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1. 서론
1.1. 연구 동기 및 목적
화학 시간에 산화-환원 반응에 대해 공부를 한 후, 산화 작용에 대해 알아보다가 산화를 억제하는 작용인 항산화 작용에 대해 알게 되었다. 동아리 시간에 활성산소의 산화 작용을 줄이는 항산화제에 대해 조사한 적이 있는데, 이를 나의 진로 분야인 한의학과 연관지어 한약재에서의 항산화작용에 대해 탐구해보고 싶어서 주제를 선정하였다.
1.2. 주제에 대한 개요
충치는 치아의 에나멜질에 발생하는 초기 손상으로, 산성 환경에서의 탈회와 재광화 과정을 통해 발생한다. 치태 내 뮤탄스균이 음식물 찌꺼기를 분해하여 젖산을 생산하고, 이 젖산이 에나멜질과 반응하여 칼슘이온과 인산이온이 용출되면서 탈회가 일어나게 된다. 반대로 침 성분과 불소 등의 재광화 유도 물질이 공급되면 에나멜질이 재광화되어 손상을 복구할 수 있다.
치약에는 이러한 탈회와 재광화 과정에 관여하는 화학성분들이 포함되어 있다. 연마제는 물리적으로 치면 세균막을 제거하고, 방부제는 박테리아와 곰팡이의 증식을 억제하며, 습윤제는 치약의 수분 함량을 유지하여 제형을 안정화한다. 특히 불소 치약의 경우 에나멜질 내 불소화합물 형성을 통해 산에 대한 저항성을 높여 재광화를 촉진한다.
한편 한약재 또한 다양한 이차대사산물을 함유하고 있어 강력한 항산화 작용을 나타낸다. 인삼의 ginsenoside, 감초의 glycyrrhizin, 천궁의 TMP, 은행잎의 quercetin 등이 활성산소를 직접 제거하거나 항산화 효소의 활성을 증가시켜 산화적 스트레스를 완화시키는 것으로 밝혀졌다. 이러한 한약재의 생화학적 항산화 기전에 대한 이해는 한의학에 대한 관심을 높이고 향후 활용 방안 마련에 기여할 것으로 기대된다.
2. 본론
2.1. 충치와 치약
2.1.1. 충치 발생의 화학적 기전
치아의 겉부분인 에나멜질(법랑질)의 97%는 하이드록시아파타이트(HAP) 기둥으로 이루어져 있고 그 사이에는 산과 이온들이 투과할 수 있는 공간이 있다. 이 안으로 산과 이온이 투과하여 탈회와 재광화가 번갈아가며 일어나게 된다. 이 공간에 산이 들어가 하이드록시아파타이트가 떨어져 나가게 되면 탈회(초기 충치)가 되고, 다시 칼슘이온이나 인 성분이 공급되면 그 공간이 메꿔지고 단단해지는 재광화가 일어나게 된다. 치태에 있는 뮤탄스균은 음식물찌꺼기를 먹고 소화해서 젖산을 분비하고, 이 젖산이 수산화인회석과 반응하면 칼슘이온이나 인산이온이 형성되어(탈회) 물에 쉽게 씻겨진다. 즉 에나멜의 표면이 닳고 구멍이 나면 그것이 충치로 발전되는 것이다.
2.1.2. 치약 속 화학성분들
2.1.2.1. 연마제
이의 표면은 에나멜이라 부르는 수산화인회석으로 이루어져 있다. 이를 닦는다는 것은 단단한 수산화 인회석의 표면을 연마제로 문질러서 음식물 찌꺼기와 치태, 치석을 제거하는 일을 말한다. 고체인 에나멜과 고체인 연마제가 서로 물리적 마찰이 일어나면 무른 고체는 마모가 되기 때문에 에나멜과 연마제의 상대적인 단단한 정도를 나타내는 모스경도는 중요하다. 수산화 인회석의 모스경도는 약 5인데, 치약연마제로...
