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서론
경구 착색은 다양한 연령대에서 잇몸, 점막, 경구개, 혀 등에서 나타나는 것으로 보고되고 있다. 잇몸착색은 질환이라기 보다는 심미적 장애에 가깝다.1 멜라닌은 갈색색소로 가장 보편적인 천연색소이며 잇몸의 내인성 색소침착으로 잘 알려져 있다. 잇몸은 구강점막에서 착색이 가장 두드러지게 보이는 부분이다.
기존 치은미백(gum bleaching)은 외과용 메스를 이용하여 수술적 기법을 이용한 착색 박리술(the surgical removal of undesirable pigmentation using scalpels),2 Co2 레이저를 이용한 치료법,3 980 nm 파장 다이오드 수술용 레이저를 이용한 치료법(A semiconductor diode surgical laser unit of wavelength 980 nm),4 Erbium, Chromium Doped Yttrium Scandium Gallium Garnet (Er-Cr:YSGG) 레이저 치료술,5,6 630 nm 다이오드 레이저를 이용한 레이저 치료술(Laser therapy was don for gingival part by diode laser 630 nm), 808 nm 파장 연조직 다이오드 수술용 레이저(A soft tissue diode surgical laser unit wavelength 808 nm) 등7을 이용한 치료법이 존재한다. 하지만 모든 치료법이 박피술을 이용한 시술로서 환자의 통증이 유발되고 회복까지의 기간이 길며 수술적 부작용이 동반 될 수도 있다는 위험성을 내재하고 있다.
이에 우리는 비손 365 nm LED 레이저를 이용하여 출력전력과 온도 측정을 통한 안전성을 실험하고, 비글의 구강점막 착색부위에 박피술 없이 레이저를 조사하여 멜라닌 색소 감소를 통한 탈색화 효과를 확인하였다.
연구 재료 및 방법
1. 레이저 출력전력 및 온도 측정 실험
돼지고기의 표면에 비손 365nm LED 레이저를 3, 7.5, 15 조건으로 조사 시 laser power meter and laser energy meters (gentec, Quebec, Canada)를 이용하여 출력전력을 측정하고, 200-channel expandable temperature measurement logger (ZR-RX45, OMRON corporation, Kyoto, Japan)를 이용하여 온도를 측정한다.
2. 동물실험
생후 350 - 400일, 체중 15 - 20 kg의 비글견 수컷 4마리(15 - 20 kg, Orient Bio, Seongnam, Korea)를 실험 대상으로 선정하였으며, 한 마리당 두 부위의 구강내 점막 착색을 실험 대상으로 선정하였다. 비손 365 nm LED 레이저 조사 전, 체중당 10 mg의 케타민(Zoletil 50, Virbac, Carros, France)과 체중당 0.2 mg의 자일렌 (Rompen, Bayer Korea, Seoul, Korea)을 정맥 주사하여 마취상태 유지 후 실험 진행을 하였다. 비글의 구강점막 멜라닌 착색부위에 비손 365 nm LED 레이저를 조사하며 실험 그룹은 1) Control, 2) 1주 15분간 1회 조사, 3) 1주 15분간 2회 조사, 4) 2주 15분간 1회 조사, 5) 2주 15분간 2회 조사로 진행하였다. 각 실험 후 염화칼륨을 정맥 주사하여 심정지를 확인한 후, 레이저 조사부위를 채취하였다.
결과
1. 레이저 조사 시 출력전력 및 온도 변화
2. 비글 구강내 점막에 레이저 조사 후 착색 관찰
레이저를 조사하지 않은 비글 점막과 실험군 간의 멜라닌 착색을 H/E 염색을 통해 관찰 한 결과, 레이저를 조사한 군과 Control 군간의 비교에서 멜라닌 착색의 수가 적게 나타나는 것을 관찰하였다(Fig. 2). H/E 염색으로 관찰한 멜라닌착색을 계수 측정한 결과 레이저 조사 후 1주 뒤 1회 레이저 조사 보다 2회 레이저 조사 시 멜라닌 착색이 줄어드는 것으로 나타났다(Fig. 3A). 레이저 조사 후 2주 뒤 1회 레이저 조사와 2회 레이저 조사를 비교 관찰한 결과, 레이저를 2회 조사 시 멜라닌 착색이 1회 레이저 조사 보다 더 줄어드는 것을 관찰하였다 (Fig. 3B). 레이저 횟수간의 비교 관찰한 결과 1회 레이저 조사한 실험군은 2주차 실험 그룹이 1주차 실험 그룹 보다 멜라닌 착색이 더 줄어 드는 것을 관찰 할 수 있었다(Fig. 3C). 그러나 2회 레이저 조사한 실험군 간의 비교에서는 1주와 2주 실험그룹간에 통계적인 차이점을 확인 할 수 없었다(Fig. 3D).
Fig. 2
Melanin pigment H/E staining. (A, D) 1 weeks and 2 weeks control groups. (B, E) It was melanin pigment that stained H/E in 1 weeks 1-time and 2 weeks 1-time irradiation. (C, F) It was melanin pigment that stained H/E in 1 weeks 2-time and 2 weeks 2-time irradiation.
Fig. 3
Melanin pigment counting statistical analysis. (A) Comparison of 1 weeks 1-time irradiation and 1 weeks 2-time (*, **P < 0.05). (B) Comparison of 2 weeks 1-time irradiation and 2 weeks 2-time (* P < 0.05). (C) Comparison of 1 weeks 1-time irradiation and 2 weeks 1-time irradiation (*, ** P < 0.05). (D) Comparison of 1 weeks 2-time irradiation and 2 weeks 2-time irradiation (* P < 0.01 and ** P < 0.05).
고찰
임상에서 레이저를 이용하여 잇몸의 멜라닌 착색을 제거하는 방법은 이전의 다양한 사례를 통해 보고되어 왔다. 이러한 방법들은 대부분 구강 수술, 구강 병리학, 또는 치주병리학을 기반으로 수술하였다. 또한 풍부한 수술적 경험을 기반으로 적은 출혈과 특별한 수술 기법, 그리고 레이저를 이용하여 잇몸 점막에 멜라닌 착색이 착색된 부위를 박리하여 미백 효과를 얻었다.6 그러나 이러한 방법은 시술자의 경험에 의지되며 시술 후 환자의 통증 및 감염의 우려 유발될 수 있다. 우리는 실험 진행을 위해 기존의 고출력 다이오드 레이저가2-7 아닌 저출력 LED를 이용한 레이저를 사용하였다.
Yousuf et al.은 Semiconductor Diode Laser를 이용하여 비글 잇몸의 멜라닌 착색을 탈색소 하였다.1 그러나 앞서 밝혔듯이 수술적인 치료법이 아닌 멜라닌 착색의 탈색소화 실험 및 문헌이 없어 우리 실험에서는 비글의 구강내 점막의 멜라닌 착색에 박피술 없이 비손 365 nm LED 레이저를 이용하여 탈색화 효과를 실험하였다.
비손 365 nm LED 레이저 출력전력의 기대출력은 실험을 통해 105 - 110 mW로 설정하였다(Fig. 1A, 1B). 기기의 조사거리 7.5에서 평균 105.5 mW의 출력전력을 확인하였으며(Fig. 1B), 이를 기반으로 15분 간의 온도 측정에서 22 ± 0.9°C의 온도 변화 폭을 관찰하였다(Fig. 1D). 다음 H/E 염색을 통해 비글 구강내 점막의 멜라닌 착색을 관찰하였으며(Fig. 2), 이것을 계수측정 한 결과 비손 365 nm LED 레이저 조사 후에 멜라닌 착색이 줄어드는 것을 관찰하였다. 각 실험 주차에서 1회 조사와 2회 조사 시 멜라닌 착색 양을 계측한 결과 2회 조사 시 멜라닌 착색이 더 많이 줄어 드는 것을 확인하였다(Fig. 3A, 3B). 주 차간의 비교 분석에서도 1주 보다 2주차에 조사한 실험군에서 많은 멜라닌 착색 감소를 확인하였다(Fig. 3C).
이것은 기존의 다양한 파장과 종류의 다이오드 레이저 및 다양한 기술의 수술 처치에서 보였던 탈색화 효과를 박피술 없이 비손 365 nm LED 레이저를 이용하여 동물 실험에서 유사한 수준의 탈색화 효과를 관찰하였다. 이것은 비손 365 nm LED 레이저가 기존 수술적 기술 및 다이오드 레이저를 이용한 박피술을 이용한 탈색화 효과를 대처 할 수 있을 것이라고 사료 된다. 다만 비손 365 nm LED 레이저를 임상에 적용하기 까지는 조금 더 다양한 방법의 안정성 및 추가 실험을 통해 확보 해야 할 것이라고 판단 된다.
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