KR102310566B1

KR102310566B1 - 여드름 완화 및 예방용 패치

Info

Publication number: KR102310566B1
Application number: KR1020190058730A
Authority: KR
Inventors: 조성윤
Original assignee: 랩앤피플주식회사
Priority date: 2018-05-21
Filing date: 2019-05-20
Publication date: 2021-10-08
Also published as: BR112020023541B1; US20210196649A1; KR20190132937A; EP3782615C0; JP7317863B2; BR112020023541A2; EP3782615B1; ES2966155T3; CN112135609B; US11679085B2; CN112135609A; JP2021523211A; EP3782615A1; EP3782615A4

Abstract

본 발명은 여드름 완화 및 예방용 패치에 관한 것으로서, Mg_aZn_bX_c(a, b 및 c는 각 성분의 중량%로서, a+b+c=100중량%이고, 0≤a≤100, 0≤b≤100, 0≤c≤10 범위 중 a 또는 b가 가장 크며, X는 Ca, Fe, Mn, Si, Na, Zr, Ce 및 P로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상임)으로 표시되는 생체분해성금속에 대하여 항여드름균 활성을 규명하여, 여드름 완화 및 예방용 패치로서의 새로운 용도를 제시한다.

Description

여드름 완화 및 예방용 패치{Patch for reducing and preventing acne}

본 발명은 여드름 완화 및 예방용 패치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마그네슘을 주성분으로 포함하는 생체분해성 금속의 새로운 용도에 관한 발명이다.

마이크로 니들은 1998년 미국 조지아공대 프라우스니츠 그룹에서 반도체 공정기술을 이용하여 실리콘소자로 마이크로 니들 어레이를 만들어 약물전달에의 응용 가능성을 제시한 것을 시초로 많은 연구들이 활발하게 진행되고 있다. 마이크로 니들은 피부에 삽입할 때, 마이크로 니들이 구부러지거나 부러짐 없이 삽입될 수 있도록 충분히 높은 물리적 강도를 유지해야하므로 그에 적합한 강도와 형상 제어가 가능한 특성이 요구된다. 이러한 특성을 만족시키기 위하여 마이크로 니들의 소재로 스테인레스 스틸(stainless steel)이 사용되었으나 작은 particle이 몸에 남을 경우 염증(inflammation)이 발생하는 문제가 있었고, 폴리머(PLA, PGA, 생분해성 Copolymer)의 경우 침습(penetration)이 되지 않는 문제점이 있었다.

한국공개특허 제2016-0058261호는 폴리글리코라이드(PGA), 폴리락타이드-글리코라이드공중합체(PLGA), 히아룰론산(hyaluronic acid), 알긴산(alginic acid), 펙틴 등을 소재로 한 수용성 마이크로니들 및 이의 제조방법을 개시하였고, 한국등록특허 제1622388호는 실리콘 마이크로 니들 스탬프 및 그 제조방법을 개시하였고, 한국공개특허 제2015-0121053호는 실리콘, 이산화규소, 세라믹, 금속(스테인리스, 티탄, 니켈, 몰리브덴, 크롬, 코발트 등) 및 합성 또는 천연의 수지를 소재로하여 일본 뇌염 백신 항원을 코팅시킨 마이크로 니들을 개시하였다.

상기와 같이, 지금까지의 마이크로 니들은 경구 투여를 통한 약물 전달 방식이나 주사를 통한 약물 전달 방식을 대체할 수 있는 대안적 약물 투여수단으로, 피부에 분포한 통각 신경을 자극하지 않고 표피를 투과하여 약물을 전달할 수 있는 기기, 즉 일종의 약물 전달체로서 사용되어 왔다.

한편, 본 출원인에 의해 기 출원되어 공개된 한국공개특허 제2017-0115449호에는 생체분해성 금속을 이용한 마이크로니들 및 이를 포함하는 패치가 개시되어 있는데, 여기서는 약물전달체로서의 유용성과 함께 이것이 미네랄로 작용하여 자체적으로 주름개선에도 효과를 발현함을 확인한 바 있다.

본 발명은 종래 약물 전달 수단으로 개발되었던 마이크로 니들의 주성분인 생체분해성 금속의 새로운 용도를 제공하고자 한다.

본 발명은 특히 별도의 약물을 포함하지 않으면서도, 마이크로 니들의 주성분으로 사용되던 생체분해성 금속 자체가 여드름 원인균에 대한 항균활성을 발현함을 확인하여, 특정의 생체분해성 금속의 여드름 완화 및 예방용으로서의 새로운 용도를 제공하고자 한다.

본 발명은 다음 화학식 1로 표시되고, 피부에 밀착하여 부착되는 패치 형태로 적용되어, 분해 과정에서 발생하는 OH^- 이온으로 인한 국지적 pH의 증가로 인해 적용된 부위에 존재하는 여드름 원인균에 특정적으로 작용함으로써 항여드름 효과를 가지는 생체분해성 금속으로서, 마그네슘 또는 아연을 반드시 포함하고, 마그네슘 분해속도 이상의 분해속도를 갖는 여드름 완화 및 예방용 패치를 제공한다

[화학식 1]

Mg_aZn_bX_c

화학식 1에서 a, b 및 c는 각 성분의 중량%로서, a+b+c=100중량%이고, 0≤a≤100, 0≤b≤100, 0≤c≤10 범위중 a 또는 b가 가장 크며, X는 Ca, Fe, Mn, Si, Na, Zr, Ce 및 P로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상임.

이러한 여드름 완화 및 예방용 패치에 있어서, 생체분해성 금속은 마이크로 니들 형태로 포함되거나 박판 형태로 포함될 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 구현예에 의한 여드름 완화 및 예방용 패치에 있어서, 생체분해성 금속은 상기 화학식 1에서 a, b 및 c는 각 성분의 중량%로서, a+b+c=100중량%이고, i) 90≤a≤100, 0≤b≤10, 0≤c≤10 또는 ii) 0≤a≤10, 90≤b≤100, 0≤c≤10이며, X는 Ca, Fe, Mn, Si, Na, Zr, Ce 및 P로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다.

가장 바람직한 일 구현예에 의한 여드름 완화 및 예방용 패치에 있어서, 상기 생체분해성 금속은 불가피한 불순물을 포함한 순수 순도 95% 이상의 Mg일 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 의한 여드름 완화 및 예방용 패치에 있어서, 생체분해성 금속은 2 이상의 금속 상(phase)이 갈바닉 회로를 생성하여 분해속도가 가속화되는 것일 수 있다. 이러한 생체분해성 금속은 Mg₂Ca 상을 포함하는 것, MgZn 상을 포함하는 것, 또는 Ca₂Mg₆Zn₃ 상을 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 의한 여드름 완화 및 예방용 패치에 있어서, 생체분해성 금속은 갈바닉 회로를 형성시키기 위하여 금속 표면에 다른 종류의 제2의 금속이 코팅된 것일 수 있다. 이때, 상기 제2의 금속은 나트륨, 마그네슘, 칼륨, 철, 니켈, 아연, 갈륨, 셀레늄, 스트론튬, 지르코늄, 몰리브덴, 니오븀, 탄탈륨, 타이타늄, 규소, 은, 금, 망간 및 칼슘으로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상의 금속일 수 있다.

본 발명의 다른 일 구현예에서는 상술한 여드름 완화 및 예방용 패치를 여드름 피부에 부착하여 사용하는 방법을 제공한다.

보다 바람직한 일 구현예에 의한 방법에 있어서, 여드름 완화 및 예방용 패치를 여드름 피부에 부착하기 전에 수분공급단계 또는 피부진정단계를 수행할 수 있다.

본 발명의 생체분해성 금속을 적용한 패치는 별도의 약물의 담지없이 자체적으로 여드름 원인균에 대한 항균 활성을 가져 여드름 완화 및 예방용으로 유용하며, 이를 다양한 형태로 제작하여 피부에 적용하는 간이한 방법을 통해 여드름을 예방하거나 유발된 여드름에 대한 완화 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 생체분해성 금속으로 구성된 시트에 마이크로 니들을 가공한 마이크로 니들의 전개도이다.
도 2는 가공된 마이크로 니들을 굽힘 가공한 마이크로 니들의 개략도이다.
도 3은 팁 형태의 마이크로 니들과 마이크로 니들 홀더의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 마이크로 니들의 시제품 사진(A) 및 이의 굴곡 특성을 나타낸 사진(B)이다.
도 5는 본 발명의 마이크로 니들 패치의 사진이다(A: 사용 전, B: 사용 후).
도 6은 항균 시험에 제공한 본 발명 마이크로 니들의 시편 사진이다.
도 7 내지 도 9는 항균 내지 항진균 시험결과 사진으로, 도 7은 Propionibacterium acnes ATCC 6919에 대한 시험결과이고, 도 8은 Staphylococcus epidermidis ATCC 12228에 대한 시험결과이며, 도 9는 Trichophyton rubrum ATCC 28188에 대한 시험결과이다.
도 10 내지 도 11은 본 발명의 마이크로 니들 패치의 다양한 형상을 예시한 개략도이다.
도 12는 본 발명의 마이크로 니들 패치를 적용하여 관능평가한 결과 사진으로, 부착전(좌측), 부착상태(가운데), 및 부착 후 8시간 경과시점의 피부상태(우측)를 나타낸다.
도 13은 본 발명의 마이크로 니들 패치를 적용한 임상실험에 있어서 시험 대상자에게 부착된 일예를 보여주는 사진이다.
도 14는 임상실험에 있어서 여드름 중증도 시스템(Global Acne Grading System: GAGS)을 통한 평가에서 얼굴 부위를 6개의 구간으로 나눈 시험 부위를 도시한 이미지이다.
도 15는 임상실험에 있어서 여드름 중증도 시스템(Global Acne Grading System: GAGS)을 통한 평가에서 도 14로 도시한 각 구간의 고유 factor 및 global score를 나타낸 표이다.
도 16은 임상실험에 있어서 피부자극평가에서 이상반응 여부 및 등급을 분류한 표이다.
도 17은 임상실험에 있어서 시험대상에 마그네슘 마이크로 니들 패치를 부착하여 시험 기간의 경과에 따른 사진촬영의 결과를 도시한 사진이다.

여드름이란, 털 피지선 샘 단위의 만성 염증질환으로 면포(Comedone, 모낭 속에 고여 딱딱해진 피지), 구진(Papule, 1cm 미만 크기의 솟아 오른 피부 병변), 고름물집, 결절, 거짓낭 등 다양한 피부 변화가 나타나며, 이에 따른 후유증으로 오목한 흉터 또는 확대된 흉터를 남기기도 한다. 피지선이 모여 있는 얼굴, 목 가슴 등에 많이 발생하며 털을 만드는 모낭에 붙어있는 피지선에 염증이 생기는 질환을 말한다.

여드름의 정확한 원인은 밝혀지지 않고 있으나 한 가지 원인보다는 여러 원인이 복합적으로 작용하며, 그 한 원인으로 사춘기에 남성호르몬의 과잉으로 피지선의 분비가 왕성해지고 모낭의 상피가 이각화증(불완전하고 미숙한 각질화를 보이는 비정상적 각질화)을 일으켜 모낭이 막혀서 여드름의 기본 병변인 면포가 형성되는 것이 있다.

이 중 박테리아에 의한 여드름의 발진은 모낭 내에 상주하는 균 중 특히 프로피오니박테리움 아크네(Propionibacterium acnes)가 그 원인균으로 알려져 있다. 이 여드름 원인균은 피지를 먹고 자라면서 트러블 발생의 주된 원인이 되는데, 정상인에서는 이 균이 피부에 존재하더라도 전혀 문제를 일으키지 않으나, 모낭이 막혀 피지가 모낭 안에 쌓이게 되면서부터는 피지를 먹고 빠르게 자라난다.

또한 이 여드름 원인균은 지방(트리글리세라이드)을 먹은 뒤 버터와 비슷한 물질, 즉 지방산을 배설하게 된다. 이러한 화학적 변화는 건강한 약산성 피부가 유분의 pH 밸런스가 무너지면서 알칼리화되어 결국 피부 자체 기능이 저하되고 피부의 악순환을 초래한다. 이러한 프로피오니박테리움 아크네에 의해 유발되는 여드름을 예방 및 완화시키기 위하여 통상 바르는 약 또는 먹는 약의 치료방법이 제안되어 왔음은 물론이다.

한편, 본 출원인은 생체분해성 금속을 이용한 마이크로 니들을 개발한 바 있고 이에 대해 기 출원한 바 있다(한국공개특허 제2017-0115449호).

본 발명은 이와 같이 개발된 마이크로 니들에 대해 다각적인 연구를 지속적으로 수행한 결과로 얻어진 것으로, 해당 생체분해성 금속이 여드름 원인균인 프로피오니박테리움 아크네(Propionibacterium acnes)에 대해 항균활성을 발현함을 규명해냄으로써 이러한 생체분해성 금속의 새로운 용도를 안출해낸 것이다.

본 발명에서 생체적합성 금속과 관련한 기재, 이를 마이크로 니들 형태로 제조하는 방법에 관련한 기재, 그리고 피부에서 일어나는 일련의 금속적 반응에 대한 관련 기재는 한국공개특허 제2017-0115449호에 기재된 내용에 따름은 물론이다.

다만, 본 발명에서 생체분해성 금속은 약물 전달체로서 제안된 마이크로 니들로 제한되는 것이 아니라, 그것 자체가 여드름 원인균에 대한 항균활성을 갖는 기능적인 구성으로 단독적으로 작용하는 것임을 규명한다.

본 발명에서는 마그네슘 또는 아연을 단독 소재로 한 생체분해성 금속과 상기 금속에 칼슘 등의 다른 종류의 금속을 혼합한 생체분해성 금속을 박판 형태 또는 마이크로 니들 형태로 제조하고, 이들의 여드름 원인균에 대한 항균활성을 평가하였다. 그 결과 마그네슘, 칼슘 또는 아연을 단독 소재로 하여 제조된 생체분해성 금속 또는 상기 금속에 다른 종류의 금속이 특정범위로 혼합된 합금은 별도의 약물 봉입없이도 그 자체가 항균활성을 가짐을 확인할 수 있었다.

따라서, 본 발명은 일 관점에서, 화학식 1로 표시되는 생체분해성 금속이며, 항여드름균 효과를 가지는, 여드름 완화 및 예방용 패치를 제공한다.

[화학식 1]

Mg_aZn_bX_c

상기 생체분해성 금속은 마그네슘 또는 아연을 가장 많이 포함하는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 화학식 1에서 a, b 및 c는 각 성분의 중량%로서, a+b+c=100중량%이고, i) 90≤a≤100, 0≤b≤10, 0≤c≤10 또는 ii) 0≤a≤10, 90≤b≤100, 0≤c≤10이며, X는 Ca, Fe, Mn, Si, Na, Zr, Ce 및 P로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상인 것이 바람직할 수 있다.

본 발명에 따른 생체분해성 금속은 피하 또는 상피에 부착 또는 삽입된 후, 흡수 및 분해되어 금속이온 및 분해산물을 체내에 방출하는 특성을 갖는 금속으로, 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 아연(Zn) 등은 알카리토금속 계열의 생체분해성 금속으로서, 하기의 반응식 1 내지 3으로 나타낸 것과 같이, 물과 반응하여 수소가스를 방출하는 메커니즘을 갖는다.

[반응식 1]

Mg + 2H₂O → Mg(OH)₂ + H₂ (gas)

[반응식 2]

Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂(gas)

[반응식 3]

Zn + 2H₂O → Zn(OH)₂ + H₂ (gas)

본 발명에 있어서, 상기 생체분해성 금속은 마그네슘(Mg), 아연(Zn) 등을 단독 소재로 하여 제조되는 것이 바람직할 수 있고, 특히 생체적합성이 우수하고 정상세포나 조직에서 독성을 나타내지 않는 측면에서 가장 좋기로는 마그네슘 단독소재인 생체분해성 금속인 것일 수 있다. 여기서, 마그네슘 단독소재 또는 아연 단독소재라는 용어는 금속 생산 과정에서 발생되는 불가피한 불순물을 포함하는 것 이외에, 순도 95% 이상의 순수 마그네슘이나 아연을 의미한다.

다른 한편으로, 생체분해성 금속은 피하 또는 상피에서의 분해속도를 가속화시키기 위하여, 즉 갈바닉 회로를 생성시키기 위하여 2 이상의 금속을 소재로 하여 제조될 수 있다. 본 발명에 있어서, 상기 생체분해성 금속은 갈바닉 회로를 생성하기 위하여 상기 화학식 1로 표시되는 생체분해성 금속 표면에 다른 종류의 제2의 금속이 코팅된 것일 수 있다. 이때 제2의 금속은 나트륨, 마그네슘, 칼륨, 철, 니켈, 아연, 갈륨, 셀레늄, 스트론튬, 지르코늄, 몰리브덴, 니오븀, 탄탈륨, 타이타늄, 규소, 은, 금, 망간, 칼슘 등을 예시할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 이때, 상기 철(Fe)을 포함하는 경우 특히 크론이나 니켈이 포함되지 않아야 한다.

본 발명의 여드름 완화 및 예방용 패치에 있어서 생체분해성 금속은 박판 형태 또는 마이크로 니들 형태로 포함될 수 있는데, 일예로 마이크로 니들은 레이저 커팅, 판금 공정, 캐스팅 공법, 에칭 공법 등 업계의 통상적인 용해성 마이크로니들을 제조하는 방법으로 제조될 수 있으며, 제조방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어 도 1와 같이 생체분해성 금속으로 구성된 박판형 시트(10)를 제조한 후 레이저 커팅기(마킹기)를 이용하여 일정 형태로 성형 후, 지그 프레스로 벤딩함으로써 마이크로 니들을 제조할 수 있다.

본 발명에서는 이러한 생체분해성 금속을 포함하는 패치는 별도의 약물 코팅이나 담지없이, 그 자체로 여드름 완화 및 예방용의 목적으로 사용할 수 있다.

도 2는 가공된 마이크로 니들을 피부 관통을 위해 굽힘 가공한 마이크로 니들(11)의 개략도이다.

본 발명에 따른 마이크로 니들은 일체형으로 구성되거나 도 3과 같이 마이크로 니들(20)과 마이크로 니들 홀더(21)로 구성될 수 있다. 마이크로 니들 홀더(21)형태를 활용한 마이크로 니들은 니들이 삽입 된 후 비틀림을 가하여 인위적으로 니들이 피하에 잔존하도록 할 수도 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 마이크로 니들의 시제품 사진(A) 및 이의 굴곡 특성을 나타낸 사진(B)이다.

본 발명에 따르면 이러한 마이크로 니들을 피부에 적용하기 용이하도록 하는 측면에서 패치형태로 제작할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 마이크로 니들 패치는 마이크로 니들을 피부에 고정시키기 위한 것으로서, 마이크로 니들 및 상기 마이크로 니들의 반대 면에 형성된 패치부로 구성되어 있다. 상기 패치부의 크기, 모양 및 소재는 특별한 제한없이 이용 가능하다. 도 5의 B에 도시된 바와 같이, 사용된 마이크로 니들은 피하에서 이온화되어 변색될 수 있다.

본 발명의 생체분해성 금속을 포함하는 패치를 피부에 적용시에는, 다른 약물의 봉입이나 도포없이도 그 자체로 항여드름 효과를 발현하나, 그 효과를 배가시키거나 효과발현 시간을 단축시키는 의미에서, 본 발명의 패치를 부착하기 전에 수분공급단계나 피부진정단계를 수반하는 것이 바람직할 수 있다. 여기서, 수분공급단계는 다양한 보습용 화장품들, 일예로 토너 또는 수분 공급용 미스트 등의 도포를 통해서 수행될 수 있고, 피부진정단계는 피부 홍조 또는 여드름을 진정시키는 것으로 알려진 기능성 화장품이나 의약품을 도포하는 방법을 통해 수행될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이러한 수분공급단계 또는 피부진정단계는 단순히 본 발명의 생체분해성 금속을 포함하는 패치의 항여드름 효과를 보조하는 역할을 할 뿐이며, 이러한 단계가 선행되어야만 본 발명 패치의 효과가 구현되는 것이 아님은 물론이다.

본 발명은 마이크로 니들의 형태로 적용된 생체분해성 금속의 여드름 완화 및 예방용으로서의 새로운 용도를 개발한 것으로, 이러한 용도는 이하에서 기재되는 실시예를 통해, 상술한 생체분해성 금속을 시편으로 하여 피부에 존재하는 다양한 균들에 대하여 그 활성을 평가하고, 그것이 택일적으로 여드름 원인균에 대해서만 활성을 나타냄을 규명하는 방법을 통해 확인하고자 한다.

이하, 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하는바, 본 발명이 이들 실시예에 의해 한정되는 것이 아님은 물론이다.

<실시예 1>

본 발명의 생체분해성 금속에 대한 항여드름균 활성을 평가하기 위하여 한국화학융합시험연구원에 시료를 제공하여 다음과 같은 방법으로 항균 및 항진균 시험을 수행하였다.

이때 제공한 시료는 제조시 발생되는 불가피한 불순물을 포함한 순수 Mg(순도 95% 이상의 마그네슘)를 이용하여 시트를 제작(두께 100㎛)한 것으로, 도 6의 사진과 같이 소정 규격으로 절단하여 실험의 시료로써 사용되었다.

<시험 장치 및 재료>

(1) 시험 장치

Autoclave (코아텍, 대한민국)

Dry oven (Jisico, 대한민국)

Water bath (Polyscience, USA)

Incubator (Memmert, Germany)

pH meter (Thermo Orion, USA)

Stop watch (Time Art, Japan)

Vortex mixer (Thermolyne, USA)

Container (Iwaki Pyrex, Japan)

Sterile pipette (Falcon, USA)

Petri dish (SPL, 대한민국)

Volumetric flask (Myung Sung, 대한민국)

Mechanical shaker (Jisico, 대한민국)

Clean bench (수공양행, 대한민국)

Colony counter (덕우과학, 대한민국)

Anaerobic container (DIFCO, USA)

(2) 시험 재료

1) 시험균주

한국미생물보존센터로부터 분양받음

- Propionibacterium acnes ATCC 6919

- Staphylococcus epidermidis ATCC 12228

- Trichophyton rubrum ATCC 28188

2) 배지 및 시약

- Reinforced clostridial medium broth (DIFCO, USA)

- Brain heart infusion broth (DIFCO, USA)

- Sabouraud dextrose broth (DIFCO, USA)

- Reinforced clostridial medium agar (DIFCO, USA)

- Tryptic soy agar (DIFCO, USA)

- Sabouraud dextrose agar (DIFCO, USA)

- GaspakTM EZ (DIFCO, USA)

- 0.05 % polysorbate 80 solution

- 멸균액체파라핀

(3) 시험방법 (Test method)

1) 시험방법

a. 시험균의 전배양 및 조제

P. acnes는 Reinforced clostridial medium (RCM) broth에 접종하여 (35 ± 1) ℃에서 3일 동안 배양하였다. 배양된 균액을 새로운 RCM broth에 접종하고 상기와 동일한 조건으로 배양한 후, 이 과정을 1회 추가로 반복하였다. 균주의 모든 배양 과정에서 멸균 액체 파라핀을 이용하여 혐기적 조건을 유지시켜 주었다. 이 후 시험균액으로 사용하였다.

S. epidermidis는 Brain heart infusion broth에 접종하여 (35 ± 1) ℃에서 (18 ~ 24)시간 동안 배양 후 시험균액으로 사용하였다.

T. rubrum는 Sabouraud dextrose agar에 접종하여 (25 ± 1) ℃에서 14일 동안 배양하였다. 시험균이 자란 고체 배지 위에 0.05 % polysorbate 80 solution을 분주하고 spreader를 이용하여 포자를 떼어낸 후 거즈를 통과시켜 균사를 제거하였다. 이런 방식으로 조제된 spore solution을 (1 ~ 9)ㅧ 10⁷ CFU/mL가 되도록 조정하여 시험균액으로 사용하였다.

b. 시험 절차

미리 준비된 Reinforced clostridial medium (RCM) agar, Tryptic soy agar 및 Sabouraud dextrose agar 위에 각각의 균 배양액을 멸균된 면봉으로 고르게 접종하고 배지 중앙에 준비된 시료(20mmㅧ20mm)를 올려놓았다. 이 후 P. acnes는 혐기 조건 (35 ± 1)℃ 에서 5일 동안 배양하였으며, S. epidermidis는 (35 ± 1) ℃ 에서 (24 ± 2)시간, T. rubrum는 (25 ± 1) ℃에서 7일 동안 배양하였다. 이 후, 시료 주위의 균 성장저지대 (Zone of inhibition)를 측정하는 방식으로 시험을 실시하였다.

2) 결과 판독

다음 식 1에 따라 성장저지대의 폭(W)을 계산하였다.

<식 1>

W = 　(T-D)/2　　　　　

W : 저지대의 폭 (mm)

T : 시료와 저지대의 전체지름 (mm)

D : 시료의 지름 (mm)

시험균주	T	D	W
P. acnes	32	20	6.0
S. epidermidis	20	20	0.0
T. rubrum	20	20	0.0

상기 표 1로 요약한 것과 같이, P. acnes 에 대한 항균효과 결과, 시료와 저지대의 전체지름(T)은 32 mm, 시료의 지름(D)은 20mm로 관찰되었다. 따라서, 상기의 계산식에 따라 저지대의 폭(W)은 6.0 mm로 확인되었다(도 7 참조).

S. epidermidis 에 대한 항균효과 결과, 시료와 저지대의 전체지름(T)은 20 mm, 시료의 지름(D)은 20 mm로 관찰되었다. 따라서 상기의 계산식에 따라 저지대의 폭 (W)은 0.0 mm로 확인되었다(도 8 참조).

T. rubrum 에 대한 항진균효과 결과, 시료와 저지대의 전체지름 (T)은 20 mm, 시료의 지름 (D)은 20 mm로 관찰되었다. 따라서 상기의 계산식에 따라 저지대의 폭 (W)은 0.0 mm로 확인되었다(도 9 참조).

본 시험 조건하에서 시료[Mg Micro Carrier Multi Care로 명명]에 대한 P. acnes, S. epidermidis 및 T.rubrum의 저지대는 각각 6.0 mm, 0.0 mm 및 0.0 mm로 나타났다.

결과적으로, 본 발명의 생체분해성 금속은 여드름 원인균에 대해서만 항균 활성을 가지며, 나머지는 항균 내지 항진균효과가 관찰되지 않았다.

<실시예 2> 마이크로 니들 및 패치의 제작

상기 실시예 1의 항균활성 평가시 제공하였던 시트와 동일한 생체분해성 금속 시트를 제작한 후, 레이저 마킹기(JTY FIBER MA20, 제이티와이시스템)를 이용하여 마이크로 니들을 제작하였다. 이때, 마이크로 니들의 선단각은 15°, 30° 및 35°로 하였고, 니들 높이는 0.5㎜, 1.0㎜ 및 1.5㎜로 하였다.

마이크로 니들의 바늘이 생성된 반대쪽 면에 접착제가 도포된 하이드로 콜로이드 패치를 부착하여 마이크로 니들 패치를 제조하였다. 제조된 마이크로 니들 패치는 포장 및 멸균시켰다.

이와 같은 마이크로 니들 패치는 여드름의 완화 및 예방을 위한 측면에서 다양한 형상으로 제작될 수 있는데, 일예로 도 10 내지 도 11로 도시한 것과 같은 형상들을 일예로 들 수 있다.

이와 같이 얻어진 마이크로 니들 패치에 대하여 여드름 피부를 가지고 있는 15세 남학생 7명으로 하여 세안 후 얼굴의 여드름 부위 중 한 곳에 패치를 부착하도록 한 후 여드름 완화효과를 7일 동안 관찰하였다.

평가 기준으로 여드름 치료효과가 현저한 경우, 즉, 여드름 피부 면적이 명백히 줄어들고 여드름 염증 정도도 명백히 줄어드는 경우 5점, 이러한 개선 정도가 중등인 경우 4점, 경등인 경우 3점, 불변인 경우 2점, 오히려 여드름이 악화된 경우 1점으로 하여 평가한 후 총점으로서 종합적인 판정을 하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

	피험자 1	피험자 2	피험자 3	피험자 4	피험자 5	피험자 6	피험자 7	평가 총점
본 발명 마이크로니들 패치	5	5	5	4	4	5	4	32

상기 표 2로 알 수 있듯이 평가결과 대다수 피험자의 평가결과가 5점을 보여 실질적으로 여드름 완화에 큰 영향을 줌을 알 수 있다.

한편, 도 12는 이마 여드름을 갖는 피험자의 마이크로 니들 패치 부착전 피부상태(좌측), 부착상태(가운데) 및 부착후 8시간 경과후의 피부상태(우측)를 나타낸 사진으로, 이로부터 본 발명의 마이크로 니들 패치를 부착한 후 8시간 만에 즉각적인 여드름 완화 효과를 확인할 수 있다.

<실시예 3> 임상실험

본 발명의 생체분해성 금속에 대한 여드름성 피부적합성을 평가하기 위하여 충청북도 화장품임상연구지원센터에 의뢰하여 다음과 같은 방법으로 임상평가를 수행하였다.

(1) 시험방법

만 18 내지 40세의 성인 남·여를 대상으로 수행하였다. 시험 부위에 1일 1회 시험 제품을 정해진 사용 방법에 따라 사용하도록 하였으며, 육안평가를 통하여 효과를 평가하였다. 평가는 센터 내부 지침서(SOP)에 준하여 수행하였으며, 식품의약품안전처 고시에 규정하지 않은 사항은 참고문헌을 참조하여 수행하였다. 시험 부위는 시험 대상자의 안면 부위에 실시하였다.

정해진 사용방법은 다음과 같다.

① 깨끗이 세안한 후, 피부를 정돈한다.

② 고농도 센텔라 앰플(수분공급 내지 진정효과)이 포함된 주사기의 마개를 분리한다.

③ 마그네슘 패치(순도 95% 이상의 마그네슘으로 제작)의 마이크로 캐리어에 고농도 센텔라 앰플을 적당량 떨어뜨린다.

④ 마그네슘 패치에 손이 닿지 않도록 보호필름을 제거한다.

⑤ 취침 전, 패치를 케어가 필요한 곳에 위치하도록 밀착한 후, 자극을 느낄 수 있도록 여러 번 눌러준다.

⑥ 다음날 아침, 패치를 떼어낸다.

⑦ 패치를 떼어낸 자리에 하이드로콜로이드 밴드를 부착하여 주간에 유지하도록 한다.

시험자에 마그네슘 패치를 적용한 일예는 도 13과 같다.

시험 대상자는 선정기준에 적합하며, 제외기준이 적용되지 않는 자로 20명을 선정하여 시험하였다.

시험 대상자 선정, 제외기준에 따라 연구에 적합한 시험 대상자를 선정하고, 시험 대상자의 피부 상태를 확인한 후, 육안평가 및 사진촬영(VISIA-CR)을 각각 제품사용 전(0일), 제품 사용 1일 후, 제품 사용 3일 후, 제품 사용 4일 후 및 제품 사용 5일 후에 실시하였다.

(2) 측정 및 평가 방법

1) 준비 단계

평가를 위하여 시험 대상자는 항온·항습(22±2℃, RH40~60%)조건의 대기실에서 30분 간 안정을 취하여 피부 표면 온도와 습도를 측정 공간의 환경에 적응하게 하였다. 객관적 측정을 위하여 기기 평가는 연구자 1인이 매 측정시 동일한 부위를 측정하였고, 육안평가는 연구자 2인이 평가하였다.

2) 사진 촬영

사진 촬영은 사진기(Canon, EOS6D, JAPAN)가 장착된 안면 촬영기(VISIA-CR, Canfield, USA)를 이용한 얼굴 전면 사진 촬영을 하였으며, 촬영은 Standard 2 측정 mode를 사용하였다. 안면촬영기(VISIA-CR, Canfield)는 시험 대상자의 움직임을 최소화하기 위해 이마와 턱을 고정하며, 촬영 시 빛의 변화를 알 수 있게 gray card가 함께 촬영된다. 측정은 제품 사용 전(0일), 제품 사용 1일 후, 제품 사용 3일 후, 제품 사용 5일 후에 시행하였고, 동일한 부위 촬영을 위해 overlay 기능을 사용하였으며, 본 연구에서는 이미지만 활용하였다.

3) 육안평가

육안평가는 두 명의 전문가에 의해 이중맹검(Double-blind test)로 평가하였다.

두 전문가의 평가에 차이가 있을 경우에는 적합성성은 낮은 단계를, 피부 이상반응은 높은 단계를 선택하여 평가하였다.

육안평가는 여드름 중증도 시스템(Global Acne Grading System: GAGS)을 통하여 평가하였다. GAGS는 안면부위, 가슴 및 등 부위를 모피지선 단위(Pilosebaceous units)의 표면적 분포 및 밀도에 따라 6개의 구간으로 나누어 분석하였으며, 각 구간마다 고유의 factor를 부여한 후 병변 부위에 따라 점수(Local score)를 주어 Global score에 반영하고 등급을 정하여 평가하였다. 6개의 구간은 도 14로 도시한 것과 같다.

또한, 각 구간의 고유 factor 및 global score는 도 15에 나타낸 내용과 같다.

4) 설문 평가

설문은 시험 대상자의 방문(제품 사용 5일 후)시 각각 시험 대상자를 대상으로 시험 제품의 일반적 평가(사용감), 사용 후 변화 평가, 제품에 대한 만족도, 이상반응 등을 설문 조사하였다.

a. 유효성 평가 설문 조사(Global Assessment of Efficacy)

시험 대상자에 의한 설문 평가는 시험 제품 사용 후 측정 항목에 대하여 매우 만족(5), 만족(4), 보통(3), 불만족(2), 매우 불만족(1)의 5단계로 직접 설문조사에 답하도록 하였다. 연구자는 각 답변에 대한 시험 대상자 수의 백분율을 구하여 시험 제품의 효능 여부를 판단하였다.

b. 제품 기호도 설문 조사

시험 제품과 사용 후 제품 사용감에 대하여 시험 대상자가 직접 설문 조사에 답하도록 하였다. 평가 항목은 일반적 평가(사용감)와 제품에 대한 만족도에 대하여 매우 만족(5), 만족(4), 보통(3), 불만족(2), 매우 불만족(1)의 5단계로 평가하도록 하였다.

5) 순응도 평가

제품 사용 시작일부터 종료된 시점까지 순응 일지에 제품 도포 여부 및 이상반응 여부를 작성하도록 하였다.

6) 피부자극평가

시험 제품에 대해 이상반응인 홍반(Erythema), 부종(Edema), 인설(Scaling), 가려움(Itching), 자통(Stinging), 작열감(Burning), 뻣뻣함(Tightness), 따끔거림(Prickling)이나 다른 이상반응이 발생하는지의 존재 여부를 면밀히 관찰하고 피부 이상반응이 나타날 시 심한 정도에 따라 등급을 표시하고 이에 대한 검사 소견을 작성하였다. 방문하는 날이 아니더라도 시험에 더 이상 참가 할 수 없게 되는 경우는 본인의 서명이 첨부된 "시험참가 포기동의서"를 쓰도록 하였다.

이상반응 여부 및 등급 분류표는 도 16과 같다.

(3) 결과분석

1) 육안평가

육안평가 결과는 제품 사용 전후 차이를 비교하여 진행되었으며, 평가 방법은 상기 (2)의 3) 항목에 기재된 방법을 이용하여 평가하였다.

2) 통계 분석

평가 결과는 제품의 사용 전·후 변화에 대하여 쌍체검정(paired t -test)법을 이용하였으며 통계결과는 생물학적 통계분석에서 가장 많이 사용하는 유의차 5%( p <0.05)일 때 통계적 유의성이 있다고 간주하였다.

3) 설문 평가

유효성 평가 설문 조사 결과와 제품 기호도 설문 조사 평가 결과를 근거로 평가하였다.

4) 통계 분석 프로그램은 SPSS version10.0 software를 이용하였다.

(4) 결과

본 인체적용시험에 참여한 시험 대상자는 평균 연령 21.9±2.9인 20명의 건강한 성인 남·여 시험 대상자를 선정하여 실시하였으며 참여한 시험 대상자 20명이 중도탈락 없이 최종 시험을 완료하였다.

1) 육안평가 결과

육안평가 결과 Global score를 통한 평가 등급은 일부 시험자의 경우는 moderate에서 mild로 감소하는 것을 확인할 수 있었으며, 전체 시험대상자의 Global score을 통한 평가 등급은 mild로 유의적인 변화는 없었다.

한편, 시험 제품은 제품 사용 전(0일)과 비교하여 시험 제품 사용 1일 후, 제품 사용 3일 후, 제품 사용 5일 후에서 통계적으로 유의차가 있게 나타났다( p <0.05).

평가 기간 동안 시험 제품에 의한 피부 유해사례는 발생하지 않았으며, 분석 결과는 다음 표 3과 같다.

측정 시점	제품 사용 전(0일)	제품 사용 1일 후	제품 사용 3일 후	제품 사용 5일 후
Grade	Mild	Mild	Mild	Mild
육안평가 (평균±표준편차, 단위: Score)	17.7±3.3	16.3±4.0	15.9±3.6	15.4±4.2
p-value	-	0.005 (p 〈 0.05)	0.012 (p 〈 0.05)	0.003 (p 〈 0.05)

2) 설문조사 결과

a. 유효성 평가 설문조사 결과

시험 제품 사용 후의 측정 항목에 대하여 실시한 설문 조사에 대한 결과는 다음 표 4와 같다.

	시험 대상자 수(백분율, %)					평균	표준 편차
	*5	*4	*3	*2	*1	평균	표준 편차
여드름 개선 효과	6 (30.0)	14 (70.0)	0 (0.0)	0 (0.0)	0 (0.0)	4.3	0.5

㈜ *5: 매우 만족, 4: 만족, 3: 보통, 2: 불만족, 1: 매우 불만족

설문 평가 결과, 여드름 개선 효과 항목에 대하여 시험 대상자의 100%가 만족 이상으로 평가하였다.

b. 기호도 설문조사 결과

제품 사용 후 제품의 만족도, 사용감, 사용 후 변화에 대하여 시험 대상자가 느끼는 기호도를 조사하였다. 조사 결과에 대한 결과는 다음 표 5와 같다.

	시험 대상자 수(백분율, %)					평균	표준 편차
	*5	*4	*3	*2	*1	평균	표준 편차
제품의 색	12 (60.0)	7 (35.0)	1 (5.0)	0 (0.0)	0 (0.0)	4.6	0.6
제품의 점도	12 (60.0)	7 (35.0)	1 (5.0)	0 (0.0)	0 (0.0)	4.6	0.6
자극 정도	6 (30.0)	9 (45.0)	5 (25.0)	0 (0.0)	0 (0.0)	4.1	0.8
피부 흡수 정도	6 (30.0)	8 (40.0)	5 (25.0)	1 (5.0)	0 (0.0)	4.0	0.9
접착력	6 (30.0)	7 (35.0)	6 (30.0)	1 (5.0)	0 (0.0)	3.9	0.9
부드러움	5 (25.0)	12 (60.0)	3 (15.0)	0 (0.0)	0 (0.0)	4.1	0.6
촉촉함	7 (35.0)	6 (30.0)	7 (35.0)	0 (0.0)	0 (0.0)	4.0	0.9
피지 개선 효과	4 (20.0)	14 (70.0)	2 (10.0)	0 (0.0)	0 (0.0)	4.1	0.6

㈜ *5: 매우 만족, 4: 만족, 3: 보통, 2: 불만족, 1: 매우 불만족

설문 평가 결과, 제품의 만족도 부분의 색, 점도 항목에 대하여 시험 대상자

의 100%가 보통 이상으로 평가하였다. 사용감 부분에서는 자극 정도 항목에 대하여 시험 대상자의 100%가 보통 이상으로 평가하였고, 피부 흡수 정도, 접착력 항목에 대하여 시험 대상자의 95%가 보통 이상으로 평가하였다. 그리고 사용 후 변화 부분에서는 부드러움, 촉촉함, 피지 개선 효과 항목에 대하여 시험 대상자의 100%가 보통 이상으로 평가하였다.

3) 피부자극평가

시험 대상자에 대한 피부자극평가(자가 평가) 결과는 다음 표 6과 같다.

	홍반 (Erythema)	부종 (Edema)	인셜 (Scaling)	가려움 (Itching)	자통 (Stinging)	작열감 (Burning)	뻣뻣함 (Tightness)	따끔거림 (Prickling)
사용 1일 후	없음	없음	없음	없음	없음	없음	없음	없음
사용 3일 후	없음	없음	없음	없음	없음	없음	없음	없음
사용 5일 후	없음	없음	없음	없음	없음	없음	없음	없음

시험 대상자들은 이상반응 발생 즉시 연구자에게 보고하도록 하였다. 또한 설문지를 통하여 피부 자극 여부에 표기하도록 하였다. 본 시험이 진행되는 동안 시험 대상자를 대상으로 한 설문 조사 결과, 시험 대상자 전원 시험 제품에 대한 피부 이상반응이 관찰되지 않았다.

또한, 연구자에 의한 육안평가에 있어서도, 피부 이상반응은 관찰되지 않았다.

4) 사진 촬영 결과

시험 대상자들 모두에 대하여 사진 촬영을 진행하였으나, 여기에서는 모두 도시하지 않고 그 일부만을 도 17로 도시하였다.

도 17로부터 시험 재료로 사용된 마그네슘 패치의 형상이나 부착의 형태에 대해 확인할 수 있고, 여드름 완화 효과의 육안관찰의 근거를 확인할 수 있음은 물론이다.

본 발명의 여드름 완화 및 예방용 마이크로 니들 및 마이크로 니들 패치에 대한 피부 자극평가 및 피부침습효과는 본 출원인에 의해 기 출원되어 공개된 한국공개특허 제2017-0115449호의 실험을 통해 규명한 바 있으며, 이로써 본 발명의 생체분해성 금속을 포함하는 패치는 정상세포나 조직에서 독성을 나타내지 않으면서 피부에 자극이 없이 침습하여 여드름 원인균에 대한 항균활성을 발현할 수 있음으로써, 간이하고 안전한 여드름 완화 및 예방에 기여할 수 있다.

한편, 이러한 생체적합성이 우수한 독성 없는 생체분해성 금속을 포함하는 패치의 선택적 항여드름균 활성 효과는, 반응식 1 내지 3에서 나타나는 금속의 분해 과정에서 발생하는 OH^-이온으로 인한 국지적 pH의 증가가 중요 원인일 것으로 예측되며, 순수 마그네슘 또는 순수 아연 금속에 상기 화학식 1에 따른 성분들이 포함되어 분해속도가 가속화될 경우, 더욱 신속한 항균 효과가 기대된다.

Claims

다음 화학식 1로 표시되고, 피부에 밀착하여 부착되는 패치 형태로 적용되어, 분해 과정에서 발생하는 OH^- 이온으로 인한 국지적 pH의 증가로 인해 적용된 부위에 존재하는 여드름 원인균에 특정적으로 작용함으로써 항여드름 효과를 가지는 생체분해성 금속으로서, 마그네슘 또는 아연을 반드시 포함하고, 마그네슘 분해속도 이상의 분해속도를 갖는, 여드름 완화 및 예방용 패치.
[화학식 1]
Mg_aZn_bX_c
화학식 1에서 a, b 및 c는 각 성분의 중량%로서, a+b+c=100중량%이고, 0≤a≤100, 0≤b≤100, 0≤c≤10 범위 중 a 또는 b가 가장 크며, X는 Ca, Fe, Mn, Si, Na, Zr, Ce 및 P로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상임.
제 1 항에 있어서, 상기 생체분해성 금속은 마이크로 니들 형태로 포함되는 것을 특징으로 하는 여드름 완화 및 예방용 패치.
제 1 항에 있어서, 상기 생체분해성 금속은 박판 형태로 포함되는 것을 특징으로 하는 여드름 완화 및 예방용 패치.
제 1 항에 있어서, 상기 화학식 1에서 a, b 및 c는 각 성분의 중량%로서, a+b+c=100중량%이고, i) 90≤a≤100, 0≤b≤10, 0≤c≤10 또는 ii) 0≤a≤10, 90≤b≤100, 0≤c≤10이며, X는 Ca, Fe, Mn, Si, Na, Zr, Ce 및 P로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 여드름 완화 및 예방용 패치.
제 1 항에 있어서, 상기 생체분해성 금속은 불가피한 불순물을 포함한 순수 순도 95% 이상의 Mg인 것을 특징으로 하는 여드름 완화 및 예방용 패치.
제 1 항에 있어서, 상기 생체분해성 금속은 2 이상의 금속 상(phase)이 갈바닉 회로를 생성하여 분해속도가 가속화되는 것을 특징으로 하는 여드름 완화 및 예방용 패치.
제 6 항에 있어서, 상기 생체분해성 금속은 Mg₂Ca 상을 포함하는 것을 특징으로 하는 여드름 완화 및 예방용 패치.
제 6 항에 있어서, 상기 생체분해성 금속은 MgZn 상을 포함하는 것을 특징으로 하는 여드름 완화 및 예방용 패치.
제 6 항에 있어서, 상기 생체분해성 금속은 Ca₂Mg₆Zn₃ 상을 포함하는 것을 특징으로 하는 여드름 완화 및 예방용 패치.
제 1 항에 있어서, 상기 생체분해성 금속은 금속 표면에 다른 종류의 제2의 금속이 코팅된 것을 특징으로 하는 여드름 완화 및 예방용 패치.
제 10 항에 있어서, 상기 제2의 금속은 나트륨, 마그네슘, 칼륨, 철, 니켈, 아연, 갈륨, 셀레늄, 스트론튬, 지르코늄, 몰리브덴, 니오븀, 탄탈륨, 타이타늄, 규소, 은, 금, 망간 및 칼슘으로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상의 금속인 것을 특징으로 하는 여드름 완화 및 예방용 패치.
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