건치를 만드는 치약의 조건
치약은 ‘히포크라테스(Hippocrates)’가 돌가루를 사용하여 치아를 닦는 시범을 보인 것이 효시였다. 치아에 박테리아가 있다는 사실은 1683년에 발견되었고, ‘플라크(plaque)’라 불리는 치아 주변에 생기는 얇은 막 1g에는 천억 마리의 박테리아가 살고 있다. 이 막은 당(糖), 지방, 그리고 단백질로 구성되어 있다. 치아를 닦자마자 치아는 침에 의해서 ‘펠리클(pellicle)’이라 불리는 막으로 코팅되어진다. ‘펠리클’은 박테리아에 의해 점령당하고 박테리아는 ‘플라크’라 불리는 끈적거리는 물질을 배출하며 그 속에서 서식한다. 박테리아는 ‘플라크’에서 당을 유기산으로 발효시키고 유기산은 치아의 ‘에나멜(enamel)’을 손상시켜 구멍(충치)이 나게 한다. ‘플라크’가 잇몸 위에 자라면 잇몸이 붓고 치아가 흔들리는 ‘치주병’이 생길 수 있다. 양치질에서 치약은 음식찌꺼기, ‘플라크’, ‘펠리클’ 그리고 ‘치석’을 차례로 제거시킬 수 있다. 이는 치약 속에 함유된 연마제의 연마작용에 의해 이루어진다. 연마작용을 위해 치약의 경도가 매우 중요하며 ‘모의 등급(Moh's scale)’으로 측정된다. 치아 에나멜은 매우 단단하며 경도가 5.5~7사이이나 치근부근은 경도가 낮아 3.5~5 정도이므로 치근이 노출되면 쉽게 닳는다. 그러므로 치약의 경도는 최대 5.5이하이어야 하며, 이것은 간단히 시험할 수 있다.
유리의 경도가 5.5이므로 치약으로 유리를 문질렀을 때 유리에 흠집이 나지 않는 치약을 사용해야 한다. 따라서 치약은 이 연마제를 ‘글리세린’, ‘소르비톨’ 또는 ‘프로필렌글리콜’ 등과 같은 다가 알코홀에 분산시키고, 여기에 충치예방, 치주염예방, 앤티플라크, 치은염 예방, 등 다양한 기능성의 성분을 첨가하여 만든다. 충치예방을 위해 '불화인산나트륨', '플르오르화나트륨'과 '플루오르화암모늄' 등, 충치예방에 효과적인 ‘플루오르화 이온(F-)’을 제공하는 물질을 첨가한다. 이는 ‘플루오르화 이온’ 성분이 치아의 구성 물질인 ‘Ca10(PO4)6(OH)2’의 ‘OH-’이온을 대체하여 치아성분을 ‘Ca10(PO4)6F2’로 변환시키기 때문이다. 그 외에도 치약은 여러 가지 조건을 갖추어야 한다. 설탕이나 쉽게 발효되어 질 수 있는 탄수화물을 사용할 수 없다. pH범위는 4.2~10.5이어야 하며, 45oC에서는 28일간 보관 하였을 때, 가스방출, 층 분리 및 발효가 일어나서는 안 된다. 치약 사용 시 거품이 생기도록 소량의 음이온성 세제를 첨가한다. 그러므로 양치질 할 땐 충분한 물로서 여러 번 세척해야 함을 잊지 말라. 혼합과정은 공기방울을 없애고 일관성을 높이기 위해서 진공상태에서 한다. 치약 속에 공기방울이 존재하면 향성분과 반응하여 원하지 않은 냄새가 나게 될 수 있다. 오늘날 치약 용기 재질은 대부분 플라스틱이나 예전에 금속튜브를 사용하였다. 초기에는 납을 사용하다가 알루미늄으로 대체 되었다. 알루미늄은 치약 성분 중 염기성 물질인 탄산칼슘과 반응하여 수소가스를 방출하므로 치약이 들어있는 튜브가 폭발할 수 있었다. 하얀 치아가 드러나 보이는 환한 미소, 건강한 치아를 가졌을 때 가능하다.
이철태(화학공) 교수
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