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[IT뉴스][뉴테크] 전기로 충치균 죽이는 칫솔, 플라그도 99% 제거

온카뱅크관리자

2026-11-05 10:27:26

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 중국 연구진, 압전 소자로 칫솔모 제작 구부러지면 전기 발생, 활성 산소가 세균 사멸 
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 <img alt="전기를 생산해 충치균을 죽이는 칫솔이 개발됐다. 압전 소자로 만든 칫솔모가 구부러지면 전하를 발생하고, 이로 인해 세균을 죽이는 활성 산소가 만들어진다./pexels" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202611/05/chosunbiz/20261105102630670rhqy.jpg" data-org-width="1613" dmcf-mid="FQBZ1DSrgU" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202611/05/chosunbiz/20261105102630670rhqy.jpg" width="658">
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 전기를 생산해 충치균을 죽이는 칫솔이 개발됐다. 압전 소자로 만든 칫솔모가 구부러지면 전하를 발생하고, 이로 인해 세균을 죽이는 활성 산소가 만들어진다./pexels
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 1000년 만에 칫솔질의 개념이 근본적으로 바뀌었다. 물리적 힘이 아니라 전기를 방출해 충치균을 죽이는 칫솔이 개발됐다. 충치의 원인이 되는 플라그(치태)도 없애 잇몸 질환을 원천 차단할 수 있을 것으로 기대된다.
 중국 베이징대 치대 연구진은 “기계적 마찰에만 의존하지 않고 배터리 없이 자체적으로 전하를 발생시켜 세균을 제거하는 칫솔을 개발했다”고 5일(현지 시각) 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스’에 발표했다. 실험 결과, 이 칫솔은 기존 칫솔에 비해 치태와 잇몸 염증, 출혈을 2배 이상 감소시키는 것으로 나타났다.
 ◇활성 산소가 세균의 세포막 파괴
 충치와 같은 구강 질환은 전 세계 인구의 절반에 영향을 미친다. 인류는 10세기부터 모가 달린 칫솔로 치아를 닦아 세균막인 치태를 제거해왔다. 치태에 모인 세균들은 산을 분비해 충치를 유발하고 잇몸을 손상시킨다. 하지만 아무리 꼼꼼하게 칫솔질을 해도 치아에 붙은 세균을 완전히 제거하지 못한다. 이를 닦아도 몇 시간이 지나면 다시 세균이 자란다.
 연구진은 세균을 치아 표면에서 분리하는 데 그치지 않고 전기로 죽이기로 했다. 새 칫솔모는 고분자 플라스틱인 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF)로 만들었다. 이 물질은 전선 피복에서 반도체, 배터리 등 다양한 곳에 쓰이는 불소수지다. 연구진은 이 고분자를 늘리고 가열해 압전(壓電) 소자로 만들었다. 압전 소자는 모양이 변하면 전류가 발생하는 물질이다. 가스레인지의 스위치를 누르면 불꽃이 튀는 것도 압전 소자 덕분이다.
 칫솔로 이를 닦으면 압전 칫솔모가 구부러지면서 전하를 방출한다. 이로 인해 주변 타액에서 다른 분자에 강하게 반응하는 활성 산소가 생긴다. 활성 산소는 세포막을 손상시켜 세균을 죽인다. 칫솔모가 다시 펴지면 전하를 흡수했다. 배터리 없이 전기를 발생시킬 수 있다는 의미다.
 앞서 연구자들은 세균 제거 효과를 높이려고 칫솔모에 은과 아연 같은 항균성 금속 나노입자를 집어넣었지만, 장기적인 효과는 아직 확실하지 않다. 전류를 흘려 치태를 제거하는 칫솔도 개발됐지만 배터리가 필요했다.
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 전기로 충치균 죽이는 칫솔./챗GPT 생성 이미지
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 ◇치태 99%, 잇몸 질환균 78% 제거
 연구진은 압전 칫솔모와 일반 나일론 칫솔모가 구강 세균에 미치는 영향을 비교했다. 모의 치아에 구상 세균을 노출시키고 칫솔질을 하자 압전 칫솔모는 충치를 유발하는 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans)의 약 53%, 잇몸 질환의 원인이 되는 포르피로모나스 진지발리스(Porphyromonas gingivalis)의 78%를 죽였다. 나일론 칫솔모는 세균 박멸률이 각각 9%와 8%에 그쳤다.
 압전 칫솔모는 치태 제거 효과도 뛰어났다. 연구진은 또 소의 치아 법랑질 조각에 사람의 치태를 배양한 후 3분 동안 칫솔질을 했다. 압전 칫솔모는 사람 치태의 99% 이상을 제거했지만, 나일론 칫솔모는 80%만 제거했다.
 마지막으로 연구진은 치태와 잇몸 염증이 있는 성인 109명을 무작위로 배정해 3개월 동안 하루 두 번 압전 칫솔 또는 나일론 칫솔을 사용하도록 했다. 나중에 치과에서 검진한 결과, 압전 칫솔을 사용한 사람들은 치태와 잇몸 염증, 출혈이 40% 줄었지만, 기존 칫솔을 사용하면 15% 감소에 그치는 것으로 나타났다. 연구진은 압전 칫솔을 쓴 사람들의 치아에서 유해균의 비율이 감소하고 유익균은 증가했다고 밝혔다.
 영국 뉴캐슬대 치대의 니콜라스 야쿠보비치(Nicholas Jakubovics) 교수는 이번 연구에 대해 “기본적으로 기계적 힘이 표면을 재충전하기 때문에 정말 혁신적인 방식”이라며 “구강 질환이 너무나 널리 퍼져 있기 때문에, 구강 관리 방식을 조금이라도 개선하는 것은 무엇이든 이점이 될 수 있다”고 평가했다.
 베이징대 연구진은 새로운 칫솔이 치아 표면을 손상시키지 않으며 인체 세포에 독성이 없음을 입증했다. 다만 아직 장기적인 안전성이나 경제성은 조사하지 않았다. 야쿠보비치 교수는 “앞으로 대규모 연구를 통해 압전 칫솔이 실제로 충치나 치아 상실과 같은 문제를 예방하는지 확인해야 한다”고 말했다.
 참고 자료
 Science Advances(2026), DOI: <a href="https://doi.org/10.1126/sciadv.aeg5744" rel="" target="_blank" title="https://doi.org/10.1126/sciadv.aeg5744">https://doi.org/10.1126/sciadv.aeg5744</a>
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