스테판 곡선(Stephan curve)에서 치아 우식이 시작되는 임계 pH는 얼마인가?

스테판 곡선에 따르면, 구강 내 pH가 임계 pH인 5.5 이하로 떨어지면 법랑질의 탈회가 시작된다. 당분 섭취 후 약 5분 이내에 이 수준까지 하강할 수 있다.

스테판 곡선과 임계 pH의 이해

스테판 곡선(Stephan curve)은 음식물 섭취 후 시간 경과에 따른 치면 세균막(플라크) 내 pH 변화를 나타내는 그래프입니다. 구강 내 세균이 음식물 중의 발효성 탄수화물(특히 당류)을 대사하여 유기산(주로 젖산)을 생성하면 플라크 pH가 급격히 하락하게 됩니다.

임계 pH의 의미와 수치

법랑질의 주성분은 수산화인회석(hydroxyapatite)입니다. 수산화인회석은 주변 환경의 pH가 특정 수준 이하로 떨어지면 용해되어 칼슘과 인산 이온을 방출하는데, 이 현상을 탈회(demineralization)라고 합니다. 치아 우식이 시작되는 화학적 분기점이 바로 임계 pH(critical pH)입니다.

법랑질의 임계 pH는 5.5입니다. 플라크 pH가 5.5 미만으로 떨어지면 수산화인회석 결정이 용해되기 시작하여 탈회가 진행되고, 결과적으로 초기 우식 병소(백색 반점)가 형성됩니다. 반대로 pH가 5.5 이상으로 회복되면 타액의 완충 작용과 칼슘, 인산 이온의 재침착을 통해 재광화(remineralization)가 일어납니다. ^[1]

임상적 의의

스테판 곡선에서 pH가 5.5 아래에 머무는 시간이 길수록 탈회량이 증가하여 우식 발생 위험이 높아집니다. 따라서 치과위생사는 환자의 식이 상담 시 발효성 탄수화물의 섭취 빈도를 줄이고, 섭취 후 물로 헹구거나 자일리톨껌을 씹어 타액 분비를 촉진함으로써 pH를 빠르게 임계점 이상으로 회복시키는 중재 전략을 교육합니다. 타액 pH는 비침습적인 우식 위험 평가 지표로 활용되며, 디지털 방식으로 측정된 타액 pH가 구조화된 우식 위험 평가 모델에서 임상적 우식 지표와 연관성을 보인다는 연구 결과도 보고된 바 있습니다. ^[2]