JKAOH Journal of Korean Academy of Oral Health

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J Korean Acad Oral Health 2024; 48(1): 3-8

Published online March 30, 2024 https://doi.org/10.11149/jkaoh.2024.48.1.3

Copyright © Journal of Korean Academy of Oral Health.

Effects of waterline flushing and related factors in dental units on bacterial counts in dental water

Geun-yeong Kim1† , Eun Young Park2† , Joon Sakong3 , Eun-kyong Kim4

1Department of Public Health, Graduate School of Environment and Public Health Studies, Yeungnam University,
2Department of Dentistry, College of Medicine, Yeungnam University,
3Department of Preventive Medicine and Public Health, College of Medicine, Yeungnam University, Daegu,
4Department of Dental Hygiene, College of Science & Technology, Kyungpook National University, Sangju, Korea

Correspondence to:Eun-kyong Kim
Department of Dental Hygiene, College of Science & Technology, Kyungpook National University, 2559 Gyeongsang-daero, Sangju 37224, Korea
Tel: +82-54-530-1423
Fax: +82-54-530-1429
E-mail: jinha01@naver.com
https://orcid.org/0000-0001-9582-1415
These authors contributed equally to this work.

Received: February 14, 2024; Revised: March 5, 2024; Accepted: March 7, 2024

This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/), which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

Objectives: Water discharged from waterlines in dental units can cause cross-infection among dental workers and patients by various mechanisms. Therefore, we analyzed the bacterial counts in the water of dental unit chair waterlines, according to waterline flushing and related factors.
Methods: A total of 58 dental hospitals located in a metropolitan city participated in this study between September 2019 and January 2020. Water was collected from a high-speed handpiece and a three-way syringe of a dental unit chair and transported to the experimental lab within 4 hours; bacterial plating colony counting was performed after culturing for 72 hours. In addition, a survey was conducted with questions on the characteristics of hospitals, waterline flushing, and related factors, such as water purification systems, regular filter replacement, and backflow prevention equipment.
Results: The bacterial count in the water of the dental handpiece and three-way syringe in the institutions that performed waterline flushing was lower than that in the institutions that did not (P<0.001). When waterline flushing was performed on dental handpieces, the bacterial count was found to be lower when regular filter replacement and backflow prevention equipment were combined. In addition, disinfection of waterlines had a significant effect on the bacterial count when performed together with waterline flushing. However, for the three-way syringe, when waterline flushing was performed, no factors significantly affected the bacterial count.
Conclusions: To reduce microbial contamination of dental water, flushing of dental unit waterlines combined with regular filter replacement, backflow prevention equipment, and disinfection of waterlines may be effective in dental hospitals.

Keywords: Bacteria, Dental hygienists, Dental unit waterlines, Flushing

치과 진료는 특성상 환자로부터 많은 양의 유기물 파편(splatter)이 발생한다. 유기물 파편 내 다양한 미생물은 치과 유니트(dental unit) 내로 흡입되어 수관을 오염시켰다가 핸드피스와 같은 치과 의료 기구를 통해 다시 배출된다1). 이렇게 오염된 치과 용수는 환자가 직접 삼키기도 하고 에어로졸 형태로 진료실 전체를 오염시킬 수 있다2). 그뿐 아니라 치석제거와 사랑니 발치 등 출혈을 동반한 진료 시 노출된 혈관을 통해 체내로 유입되므로 치과 용수는 반드시 먹는 물 기준으로 깨끗이 유지해야 한다. 미국 치과의사협회(American Dental Association; ADA)는 치과 용수 내 세균 수를 200 CFU/ml 이하로 유지할 것을 권고했으며3), 미국 질병관리본부(Centers for Disease Control and Prevent, CDC)는 비외과적 처치 시 환경보호청(Environmental Protection Agency, EPA) 기준인 500 CFU/ml 이하로 유지하고 외과적 시술 시 별도의 멸균 수를 사용하도록 권장했다4).

하지만, 실제 치과 의원에서는 치과 용수가 기준치 이상의 높은 수준으로 미생물에 오염되어 있으며 Pseudomonas, Legionella, Mycobacterium과 같은 기회감염 세균이 발견되어 노인, 아동, 전신질환자 등 면역력이 저하된 사람들에게 심각한 건강 위험을 초래할 수 있음이 확인되었다5). 오염된 치과용수 내 검출된 세균이 환자들의 구강에서 발견된 사례 보고도 있었다6). 2012년에는 이탈리아의 한 노인이 레지오넬라 병으로 사망했으며7), 소아 치과에서 진료를 받은 70여 명의 아동이 비결핵성 Mycobacterium에 연이어 감염되기도 하였다8). 이것들은 오염된 치과 용수가 감염의 잠재적 원인이 될 수 있음을 의미한다.

치과 수관(dental unit waterlines)은 플라스틱 재질로 폭이 좁고 진료 시간 외에는 물이 정체되어 있는 시간이 길어 수관으로 유입된 미생물이 증식하기 좋은 환경을 만든다3). 수관으로 유입된 미생물은 부유 상태로 있다가 수관 내부 단단한 표면에 부착하여 생물막(biofilm)을 형성한다. 생물막은 미생물 집합체로 미생물이 증식할 수 있도록 서식처 역할을 하는데 한번 형성되면 완전히 제거하기 어렵기 때문에 생성을 막는 것이 중요하다. 이를 위해 수관 물 빼기(flushing in dental waterlines)와 수관 소독, 독립적 저수통 및 필터 사용 등 다양한 방법이 사용되고 있으며 그 외에도 오존을 이용한 수관 소독, 안드로이드 체제를 이용한 수관 관리 등 새로운 방법들이 제시되고 있다9). 이 중 수관 물 빼기는 수관에 잔존하는 유기물을 기계적으로 배출하는 방법을 말하는데 비교적 쉽고 간편하여 미국질병관리본부(CDC)는 진료 전, 후 20-30초 동안 시행할 것을 권장했다4). 수관 물 빼기의 효과는 여러 연구를 통해 시행하기 전보다 상당수 세균이 감소되었음이 보고되어 인정되고 있다10). 그러나 수관 물 빼기만으로 수관 내 생물막을 완전히 제거하지 못하기 때문에 단독적인 시행보다 여러 가지 방법을 일련의 수관 관리 과정으로 구축하여 시행하는 것이 필요하다.

하지만, 국내에서는 치과 용수의 오염을 방지하기 위한 규제나 법적인 기준이 없고 일부 통용되는 관리 기준도 단순 권고사항에 불과하다. 또한 치과 용수의 오염 실태를 조사한 연구도 부족해 국내 치과 용수의 상황에 맞는 지침을 마련하기 어렵다. 이에 본 연구는 치과 의료기관 내 수관 관리의 상태를 파악하고 수관 관리의 효과를 평가하여 국내 치과 의료기관의 실정에 맞는 감염관리 지침 마련에 기여하고자 한다.

1. 연구대상

2019년 9월부터 2020년 1월까지 5개월간 일개 광역시 소재의 58개 치과 의료기관을 대상으로 수행되었다. 2019년 9월부터 2020년 1월까지 5개월간 일개 광역시 소재의 58개 치과 의료기관을 대상으로 수행되었다. 대상자 수는 G*Power 3.1 for window 프로그램을 사용하였고, 유의수준 0.05, 효과 크기 0.8, 검정령 0.8로 하였을 때 t-test에 필요한 최소 표본크기는 최소 52개이며 탈락률을 고려하여 58개를 연구 대상자 수로 하였다. 이 연구는 영남대학교 생명윤리위원회의 연구 승인을 받았다(IRB 승인번호: YU 2019-06-008-002).

2. 설문조사

치과 의료기관의 감염관리자 1명을 대상으로 하였다. 지정된 감염관리자가 없는 경우 소독 및 환경위생업무를 담당하고 있는 종사자를 대상으로 병원의 특성과 수관 관리 행태를 파악하였다. 조사 내용은 치과 의료기관의 일반적 특성 5문항, 수관 관리 특성 7문항으로 구성하였으며 2018년 7월 보건복지부에서 시행한 전국 치과 감염관리 실태조사 설문 내용을 수정·보완하였다(Ministry of Health and Welfare) (Table 1).

Table 1 Questionnaire.

SectionsItems
General characteristicsWorking place, establishment period, number of unit chair, number of patients per day, healthcare accreditation
Dental unit waterlines management characteristicsWater purification system, filter exchange, backflow prevention (unit, handpiece), disinfection, flushing, flushing type


3. 수관 용수 검사

치과진료의자에 설치되어 있는 고속 핸드피스와 공기-물 분사기의 공급수를 대상으로 치과 용수를 채취하였다. 이를 위해 하루 전 해당 의료기관에 방문하여 기관의 감염관리자에게 100 ml 무균의 채수병 2개와 설문지 및 보냉백을 전달하고 채취 방법에 대해 교육을 시행하였다. 채취 방법은 오전 진료 시작 전 먼저 손을 소독하고 멸균된 개인 보호 장구를 착용한 후 고속 핸드피스와 공기-물 분사기 각각의 라인에서 30초간 고여 있는 물을 기계적으로 흘려 보낸 후 시료를 채취하도록 하였다. 환자마다 교체가 가능한 고속핸드피스는 제거하고 교체가 어려운 3way-syringe는 제거하지 않고 진행하도록 하였다. 치과 용수는 치과 의료기관 당 100ml씩 2개 총 116개를 채취하였으며 4℃ 상태에서 보관한 뒤 4시간 이내에 실험실로 이동하여 분석하였다. 먼저 치과 용수를 희석한 후 R2A 배지를 이용하여 후 21.0±1.0℃에서 72±3시간 배양하고 평판집락법을 사용하여 집락 수를 계수하였다. 해당 희석배수에 각 평판 내의 집락 수를 측정하여 합한 다음 사용한 평판수로 나누어 평판당 평균 집락 수를 구하고 해당 희석배수를 곱한 수치를 저온일반세균수(Colony forming unit, CFU)로 하였다11).

(CFU/ml)= ×

4. 자료분석

수집된 자료는 SPSS ver. 19.0 (IBM Co. Armonk, NY, USA) 프로그램을 이용하여 분석하였다. 치과 의료기관의 일반적 특성, 수관 관리 특성은 기술 통계분석으로 시행하여 자료의 분포를 파악하였다. 감염관리 행태와 수관 관리 행태에 의한 치과 용수 미생물 오염 수준을 비교하기 위해 MannWhiteny U test를 실시하였으며 통계적 유의수준은 P<0.05로 하였다.

1. 일반적 특성

연구 대상 총 58개 기관 중 치과 의원 40개(69.0%), 치과병원급 이상 18개(31.0%)였으며 설립연도로부터 16년 이상 된 기관이 21개(36.2%)로 가장 많았다. 유니트 체어 수의 경우 10대 이하가 39개(67.2%), 11-20대 6개(10.3%), 21대 이상이 13개(22.4%)였다. 일 내원 환자 수에 따라서는 50명 이하가 37개(63.8%)로 가장 많았으며 51-100명 8개(13.8%), 101명 이상 13개(22.4%)로 나타났다. 45개(77.6%) 기관이 수관 물 빼기를 시행한다고 응답하였다(Table 2). 물 빼기 대상을 중복 선택하였을 때 핸드피스의 경우 45개(100%) 기관에서 모두 선택했고 공기-물 분사기는 21개(46.7%)로 나타났다.

Table 2 General characteristics of the subjects.

CharacteristicsN (%)
Working place
Dental clinic40 (69.0)
Dental hospital level or higher18 (31.0)
Establishment period (yrs)
≤510 (17.2)
<6-1011 (19.0)
<11-1516 (27.6)
≥1621 (36.2)
Number of unit chair
≤1039 (67.2)
<11-206 (10.3)
≥2113 (22.4)
Number of patients per day
≤5037 (63.8)
<51-1008 (13.8)
≥10113 (22.4)
Healthcare accreditation
Yes4 (6.9)
No54 (93.1)
Flushing in dental unit waterline
No13 (22.4)
Yes45 (77.6)
Flushing object1)
Handpiece45 (100.0)
Air-water syringe21 (46.7)
Total58 (100.0)

1)Targets 45 institutions that conduct water flushing (multiple response)..



2. 수관 물 빼기와 관련 요인에 따른 치과 용수 미생물 오염 수준

2.1. 핸드피스의 치과 용수 내 세균 수

핸드피스의 치과 용수 내 세균 수는 수관 물 빼기를 하지 않는 경우 14,478±3.1 CFU/ml로 수관 물 빼기를 하는 경우 548±6.8 CFU/ml보다 유의하게 높게 나타났다(P<0.001). 수관 물 빼기를 시행하는 그룹(n=45)에서 정기적 필터 교체 시행, 역류방지용 유니트 체어 사용 및 수관 소독 여부에 따라 세균 수에 유의한 차이가 있었다(P<0.05). 수관 물 빼기를 시행하지 않는 그룹(n=13)의 경우 수관 소독 여부에 따라 세균 수에 유의한 차이가 있었다(P=0.03). 정기적 필터 교체, 역류 방지용 유니트 체어 및 역류 방지용 핸드피스, 수관 소독을 하는 경우 각각 수관 물 빼기에 따라 세균 수에 유의한 차이가 있었다(P<0.05) (Table 3).

Table 3 The number of bacteria of handpiece waterline according to dental unit waterline flushing and related factors.

Waterlines flushing yes (n=45)Waterlines flushing no (n=13)P
NAMGM±GSDNAMGM±GSD
Regular filter change
Yes39937407±6.51143,08214,822±3.4<0.001
No64,3673,753±1.7213,50012,729±1.60.094
P+0.0030.843
Dental unit for backflow prevention
Yes26964306±8.5513,14011,395±1.8<0.001
No191,9841,213±3.3854,40016,815±4.0<0.001
P+0.0100.770
Handpiece for backflow prevention
Yes331,295431±7.7611,8179,777±2.0<0.001
No121,6681,060±3.9761,42920,267±3.9<0.001
P+0.0680.317
Disinfection of dental unit waterline
Yes18943237±11.424,2504,250±1.00.023
No271,696956±3.41144,76318,093±3.0<0.001
P+0.0480.436
Total451,395548±6.81338,53114,478±3.1<0.001

AM, arithmetic mean; GM, geometric mean; GSD, geometric standard deviation..

P+ are results of Mann–Whitney U test..



2.2. 공기-물 분사기 치과 용수 내 세균 수

공기-물 분사기의 치과 용수 내 세균 수는 수관 물 빼기를 하지 않는 경우 886±9.98 CFU/ml로 수관 물 빼기를 하는 경우 106±11.11 CFU/ml보다 유의하게 높게 나타났다(P<0.001). 수관 물 빼기를 시행하는 경우(n=21) 역류 방지용 유니트 체어 사용에 따라 비교적 세균 수 차이가 컸다(P=0.055). 수관 물 빼기를 시행하지 않는 경우(n=37) 세균 수에 유의한 차이를 보이는 변수는 없었다. 정기적 필터 교체, 역류 방지용 유니트 체어 및 역류 방지용 핸드피스, 수관 소독을 하는 경우 모두 수관 물 빼기에 따라 세균 수에 유의한 차이가 있었다(P<0.05) (Table 4).

Table 4 The number of bacteria of air-water syringe waterline according to dental unit waterline flushing and related factors.

Waterlines flushing yes (n=21)Waterlines flushing no (n=37)P
NAMGM±GSDNAMGM±GSD
Regular filter change
Yes1831881±10.4329,575827±10.4<0.001
No33,351519±13.054,1061,377±8.80.881
P-value0.4210.563
Dental unit for backflow prevention
Yes121,03250±18.6192,583781±5.70.007
No9378289±2.41815,4361,012±16.70.051
P-value0.0550.648
Handpiece for backflow prevention
Yes1881792±12.8212,547713±6.50.021
No3358254±3.21617,0891,175±16.30.146
P-value0.4810.500
Disinfection of dental unit waterline
Yes1127842±14.291,465586±4.70.030
No101,271297±5.32811,2051,012±12.20.049
P-value0.0910.436
Total21751106±11.11378,836886±9.98<0.001

AM, arithmetic mean;GM, Geometric mean; GSD, geometric standard deviation..

P values are results of Mann–Whitney U test..


치과 진료실은 진료 중 핸드피스와 같은 치과 의료기기에서 발생하는 열을 차단하고 잔해를 세척하기 위해 치과 유니트에서 배출하는 치과 용수를 사용한다. 이때 발생하는 에어로졸에는 다양한 미생물이 포함되어 있으며 치과 종사자와 환자들은 빈번하게 노출될 수 있다. 또한, 치과 용수의 미생물 오염은 환자 진료 후 핸드피스에서 발생한 음압에 의해 환자의 타액이나 혈액 내 병원균이 흡입되었다가 다음 환자 진료 시 배출되어 교차 감염을 발생시킬 수 있다. 따라서, 수관 관리를 통한 치과 용수의 오염 수준을 줄이는 노력이 요구되며, 멸균된 핸드피스나 공기-물 분사기를 사용하거나 멸균된 공급수를 유니트에 공급하는 등 노력을 기울이지만 치과 용수의 미생물 오염은 여전히 존재한다. 오염된 치과 용수에 대한 사례들이 많이 보고되어 왔다. Szymańska12)는 치과 용수의 세균 수를 평균 201,039 CFU/ml로 보고하였고, 국내 치과대학병원을 대상으로 한 연구에서는 최대 37,410 CFU/ml가 검출되었으며 63.8%가 음용수 기준을 초과하였다1). 오염된 치과 용수 내 세균 수가 많을수록 병원성을 유발하는 병원성 세균의 오염 발생 가능성이 높아지므로 치과 용수의 오염 수준을 줄이기 위한 지속적인 노력이 필요하다.

치과 용수를 관리하기 위해 독립적인 저수통 및 필터 사용, 수관 물 빼기와 같은 비화학적 방법과 화학 용액을 사용하여 수관을 소독하는 화학적 방법 등 수많은 접근 방식이 제안되어왔다13). 그 중 수관 물 빼기는 수관 내부에 정체되어 있는 물로 인해 발생한 악취와 세균 수를 줄일 수 있으며 역류된 타액이나 혈액 등을 제거하여 교차 감염을 줄일 수 있는 중요한 수단이다. Cobb 등14)의 연구에서 4분 이상 세균 수가 유의하게 감소하였고, 국내 치과 의원을 대상으로 한 연구에서 초기 평균 27,208 CFU/ml에서 2분 후 2,180 CFU/ml, 4분 후 900 CFU/ml로 세균 수가 줄어들었다고 보고하였다15). 그러나 미리 물을 배출시켜서 세균 수를 감소시키더라도 생물막을 완전히 제거하지 못하기 때문에 다른 방법과 병행하여 관리하는 것이 반드시 필요하다.

본 연구 결과를 살펴보면 핸드피스와 공기-물 분사기의 치과 용수내 세균 수가 수관 물 빼기를 하지 않는 기관에서는 각각 38,531 CFU/ml, 8,836 CFU/ml로 수관 물 빼기를 시행할 경우 각각 1,395 CFU/ml, 751CFU/ml보다 유의한 수준으로 높게 나타나 수관 물 빼기의 중요함이 다시 확인되었다. 뿐만 아니라 핸드피스 치과 용수내 세균수의 경우, 수관 물 빼기를 시행하지 않는 경우에는 정수 시스템 사용, 정기적 필터 교체, 역류 방지용 장비 사용, 수관 소독 시행 여부에 따라 유의한 차이를 보이지 않았으나, 수관 물 빼기를 시행하는 경우, 정기적 필터 교체, 역류 방지용 유니트 사용, 수관 소독을 시행을 하는 경우 수치가 유의하게 낮게 나타났다. 이것은 수관 물 빼기와 함께 다른 수관 관리 방법들을 병행하는 것이 치과 용수의 오염 방지 관리에 효과적이다는 것을 의미한다.

이러한 수관 관리의 효과에도 감염방지에 대한 올바른 인식과 실천이 없다면 치과 진료실의 다양한 감염성 질환의 위험에 그대로 노출될 수밖에 없다16). 치과 진료실 내의 세균 오염도는 하루 환자 수가 많은 병원 급일수록 감염관리에 필요한 시간적 여유가 충분하지 않으므로 높게 나타나며17), 치과 의원의 경우 환자 수는 적으나 가장 편리하게 접근할 수 있는 기관인 만큼 감염관리 교육의 필요성을 인식하고 있다고 보고하였다9). 그러나 본 연구에서는 치과 의원이 치과병원보다 치과 용수 세균 수가 높게 검출되었으며 일 환자 수가 50명 이하, 유니트 수는 10대 이하에서 가장 높게 나타났다. 대부분의 치과 의원이 치과 병원에 비해 상대적으로 환자 수와 유니트 수가 적은 특성을 고려하면 치과 의원이 치과병원보다 높게 오염되었음을 알 수 있다. 이전 연구에서도 감염관리에 대한 실천도는 치과 의원보다 치과병원이 높았는데18), 치과병원처럼 근무 인원수가 많을수록 감염관리 담당자가 지정되어 있어 체계적인 감염관리가 이루어질 수 있어 감염관리 실천도가 높았으며 반면, 치과 의원의 경우 그렇지 못한 경우가 많아 실천도 점수가 낮았다19). 그렇기에, 전문 관리자가 부재한 작은 규모의 치과 의원에서도 효율적으로 실천될 수 있는 수관 관리 지침이 필요하다.

본 연구는 건물 자체의 노후로 인한 수질의 오염, 불분명한 유니트 체어 교체 시기 등 치과 용수의 오염 원인을 다 아우르지 못했다. 이러한 제한점에도 불구하고, 실제 치과 의원에서의 국내 수관 관리를 파악하고 세균 수에 대한 정량적 분석을 시행하여 그 효과를 분석함으로써, 효율적인 수관 관리 방법을 제시하고 평가하는 데에 기여할 수 있을 것으로 생각되며 후속연구에서는 병원 규모, 감염관리수행 인력 및 행태, 유니트 체어 등의 시설 특성 등을 종합적으로 고려하고 다양한 지역에서 보다 많은 치과병의원을 대상으로 연구하여 정확한 수관관리 방안을 제시하는 것이 필요하다 판단된다.

총 58개의 광역시 소재 치과의료기관 중 45개(77.6%)의 기관이 수관 물 빼기를 시행하고 있었으며 핸드피스의 경우 45개 기관 모두에서 수관 물 빼기를 시행하였으나 공기-물 분사기의 경우 21개 기관만이 시행하고 있는 것으로 파악되었다. 핸드피스와 공기-물 분사기 모두에서 수관 물 빼기를 시행하는 경우 그렇지 않은 경우에 비해 세균의 수가 유의하게 적었다(P<0.001). 정기적 필터 교체, 역류 방지용 유니트 체어, 역류 방지용 핸드피스 및 수관 소독은 수관 물 빼기를 하는 경우 모두 세균 수에 유의한 차이를 보였으나 수관 물 빼기를 하지 않는 경우 핸드피스에서 수관 소독만이 세균 수에 유의한 차이를 보였다. 본 연구 결과를 토대로 수관 물 빼기는 일부 치과병의원에서 수행되고 있으며 치과용수의 세균 수 조절에 도움이 되나 정기적 필터 교체, 역류 방지용 유니트 체어, 역류 방지용 핸드피스 및 수관 소독을 더불어 시행할 때 더욱 효과적인 것을 확인할 수 있었다.

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