정영미 한국기술교육대학교 에너지신소재 화학공학부 교수
바이오기술이 급성장하면서 다양한 생체분자(生體分子·Biomolecules, 생물을 구성하는 물질 또는 생물이 생산하는 물질 등 넓은 의미로 사용된다) 활용이 가능해졌다. 화장품산업에서도 개별 물질의 피부내에서의 기전과 기능을 적극 활용해 화장품을 만들고 있다.
때마침 생체분자 활용 동향을 점검한 논문 ‘화장품 소재로의 생체분자 활용 동향(Current Applications of Biomolecules as Cosmetics Ingredients)’이 한국산학기술학회 논문지(제24권 제2호, 2023년 2월)에 실렸다. 이 논문을 쓴 정영미 한국기술교육대학교 에너지신소재 화학공학부 교수에게 생체분자 이야기를 서면으로 들었다.
정영미 교수는 “이번 논문을 통해 화장품 원료로 쓰일 기능성 생체분자에 대한 적용 가능성을 볼 수 있었다. 생체분자를 활용한 화장품을 개발하려는 기업들에게 정보와 아이디어를 제공할 수 있기를 기대한다”고 밝혔다.
정영미 교수는 캐나다 McGill 대학교에서 화학공정 최적화로 박사학위 취득 후 삼성SDI(옛. 제일모직), 서울대학교 연구교수를 지냈다. 이어 2015년부터 한국기술교육대학교에서 학생들을 가르치면서 연구에 매진하고 있다.
Q. 이번 논문의 주요 내용은 무엇인가요?
이 논문은 바이오산업의 발전으로 인해 생체분자의 활용도가 높아지는 현 상황에서 각 생체분자가 어떤 방식으로 미용효과를 나타낼수 있을지, 또 그들의 활용에 대한 제약이 있는지에 대한 내용을 소개한 것입니다. 생체분자를 나노기술을 이용해 피부에 잘 전달하려는 시도는 고부가가치의 기능성 화장품 제품군을 창출할 것으로 기대되기 때문에 이에 대한 동향을 파악할 필요가 있었습니다.
Q. 이번 연구에 주목한 이유가 궁금합니다.
향후 생체분자가 화장품산업의 중요한 기능성 원료로 사용될 것으로 예견되지만, 체계적으로 동향이나 방향을 제시한 사례가 없어서 논문을 준비했습니다.
Q. 생체분자는 어떤 물질을 검토했나요?
문헌조사를 통해 비타민(Vitamin), 펩타이드(Peptides), 줄기세포(Stem cell) 유래 물질(인체유래 줄기세포배양액, 식물유래 줄기세포배양액, 줄기세포 유래 소재), 성장인자(EGF, Epidermal Growth Factor), 핵산(Nucleic acids)의 PDRN(Polydeoxyribonucleotide), PN(Polynucleotide), RNA 등을 검토했습니다.
Q. 제형화는 어떤가요?
비타민, 펩타이드, 줄기세포 유래물, 성장인자와 같은 생체분자들은 효능이 뛰어납니다. 반면 상분리 현상이 발생하기 쉽고, 자외선에 의한 산화로 좋지 않은 냄새를 유발하기도 합니다. 특히 보존 안정성이 떨어집니다. 화장품용 냉장고로 이 문제를 해결하려고 했지만 근원적인 대책은 아닙니다. 생체분자 화장품을 활성화하려면 화장품이 함유한 유효성분을 피부에서 잘 흡수되게 하는 경피흡수 촉진 기술과 자극 및 독성을 유발할 수 있는 물질의 피부 침투를 줄이면서 유통기간을 확보하는 안전성 확보 기술이 요구될 것입니다.
Q. 이번 연구를 하면서 어려웠던 점도 있을듯합니다.
RNA 계열 고분자 활용 화장품 사례 정보를 찾기가 어려웠습니다. 앞으로 직접 연구를 하면서 제품을 개발할 계획입니다.
Q. 어떤 생체분자가 유망할까요?
리보핵산간섭(RNAi) 기반기술이 유망할 것으로 보입니다. 특정 유전자의 발현을 방해하는 것으로 널리 알려진 RNAi 기술을 적절하게 제품에 적용한다면 노화 관련 유전자 발현을 억제하는 제품을 설계할 수 있을 겁니다. 아직까지 초기 개발단계에 있지만 다루기 쉽고 저장이 용이하며, 효과가 가장 직접적입니다. 또한 순수한 단일물질로 합성하거나 추출할 수 있고, 특정 유전자 부위에 위치 특이성(site-specificity)을 갖도록 개발할 수도 있습니다. 다만, PN, PDRN 등의 핵산 집합체보다는 비용이 많이 소요되므로 확실한 효능을 앞세워 고부가가치 제품을 겨냥해 개발해야 할 것입니다. 그리고 엑소좀(exosomes)이나 핵산을 포함하는 제품군 개발이 가속화되면 각종 기능성 성분의 피부 내 침투를 촉진하겠지만 각 성분의 부작용에 대한 철저한 검증도 필요할 것입니다.
Q. 앞으로 연구 계획도 궁금합니다.
현재 비타민을 담지한 미립자형 필러를 개발중에 있습니다. 향후에도 다양한 미립자 제품을 개발할 예정입니다. 미립자 적용 기술을 성공적으로 개발하면 다양한 미용 성분을 담지한 미립자 제품군을 개발해 화장품 뿐만 아니라 체내주입용 미립자 제 군도 개발할 생각입니다.