Latest Cosmetics Development Trends of Korea...2-2 주름개선 화장품 출처: 중소중견기업...

SEOUL NATIONAL UNIVERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY

Latest Cosmetics Development Trends of KoreaLatest Cosmetics Development Trends of Korea

Seoul National University of Science and Technology

Professor Soo Nam Park Ph.D.

-- 기능성기능성 화장품화장품 소재소재 및및 피부피부 전달체전달체 --


기능성 화장품 현황

목 차

피부 전달체 제형 연구

미백/주름개선 기능성 화장품 원료

항산화, 항균, 미백, 항노화 소재

기능성 화장품 연구 동향

항산화 소재 개발

결론


1. 기능성 화장품 현황


기능성 화장품 범위 확대 [17.5.30 시행]

현 행

3종

- 미백

- 주름개선

- 자외선 차단

개 정

10종; 기존 3종 + 추가 7종

의약외품에서 전환된 5종

- 염모제

- 탈색탈염제

- 제모제

- 탈모 증상 완화에 도움

- 여드름성 피부를 완화하는데 도움(인체 세정용)

신설 2종

- 아토피성 피부로 인한 건조함 등을 완화하는데 도움

- 튼살로 인한 붉은 선을 엷게 하는데 도움


구분 ‘14년 ‘15년 ‘16년 ‘16년

점유율

총 계 29,744 38,559 44,439 100%

복합기능성 16,438 20,980 22,326 50.2%

주름개선 7,518 10,087 11,462 25.8%

자외선차단 3,408 3,934 4,855 10.9%

미백 2,379 3,558 5,796 13.1%

(단위: 억원)

기능성화장품 생산규모

2016년

국내 화장품 생산실적

13조 5백억원

※ 자료 : ’16년 화장품 생산 및 수출입 현황 자료(식약처)

기능성화장품

생산실적

4조4천4백억원

(34%)

복합기

능성

50% 주름개선

26%

자외선차

단

11%

[범주

이름]

[백분율]

전년대비 성장률 21.6%

기능성화장품 생산실적


※ 자료 : 식약처, 기능성화장품 심사 및 보고 현황 통계

’16 (848건)

미백, 2.7%

주름개선, 4.1%

자외선차단 47.2%

미백+주름개선 3.3%

미백+자외선 8.3%

주름개선+자외선 6.6%

미백+주름개선+자외선

이중기능성 18.2%

단일기능성 54%

삼중기능성 27.8%

기능성화장품 심사건수

’15 (778건)

미백, 6.2%

주름개선, 5.4%

자외선차단 45.8%

미백+주름개선 5.7%

미백+자외선 5.9%

주름개선+자외선 5.9%

미백+주름개선+자외선

이중기능성 17.5%

단일기능성 57.3%

삼중기능성 25.2%

복합기능성 46%

복합기능성 42.7%


· 활성소재, 2860건 (57%)

대한민국 화장품 특허 출원 통계

1990.01 ~ 2014.03

1. 항노화, 1035건 (36%)

2. 미백, 680건 (24%)

3. 보습(14%)

4. 항염증(13%) 및 기타(13%)

· 출원 점유율

※ 자료 : 화장품 특허기술 동향 분석(특허청, 글로벌 코스메틱 연구개발 사업단)

· 전체, 4989건

기술별 점유율

보습/피부장벽 384, 14%

미백, 680 24%

기타, 381, 13% 항염증,

380, 13%

항노화, 1055, 36%

메이크업

335, 7%

활성 소재, 2860 57%

헤어 소재 736, 15%

자외선 소재, 140 3%

화장품 용기 343, 7%

기타, 184 4%

안정화, 166, 3%

탈향제, 12, 0%

계면활성제, 46, 1%

세정제, 127, 2% (건수, 점유율)


2. 기능성 화장품 연구 동향

2-1 미백 화장품

2-2 주름개선 화장품

2-3 바이오 화장품



□ 개발 현황

- 색소침착현상 - 근본적인 원인이 노화

- 멜라닌 생성 – 다양한 메커니즘 연구

- 안전성 및 제형 연구 비중 강화

자료: 중소중견기업 기술로드맵 전략보고서

□ 국내 업체 연구 동향

- 일광성 흑자 피부조직을 microarray하여 색소 침착 원인 규명 연구

- 멜라노 사이트 분포 및 활성이 낮은 손ㆍ발바닥 피부 특성 분석

- 발효 및 한의서(동의보감,본초강목 등)을 참고한 미백 소재 발굴

- 기미 부분의 피부에서 증가된 c-kit에 대한 억제제 개발



□ 미백 화장품 분야 관심 기술

전략 제품 기술 분류 관심 기술

미백 화장품

기능성 소재

• 합성 원료 / 천연 유래 합성 원료

• 천연 식물 추출물/가공/정제 방법

• 발효/전환법에 따른 유효약물의 효능 증진

• 식물 세포 배양법에 따른 효능 증진

제형 • 에센스, 마스크팩 등에서 다양한 특이 제형 화장품

• 소재 안정성 효능 증진 - 비드화, 캡슐화, 나노화

복합 기능성 화장품

• 주름개선, 미백 및 자외선차단

자료: 미백 화장품 분야 과제신청현황 및 수요조사결과 (‘13-’15)

자료: 중소중견기업 기술로드맵 전략보고서



□ 개발 현황

- 표피세포의 분화 및 재생을 조절하는 물질을 개발

(Retinoids, mevalonic acid 등)

- ECM 조절성분으로 작약의 paoniflorin 등이 개발됨

- 자외선으로 손상된 DNA를 보호하거나 repair하는 성분들을 개발함

- 천연 식물 추출물을 활용한 기능성 원료 개발

출처: 중소중견기업 기술로드맵 전략보고서

자료: 생명공학정핵연구센터 화장품산업의 새로운 트렌드 (2016)




전략 제품 기술 분류 관심 기술

주름개선

화장품

바이오원료

• 천연 식물 추출물 및 유효물질 개발

• 펩타이드 / 콜라겐 적용 주름개선 기초화장품 개발

• 줄기세포 활성화 펩타이드 개발

합성원료 • 보습 및 항산화 펩타이드 유도체 개발

• 융합기술 활용 불가사리 유래 원료 개발

제형 • 리포좀 / 나노파티클 / 히알루론산 복합체 개발

• 고기능성 화장품 패치 개발

□ 주름개선 화장품 분야 관심기술

자료: 주름개선 화장품 분야 과제신청현황 및 수요조사결과 (‘13-’15)


2-3 바이오 소재

□ 바이오 소재

천연 식물 및 동물에서 추출한 천연화장품 소재와

줄기세포 및 유전자 재조합기술 등 바이오테크놀로지를 응용하여

개발한 바이오 화장품 소재


□ 연구 개발 현황

- 기능성 화장품의 핵심원료들을 천연추출물 또는 천연유래성분으로 바꾸는 추세

- 나고야 의정서로 인해 국내자생식물을 이용한 기능성 원료 개발이 활발

- 식물뿐 아니라 해양에서도 많은 생리활성물질들을 발굴하고 있음

- 바이오테크놀로지와 접목한 바이오 소재 개발이 증대되고 있음

- 바이오 기업들이 화장품 원료 개발 사업에 진출하고 있으며, 기존 화장품업체

(LG, 아모레 등)들도 바이오 화장품에 대한 연구 개발 확대

- 식품, 화장품, 의약품 분야 상호간의 기술 및 소재를 활용한 융합산업 형성이 급증


3. 미백 /주름개선 기능성 화장품

(고시 / 고시외)


멜라노사이트

표피 기저층에 존재, 긴 수지상 세포 멜라닌을 합성해서 케라티노사이트로 전달

케라티노사이트의 약 1/10 존재

표피멜라닌 단위(epidermal melanin unit) - 멜라닌세포 1개당 평균 36개의 케라티노사이트와 접촉

피부색

- 멜라닌세포의 수는 민족과 피부색에 상관없이 일정 - 피부색 결정요인 : 멜라노좀의 수, 크기, 케라티노사이트의 분포, 멜

라노좀 분해와 멜라닌화의 정도 - 검은 피부: 멜라노좀 크기가 크고, 세포질 내에 분산

- 흰 피부: 멜라노좀 크기가 작고, phagosome 속에 분포



미백 기능성 화장품 유효성 평가

In vitro 효력시험

• Tyrosinase 활성저해시험

• DOPA 산화활성저해시험

• 세포내의 멜라닌생성저해시험

인체적용시험

• 인공색소침착 후 미백 유효성평가시험

• 과색소침착증에서 미백 유효성평가시험

피부의 미백에 도움을 주는 제품의 유효성 또는 기능을 입증하는 자료 피부의 미백에 도움을 주는 제품의 유효성 또는 기능을 입증하는 자료

※ 자료 : 기능성화장품 심사에 관한 규정(식약처 고시 14-75, ‘14.2.18 )



미백기능성 화장품 고시 원료

번호 성분명 함량 기준 및 시험방법이 고시된 제형

1 닥나무추출물 2%

2 유용성감초추출물 0.05% 크림, 로션, 액, 마스크

3 알부틴 2～5% 크림, 로션, 액, 마스크

4 알파-비사보롤 0.5% 크림, 로션, 액, 마스크

5 나이아신아마이드 2～5% 크림, 로션, 액, 마스크

6 마그네슘아스코빌포스페이트 3% 크림, 로션, 액, 마스크

7 아스코빌글루코사이드 2% 크림, 로션, 액, 마스크

8 에칠아스코빌에터 1～2%

9 아스코빌테트라이소팔미테이트 2% 크림, 로션, 액, 마스크


1. 화장품 성분사전 : Oil Soluble Licorice(Glycyrrhiza) Extract

2. 고대 그리스, 중국, 이집트 등 에서 초기 위염 및

호흡계 질환 치료에 사용

유용성 감초 추출물, 0.05%

O OOH

OHGlabridin

Tyrosinase 저해 활성을 통한 멜라닌 생성억제 미백 효능

성분

기원 3. 단맛을 내는 식품 첨가제

- “glycyrrhiza” = 그리스어로 “sweet root”

Licorice

닥나무추출물, 2%

미백 효능

기원

Tyrosinase 저해 활성을 통한 멜라닌 생성억제

Broussonetia kazinoki

1. 화장품 성분사전 : Broussonetia Extract

2. 한지 제조 장인의 손이 희다는 스토리

닥나무 한지

미백 고시 원료


미백 효능

구조 기원

Niacinamide, 2~5%

1. INCI : Niacinamide

2. 비타민B3(niacine)의 유도체

3. 수용성이며 열과 빛에 안정적

4. 합성 Niacinamide

멜라노좀 전달 억제

α-Bisabolol, 0.5%

미백 효능

구조 기원 1. INCI : Bisabolol (plant, synthesis) 3. 진정(Soothing) 효과

2. 브라질 자생, 캔데이아(Candeia) 나무에 존재 4. 정유성분

Tyrosinase, TRP-1, TRP2, MITF 발현 억제

cAMP response element(CRE)의 활성 억제

HO

α -Bisabolol

1. INCI : Arbutin 3. 안전성, 안정성 우수

2. 월귤 나무에 존재 4. 합성

미백 효능

기원 구조

Tyrosinase 저해

O

OH

HO

OH

OHO

OH

Arbutin

Arbutin, 2~5%



Ascorbic acid Derivatives

기원 1. INCI

- Ascorbyl Glucoside (AA-2G, ascorbyl-2-glucoside) : 2% - Magnesium Ascorbyl Phosphate (VC-PMG) : 3% - 3-O-Ethyl Ascorbic Acid : 1~2%

구조

Ascorbyl-2-glucoside

미백 효능

O

OH

HO

OH

OHO O

OH

O

OH

OH

OO

OH

O

OH

OHPO

O--O

Mg2+

Magnesium ascorbyl phosphate

HOO

O

O

OH

OH

3-O-Ethyl ascorbic acid

피부에서 ascorbic acid로 전환, 항산화 활성

안정화


Ascorbyl tetraisopalmitate

- Ascorbyl tetraisopalmitate


오갈피나무줄기추출물

기원

오갈피 Acanthopanax sessiliflorum Seeman

1. 성분사전 : 오갈피나무줄기추출물 (Acanthopanax Sessiliflorum stem extract)

2. 항암, 항노화

옥수수겨추출물

미백 효능 Tyrosinase 활성과 TRP-2 발현 저해

구조

기원

미백 효능

1. INCI : Zea Mays (Corn) bran extract 옥수수 Zea mays L.

N,N`-Diferuloylputrescine (DFP) N-p-Coumaroylferuloylputrescine (CFP)

Tyrosinase 활성 및 멜라닌생성 저해

삼백초추출물

구조

기원 1. INCI : Saururus chinensis extract

2. 뿌리, 꽃, 잎이 희기 때문에 삼백초로 불림

Tyrosinase 저해 활성을 통한 멜라닌 생성억제 미백 효능

O

O

O OH

OMe

OHO

OMe

OMe

OMe

O

MeO OH

OMe

OHO

OMe

OMe

OMe

MeO

Manassantin B Manassantin A

삼백초 Saururus chinensis BAILL

미백 고시외 원료


백화사설초추출물

구조

기원

종대황뿌리/줄기/가지추출물

기원

미백 효능

미백 효능

1. INCI : Oldenlandia Diffusa extract

2. 전통의학에서 해열, 해독에 사용

3. 항암, 항염증 및 항바이러스 효과가 알려짐

멜라닌 생성 억제를 통해 색소침착을 저해

백화사설초 Oldenlandia diffusa

Ursolic acid Oleanolic acid

HO

COOH

HO

COOH

1. INCI : Rheum undulatum root/stalk/stem extract

2. 마디풀과의 뿌리 줄기

3. 풍사와 습사를 없애고 어혈을 없애줌

4. 경맥을 소통시키는 약재

Tyrosinase 저해 활성을 통한 멜라닌 생성억제

종대황 Rheum undulatum



호장근추출물

기원 구조

미백 효능

기원 구조

미백 효능

백출추출물

Tyrosinase 활성 억제, Tyrosinase, TRP-1, TRP-2, MITF,

단백질 발현 억제

1. INCI : Polygonum cuspidatum root extract

2. 뿌리와 줄기를 약재로 사용

3. 풍사와 습사를 없애고 어혈을 없애줌

4. 경맥을 소통시키는 약재

O

OH

HO

OH

OHO

OH

OHPolydatin

1. INCI : Atractyloides Japonica root extract

2. 삽주의 뿌리를 백출/창출, 한국 ·중국 동북부·일본 등지에서 자생

cAMP-PKA pathway inhibition 삽주 Atractyloides Japonica

Polygonum cuspidatum root

Atractylon



4-Butylresorcinol

기원 구조

미백 효능

N-Nicotinoyl dopamine

기원 구조

미백 효능

Resveratrol

기원 구조

미백 효능

1. INCI : 4-Butylresorcinol

2. 합성

먹넌출 Berchemia racomosa var. magna MAKINO

Tyrosinase 및 TRP-1 저해

1. INCI : N-Nicotinoyl dopamine

2. 나이아신아마이드의 유도체

3. 합성

N-Nicotinoyl dopamine

항산화능, 멜라노좀 전달 억제

1. INCI : Resveratrol

2. 땅콩, 포도, 소나무, 일부 식초, 적포도주 등에 존재

3. 항산화, 항암, 항염, 항바이러스 및 항균 작용

4. 합성

Resveratrol

Tyrosinase, MITF 및 DCT 활성 저해

4-Butylresorcinol



3-O-Cetyl ascorbic acid

기원 구조

미백 효능

Dimethoxytolyl propylresorcinol

기원

합성

미백 효능

1. INCI : 3-O-Cetyl ascorbic acid

2. 비타민 C의 3번째 수산기에 cetyl기가 ether 결합

3. 구조상 안정하고 피부투과성이 용이

4. 합성 3-O-Cetyl ascorbic acid

In vitro 및 인체 적용시험 결과 VCCE는 피부자극이

없으면서, 멜라닌합성을 억제

1. INCI : Dimethoxytolyl propylresorcinol

2. Resorcinol의 유도체

3. 도라지 난초에 다량 존재

Dianella encifolia

도라지 난초

항산화 활성을 통한 Tyrosinase 활성 저해

O

OMeMeOReduction

OH

OH O

OMeMeO OH

OH

ReductionOMeMeO OH

OH

Dimethoxytoyl propylresorcinol



Thymol trimethoxycinnamate

구조

기원

멜라닌 생성 신호 초기 단계 차단하여 멜라닌 성분 억제

Mitf 발현 억제를 통한 멜라닌 생성억제

MeO

MeO

OMe

O

O

MeO

MeO

OMe

O

OH+

HO

1. INCI Name : Thymol trimethoxycinnamate

2. Cinnamate 구조의 화합물 (Cinnamic acid + Thymol)

3. SAR(Structure/Activity Relationship) 연구

4. Antioxidative 효능에 기인하지 않는 미백효능

미백 효능

구조

기원

미백 효능

1. 화장품 성분사전 : 1,2-Dithiolane-3-pentanoic acid-methoxypolyethyleneglycol ester

2. 생체 내 필수적인 보조효소로 작용 - lipoic acid 유도체

Tyrosinase 활성 저해, 멜라닌 생성 억제

S

O

S

CH3O(CH2CH2O) nCH2 CH2O

1,2-Dithiolane-3-pentanoic acid-methoxypolyethyleneglycol ester

1,2-Dithiolane-3-pentanoic acid-methoxypolyethyleneglycol ester


Thymol trimethoxycinnamate


식약처, 기능성화장품 심사에 관한 규정

주름개선기능성 화장품 고시 원료

기능성화장품 기준 및 시험방법

번호 성분명 함량 기준 및 시험방법이 고시된 제형

1 레티놀 2,500 IU/g 로션, 크림, 마스크

2 레티닐팔미테이트 10,000 IU/g 로션, 크림, 마스크

3 아데노신 0.04% 액(2%), 로션, 액제, 크림, 마스크

5 폴리에톡실레이티드레틴아마이드 0.05~0.2%


홍화씨추출물

기원 구조

주름개선 효능

기원 구조

연교 추출물

Type Ι procollagen 합성, MMP-1 발현 저해, elastase 활성 저해

1. INCI : Carthamus tinctorius (Safflower) Seed Extract

2. 국화과에 속하는 1년생 초본

3. 세로토닌유도체, 리그난 및 페놀화합물 다량 함유

1. INCI : Forsythia suspensa Fruit Extract

2. 물푸레나무과 의성개나리의 열매

3. 종창, 임질, 통경, 이뇨, 결핵, 해독 등에 널리 사용

연교 Forsythia suspensa Fruit

홍화씨 Carthamus tinctorius Seed

주름개선 효능 섬유아세포 증식, Type Ι procollagen 합성, MMP-1 발현 저해, radical 소거활성

Matairesinol

Serotonin

기원 구조

주름개선 효능

황기추출물

1. INCI : Astragalus Membranaceus Root Extract

2. 혈압강하, 면역 증강, 항산화, 항노화, 항염, 강장, 이뇨, 항종양, 항바이러스

히알루론산 생성 촉진, 히알루론산 합성효소 유전자 발현 증가

황기 Astragalus Membranaceus Root Extract Formononetin

주름개선 고시외 원료


기원 구조

주름개선 효능

오미자 추출물

1. INCI : Schizandra Chinensis fruit extract

2. 동상, 화상 등의 치료 및 스트레스 억제제

3. 고혈압, 당뇨병 예방 및 치료

MMP-1 단백질 발현 억제

Schizandrin 오미자 Schizandra Chinensis

토코페릴아세테이트

기원 구조

주름개선 효능 자외선으로부터 피부보호, 지질산화 방지, 천천히 수화 됨

1. INCI : Tocopheryl Acetate

2. Vitamin E 유도체

3. 잘 산화되지 않으며, 5%정도는 free tocopherol로 전환되어 세포 침투가 용이

Tocopheryl Acetate

기원 구조

주름개선 효능

올레아놀릭애씨드

1. INCI : Oleanolic Acid

2. 사과 또는 배와 같은 많은 천연 식물에서 발견되는 대표적인 천연 유래의 주름 기능성 원료로 이용 3. 항염증, 항암, 항알러지, 항우울, 그리고 항균, 항진균, 항염증 및 자극 완화 효과

프로콜라겐 합성 촉진, 세라마이드 및 필라그린 합성 촉진, MMP-1 억제 및 콜라겐 생성 촉진

Oleanolic Acid



유비퀴논

기원 구조

주름개선 효능 ROS 억제, laminin 332, type IV, VII collagen 발현 증가, MMP-1 발현 억제,

elastin gene 발현 증가 Collagenase와 Elastase 발현 억제

1. INCI : Ubiquinone

2. 미토콘드리아내에 존재 3. 주름개선 및 미백효과가 있음. 4. 콜라겐 및 하이루론산 생성을 촉진 5. 활성산소 생성 억제 및 노폐물 제거

Ubiquinone

하이드록시데실유비퀴논

기원 구조

주름개선 효능

1. INCI : Hydroxydecyl Ubiquinone

2. 합성 : Coenzyme Q10 (CoQ10) 유도체

3. 항산화. 알츠하이머병, 프리드라이히 운동실조 뇌 혈관질환, 간질환의 치료제.

항산화 및 퀜칭 효과를 통한 세포막 지질과산화 억제 Hydroxydecyl ubiquinone



4. 항산화 소재 개발

항산화 소재 개발


세포 및 조직 손상

항산화제 파괴 DNA 산화 단백질 산화 지질과산화

(효소 및 비효소) TT-다이머, 8-옥소구아닌 티로신 산화 자동산화

항산화 방어망 파괴 세포살상 콜라겐 절단 세포막파괴

비타민 E, C 돌연변이 비정상적 교차결합 과산화물

고 갈 피부암 단백질 분해 효소활성화

노 화

피부노화 노 화

피부노화 성 인 병 사 망

스트레스

슈퍼옥사이드 디스뮤타제

O2

•- H2O2

1O2 활성산소 •OH

ROO• ROOH

광노화 (UVA, UVB) 정상적 과정

환경인자 (세균, 공해, 흡연)

질병상태

카탈라아제 비타민 E 비타민 C 글루타치온 퍼옥시다아제

플라보노이드

항 방 화 산 어 망

활성산소, 피부노화, 항산화제


항산화 효소 SOD (Superoxide dismutase)

2O2•- + 2H+ H2O2 + O2

SOD

Catalase

2H2O2 2H2O + O2 Catalase

Glutathione peroxidase (GSHPx)

ROOH ROH + H2O

2NADP 2NADPH + H+

GSHPx

GSH Reductase

GSH GSSG

활성산소와 항산화제



비효소적 항산화제 Vitamin E Vitamin E

α-Tocopherol, Tocopherol acetate, Tocopherol palmitate Vitamin C Vitamin C

L-Ascorbic acid, L-Ascorbic acid-2-glucoside, L-Ascorbic acid-2-phosphate, L-Ascorbic acid-3-palmitate

Carotenoids Carotenoids

β-Carotene, Retinol Flavonoids Flavonoids

(-)-Epigallocatechin gallate, Quercetin, Baicalein, Kaempherol, Genistein, Rutin Ubiquinol/ubiquinone Ubiquinol/ubiquinone

Glutathione Glutathione

활성산소와 항산화제

Alpha-Lipoic acid



자외선에 의한, 피부 각질층의 비타민 E

(α-토코페롤) 파괴

O

HO

H3C

CH3

CH3

CH3CH3 CH3 CH3

56

78 1

2

34

3' 5' 7' 9' 11'

자외선과 피부 항산화제

자외선에 의한 지질과산화물 (MDA) 생성

표피

진피

피하지방

모발

땀샘

모낭

모근

비타민 E (α-토코페롤)

-비타민 E 고갈, 지질과산화물 생성-



“Lipid Peroxidation”

활성산소와 지질과산화 반응



콜라젠의 산화적 사슬절단 및 비정상적인 교차결합

콜 라 겐

•OH

O2•-

콜라겐 사슬절단

비정상적인 교차결합

4-히드록시프롤린 함유 펩티드의 방출

Dityrosine 잔기와 함께 분자량이 큰 화합물 형성

HOCl

•OH(산소 X)

자외선



O2•-

H2O2

1O2 •OH ROOH

활성산소종 생성

자외선 ( UVA ) 피부

( 구아닌 ) 8-옥소구아닌

•OH

8-옥소구아닌 아데닌

비정상적인 염기 결합

- DNA 손상 -

UV

자외선과 피부

( 티민 )

비정상적인 염기 결합

가닥 내 교차결합

( 티민 )

자외선

1. CPD ( cyclobutane pyrimidine dimer ) :

T-T 다이머

2. 8-옥소구아닌 ( 8–oxo-deoxyguanine )



- DPPH법 Free Radical Scavenging activity(FSC50)

FSC50(μM) : DPPH의 농도가 50% 감소되는데 필요한 시료의 농도

diphenylpicrylhydrazyl (free radical)

diphenylpicrylhydrazine (nonradical)

▶ MD Ex의 Free Radical 소거 활성

EA fraction: (+)-α-Tocopherol의 1.7배 우수한 Free radical 소거능

MD Ex의 항산화 활성 및 세포보호 효과



ROS

- Haber-weiss

Fe3+-EDTA + H2O2 → Fe2+-EDTA + O2·- + 2H+

Fe3+-EDTA + O2·- → Fe2+-EDTA + O2↑

- Fenton reaction

Fe2+-EDTA + H2O2 → Fe3+-EDTA + OH- + ·OH

- 화학발광법 ROS Scavenging activity (OSC50)

▶ MD Ex의 활성산소 소거 활성 (총항산화능)

Fe3+-EDTA + H2O2 → Fe2+-EDTA + O2·- + 2H+

Fe3+-EDTA + O2·- → Fe2+-EDTA + O2↑

Fe2+-EDTA + H2O2 → Fe3+-EDTA + OH- + ·OH

OSC50(μM) : 화학발광의 세기가 50% 감소되는데 필요한 시료의 농도

메커니즘

MD Ex의 항산화 활성 및 세포보호 효과



5. 항산화, 항균, 미백, 항노화 소재


항산화소재

편백나무 잎 Chamaecyparis obtusa Leaf

Quercetin

Taxifolin

성분

닥나무 Broussonetia kazinoki

J. Soc. Cosmet. Scientists Korea, 38(3), 225 (2012)

담쟁이 덩굴 줄기 Parthenocissus tricuspidata Stem

비타민나무 잎 Hippophae rhamnoides Leaf

Tannin

Gallic acid

성분 성분

참가시나무 Quercus salicina Blume

Isoquercetin

Hyperoside

비파나무 잎 Eriobotrya japonica leaf

J. Soc. Cosmet. Scientists Korea, 38 (1), 57 (2012)

골풀 Juncus effusus var. decipiens

낮은 항산화 활성

높은 세포보호효과

항산화 메커니즘

But 높은 세포 이입효과


▶ 원산지별 감초추출물의 추출 조건별 원료 제조

항균소재

- 감초의 재배지역, 추출용매, 온도 및 시간을 달리하여 감초 추출물 제조

▶ 추출 조건별 감초 추출물의 항균활성 평가

- Paper disc, MIC, MBC 및 시간별 생균수 측정 등 여러 항균활성 평가 방법 이용

▶ 유효 항균 성분 규명

- 감초 추출물에서 분리한 우수한 항균 활성 성분 규명

▶ 감초 추출물 및 유효 성분 함유 크림 제조 및 효능평가

- 감초 추출물 및 Isoliquiritigenin 함유 크림 제조 후 방부력 테스트, 안정성 및 보습효과 확인 - 메틸파라벤과 비교해서 동등이상의 항균활성을 보임

감초 Glycyrrhiza uralensis Fisher

Isoliquiritigenin

42(4), 386 (2014) Korean J. Microbiol. Biotechnol. 42(4), 361 (2014)

J. Soc. Cosmet. Scientists Korea., 39(2), 117 (2013)

41(3), 358 (2013)

- 원산지별 감초 추출물의 시간별 생균 수 ( P. acnes ) - Isoliquiritigenin 및 liquiritigenin의 최소저해 농도(MIC)


0

30

60

90

120

150

c a-MSH 1 2 4 6

Intr

am

ela

nin

conte

nts

(%of

contr

ol)

Dehydroglyasperin C (µM)

Dehydroglyasperin C

미백 소재

감초 유효 성분인 Dehydroglyasperin C의 미백효과

- 세포 내 tyrosinase의 활성 저해

- 멜라닌생합성 관련 단백질(tyrosinase, TRP-1, MITF)들의 발현량 감소 및 ERK pathway 활성화

∴ DGC의 멜라닌 생성 저해 효과 >> 화장품 미백 소재로서의 응용가능성을 시사

국내산 감초 (Glycyrrhiza uralensis)

▶ 멜라닌 생성 저해

0

40

80

120

160

control a-MSH 1 2 4 6

Intr

ace

llula

r Tyro

sinase

Act

ivity

(% o

f co

ntr

ol)

Dehydroglyasperin C (µM)

▶ Tyrosinase저해 효과

▶ TYR, TRP-1, MITF단백질 발현 감소

▶ ERK 인산화 ↑

(감초)


▶ UVA로 유도된 ROS의 소거활성

The effect of licoricidin on ROS production in UVA -irradiated HDFs. Cells were pretreated with indicated concentrations of licoricidin before UVA radiation.

▶ MAPKs 발현 억제

▶ AP-1 발현 억제

▶ MMp-1 발현 억제

UVA

Mechanism

Licoricidin의 항노화 활성

- 사람 섬유아세포에서 UVA로 유도된 ROS 소거

및 MMP-1 발현을 억제

- MAPK 활성 및 c-Jun, c-Fos 활성 및 발현

억제를 통하여 MMP-1 발현을 억제

Licoricidin은 UVA로 유도된 피부노화에 작용하는 항노화 소재로 이용 가능

in fibroblast

(감초)

항노화 소재


6. 피부 전달체 연구

리포좀 응용

1) 에토좀

2) 탄성리포좀

3) 양이온리포좀

4) 코팅리포좀

(키토산, 키토산-히알루론산)

5) 캡소좀

6) CPP-리포좀

나노 지질 입자 응용

1) 고체나노지질입자 (SLN)

2) 나노구조체 지질 입자 (NLC)

하이드로겔 응용

1) 하이드로겔

2) pH-민감성 하이드로겔

3) Liposome in hydrogel


피부 전달체， 리포좀

경피약물전달시스템 연구

intracellular follicular intercellular

Penetration pathways

Ref. Current Opinion in Colloid & Interface Science 17 (2012) 156–165

리포좀

* 피부장벽

: 감염, 건조, 화학물질, 외부 스트레스로 부터 내부

조직을 보호하기 위한 장벽

피부장벽을 뚫고 피부 내 활성물질을 전달하기 위한 방안을 연구

- 세포막과 유사

- 인지질 이중층 : 친수성 & 소수성

- 활성물질의 안정화



▶ 물리적 특성 및 In vitro 피부투과 연구

탄성 리포좀

마디풀 추출물을 담지한 탄성 리포좀

- 피부투과능에 영향을 주는 요인: 작은 입자크기 < 높은 가변형성

- 인지질 내 계면활성제 첨가: 막의 유동성 증가 → 피부 투과능 증가

탄성 리포좀: 높은 가변형성으로 작은 입자크기의 리포좀보다 우수한 피부투과능 나타냄

탄성리포좀

Edge activator

Hydrophilic drug


양이온 리포좀

▶ UVA에 대한 세포 보호 효과

▶ 피부 투과율 (%)

Quercetin

Rutin

세포 이입 및 세포 보호 효과 : CL > L > PB

양이온 리포좀은 피부 투과 증진을 통해

UVA에 대한 세포 보호 효과를 높임

양이온 지질 DOTAP

증가

증가

20

16

12 8 4 0

40

30

20

10 0

Tota

l perm

eate

d a

mount

(µg/c

m²)

Tota

l perm

eate

d a

mount

(µg/c

m²)

Rutin 함유

Quercetin 함유

Cell v

iability (

% o

f co

ntr

ol)

100

80

60

40

20

0

5% 증가

10% 증가

양이온리포좀

일반리포좀

버퍼

Rutin 함유 Quercetin 함유

UVA 25J/cm²



Cyclodextrin(CD) in Elastic Liposome(EL)

CD-EL 시스템이 피부 흡수 증진 시스템으로서 유용

Cyclodextrin in elastic liposome (CD-EL)

높은 막 가변형성으로

경피 투과 효과 ↑

drug의

용해도를 향상

Cyclodextrin Elastic Liposome

Caffeic acid를 담지한 Cyclodxtrin in Elastic Liposome

1. 탄성 리포좀 : 작은 size, 우수한 막 가변형성

2. HPβCD : 피부투과 활성인자, 지질 교란 효과 피부투과 증가

CD in Elastic Liposome

피부투과능 증가


다중층 리포좀

HA-CH 10 layered liposome

- 고분자 레이어 수 증가에 따른 장기간 안정성 및 Triton X-100 첨가에 대한 막 안정성 증진

- 약물 방출 : 서방적, 지속적인 방출 거동 / 피부 투과능 : 난용성 약물의 피부 투과능을 증진

난용성 약물을 담지하며, 안정성이 증진된, 지속적인 방출 거동을 갖는 피부 전달체로 응용

▶ 안정성, 약물 방출 거동 및 피부 투과능 평가

- 난용성 약물 (quercetin) 담지에 유용

♦ Zeta-potential change

♦ 장기간 안정성 평가

♦ Triton X-100에 대한 막안정성 평가

♦ 서방형 약물 방출 효과

다중층 리포좀

결합 구조

Hyaluronate (HA)

Chitosan (CH)


Hyaluronic acid (HA)

Hydroxyethyl cellulose (HEC)

HA-HEC hydrogel

Transdermal delivery system for isoliquiritigenin

• Composition

• Network structure

• Cross-linking density

• Type of medium

(composition, pH, temperature, ions, etc.)

▶ Texture, mechanical 특성

▶ 포집효율, 약물방출 특성

▶ 네트워크 구조 관찰

다양한 인자를 이용하여

하이드로겔의 특성을 조절

하이드로겔 특성에 영향을 미치는 인자

Hydrogel


Liposome in Hydrogel

Active compound

BBRC, 435(3), 361 (2013), Int. J. Cos. Sci. 36(6), 553 (2014)

▶ 복합체의 피부 투과능

Liposome-in-Hydrogel system

- 하이드로겔의 피부 각질층을 수화시켜 리포좀의 피부 투과능을 증진

- 단독 시스템보다 유효 성분의 피부 침투능에 효과적 !

Rutin

L-in-H

L-in-H

100

80

60

40

20 0

Tota

l perm

eation r

atio (%

)

100

80

60

40

20 0

Rutin

H or L

H or L

Tota

l perm

eation r

atio (%

)

리포좀-하이드로겔

Quercetin



SLN (Solid Lipid Nanopaticle)

고체 지질

지용성 소재

지용성 물질 담지가 용이한 Solid Lipid Nanoparticles

- 입자크기 감소 → In vitro 폐색효과 증가

→ 피부 수화능 증가 → 피부투과능 증진: 최적조건 QSLN-2

Quercetin과 같은 지용성 항산화제의 피부 전달에 유용

Quercetin

친수성 머리

소수성 꼬리

계면활성제(Tween 80)

고체 지질 나노입자 (SLN)


주름개선 평가 (마디풀)

In vivo 평가

임상평가

In vivo 주름개선 효능; 리포좀 > 에멀젼 > 1,3-B.G

임상 평가; 마디풀 추출물 담지 리포좀이 대조군에 비해 주름개선 효능 우수

◈ Wrinkle parameter (PRIMOS)

◈ Immunohistochemistry

◈ R1, 피부 거칠기 ◈ R3, 평균 거칠기 ◈ R4, 최소 거칠기

Elastin

TypeⅠ collagen

In vivo 및 임상 평가 - 주름개선


미백 평가 (마디풀)

In vivo 평가

임상평가

◈ 육안 평가 ◈ 멜라닌 지수 변화 ◈ 피부색 변화

◈ UVB로 유도된 색소 침착에 대한 미백 효과

UV 비 조사 + 시료 무 처리

UV 조사 + 시료 무 처리

UV 조사 + 마디풀 추출물

1.3-BG

UV 조사 + 마디풀 추출물

리포좀

◈ UVB로 유도된 색소 침착에 대한 미백 효과

In vivo 미백 효능; 리포좀 > 1,3 B.G

임상 평가; 마디풀 추출물 담지 리포좀이 대조군에 비해 미백 효능 우수

멜라닌 염색 H&E염색

In vivo 및 임상 평가 - 미백


기능성 화장품 천연 소재 및 피부 전달체 개발

- 한국의 기능성 화장품 생산 실적은 총 화장품 생산 실적의 1/3 이상

- 복합기능성 화장품이 단일 기능성화장품에 비해 절반 이상 점유

1. 기능성 화장품 현황

- 항산화 소재 개발 시, 항산화 평가법이 중요(총항산화능 평가, 세포 대상 평가)

- 피부 항산화 방어망 구축에 필요한 항산화제들간의 시너지 효과를 나타내는 항산화제 개발이 중요

2. 항산화 소재 개발

- 미백; 고시(9종) / 고시외(14종) - 주름개선; 고시(4종) / 고시외(8종)

3. 기능성화장품 원료(고시/고시외)

- 항산화 소재(금불초), 항균소재(감초), 미백소재(Dehydroglyasperin C), 항노화 소재(Licoricidin)

4. 나노바이오화장품연구실 소재

- 리포좀 & 하이드로겔 & 나노지질입자의 제조, 물리화학적 특성 및 피부흡수능 평가

5. 피부전달체 연구

- 리포좀 및 양이온 리포좀 제형의 미백 평가 및 주름 개선에 대한 in vivo 및 임상 평가

6. 기능성 소재 함유 피부 전달체를 이용한 제형의 in vivo 및 임상 평가


• 과거 수입화장품 선호

• 국내산 화장품의 과학적 품질 우수성을 인식, 국산화장품의 구매력 증가로 나타남

결 론

수입화장품에 대한 소비자 인식변화

• 기능성 소재 개발, 제형 개발 및 평가 기술의 향상 -> 화장품 연구 개발 수준 향상

• 한국의 기능성화장품의 제도가 해외시장(중국 및 동남아 국가) 개척에 기여함

화장품의 연구 개발 수준 향상

화장품의 범위 확대 및 해외시장 개척



나노바이오화장품 연구실



감사합니다

Latest Cosmetics Development Trends of Korea...2-2 주름개선 화장품 출처: 중소중견기업...

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