연구 배경
1. 더마코스메틱 시장 확대
더마코스메틱은 화장품을 뜻하는 코스메틱(cos-metic)의 피부 과학을 의미하는 더마톨로지(dermatology)의 합성어로 화장품과 의약품 사이의 중간적 성격을 띠고 있으며, 일반 화장품의 목적 외 특정한 기능이 부여되어 효능·효과를 추구한다. 피부 친화적인 성분을 활용함으로써 진정을 넘어 깊은 보습과 피부장벽 강화까지 소구하는 제품이 인기를 끌고 있다. 한국의 더마코스메틱 시장은 주름, 모공, 저자극, 피부장벽 강화 등 효능적인 측면이 더 강조되고 있으며, 글로벌 더마코스메틱 브랜드인 Physiogel, Bioderma, La Roche-Posay 등 소셜 미디어에서도 많이 언급되고 있다.
이와 관련하여 SNS를 통해 본 소비자가 느끼는 피부 고민은 예민하다, 손상되다, 까다롭다 등의 순으로 나타났다.
민감한 피부는 환경적 요인이나 국소적으로 적용된 스킨케어 제품에 비정상적으로 과민 반응하는 상태를 의미하며, 내외적 자극원에 대한 낮은 내성과 높은 반응성을 보이며, 지속적으로 장벽이 손상되는 현상과 함께 기능이 정상적인 수준으로 가능하지 않아 복귀가 제대로 이루어지지 않는 것이 특징이다. 민감성 피부는 과도한 건조함, 탈수, 가려움증, 발적 등의 증상을 동반하며, 건강한 피부를 위해서는 피부장벽을 손상하지 않게 하는 것이 무엇보다 중요하다.
2. 피부장벽 케어 시장의 증가
피부장벽은 각질세포와 세포간지질로 이루어진 각질층의 주요 기능으로 피부 가장 바깥쪽에 위치해 ‘피부 표면을 감싸는 보호막’ 역할을 한다. 피부장벽이 약해지면 피부 속 수분이 증발되어 건조해지고, 외부 유해성분 침투에 쉽게 반응하여 다양한 피부트러블이 발생된다. 최근 환경적(코로나19와 위생), 물리적(트러블), 화학적(손소독제로 인한 트러블) 이슈로 내가 직접 바르는 스킨케어 성분을 자세하게 알고 싶어 하는 소비자가 증가하고 있다.
국내 페이셜 케어에서 피부장벽을 소구하는 제품의 출시는 계속해서 증가하는 추세이며, 글로벌 마켓에도 비슷한 동향을 보인다. 또한, 코로나19 이후 피부장벽 클레임과 함께 염증, 마스크, 스트레스 등의 단어가 함께 검색되어 피부 본연의 건강을 추구하는 경향이 나타나고 있다.
3. 스킨텔렉추얼(Skintellectual)
‘스킨텔렉추얼’(Skintellectual)은 피부를 뜻하는 스킨(Skin)과 지식인을 의미하는 ‘인텔렉추얼(Intellectual)’를 합친 말이다. 제품 성분을 똑똑히 따져보고 제품을 구매하는 이들을 가리킨다. 건강을 추구하는 소비자의 관심이 먹는 것을 넘어 피부에 바르는 것까지 확산됨에 따라, 화장품 유효성분 또는 유해성분 등에 대한 전 세계 트렌드가 단일 화장품 세계 최대 규모를 자랑하는 미국과 프랑스에서 성분을 꼼꼼하게 따지는 경향이 더욱 짙어지고 있으며 특히 홈케어 등에 대한 관심도 크게 늘었다. 이는 모두 코로나19 팬데믹으로 인한 영향으로 분석할 수 있다. 이러한 피부 지식인의 니즈를 충족하기 위해서는 클린하고 친숙하면서도 자신의 피부 고민을 해결하고 효과가 있는 성분을 제시해야 한다.
연구의 개요
본 연구에서는 제주에 자생하는 알로에, 밭벼, 백년초, 에키네시아 및 차조를 활용해 멀티 효능을 나타낼 수 있는 복합추출물을 개발하고자 했다. 이전 연구를 통하여 당사는 알로에, 밭벼, 백년초, 에키네시아 및 차조의 개별 추출물 제조를 통하여 피부장벽 강화, 보습, 항염 효능을 확인했으며, 이를 활용하여 각각의 특성 및 효능을 최대로 나타낼 수 있는 비율을 적용한 복합추출물을 제조했다. 상기 천연소재를 활용하여 개발된 ‘제주 액티브 콤플렉스(Jeju Active Complex)’는 독성이 없으면서 피부장벽 개선 및 보습 효능을 나타냈으며, 염증인자 발현을 저해하는 효과를 보였다. 자사에서는 이러한 결과를 바탕으로 민감성 피부를 타깃으로 하는 특허출원 및 등록을 진행했다.
재료 및 방법
1. 복합추출물 제조
알로에, 밭벼, 백년초 열매, 에케네시아, 삼다차조를 각각 증류수로 수세한 후 건조하고 믹서기로 분쇄하여 미세분말 시료를 얻었다. 각각의 특성을 발휘할 수 있도록 개별 추출물을 제조하고, 효능을 극대화할 수 있는 비율로 혼합하여 복합추출물인 ‘제주 액티브 콤플렉스’를 얻었다.
2. 세포생존율 측정
HaCaT cell과 RAW264.7 cell에 시료를 농도별로 처리하여 24시간 배양했다. 일정시간 배양 후, 배지를 제거하고 새로운 배지로 교환한 뒤, EZ-Cytox reagent(DoGenBio, Korea) 를 배지에 10%(v/v)로 첨가하여 1시간 배양했다. 이후, 96well에 100mL씩 옮겨 microplate reader(VersaMax, Molecular Devices, USA) 를 이용하여 450nm에서 흡광도를 측정했다.
3. 보습효능 확인
보습효능은 피부각질형성세포에서 Hyaluronic acid(HA) 및 Aquaporin3(AQP3)를 확인했다. HaCaT cell을 24well plate에 1×105cells/well로 분주하여 일정시간 배양한 후, serum-free 배지에 시료를 농도별로 첨가하여 24시간 배양했다. 배양이 끝난 후 상등액을 취해 HA 측정을 진행했으며, 세포를 수집하여 세포내의 AQP3를 측정했다.
4. 염증성인자 확인
PGE2 및 cytokine 생성량 측정은 sandwich enzyme-linked immunosorbent assay(ELISA)를 이용하여 정량화했다. RAW264.7cell을 24well plate에 1.5×105cells/well로 분주하여 일정시간 배양한 후, 시료와 LPS 1μg/mL이 포함된 배지로 교환하여 24시간 배양했다. 배양 후 상등액을 취해 각각의 ELISA kit manual에 따라 PGE2 및 IL-6 발현량을 측정했다. ELISA kit는 PGE2, IL-6 ELISA Kit(R&D systems, USA)를 이용했다.
5. 경피수분손실량 측정
피부수분량을 Skin-O-Mat(COSMOMED, Germany)로 측정하였다. Skin-O-Mat은 전기용량을 바탕으로 피부 수분량을 측정하는 기기이다. 직경 약 10mm 크기의 probe를 피부 표면에 접촉하고 일정한 압력으로 눌러 측정했다. 측정값이 높을수록 피부 수분량이 많음을 의미한다.
경피수분손실량(transepidermal water loss; TEWL)은 피부로부터 증발하는 수분량으로 피부의 수분 손실을 막는 피부장벽 기능이 무너지면 증가한다. 여성 10명의 피험자를 대상으로 하박 내측에 ‘제주 액티브 콤플렉스(Jeju Active Complex)’가 함유된 제품과 대조제품을 무작위로 배치하여 2주간 1일 2회 도포하게 했다. 제품 사용 전(0주)과 제품 사용 후(2주)에 시험기관을 방문하여 Vapometer(Delfin, Finland)로 측정을 실시했다.
연구 결과
1. 보습과 관련된 지표인자 생성에 미치는 영향
HA는 뛰어난 수분 함유 능력으로 수분 균형 유지, 각질층 내 함량이 증가할 경우 피부장벽 복원능력 향상에 관여하는 것으로 알려져 있으며, AQP3는 피부의 수화(hydration)에 중요한 역할을 담당하며, 각질세포 세포막에 존재하면서 물 분자와 글리세롤의 이동을 통하여 피부 항상성 유지에 관여하는 것으로 알려져 있다.
‘제주 액티브 콤플렉스(Jeju Active Complex)’를 HaCaT세포에 농도별로 처리하고 피부보습에 관여하는 HA 및 AQP3 생성에 미치는 영향을 알아본 결과, 농도의존적으로 생성량이 증가되는 것을 확인할 수 있었다(그림 1). 이때 세포독성은 관찰되지 않았다(data not shown).
2. 염증성 지표인자 생성에 미치는 영향
‘제주 액티브 콤플렉스’의 항염 활성 기전을 확인하기 위하여 자극으로부터 유도되는 PGE2 및 전염증성 cytokine(IL-6) 생성 저해 활성을 평가했다. LPS에 의하여 과량의 PGE2 및 IL-6 생성량을 증가시키고, 시료를 처리하여 생성저해를 측정 실험 결과, 1.0 5.0, 10.0% 농도에서 농도의존적으로 염증성 지표인자 생성량이 감소되는 결과를 확인했다(그림 2).
3. 피부수분량 변화 및 경피수분손실량 확인
‘제주 액티브 콤플렉스’ 2% 함유 크림을 제조하고 성인여성 10명을 대상으로 시험을 진행했다. ‘제주 액티브 콤플렉스’ 함유 제품 사용 전(0주) 대비 사용 후(2주) 피부 수분량이 유의적으로 증가되는 것을 확인했으며, 제품 사용 전(0주) 대비 제품사용 후(2주)의 경피수분손실량 변화량(⊿ TEWL)을 제품간 비교 평가한 결과 대조제품 대비 2주차의 ⊿TEWL이 컸다(그림 3).
성과 및 계획
보습, 염증성인자 억제효과, 피부장벽개선 효과가 있는 ‘제주 액티브 콤플렉스’ 결과를 활용해 복합추출물을 함유하는 화장료 및 약학적 조성물은 2019년 6월 국내 특허 등록을 완료했으며, 미국뿐 아니라 유럽, 태국 및 인도네시아에서도 등록이 완 료된 상태이다.
전 세계적으로 클린하고 고효능 성분이 포함된 제품에 대한 수요가 증가함에 따라, 피부 본연의 기능을 강화할 수 있는 클린 더마코스메틱이 각광받고 있다. 특히 코로나19 팬데믹 이후 약해진 피부장벽 관리에 대한 수요가 높아짐에 따라 ‘제주 액티브 콤플렉스’는 인도네시아 및 미국 시장 수출을 견인할 제품으로 성장할 것이며 향후 해외 수출에도 더욱 탄력을 받을 것으로 기대하고 있다.
REFERENCES
- Z. Nemes and P. M. Steinert. Brick and mortar of the epidermal barrier, Experimental & Molecular Medicine, 31(1), 5 (1999).
- S. Sakai, T. Sayo, S. Kodama, and S. N. Inoue, N-Methyl-L-serine stimulates hyaluronan production in human skin fibroblasts, Skin Pharmacol. Appl, Skin Pharmacol Appl Skin Physiol. 12(5), 276 (1999).
- C. Y. Wang, H. J. Jang, Y. K. Han, X. D. Su, S. W. Lee, M. C. Rho, H. S. Wang, S. Y. Yang, and Y. H. Kim, Alkaloids from Tetrastigma hemsleyanum and Their Anti-Inflammatory Effects on LPS-Induced RAW264.7 Cells, Molecules, 23(6), 1445 (2018).