충치는 사람의 구강질환 중 가장 흔한 질환으로 Streptococcus mutans (S. mutans)균이 초기 충치를 형성하는데 매우 중요한 역할을 담당한다. Porphyromonas gingivalis (P. gingivalis)는 대표적인 구취 유발균으로 구취 형성에 중요한 휘발성 황화합물을 생성하는데 관여한다. 치주질환은 치은결체조직과 치조골의 파괴를 유발하여 치아의 상실을 초래할 수 있는 만성 염증성 질환으로 Prevotella intermedia (P. intermedia)가 원인균이다. 이번 연구에서는 cetylpyridinium chloride (CPC), sodium fluoride (NaF), 녹차 추출액, 솔잎 추출액을 유효성분으로 하는 마우스워시 제품을 사용하여 S. mutans 균을 포함, 구강질환 균으로 널리 알려진 P. gingivalis, P. intermedia 대해 항균 효과를 확인하고자 하였다. 그 결과 시험군의 경우 S. mutans, P. gingivalis 에 대해 30 s 내에 4.00 Log, 4.68 Log의 사멸력을 확인하였고, P. intermedia의 경우 30 s 2.40 Log, 60 s 2.70 Log 사멸력을 확인하였다. 또한 Dentocult SM Strip mutans (SM Strip) 염색방법을 적용하여 S. mutans 균의 감소여부를 시각적 자료로 쉽게 확인할 수 있었다. 이와 같은 결과를 통해 CPC, NaF, 녹차 추출액, 솔잎 추출액을 포함한 마우스워시 제품은 구강균 사멸을 통해 충치 및 구취와 같은 구강질환 예방에 효과가 있을 것으로 기대한다.

우리는 평생 동안 하루도 빠짐없이 치약과 같은 구강관리 제품들을 사용한다. 이와 같이 매일 입에 사용되는 제품의 안전성이 담보되어야 함은 매우 중요한 일이다. 이전까지 이루어진 동물시험이나 임상시험에서 치약 내 계면활성제 등에 의한 구강 자극이 유발될 수 있음이 알려져 있다. 하지만, 동물복지를 위하여 유럽 화장품 법안은 화장품과 그에 사용하는 원료에 대한 동물 시험을 금지했다. 그로 인해 여러 분야에서 동물을 대체하거나 동물의 사용을 줄일 수 있는 동물대체 시험법의 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 하지만, 현재까지 구강 점막 독성을 측정할 수 있는 방법으로 임상시험과 동물시험이 있었으며, 최근에는 구강 점막 조직 모델이나 구강 세포들을 활용한 방법들이 연구되고 있다. 이번 연구의 목적은 구강관리 제품의 안전성을 확보할 수 있는 동물대체 시험법을 개발하는 것이다. 구강 세포주(YD-38 cell)를 활용해 불용성 물질을 포함한 치약에 대한 시험이 가능하도록 구강 점막 자극 시험법을 개발하였고, 이 시험법으로 이전에 이루어진 동물시험에서 자극유발원으로 알려진 물질에 의한 자극을 구별해낼 수 있었다. 또한, 유아와 어린이 치약의 자극 수준이 일반 성인 치약에 비해 낮음을 증명하였다. 이 결과를 바탕으로 동물을 사용하지 않고 인체에 대한 위해성을 줄일 수 있도록, 구강관리 제품의 구강 점막 자극 수준을 평가할 수 있는 이 시험법이 하나의 새로운 구강 자극 시험 방법으로 사용될 수 있으리라 사료된다.

바이오필름은 부유 미생물이 피부 표면에 부착되어 형성된 미생물 집락이며 형질적ㆍ생화학적 특성에서 부유 상태와는 차이가 있다. 바이오필름으로 증식하는 미생물은 부유 상태의 미생물 보다 숙주의 방어나 항생제에 대한 저항성이 훨씬 높기 때문에 바이오필름이 형성되면 감염 상태를 치료하기 위해 더욱 많은 항생제를 사용해야 한다. 따라서 감염된 세균의 내성을 피하면서 치료를 하기 위해서는 단순히 세균을 사멸하는 것이 아니라 표적을 달리하는 새로운 전략이 필요하다. 이번 연구에서는 아토피 등 염증성 피부 질환의 원인균의 S. aureus의 바이오필름을 억제하는 기작에 초점을 맞추어 연구를 진행하였다. 이 연구의 목적은 S. aureus의 바이오필름의 형성을 억제하여 피부질환을 조절할 수 있는 후보 물질을 찾는 데에 있다. 슬라이드글라스를 human placental 콜라겐으로 코팅하고 시험 물질과 함께 배양하여 억제된 바이오필름의 양을 crystal violet 염색법으로 측정하여 정량적으로 측정하였다. 이 실험에서는 표준균인 S. aureus ATCC 6538 strain이 사용되었다. 실험 결과 편백다당체가 바이오필름의 형성을 강하게 억제하였으며 녹차다당체와 황촉규근은 오히려 바이오필름의 형성을 촉진하였다. 자일리톨은 1 %의 낮은 농도에서는 바이오필름을 촉진하나 그 이상의 높은 농도인 3 %와 5 %에서는 억제하여 농도 의존적인 결과를 보였다.

화장품에서 일반적으로 사용되고 있는 대표적인 자외선차단 원료들과 방부제인 phenoxyethanol (PE), 항균효과가 있는 ethylhexylglyceirn (EG)의 분배계수와 흡착도를 측정하여 비교하였고, 제품의 포장재 재질에 따라 PE가 흡착되는 정도를 비교하였다. PE, EG에 대한 11개 자외선 차단제의 분배계수는 EG가 상대적으로 높게 나타났으며 그중 Tinsorb M, Solaveil CT434가 높은 분배계수를 보였다. 40 % 이상의 EG 흡착을 보인 자외선 차단 원료는 Gransil PSQ, UV Titan M 160, Micro TiO2 MT 100 TV였고, Gransil PSQ와 Scadder는 40 % 이상의 PE를 흡착하였다. 또한 PE는 포장재 원료인 polyoxymethylene에 의해 1개월 후 7 ~ 8 % 흡착됨을 확인하였다. 자외선차단제품의 방부처방을 설계할 때 사용되는 자외선 차단제와 방부제와의 상관성을 고려하여 적절한 방부제 및 차단제를 선정해야 적은 방부제로도 최적의 방부력을 갖는 제품 설계가 가능함을 보여준다. 또한 포장재의 종류에 따라 시간이 경과하면서 방부제가 포장재에 흡착되어 방부력이 저하될 수 있음을 확인하였다.

일반적으로 화장품에는 제품의 보존성을 향상시키는 것을 목적으로, 파라옥시안식향산에스텔(paraben, 파라벤), 이미다졸리디닐우레아, 페녹시에탄올, 클로로페네신 등의 화학 방부제가 배합되어 있다. 화학 방부제는 제형의 안정성 및 방부 유효성이 우수하지만, 독성, 피부자극, 알러지를 유발하는 등의 단점이 있어 배합량을 줄이거나 배제하고도 제품의 안정성 및 유효성이 높은 보존 기술이 요구된다. 종래부터 글리세린, 1,3-부틸렌글리콜(BG), 프로필렌글리콜(PG), 디프로필렌글리콜(DPG) 등의 폴리올류들은 보습성분 및 용매로 범용되고 있으며, 고농도로 사용할 경우 항균력이 있지만, 사용성을 떨어뜨리고, 피부 자극을 유발하는 등 제품의 성능을 저하시키는 문제점이 있었다. 본 연구의 목적은 폴리올류의 조성별 항균, 방부력 영향을 평가하고, 스킨케어 유화제형에서 방부제 함량을 감소시킬 수 있는 폴리올 조성을 도출하여 방부제의 사용량을 감소시키고, 사용성 및 안정성도 개선하는 것이다. 범용적으로 사용되는 폴리올류의 항균 증가력을 측정한 결과 글리세린의 항균 증가력은 미미한 반면 BG, PG의 영향력은 유의(p < 0.05) 하였다. S. aureus를 대상으로 화학 방부제의 항균력 증가를 측정하고 상관성을 회귀분석한 결과 폴리올 1 %를 증량할 때 PG는 2.1 8.4 %, BG는 1.8 8.4 % 방부제의 항균력을 증가시킬 것으로 추정되었다. 로션, 크림 등 유화제품에서 폴리올에 의한 방부력 증가율을 측정한 결과 글리세린의 경우 5 %까지 함량을 증가시켜도 방부력이 증진되지 않았으며, BG 및 PG는 5.5 9.9 % 증가할 때 40 % 이상까지 방부력을 증가시켰다. 이상의 폴리올의 항균, 방부 영향력 측정으로 유화 제품에서 폴리올 배합을 조정하여 방부제 사용량을 40 %까지 감소시키고 사용성과 안전성 그리고 제품의 안정성을 개선할 수 있음을 확인하였고, paraben-free, 저방부, 무방부 시스템 도입시 베이스 처방의 기준으로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.