바이오틴을 피부에 전달하기 위해 고압균질기를 사용하여 바이오틴과 세라마이드를 모두 함유하는 에토좀에 대하여 연구하였다. 바이오틴이 주된 성분으로 사용되었으며, 세라마이드 NP는 인지질 이중층의 지지체로 활용되었다. 바이오틴은 수용성 내부에 포획되었고, 세라마이드 NP는 에토좀의 이중 층에 흡착되었다. 세라마이드 NP를 함유한 에토좀의 물성을 살펴보면 소포체의 크기는 80∼130 nm, 다분산지수는 0.09∼0.16, 제타 전위는 -40∼-49 mV로 측정되었다. 세라마이드 NP가 없는 소포체의 크기는 124.80±1.46 nm, 다분산지수와 제타전위는 각각 0.088±0.018과 –45.48±1.27 mV이었다. 따라서 세라마이드 NP가 함유된 에토좀은 세라마이드 NP가 없는 에토좀에 비해 소포체의 물리적 특성이 개선됨을 알 수 있었다. 세라마이드 NP를 함유한 에토좀의 피부흡수율은 12시간 후 6.13∼14.98%이었으며, 반면에 세라마이드 NP가 없는 에토좀의 피부흡수율은 7.08%이었다. 결론적으로 세라마이드 NP 를 함유한 에토좀은 피부흡수 효율을 향상시킬뿐만 아니라 소포체의 안정성에도 긍정적인 영향을 미쳤다.

본 연구에서는 감국 꽃 추출물의 항산화 및 항염활성을 검색하고 유효성분을 분리하여 화학구조를 규명하였다. 감국 꽃 에탄올 추출물의 DPPH 및 ABTS+ 라디칼 소거 활성을 측정한 결과 우수한 라디칼 소거 활성이 있음을 확인하였다. 또한 LPS로 유도된 RAW264.7 대식세포에서 세포독성 없이 우수한 nitric oxide (NO) 저해 활성을 나타내었다. 감국 꽃 에탄올 추출물의 유효성분을 찾고자 medium pressure liquid chromatography (MPLC)를 실시하여 2개의 화합물을 분리하였으며 1H 및 13C NMR 데이터 분석 및 문헌 비교를 통하여 화학구조를 동정하였다; Cynaroside (1), Apigetrin (2). 분리된 화합물을 HPLC를 통하여 정량분석을 수행하였으며 감국 꽃 추출물의 주요 성분으로 확인되었다. 화합물 1, 2의 항염활성을 확인한 결과 모두 농도의존적으로 우수한 NO 저해활성을 나타내었다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 감국 꽃 추출물은 천연 항산화 및 항염 소재로써 활용 가능할 것으로 사료된다.

계면활성제가 수용액 중에 용해되면 용액 내에서 micelle (< 20 nm) 이라는 응집체를 형성하며, micelle은 그 내부에 활성물질을 담지하여 가용화 제형이 형성될 수 있다. Swollen micelle은 50∼100 nm 정도로 일반 가용화 제형보다 더 많은 양의 활성물질을 담지할 수 있는 제형이다. Swollen micelle은 고압 유화와 같은 별도의 공정이 필요한 liposome이나 nanoemulsion과는 달리 특별한 공정이 필요 없어 생산적인 면에서 좀 더 효율성 있는 가용화 및 입자형성 방법이라고 할 수 있다. 본 연구에서는 Poloxamer 407을 이용하여 swollen micelle 제형에 대한 안정화 실험을 진행한 후, Response Surface Methodology (RSM) 을 이용하여 tocopheryl acetate 가용화에 대한 제형 최적화 실험을 진행하였다. 가용화에 영향을 주는 계면활성제와 활성물질인 tocopheryl acetate를 요인(factor)로 설정하고 서로 간의 상관관계를 확인하였다. 평가방법으로서 온도 및 시간에 따른 안정성과 입자 분포 및 크기를 확인하였으며, FIB를 통해 효능 물질 을 담지한 swollen micelle의 입자 구조 및 모양을 확인하였다. 이러한 실험 결과들을 통하여 tocopheryl acetate를 안정화시킨 swollen micelle은 poloxamer 407 0.500%, octyldodeceth-16 0.387%, tocopheryl acetate 0.945%일 때 가장 최적화된 처방이라 할 수 있다.

폴리에틸렌글라이콜(PEG)은 계면활성제, 세정제, 유화제 등으로 화장품에 많이 사용된다. 이들은 제조 과정 중, ethylene oxide의 이량체화에 의해 인간에 몸에 유해한 1,4-dioxane이 부산물로 생성될 수 있다. 화장품 성분에 대한 소비자들의 관심이 증가함에 따라, 퍼스널케어 시장에서 PEG 성분이 없는 보 다 안전한 에멀젼 연구의 필요성이 증대되고 있다. PEG-free 계면활성제로 사용되는 polyglycerol ester (PGE)는 비이온성 계면활성제로서 식품, 화장품 등의 분야에서 많이 사용되며 글리세롤과 지방산을 에스테르화 하여 생산된다. 본 연구에서는 PEG 성분을 함유하지 않은 나노에멀젼 제형의 개발 및 안정화를 목표로 하였다. 최적화된 나노에멀젼 제형 개발을 위해 RSM (Response Surface Methodology)를 사용하였다. 독립변수 및 변수의 범위 결정을 위한 예비 실험의 결과로 계면활성제 함량(2∼4%), 오일 함량(4∼ 8%), 폴리올 함량(12∼24%)을 독립변수로 설정하였다. 반응변수로는 제형의 입자 크기(particle size), 제타 전위(zeta potential), 현탁도(turbidity), 다분산지수(polydispersity index)를 측정하였다. 제조한 나노에 멀젼을 FIB (Focused ion beam)로 측정한 결과, 구형의 입자들이 100∼200 nm의 크기를 가지고 분포되어 있는 것을 확인하였다. 제조된 제형에 대해 30일 간 각 온도별(4℃, 25℃, 45℃) 안정성 평가를 진행하였고, 최적의 입자 크기, 현탁도, 다분산지수, 제타 전위를 고려한 최적의 처방은 계면활성제(2%), 오일(8%), 폴리올(24%)로 확인되었다.

본 연구에서 최근 한국 제주 지역에서 큰 관심을 보이고 있는 맞춤형화장품 소재 개발 일환으로서 제주도에서 자생하는 육상식물 50종과 해상식물 10종에 대해 주름개선 검증을 위한 콜라겐 생성 효과와 히알루론산 생성 효과를 조사하였다. 콜라겐과 히알루론산은 피부 노화에 영향을 주는 주요 요인으로 인식되고 있다. 실험 결과, 육상식물 50종 추출물 중에서 점나도나물추출물(100 μg/mL)은 190% 이상 콜라겐을 생성하였으며, 살갈퀴추출물(100 μg/mL)은 160% 이상, 팔손이추출물(10 μg/mL), 금사철추출물 (100 μg/mL), 기수초추출물(100 μg/mL), 보리수나무추출물(100 μg/mL), 땅채송화추출물(100 μg/mL), 나비나물추출물(100 μg/mL), 갓추출물 (100 μg/mL)은 140% 이상 콜라겐 생성 효과를 보였다. 해상식물 10종 추출물 중에서는 큰열매모자반추출물(50 μg/mL)이 190% 이상 콜라겐을 생성하였으며, 붉은뼈까막살추출물(100 μg/mL), 누운청각추출물(100 μg/mL), 우단청각추출물(100 μg/mL)의 경우는 140% 이상 콜라겐 생성 효과를 보였다. 제주 육상식물 50종 추출물 중에서 기수초추출물(100 μg/mL)이 140% 이상 히알루론산 생성 효과를 보였으며, 팔손이추출물(20 μg/mL), 등나무추출물(100 μg/mL)은 130% 이상의 히알루론산 생성 효과를 나타냈다. 해상식물 10종 추출물 중에서는 자루바다표고추출물(100 μg/mL)이 가장 효과가 좋았으며, 이 외에도 붉은뼈까막살추출물(100 μg/mL), 누운청각추출물(100 μg/mL), 우단청각추출물(100 μg/mL)에서 120% 이상 히알루론산 생성 효과를 보였다. 이들 콜라겐과 히알루론산 생성 효과가 양호한 제주 자원들은 향후 맞춤형화장품의 피부 고민을 해결하는 데 적용될 수 있는 가능성을 보여 주었다.

탈모방지 및 발모효과를 가지는 소재를 개발하기 위해 한의학에서 전통적으로 사용되는 23가지 한방소재를 선정하여 한방복합처방단을 개발하였다. 한방복합처방단을 구성하는 한방소재들은 예로부터 전통적으로 발모 및 탈모방지, 흰머리방지, 염증 치료 및 혈액순환개선 효과를 가진 것으로 알려져 있는 당귀, 보골지, 측백엽, 한련초, 구기자, 복분자, 상백피, 숙지황, 여정실, 적하수오, 흑지마, 고삼, 백지, 익모초, 단삼, 도인, 몰약, 감국, 유향, 인삼, 천궁,합환피, 현호색 등이다. 또한, 한방복합처방단의 발모효과를 확인하기 위해 in vitro와 in vivo 평가모델을 이용하여 모발성장 및 촉진에 미치는 영향을 실험하였다. In vitro 상에서는 모유두세포, 각질형성세포 및 섬유아세포의 증식을 확인하였다. 또한, 흰머리방지 효과와 관련하여 멜라노마 세포에서의 멜라닌 합성능력을 확인하였다. 한방복합처방단의 in vitro 상에서의 육모효과는 C57BL/6 마우스를 이용한 in vivo 상에서도 확인하였다. 연구 결과 한방복합처방단은 50 μg/mL의 농도에서 모유두 세포의 증식을 175 %까지, 섬유아세포인 NIH3T3 세포의 증식은 120 %까지 증가시켰으며, 20 μg/mL의 농도에서 각질형성세포인 HaCaT 세포의 증식을 133 %까지 증가시켰다. 멜라닌 합성의 경우, 50 μg/mL의 농도에서 154 %까지 증가시켰다. 또한, C57BL/6 마우스를 이용한 육모효과에 있어서는 한방복합처방단 처리 4주 후 98 % 이상의 육모효과를 나타내는 것을 확인하였다. 이상의 결과로 볼 때 본 연구에서 개발한 한방복합처방단은 모발의 성장 촉진에 유용하게 활용될 수 있는 처방으로 사료된다.