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The Impact of Amalgam Exposure an Urinary Mercury Concentration in Children
The Impact of Amalgam Exposure an Urinary Mercury Concentration in Children
Journal of Dental Hygiene Science. 2014. Mar, 14(1): 7-14
Copyright © 2014, the Korean Society of Dental Hygiene science
This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
  • Received : December 19, 2013
  • Accepted : January 29, 2014
  • Published : March 31, 2014
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은숙 전
혜정 진
은경 김
상욱 임
근배 송
연희 최
cyh1001@knu.ac.kr

Abstract
구강 내 아말감 충전물에 의해 인체에 유리되는 수은이 요중 수은농도에 미치는 영향에 대하여 관련성을 평가하고자 하였다. 이 연구는 대도시 일부지역의 2개 초등학교 1 ~ 4학년 학생 317명을 대상으로 6개월 간격으로 총 4번의 구강검진과 소변검사를 실시하였으며, 자료를 수합하여 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 각 조사 시점별 아말감 충전 여부에 따라 요중 수은농도를 비교한 결과, 모든 연구시기에서 아말감 충전한 대상자에서 아말감 비충전군에 비해 요중 수은농도가 높게 나타났으며, 2차 추적조사와 3차 추적조사는 통계적으로 유의한 차이가 있었다. 혼합모형 분석한 결과 아말감 한 치면이 증가할수록 현재 요중 수은농도에서 0.028 μg/g creatinine 증가하였다(p < 0.001). 남학생에 비해 여학생에서 0.065 μg/g creatinine (p < 0.001), 생선섭취 빈도에서 일주일에 3회 이상 섭취군에서 0.099 μg/g creatinine 증가하였다(p=0.001). 누적 요중 수은농도에서 아말감 한 치면이 증가할수록 누적 요중 수은농도에서 0.017 μg/g creatinine 증가하였다(p < 0.001). 남학생에 비해 여학생에서 0.071 μg/g creatinine (p < 0.001), 생선섭취 빈도에서 일주일에 3회 이상 섭취군에서 0.110 μg/g creatinine 증가하였다(p < 0.001). 구강 내 아말감 충전물은 미량이라도 수은을 유리시켜 체내 요중 수은농도의 변화에 영향을 미치므로 이 연구결과를 토대로 구강 내 수은흡수를 최소화할 수 있는 기준이나 방안이 마련되어야 할 것이다.
Keywords
서 론
치과용 아말감은 우식이환부의 가장 오래된 수복재료로 개발된 이래 19세기 말 Black에 의하여 은-주석계 치과용 합금으로 200여 년 동안 전 세계적으로 광범위하게 사용되어 왔다 1) . 아말감은 복합 금속 물질로 질량의 50%가 수은으로 구성되어 있으며, 조합 정도에 따라 수은 함량 정도는 질량 기준 43∼51%로 가장 많으며, 그 외에도 주석, 인듐, 팔라듐, 아연으로 구성되어 있다 2) . 치과용 아말감은 뛰어난 내구성과 사용의 편리성, 경제성 등의 장점으로 현재까지도 가장 널리 사용되고 있는 수복재료이지만, 아말감에 포함된 수은이 구강 내 충전, 연마, 저작 등의 과정을 통하여 수은이 인체에 영향에 미친다는 연구결과가 있어 치과용 아말감에 대한 안전성 논란이 되고 있다 3,4) .
아말감의 대표적인 구성성분인 수은은 환경 중에 천연적으로 존재하는 미량원소이지만, 상온에서 액체 상태로 존재하는 유일한 금속으로 오래 전부터 화장품, 비누, 형광등, 살균제, 의약품 등의 재료로 사용되어 왔으며 5) , 광물의 제련과 농업, 제조제와 같은 산업분야에 널리 사용되어 왔다 6) . 일상생활에 광범위하게 쓰이는 수은이 인체에 과량 흡수될 경우 중추신경계와 신장에 독성을 나타내며, 관절이나 근육의 통증, 피로감, 어지럼증, 소화불량 및 금속성 입맛 등과 같은 중독증상을 일으킬 수 있다 7) . Richardson 등 8) 은 구강 내 아말감으로부터 수은 증기가 지속적으로 발생하여 소변, 대변, 날숨, 침, 혈액뿐만 아니라 신장, 뇌하수체, 간, 뇌 등을 비롯한 다양한 장기와 조직에서 수은 함량을 증가시킨다고 하였다. Song 등 9) 은 실험연구를 통해 아말감 파우더를 먹인 쥐의 신장에 더 많은 양의 수은이 축적된다고 보고한 바 있다.
치과 의료기관 종사자들은 미량의 수은을 지속적으로 흡입하므로 일반인에 비해 두발과 요중 수은농도가 높게 나타난다고 보고하였으며 10) , 또한 중추신경계에 영향을 미쳐 신경행동학적 기능장애가 나타날 수 있다고 보고된 바 있다 11) . Baek 등 12) 과 Jin 등 13) 의 연구에서 어린이의 구강 내 아말감 충전 치면이 많을수록 요중 수은농도가 높게 나타나는 경향이 있다고 하였으며, Jung 등 14) 은 구강 내 아말감으로 충전된 치면이 없는 어린이에 비해 치면 7∼9개, 10개 이상 아말감 충전 치면수를 갖는 어린이의 요중 수은농도가 높아진다고 보고하였다. 따라서 아말감 충전 시 미량의 수은 흡수에도 불구하고 인체 내 영향을 미쳐 혈액과 요중 수은농도에 영향을 미치는 것으로 알려졌다 13,14) . 이처럼 수은의 인체 위해성에 대해서는 많이 보고되고 있고 아말감의 위해성에 대해서도 의료계에서 오랜 논란이 되고 있으나 현재까지 광범위하게 사용되고 있는 실정이다 15,16) . 현재까지 많은 선행연구들을 통하여 구강 내 아말감 충전물에 의한 수은흡수와 요중 수은농도와의 관련성에 대한 연구 12-14) 가 있었으나, 대부분 단기간의 연구에 의해 나타난 결과이며, 장기적인 조사인 추적조사에 의한 연구는 아직까지 미흡한 실정이다.
이에 이 연구는 초등학교 1∼4학년 아동들을 대상으로 추적조사를 실시하여 구강 내 아말감 충전치면수와 요중 수은농도를 측정하여 아말감 충전여부에 따른 요중 수은농도를 비교하고, 아말감 충전물이 요중 수은농도에 미치는 영향에 대해 평가하고자 한다.
연구대상 및 방법
- 1. 연구대상
이 연구는 경북대학병원 임상시험심사위원회(institutional review board)로부터 연구심사승인(IRB No. KNUH_10-1056, 2010/6/18 승인)을 받은 후에 지역 사회의 2개 초등학교 1∼4학년 아동들을 대상으로 편의표본추출법을 이용하여 연구대상자를 선정하였다. 또한 연구대상자의 부모에게 연구 사업의 수행 목적에 대하여 서면을 통해 설명한 후 해당 학생의 부모가 연구 참여에 동의한 아동들을 대상으로 검진을 실시하였으며, 초기검진 및 모든 추적조사를 완료한 317명을 최종 연구대상자로 선정하였다.
- 2. 연구방법
- 1) 구강검사
구강검진은 표준화 훈련을 거친 치과의사 1인이 세계보건기구(World Health Organization)가 역학조사를 위한 구강검진지침 기준에 따라 이동식 치과진료의자와 인공조명하에서 치경과 탐침을 이용하여 치아 상태와 구강 내 충전물에 대해 조사하였다. 구강 내 존재하는 유치와 영구치의 우식 치면(decay surface), 충전 치면(filling surface), 상실 치면(missing surface)의 수를 기록하였고, 우식경험유치면지수(decay filling surface)와 우식경험영구치면지수(decay missing filling surface)를 계산하였다. 충전 치면은 각 치면의 충전 재료에 대한 정보를 상세히 기록하였다. 구강검사는 2010년 6월 초기검사를 실시한 후 6개월 간격으로 3번의 추적조사를 실시하여 총 4번에 걸쳐 동일한 방법으로 시행하였으며, 문진을 통해 과거 치과치료에 대한 정보와 현재 구강상태에 대한 증상을 기록하였다.
- 2) 소변검사
소변은 회수 후 즉시 중금속 오염의 우려가 없는 2 ml polypropylene conical tube에 분주하여 아이스박스에 보관하였으며, 시료를 분석하기 전까지 −70℃ 초저온 냉동고에 보관하였다. 수은농도분석에 사용한 기기는 Milestone사(Kawasaki, Japanese)의 Direct Mercury Anlyzer (DMA-80)를 이용하였고, German External Quality Assessment Scheme 46 Round (Erlangen, Germany)시료를 표준물질로 사용하였으며, 측정된 요중 수은의 결과는 요중 크레아티닌 양을 이용하여 보정하였다. 각 연구 시점별 요중 수은농도를 측정하였으며, 누적 요중 수은농도는 이전 연구시점에서 측정된 요중 수은농도를 합산하여 계산하였다 17) . 소변검사는 구강검사와 동일한 시기에 실시하였다.
- 3) 설문조사
설문지는 검진을 시행하기 전 보건교사를 통해 미리 배포한 후 검진 당일까지 수거하였으며, 이후 작성된 설문지는 일정시간 후 학교를 재방문하여 수거하였다. 설문지에는 대상자 부모의 소득수준 및 직업, 가구수입을 포함한 인구사회학적인 요인, 구강보건행태와 요중 수은농도에 영향을 미칠 수 있는 요인인 칫솔질 시기와 횟수, 껌 저작 습관 및 생선섭취 경향에 대해 조사하였다.
- 3. 통계분석
설문을 통해 조사된 대상자의 인구사회학적 특성에 대해서는 빈도 분석을 시행하였으며, 각 조사시점별 요중 수은농도는 아말감 충전여부에 따라 독립표본 t-test를 시행하였다. 반복측정된 자료를 이용하여 아말감 치면수가 현재 요중 수은농도와 누적 요중 수은농도에 미치는 영향을 파악하기 위하여 혼합모형을 통하여 분석하였다. 통계프로그램은 IBM SPSS Statistics 19.0 (IBM Co., Armonk, NY, USA)을 이용하였으며, 통계적 유의성 판정을 위한 유의수준은 0.05로 고려하였다.
결 과
- 1. 연구대상자의 인구사회학적 특성
연구대상자의 일반적인 특성은 Table 1 과 같다. 전체 연구대상자 317명 중 남학생 158명(49.8%), 여학생 159명(50.2%)이었다. 월 평균 가구수입은 200만원 미만 81명(32.3%), 200만원∼300만원 72명(28.7%), 300만원 이상 98명(39.0%)이었다. 부모의 직업은 비육체노동이 아버지는 205명(85.1%), 어머니는 118명(47.3%)이 가장 많았다. 하루 평균 잇솔질 횟수는 2회가 125명(48.8%), 3회 이상이 116명(45.3%), 1회 이하가 15명(5.9%) 순이었다. 아말감 충전 대상자는 257명(46.5%), 아말감 비충전 대상자는 296명(53.5%)이었다.
General Characteristics of Study Participants at Baseline (N=317)
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Values are presented as n (%).aTotal < 317 because of non-respondents
- 2. 연구시기별 아말감 충전 여부에 따른 요중 수은농도
Fig. 1 은 연구시기별 아말감 충전 여부에 따른 요중 수은농도를 나타냈다. 초기 조사에서 아말감 노출 대상자는 평균 요중 수은농도가 1.88 μg/g creatinine이었으며, 아말감 노출이 되지 않은 대상자는 1.63 μg/g creatinine이었다(p=0.529). 1차 추적조사시 아말감 노출 대상자의 평균 요중 수은농도는 1.80 μg/g creatinine, 아말감 노출이 되지 않은 대상자는 1.23 μg/g creatinine (p=0.056), 2차 추적조사시 아말감 노출 대상자의 평균 요중 수은농도는 2.52 μg/g creatinine, 아말감 노출이 되지 않은 대상자는 0.96 μg/g creatinine (p < 0.001), 3차 추적조사 시 아말감 노출 대상자의 평균 요중 수은농도는 0.99 μg/g creatinine, 아말감 노출이 되지 않은 대상자는 0.38 μg/g creatinine (p < 0.001)으로 모든 연구시기에서 아말감 노출 대상자에서 요중 수은농도가 높게 나타났다.
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Urine mercury (U-Hg) concentration levels in those with and without amalgams at the each survey.
- 3. 요중 수은농도에 영향을 미치는 요인
Table 2 Table 3 은 반복 측정된 4번의 자료를 이용하여 요중 수은농도에 영향을 미치는 요인을 파악하고자 혼합모형을 통하여 단변량 모형과 다변량 모형으로 분석하였다. Table 2 에서 단변량 모형에서는 아말감 충전 치면이 한치면 증가할수록 ‘현재 요중 수은농도’가 0.037 log Hg μg/g creatinine 증가하는 것으로 나타났고, 다변량 모형에서도 아말감 충전 치면이 한치면 증가할수록 ‘현재 요중 수은농도’가 0.028 log Hg μg/g creatinine 증가하는 것으로 나타났다(p < 0.001). 남학생에 비해 여학생에서 ‘현재 요중 수은농도’는 0.065 log Hg μg/g creatinine 증가하는 것으로 나타났다(p=0.008). 일주일간 생선 섭취 빈도가 3회 이상인 대상자는 아주 가끔 섭취하는 대상자에 비해 ‘현재 요중 수은농도’가 0.099 log Hg μg/g creatinine 증가하는 것으로 나타났다(p=0.001). Table 3 은 4번의 조사에서 ‘누적 요중 수은농도’을 이용하여 분석하였다. 단변량 모형에서는 아말감 치면이 한면 증가하면 요중 수은농도는 0.020 log Hg μg/g creatinine 증가하는 것으로 나타났고, 다변량 모형에서는 아말감 치면이 한면 증가하면 요중 수은농도는 0.017 log Hg μg/g creatinine 증가하는 것으로 나타났다(p < 0.001). 남학생에 비해 여학생에서 ‘현재 요중 수은농도’는 0.071 log Hg μg/g creatinine 증가하는 것으로 나타났다(p < 0.001). 일주일간 생선 섭취 빈도가 3회 이상인 대상자는 아주 가끔 섭취하는 대상자에 비해 ‘현재 요중 수은농도’는 0.110 log Hg μg/g creatinine 증가하는 것으로 나타났다(p < 0.001).
Repeated-Measures Mixed Model Results for Log-Transformed Creatinine-Corrected Current Hg Amounts at Baseline, 1st, 2nd and 3rd Follow Up
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SE: standard error, Ref.: reference.
Repeated-Measures Mixed Model Results for Log-Transformed Creatinine-Corrected Cumulative Hg Measurements at Baseline, 1st, 2nd and 3rd Follow Up
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SE: standard error, Ref.: reference.
고 찰
수은과 아말감의 인체 위해성에 대해서는 많이 보고되고 있으며, 의료계에서는 그 위해성으로 인해 논란이 되고 있는 실정이지만 아말감 충전물은 현재까지 광범위하게 사용되고 있다 16,18) . 이에 이 연구는 초등학교 1∼4학년 혼합치열기 아동 317명을 대상으로 추적 조사 과정을 거쳐 구강 내아말감 충전 치면수와 요중 수은농도를 측정하여 아말감 충전물의 변화가 요중 수은농도의 변화에 미치는 영향을 평가하여, 구강 내 아말감 충전 치면수가 많을수록 요중 수은농도가 높게 나타나는 것을 확인하였다. 아말감 위해성에 대한 선행연구는 대부분 단기간의 연구에 의해 나타난 결과이며 12-14) , 장기적인 조사에 의한 연구는 아직까지 미흡한 실정이므로 이러한 연구결과는 의미가 있다.
수은은 쉽게 기화되는 특성이 있어 아말감 충전과정이나 제거 과정에서 수은증기가 발생한다고 보고된 바 있다 19) . 아말감 충전 유무에 따른 요중 수은농도를 분석한 결과 모든 조사시점에서 아말감 충전 치면이 있는 경우 아말감 충전 치면이 없는 대상자에 비해 요중 수은농도가 높게 나타났다. Jung 등 14) 은 대도시지역 일부 초등학생의 치과용 아말감 충전치아수와 요중 수은농도와의 관련성에 대해 알아본 결과 구강 내 아말감 충전치아가 없는 아동에 비해 7∼9개, 10개 이상 갖는 아동의 요중 수은농도가 높다고 하였다. Jin 등 13) 의 연구에서 구강 내 아말감 충전 치면이 없는 군에서 요중 수은농도는 1.11 μg/L, 구강 내 아말감 충전 1치면 이상인 군의 요중 수은농도는 1.69 μg/L로 나타났다. Factor-Litvak 등의 연구 20) 에서는 구강 내 아말감 치면수와 요중 수은농도는 선형관계를 나타내며, 구강 내 아말감이 없을 경우 요중 수은농도는 0.75 μg/g creatinine이었으나, 구강 내 아말감이 15개 이상일 경우 2.90 μg/g creatinine이라고 보고하였다. 또한 Suzuki 등 21) 의 연구에서 일본의 3∼18세의 평균 요중 수은농도는 1.90 μg/L로 보고되었다. 따라서 구강내 아말감 충전물에서 유리되는 수은으로 인해 어린이에서 구강내 아말감 노출 시 요중 수은농도가 증가한다고 볼 수 있겠다.
요중 수은농도에 영향을 미치는 요인을 파악하기 위해 혼합모형으로 분석한 결과 단변량 모형에서는 아말감 충전 치면이 한 치면 증가할수록 현재 요중 수은농도와 누적 요중 수은농도가 증가하는 것으로 나타났다. 단변량 분석뿐만 아니라 보정한 후 다변량 분석에서도 아말감 한 치면이 증가할수록 현재 요중 수은농도가 0.028 μg/g creatinine, 누적 요중 수은농도가 0.017 μg/g creatinine 증가하는 것으로 나타났다. 이는 아말감 충전으로 인하여 유리되는 수은은 신장에서 축적되는 것으로 생각되며, 요중 수은농도에 영향을 주는 것으로 보인다. 향후 아말감 충전이나 제거에서 발생되는 요중 수은농도를 측정 후 비교하는 후속 연구와 함께 구강 내 아말감이 체내 혈중 수은 농도를 증가시키는지에 대해서도 추가적인 연구가 필요할 것이다.
다변량 분석을 통하여 생선섭취 빈도가 3회 이상군에서 요중 수은농도에 유의한 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 수은은 식이 섭취로 인해 주로 체내에 유입되는 경우 어패류의 섭취가 가장 큰 흡수요인으로 알려져 있으며, 거주 지역, 식이환경 요인도 일부 영향을 받는 것으로 알려졌다 21) . 치과용 아말감과 어류 섭취는 직업적, 환경적 노출에 의한 요중 수은농도에 영향을 미치는 주된 요인으로 알려져 있고, Dunn 등 22) 의 연구에서 껌 저작이 요중 수은농도와 관련성이 있다고 보고하여, 껌 저작은 요중 수은농도 상승에 영향을 미치는 요인으로 조사되어 이 연구와 비슷한 결과를 나타내었다. 아말감 충전 치면은 요중 수은농도에 가장 큰 영향을 미치는 요인임을 확인할 수 있었으며, 구강 내 아말감 충전물은 미량이라도 수은을 유리시켜 체내 요중 수은농도의 변화에 영향을 미칠 수 있으므로 구강 내 수은흡수를 최소화 할 수 있는 방안이 마련되어야 할 것으로 사료된다. 혼합모형을 통해서 남학생에 비해 여학생에서 현재 요중 수은농도는 0.028 μg/g creatinine, 누적 요중 수은농도는 0.071 μg/g creatinine 증가하며 이는 통계적으로 유의하게 나타났다. 하지만 성별에 따라 신장에서 수은 배출에 따른 정확한 메커니즘은 밝혀진 바 없으며, 이에 따른 생체연구가 진행되어야 할 것이다.
이 연구의 제한점은 다음과 같다. 첫째, 연구대상자를 대도시 일부 지역으로 국한하여 모집하였을 뿐만 아니라 이 연구에 참여하지 않은 어린이의 상태는 고려하지 못하였다. 따라서 이 연구결과는 우리나라 전체 어린이의 상태를 반영하지 못하였다는 한계가 있을 것이다. 둘째, 아말감 충전시기에 따라 구강 내에서 유리되는 수은의 양이 다르게 나타날 수 있지만 이러한 상태는 반영하지 못하였다. 셋째, 수은 흡수와 관련된 생활습관에 대한 조사가 부족하였다는 점이다. 이러한 제한점에도 불구하고 이 연구는 일부 초등학생의 구강 내 아말감충전 치면수가 요중 수은농도에 영향을 미친다는 것을 확인하였고, 6개월 간격으로 2년간 추적조사를 실시하여 그 결과를 최초로 보고한 연구이기에 중요할 것이다. 향후 이 연구결과를 바탕으로 아말감 충전 치아수와 요중 수은농도와의 관련성에 대해 보다 체계적인 연구가 계속 진행되어야 할 것이며, 제한점을 보완한 추가 연구가 필요하겠다.
Acknowledgements
이 논문은 2010년도 정부(교육과학기술부)의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 기초연구사업임(No. 2010-0670000).
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