치면착색제는 1912년 Skinner의 연구에 처음 보고된 이후, 다양한 성분과 형태로 발전해 왔다. 초기에는 요오드 용액, 머큐로크롬 용액, 비스마르크 브라운 염료 등이 사용되었으며, 이후 에리스로신(Erythrosin), 패스트 그린(Fast Green), 형광염료(Fluorescein) 등 식용 및 의료용 색소가 개발되었다[1,2]. 특히 1963년 Arnim이 제안한 에리스로신(FD&C Red No.3)을 기반으로 착색제는 기존 치면세균막 착색제의 한계를 극복하며 임상적으로 널리 사용되었다[3]. 또한 오래된 치면세균막과 신생 치면세균막을 구분할 수 있는 2색 염색법이 개발되었으며, 2톤 용액(적색과 청색 또는 적색과 녹색 혼합)으로 치면세균막의 상태를 보다 명확히 평가할 수 있었다[4,5]. 이러한 착색제는 국내에서도 임상적 우수성을 인정받아 예방 진료, 구강 위생 교육, 연구 등 다양한 분야에서 오랫동안 활용되어 왔다. 현재까지 다양한 치면착색제 제품의 치면세균막 착색 효능에 대한 국내 연구는 1999년 이광희의 논문이 유일하다. 에리스로신을 대체할 치면착색제 개발을 위해, 80명의 대학생을 대상으로 에리스로신, 플로오레세인, 식용색소 적색 40호, 식용색소 혼합 녹색, 식용색소 청색 1호의 염료들의 맛과 감각, 치면세균막과 피막의 착색, 치은과 혀의 착색, 치면세균막지수 등을 조사한 결과, 에리스로신은 맛이 나쁘고 항균성이 있지만, 치면세균막 착색능력은 가장 우수한 것으로 보고하였다. 식용색소는 생체 적합성(맛 감각)의 측면에서는 더 우수하지만, 항균성은 없었고 에리스로신을 대체할만한 치면세균막 착색능력을 나타내지 못했다고 보고하였다[6]. 치면착색제를 사용한 대다수의 해외 연구들은 단색, 또는 2톤의 단일 착색제만을 사용하여 착색 면적을 치면세균막 착색 지수를 이용하여 정량적으로 평가하였을 뿐, 서로 다른 착색제 간의 실제 착색능력에 대한 비교 평가 연구는 찾아보기 힘들다. 치면착색제를 제조, 판매하고 있는 회사들은 치면세균막 착색 능력에 대한 근거자료를 보유하고 있을 수 있으나, 자료 접근이 어려우며, 관련 특허 역시, 임상적 효능에 대한 정보는 제한적이다[7-12]. 최근 에리스로신 성분의 발암 가능성과 독성 우려로 인해 국내외 규제기관들이 사용 제한을 강화하면서 치면착색제의 제조 및 유통 환경이 변화하였다[13-16]. 2015년 식품의약품안전처는 치면착색제를 의약외품으로 관리하기로 결정하며 기존 의료기기 1등급 제품들의 허가를 취소하였다[17]. 이로 인해 까다로운 허가 절차와 높은 비용이 요구되었고, 이는 수입업체들의 판매 중단으로 국내 치면착색제 시장에 공백이 생겼다. 한편, 우리나라에서는 국민건강보험공단의 만 40세 구강검진 항목에 치면세균막 검사가 포함되어 있으며, 아동치과주치의 건강보험 시범사업에서도 치면착색제를 활용한 구강위생검사가 시행되고 있다[18,19]. 그러나 치면착색제의 유통 중단으로 인해 현재 국내 예방치과 및 공중구강보건 분야에서는 치면착색제의 유통 재개가 시급한 상황이다. 국내 관리 체계에 따라 의약외품 허가를 받는 것이 필수적이며, 이를 뒷받침하기 위한 치면착색제의 유효성에 대한 임상적 근거자료를 생성할 필요가 있다. 본 연구는 시판되는 서로 다른 색소 성분의 치면착색제의 착색 능력과 국소 자극성을 평가하고, 에리스로신을 대체할 수 있는 색소가 함유된 치면착색제에 대한 착색 능력과 제거 용이성, 국소 자극성을 평가하기 위해 임상 연구를 수행하였다.

본 연구는 새롭게 개발된 착색제 A와 기존의 착색제 B, C, D의 유효성을 비교하여 의약외품 허가를 위한 근거자료를 마련하고자 수행되었다. 치면착색제의 치면세균막 착색 원리는 작은 분자량의 색소 성분이 치면세균막을 구성하는 세포외다당류에 침투하여, 세포외다당류와 수소결합하고 단백질과 정전기 상호작용하여 부착한다고 보고되어 있다[22]. 연구에 사용된 4종의 치면착색제에 사용된 색소 성분은 Table 1과 같으며, 그 중 적색 40호(FD&C Red No. 40)와 청색1호(FD&C Blue #1)는 식품, 의약품, 화장품에 모두 사용 가능하고, 적색104호의 (1)(D&C red #28)은 의약품, 화장품에 사용 가능한 색소이다. 함유된 색소들은 구강에 사용해도 안전한 식용 색소에 해당한다. A 착색제는 적색 40호와 적색 104호 색소 성분을 포함하였다. 색소 성분들은 착색 원리는 동일하나 혼합된 색소를 사용했거나, 단일 색소를 사용하여 각각의 색소 농도가 다르고 착색 강도가 다를 수 있다. 이에 따라 본 연구에서는 국소 자극성 평가를 통해 구강 통증 발생 여부와 치은건강도 변화를 확인하였고, 유효성 평가를 통해 착색 능력과 착색제거율을 평가하였다. 국소 자극성 평가 결과, 치면착색제를 도포한 후 구강 통증 발생 여부와 치은 건강도 변화에 유의미한 연관성이 없는 것으로 나타났다. 연구 기간 동안 40명의 대상자에게 4종의 착색제를 일주일 간격으로 도포한 후, 치아나 잇몸 통증 경험 여부를 조사한 결과, 총 15건의 통증 경험이 보고되었으나, 이는 대부분 술자의 칫솔질, 구내염, 치주농양 등 착색제와 무관한 외부 요인에 의한 것으로 확인되었다. 착색제 도포 전후 치은 건강도에는 유의미한 변화가 관찰되지 않았다. 과거 이광희(1999)의 연구에서는 청색 1호와 적색 40호 착색제에서 약한 작열감과 따끔거림이 보고된 바 있으나[5], 본 연구에서는 이러한 감각 증상을 호소하는 대상자가 없었다. 따라서 본 단기 연구결과에서 A 착색제는 사용 직후의 통증 유발이나 치은 건강 변화와 같은 국소 자극성 면에서 임상적으로 특별한 이상 반응 없이 비교적 안전하게 사용될 수 있는 것으로 나타났다. 유효성 평가를 위해 치면세균막 착색 후 PHP Index를 비교해 본 결과, 치면세균막 착색 능력을 평가하기 위해 PHP Index를 활용한 결과, B착색제와 D 착색제 간의 착색 능력 차이가 있었으나, 이는 D 착색제가 츄어블 정제형으로 도포 방법이 다른 것에서 기인한 것으로 추정되었다. 반면, 액상 형태의 A, B, C 착색제 간에는 착색 능력에서 통계적으로 유의미한 차이가 없었으며, 이는 액상 착색제 간의 착색 효과가 유사함을 보여준다. 또한, 칫솔질 후 착색 제거율에서는 착색제 간 통계적으로 유의미한 차이는 없었다. 결과적으로 A 착색제는 다른 착색제들과 비교하였을 때, 착색 능력과 착색 제거율에서 통계적으로 유의미한 차이가 없는 것으로 나타났다. 마지막으로, A, B, C, D 착색제 간 동등성 검정을 수행한 결과, 동등성 마진 값을 0.5로 설정하였을 때, A 착색제는 C, D 착색제와 착색 효과에서 동등한 것으로 평가되었다. 이러한 결과는 새롭게 개발된 A 착색제가 기존 착색제와 유사한 수준의 유효성을 지니고 있음을 입증하며, A 착색제가 임상적으로 활용 가능한 안전하고 효과적인 도구임을 뒷받침한다. 본 연구는 치면착색제의 치면세균막 착색 능력, 칫솔질을 통한 제거율, 국소 자극성을 비교하는 것을 목적으로 하였다. 그러나 치면착색제의 제형에 대한 고려가 부족했다는 한계점이 있었다. 특히 D 착색제의 경우 정제형으로 대상자가 직접 씹어 타액에 녹여 사용하는 방식이었는데, 이 경우 타액량과 색소 농도가 착색 강도에 영향을 미칠 수 있었다. 따라서 향후 연구에서는 이러한 제형 관련 변수들을 고려할 필요가 있다. 본 연구에서는 4종의 치면착색제에 대한 국소 자극성과 유효성을 평가하였으며, 국내에서 새롭게 개발된 착색제 A가 국외 착색제와 동등한 임상적 효과를 보인다는 것을 확인하였다. 이는 국내 치면착색제의 유통 재개를 위한 임상적 근거가 될 뿐만 아니라, 국소 자극성과 유효성 평가에도 활용될 수 있을 것이다. 향후 본 연구 결과를 바탕으로 보다 체계적이고 심도 있는 후속 연구가 이루어진다면, 치면착색제가 식약처 의약외품 심사 및 허가를 거쳐 치과 진료실과 가정에서 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.