치과용 정수 시스템(Water Purification System)

치과용수는 치과용 정수 시스템에 의해 정수 후 진료실로 공급되어진다. 이러한 치과용수는 교합이나 스케일링 등 치아를 치료할 때 발생하는 열을 냉각시킴과 동시에 구강 내 세척을 위한 용도로 사용된다. 때문에 치과용수를 운반하는 통로가 되는 배관의 소독·세척이 중요한 것은 당연한 일. 다 된 밥에 코 빠뜨리듯 다 된 치료에 오염용수를 ‘들이부을’ 수는 없잖은가.
그렇다고 치과용 정수 시스템이 치과용수의 세균 감염 방지를 100% 보장하는 것은 아니다.
이번 호에서는 시중에 판매되는 치과용 정수 시스템에 대해 알아보고, 자칫 소홀하기 쉬운 정수 시스템의 유지 및 관리 그리고 배관 소독에 대해 짚어보는 시간을 마련했다.  
    

신용숙 기자 sysuk@denfoline.co.kr

치과용수는 우리가 마시는 음용수와는 그 기준이 다르다. 치과용 정수기에서 정수된 물은 일단 저장탱크로 주입된 후 다시 배관을 거쳐 유니트체어까지 도달하게 되는데, 이 배관의 길이가 약 6~10m 정도의 아주 긴 관으로 이루어져 있다. 유니트체어에서 핸드피스 관까지의 길이도 약 1.8m로 아주 가는 관을 거치게 된다. 그러므로 소독 및 세척 과정을 거치지 않으면 관 내에 형성된 바이오필름(biofilm)과 세균이 환자의 구강 속으로 고스란히 들어가게 되는 셈. 이런 이유로 치과용 정수 시스템을 사용하게 된다.
치과용수 오염 원인은 크게 다음과 같이 정리할 수 있다.
▲물이 수관이나 저수탱크에 머물러 있는 시간이 길다. ▲머무는 시간에 비례해 바이오필름 형성이 잘된다. ▲바이오필름은 수돗물에 남아 있는 잔류염소를 흡착, 살균효과를 떨어뜨려 세균 발생을 쉽게 한다. ▲세균 발생이 되면 물의 머물러 있는 시간이 긴 만큼 기하급수적으로 그 양이 늘어난다.

치과용 정수 시스템의 필터 방식

치과용수는 크게 직수와 워터탱크 내 공기에 의한 컴프레셔 압력을 이용한 방법으로 공급되어진다.
수동 물통에 물을 일일이 갖다 부어야 하는 워터탱크 공급 방법은 불편할 뿐 아니라 외부 공기와의 접촉으로 인해 세균이 침투할 수 있다는 위험이 있다. 또한 물속의 세균과 미세물이 핸드피스에 끼게 되면 핸드피스의 물막힘 현상이 일어나 기기를 손상시키는 것은 물론, 핸드피스의 수명을 단축시킨다.
그러나 치과용 정수 시스템을 설치하면 별도의 워터탱크가 필요 없다. 수차례 정수과정을 거쳐 유니트체어 내에 정수 및 멸균 처리된 물을 제공하므로 환자의 구강보호뿐만 아니라 치과의사의 감염에 대한 스트레스를 없애준다.
최근에는 정수된 물을 다시 오존 살균하는 오존기능 또는 잔류염소보존방식을 개발, 치과용수에 대한 불안을 크게 감소시키고 있다.
치과용 정수 시스템은 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 미립자 등 불순물은 제거한다. 미네랄같이 유익한 물질은 거르지 않고 정수 중에 포함되는 선택적인 여과기능을 가지고 있다.
RO역삼투압방식은 막 표면의 기공 크기가 0.001미크로(사람 머리카락 굵기의 100만분의 1)으로 매우 작기 때문에 미생물과 세균을 완벽히 걸러준다. 그러나 인체에 유익한 미네랄까지 제거하는 단점이 있다.
오존살균방식은 오존의 강력한 산화력에 의해 산화분해하는 것을 말한다. 상수도 살균, 시안 화합물 ·폐수의 최종 처리 등에 이용한다. 수중의 오존이 유기물과 반응할 경우가 있는데, 즉 오존에 의하여 직접 산화되는 경우와, 오존 분해과정에서 생성되는 OH라디칼에 의한 산화의 경우가 그것이다.

●중공사막 방식(UF 방식)
중공사막 방식은, 미국 아미콘사에서 개발했다. 고분자 플라스틱 소재를 원료로 비대칭 구조의 중공사막을 다발형으로 집속하여 모듈화함으로써 실용화되었다. UF막은 처음엔 인체 내 혈액의 독소를 제거하기 위한 인공신장 혈액투석기용으로 적용되었다. 그러다 최근 들어 박테리아, 바이러스 및 미립자 등을 제거하기 위한 가정용 정수기 필터로 많이 적용되고 있다. 중공사막 방식은 박테리아, 바이러스 및 미립자 등 불순물은 제거하면서, 미네랄같이 유익한 물질은 거르지 않고 정수 중에 포함되는 선택적인 여과기능을 가지고 있다. 
UF 중공사막은 표면의 기공크기가 0.01미크론으로, 수돗물을 거르기에 적당한 크기를 가지고 있다. 때문에 인위적인 고압의 펌프가 아닌 수돗물의 자연압으로도 작동이 가능하다.
또한 수돗물의 불순물인 미립자와 박테리아 등은 제거하나, 유익한 미네랄은 제거하지 않는 선택적인 여과 기능을 가지고 있다. 물속에 미네랄 등 유익한 물질이 포함되어 있기 때문에 마시는 물로써 체내의 균형을 유지시킬 수 있는 특징을 갖는다.
정수 량이 풍부하여 별도의 정수탱크가 필요 없으며 정수탱크가 없어 2차 오염을 걱정하지 않아도 된다. 버리는 물이 없어 물 낭비가 없을 뿐 아니라, 기공이 균일하여 불순물 제거 성능이 일정하게 유지된다.

●역삼투압 방식(R/O Type : Reverse Osmosis)
삼투현상이란 반투막을 사이에 둔 두 용액의 농도 차에 의해 저농도용액 속의 용매인 물이 고농도용액 속으로 이동하는 현상이다. 양쪽의 농도가 같아질 때까지 용매의 이동이 계속되는데, 이때 고농도 측에 삼투압이 발생한다.
이러한 삼투현상은 생물에게는 없어서는 안 될 중요한 기능이다. 식물이 뿌리를 통해 물을 흡수하는 것, 짠 바닷물에서 물고기가 살 수 있는 것도 이같은 원리로 설명할 수 있다.
이에 반해, 역삼투현상이란 자연계의 삼투현상을 거꾸로 응용한 것이다. 즉 고농도 액측에 생기는 삼투압 이상의 압력을 가하면 삼투현상과는 반대로 고농도용액측의 물이 저농도용액 쪽으로 빠져나가는 현상을 의미한다. 역삼투현상을 이용하여 물질을 분리하는 역삼투공정은 막의 물리화학적 특성, 분리대상이 되는 물질의 물리화학적 특성 그리고 양측 간의 압력 차이를 추진력으로 하는 세 가지가 조합되어 이루어진다. 역삼투막은 1970년대에 바닷물의 소금을 제거하여 공장용수로 사용하는 해수담수화나 반도체 세척용이나 화학약품 제조공정 등에 사용되는 초순수제조용으로 많이 사용된다.
역삼투막은 막 표면의 기공크기가 0.001미크론인 필름형태의 막을 여러 장 겹친 상태에서 말아서 두루마리 휴지처럼 만든 필터를 이용한다. 표면의 기공크기가 0.001미크론으로 매우 작기 때문에 수돗물을 거르기 위하여 자연압이 아닌 인위적인 고압의 펌프가 필요하다. 수돗물 속의 불순물인 박테리아, 바이러스나 미립자, 철, 녹뿐만 아니라, 인체에 유익한 미네랄까지 제거하는 역기능을 발휘하며 미네랄까지 제거한다. 정수된 물이 산성화되는 문제점이 발생하며 순간적으로 정수되는 물의 양이 너무 작기 때문에 일정량을 모아쓰기 위한 정수탱크가 필요하고 불순물뿐만 아니라 미네랄까지 모두 거르기 때문에 걸러지는 물질들이 많아 막의 기공이 금방 막히는 현상이 발생한다.  따라서 막의 기공 막힘현상을 줄여 필터의 수명을 연장시키기 위한 일환으로, 모든 물을 거르기보다 전체 물 중 약 80% 정도의 물은 거르지 않고 그냥 폐수로 버리는 물 낭비가 발생한다.

●오존살균 방식
오존은 강력한 살균력을 지닌 물질 중 하나다. 오존살균 방식은 정수 시스템에 오존의 살균 성질을 이용해 물 속의 물질은 산화분해시키는 방식이다. 살균력을 가진 오존수가 배관과 핸드피스를 통과하면서 배관 내 존재하는 세균들을 살균시키는 것. 때문에 세균이 역감염되는 것을 막아준다.

●치과용수 제균기, 바이오필름 제거 장치
이 장치는 (주)케이터가 대표적인 업체에 속한다. 이 장치는 원격에서 정수하는 방식이 아닌, 유니트체어와 가장 가까운 곳에서 치과용수를 정수하고 바이오필름을 제거하는 장치다.
유니트체어에 도달하기도 전에 세균이 증식하고 바이오필름이 형성되는 것은 긴 배관의 길이와 배관의 환경 때문이다. 이에 착안하여 개발된 이 장치는 유니트체어와 가장 가까운 곳에서 치과용수를 정수, 은이온과 동이온을 지속적으로 방출해 바이오필름과 세균을 제거한다.

배관 내 ‘프라그’, 바이오필름

바이오필름이란 습기 있는 단단한 물질의 표면에 붙어 있는 유기물질과 무기물질, 세균군락의 결합체로, 치아 표면의 프라그와 비슷한 형태라 상상하면 이해하기 쉬울 것이다. 이 바이오필름은 환경에 따라 박테리아뿐 아니라 곰팡이, 식물의 이끼류, 원생동물, 선충류 등이 자랄 수 있는 배지 역할을 한다.
치과용 배관에서 바이오필름이 생기는 것는 어떤 물이든 일단 밀폐된 곳에 머물기만 하면 바이오필름이 번식하기 때문이다. 아무리 살균 처리된 멸균수를 사용하더라도 바이오필름이 있는 배관을 통과하면 오염된 물로 바뀌게 된다. 또한 배관에 정수된 물이 오래 머물 경우 재감염됨으로써 잔류염소가 있는 수돗물보다 더 위험해 바이오필름이 형성될 수밖에 없다.
 
배관의 바이오필름을 제거하려면 세균의 활성화를 억제하는 잔류염소를 보존하는 것이다. 이는 치과용수의 안전도를 높이는 데 효과적이다. 또한 주기적인 소독세척관리로 바이오필름을 제거함으로써 안전한 치과용수를 공급할 수 있다. 치과용 정수 시스템은 바이오필름의 형성을 늦추기 위한 보조적인 수단일 뿐이라는 것을 명심하길 바란다. 그러므로 이후 재형성되는 바이오필름을 주기적으로 제거하는 것이 무엇보다 중요하다.

Sterilex Ultra를 이용하여 추출된 바이오필름(자진 제공 : 아쿠아젠)

국내 공급되는 치과용 정수 시스템의 특징

치과용 정수 시스템은 국산 제조·판매 업체가 주를 이룬다. 현재 국내에 판매되고 있는 업체수는 대략적으로 8개로, 개중 7개 업체가 국산업체다.
필터별 회사를 분류하면, 중공사막과 역삼투압 방식을 혼합하여 정수하는 회사는 ㈜월드린, 덴탈클리오, 듀오크린, MJ Alliance 등이 있다.
MJ Alliance와 덴탈클리오는 염소보존 방식을 채택해 정수와 살균하는 방식을 채택하였다.
중공사막 방식을 사용하는 업체로는 오로라로, 은이온을 사용해 정수 및 살균을 같이 하고 있다.
오존살균 방식 업체로는 ㈜덴토죤을 들 수 있다.
유니트체어 카트리지를 장착해 사용하는 (주)케이터는 QATERQATER Hybrid Economy는 동·은 이온 살균 방식으로, 설치가 간단하며 시스템 비용을 줄인다는 장점을 갖는다.
국내에서 판매되는 치과용 정수 시스템은 각기 제품 사양마다 가격 차이가 많이 난다. 70만원대부터 수백만원대까지 종류와 특징에 따라 다양한 차이를 나타낸다.
이하에서는 각 회사의 정수 시스템 특징에 대해 좀더 구체적으로 알아보도록 한다. 

●은나노 살균정수 시스템(오로라(주))
오로라(주)의 은나노 살균정수 시스템은 고밀도 정수로 99.9% 순은을 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 체어 내 부품부식 방지기능이 있다.

● QATER Hybrid Economy((주)케이터)
(주)케이터의 QATER Hybrid Economy는 다른 정수기와 달리 살균카트리지로 유니체어에 장착하는 방식의 정수시스템이다. 설치가 간단하며, 공간의 절약과 초기 비용을 절약할 수 있는 장점이 있다. 대장균, 레지오넬라균, 살모넬라균 등의 세균을 제거 및 배관 내 바이오필름의 생성을 방지한다. 주의사항으로는 오존 정수시스템과 동시에 사용하면 쉽게 산화되어 살균력을 지속할 수 없다는 점이다.

●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.

●디지털 오존살균 워터시스템 (㈜덴토죤)
디지털 자동제어기능을 갖춘 디지털 오존살균 워터시스템은 6단계에 걸쳐 오존살균방식을 사용하며 정수 역류 방지기능이 있다. 핀리한 비상급 수기능과 슬림모드 기능, 디지털컨트롤 등 다양한 기능을 갖추었다. 필터교환시기는 3개월이며, 동파 방지용 온수공급이 된다. 저수용량은 20L이고, 비상시 바이패스기능과 과전압 방지 및 차단기능이 설치되어 있다.

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

●Absolute-M2(덴탈클리오/퍼시픽덴탈)
덴탈클리오의 Absolute-M2는 잔류염소유지 방식을 사용하고 있다. 컴프레셔 에어를 사용하지 않고 정수 이후 2차 감염방지를 위해 자외선 살균과 수관내 정체되는 잔류염소를 0.2ppm 이상 유지시켜준다. 5개의 필터로 구성, 3개월마다 관리해야 한다.

●워시덴 맥스, 워시덴 프로(임프텍)   
마이크로 UF 정수 방식을 사용하는 워시덴은 수압 및 공기압 표시게이지, 의료용 PE Tube 배관으로 구성된다. 정전 시에도 필터교환시기를 기억해 필터교환주기를 정확하게 할 수 있다. 단수시 간편 급수조작이 가능하며 7개의 필터로 구성된다. 필터 교환 시는 3~4개월로 타사 제품과 비슷하다. 

●HIGH FLOW SYSTEM CSR QURD(정진워터피아)
중공사막 방식을 사용하는 HIGH FLOW SYSTEM CSR QURD는 수도 직결식으로, 저수 용량 순간정수 방식으로 저수탱크가 필요 없다. 5개의 필터로 구성되며, 130,000L 정수 후 필터를 교체한다. 분당 정수 능력은 약 50L 정도다.

●하이필 엠디 HFS-1000MD(㈜하이필)
수도직결식, 4단계 필터정수 방식 도입하고 있는 하이필 엠디 HFS-1000MD는 부피가 작아, 협소한 공간에 설치하기가 유리하다. 또한 낮은 타 제품에 비해 상대적으로 적은 비용으로 치과용 정수장치 설치할 수 있다.

치과용 정수 시스템은 필터방식에 따른 살균과 바이오필름 제거가 선택시 중요하게 고려되어야 할 점이다. 그러나 더 중요한 것은 정기적인 필터 관리와 유지관리 보수이다. 제품 구입시 A/S가 어떻게 되는지 알아보는 것도 중요하다.  

정수 시스템의 유지와 관리

치과용 정수 시스템을 설치했다고 해서, 세균 감염 문제에 대해 안심할 수 있을까?
앞서 밝혔듯 정수 시스템은 바이오필름의 형성을 늦추는 보조적인 수단일 뿐이라는 것을 명심해야 한다. 사실 정수 시스템의 설치보다 더 중요한 게 바로 지속적인 관리인 것이다. 바이오필름은 영구적인 억제가 불가능하기 때문이다. 그러므로 계속적으로 발생하는 바이오필름의 번식을 억제하기 위해, 필요할 때마다 세척·소독을 해야 한다.
또한 주기적으로 관리해주는 업체의 도움을 받아 치과용수를 보다 철저하게 관리하는 것도 효과적이다. 치과용수의 관리는 환자의 안전과 청결로 직결되는 것이기 때문이다. 
한편 겨울철 강추위로 인한 배관 및 저수탱크 내에 고여 있는 물은 동파의 원인이 될 수 있다. 그러므로 이를 방지하기 위한 대책과 예방조치를 미리 마련해둘 필요도 있다. 

치과 정수 시스템의 필요성과 이해

수돗물은 미생물학적으로는 가장 안전한 물이라고 한다. 그러나 그 수돗물이 치과용수가 될 경우, 가장 비위생적인 물로 바뀌는 이유는 물의 이동통로인 배관이 바이오필름의 형성에 최상의 조건을 갖추고 있기 때문이다.
또한 정수되지 않은 원수에는 많은 유기물질과 무기물질이 들어 있어서 바이오필름의 초기화에 적지 않은 도움을 준다. 원수 속에 잔류염소 같은 화학처리제가 없는 치과 용수관 내 물에서 세균과 바이오필름의 증식이 일어나, 잔류염소마저 흡수해 치과용수가 오염되는 원인이 되는 것이다. 그래서 오래된 유니트체어를 통해 나온 치과용수에는 잔류염소가 검출되지 않게 되고, 근본적으로 원수(수돗물)와 치과용수 사이에 큰 차이가 생기게 된다.
학자들 대부분은 멸균처리된 배관에서 멸균수를 사용하더라도 2~3주 정도 지나면 바이오필름이 형성되는 데 동의한다. 때문에 치과에서 사용되는 정수기는 인체에 유해한 오염물질만을 거르고 세균의 번식을 억제하는 잔류염소를 보존한 상태로 정수하는 특수한 정수가 필요하다.  
또한 원장들을 비롯한 치과 직원들의 인식도 바뀔 필요가 있다. 즉 먹는 물과 치과용수는 아주 큰 차이가 있다는 사실을. 치과용수로써의 수돗물은 수돗물 자체만 놓고 볼 때 안전하다고 볼 수 있다. 그런데다 거의 모든 치과용 정수기 업체들이 먹는 물 기준 이상으로 정수 기능을 자랑하는 치과용 정수 시스템을 제조하고 있다. 이런 상황 속에서, 직원들은 자칫 그 안전성을 맹신, 사후 관리에 소홀할 수 있는 것이다.
중요한 것은 치과용 정수 시스템의 성능이 아니라, 정기적인 세척을 통해 바이오필름을 제하는 데 있다는 사실을 명심하기 바란다.

본 기사는 www.joyfulok.com과 덴포라인 과월호를 참고하였다. 또한 자료 요청에 협조해준 각 업체 홍보담당자에게 감사를 전한다.