셀룰로오스의 항균 및 기계적 평가

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 13428(2023) 이 기사 인용

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교정 치료 중 구강 내 생물막 형성을 조절하는 것은 매우 중요합니다. 따라서 눈에 보이지 않는 치과 장치의 항균 표면은 치료사와 환자 모두의 관심을 끌고 있습니다. 여기에서는 항균 및 항진균 특성을 지닌 에센셜 오일(EO)을 담을 수 있는 보이지 않는 교정기에 사용되는 셀룰로오스 기반 열성형 재료를 제시합니다. 우리는 이 물질이 EO를 흡수하고 방출하여 치과 투명 교정기에 필요한 안전성과 기계적 특성을 손상시키지 않으면서 항균 효과를 제공할 수 있다고 가정합니다. 기존 미생물학 및 등온 미세열량계 분석에 따르면 에센셜 오일이 포함된 열성형 물질은 정적 조건(p < 0.05) 및 타액 흐름을 시뮬레이션하는 동안(p < 0.05) 구강 연쇄상 구균(S. mutans 및 S. mitis)의 생물막 형성을 크게 지연시키는 것으로 나타났습니다. . 또한, 세포 독성 테스트(ISO 10993-5)에서는 로드된 재료가 인간 치은 섬유아세포에 의해 잘 견디는 것으로 나타났습니다. 마지막으로, 항균제를 첨가해도 재료의 기계적 특성과 안정성(초기 힘(p = 0.916), 초기 응력(p = 0.465))이 크게 변경되지 않았습니다. 표준 투명 얼라이너 재료와 비교하여 이 재료는 교정 치료를 위한 힘의 안정적인 전달을 제공합니다. 더욱이, 이 접근 방식은 여러 화합물에 대한 경구 약물 전달 플랫폼 역할을 할 수 있는 잠재력을 보여줍니다.

구강 건강은 당연한 것으로 여겨지는 경우가 많지만, 구강 염증은 여전히 ​​흔하며 심장병, 당뇨병, 알츠하이머병과 같은 신경 장애를 포함한 다른 질병으로 이어질 수 있습니다1,2. 좋은 구강 건강은 전반적인 건강과 관련이 있으며 심지어 코로나193과 같은 심각한 바이러스 감염 위험 감소와도 연결될 수 있습니다. 충치 치료, 치은 염증 또는 임플란트 주위 질환에 대한 전 세계적으로 증가하는 비용은 가계와 보험에 엄청난 재정적 부담을 안겨줍니다4. 또한, 치아교정 치료가 늘어나면서 구강관리의 중요성도 더욱 커지고 있습니다. 결과적으로, 현재 구강 관리 커뮤니티에서 교정용 브라켓, 임플란트 또는 보이지 않는 치과 장치와 같은 장치의 항균 표면에 대한 관심이 높아지고 있습니다. 최근 한 연구에 따르면 6개월 후 투명 얼라이너 환자의 10%, 가철성 포지셔너 환자의 13.3%가 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans)에 의한 얼라이너 집락화로 인해 우식이 발생할 위험이 있는 것으로 나타났습니다. 이 비율은 고정식 다중 브래킷 장치를 사용하는 환자의 경우 약 40%로 증가했습니다. 따라서, 항균 치과 재료는 환자에게 특히 유익할 것입니다5.

이러한 항균 물질을 얻으려면 에센셜 오일(EO)이 특히 유용할 수 있습니다. EO는 식물에서 추출된 액체 및 휘발성 물질입니다. 이러한 구성 요소 중 다수는 소수성으로 인해 박테리아의 세포막과 상호 작용하여 세포의 투과성을 높이고 잠재적으로 세포 사멸을 초래합니다. EO는 항진균성, 항균성, 항바이러스성 및 살충 특성을 갖는 것으로 입증되었습니다6,7,8,9. 또한 EO는 낮은 수준의 항균 저항성과 광범위한 항균 활성을 보여줍니다10,11. 에센셜 오일 중 계피는 항산화, 항염증, 항당뇨병, 항균, 항종양 및 지질 저하 특성으로 인해 중요한 역할을 합니다. 계피 오일의 주요 생리활성 분자는 신남알데히드이며, 이는 FDA(21 CFR182.6)8에 의해 안전하고 무독성인 것으로 인정되었습니다. 치과 응용과 관련하여 신남알데히드는 섬유아세포 세포에 대해 낮은 세포독성을 나타냈으며 계피 오일이나 신남알데히드는 구강 내 알레르기 항원으로 간주되지 않습니다. 왜냐하면 알레르기성 접촉 피부염이 드물게 보고되었기 때문입니다. 따라서 계피 오일과 신남알데히드가 추가로 항균 효과를 나타내는 다양한 종류의 치약의 향료로 자주 사용됩니다. Cinnamaldehyde는 감기 통증 역치에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났습니다. 그러나 기계적 통증 역치를 낮추는 것으로 입증되었습니다15. 신남알데히드와 계피 오일은 초기 식민자와 우식을 유발하는 박테리아인 S. mutans12,13,16,17,18, 치주 질환을 일으키는 Porphyromonas gingivalis19 및 잠재적으로 치아로 인한 구내염을 유발할 수 있는 Candida 종에 대해 효과적입니다20,21. 더욱이, 구강 청결제에 함유된 계피 추출물은 치태 및 치은 점수의 감소를 보여주었습니다22. 마지막으로, 계피 오일과 신남알데히드는 유제놀 및 유기산과 같은 다른 항균제와 좋은 상용성을 가지므로 추가적인 또는 시너지적인 항균 효과를 나타냅니다23,24.