Water Purification System (치과용 정수 시스템)
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Water Purification System (치과용 정수 시스템)
  • 장동일 기자
  • 승인 2006.02.07 14:01
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기획기사 / 치과용 정수 시스템

Water Purification System (치과용 정수 시스템)

치과 진료실에 공급되는 물을 정수 처리해 내보는 치과용 정수 시스템은 단순히 물을 정수해주는 기능을 떠나서 좀 더 위생적 요구에 환자에게 부응하고자 진료에 쓰이고 있고 대기실 환자에게 공급하며 여러 용도로 사용하고 있다. 하지만 아직 개원의들이 신경 쓰기엔 알아야 할 것이 많다. 이번호에서는 치과의사들이 모르거나 관심 밖의 치과용 정수 시스템에 대해 알아보기로 한다.

장동일 기자 jangdi@denfoline.co.kr

치과내의 진료용 물 공급방법은 직수 내지는 워터탱크 내 공기에 의한 컴프레셔 압력으로 진료용 물을 공급하고 있다. 하지만 워터탱크 사용시에는 수동 물통에 물을 일일이 갖다 부어야 하는 불편함과 외부 공기와의 접촉으로 세균이 침투할 수 있다는 위험이 있다. 또한 물속의 세균과 미세물이 핸드피스에 끼게 되면 핸드피스의 물막힘 현상이 일어나 기기를 손상시켜 핸드피스의 수명이 단축된다.
그러나 치과용 워터 시스템을 설치하면 별도의 워터탱크가 필요 없고 수차례 정수과정을 거쳐서 유니트체어 내에 완전히 정수 및 멸균 처리된 물을 제공하므로 환자의 구강보호뿐만 아니라 치과의사의 감염에 대한 스트레스를 없애준다. 이러한 장점뿐만 아니라 정수된 물을 다시 오존 살균하는 오존기능 또는 잔류염소보존방식으로 소독해 사용하며 치과진료에 따른 발전에 발 맞춰 첨단 기능을 갖추고 제품이 생산되고 있다.

치과용 정수에 대한 이해

치과용수는 우리가 마시는 음용수와는 그 기준이 다르다. 치과용 정수기에서 정수된 물은 일단 저장탱크로 주입된 후 다시 배관을 거쳐 유니트체어까지 도달하게 되는데, 이 배관의 길이만 해도 약 6~10m 정도의 아주 긴 관으로 이루어 졌으며, 유니트체어에서 핸드피스 관까지의 길이도 약 1.8m로 아주 가는 관을 거치게 되는데 이때 어떤 filter 과정이나 소독 세척의 과정도 거치지 않으면 관내에 형성된 biofilm과 그 위에서 기생하던 세균이 환자의 구강내로 배출된다. 그래서 치과용 정수 시스템을 사용하게 된다. 그러므로 기본적으로 물을 정수하는 기기이므로 필터가 가장 중요하다. 필터는 중공사막방식의 UF방식과 역삼투압방식의 RO방식 그리고 오존살균방식으로 구분된다. UF중공사막필터는 막 표면의 기공 크기가 0.01미크론(사람 머리카락 굵기의 10만분의 1~ 만분의 1)정도로 박테리아, 바이러스 및 미립자등 불순물은 제거하지만 미네랄같이 유익한 물질은 거르지 않고 정수 중에 포함되는 선택적인 여과기능을 가지고 있다. RO역삼투압방식은 막 표면의 기공 크기가 0.001미크로(사람 머리카락 굵기의 100만분의1)으로 매우 작기 때문에 미생물과 세균을 완벽히 걸러주지만 인체에 유익한 미네랄이 제거된다. 오존살균방식은 오존의 강력한 산화력에 의해 산화분해 하는 것을 말한다. 상수도 살균, 시안 화합물 ·폐수의 최종 처리 등에 이용한다. 수중의 오존이 유기물과 반응할 경우에는 두 가지 경로가 있다. 즉 오존에 의하여 직접 산화되는 경우가 있고, 오존 분해과정에서 생성되는 OH라디칼에 의한 산화의 경우가 있다.

필터방식에 따른 정수 시스템

필터방식에 따라 살펴보면 중공사막 방식과 역삼투압 방식, 오존살균방식, 동, 은 살균방식 등으로 나뉘며 각기 특징을 알아보도록 하자.
 
●중공사막
미국 아미콘사에서 고분자 플라스틱 소재를 원료로 비대칭 구조의 중공사막을 다발형으로 집속하여 모듈화함으로서 실용화되었다. UF막은 최초에는 인체의 혈액중에 독소를 제거하기 위한 인공신장 혈액투석기용으로 적용되었으며, 최근에는 박테리아, 바이러스 및 미립자 제거하기 위해 가정용 정수기 필터로 많이 적용되고 있다. 박테리아, 바이러스 및 미립자등 불순물은 제거하지만 미네랄같이 유익한 물질은 거르지 않고 정수 중에 포함되는 선택적인 여과기능을 가지고 있다. 
특징을 보면, UF 중공사막은 표면의 기공크기가 0.01미크론으로 그 크기가 수돗물을 거르기에 적당한 크기를 가지고 있기 때문에 인위적인 고압의 펌프가 아닌 수돗물의 자연압으로도 작동이 가능하고 수돗물의 불순물인 미립자와 박테리아 등은 제거하나 유익한 미네랄은 제거하지 않는 선택적인 여과 기능을 가지고 있으며, 물속에 미네랄 등 유익한 물질이 포함되어 있기 때문에 마시는 물로써 체내의 균형을 유지시킬 수 있다. 정수량이 풍부하여 별도의 정수탱크가 필요 없으며 정수탱크가 없어 2차적인 오염의 문제가 없으며 버리는 물이 없기 때문에 물 낭비가 없고 기공이 균일하기 때문에 불순물 제거 성능이 일정하게 유지된다.

●역삼투압(R/O Type : Reverse Osmosis)
삼투현상이란 반투막을 사이에 둔 두 용액의 농도차에 의해 저농도용액 속의 용매인 물이 고농도용액속으로 이동하는 현상으로 양쪽의 농도가 같아질 때까지 용매의 이동이 계속되는데, 이때 고농도측에 삼투압이 발생한다. 삼투현상은 생물에게는 없어서는 안 될 중요한 기능으로, 식물이 뿌리를 통해 물을 흡수하는 것이나 짠 바닷물에서 물고기가 살 수 있는 이유가 여기에 있다. 이에 반해, 역삼투현상이란 자연계의 삼투현상을 거꾸로 응용한 것으로 고농도 액측에 생기는 삼투압 이상의 압력을 가하면 삼투현상과는 반대로 고농도용액측의 물이 저농도용액 쪽으로 빠져나가는 현상이다.  역삼투현상을 이용하여하여 물질을 분리하는 역삼투공정은 막의 물리화학적 특성, 분리대상이 되는 물질의 물리화학적 특성 그리고 양측간의 압력 차이를 추진력으로 하는 세 가지가 조합되어 이루어진다. 역삼투막은 1970년대에 바닷물중의 소금을 제거하여 공장용수로 사용하는 해수담수화나 반도체 세척용이나 화학약품 제조공정 등에 사용되는 초순수제조용으로 많이 사용된다.
특징으로는 역삼투막은 막 표면의 기공크기가 0.001미크론(사람 머리카락 굵기의 100만분의1)인 필름형태의 막을 여러 장 겹친 상태에서 말아서 두루마리 휴지처럼 만든 필터를 이용하는데, 표면의 기공크기가 0.001미크론으로 매우 작기 때문에 수돗물을 거르기 위하여 자연압이 아닌 인위적인 고압의 펌프가 필요하다. 수돗물속의 불순물인 박테리아, 바이러스나 미립자, 철 녹뿐만 아니라, 인체에 유익한 미네랄까지 제거하는 역기능을 발휘하며 미네랄까지 제거하기 때문에 정수된 물이 산성화되는 문제점이 발생하며 순간적으로 정수되는 물의 양이 너무 작기 때문에 일정량을 모아쓰기 위한 정수탱크가 필요하고 불순물 뿐만아니라 미네랄까지 모두 거르기 때문에 걸러지는 물질들이 많아 막의 기공이 금방 막히는 현상이 발생하며  따라서, 막의 기공 막힘현상을 줄여 필터의 수명을 연장시키기 위한 일환으로 모든 물을 거르는 것이 아니고 전체 물중 약80%정도의 물은 거르지 않고 그냥 폐수로 버리는 물 낭비가 발생한다.

●오존살균방식
산소의 가열, 황산의 전기분해, 자외선이나 X선 ·음극선 등이 공기 속을 통과할 때에도 생기므로, 자외선이 풍부한 높은 산 ·해안 ·산림 등의 공기 중에도 존재하여 상쾌한 느낌을 주는 근원이 되고 있으나, 다량으로 존재할 때는 오히려 불쾌감을 느끼게 한다. 극장·학교·병원 등에서 산소에 분해되는 성질을 이용하여 공기의 정화(淨化)에 사용되며 살균작용에 의한 음료수 소독, 표백이나 유기화합물의 구조 결정 등에 사용된다. 인체에 독성이 있어 장시간 흡입하면 호흡기관을 해치므로 주의해야 한다. 지상에서 20~25 km 고도에 20 km 두께로 비교적 농도가 높은 오존이 분포하는데, 이것을 오존층이라고 한다.

국내 치과 정수시스템의 특징

치과정수시스템은 각 업체에서 biofilm관련 연구와 정수 살균으로 깨끗한 정수를 만들기 위해 활발히 연구, 각 회사마다의 특징을 내세워 홍보하며 판매에 나서고 있다.
치과용 정수 시스템은 대부분 국산업체가 제조 판매하고 있으며, 외산 브랜드는 찾아보기 힘들다. 기사에 나와 있지 않지만 예스덴트와 유성메디엠, 오스테오가 제품을 생산하고 있다고 한다.
필터별 회사를 분류하면, 중공사막과 역삼투압 방식을 혼합하여 정수하는 회사는 ㈜월드린, 덴탈클리오, 듀오크린, 아쿠아젠 등이 있다. 아쿠아젠과 덴탈클리오는 염소보존방식을 채택해 정수와 살균하는 방식을 채택하였다. 중공사막 필터는 사용하는 업체로는 오로라로 은과 함께 정수와 살균을 같이 하고 있다. 오존살균방식 업체로는 ㈜덴토죤, 파란덴탈이 있다. 정수 시스템용은 아니지만 유니트체어 카트리지를 장착해 사용하는 카파덴탈 QATER™ KC-1200dms 동, 은 이온 살균 방식으로 설치가 간단하며 시스템비용을 줄일 수 있는 제품이다.
국내에서 판매되는 치과용 정수 시스템은 각기 제품 사양마다 가격도 차이가 많이 난다. 90만원대부터 400만원대까지 다양하며 파란덴탈 Power Zone제품이 90만원대로 가장 저렴하며 ㈜월드린의 제품은 보급형에서 고급형까지 있으며, 고급형인 Dentalplus 3000 제품이 460만원으로 지면상 소개된 제품 중에서 제일 비싸다. 필터방식에 따른 살균과 biofilm제거가 중요한 선택의 항목이 되겠으나 더 중요한 것은 정기적인 필터관리와 유지관리 보수이다. 제품 구입시 A/S가 어떻게 되는지 알아보는 것도 중요하다.  
각 회사의 정수 시스템 특징을 알아보도록 하자. 지면 관계상 소개하지 못한 제품인 양해 바란다.

●Aquazen (MJ Alliance)
잔류염소보존방식의 정수방식과 수관세척관리시스템을 가지고 있는 Aquazen은 잔류염소를 보존하여 세균번식을 최대한 억제시킨다. 유니트체어마다 Final Filter를 장착하여 biofilm을 마지막까지 제거하며, 무독성 배관을 사용하고 자동유아 공급 시스템으로 더욱 안전하고 위생적인 정수물을 공급한다. 필터개수는 기본 6개이며, 유니트체어에 따라 증가한다. 대기실 음용수, 온수 공급 기능이 있다.

●DX741i (㈜덴토죤)
DX741i는 6단계에 걸쳐 오존살균방식을 사용하며 정수 역류 방지기능이 있다. 핀리한 비상급 수기능과 슬림모드 기능, 디지털컨트롤등 다양한 기능이 있다. 필터교환 시기는 대락 3개월마다 하고 동파 방지용 온수공급이 된다. 저수용량은 20L이며 안전장치로 비상시 바이패스기능과 과전압 방지 및 차단기능이 있다. 또한 제조물배상책임보험에 가입되어있는 것이 특징이다.

●Dentalplus series(㈜월드린)
㈜월드린의 Dentalplus series는 중공사막 필터 방식과 역삼투압 필터 방식을 혼용하여 사용하여 각기 필터 장점을 활용했다. 보급형과 1000, 2000, 3000 네 제품으로 나뉘며 고급형은 정수 용량, 필터개수, 온수 장치, 온도 조절, 필터교환 시기 체크, 단수 경고 시스템 등 각 옵션과 특징으로 세분화 되어 있다. 

●Power Zone(파란덴탈)
파란덴탈의 파워존은 핸드피스와 3-Way syringe water nozzle 막힘방지 기능과 무독성 튜빙을 사용하였다. 가볍고 콤펙트한 디자인으로 설치가 자유롭다. 필터 교환이 쉬운 장점도 있다. 6개의 필터를 사용 하며 필터 교환시긴 병원마다 차이는 있지만 3~6개월이다. 냉온수기는 추가 설치 가능하고 가격이 저렴하다.

●Absolute-M1(덴탈클리오)
덴탈클리오의 Absolute-M1는 중공사막 잔류염소유지 방식 등 여러 정수방식을 사용하고 있다. 컴프레셔 에어를 사용하지 않고 정수 이후 2차 감염방지를 위하여 자외선 살균과 수관내 정체되는 잔류염소를 0.2ppm이상유지 시켜준다. 5개의 필터로 구성되며 3개월 마다 관리해 준다. 또한 A/S는 2년으로 업체 중 가장 길다.

●듀오크린(임프텍)   
중공사막과 역삼투압 정수방식을 같이 사용하는 듀오크린은 수압 및 공기압 표시게이지, 의료용 PE Tube 배관으로 구성되며 정전시에도 필터 교환시기를 기억해 필터교환주기를 정확하게 할 수 있다. 단수시 간편 급수조작이 가능하며 7개의 필터로 구성된다. 필터 교환 시는 3~4개월도 타사 제품과 비슷하다. 

●은나노 살균정수 시스템(오로라)
오로라의 은나노 살균정수시스템은 고밀도 정수로 99.9% 순은 전기분해를 하여 살균하는 기능을 가지고 있다. 치료수와 음용수의 이원화를 통해 위생적이며 염소, 오존 등 은 살균으로 인해 화학적 첨가제가 불필요하는 장점이 있다. 필터 개수는 6개이며 체어내 부품부식 방지기능이 있다.

● QATER™ KC-1200(카파덴탈)
카파덴탈의 QATER™ KC-1200는 다른 정수기와 달리 살균카트리지로 유니체어에 장착하는 방식의 정수시스템이다. 설치가 간단하며, 공간의 절약과 초기비용을 절약할 수 있다. 대장균, 레지오넬라균, 살모넬라균 등의 세균을 제거 및 배관 내 바이오필름의 생성을 방지 한다. 주의사항으로는 오존 정수시스템과 동시에 사용하면 쉽게 산화되어 살균력을 지속할 수 없다.

바이오 필름에 대하여

Biofilm이란 습기있는 단단한 물질의 표면에 붙어 있는 유기물질과 무기물질, 세균군락의 결합체로 치아 표면의 프라그와 비슷한 형태이다. 이 biofilm은 환경에 따라 박테리아 뿐 아니라 곰팡이, 식물의 이끼류, 원생동물, 선충류 등이 자랄 수 있는 배지역할을 한다.
A. 치과용수관 표면에 얼음조각처럼 보이는 작은 carbonate가 침착되     는 모습
B. 침착된 carbonate를 기저로 세균이 부착되는 초기 모습
C. 세균 세포가 분화되어 micro-colony를 형성한 모습
D. 형성된 biofilm의 모습 (아쿠아젠 자료 제공) 
 
치과용수관에서 biofilm 이 생기는 이유로는 어떤 물이던 일단 밀폐된 곳에 머물기만 하면 biofilm은 번식하게 되고, 아무리 살균 처리된 멸균수를 사용하더라도 biofilm이 있는 수관을 통과하면 오염된 물로 바뀌게 된다.  용수관에 정수된 물이 오래 머무를 경우 재감염됨으로써 잔류염소가 있는 수돗물 보다 더 위험 하며 biofilm이 형성될 수밖에 없다.
 
 
치과용수관의 biofilm 을 제거하려면 방법으로는 biofilm이 형성되더라도 세균의 활성화를 억제하는 잔류염소를 보존하는 것이 치과용수의 안전도를 높이는 것이고, 주기적인 소독세척관리로 biofilm을 제거해야 가장 안전한 치과용수를 공급할 수 있다. 치과용 정수 시스템은 biofilm의 형성을 늦추기 위한 보조적인 수단일 뿐 이후의 재형성되는 biofilm 을 주기적으로 제거하는 것이 무엇보다 중요하다.

정수 시스템의 유지관리

치과에서 치과용 정수 시스템을 설치하였다고 해서 정수된 치과용수가 문제가 없다고 생각하면 큰 오산이다. 계속적으로 발생하는 biofilm의 번식을 억제하기 위하여, 치과에서 필요할 때마다 세척, 소독을 해야 된다. 또한 주기적으로 관리해 주는 업체는 도움을 받아 치과용수 전문 관리해야 한다. 이는 주기적인 치과용수 관리로 청결과 안전도를 향상시키며, 완벽한 치과용수를 공급하기 위함이다.
또한 겨울철 장시간 병원운영을 안 할 경우나 강추위로 인한 배관 및 저수탱크 내에 고여 있는 물은 동파의 원인이 될 수 있다. 그러므로 이를 방지하기 위한 대책과 예방조치를 취해야 한다.

치과 정수 시스템의 필요성과 이해

많은 논란에도 불구하고 치과용수의 원수로 사용되는 수돗물은 미생물학적으로는 가장 안전한 물이라고 한다. 그러나 그 수돗물이 치과용수가 될 경우, 가장 비위생적인 물로 바뀌는 이유는 치과용수관이 biofilm이 형성되기 좋은 재질(폴리우레탄 호스)로 사용하고 있고 정수되지 않은 원수에는 많은 유기물질과 무기물질이 들어 있어서 biofilm 초기화에 도움이 되기 때문이다. 원수 속에 잔류염소 같은 화학처리제가 없는 치과용수 관내 물에서 세균과 biofilm의 증식이 일어나, 들어있던 잔류염소마저 흡수해 치과용수가 오염되는 원인이 된다.  그래서 오래된 유니트체어를 통해 나온 치과용수에는 잔류염소가 검출되지 않게 되고, 근본적으로 원수(수돗물)와 치과용수 사이에 큰 차이가 생기게 된다. 대부분의 학자는 멸균처리된 치과용수관에서 멸균수를 사용하더라도 2~3주 정도 지나면 biofilm이 형성되는데 동의한다.
전종찬 원장은 “치과에서 사용되는 정수기는 인체에 유해한 오염물질만을 거르고 세균의 번식을 억제하는 잔류염소를 보존한 상태로 정수하는 특수한 정수가 필요하다는 정설이 있다”고 말한다.  
치과진료실 종사자가 인식해야 할 부분은 먹는 물과 치과용수는 아주 큰 차이가 있다는 것을 알아야 한다. 치과용수로써의 수돗물은 3배 이상으로 더 안전해졌는데 거의 모든 치과용 정수기 업체들이 먹는 물 기준이상으로 치과용 정수기를 제조하고 있으므로 안전해 보일지라도 정기적인 세척과 biofilm 제거만 가장 안전한 물이라 할 수 있다. 또 치과용 수관내의 biofilm에 대해 치과의사들이 모르거나 아예 무시해버리는 상황이다 보니 수돗물을 치과용수로 사용하는 병원에서도 핸드피스 끝에서 검출되는 소독제양 급격히 감소되어 환자나 진료실 종사자에게 안전한 물이 되지 못한다. 수관관리의 이해와 관리가 전반적으로 필요한 상황이다. 


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