자외선 차단제는 해변 및 실외수영장에서 물놀이 시 사용되는 경우가 많으나, 기존의 자외선 차단효과 측정방법 및 기준은 내수성 시험방법을 포함하고 있지 않아, 그 확립이 요구되고 있다. 따라서 본 연구를 통하여 내수성 자외선 차단제의 자외선 차단지수 평가방법에 관하여 한국인의 특성에 맞는 시험방법을 확립하고자 하였다. 내수성 자외선 차단제의 자외선 차단지수 평가방법을 표준화하기 위하여, 외국과 우리나라의 자외선 차단지수 측정방법을 비교하였고, 우리나라의 자외선 차단지수 측정방법을 내수성 자외선 차단지수 측정방법에 적용할 수 있음을 알 수 있었다. 내수성 자외선 차단제 선별 시험을 통해 제품의 적합성을 검증하였고 내수성 자외선 차단지수 측정방법의 변수를 설정, 확인 시험을 하였다. 물 온도 23 ∼ 32 ℃에서 내수성 자외선 차단지수 비교 시험을 한 결과, 이 범위 안에서 온도는 내수성 자외선 차단지수에 통계학적으로 의의 있는 영향을 미치지 않음을 알 수 있었으며, 물의 흐름 변화에 따른 내수성 자외선 차단지수는 43.61 ± 1.96, 43.92 ± 1.62 그리고 42.65 ± 2.41로 결과의 유의적 차이는 없었다. 그러므로 피험자의 적절한 활동을 대신하기 위한 대안으로 지속적인 20 min 물 순환이 적절하다고 사료된다.

세라마이드는 콜레스테롤, 지방산과 함께 각질층을 구성하는 주요성분으로 각질층의 피부장벽 기능에 중요한 역할을 하며, 아토피 피부염, 건선, 건성습진, 주부습진 등과 같은 염증성 피부질환 방지에 도움이 되는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서 2(2aminoethylamino)ethanol (AEEA)을 출발물질로 하여 신규 유사세라마이드 BPC16을 합성하고, 그 물리화학적 성질과 화장품의 신규 소재로 활용하기 위하여 세포독성, 보습, 각질제거효능 등을 평가하였다. 합성된 BPC16을 이용하여 콜레스테롤, 스테아린산을 포함하는 에멀젼을 제조했고, 편광현미경에서 ‘Maltese Cross'를 확인함으로써 BPC1이 라멜라 에멀젼을 형성함을 확인하였다. 단층배양세포와 삼차원배양세포에서의 세포독성 실험에서 BPC16은 보습과 피부손상회복 효과를 보이는 10 mM 이하의 농도에서 독성이 없음을 확인하였다. BPC16의 보습효능을 확인하기 위하여 Vapormeter와 Corneometer를 이용하여 임상실험을 실시하였으며, 우수한 효과를 확인할 수 있었다. 또한, 피부손상에 대한 회복효과와 Visioscan을 이용한 각질량의 변화 실험에서도 우수한 효과를 확인하였다.

우슬(Acyranthes bidentata)은 항관절염(anti-arrthritic), 최음(aphrodisiac), 항바이러스(anti-viral), 항경련(anti-spasmodic), 항고혈압(anti-hypertensive), 항응고(anti-coagulant) 그리고 항암(anti-tumor)효과에 사용되어 왔다. 본 연구는 우슬 추출물로부터 분리한 다당 추출물의 화장품 원료로서의 특성을 알아보기 위하여 항염 효과와 관련된 다양한 실험을 실시하였다. 우슬 다당 추출물을 대상으로 실험한 결과 항염(IL-1α, IL-6, COX-2 그리고 total NO 생성 억제) 효과를 나타내었다.

본 연구에서는 현초 추출물의 항산화, 성분 분석 및 elastase와 tyrosinase 저해효과에 관한 실험을 수행하였다. Free radical (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl, DPPH) 소거활성(FSC50)은 50 % 에탄올 추출물(15.0 µg/mL) < ethylacetate 분획(4.5 µg/mL) < 당을 제거시킨 플라보노이드 aglycone 분획(0.9 µg/mL) 순으로 증가하였다. Luminol-의존성 화학발광법을 이용하여 Fe³+-EDTA/H₂O₂계에서 생성된 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)에 대한 현초 추출물의 총항산화능은 50 % 에탄올 추출물(OSC50, 0.23 µg/mL) < ethylacetate 분획(0.16 µg/mL) < aglycone 분획(0.04 µg/mL)순으로, aglycone 추출물에서 가장 큰 활성을 나타내었다. 현초 추출물에 대하여 rose-bengal로 증감된 사람 적혈구의 광용혈에 대한 억제 효과를 측정하였다. 현초 추출물의 경우 농도 의존적(1 ∼ 50 µg/mL)으로 광용혈을 억제하였다. 특히 당을 제거시킨 플라보노이드 aglycone 분획에서 50 µg/mL 농도에서 τ50이 676.7 min으로 매우 큰 세포보호 효과를 나타내었다. Aglycone 분획은 tyrosinase와 elastase 저해활성(IC50)이 각각 70.0, 19.9 μg/mL로 매우 큰 활성을 나타내었다. 현초 추출물 중 ethylacetate 분획의 당 제거 반응 후 얻어진 aglycone 분획은 TLC에서 2개의 띠로 분리되었으며 HPLC 실험(370 nm)에서도 2개의 피이크로 분리되었다. 분리된 2가지 성분은 quercetin, kaempferol이었으며, 그들의 성분비는 각각 15.3 %, 82.8 %로 kaempferol의 함량이 가장 큰 것으로 나타났다. 이상의 결과들은 현초 추출물이 ¹O₂ 혹은 다른 ROS를 소광시키거나 소거함으로써 그리고 ROS에 대항하여 세포막을 보호함으로써 생체계, 특히 태양 자외선에 노출된 피부에서 항산화제로서 작용할 수 있음을 가리키며, 현초 성분에 대한 분석과 ethylactate분획의 당 제거 실험 후 얻어진 aglycone 분획의 큰 elastase 저해활성으로부터 주름개선 기능성 화장품원료로서도 응용 가능성이 있음을 시사한다.

본 연구는 유용성 물질 포집에 효과적인 solid lipid nanoparticle (SLN)을 이용하여 수용성물질인 LA-PEG을 새로운 제조방법에 응용하여 실험하였다. 지질로 사용된 오일은 coconut oil, macadamia oil, 그리고 jojoba oil 3가지로 이들의 특징은 생분해성이 강하다. 외부유화제로는 Tween 20, Tween 60을 이용하여 T-SLN을 제조하였으며, SLN의 입자 분포를 비교 분석한 결과 coconut oil을 지질로 하여 사용한 것이 크기가 가장 작았으며 사용한 계면활성제의 양에 따라 입자크기와 분포형태가 달라졌다. 1 %의 Tween 60과 macadamia oil을 이용한 베이스가 입자크기가 가장 컸다. 방출관찰결과 coconut oil을 지질로 한 2 %의 Tween 20의 베이스가 가장 늦게 방출되었고, 가장 빠른 방출한 것은 Tween 60 2 % 베이스였다.

오일/수첨 레시틴/물 계에서 전단력이 다른 두 혼합기로 제조된 나노에멀젼의 안정성에 대하여 연구하였으며, 계면활성제의 농도에 따른 나노에멀젼의 입자 크기와 안정성을 조사하였다. 입자의 크기는 광산란법에 의하여 측정하였으며 입자크기의 시간에 따른 변화를 관찰하였다. 실험 결과 나노 에멀젼 불안정화 과정은 Ostwald ripening에 의해 지배되었다. 입자 크기가 100 ∼ 200 nm 범위에서는 오일에 대한 계면활성제의 비율이 증가함에 따라 안정성이 감소하였으나 입자 크기가 300 ∼ 400 nm의 범위에서는 반대의 경향을 보였다.

피부장벽을 포함한 표피층은 인체의 조직 가운데에서도 가장 역동적인 기관이다. 다시 말해서 끊임없이 새로운 표피세포의 형성, 분화 및 탈각과정이 반복되면서 표피항상성(epidermal homeostasis)을 유지한다. 표피항상성은 피부기능 가운데 가장 주요한 기능인 permeability barrier homeostasis의 확립으로 연결된다. Permeability barrier homeostasis는 각질층에서 이루어지며 이를 형성하고 유지하기 위해 매우 정교하게 조절되어야 한다. 표피항상성을 조절하는 핵심 조절인자로서 nuclear hormone receptor (NHR)가 중심에 있음이 최근 다양한 연구를 통해 입증되었다. 이들은 각질세포 특이적인 단백질, 즉, involucrin, loricrin 및 trans-glutaminase 1 (TG 1) 등의 발현을 유전자 수준에서 조절할 뿐 아니라 표피 지질성분의 생합성을 증가시키는 등 피부장벽을 구성하는 brick 및 mortar의 생성과 유지에 핵심적 역할을 하는 것으로 알려졌다. NHR 가운데 peroxisome proliferator activator receptor (PPAR)와 liver X receptor (LXR)의 activator/ligands가 리놀레인산 등 지방산, leukotriene, prostanoid 및 oxygenated sterol 등이 지질대사과정에서 형성된 지질 종류인 까닭에 liposensor로도 알려지고 있다. 따라서 liposensor들을 비롯한 PPAR과 LXR activator/ligands들은 피부장벽기능이 저해된 아토피성 피부를 포함하여 건조피부를 관리하는 epidermotherapy의 수단으로서 잠재적 가능성이 있다고 생각된다.

본 연구는 암대극 추출물의 화장품 원료로서의 특성을 알아보기 위하여 항산화, 미백 및 항염 효과와 관련된 다양한 실험을 실시하였다. 암대극 70 % 메탄올 추출물은 MPLC를 사용하여 5개의 분획들로 분리하였다. 1번과 5번 분획에서 항산화(Mn- SOD 생성 억제), 미백(세포 내 멜라닌 생성 억제) 그리고 항염(IL-1α, IL-6, COX-2, Total NO 생성 억제)효과를 나타내었다. 이러한 결과를 종합해 볼 때, 암대극 추출물은 화장품 원료로서의 개발이 기대된다.

미생물의 오염을 통해 화장품이 변질되거나 분해되는 것을 방지하여 소비자를 보호하기 위해 화장품에 보존제가 사용된다. 파라벤류는 제형화하기 쉽고, 활성 범위가 넓으며, pH에 화학적으로 안정하면서 저렴하여 거의 모든 종류의 화장품에 널리 사용된다. 페녹시에탄올과 클로페네신 역시 화장품에 일반적으로 사용되는 보존제로 보통 파라벤과 함께 사용된다. 파라벤의 독성은 일반적으로 낮지만, 손상된 피부에는 자극을 유발할 수 있으며, estrogenic 잠재성, 마취 효과 및 생식 독성의 가능성에 대한 논란이 있어 왔다. 따라서 파라벤은 배합한도 원료로 지정 관리되고 있으며, 페녹시에탄올과 클로페네신도 마찬가지로 최대 허용량이 지정되어 있다. 그러므로 제품 중 보존제의 함량을 관리하는 것은 중요하다. 그러나 일반적으로 사용되는 역상 액체크로마토그래프법으로는 이성질체를 포함한 6종의 파라벤과 페녹시에탄올 및 클로페네신을 동시에 분리 분석하기 어려웠다. 용출 시간이 길어져, 피크 모양이 나쁘고 분리능이 좋지 않아 정확한 정량이 불가능하였다. 본 연구에서는 ultra performance liquid chromatographyTM (UPLCTM)를 이용하여 8종의 보존제를 10 min 이내에 동시분석을 시도하였다. 또한, International conference on harmonisation (ICH) 가이드라인의 밸리데이션 방법에 근거하여 본 시험법의 적합성을 검증하고, 로션, 팩트, 파운데이션 및 립글로스 등 다양한 제형에 적용이 가능함을 보였다. 본 시험법은 파라벤류를 포함한 다양한 보존제를 함유한 화장품 중 보존제의 함량을 단시간에 간편하고 정확하게 정량하는데 활용될 수 있을 것이다.

비스에칠헥실옥시페놀메톡시페닐트리아진(Bis-ethylhexyloxyphenolmeth oxyphenyltrizine; BEMT)은 식품의약품안전청 고시 기능성 원료로 자외선 차단 제품에 널리 사용되는 UVA와 UVB의 화학적 자외선 흡수제이다. 그러나 BEMT는 실제 적용에 있어 여러 가지 결점이 있어 사용이 제한되고 있다. 본 연구의 목적은 BEMT가 적용된 고형지질나노입자(BEMT- SLN)의 자외선차단제품 응용에 있다. 제조된 고형지질나노입자의 입도는 약 330 nm, 봉입율은 93.3 %, 결정화지표는 4.3 %였다. In vitro 방출 및 투과 실험 결과에서, BEMT는 SLN보다 O/W 에멀젼이 대체로 높았다. In vivo 실험에서 SLN의 BEMT 방출비는 80 % 감소하였다. 또한 in vitro UV 방어 효과 실험에서 SLN이 적용된 처방의 자외선방어지수(SPF) 값은 약 2.5배 증가하였다. 결국 SLN은 BEMT를 효과적으로 봉입하고 있었으며, 자외선 차단 상승 효과를 나타낸다.

산업발전에 따라 환경분야가 대두됨에 따라 민감성 피부에 화장품을 사용하는데 있어 부작용이 증가하였다. 이에 따라 저자극성 방부제의 개발을 위하여 항암효과가 입증된 침엽수 중 구상나무, 향나무의 활성성분을 추출하여 항균력을 측정 평가하였다. 항균력 측정에는 Broth dilusion법이 사용되었으며, 균주는 그람 음성균인 Escherichia coli와 그람 양성균인 Staphylococcus aureus를 사용하였다. 그 결과 항균효과는 향나무와 구상나무가 625 ppm에서 methyl paraben에 비하여 각각 17.02 %, 8.5 % 더 높은 효과를 나타냈다. 항산화 효과 측정은 DPPH법, 총 폴리페놀 함량은 Folin-Denis법, 총 플라보노이드의 함량은 Nieva Moreno법을 사용하여 분석하였다. 항산화 효과에서 향나무는 5,000 ppm에서 45 %, 구상나무는 44 %의 항산화 효과를 나타냈으며 분석 결과 총 폴리페놀과 총 플라보노이드 함유량과 비례하였다. 침엽수 추출물의 세포독성실험은 피부섬유아세포인 CCK-986sk를 사용하였다. 그 결과 향나무, 구상나무가 39 ppm에서 1,250 ppm까지의 모든 농도에서 95 % 이상의 높은 세포 생존률을 나타냈다. 이상을 종합해 본 결과 향나무 줄기, 구상나무 잎은 합성물질을 대체할 수 있는 방부제 및 보조 항산화제로서 사용이 가능하다고 할 수 있다.

노화 과정 중에 일어나는 extracellular matrix (ECM)의 변성은 피부의 주름과 탄력 감소를 유발한다. 현재까지 항노화의 주요 타겟은 metalloproteases 혹은 콜라겐이나 엘라스틴같은 구조 단백질에 집중되어 있지만, 최근 세포와 ECM 단백질(콜라겐, 피브릴린, 파이브로넥틴) 간의 상호작용이 세포의 생존과 증식, 조직의 재건에 중요한 역할을 한다고 알려졌다. 파이브로넥틴은 다른 ECM 단백질이나 인테그린 같은 세포 표면 수용체와 결합할 수 있는 부위를 가진 부착 단백질이다. 최근 보고에 따르면 세린 프로티아제들에 의해 분해된 파이프로넥틴 조각이 골아세포에서 MMPs 발현을 증가시킨다. 그러나 파이브로넥틴 조각의 사람 피부에서의 역할은 보고된 바 없다. 본 연구에서는 노인의 피부에서 파이브로넥틴 조각이 현저히 증가되어 있으며, 섬유아세포에 파이브로넥틴 조각을 처리하였을 시, MMP-1의 발현과 MMP-2의 활성이 증가한다는 것을 입증하였다. 이 결과는 파이브로넥틴 조각이 피부 노화를 유발하는 새로운 인자일 가능성을 제시하고 있다.

PFCs는 독특한 사용감과 특성으로 인하여 화장품에 응용되어질 때 많은 특장점을 가지고 있다. 그러나 이러한 장점에도 불구하고 화장품 제형에 적용하기에 많은 어려움을 가지고 있다. 즉, 물과 오일에 불용성, 높은 비중, 높은 증기압 등과 같은 원료의 특징으로 인하여 PFCs는 화장품에 적용하기 위하여 특별한 안정화 시스템을 필요로 한다. 본 연구에서 PFCs를 안정화하기 위하여 gel network, spherulite lamellar, nanosturucture 이상의 세 가지 시스템을 이용하였으며 사용된 세 가지 시스템 중 nanostructure system이 가장 안정함을 알 수 있었다.

최근 기능성화장품과 피부관련 의약품 분야에서 multi-lamellar와 liquid crystal의 구조가 커다란 관심을 끌고 있다. 결합수와 고정된 유상을 함유하는 multi-lamellar 구조는 피부의 세포간지질의 lamellar 구조의 재건과 보습을 유지하는 작용으로써 보습기능이나 장벽기능의 복구에 우수하며, 이 지질들은 각질층에 침투하여 유지된다. 본 연구에서 고급 지방 알코올, 레시틴, 콜레스테롤을 사용하여 제조한 bio-mimic liquid crystal emulsion (BLCE)의 피부장벽 기능을 측정하였고 일반적인 계면활성제와 세포독성을 비교하였다.

멜라닌은 UV로부터 피부를 보호하는 기능을 하며, 인종과 피부색을 결정하는 요인이다. 또한 미백 기능성 화장품개발의 주요 목표물이기도 하다. 최근 미와 관련된 화장품 시장이 급성장 하면서 미백효능 증대를 위한 연구들이 활발히 진행되고 있고, 보다 안전하고 효능을 극대화하기 위한 미백 기성화장품의 개발은 관심업계의 주력 분야이다. 또한 경쟁력을 확보하기 위한 수단으로 지속적인 특허 출원이 따르고 있다. 특허는 관련업계의 연구경향을 파악할 수 있는 중요한 문헌이기도 하다. 본 논문에서는 미백 기능성화장품과 관련된 특허 분석을 통하여 관련 업계의 미백연구기술의 개발 동향을 소개하고 미백 기능성 화장품의 개발 및 활성성분의 원료개발에 대한 이해를 돕고자 한다.

유용성감초추출물(oil soluble licorice extract)은 미백에 효능이 있는 원료로서, 미백 효과가 최적으로 유지되는 유통기한을 알아야 할 필요가 있다. 실온 상태에서의 화장품 유통기한을 측정하는 것이 제품의 개발 기간에 비해 상대적으로 길기 때문에 가혹 조건하에서의 성분 변화 실험을 통해 실제 유통기한을 예측하고자 하였다. 이를 위해 유용성감초추출물의 수명과 가속 온도 스트레스와의 관계를 아레니우스식에 의해 분석하였다. 가속 온도 스트레스 설정 시 화장품 제형이 변하지 않는 온도 범위 내인 50, 55 및 60 로 설정하였고, 이 구간 내에서 일정 스트레스 부과 방식을 설정하여 실험을 수행하였다. 본 연구에서 화장품 중 유용성감초추출물의 수명은 초기함량의 10 %가 감소되는 시간으로 정의하였으며, 각 온도에서의 유용성감초추출물의 수명은 50 에서 580 h, 55 에서 319 h, 60 에서 166 h로 측정되었다. 실험 결과값을 아레니우스 모델에 적용하여 유용성감초추출물의 수명과 온도 사이의 수명 관계식[log(수명) = - 35.0243 + 1.15322 × (11604.83/온도)]을 도출하였고, 이 식에 의해 25 에서 유용성감초추출물의 수명은 26 개월로 예측할 수 있었다. 예측 결과는 유용성감초추출물을 실온에서 측정한 결과로 검증하였으며 95 % 신뢰수준에서 수명 예측값과 실제값은 유의하지 않았다. 이 연구 방법은 주름 및 미백개선용 기능성 화장품들의 유통기한을 빠르고 정확하게 예측하는데 기여할 것으로 기대된다.

이온교환수지를 이용하여 말단기에 이중결합 생성이나 고리열림반응 없이 저분자 히알루론산(oligo HA)을 제조하였다. 제조된 oligo HA의 화장품소재로서의 활용 가능성 및 그 효능을 평가하기 위하여 fibroblast, keratinocyte 및 SIRC cell을 이용하여 독성을 평가하였고, Caco-2 cell과 인공피부를 이용하여 피부 투과도를 평가하였다. Oligo HA는 fibroblast와 keratinocyte cell에서 각각 300 g/mL 및 1,000 g/mL까지의 농도에서 독성이 없었으며 in vitro ocular test에서도 2,000 g/mL의 높은 농도에서까지 자극에 의한 세포독성이 관찰되지 않았다. Caco-2 cell을 이용한 세포 투과실험에서는 HA는 거의 투과되지 않는 것에 비해 oligo HA은 16.0 %까지 투과되었고, 인공피부를 이용한 세포투과 실험에서도 약 90 %의 상당히 높은 투과도를 보였다. 사람 피부에서 보습효과를 확인하기 위하여 oligo HA를 함유한 제형을 피부에 도포한 후 피부 수분량과 경피수분 손실량을 측정한 결과 HA와 비슷하게 우수한 보습 효과를 확인할 수 있었다. 인체 피부 누적 첩포 실험 결과, 특별한 피부 자극이 확인되지 않았다. Oligo HA는 HA의 우수한 보습력을 유지하면서 높은 피부 투과도를 갖는 보습소재로써 화장품에 유용하게 활용될 수 있음을 확인하였다.