+++예방치과학_2.치태, 치석 및 기타 치아침착물_김백일

치태, 치석 및 기타 치아 침착물

• 획득피막, 치태, 치석, 착색 유발 흐름을 파악하는 것이 중요
• 회색 글씨는 수업 내용이나 족보에 없거나 내용 이해에 도움이 될 만한 내용

서론

• 맹출 후 치아 피막을 설명할 수 있어야 함
• 획득 피막(Dental pellicle)에 대한 설명이 필요
• 획득피막의 화학적 구성 및 구강 건강에 이로운 점과 해로운 점을 알아야 함
• 치태(biofilm)의 정의를 설명할 수 있어야 함
• 치태의 주요 성분을 설명할 수 있어야 함
• 치석(굳은 것)의 특징에 대한 설명이 필요

우식증 발생 메커니즘

• 구강 내 세균(예방: 치면 세균막 관리)
• 숙주(예방: 치질 강화)
• 기질(예방: 당질 섭취 통제)
• 시간(예방: 3요인의 접촉 시간 관리)
• 네 가지 요소가 중첩되는 부분에서 치아우식증이 발생
• 네 가지 요소가 중첩되지 않도록 외곽으로 끌어당기는 것이 예방치과
• 치면세균막 관리: 기계적 제거, 항균제 이용, 효소제 이용, 효소저해제 이용, 우식증 백신 등이 있음
• 우식증 백신은 S. mutans 균을 표적으로 개발되었으나 심장 판막에 부착되어 상용화에 실패함
• 치질강화 : 불소이용, 열구전색(치아의 홈을 메우는 것)
• 당질 섭취 통제: 설탕 섭취 억제, 대용감미료 섭취
• 3요인의 접촉시간 관리 : 타액분비촉진, 식후와 취침 전 이 닦기, 음식 섭취법 연구

예방치과의 5 Actions

• 물리적 치태 조절
• 화학적 치태 조절
• Sugar discipline
• Pit and fissure sealant
• Oral Health Education
• 예방치과의 경우 물리적, 화학적 치태 조절에 집중
• 100% 제거하는 것이 아니라, 적당한 수가 되도록 조절

치아 주변 환경의 결정 요소

• 타액
• 치아 coating과 integuments

타액

• 구강 건조를 유발하고, 미각을 느끼기 어렵게 만들며, 음식 섭취를 어렵게 만듦
• 세균이 치아에 부착되기 위한 전구 조건
• 칼슘, 인 같은 광물이 과포화 상태로 존재하지만 타액 성분으로 인해 액체 상태 유지

치아 coating과 integuments

• 외피 역할
• 올해의 경우 타액이 먼저 치아나 구강 내 모든 조직을 감쌈

치아우식증과 치주질환

• 치태 관련 질환
• 치태에 존재하는 세균 중 일부는 치아우식증 및 치주질환과 관련
• 치아부착물의 일련의 진행과정에 대한 이해가 중요

치아부착물의 진행과정

• 획득피막(Acquired pellicle) → 치태 → 치석
• 타액에서 유래한 획득피막이 붙고, 그 위에 세균이 붙는 치태 형성 단계 다음 기계적, 화학적인 방법으로 제거되지 않으면 타액 내 인과 같은 광물질이 추가로 침착하여 돌처럼 굳는 치석의 단계로 진행
• 타액에서 유래한 획득피막이 붙고, 그 위에 박테리아가 침착된 치태, 그것이 돌처럼 굳은 치석의 순서로 진행

치아피막(dental integuments)의 분류

• 형성 시기에 따라 Pre-eruptive deposits(맹출 전)과 Post-eruptive deposits(맹출 후)로 분류
• 우식증의 원인이 되는 것은 Post-eruptive deposits
• Pre-eruptive deposits(맹출 전): 발생학적인 과정에서 치아를 싸는 막 (ex) primary enamel cuticle, reduced enamel epithelium
• Post-eruptive deposits(맹출 후): 맹출 후 형성되는 피막 ex) 획득피막(타액에서 유래), 치태(세균에서 유래), 치석(Dental calculus), 기타 표면 착색 물질

획득피막(Dental pellicle, Acquired pellicle)

• 사전적 정의: Film 또는 thin skin
• 맹출 된 치아를 감싸고 있는 타액으로부터 유래된 얇은 막, 타액의 당단백질로 구성
• 타액으로부터 생성된 무균층(bacterial free layer)로 치태나 세균이 없어도 생성
• 원칙적으로는 타액에 박테리아가 없는데, 구강 내 많은 세균과 타액이 섞이며 세균이 생김

획득피막의 일반 특성

• Acellular(세포가 없음)
• Structureless(무정형)
• Homogeneous(동질성)
• Organic(유기성-당단백으로 구성됨)

획득피막의 임상적 특성

• 칫솔질만으로는 완전히 제거되지 않음 – 타액으로 인해 항상 젖어있기 때문
• 치아의 모든 조직과 충전물, 보철물 및 연조직 표면에도 생김
• 연마제가 함유되지 않은 치약(국내는 아니고 간혹 해외 제품)을 사용하는 경우 획득피막을 제거하지 못해서 갈색으로 착색
• 치태나 세균이 없어도 생김 (타액에서 유래, 타액만 있으면 저절로 생성됨)
• 애나멜과 박테리아 사이에 형성

획득피막의 화학적 구성 요소

• 타액 내 당단백질(glycoprotein)
• Glutamic acid, 아미노산, 다양한 탄수화물
• 항균 물질/면역 물질인 타액단백질(salivary proteins) ex) lysozyme, Amylase, Immunoglobulins

획득피막의 임상적 중요성

• 유해한 측면 – 치아 표면의 착색으로 인한 심미적 문제, Plaque의 precursor 로 작용(반드시 획득피막이 있어야 세균이 붙을 수 있음)
• 유익한 측면 – Acid-diffusion의 barrier로 작용, Healing and repairing 작용, Aggregation of organism, Surface wear 방지, Bacterial detachment
• 치아마모를 방지

치태 (=Dental plaque =Dental Biofilm=치면세균막)

• 자연계에는 바이오 필름이 여러 가지 형태로 존재
• 바이오 필름은 단단한 표면에 세균들이 집락을 이룬 복합체(community)를 지칭
• 바이오 필름이 형성되기 위해서는 단단한 표면과 수분이 반드시 필요
• 미생물들이 바이오 필름을 형성하는 이유는 숙주의 방어기전들이나 항생제 및 미생물에 해로운 환경으로부터 스스로를 보호하기 위해서

바이오필름의 존재

• 물, 수도관, 바다속 뜨거운 물이 나오는 열구, 사람 몸 등에 존재
• 도관(catheter), 콘택트 렌즈(contact lens)등에도 존재 (의학적으로 중요함)
• 특히 습기와 딱딱한 표면이 있으면 잘 형성

치태(Dental plaque)의 정의

• 최근에는 치태를 바이오필름의 관점에서 연구
• 바이오필름 내의 세균들은 주위 환경 및 다른 세균들과의 상호 작용에 의해 부유세균(planktonic cell)과는 전혀 다른 양상

바이오 필름의 저항성

• 부유 세균이 단단한 표면에 부착 -> 계속해서 층 생성 -> 외곽의 세균의 형태 변화(외부의 공격을 잘 막을 수 있는 형태로) 즉 내성 생성
• Mutation도 잘 일어나서 환경에 잘 적응 -> 항생제가 들어오면 항생제가 원하는 타겟 형태를 이루지 않음
• 치아 표면에 생긴 박테리아의 백신을 만들기는 어려움

바이오필름의 모식도

• 전자 현미경 발명 초창기에 Biofilm을 냉동시켜 죽인 채 전자 현미경으로 관측한 단면 사진
• 공초점 주사 전자 현미경(CLSM)이 2000년대에 등장
• 입체적인 구조
• 내부에 수많은 Open channel(Fluid channel)이 존재 -> Channel을 통해 산소/영양분이 심부의 Biofilm으로 들어가고, Biofilm의 노폐물이 배출
• 가장 외곽에 Protective Matrix가 존재 -> 항균 물질에 저항하여 보호막을 형성

바이오필름의 형성과 성장

• Quorum sensing(정족수 조절)
• 자체가 Barrier를 열고 다른 곳으로 이주
• 정족수 조절에 관여하는 화학 물질을 차단 -> Biofilm을 선택적으로 조절

세균 부착에 관여하는 분자생물학적 기전

• 소수성 결합 (hydrophobic interaction)
• 칼슘 연결 (calcium bridging)
• 세포 외 다당류 (extracellular polysaccharide)
• 부착소에 의한 표면 부착 (surface appendage)

치태의 발달과 형성

• 치태의 발달과 형성은 끊임없이 연속적으로 일어나는 과정
• 처음에는 주로 Streptococcus(연쇄상구균) 균종 일부가 획득 피막에 부착됨
• 초기에 부착된 미생물에 이차적인 다른 미생물들이(Lactobacilli등) 부착됨
• 여러 층을 이루며 세균이 부착

F. nucleatum(Fusobacterium nucleatum)

• 혐기성 세균이 사다리처럼 붙음
• early colonizer에서 late colonizer로 넘어가는 F.nucleatum의 특징
• 구강 질환을 일으킬 뿐 아니라 대장에 존재하면 대장암을 유발

설탕 섭취의 영향

• 설탕 섭취는 세균 부착 방법 중 3번째 방법 (세포 외 다당류)로 치태 형성을 유발
• 식이 섭취 양상에 따라 polysaccharides의 특성이 달라짐

치태 기질의 구성

• Water : 치태 순수 중량의 약 80%가 수분
• Proteins : 주로 타액의 glycoprotein으로 부터 생김
• Polysaccharide : 주로 extracellular bacterial products (미생물이 분비한 대사 산물)

세포외 다당류 역할

• 식이는 접착제 역할을 해서 중요
• 식이 섭취 양상에 따라 polysaccharides의 특성이 달라짐
• Glucans(=대표적 세포 외 다당류)은 치태 기질의 중요한 물질

치태의 pH

• 타액의 PH가 5.5이하로 내려가면 법랑질이 용해
• 설탕을 많이 섭취할수록 치아 우식증의 발병 확률이 높아진다

치석 (Dental Calculus)

• 일부 치태의 경우 치태가 성숙되는 마지막 단계에서 치태 깊은 부위에서 석회화가 진행되어 치석으로 발전
• 치석 자체는 해롭지 않으나, 치석 외부 층에는 활동성 높은 세균이 있어 치주 질환 발생 가능성이 높음
• 치석은 칫솔질 or 치실로 제거 안됨, 치과 전문적 기구를 이용해 제거해야 함

치은연상 치석과 치은연하 치석의 비교

• 치은연상 치석 – 치은변연 상부(잇몸line 위)에 위치, 육안 관찰 가능, 진흙 같은 정도-경도가 약함, 기구로 제거가 쉬움, 백색에서 회백색, 다액기원.
• 치은연하 치석 – 치주낭 내(잇몸line 아래)에 위치, 육안으로는 보이지 않음, 부싯돌같이 단단함, 기구로도 제거가 쉽지 않음, 암갈색, 치은열구 삼출액 기원.

치석 형성을 억제

• 치아 내에 아연 등의 금속이온 or 피로인산염 등을 함유-> 치석의 결정화 속도를 늦추거나 방해

치아 착색(Dental Stains)

• 내인성 착색 - 치아구조 내부 내 내인성 착색(intrinsic stain)의 발생 원인 (맹출 전)(Tetracycline 사용으로 인한 착색, 불소증 등)
• 외인성 착색 - 외인성 착색(extrinsic stain) 발생 원인 (맹출 후)(착색된 피막(stained pellicle), 담배 등)