Rethinking Beauty - Focusing on delivery
연구 동향
화장품의 효능과 관련된 소비자들의 관심이 증가하면서 유효성분이 얼만큼 피부에 전달될 수 있는지에 대한 중요성이 대두되고 있다. 따라서 ‘Focusing on delivery’ 세션에서는 미백, 항산화, 항노화, 자외선차단 등의 유효 성분을 안정화하고 각질층 아래의 활성 세포까지 전달하는 방법과 새로운 소재연구가 주로 소개되었다.
피부 내로의 전달 효율을 높이기 위해서는 나노사이즈의 약물 전달체가 필요하다. 따라서 해당 세션에 소개된 발표는 모두 마이크로-나노 사이즈의 전달체에 관한 연구이다. 특히 첫 번째와 세 번째 발표는 나노베지클과 관련된 연구로, 공초점 현미경·Raman 분석을 통해 실제 유효성분이 피부층을 통과한 깊이를 정량화한 데이터를 포함한다. 두 번째 발표는 마이크로캡슐을 통한 유화와 관련된 연구로, 새로운 emulsifier 소재를 통한 유효성분 안정화와 담지율 증진 및 흡수율, 부드러움과 같은 사용감 증진에 대한 데이터를 포함한다.
1) Tannic acid-mediated skin-adhesive lipid nanovesicles for improved transdermal delivery
Jin Woong Kim, Sungkyunkwan University
타닌산이 개질된 지질 나노베지클을 활용해 경피흡수를 증진하는 방법에 대한 연구이다. 타닌산은 프롤린과 결합 친화도가 높고, 따라서 표피층의 short proline rich protein과 진피층의 콜라겐과 같은 피부 세포 관련 단백질을 표적할 수 있다. 이에 따라 타닌산 지질 나노베지클은 나노사이즈라는 이점 및 타닌산의 피부 접착을 통해 경피흡수 및 약물 전달 효율을 증진할 수 있다.
실험결과 (그림 2)는 이번 연구의 대표 실험 결과이다. 프롤린이 다량으로 포함된 콜라겐과 타닌산이 개질된 지질 나노베지클의 결합 친화도를 탁도와 생물층 간섭계를 통해 확인했다. 타닌산이 개질된 지질 나노베지클을 콜라겐과 섞었을 때 탁도가 증가했고, 생물층 간섭계 시험 결과 타닌산이 개질된 지질 나노베지클이 콜라겐과 더 높은 결합친화도를 가졌다.
또한 돼지피부의 표면에 형광을 담지한 지질 나노베지클을 처리했을 때 타닌산이 개질된 지질 나노베지클의 흡수 깊이가 증가함을 공초점 현미경을 통해 확인했다.
(그림 3)을 보면, 항산화 유효성분인 알파 토코페롤을 담지한 타닌산이 개질된 지질 나노베지클을 인공피부모델에 처리했다. DCF-DA 항산화 효능 평가에서 타닌산이 개질된 지질 나노베지클이 더 높은 항산화 성능을 보였고, H&E staining을 통해 자외선으로 인한 각화 진정에도 효과가 있음을 확인했다. 이를 통해 타닌산이 개질된 지질 나노베지클이 담지한 약물의 전달 성능 증진에도 효과가 있음을 확인했다.
결론 타닌산이 개질된 지질 나노베지클은 경피흡수 및 유효성분의 전달 효율을 높일 수 있는 새로운 형태의 경피 전달 제제로 소개되었다. 특히 피부 단백질과 결합 친화도가 높다는 점과 범용성이 높다는 이점이 해당 기술을 사용해야하는 이유로 강조되었다.
2) Protection and skin-feel balancing abilities of an accessible and efficient encapsulation technology based on modified quinoa starch
Ludivine Mousnier, IFF-Lucas Meyer Cosmetics
이 연구는 quinoa starch를 pickering emulsion의 emulsifier로 활용하는 연구이다. Quinoa starch는 친수성의 파티클 형태이고, 물과 기름 모두에 녹지 않는 성질을 가진다. 이러한 quinoa starch를 octenyl succinic anhydride(OSA)로 esterfication하면 pickering emulsion의 유화제로서의 역할을 할 수 있다. OSA-modified quinoa starch로 유화를 진행 한 후 58°C에서 thermal treatment를 진행해 granule swelling 을 유도하고, oil을 encapsulation 한다. 이를 통해 유효성분의 encapsulation과 사용감을 증진할 수 있다.
실험결과 OSA-modified quinoa starch로 유화한 에멀젼에 3가지 온도(50°C, 60°C, 70°C)로 thermal treatment를 진행한 후 관찰한 광학 현미경 이미지와 oil 성분의 담지율이다. Thermal treatment를 진행하기 전 에멀젼의 형태와 다르게 thermal ttreatment를 진행한 에멀젼은 입자 주위로 swelling된 OSA-modified quinoa starch를 확인할 수 있다. 또한 이렇게 thermal treatment를 진행한 에멀젼의 oil 성분 담지율을 측정한 결과 매우 높은 수준의 담지율을 유지할 수 있음을 확인했으나, 70°C로 thermal treatment 를 진행한 에멀젼에서는 과도한 swelling으로 인해 quinoa starch 막에 pore가 생성되어 encapsulation rate가 감소했다.
OSA-modified quinoa starch로 유화 후 thermal treatment를 진행한 에멀젼이 사용감 개선 효과가 있는 것을 확인했다. 총 세 가지 oil을 담지 후 사용감을 평가했을 때 부드러움과 흡수율이 증가하는 효과를 보였고, 자외선차단제의 백탁 개선 효과가 있는 것을 확인했다.
결론 이 연구에서는 OSA-modified quinoa starch는 emulsifier로 사용했을 때 oil 성분을 마이크로캡슐처럼 담지해 예민한 유효성분을 안정화할 수 있음을 확인했다. 또한 백탁, 부드러움, 흡수와 같은 사용감 면에서도 개선 효과가 있음을 확인했다. 이와 같은 이유와 함께 quinoa starch가 자연 유래 성분이라는 점도 해당 emulsifier의 강점으로 강조되었다.
3) Novel approach to enhance effect of skincare formulas based on interfacial property of vesicles that imitating cell membrane
Yang Zhang, Shiseido
소비자의 화장품 효능 증진에 대한 기대가 증가함에 따라 화장품 유효 성분의 전달 효율을 증진하는 것에 대한 중요성이 대두되고 있다. 따라서 이 연구에서는 polyglycerol fatty acid esters(PGE)를 통해 세포막을 모방한 베지클을 형성해 친수성 물질의 피부 내 전달 효율을 증진하는 방법을 소개했다. 이 베지클을 통해 피부 전체에 유효성분을 균일하게 도포하고 피부장벽을 손상시키지 않는 방법으로 약물 전달을 실현하는 것이 해당 연구의 목표이다.
실험결과 이 연구에서는 Polyglycerol fatty acid ester(Gly6C12)가 마이셀을 형성하는 solution (PPG-13-Decyltetradeceth-24)보다 낮은 수준의 표면장력과 접촉각을 가짐을 확인했고, 해당 값들이 Gly6C12가 베지클을 형성하는 농도에서부터 일정한 값을 가지게 됨을 확인했다.
위의 측정에 덧붙여, Gly6C12의 wetting 성능에 대한 실험 결과도 소개되었다. 낮은 표면장력과 작은 접촉각으로 인해 Gly6C12 베지클이 천에 도포되었을 때 더 많은 영역에 wetting이 일어남을 확인했다.
Gly6C12 베지클을 통해 미백 유효성분인 4-MSK의 전달 효율을 증진할 수 있음을 임상 실험(Tape stripping, NanoSIMS imaging)을 통해 확인했다. 4-MSK가 Gly6C12 베지클을 통해 전달되었을때 마이셀을 통해 전달되었을 때 보다 더 많은 양이 전달되었음을 tape stripping을 통해 확인했고, raman signal 검출을 통해 4-MSK가 Gly6C12 베지클을 통해 전달되었을 때(7b-1, 2) 표피층에서 더 많은 양의 4-MSK signal이 검출됨을 확인했다.
결론 이 연구는 polyglycerol fatty acid ester인 Gly6C12로 세포막을 모방한 베지클을 형성해 친수성 유효성분의 피부 내 전달 성능을 증진하는 연구이다. Gly6C12 베지클의 낮은 표면장력과 접촉각으로 피부 표면에 도포되었을 때 wetting을 향상할 수 있음을 확인했고, 임상을 통해 실제 유효 성분이 피부에 더 잘 전달됨을 확인했다.