Photocatalytic antifungal activity against Candida albicans by TiO₂coated acrylic resin denture base

Abstract

본 연구에서는, 의치의 세척 및 소독법으로서 TiO₂를 코팅한 의치상 레진 표면의 광촉매적 산화작용을 제안하였다. 물과 산소가 존재할 때, 높은 반응성을 지닌 OH-라디칼이 TiO₂ 광촉매와 자외선 A (UVA) 로부터 발생되며, 이 라디칼들이 세균을 파괴하고, 전 면적에 걸친 항 진균 작용을 가능케한다. 시편은 열중합형 의치상 레진 (Vertex RS; Dentimex, Netherlands) 을 이용하여 제조사의 지시에 따라 통상적인 방법으로 온성하였다. Ti-alkoxide를 전구체로 상온에서 코팅 가능한 TiO₂ 광촉매 졸 (LT)을 제조하고 XRD패턴, TEM사진, 질소 흡착 실험을 통해 상용 TiO₂ 광촉매인 P-25 (Degussa, Germany)와 특성을 비교하였다. 제조한 TiO₂ 광촉매 졸(LT)을 바인더와 혼합한 후 딥코터를 이용하여 의치상 레진 시편에 코팅하고, 코팅하지 않은 시편은 대조군으로 분류하였다. 완성된 시편은 XRD를 사용하여 TiO₂의 결정화도를 검사하였으며 FE-SEM/EDS를 통해 입자크기 및 모양을 확인하고 화학적 성분을 분석하였다. 시편의 광촉매 활성 정도는 접촉각 측정과 메틸렌블루 분해 반응을 통해 조사하였으며, 끝으로 항진균 활성도를 실험하였다. 초기 농도 10^(5)cells/㎖의 Candida albicans KCTC 7629를 실험군과 대조군 시편 위에 1㎖ 씩 떨어뜨린 후, 10W의 최대출력을 가진 352㎚ 파장의 UVA 광원 (Blacklight Blue; Sankyo Denki, Japan) 두 개를 15㎝ 상방에서 조사하였다. 120분 동안 10분 간격으로 2㎕씩 채취하여 적당히 희석한 후 영양 한천 배지(Bacto^(TM) Brain Heart Infusion; BD, USA)에 도말하였다. UVA-광촉매 반응 후 살아남은 균체는 24시간 동안 37℃에서 배양 후 계수하였다. LT 광촉매와 상용 P-25의 특성을 비교한 결과, LT가 보다 높은 광촉매 활성을 가진 것으로 나타났다. LT 광촉매로 코팅한 실험군 시편에서, 코팅면은 anatase 결정형을 보이고, 20㎚ 이하의 입자 크기와 넓은 비표면적을 나타냈다. 시편의 광촉매 활성을 메틸렌 블루 분해 반응으로 조사한 결과 2시간 후 약 5%의 분해율을 보였다. 접촉각은 평균 20˚이하로, 친수성을 지님을 알 수 있었다. Candida albicans에 대한 항진균 실험 결과, UVA 광원 조사 후 30분 이내에 0%의 생존율을 나타냈다. 이상의 결과에서, UVA-광촉매 반응을 이용하여 의치 표면에 존재하는 Candida albicans에 대한 항진균 작용이 가능함을 확인하였으며, 임상에서 활용할 수 있으리라 사료된다.