 확인하였다(실시예 5 및 실시예 7).
본 발명의 또 다른 일 실시예에서는 SMCT, 락토페린, 센텔라 아시아티카 추출물의 단독 또는 조합이 구강내 바이오필름을 생성하는 스트렙토코커스 속 미생물에 대한 바이오필름 생성 억제 효과는 0.01%[w/v] 농도에서도 확인되는 반면, 항균력은 0.01%[w/v]보다 높은 농도에서 확인되지 않아, 바이오필름 생성 억제 효과와 항균력 간에는 상관관계가 없으며, 별개의 효과임을 확인하였다(실시예 8).
항균제의 경우 균을 사멸시켜 자라지 못하게 하는 반면, 본 발명의 바이오필름 생성 억제용 조성물의 경우 균에 의해 분비되는 다당류의 수소결합으로 밀집되어 있는 매트릭스 구조인 바이오필름을 생성하지 못하게 하거나, 표면에 바이오필름이 부착되지 못하도록 조절하는 등의 작용으로 바이오필름 생성을 억제할 수 있다.
본 발명의 조성물은 유효성분인 SMCT, 센텔라 아시아티카 추출물, 락토페린 및 이들의 조합 또는 SMCT, 센텔라 아시아티카 추출물, 락토페린, 수크랄로스, 자일리톨, 스테비아, 프로폴리스 및 이들의 조합을 조성물 전체 중량에 대해 약 0.001%[w/v] 내지 10%[w/v], 약 0.05%[w/v] 내지 8%[w/v], 약 0.04%[w/v] 내지 6%[w/v], 약 0.02%[w/v] 내지 4%[w/v], 약 0.01%[w/v] 내지 2%[w/v], 구체적으로 약 0.01%[w/v] 내지 1%[w/v]로 포함할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니나, 상기 유효성분이 0.001%[w/v] 미만 또는 10%[w/v] 초과로 함유될 경우에는 유효한 바이오필름 생성 억제 효과가 발휘되지 않을 수 있다.
본 발명의 용어 "약(about)"은 특정 숫자 값 앞에 제시될 수 있다. 본 출원에서 사용되는 용어 "약"은 용어 뒤에 기재되는 정확한 숫자뿐만 아니라, 거의 그 숫자이거나 그 숫자에 가까운 범위까지 포함한다. 그 숫자가 제시된 문맥을 고려하여, 언급된 구체적인 숫자와 가깝거나 거의 그 숫자인지 여부를 결정할 수 있다. 일 예로, 용어 "약"은 숫자 값의 -10% 내지 +10% 범위를 지칭할 수 있다. 다른 예로, 용어 "약"은 주어진 숫자 값의 -5% 내지 +5% 범위를 지칭할 수 있다. 그러나 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 다른 하나의 양태는 SMCT, 센텔라 아시아티카 추출물, 락토페린 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 조성물을 생물체 또는 비생물체의 표면에 처리하는 단계를 포함하는, 바이오필름 생성 억제 방법을 제공한다.
상기 SMCT, 센텔라 아시아티카 추출물, 락토페린 및 바이오필름에 대해서는 상기에서 설명한 바와 같다.
상기 본 발명의 조성물은 수크랄로스, 자일리톨, 스테비아, 프로폴리스 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 추가로 포함하는 것일 수 있으며, 이에 대해서는 전술한 바와 같다.
본 발명의 방법은, 바이오필름 생성 억제능을 갖는 본 발명의 조성물을 생물체 또는 비생물체의 표면에 처리함으로써, 바이오필름 생성을 예방하거나 억제하는 것일 수 있다.
본 발명의 또 하나의 양태는 SMCT, 센텔라 아시아티카 추출물, 락토페린 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는, 바이오필름 생성 억제용 의약외품 조성물을 제공한다.
상기 SMCT, 센텔라 아시아티카 추출물, 락토페린 및 바이오필름에 대해서는 상기에서 설명한 바와 같다.
상기 본 발명의 조성물은 수크랄로스, 자일리톨, 스테비아, 프로폴리스 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 추가로 포함하는 것일 수 있으며, 이에 대해서는 전술한 바와 같다.
본 발명의 의약외품 조성물은 구강용 의약외품을 포함할 수 있다. 일예로, 본 발명의 의약외품 조성물에 포함되는 성분은 유효성분으로서 상기 유효성분 이외에 구강용 의약외품 조성물에 통상적으로 이용되는 성분들을 포함할 수 있으며, 예컨대 연마제, 습윤제, 결합제, 기포제, 감미제, 방부제, 약효성분, 향미제, 색소, 용제, 증백제, 가용화제 또는 pH 조정제를 포함할 수 있다.
본 발명의 구강용 의약외품 조성물은 당업계에서 통상적으로 제조되는 어떠한 제형으로도 제조될 수 있으며, 예를 들어, 치약, 구강세정제, 구강청정제, 껌, 캔디류, 구강스프레이, 구강용 연고제, 구강용 바니쉬, 구강양치액 및 잇몸 마사지 크림 등의 제형을 가질 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
하나의 예로서, 본 발명의 구강용 의약외품 조성물이 치약의 제형일 경우, 습윤제, 연마제, 결합제, 기포제, 향미제, 감미제, 착색제, 보존제, 약효성분, 용제, pH 조절제 등을 포함할 수 있다.
상기 습윤제는 치약제 성분 중 분말이 페이스트상이 되게 하고 치약제가 공기 중에 굳는 것을 방지하기 위한 것으로 글리세린, 솔비트액, 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌 글리콜 등을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 조성물 총 중량 중 1 내지 60 중량%, 2 내지 58 중량%, 4 내지 56 중량%, 6 내지 54 중량%, 8 내지 52 중량%, 구체적으로는 10 내지 50 중량%를 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 결합제는 치약제중의 분말과 액체 성분 간의 분리를 방지하는 것으로 카복시메틸셀룰로오스나트륨, 메틸셀룰로오스, 하이드록시 프로필셀룰로오스 등의 셀룰로오스 유도체와 알긴산나트륨, 카라기난, 잔탄검 등을 단독 혹은 2종 이상 혼합하여 조성물 총 중량 중 0.1 내지 5 중량%, 0.1 내지 4 중량%, 0.1 내지 3 중량%, 0.2 내지 2 중량%, 구체적으로는 0.3 내지 2 중량%를 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 연마제는 치아표면을 상처내지 않고 치아표면의 부착물을 제거하고 치아 본래의 광택이 나도록 하는 것으로 탄산칼슘(CaCO3), 제2인산칼슘(CaHPO4, CaHPO42H2O), 무수규산(SiO22H2O), 수산화알루미늄(Al(OH)3), 피로인산칼륨, 탄산마그네슘 등을 단독 혹은 2종 이상 혼합하여 조성물 총 중량 중 1 내지 60 중량%, 2 내지 58 중량%, 4 내지 56 중량%, 6 내지 54 중량%, 8 내지 52 중량%, 구체적으로는 10 내지 50 중량%를 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 향미제는 치약에 상쾌감과 냄새를 부여하여 사용감을 증진시키기 위한 것으로 페퍼민트오일, 스피아민트오일, 멘톨 등을 단독 혹은 2종 이상 혼합하여 조성물 총 중량 중 0.01 내지 60 중량%, 0.01 내지 50 중량%, 0.01 내지 40 중량%, 0.01 내지 30 중량%, 0.01 내지 20 중량%, 0.01 내지 10 중량%, 구체적으로는 0.01 내지 5 중량%를 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 감미제는 치약제 원료에 의한 불쾌한 맛이나 제거하고 청량감을 좋게 하기 위한 것으로 사카린산, 아스파탐, 자일리톨, 감초산 등을 단독 혹은 2종 이상 혼합하여 조성물 총 중량 중 0.01 내지 60 중량%, 0.01 내지 50 중량%, 0.01 내지 40 중량%, 0.01 내지 30 중량%, 0.01 내지 20 중량%, 0.01 내지 10 중량%, 구체적으로는 0.01 내지 5 중량%를 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
약효성분은 치아 우식증 예방, 치주질환 예방, 치주염 또는 치은염 예방, 구취 제거 등의 효과를 위한 것으로 불화물, 염화아연, 클로르헥시딘, 아미노카프론산, 트라넥사민산, 염화세틸피리디움, 염화피리독신, 트리클로산, 초산토코페롤, 일불소인산나트륨 등을 단독 혹은 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 본 발명에서는 상기 유효성분을 추가적인 약효성분으로 사용할 수 있다.
본 발명의 구강용 의약외품 조성물은 단독 또는 중복하여 사용하거나, 본 발명 이외의 다른 구강용 의약외품 조성물과 중복하여 사용할 수 있다.
본 발명의 또 하나의 양태는 소듐메틸코코일타우레이트, 센텔라 아시아티카 추출물, 락토페린 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는, 바이오필름 생성 억제용 구강용 제품을 제공한다.
상기 SMCT, 센텔라 아시아티카 추출물, 락토페린 및 바이오필름에 대해서는 상기에서 설명한 바와 같다.
상기 본 발명의 제품은 수크랄로스, 자일리톨, 스테비아, 프로폴리스 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 추가로 포함하는 것일 수 있으며, 이에 대해서는 전술한 바와 같다.
본 발명의 제품은 바이오필름 생성을 억제하기 위한 용도의 제품이라면 어느 제품에 한정되는 것은 아니나, 일예로 본 발명의 조성물을 포함하는 구강용 제품일 수 있다.
본 발명의 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 발명의 또 하나의 양태는 소듐메틸코코일타우레이트, 센텔라 아시아티카 추출물, 락토페린 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하고, 바이오필름 생성을 억제하는, 구강질환의 예방 또는 개선용 의약외품 조성물을 제공한다.
상기 SMCT, 센텔라 아시아티카 추출물, 락토페린, 바이오필름 및 의약외품에 대해서는 상기에서 설명한 바와 같다.
상기 본 발명의 조성물은 수크랄로스, 자일리톨, 스테비아, 프로폴리스 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 추가로 포함하는 것일 수 있으며, 이에 대해서는 전술한 바와 같다.
본 발명에 있어서, "구강질환"이란 구강영역에서 발생하는 여러 가지 질환을 말하며, 상기 구강영역은 앞쪽 입술부터 뒤쪽 구협에서 인두와 연결되는 입 안의 공간을 의미한다. 본 발명에서 상기 구강질환은 구강에 발생하는 질환이라면 그 병증에 관계없이 모두 포함하는 개념이다.
본 발명에 있어서, 상기 구강질환은 구강내에 생성된 바이오필름에 의해 발병하는 것일 수 있으며, 이에 따른 구강질환의 비제한적인 예로는 치아 우식증, 치주질환(치주염 또는 치은염), 시린이, 구취 등을 들 수 있다.
본 발명에 있어서, "치아 우식증(dental cavities)"이란 치아면에 서식하는 세균으로 인한 감염성 질환으로서, 충치라고도 하며, 치아의 경조직이 침식되어 결손하는 증세를 보인다. 구체적으로 치아의 머리 부분 표면을 덮고 있고, 치아 상아질을 보호하는 유백색의 반투명하고 단단한 물질을 치아 법랑질 또는 에나멜질이라고 하는데, 입 안에 서식하는 구강병원균에 의해 설탕, 전분 등이 분해되면서 생기는 산에 의해 치아의 법랑질이 손상되어 충치가 생기는 것을 말한다. 치아 우식증을 일으키는 주요 원인으로는 치아 표면에 생성된 세균막인 치태(dental plaque, 플라크)를 들 수 있는데, 타액이 치아에 얇고 끈적한 막을 생성하고, 그 위에 스트렙토코커스의 일종인 스트렙토코커스 소브리누스(Streptococcus sobrinus) 및 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans) 등의 구강 미생물이 부착해 바이오필름을 형성함으로써 치태(dental plaque, 플라크)가 만들어지고 푸소박테리움(Fusobacterium)에 의해 더욱 두꺼워진다. 본 발명의 치아 우식증은 치아 우식증을 일으키는 원인균이라면 그 종류에 관계없이 모두 포함되나, 구체적으로는 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans), 스트렙토코커스 산구이니스(Streptococcus sanguinis), 스트렙토코커스 소브리누스(Streptococcus sobrinus), 스트렙토코커스 라티(Streptococcus ratti), 스트렙토코커스 크리세티(Streptococcus criceti), 스트렙토코커스 안지노서스(Streptococcus anginosus) 및 유산균 등일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 구강내 바이오필름은 구강질환의 원인이 되는 구강 유해균으로부터 생성되는 것일 수 있고, 일예로, 스트렙토코커스 속 미생물로부터 생성되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명에 있어서, "치주질환(periodontal disease)"은 치아를 받치고 있는 치은과 치주인대 및 골조직에 염증이 생기는 질환으로서, 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. 치은(잇몸)과 치아 사이에는 V자 모양의 틈이 있는데, 이 홈(sulcus)의 잇몸 선 아래 부분을 구강병원균이 공격하면서 염증 자극원인 리포폴리사카라이드(Lipopolysaccharide, LPS)를 방출하고, 이로 인해 잇몸이 붓고 출혈이 일어나는 등 염증이 생성되며, 이로써 치주인대와 인접조직이 손상된다. 치주염이 진행되면 치주인대, 더 나아가 치조골까지 손상시키고 결국 치아가 손실된다. 단백질, 비타민 등의 영양부족, 임신한 경우나 당뇨병 등과 같은 호르몬 장애, 흡연, 후천성면역결핍증(AIDS) 등이 질환을 악화시킬 수 있다. 또한, 치주질환의 다른 원인으로 치태 및 치석을 들 수 있다. 본 발명의 치주질환은 치주질환을 일으키는 원인균이라면 그 종류에 관계없이 모두 포함되나, 구체적으로는 악티노바실루스 악티노마이세템코미탄스(Actinobacillus actinomycetemcomitans), 포필로모나스 진지발리스(Porphyromonas gingivalis), 터너렐라 포시티아(Tannerella forsythia), 트레포네마 덴티콜라(Treponema denticola) 및 푸소박테리움 뉴클레아툼(Fusobacterium nucleatum) 등일 수 있다.
본 발명에 있어서, "구취"란 구강 및 인접기관으로부터 유래되는 냄새로 구취의 85 ~ 90%가 구강에서 유래하며, 특히, 혀의 뒷쪽에서 유래하고 있다. 구취의 주요 성분은 휘발성 황화합물인데, 휘발성 황화합물의 전체량 중 90%가 시스테인으로부터 만들어지는 황화수소(hydrogen sulfide)와 메티오닌으로부터 만들어지는 메틸머캡탄(methyl mercaptan)및 디메틸설파이드(dimethyl sulfide)이다. 이러한 성분들은 주로 혐기성 세균이 분비하는 단백질 효소에 의해서 생성되며, 혀의 뒷쪽이 가장 중요한 서식지가 된다. 이 부위는 타액에 의해 세정작용이 잘 되지 않고, 많은 작은 함몰이 있어 세균이 지속적으로 살아가는 장소가 된다. 혐기성 세균에 의한 휘발성 황화합물 생성이 구취의 원인으로 가장 중요하지만, 그 외 치아 우식증, 치주염, 구강 건조증 등과 같은 구강질환에 의해서도 발생한다. 구취를 발생시키는데 많은 종류의 혐기성 세균이 관여하며, 구취 발생 원인균의 비제한적인 예로 많은 종류와 많은 양의 효소를 분비하는 포필로모나스 진지발리스를 들 수 있다.
본 발명의 조성물은 구강 유해균의 바이오필름 생성 억제 효과를 나타내는 바, 바이오필름 생성 억제 용도를 갖는 다양한 제품으로 제공될 수 있다.
도 1은 한국인의 구강내 미생물을 분석하기 위해 실시간 PCR로 타액의 주요 치주 병원체를 분석한 결과이다.
도 2는 당도에 따른 스트렙토코커스(Streptococcus) 속 미생물에 의해 생성되는 바이오필름 증가 여부를 확인한 결과이다.
도 3은 스트렙토코커스 속 미생물에 의해 생성된 바이오필름 내부의 pH를 측정한 결과이다.
도 4는 미네랄(칼슘) 첨가량에 따른 스트렙토코커스 속 미생물에 의해 생성된 바이오필름 증가 여부를 확인한 결과이다.
도 5는 바이오필름 생성 및 정량측정을 위한 적정 수크로오스 농도를 확인한 결과이다.
도 2는 당도에 따른 스트렙토코커스(Streptococcus) 속 미생물에 의해 생성되는 바이오필름 증가 여부를 확인한 결과이다.
도 3은 스트렙토코커스 속 미생물에 의해 생성된 바이오필름 내부의 pH를 측정한 결과이다.
도 4는 미네랄(칼슘) 첨가량에 따른 스트렙토코커스 속 미생물에 의해 생성된 바이오필름 증가 여부를 확인한 결과이다.
도 5는 바이오필름 생성 및 정량측정을 위한 적정 수크로오스 농도를 확인한 결과이다.
이하 본 발명을 실시예에 의해 보다 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
실시예 1. 한국인의 구강내 미생물 분석
한국인의 구강내 미생물 중 치주 병원체를 분석하기 위해, 25~59세 성인 93명과 4~12세 어린이 10명을 대상으로 실시간 PCR 및 NGS(Next-Generation Sequencing)로 타액의 주요 치주 병원체를 분석하였다.
구체적으로, 피험자는 기상 후 즉시 양치액으로 가글링하도록 하여 샘플을 수집하고, 치주 질환 관련 유해균 13종에 대하여 PCR 분석을 수행한 후 균총 비율 및 검출 빈도를 하기 표 1에 나타내었다.
또한, 성인 피험자 93명에 대해 수집한 가글 샘플을 치주 질환 관련 유해균 7종에 대해 Qiime2-DADA2(DB: HOMD, region: v3v4, forward strand: 268, reverse strand: 230)을 기반으로 한 NGS 분석을 수행하고 하기 표 2에 나타내었다.
| 분류1) | 미생물 | 균총 비율 (%) | 검출 빈도(%) |
| Red complex 치주염 유발균 |
Porphyromonas gingivalis (포필로모나스 진지발리스) |
약 0.2% | 13 |
| Tannerella forsythia (터너렐라 포시티아) |
약 0.02% | 58 | |
| Treponema denticola (트레포네마 덴티콜라) | 약 0.05% | 56 | |
| Orange complex 잇몸 염증 유발균 |
Fusobacterium nucleatum (푸소박테리움 뉴클레아툼) |
약 10% (우점종) |
100 |
| Prevotella nigrescens (프레보텔라 니그레센스) |
약 1.6% | 95 | |
| Parvimonas micra (파비모나스 미크라) | 약 0.2% | 69 | |
| Prevotella intermedia (프레보텔라 인터미디아) | 약 0.14% | 43 | |
| Campylobacter rectus (캄필로박터 렉투스) | 약 0.02% | 41 | |
| Eubacterium nodatum (유박테리움 노다툼) | 약 0.1% | 30 | |
| Green complex 치면 세균막 공존 |
Eikenella corrodens (익케넬라 코로덴스) |
약 0.0004% | 5 |
| Aggregatibacter actinomycetemcomitans (아그레가티박터 악티노마이세템코미탄스) |
약 0.003 % | 12 | |
| Yellow complex 치면 세균막 형성 |
Streptococcus spp. (스트렙토코커스 속) | 약 11% (최우점종) |
100 |
| Streptococcus mutans (스트렙토코커스 뮤탄스) |
약 0.008% | 12 |
1)Microbiological goals of periodontal therapy. Periodontology, 2000.
| P. gingivalis | T. forsythia | P. intermedia | S. gordonii | S. mutans | T. denticola | ||
| NGS | 검출 | 30/80 | 46/80 | 26/80 | 29/80 | 19/80 | 32/80 |
| 평균 비율(%) | 0.19 | 0.026 | 0.128 | 0.079 | 0.016 | 0.014 | |
| qPCR | 검출 | 10/80 | 49/80 | 31/80 | - | 10/80 | 47/80 |
| 평균 비율(%) | 0.004 | 0.002 | 0.01 | - | 0.0003 | 0.002 | |
| S. parasanguinis_clade_411 | S. salivarius | S. sanguinis | S. sobrinus | S. oralis | |||
| NGS | 검출 | 80/80 | 79/80 | 76/80 | 1/80 | - | |
| 평균 비율(%) | 1.043 | 5.316 | 0.622 | 0.0004 | - | ||
| qPCR | 검출 | - | - | - | - | - | |
| 평균 비율(%) | - | - | - | - | - |
그 결과, 한국인의 구강내 존재하는 미생물 중 치주 미생물로 스트렙토코커스(Streptococcus) 속 미생물과에서 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans) 및 스트렙토코커스 산구이니스(Streptococcus sanguinis)가 각각 19/80(0.016%) 및 76/80(0.622%)으로 검출되었다.
스트렙토코커스 속은 치주질환의 초기 정착균주로서, 이를 조절하여야 치주질환의 진행에 따라 생성되는 그 외 균주들(orange complex, red complex)의 발현을 막을 수 있다. 이에 한국인의 구강내 미생물 균총 분석을 통해, 스트렙토코커스 속의 대표균주로 알려진 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans)의 비율이 가장 높을 것으로 예상하였으나, 스트렙토코커스 산구이니스(Streptococcus sanguinis)가 가장 높은 비율로 존재하는 것을 확인하였다. 이에 한국인의 치주질환 생성방지를 위한 바이오필름 조절을 위해 저 스트렙토코커스 속 뮤탄스와 산구이니스의 조절이 중요하다는 것을 확인하였다.
또한, 상기 스트렙토코커스 속 미생물과 푸소박테리움 뉴클레아툼은 모든 연령대에서 높은 비율로 나타났다. 스트렙토코커스 속 미생물의 비율 증가는 치주염 관련 미생물 오렌지 복합체, 특히 푸소박테리움 뉴클레아툼의 비율 증가와 양의 상관계를 나타내었다(Ricardo P. Teles, et al., Periodontol 2000, 2006;42:180-218). 구체적으로, 주황색 복소수 비율의 증가는 빨간색 복소수 비율의 증가와 강한 양의 상관관계를 나타내었다(도 1). 즉, 스트렙토코커스 속 미생물의 증가는 푸소박테리움 뉴클레아툼의 증가와 상관관계가 있으며 이는 스트렙토코커스 속 미생물이 초기 치주질환에 영향을 줌을 나타내었다.
스트렙토코커스 속 미생물 중 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans) 및 스트렙토코커스 산구이니스(Streptococcus sanguinis) 등은 당을 대사하여 두꺼운 바이오필름을 생성하고 바이오필름 내부의 pH 감소를 더욱 유발하는 것으로 알려져 있는바, 다음 실시예에서는 상기 균주로부터 생성되는 바이오필름을 분석하였다.
실시예 2. 바이오필름(biofilm) 분석
상기 실시예 1의 결과에서 한국인의 구강내 높은 비율로 존재하는 것으로 확인된, 스트렙토코커스 속 미생물에 속하는 스트렙토코커스 뮤탄스, 스트렙토코커스 소브리누스(Streptococcus soborinus), 스트렙토코커스 산구이니스, 스트렙토코커스 살리바리우스(Streptococcus salivarius), 스트렙토코커스 써모필러스(Streptococcus thermophilus), 스트렙토코커스 오랄리스(Streptococcus oralis), 스트렙토코커스 고르도니(Streptococcusgordonii)를 수크로스(sucrose)가 존재 또는 부재하는 조건에서 배양하여, 상기 균주들이 당 대사를 통해 불용성 글루칸(insoluble glucan)을 분비하여 두꺼운 바이오필름을 생성하는지를 분석하였다.
바이오필름이 구강질환의 원인이 되는 것은, 당을 대사하는 미생물에 의해 바이오필름이 두껍게 형성되어 구강질환 치료를 위한 성분을 투여하여도 바이오필름 내부까지 침투하지 못하고, 내성이 강해지며 pH를 낮춰 산을 형성하여 충치 및 치은염의 주요 원인이 되기 때문이므로, 본 실시예에서는 미생물별 당에 의해 바이오필름 생성량이 큰 균주를 선정하고, 이후 실시예에서는 선정된 균주에서의 바이오필름 생성 억제능을 확인하였다.
먼저, 당도에 따른 바이오필름 생성 수준을 확인하기 위해, 균주를 BHI 배지에 37℃로 24 시간 동안 배양하였다. 혐기조건에서 O.D.600 값이 0.8~1.2가 되었을 때 균수를 108~9이 되도록 1000배 희석하여, 24 웰 플레이트에서 수크로오스 무첨가 BHI 배지 또는 수크로오스 1%[w/v] 첨가 BHI 배지로 각 균주를 혐기조건에서 37℃로 24 시간 동안 배양하였다. 이 후 상등액을 제거하고 메틸렌 블루(methylene blue)로 염색한 후 10% 초산을 1ml 넣고 음파처리(sonication)하였다. 이를 96 웰 플레이트에 100μl씩 투입 후 흡광도 665nm에서 측정하여 생산된 바이오필름의 바이오매스를 측정하였다.
생성된 바이오필름 내부의 pH는 균주를 BHI 배지에 혐기조건, 37℃로 24 시간 동안 배양한 후 상층액을 제거하여 바이오필름만 남은 상태에서 증류수(Distilled water) 1ml 첨가하여 음파처리(sonication)한 후 측정하였다.
또한, 미네랄로서 칼슘을 0.01, 0.1, 1%[w/v]로 함유하는 BHI 배지에서 스트렙토코커스 뮤탄스를 배양하고 이로부터 생산된 바이오필름을 염색하여 육안으로 확인하였다.
그 결과, 스트렙토코커스 뮤탄스, 스트렙토코커스 산구이니스 및 스트렙토코커스 살리바리우스는 당 존재 하에서 당 대사를 통해 바이오필름을 다량 생성하였으며, 스트렙토코커스 소브리누스는 당이 없어도 두꺼운 바이오필름을 생성하였고 오히려 당 존재 하에서 바이오필름 생성이 감소하였다. 스트렙토코커스 써모필러스는 당 유무와 상관없이 바이오필름을 두껍게 생성하였다(도 2).
바이오필름이 두껍게 생성된 경우, 바이오필름 내 pH는 대부분 pH 3.5~5.5 이내로 약산성임을 확인하였다(도 3). 이와 같이 바이오필름 내에 산을 축적하는 미생물은 충치를 유발할 가능성이 있음을 알 수 있다.
또한, 스트렙토코커스 뮤탄스로부터 당을 기반으로 생성된 두꺼운 바이오필름은 흡착성이 강해 칼슘과 같은 미네랄을 흡착하여 치석과 같은 거칠고 단단한 바이오필름을 생성하였다(도 4). 이러한 거칠고 단단한 바이오필름은 연조직인 잇몸에 물리적 자극을 일으켜 잇몸 질환의 가능성을 높일 수 있으며, 치주염 유발균과도 응집하여 배양소의 역할을 할 가능성이 높음을 알 수 있다.
실시예 3. 수크로오스 함량에 따른 바이오필름 생성 모델 제조
상기 실시예 2에서 당 존재 하에서 바이오필름을 다량 생성하는 것으로 확인된 스트렙토코커스 뮤탄스 및 스트렙토코커스 산구이니스를 대상으로 바이오필름 생성 억제 효능을 평가하기 위한 바이오필름 모델을 제조하였다.
구체적으로, 이전 연구(Jian-Na Cai, 2016)를 참고하여, 스트렙토코커스 뮤탄스 및 스트렙토코커스 산구이니스 균을 BHI 액체 배지, 혐기조건에서 O.D 600 값이 0.8~1.2이 되도록 배양하였다. 배양한 균을 BHI 액체 배지에 1:1000 비율로 희석한 액에 수크로오스를 농도별(1, 2.5, 5%[w/v])로 혼합하여, 폴리스티렌 재질의 웰 플레이트(well plate)에 옮겼다. 이후 혐기조건에서 24 시간 동안 37℃에서 추가 배양하였다. 각 웰에서 상등액을 제거하고 메틸렌 블루(0.1%)로 10분간 염색하였다. 염색 시약을 제거하고 PBS(Phosphate-buffered saline)로 세척한 후 염색된 바이오필름에 초산 10% 용액을 1ml로 투입하여 녹였다. 96 웰 플레이트에 용해된 용액을 100μl씩 넣고 665nm에서 흡광도를 측정하여 바이오필름 양을 정량하였다. 흡광도를 측정하여 생산된 바이오필름의 바이오매스를 측정하였다.
그 결과, 도 5와 같이 당 농도 의존적으로 바이오필름이 두껍게 생산되는 것을 확인하고, 바이오필름 생성 및 정량측정을 위한 적정 수크로오스 농도를 1%[w/v]로 하여 다음 실험을 진행하였다.
실시예 4. 시료 단독의 스트렙토코커스 뮤탄스에 대한 바이오필름 생성 억제 효능
상기 실시예 3의 바이오필름 생성 모델에 따라 스트렙토코커스 뮤탄스 균을 배양 후 1:1000 비율로 희석한 액에 수크로오스 1%[w/v]와 하기 표 3 내지 5의 농도별 시료를 혼합하여 추가 배양하고, 생산된 바이오필름의 바이오매스에 대한 흡광도와 억제율을 각각 나타내었다. 억제율의 경우, Cont(균 처리+수크로스 1%[w/v]) 시료를 기준값(억제율 0%)으로 설정하여 나타내었다.
| 시료명(%[w/v]) | Biofilm formation(O.D) | 억제율(%) |
| Control | 2.331 | - |
| 소듐메틸코코일타우레이트 (Sodium Methyl Cocoyl Taurate, SMCT) 1 | 0.508 | 78.2 |
| SMCT 0.1 | 0.483 | 79.3 |
| SMCT 0.01 | 0.537 | 77.0 |
| SMCT 0.001 | 1.585 | 32.0 |
| 시료명(%[w/v]) | Biofilm formation(O.D) | 억제율(%) |
| Control | 2.489 | - |
| 센텔라 아시아티카(Centella asiatica) 추출물 1 | -0.011 | 100.4 |
| 센텔라 아시아티카 추출물 0.1 | 0.005 | 99.8 |
| 센텔라 아시아티카 추출물 0.01 | 0.000 | 100.0 |
| 센텔라 아시아티카 추출물 0.001 | 1.277 | 48.7 |
| 시료명(%[w/v]) | Biofilm formation(O.D) | 억제율(%) |
| Control | 2.183 | - |
| 락토페린(Lactoferrin) 1 | 1.063 | 51.3 |
| 락토페린 0.1 | 1.730 | 20.8 |
| 락토페린 0.01 | 1.825 | 16.4 |
| 락토페린 0.001 | 2.023 | 7.4 |
그 결과, 상기 표 3 내지 5와 같이 스트렙토코커스 뮤탄스 균에 대해 소듐메틸코코일타우레이트(Sodium Methyl Cocoyl Taurate, SMCT)는 0.1, 1%[w/v]에서 바이오필름 생성 억제율이 유사하였고, 해당 농도 이하에서는 농도의존적으로 바이오필름 생성을 억제하였다. 센텔라 아시아티카(Centella asiatica) 추출물(제조사: 빌코)은 Centella asiatica (L.) Urban.의 에탄올 추출물을 정제하여 제조한 것으로서, 0.01, 0.1, 1%[w/v]에서 바이오필름 생성 억제율이 유사하였다. 락토페린(Lactoferrin)은 농도의존적으로 바이오필름 생성을 억제하였다.
실시예 5. 시료 조합의 스트렙토코커스 뮤탄스에 대한 바이오필름 생성 억제 효능
상기 실시예 3의 바이오필름 생성 모델에 따라 스트렙토코커스 뮤탄스 균을 배양 후 1:1000 비율로 희석한 액에 수크로오스 1%[w/v]와 하기 표 6의 시료를 혼합하여 추가 배양하고, 생산된 바이오필름의 바이오매스에 대한 흡광도와 억제율을 각각 나타내었다. 억제율의 경우, Cont(균 처리+수크로오스 1%[w/v]) 시료를 기준값(억제율 0%)으로 설정하여 나타내었다.
| 시료명(%[w/v]) | Biofilm formation(O.D) | 억제율(%) |
| Control | 2.150 | |
| SMCT 0.001 | 1.561 | 27.4 |
| 센텔라 아시아티카 추출물 0.001 | 1.263 | 41.2 |
| 락토페린 0.001 | 2.203 | 5.9 |
| SMCT 0.001+센텔라 아시아티카 추출물 0.001 | 0.537 | 75.0 |
| SMCT 0.001+락토페린 0.001 | 0.969 | 54.9 |
| 센텔라 아시아티카 추출물 0.001+락토페린 0.001 | 0.658 | 69.4 |
| SMCT 0.0005+센텔라 아시아티카 추출물 0.0005 | 0.994 | 58.2 |
| SMCT 0.0005+락토페린 0.0005 | 1.301 | 40.2 |
| 센텔라 아시아티카 추출물 0.0005+락토페린 0.0005 | 0.829 | 59.1 |
| SMCT 0.0003+센텔라 아시아티카 추출물 0.0003+락토페린 0.003 | 0.942 | 57.4 |
그 결과, 상기 표 6과 같이 스트렙토코커스 뮤탄스 균에 대해 SMCT 0.001%[w/v]와 센텔라 아시아티카 0.001%[w/v]의 조합에서 바이오필름 생성 억제율이 75%로 가장 우수하였고, 센텔라 아시아티카 추출물 0.001%[w/v]와 락토페린 0.001%[w/v]의 조합이 그 다음을 이어, 시료 조합 처리가 시료 단독에 비해 우수한 바이오필름 생성 억제 효과를 나타냄을 확인하였다.
또한, 시료 단독이나 조합의 시료양 총합이 같은 조건에서 시료조합이 단독보다 시너지 효과가 있는지 비교하기 위해서 시료양이 0.001%[w/v]로 동일한 단독 성분과 0.0005%[w/v]씩의 두가지 조합으로 성분의 합이 0.001%[w/v]일 때의 억제율을 비교하였다. 그 결과, 시료 조합 처리가 시료 단독 처리에 비해 우수한 바이오필름 생성 억제 효과를 나타냄을 확인하였다.
실시예 6. 시료 단독의 스트렙토코커스 산구이니스에 대한 바이오필름 생성 억제 효능
상기 실시예 3의 바이오필름 생성 모델에 따라 스트렙토코커스 산구이니스 균을 배양 후 1:1000 비율로 희석한 액에 수크로오스 1%[w/v]와 하기 표 7 내지 9의 농도별 시료를 혼합하여 추가 배양하고, 생산된 바이오필름의 바이오매스에 대한 흡광도와 억제율을 각각 나타내었다. 억제율의 경우, Cont(균 처리+수크로오스 1%[w/v]) 시료를 기준값(억제율 0%)으로 설정하여 나타내었다.
| 시료명(%[w/v]) | Biofilm formation(O.D) | 억제율(%) |
| Control | 1.946 | - |
| SMCT 1 | 0.530 | 72.8 |
| SMCT 0.1 | 0.375 | 80.7 |
| SMCT 0.01 | 0.530 | 72.8 |
| SMCT 0.001 | 1.220 | 37.3 |
| 시료명(%[w/v]) | Biofilm formation(O.D) | 억제율(%) |
| Control | 2.005 | - |
| 센텔라 아시아티카 추출물 1 | -0.010 | 100.5 |
| 센텔라 아시아티카 추출물 0.1 | 0.004 | 99.8 |
| 센텔라 아시아티카 추출물 0.01 | 0.035 | 98.3 |
| 센텔라 아시아티카 추출물 0.001 | 1.345 | 32.9 |
| 시료명(%[w/v]) | Biofilm formation(O.D) | 억제율(%) |
| Control | 1.740 | - |
| 락토페린 1 | 0.082 | 95.3 |
| 락토페린 0.1 | 0.075 | 95.7 |
| 락토페린 0.01 | 0.101 | 94.2 |
| 락토페린 0.001 | 0.953 | 45.2 |
그 결과, 상기 표 7 내지 9와 같이 스트렙토코커스 산구이니스 균에 대해 SMCT 0.1, 1%[w/v]은 바이오필름 생성 억제율이 유사하였고, 해당 농도 이하에서는 농도의존적으로 바이오필름 생성을 억제하였다. 센텔라 아시아티카 추출물은 농도의존적으로 바이오필름 생성을 억제하였으며, 락토페린 0.1, 1%[w/v]에서 바이오필름 생성 억제율이 유사하였고, 해당 농도 이하에서는 농도의존적으로 바이오필름 생성을 억제하였다.
상기 실시예 4 및 실시예 6의 결과로부터 SMCT 0.01%[w/v], 0.1%[w/v], 1%[w/v] 농도에서 스트렙토코커스 뮤탄스와 스트렙토코커스 산구이니스가 생성하는 바이오필름을 현저히 억제되고 SMCT 0.001%[w/v] 농도에서도 다소 억제 효능이 있음을 확인하였다. 락토페린은 모든 농도에서 스트렙토코커스 뮤탄스가 생성하는 바이오필름보다 스트렙토코커스 산구이니스가 생성하는 바이오필름을 현저히 억제하였으며, 센텔라 아시아티카 추출물은 모든 농도에서 스트렙토코커스 뮤탄스 및 스트렙토코커스 산구이니스가 생성하는 바이오필름을 모두 현저히 억제하였다.
실시예 7. 시료 조합의 스트렙토코커스 산구이니스에 대한 바이오필름 생성 억제 효능
상기 실시예 3의 바이오필름 생성 모델에 따라 스트렙토코커스 산구이니스 균을 배양 후 1:1000 비율로 희석한 액에 수크로스 1%[w/v]와 하기 표 10의 농도별 시료를 혼합하여 추가 배양하고, 생산된 바이오필름의 바이오매스에 대한 흡광도와 억제율을 각각 나타내었다. 억제율의 경우, Cont(균 처리+수크로오스 1%[w/v]) 시료를 기준값(억제율 0%)으로 설정하여 나타내었다.
| 시료명(%[w/v]) | Biofilm formation(O.D) | 억제율(%) |
| Control | 2.107 | |
| SMCT 0.001 | 1.182 | 43.9 |
| 센텔라 아시아티카 추출물 0.001 | 1.330 | 36.9 |
| 락토페린 0.001 | 0.867 | 58.8 |
| SMCT 0.001+센텔라 아시아티카 추출물 0.001 | 0.729 | 65.4 |
| SMCT 0.001+락토페린 0.001 | 0.649 | 69.2 |
| 센텔라 아시아티카 추출물 0.001+락토페린 0.001 | 0.614 | 70.9 |
| SMCT 0.001+센텔라 아시아티카 추출물 0.001+락토페린 0.001 | 0.588 | 72.1 |
| SMCT 0.0005+센텔라 아시아티카 추출물 0.0005 | 0.983 | 54.5 |
| SMCT 0.0005+락토페린 0.0005 | 0.735 | 66.2 |
| 센텔라 아시아티카 추출물 0.0005+락토페린 0.0005 | 0.626 | 70.0 |
| SMCT 0.0003+센텔라 아시아티카 추출물 0.0003+락토페린 0.0003 | 0.621 | 68.0 |
그 결과, 상기 표 10과 같이 스트렙토코커스 산구이니스 균에 대해 센텔라 아시아티카 추출물 0.001%[w/v]와 락토페린 0.001%[w/v]의 조합, SMCT 0.001%[w/v], 센텔라 아시아티카 추출물 0.001%[w/v]과 락토페린 0.001%[w/v]의 조합 및 센텔라 아시아티카 추출물 0.0005%[w/v]와 락토페린 0.0005%[w/v]의 조합에서 바이오필름 생성 억제율이 70% 이상으로 우수한 것으로 나타나, 시료 조합 처리가 시료 단독에 비해 우수한 바이오필름 생성 억제 효과를 나타냄을 확인하였다.
또한, 시료 단독이나 조합의 시료양 총합이 같은 조건에서 시료조합이 단독보다 시너지 효과가 있는지 비교하기 위해서 시료양이 0.001%[w/v]로 동일한 단독 성분과 0.0005%[w/v]씩의 두가지 조합으로 성분의 합이 0.001%[w/v]일 때의 억제율을 비교하였다. 그 결과, 시료 조합 처리가 시료 단독 처리에 비해 우수한 바이오필름 생성 억제 효과를 나타냄을 확인하였다.
실시예 8. 바이오필름 생성 억제 효능과 항균력 간의 상관관계 분석
상기 실시예 4 내지 7에서 확인된 각 시료 또는 이들의 조합에 따른 바이오필름 생성 억제 효과가 항균력에 의한 효과인지를 확인하기 위해, 최소생육 저해농도(minimum inhibitory concentration, MIC)를 측정하였다. SMCT, 락토페린, 센텔라 아시아티카 추출물을 1%[w/v] 농도부터 순차적으로 낮춰 스트렙토코커스 뮤탄스 및 스트렙토코커스 산구이니스에 대한 MIC를 측정하고 하기 표 11에 나타내었다.
| MIC test | S.mutans 최소생육저해농도 (O.D: 1.27, 500배 희석) |
S.sanguinis 최소생육저해농도 (O.D: 1.67, 100배희석) |
| SMCT | 1% 이상 | 0.5% |
| 락토페린 | 1% 이상 | 1% 이상 |
| 센텔라 아시아티카 추출물 | 0.5% | 0.5% |
그 결과, 상기 표 11과 같이 바이오필름 생성 억제 효과의 경우 0.01%[w/v] 농도에서도 확인되는 반면, 항균력의 경우에는 0.01%[w/v]보다 높은 농도에서 확인되지 않아, 바이오필름 생성 억제 효과와 항균력 간에는 상관관계가 없으며, 별개의 효과임을 확인하였다.
상기 실시예의 결과로부터 확인할 수 있듯, SMCT, 락토페린, 센텔라 아시아티카 추출물의 단독 또는 조합은 구강 유해균의 바이오필름 생성 억제 효과를 나타내는 바, 바이오필름 생성 억제 용도를 갖는 다양한 제품으로 제공될 수 있다.
이상의 설명으로부터, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (11)
- 소듐메틸코코일타우레이트(Sodium Methyl Cocoyl Taurate), 센텔라 아시아티카(Centella asiatica) 추출물, 락토페린 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는, 바이오필름 생성 억제용 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 조성물은 수크랄로스(sucralose), 자일리톨(xylitol), 스테비아(stevia), 프로폴리스(propolis) 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 추가로 포함하는 것인, 바이오필름 생성 억제용 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 조성물은 바이오필름 생성 미생물에 대한 살균 또는 생장 저해를 수반하지 않으면서, 바이오필름 생성을 억제하는 것인, 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 바이오필름은 스트렙토코커스(Streptococcus) 속 미생물로부터 생성되는 것인, 조성물.
- 제4항에 있어서, 상기 스트렙토코커스 속 미생물은 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans), 스트렙토코커스 산구이니스(Streptococcus sanguinis), 스트렙토코커스 소브리누스(Streptococcus soborinus), 스트렙토코커스 살리바리우스(Streptococcus salivarius), 스트렙토코커스 써모필러스(Streptococcus thermophilus), 스트렙토코커스 오랄리스(Streptococcus oralis) 및 스트렙토코커스 고르도니(Streptococcusgordonii)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것인, 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 조성물은 소듐메틸코코일타우레이트, 센텔라 아시아티카 추출물, 락토페린 및 이들의 조합을 조성물 전체 중량에 대해 0.0001%[w/v] 내지 10%[w/v]로 포함하는 것인, 조성물.
- 소듐메틸코코일타우레이트, 센텔라 아시아티카 추출물, 락토페린 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 조성물을 생물체 또는 비생물체의 표면에 처리하는 단계를 포함하는, 바이오필름 생성 억제 방법.
- 소듐메틸코코일타우레이트, 센텔라 아시아티카 추출물, 락토페린 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는, 바이오필름 생성 억제용 의약외품 조성물.
- 소듐메틸코코일타우레이트, 센텔라 아시아티카 추출물, 락토페린 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는, 바이오필름 생성 억제용 구강용 제품.
- 소듐메틸코코일타우레이트, 센텔라 아시아티카 추출물, 락토페린 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하고, 바이오필름 생성을 억제하는, 구강질환의 예방 또는 개선용 의약외품 조성물.
- 제10항에 있어서, 상기 구강질환은 구강내에 생성된 바이오필름에 의해 발병하는 것인, 의약외품 조성물.
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Non-Patent Citations (1)
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| 1. Yun, So-Mi, et al., Proceedings of the Korean Aquaculture Society Conference, PageStreptococcus91-92, 2006. |
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