불소의 충치 예방효과 비밀 밝혀져

[글로벌이코노믹=강은희 기자] 불소 함유 구강 위생용품을 사용했을 때 충치 예방 효과를 얻을 수 있는 이유가 독일 과학자에 의해 밝혀져 관심을 모은다.

5일 한국과학기술정보연구원에 따르면 칫솔질을 잘 하고 불소가 함유된 구강 위생용품을 사용하면 충치 예방에 도움이 된다는 사실은 잘 알려진 상식이다. 하지만 불소 함유 구강 위생용품을 사용하면 왜 충치가 예방되는지 그 이유는 아직 확실하게 규명되지 않았었다.

독일 자르대학 카린 야콥스 교수는 사람의 치아와 유사한 화학적 조성의 인공 하이드로아파타이트(hydroxyapatite; HAP) 디스크를 이용한 실험을 통해 불소가 미생물의 치아 점착성을 크게 낮추는 역할을 한다는 사실을 밝혀냈다. 구강위생용품 속에 함유된 불소는 치아의 에나멜과 결합해 치아를 더 단단하게 만든다고 알려져 있다.

단음식을 많이 먹으면 충치가 생기기 쉬운데, 입 속에 사는 박테리아가 단음식에 포함돼 있는 당(sugar)을 분해해 산(acid)을 만들어낸다. 이 산은 치아의 에나멜층을 부식시킨다. 박테리아의 공격은 계속되는데, 이를 방어하지 못하면 당연히 충치가 생긴다. 부지런히 칫솔질을 하고 불소함유 치약 같은 구강위생용품을 꾸준히 사용하는 것만이 유일한 예방법이다. 불소는 치아 에나멜층을 구성하는 하이드로아파타이트와 결합해 하이드로아파타이트의 불소 유도체인 플루오르아파타이트(fluorapatite; FAP) 막을 형성한다. 플루오르아파타이트는 하이드로아파타이트 보다 산에 대한 용해도가 더 낮다. 즉, 이는 플루오르아파타이트가 하이드로아파타이트보다 산에 더 강해서 박테리아의 공격에 잘 견딘다는 의미다.
하지만 야콥스 교수는 몇 년 전 불소가 치아 에나멜 층을 깊이 침투하지 못한다는 사실을 입증한 바 있다. 불소로 인해 치아 에나멜 층에 생긴 보호막은 매우 얇고 약하다는 것이 야콥스 교수의 주장이다. 야콥스 교수의 주장대로라면 불소가 박테리아의 공격을 방어할 만큼 충분한 치아보호 효과를 내긴 어렵다.

물리학자인 야콥스 교수는 훔부르크대학병원 미생물학자의 도움을 받아 플루오르아파타이트 표면과 박테리아 사이에 어떤 상호작용이 있는지 조사했다. 이 실험을 위해 연구진은 치아 에나멜 층과 조성이 거의 같은 하이드로아파타이트 디스크를 제작했다. 하이드로아파타이트 디스크를 별도로 제작한 이유는 고해상도 분석법을 사용하기에 천연 치아보다 디스크가 더 적합하기 때문이다.

연구진은 디스크에 대한 박테리아의 부착력을 원자 힘 현미경을 이용해 측정했다. 점착력 측정에는 다양한 박테리아가 사용됐다. 이 중에는 스트렙토코쿠스 무탄스, 스트렙토콕쿠스 오랄리스 같은 대표적인 충치균도 포함돼 있다. 불소로 처리한 디스크 표면에 대한 박테리아의 점착력은 처리하지 않은 디스크 표면에 대한 점착력과 비교해 절반 수준으로 확인됐다.

불소의 효과가 실제 천연 치아 표면에서도 동일하게 나타날지는 아직 확실히 알 수 없다. 하지만 치아 메움제나 치아 임플란트의 성능을 획기적으로 개선하는데 유용하게 활용될 수 있을 것이라는 게 연구진의 설명이다.

이번 연구성과는 미국화학회에서 발행하는 랭뮤어 저널 온라인 속보판에 게재됐다.