광생물학(photobiology)과 치의학

●김옥준 교수

■학력
전남치대 학사, 석사, 박사

■경력
전남치대 조교
현, 전남치대 구강병리학교실 교수

 

 

 

광생물학(photobiology) 이란 식물성장에 미치는 빛의 영향에 대한 광합성 연구를 넘어서 빛(광)과 생물학을 접목해 치료에 적용하고자 하는 학문이다.

1. 레이저와 LED

빛을 인체에 이용하는 대표적인 예가 레이저로서 빛을 방출하는 매질의 종류에 따라 다양한 종류의 레이저가 있다(그림 1). 빛의 파장이나 레이저 자체의 주파수 혹은 세기에 따라 적용되는 영역이 달라서 현재는 조직의 절개 및 수술, 레진 중합, 치아 미백, 치아 균열(crack) 이나 치아 우식 부위의 진단 등에 이용되고 있다.
그러나 레이저는 기구의 특성상 빛의 집적(coherence) 및 직진성을 가지고 있어 과도한 열이 발생하고, 이로 인해 세포나 조직에 손상을 입혀 예기치 못한 사고를 일으키기도 한다.

최근 LED(light emitting diode)는 저출력 레이저 (LLLT, low level laser treatment)를 대체할 만한 의료용 광원으로 인식되고 있다(표 1). LED는 처음 개발 됐을 때는 표시용으로 쓰기 위해 개발됐으나, 저출력이고 한 가지 색깔을 가진 협소한 대역의 파장대의 광원으로서 의료용으로 이용하기가 용이하다.

 

(그림 2)는 인체조직이나 다른 물질이 빛의 각 파장에 대한 다른 흡수율을 보여주고 있다.

즉, 특정 파장을 가진 빛의 흡수에 있어서 특정한 조직이나 세포에서의 흡수는 다양한 생물학적 반응을 야기한다. 이러한 현상은 특정 파장의 레이저뿐만 아니라 같은 파장을 가진 모든 광원에서 동일하다. 최근 개발된 특정 파장 LED는 특정 부위의 세포나 조직에 생체 자극을 일으키는데 매우 효율적인 광원이라고 할 수 있다.

2. LED와 치의학 응용

다음은 전남대학교 치과대학과 전남대 병원 치과에서 LED를 치의학에 응용해 동물실험과 환자를 대상으로 임상 실험중인 예의 일부이다.

 

1) 악관절염 치료
LED는 치료 면적이 넓은 부위에서 지속적인 치료를 시행하고자 할 때 조직을 효과적으로 자극하기 위한 최적의 광원이므로 만성 동통이나 심한 통증치료용으로 임상에서 쉽게 적용할 수 있다(그림 3).
턱관절에 통증을 호소하는 환자를 대상으로 LED를 이용해 통증 치료를 위한 임상실험중이다. 환자들의 반응은 치료 전의 통증을 8∼10이라 하면 치료 후에는 2∼3으로 답해 매우 효과적인 치료법으로 생각된다.

 

2) 골재생 촉진
임플란트 시술시 골유착 증진과