KR102365211B1 - 생리활성 실크 피브로인 단백질의 양전하 치환 조성을 포함하는 극손상 모발 보호용 코팅제재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피브로인 단백질 및 양전하를 띄는 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 모발 코팅제에 관한 것이다.

Description

생리활성 실크 피브로인 단백질의 양전하 치환 조성을 포함하는 극손상 모발 보호용 코팅제재 {Hair coating agent using silk fibroin protein having stability in water-soluble phase}

본 발명은 수용상에서 극한의 안정성을 갖는 실크 피브로인 단백질을 포함하는 모발 코팅제에 관한 것으로 실크 피브로인 단백질의 생리학적 활성을 유지하며 화장품, 건강기능식품, 식품 등에 고농도로 적용이 가능하다.

실크 섬유와 사육된 누에(Bombyx mori)로부터 분비된 단백질은 섬유산업에서 수세기동안 이용되어 왔다. 분비된 단백질은 최근에 들어서 구조적 성분과 단백질 용액을 포함하는 생의학 용도의 생체 물질로 이용되고 있다. 천 연적으로 누에 단백질은 실크 단백질인 피브로인(fibroin)과 세리신(sericin)의 혼합물로서 존재하는데, 세리신 은 피브로인과 결합하는 접착제와 같은 물질로 작용하며 고치의 형태를 유지시킨다.

세제를 통한 추출이나 또는 고열 고알칼리 세척에 의해 세리신을 제거하면, 단일 디설피드 연결을 통해 이어진 중쇄 및 경쇄 피브로인 단백 질을 포함하는 세리신이 없는 피브로인 섬유가 된다. 이들 원섬유를 수용성 실크 피브로인 단백질로 전환하려면 농축된 염(예를 들어, 8-10M 리튬 브로미드)을 추가하여야 하는데, 이는 피브로인 단백질을 불수용성으로 만드는 분자간 및 분자내 이온 및 수소결합을 저해한다.

실크 피브로인 단백질을 응용하려면, 염이 주어진 환경에서 물질의 적절한 기능을 저해하지 못 하도록, 통상적으로 투석의 이용을 통해서와 같이 고농도 LiBr 염의 제거를 필요로 한다.

용해된 실크 피브로인의 이온 및 수소 결합과 경쟁하는 이러한 염이 없으면, 실크 피브로인 단백질 용액은 상대적으로 불안정하고, 단백질 응집에 취약하며, 종종 수일 이내에 수용액으로부터 침전한다.

응집은 피브로인 단백질들 간의 상호작용과, 그 뒤에 잇따르는 피브 로인 중쇄의 소수성 아미노산 모티프들 간의 베타-병풍 2차 단백질 구조 형성에 의한 물질의 겔화를 통해 일어 나는 것으로 여겨진다.

이러한 구조들이 형성되면, 가용성 피브로인 용액의 비가용성 피브로인 겔로의 전환이 빠르고 또 대체로 비가역적으로 되며, 한정적인 물질의 저장 수명 때문에 상기 용액을 수용액에 기반한 응용에 적용하는 것을 제한시킨다.

수용액의 피브로인이 겔화하는 경향과 싸우기 위하여, 단백질 응집과 잇따르는 베타-병풍의 형성을 최소화하고 자 하는 시도들이 있어 왔다. 용액에서 피브로인 농도를 낮추는 것은 이러한 구조의 형성에 선행하는 단백질-단백질 상호작용을 약화시키기 위한 목적의 총괄적 접근법이지만, 적절한 단백질 응용에는 너무 묽은 피브로인 용액이 형성될 수 있다.

다른 방법으로, 단백질 응집 및/또는 베타-병풍 형성을 방해하는 수용액의 조절 (예를 들 어, 용액 pH, 안정화 첨가제의 추가) 은 이러한 일들을 미연에 방지할 수 있다. 그러나 이러한 조절과 화학물질 의 추가는 생물학적 독성을 증가시키거나 용액에 공존할 수 없는 제제를 도입하여 다음 단계의 응용을 제한할 수 있다.

또한, 종래의 모발 코팅제의 경우에는 이러한 피브로인 단백질이 수용액 상태에서 불안정하여 겔화되기 때문에 소정 함량 이상 피브로인 단백질을 함유할 수 없었다.

나아가, 모발은 모수질 (Medulla), 모수질의 외부에 구비되는 모피질 (Cortex) 및 모피질의 외부에 구비되는 모표피 (Cuticle) 로 이루어져 있다.

케라틴 단백질을 주된 구성 성분으로 하는 모피질 (Cortex) 과 모표피 (Cuticle) 는 약 -15mV 내지 -30mV 의 마이너스 전하를 띄고 있다.

종래의 모발 코팅 제제에 사용되는 단백질 또한 약 -20mV 의 마이너스 전하를 띄고 있다.

따라서, (-) 극 끼리 척력이 발생하기 때문에 종래의 모발 코팅 제제는 실질적으로 모발의 외부에 코팅이 되기 어려운 문제가 있었다.

등록특허공보 제10-1881586호 (2018년 7월 24일 공개)

본 발명은 수용액 상태에서 응집되는 실크 피브로인의 성능을 개선하여 장기간 수용액 상태에서도 응집되거나 불안정화 되지 않고 유지되는 수용상에서 극한의 안정성을 갖는 실크 피브로인 수용액을 포함하는 모발 코팅제를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

또한, 음전하를 띄는 피브로인 단백질을 같은 음전하를 띄는 모발에 보다 용이하게 코팅하는 모발 코팅제를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 피브로인 단백질 및 양전하를 띄는 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 모발 코팅제를 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.

또한, 상기 양전하를 띄는 성분은 양 전하를 띄는 성분인 폴리쿼터늄-10 (Polyquaternium-10), 아모다이메티콘 (Amodimethicone) 및 스테아트라이모늄클로라이드로 (Steartrimonium Chloride) 로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 모발 코팅제를 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.

또한, 상기 양전하를 띄는 성분은 상기 피브로인 단백질의 함유량의 1/1000 이상인 것을 특징으로 하는 모발 코팅제를 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.

또한, 상기 피브로인 단백질은 피브로인 단백질의 경쇄 (Light Chain) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 모발 코팅제를 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.

또한, 상기 피브로인 단백질은 중쇄 (Heavy Chain) 및 경쇄 (Light Chain) 가 접촉된 상태로 존재하는 것을 특징으로 하는 모발 코팅제를 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.

또한, 상기 중쇄 (Heavy Chain) 의 외주면에는 복수의 경쇄 (Light Chain) 이 코팅된 상태로 존재하는 것을 특징으로 하는 모발 코팅제를 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.

또한, 상기 경쇄 (Light Chain) 은 상기 중쇄 (Heavy Chain) 의 소수성 부분 (Hydrophobic part) 에 결합된 상태로 존재하는 것을 특징으로 하는 모발 코팅제를 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.

본 발명은 수용액 상태에서 응집되는 실크 피브로인의 성능을 개선하여 장기간 수용액 상태에서도 응집되거나 불안정화 되지 않고 유지되는 수용상에서 극한의 안정성을 갖는 실크 피브로인 수용액을 포함하는 모발 코팅제를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

또한, 음전하를 띄는 피브로인 단백질을 같은 음전하를 띄는 모발에 보다 용이하게 코팅하는 모발 코팅제를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

도 1 은 종래의 실크 피브로인 수용액 제조 방법을 도시한 것이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 실크 피브로인 수용액 제조 방법을 도시한 것이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 실크 피브로인 수용액의 응집 억제 효과를 나타낸 실험 데이터이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 실크 피브로인 수용액의 항염 효과를 나타낸 세포 사진이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 실크 피브로인 수용액의 IL-1

유전자 발현률을 나타낸 실험 데이터이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 실크 피브로인 수용액의 IL-12

유전자 발현률을 나타낸 실험 데이터이다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 실크 피브로인 수용액의 COX-2 유전자 발현률을 나타낸 실험 데이터이다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 실크 피브로인 수용액의 피부재생능을 나타낸 세포사진이다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 실크 피브로인 수용액의 피부재생능을 나타낸 실험 데이터이다.
도 10 은 본 발명의 일 실시예에 따른 개량된 실크 피브로인 단백질을 포함하는 모발 코팅제의 코팅능력을 나타낸 모발 확대 사진이다.
도 11 은 본 발명의 일 실시예에 따른 개량된 실크 피브로인 단백질의 모발 표변 피막도를 나타낸 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일 또는 유사한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1 은 종래의 실크 피브로인 용액 제조 방법을 도시한 것이고, 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 실크 피브로인 용액 제조 방법을 도시한 것이다.

도 1 을 참조하면, 종래의 실크 피브로인 용액은 고치를 0.02M 탄산 나트륨 수용액에서 20분 동안 끓인다음, 순수한 물로 헹구어 피브로인 단백질을 추출한다.

추출된 실크 피브로인을 약 섭씨 50 도의 9.3M LiBr 용액에 1 시간 동안 용해시켜 LiBr-Fibroin 용액을 수득할 수 있다.

다시, LiBr 과 피브로인이 결합된 상태로 존재하는 LiBr-Fibroin 용액은 물을 이용한 삼투압공정에서 LiBr 과 물을 치환시켜 피브로인 수용액을 수득할 수 있다.

이 경우, Li 및 Br 이온의 이온량 당 물의 분자 치환량이 크기 때문에, 동량의 LiBr 에 대해 물이 과량으로 치환되기 때문에 결과적으로 삼투 공정에서 수득한 피브로인 수용액은 약 20 내지 25 w% 의 피브로인 단백질 농도를 갖도록 수득될 수 있다.

하지만, 앞서 설명한 바와 같이 종래의 방법을 이용하여 수득한 피브로인 수용액은 약 수일 내지 1 달 이내 겔화가 진행되는 문제가 있었다.

그 원인에 대해서는 종래의 어떤 선행문헌에서도 밝히고 있지 못하고 있으나, 본 발명자는 실크 피브로인 용액은 고치를 0.02M 탄산 나트륨 수용액에서 20분 동안 끓인다음, 순수한 물로 헹구어 피브로인 단백질을 추출하는 공정에서, 세리신 뿐만 아니라 피브로인을 이루는 중쇄 (Heavy Chain) 와 경쇄 (Light Chain) 의 결합이 깨져, 경쇄 (Light Chain) 이 함께 용해되어 세리신과 함께 배제되는 것을 주된 원인이라는 점에 착안 하였다.

보다 구체적으로, 피브로인 단백질은 아래와 같이 비친수성을 갖는 중쇄 (Heavy Chain) 과 중간정도의 친수성을 갖는 경쇄 (Light Chain) 의 결합으로 이루어져 있다.

[중쇄 (Heavy Chain) 의 아미노산 서열]

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[경쇄 (Light Chain) 의 아미노산 서열]

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종래의 피브로인 수용액은 상술한 세리신 분리 공정에서 높은 온도에서 중쇄 (Heavy Chain) 과 중간 정도의 친수성을 갖는 경쇄 (Light Chain) 의 결합이 분리되며, 보다 분자량이 작고 친수성인 경쇄 (Light Chain) 은 수용액 상에 용해되게 된다.

따라서, 종래의 기술은 누에고치에서 피브로인 단백질을 분리하는 것으로 생각하였지만, 실질적으로는 피브로인 단백질의 전체가 아닌 피브로인 단백질의 중쇄 (Heavy Chain) 만이 추출되게 되며, 이러한 피브로인 단백질의 중쇄 (Heavy Chain) 은 전체적으로 소수성을 갖게 되기 때문에, 종래의 피브로인 수용액의 내부에서는 노출된 베타-시트 구조의 소수성 서열 간 상호 소수성 결합의 유도로 피브로인 단백질끼리 결합하려는 성질이 강해지며, 이로 인하여 겔화가 진행되었다.

하지만, 이러한 원인을 발견한 본 출원인은 피브로인 단백질의 겔화를 방지하기 위하여 도 2 에 도시된 바와 같이 피브로인 수용액을 제조함에 있어서 추가적인 공정을 추가하였다.

보다 구체적으로, 고치로부터 피브로인 단백질을 분리하는 공정에서 추출된 세리신와 경쇄 (Light Chain) 가 공존하는 수용상을 수득할 수 있으며 이를 통상적인 유기산 용액으로 산화시켜 세리신을 응집 분리 추출 할 수 있다.

이후, 산성 용액 중 경쇄 (Light Chain) 수용액에 염기성 용액을 추가하여 중화를 하여 이른바 중화되어 안정한 경쇄 (Light Chain) 수용액을 추출할 수 있다.

이러한 경쇄 (Light Chain) 수용액을 상기 투석 이후 얻은 중쇄 (Heavy Chain) 수용액에 첨가함으로써, 1 년 이상 겔화를 지연시킬 수 있는 본 발명의 수용상에서 극한의 안정성을 갖는 실크 피브로인 수용액을 제작하였다.

보다 구체적으로, 중쇄 (Heavy Chain) 수용액에 경쇄 (Light Chain) 수용액을 첨가하게 되면, 강한 소수성의 성질을 갖는 중쇄 (Heavy Chain) 의 외주면에 중간 정도의 친수성인 경쇄 (Light Chain) 가 결합하게 된다.

중간 정도의 친수성인 경쇄 (Light Chain) 이 물이 아닌 중쇄 (Heavy Chain) 에 결합하는 이유는, 앞서 설명한 바와 같이 중쇄 (Heavy Chain) 의 아미노산 서열 중에서 약 40 번대부터 500 번대까지는 강한 소수성 부분 (super-Hydrophobic) 이 존재하게 되는데, 중간 정도의 친수성을 갖는 경쇄 (Light Chain) 는 Hydrophobic interation 또는 Van der Waals interaction 으로 중쇄 (Heavy Chain) 의 강한 소수성 부분에 결합하게 된다.

이로 인하여, 중쇄 (Heavy Chain) 은 내부는 소수성의 성질을 가지고 있으나, 중간 정도의 친수성을 가진 경쇄 (Light Chain) 가 중쇄 (Heavy Chain) 의 강한 소수성 부분에 코팅됨으로 인하여, 수용액 상에서 물 분자와의 물리적으로 안정상태로 존재하게 되며, 이로 인하여 겔화를 방지시킬 수 있다.

나아가, 피브로인 단백질의 중쇄 (Heavy Chain) 이 수용액 상에서 안정적이기 때문에 종래에는 빠른 겔화때문에 불가능했던 고농도의 실크 피브로인 단백질을 포함하는 제품의 구현이 가능한 측면이 있다.

기본적으로 피브로인 단백질의 효능인 항염성이나 피부의 재생 기능성은 단백질의 구조적 결합에서 기인하는 생리활성이기 때문에, 종래와 같이 낮은 농도에서의 피브로인 단백질 수용액으로는 구현이 어려웠다.

보다 구체적으로, 상술한 항염성이나 피부 재생능은 적어도 피브로인 단백질이 수용액 상에서 25% 이상의 농도를 갖도록 구비되어야, 발현이 가능하였으나, 종래의 기술로는 이를 구현하게 되면 겔화가 너무 급하게 진행되어 산업에 적용이 어려웠기 때문에 불가능하였다.

이와 관련하여, 도 3 에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 실크 피브로인 수용액의 응집 억제 효과를 나타낸 실험 데이터를 참조하여 아래와 같은 실험 결과를 얻었다.

도 3 의 그래프는 수용액상에서의 응집 억제 효과를 입증하기 위한 실험데이터를 그래프화 한 것인데, UV Spectrometer 를 이용하여 550nm 파장을 조사하여 그 투과율을 나타낸 것이며, 도 3 에 도시된 "응집 경계" 보다 550nm 의 흡광도가 높아지는 경우 응집이 된다고 판단할 수 있다.

결과를 보면, 종래의 실크 피브로인 대조군 (5%, 20%) 의 경우 약 50일 이후까지 550nm 의 흡광도는 가파르게 상승하여 응집 경계를 상회하게 되며, 이 경우 겔화가 발생하는 결과를 얻었다.

하지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 실크 피브로인 수용액의 실시예 (80%, 85%, 90%, 95%, 100%) 의 경우 약 100 일까지는 550nm 의 흡광도에 변화가 거의 없었으며, 약 100 일 이후부터 90% 이상의 농도에서는 상승하기는 하였으나, 350 일이 지난 상태에서도 "응집 경계" 까지 도달하지 못하였으며, 이는 350 일이 지나도 겔화가 발생하지 않는다는 결과를 알 수 있다.

따라서, 이는 앞서 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 피브로인 수용액은 종래의 피브로인 수용액보다 현저한 겔화 억제능이 있다.

한편, 본원 발명의 경우에는 수용액 상에서 피브로인 단백질의 농도가 90% 이상으로 구비되어도 적어도 1년 이상 겔화가 되지 않는 안정성을 갖기 때문에, 이러한 항염 기능성이나 피부 재생능을 구현할 수 있는 효과가 있다.

이를 입증하기 위하여 본 출원인은 본 발명의 일 실시예에 따른 실크 피브로인 수용액의 인간 피부세포에 대한 항염 기능성을 확인하기 위하여 아래와 같이 실험을 실시하였다.

[실험 방법]

1. 세포의 배양

RAW264.7 세포는 한국세포주은행에서 배양받았음.

세포의 배양을 위하여 RPMI 세포배양배지에 FBS(fetal bovine serum) 10% 및 항생제 1%를 첨가한 배지에 대해 세포배양접시로 24-well plate에 세포를 10,000개 씩 접종하고 24시간 동안 37도씨인큐베이터에서 안정화 하였음.

시료는 2일째되는 날 100ul 단위로 접종하였으며, 접종 이후 세포의 모양 및 관련 유전자 발현을 검색하였음.

2. 시료의 처리 및 realtime qPCR 검출 방법

시료는 각각 대조군(Control; 개선하지 않은 피브로인 수용액) 및 본 발명의 일 실시예에 따른 피브로인 단백질 수용액으로서 약 5에서 90 %(v.v)의 농도로 다양하게 처리하였음.

음성대조군을 제외하고 모든 실험군 세포는 대장균의 세포막에서 분리한 LPS(Lipopolysaccharide)를 100ng/ml로 처리하여 염증 유도를 진행하였으며,

단핵구 세포의 모양 변화와 관련 유전자의 발현률을 검색하여 염증 유도여부를 확인하였음.

상술한 실험 결과는 도 4 내지 도 7 에 도시된 결과 데이터를 이용하여 아래와 같이 설명할 수 있다.

도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 실크 피브로인 수용액의 항염 효과를 나타낸 세포 사진이며,

도 4 를 참조하면, LPS 를 단핵구 (RAW264.7) 의 처리는 단핵구세포의 염증 반응을 유도하여 세포를 대식세포화 유도한다.

대식세포로 유도된 세포는 중간 LPS 군의 세포에서 관찰할 수 있듯 별모양의 수지상 세포질을 발현하게 된다.

하지만, LPS를 처리하지 않은 대조군 (종래의 피브로인 수용액 처리군) 의 경우 특별한 수지상화가 관찰되지 않았다.

반면, LPS 를 처리하였으나 본 발명의 일 실시예에 따른 피브로인 수용액을 10% 이상으로 처리한 세포의 경우 별도의 수지상화가 관찰되지 않았다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 피브로인 수용액을 10% 이상 처리하는 경우 항염 기능성이 있다는 것을 알 수 있다.

[정량 유전자 증폭 실험]

본 출원인은 상기 유전자목록에 의한 세포의 기능변화를 탐색하기 위하여 유전자 발현 수준을 실시간 정량 유전자증폭 실험(Realtime qPCR)으로 검증하였다.

각각의 유전자에 대한 기능은 아래와 같다.

1) iNOS(Nos2) 유전자; 세포 내 항산화스트레스 정도를 반영하는 유전자임.

2) Cox-2 (Ptg2) 유전자; 세포 내 염증 신호로서 프로스타글란딘 2 의 발현을 반영하는 유전자임.

3) IL-1

유전자; 염증 신호의 주요 사이토카인 (cytokine) 인 인터루킨 1베타의 발현을 반영하는 유전자임.

4) IL-12

유전자; 염증 신호의 주요 사이토카인인 인터루킨 12 베타의 발현을 반영하는 유전자임.

5) GAPDH 유전자; 상대적 유전자 발현률 산정을 위한 대조군 유전자임.

이와 관련하여, 도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 실크 피브로인 수용액의 IL-1

유전자 발현률을 나타낸 실험 데이터이고, 도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 실크 피브로인 수용액의 IL-12

유전자 발현률을 나타낸 실험 데이터이며, 도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 실크 피브로인 수용액의 COX-2 유전자 발현률을 나타낸 실험 데이터이다.

도 5 를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 피브로인 수용액을 처리하지 않은 대조군에 비하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 피브로인 수용액을 처리한 실험군에서의 IL-1

유전자 발현률이 높았다.

이는, 본 발명의 일 실시예에 따른 피브로인 수용액을 처리한 실험군에서 염증 신호의 주요 사이토카인 (cytokine) 인 인터루킨 1베타의 발현률이 높다고 볼 수 있고, 항염 기능성이 있다는 취지로 해석될 수 있다.

도 6 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 피브로인 수용액을 처리하지 않은 대조군에 비하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 피브로인 수용액을 처리한 실험군에서의 IL-12

유전자 발현률이 높았다.

이는, 본 발명의 일 실시예에 따른 피브로인 수용액을 처리한 실험군에서 염증 신호의 주요 사이토카인인 인터루킨 12 베타의 발현률이 높다고 볼 수 있고, 항염 기능성이 있다는 취지로 해석될 수 있다.

도 7 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 피브로인 수용액을 처리하지 않은 대조군에 비하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 피브로인 수용액을 처리한 실험군에서의 COX-2 유전자 발현률이 높았다.

이는, 본 발명의 일 실시예에 따른 피브로인 수용액을 처리한 실험군에서 세포 내 염증 신호로서 프로스타글란딘 2 의 발현률이 높다고 볼 수 있고, 항염 기능성이 있다는 취지로 해석될 수 있다.

도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 실크 피브로인 수용액의 피부재생능을 나타낸 세포사진이고, 도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 실크 피브로인 수용액의 피부재생능을 나타낸 실험 데이터이다.

도 8 을 참조하면, 세포층에 손상을 주고 24시간 뒤의 그 손상 간격의 감소를 측정한 세포층 사진인데,

세포층에 준 손상의 간격은 하얀 선으로 보조적으로 도시하였으며, 종래의 실크 피브로인 수용액만을 처리한 대조군의 경우 세포층의 손상 간격이 거의 변화하지 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 실크 피브로인 수용액을 처리한 실험군의 경우 세포층의 손상 간격이 현저히 줄어든 것을 알 수 있다.

즉, 이러한 실험 결과를 참조하면 본 발명의 실크 피브로인 수용액은 피부재생능이 효과적인 것을 알 수 있다.

한편, 도 9 를 참조하면, 세포층의 손상 영역을 그래프로 도시화 한 것인데, 본 발명의 일 실시예에 따른 피브로인 수용액을 25% 이상 처리한 실험군은 종래의 피브로인 수용액을 처리한 제 1 대조군 및 본 발명의 일 실시예에 따른 피브로인 수용액을 10% 처리한 제 2 대조군에 비해 현격히 세포층의 손상 영역이 감소된 것을 알 수 있다.

따라서, 이러한 실험 결과에 비추어 보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 피브로인 수용액이 25% 이상 처리한 경우 피부 재생능이 급격히 증가하는 것을 알 수 있다.

한편, 상술한 바와 같이 모발은 모수질 (Medulla), 모수질의 외부에 구비되는 모피질 (Cortex) 및 모피질의 외부에 구비되는 모표피 (Cuticle) 로 이루어져 있다.

케라틴 단백질을 주된 구성 성분으로 하는 모피질 (Cortex) 과 모표피 (Cuticle) 는 약 -15mV 내지 -30mV 의 마이너스 전하를 띄고 있다.

종래의 모발 코팅 제제에 사용되는 단백질 또한 약 -20mV 의 마이너스 전하를 띄고 있다.

따라서, (-) 극 끼리 척력이 발생하기 때문에 종래의 모발 코팅 제제는 실질적으로 모발의 외부에 코팅이 되기 어려운 문제가 있었다.

이러한 문제점을 발견한 본 출원인은 종래의 단백질 성분의 모발 코팅 제제가 음극을 띄는 모발에 잘 결합하기 위하여 양전하를 띄는 적어도 하나 이상의 성분을 포함하도록 구비될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 양전하를 띄는 적어도 하나 이상의 성분은 본 발명의 일 실시예에 따른 피브로인 단백질의 약 1/1000 이상 포함되도록 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 양전하를 띄는 적어도 하나 이상의 성분은 폴리쿼터늄-10 (Polyquaternium-10), 아모다이메티콘 (Amodimethicone) 및 스테아트라이모늄클로라이드로 (Steartrimonium Chloride) 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상의 조합으로 구비될 수 있다.

상술한 양전하를 띄는 성분은 설명의 편의를 위하여 예를 들어 설명한 것이며, 양전하를 띄며 단백질과 결합이 가능하기만 하면 족하고, 이는 본 발명의 권리범위를 한정하지 아니한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 피브로인 단백질을 포함하는 모발 코팅제에 상기 양전하를 띄는 적어도 하나 이상의 성분을 추가하게 되면, 본 발명의 모발 코팅제는 약 15mV 내지 30mV 의 양전하를 띄게 된다.

이러한 양전하와 음전하의 인력으로 인하여, 약 -15mV 내지 -30mV 를 띄는 모발 단백질부와 본 발명의 일 실시예에 따른 모발 코팅제의 결합도는 증가되는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 모발 코팅제의 실시예를 설명하도록 한다.

실시예1

NO.	명칭	용도	중량비(%)
1	피브로인 단백질	활성화물질	89
2	해바라기씨오일	피부컨디셔닝	3
3	세테아릴알코올	계면활성제	2
4	정제수	용매	1.6
5	하이드록시에틸우레아	계면활성제	1
6	피마자씨오일	피부컨디셔닝	0.1
7	퀸즈랜드넛오일	피부컨디셔닝	0.1
8	코코넛야자오일	피부컨디셔닝	0.1
9	아르간커넬오일	피부컨디셔닝	0.1
10	호호바씨오일	피부컨디셔닝	0.09995
11	스위트아몬드오일	피부컨디셔닝	0.1
12	동백나무씨오일	피부컨디셔닝	0.1
13	헥사다이메트린클로라이드	보존제	0.6
14	세테아레스-12	피부컨디셔닝	0.3
15	폴리쿼터늄-10	양전하성 촉매제	0.18
17	클로헥시딘다이글루코네이트	보존제	0.24547749
18	글리세린	점증제	0.00160357
19	다이메치콘	피부컨디셔닝	0.6
20	아모다이메티콘	양전하성 촉매제	0.4
21	스테아트라이모늄클로라이드	양전하성 촉매제	0.16
23	소듐아세테이트	피부컨디셔닝	0.003
24	향료	향료	0.21
합　 　 계			100

실시예2 (양전하촉매제를 제거한 조성)

NO.	명칭	용도	중량비(%)
1	피브로인 단백질	활성화물질	89
2	해바라기씨오일	피부컨디셔닝	3
3	세테아릴알코올	계면활성제	2
4	정제수	용매	1.6
5	하이드록시에틸우레아	계면활성제	1
6	피마자씨오일	피부컨디셔닝	0.1
7	퀸즈랜드넛오일	피부컨디셔닝	0.1
8	코코넛야자오일	피부컨디셔닝	0.1
9	아르간커넬오일	피부컨디셔닝	0.1
10	호호바씨오일	피부컨디셔닝	0.09995
11	스위트아몬드오일	피부컨디셔닝	0.1
12	동백나무씨오일	피부컨디셔닝	0.1
13	헥사다이메트린클로라이드	보존제	0.6
14	세테아레스-12	피부컨디셔닝	0.3
17	클로헥시딘다이글루코네이트	보존제	0.24547749
18	글리세린	점증제	0.74160357
19	다이메치콘	피부컨디셔닝	0.6
23	소듐아세테이트	피부컨디셔닝	0.003
24	향료	향료	0.21
합　 　 계			100

실시예3 ( 음전하성 촉매제인 황에스테르 , 술폰산염 , 인산에스테르나트륨으로 교체한 조성)

NO.	명칭	용도	중량비(%)
1	피브로인 단백질	활성화물질	89
2	해바라기씨오일	피부컨디셔닝	3
3	세테아릴알코올	계면활성제	2
4	정제수	용매	1.6
5	하이드록시에틸우레아	계면활성제	1
6	피마자씨오일	피부컨디셔닝	0.1
7	퀸즈랜드넛오일	피부컨디셔닝	0.1
8	코코넛야자오일	피부컨디셔닝	0.1
9	아르간커넬오일	피부컨디셔닝	0.1
10	호호바씨오일	피부컨디셔닝	0.09995
11	스위트아몬드오일	피부컨디셔닝	0.1
12	동백나무씨오일	피부컨디셔닝	0.1
13	헥사다이메트린클로라이드	보존제	0.6
14	세테아레스-12	피부컨디셔닝	0.3
15	황에스테르	음전하성 촉매제	0.28
17	클로헥시딘다이글루코네이트	보존제	0.24547749
18	글리세린	점증제	0.00160357
19	다이메치콘	피부컨디셔닝	0.6
20	술폰산염	음전하성 촉매제	0.2
21	인산에스테르나트륨	음전하성 촉매제	0.26
23	소듐아세테이트	피부컨디셔닝	0.003
24	향료	향료	0.21
합　 　 계			100

상기 실시예에 대한 조성의 전하 측정

상기 조성물을 정제수로 10배 희석한 후 1.5 mL 용적 큐벳에 1 mL씩 분주하였다. 분주한 용액을 제타포텐셜측정기(일본,오츠카)를 통해 15분 동안 3번 측정하여 조성물 내 전하의 변화를 측정하였다.

전하 측정

시료	전하	편차
실시예1	+ 15.34	5.43
실시예2	-21.78	3.87
실시예3	-27.54	4.54

본 발명의 모발 코팅제는 피브로인 단백질을 89% 포함하고, 양 전하를 띄는 성분인 폴리쿼터늄-10 (Polyquaternium-10) 0.18%, 아모다이메티콘 (Amodimethicone) 0.4%, 스테아트라이모늄클로라이드로 (Steartrimonium Chloride) 0.16% 및 그 외의 성분을 포함하도록 구비될 수 있다.

아래의 도 10 및 도 11 은 본 발명의 실시예에 따른 모발 코팅제의 코팅능력을 측정한 실험예이다.

도 10 은 본 발명의 일 실시예에 따른 개량된 실크 피브로인 단백질을 포함하는 모발 코팅제의 코팅능력을 나타낸 모발 확대 사진이다.

도 10 을 참조하면, 대조군은 종래의 모발 코팅제를 처리한 것이고, 처리군은 본 발명의 일 실시예에 따른 개량된 피브로인 단백질을 포함하는 모발 코팅제를 처리한 것이다.

모발 확대 사진에서 볼 수 있다시피, 대조군과 처리군의 모발 표피층의 형상이 차이가 있음을 알 수 있다.

보다 구체적으로, 대조군은 모발 표피층에 원래 존재하였던 단백질 (엘라스틴, 케라틴 등) 이 그대로 노출된 상태인 점을 알 수 있다.

반면, 본 발명의 일 실시예에 따른 개량된 피브로인 단백질을 포함하는 모발 코팅제를 처리한 처리군의 모발 표피층은 대조군에 비해 매끄러운 상태인 점을 알 수 있다.

즉, 앞서 설명한 바와 같이 전체적으로 양전하를 띄는 개량된 피브로인 단백질을 포함하는 모발 코팅제의 모발 코팅능력이 종래의 모발 코팅제의 코팅 능력보다 월등하다는 사실을 알 수 있다.

도 11 은 본 발명의 일 실시예에 따른 개량된 실크 피브로인 단백질의 모발 표변 피막도를 나타낸 그래프이다.

도 11 을 참조하면, 시료 처리군은 본 발명의 일 실시예에 따른 개량된 실크 피브로인 단백질을 포함하는 모발 코팅제를 처리한 것이고, 대조 시료 처리군은 종래의 모발 코팅제를 처리한 것이며, 비처리군은 어떠한 성분도 처리하지 않은 상태에서의 모발 표변 피박도를 측정한 것이다.

도 11 에 도시된 바와 같이 적용 빈도가 높아지면 높아질수록 시료처리군, 대조시료 처리군, 비처리군 순서로 모발 표면 피막도가 상승하는 것을 알 수 있다.

모발 표면 피막도는 모발 코팅제의 코팅 효과를 나타내는 지표로서, 코팅 효과가 우수하면 우수할 수록 모발 표면의 피막도는 높아지게 된다.

즉, 이러한 실험 결과를 종합해 보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 개량된 실크 피브로인 단백질을 포함하는 모발 코팅제의 모발 코팅 효과가 가장 우수하며, 종래 제품의 경우보다 약 2 배 이상 효과가 우수한 것을 알 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (9)

1. 피브로인 단백질 및 양전하를 띄는 성분을 포함하고,
   상기 피브로인 단백질은,
   피브로인 단백질의 경쇄 (Light Chain) 를 포함하며,
   상기 피브로인 단백질은 중쇄 (Heavy Chain) 및 경쇄 (Light Chain) 가 접촉된 상태로 존재하고,
   상기 중쇄 (Heavy Chain) 의 외주면에는 복수의 경쇄 (Light Chain) 이 코팅된 상태로 존재하는 것을 특징으로 하는 모발 코팅제.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 양전하를 띄는 성분은,
   양 전하를 띄는 성분인 폴리쿼터늄-10 (Polyquaternium-10), 아모다이메티콘 (Amodimethicone) 및 스테아트라이모늄클로라이드로 (Steartrimonium Chloride) 로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 모발 코팅제.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 양전하를 띄는 성분은 상기 피브로인 단백질의 함유량의 1/1000 이상인 것을 특징으로 하는 모발 코팅제.
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