KR102583416B1

KR102583416B1 - 저분자 콜라겐, 엘라스틴 및 글리코사미노글리칸을 포함하는 화장료 조성물

Info

Publication number: KR102583416B1
Application number: KR1020200045244A
Authority: KR
Inventors: 최재환; 한상우; 강승현; 박명삼; 주재연; 이충식; 최홍찬
Original assignee: 코스맥스 주식회사; 주식회사 제이엘씨인터내셔날
Priority date: 2020-04-14
Filing date: 2020-04-14
Publication date: 2023-10-04
Also published as: KR20210127844A

Abstract

저분자 콜라겐, 엘라스틴 및 글리코사미노글리칸을 포함하는 보습개선 및 또는 주름개선용 화장료 조성물에 관한 것이다. 저분자 콜라겐, 엘라스틴 및 글리코사미노글리칸의 특정 혼합중량비인 1~7:1~4:1~3에 기하여, HAS3 유전자 발현을 증가시키고, MMP-1 유전자 발현을 억제시켜, 뛰어난 보습개선 및 주름개선 효과를 제공한다.

Description

저분자 콜라겐, 엘라스틴 및 글리코사미노글리칸을 포함하는 화장료 조성물{Cosmetic composition comprising low molecular collagen, elastin and glycosaminoglycan}

저분자 콜라겐, 엘라스틴 및 글리코사미노글리칸을 포함하는 화장료 조성물에 관한 것이다.

피부는 노화를 통해 다양한 변화를 맞게 된다. 먼저 피부의 구성 성분인 표피, 진피 및 피하조직의 두께가 얇아지고 피부에 탄력을 주는 세포외 기질(Extracellular matrix; ECM) 성분이 변화하게 되는데 그 중 세포외 기질의 70~80%를 차지하는 콜라겐은 나이가 들면서 그 생성이 급격하게 저하되어 주름 생성과 밀접한 관계를 가지게 되고, 피부결합조직을 이루고 있는 콜라겐(collagen), 엘라스틴(elastin), 글리코사미노글리칸(glucosaminoglycan), 파이브로넥틴(fibronectin) 등은 산화되어 그 기능을 잃어버림으로써 피부가 탄력을 잃고 주름이 과도하게 형성되면서 노인성 피부로 변화되어 간다. 세포외 기질의 결합조직섬유에는 아교섬유(교원섬유, collagen fiber), 세망섬유(reticular fiber), 탄력섬유(탄성섬유, elastic fiber)가 있으며, 이 중 피부결합조직의 70% 정도를 차지하고 있는 콜라겐은 피부의 섬유아세포(fibroblast)에서 대부분 형성된다. 나이가 들면서 피부결합조직 내의 콜라겐 함량이 줄어드는데 이는 콜라겐 합성의 저하와 분해의 촉진에 의한 것이다. 따라서 콜라겐 생합성의 저하와 콜라겐 분해 촉진은 피부주름 형성의 가장 큰 원인이라 할 수 있다. 콜라겐 생합성 과정은 전사 수준(Transcription level)과 해독 후 수준(Post-translation level)에 관여하는 많은 인자(Factor)들에 의해 조절을 받아 변화를 일으키며, 콜라겐 분해는 자외선 등에 의해 콜라겐을 분해하는 콜라게나아제(Collagenase)와 같은 기질금속단백질 분해효소들 (Matrix metalloproteases; MMP)의 발현의 촉진으로 콜라겐 분해가 촉진되어 콜라겐 함량이 줄어든다. 아울러 외부 환경에 의해 콜라겐의 변형이 가속화되면서 피부는 주름이 많아지고 깊어지게 된다. 이러한 기술적 배경 하에서, 종래 콜라겐, 엘라스틴 등의 피부보습 효과 및 주름개선 효과를 이용하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있으나(KR 등록특허 10-1700903), 고분자 물질인 콜라겐, 엘라스틴 등의 경피 흡수가 어렵다는 문제가 있다.

일 양상은 콜라겐, 엘라스틴 및 글리코사미노글리칸을 포함하며,

상기 콜라겐, 엘라스틴 및 글리코사미노글리칸은 500Da 이하의 분자량을 갖는 것인 보습개선용 화장료 조성물을 제공하는 것이다.

다른 양상은 콜라겐, 엘라스틴 및 글리코사미노글리칸을 포함하며,

상기 콜라겐, 엘라스틴 및 글리코사미노글리칸은 500Da 이하의 분자량을 갖는 것인 주름개선용 화장료 조성물을 제공하는 것이다.

또 다른 양상은 콜라겐, 엘라스틴 및 글리코사미노글리칸을 포함하며,

상기 콜라겐, 엘라스틴 및 글리코사미노글리칸은 500Da 이하의 분자량을 갖는 것인 탄력개선용 화장료 조성물을 제공하는 것이다.

상기 콜라겐, 엘라스틴 및 글리코사미노글리칸은 500Da 이하의 분자량을 갖는 것인 보습개선용 화장료 조성물을 제공한다.

상기 콜라겐, 엘라스틴 및 글리코사미노글리칸은 500Da 이하의 분자량을 갖는 것인 주름개선용 화장료 조성물을 제공한다.

상기 콜라겐, 엘라스틴 및 글리코사미노글리칸은 500Da 이하의 분자량을 갖는 것인 탄력개선용 화장료 조성물을 제공한다.

용어 “콜라겐” 은 인체 내에서 양적 및 기능적으로 가장 큰 부분을 차지하는 단백질로, 인체 내 모든 세포의 뼈대를 형성하는 세포외기질(extracellular matrix), 보다 구체적으로 결합조직(connective tissue)의 주요 구성 인자를 의미할 수 있다.　

용어 “엘라스틴”이란, 결합조직에 존재하고 고무탄력성과 같은 신축성이 있는 단백질이며 조직의 유연성, 신축성에 관여하는 단백질을 의미할 수 있다. 엘라스틴은 보호콜로이드작용이 있으며, 화장품의 텍스쳐의 개선 또 수분보유작용도 있고 모이스쳐라이징 효과에 의한 표피유연성의 증대에 효과가 있다.

용어 “글리코사미노글리칸” 또는 “glycosaminoglycans”이란, 뮤코다당류라고도 불리우며, 길고 가지가 없는 다당류이다. 글리코사미노글리칸은 이당류의 반복된 구조로 이루어져있는데 반복단위는　N-아세틸글루코오스아민 또는　N-아세틸갈락토스아민의 아미노당이며 (케라탄 제외) 많은 당분자가 황산기를 갖고 있다.

용어 “저분자” 또는 “초저분자”는 600Da 이하의 분자량을 갖는 물질을 의미하며, 구체적으로 초저분자 가수분해 콜라겐의 분자량은 300 내지 500Da, 350 내지 500 Da, 300 내지 450 Da일 수 있고, 초저분자 가수분해 엘라스틴의 분자량은 350 내지 550 Da, 400 내지 550 Da, 450 내지 550 Da, 500 내지 550 Da, 350 내지 500 Da, 350 내지 450 Da일 수 있으며, 초저분자 가수분해 글리코사미노글리칸의 분자량은 450 내지 600 Da, 450 내지 550 Da, 500 내지 600 Da의 분자량을 갖는 물질일 수 있다.

용어 “주름 개선”이란, 피부에 주름이 생성되는 것을 억제 또는 저해하거나, 이미 생성된 주름을 완화시키는 것을 의미할 수 있다.

용어 “탄력 개선”이란, 피부에 대한 탄력성이 증가되는 것으로, 피부 탄력의 손실을 억제 또는 저해하거나, 이미 감소된 탄력을 완화시키는 것을 의미할 수 있다.

용어, "피부　보습"이란　피부　수분을 유지하거나 수분 손실을 방지하는 모든 작용을 의미할 수 있다.

일 구체예에 있어서, 상기 콜라겐, 엘라스틴 및 글리코사미노글리칸의 혼합중량비는 1~7:1~4:1~3일 수 있다.

구체적으로, 상기 혼합 중량비는 2~7:1~4:1~3, 3~7:1~4:1~3, 4~7:1~4:1~3, 4~7:1~3:1~3, 4~7:1~3:1~2일 수 있다.

일 구체예에 있어서, 화장료 조성물 총 중량 대비, 상기 콜라겐은 40 내지 70중량%, 상기 엘라스틴은 1 내지 40중량%, 상기 글리코사미노글리칸은 1 내지 30중량%일 수 있다.

구체적으로, 화장료 조성물 총 중량 대비, 상기 콜라겐은 40 내지 65중량%, 45 내지 65중량%, 50 내지 65중량%, 55 내지 65중량%일 수 있으며, 상기 엘라스틴은 1 내지 35중량%, 5 내지 35중량%, 5 내지 30중량%, 10 내지 30중량%, 15 내지 30중량%, 15 내지 25중량%일 수 있으며, 상기 글리코사미노글리칸은 1 내지 25중량%, 5 내지 25중량%, 5 내지 20중량%, 5 내지 15중량%일 수 있다.

일 구체예에 있어서, 상기 화장료 조성물은 유효성분의 경피로의 흡수를 촉진시키는 효과가 있을 수 있다.

일 구체예에 있어서, 상기 화장료 조성물은 HAS3 유전자 발현을 증가시키고, MMP-1 유전자 발현을 억제시키는 효과가 있을 수 있다.

일 구체예에 있어서, 상기 화장료 조성물은 화장수, 세럼, 에센스, 로션, 크림, 파우더, 파운데이션, 팩, 패치, 마스크 시트, 젤 연고, 영양크림 및 앰플 중 어느 하나의 제형일 수 있다.

상기 콜라겐, 엘라스틴 및 글리코사미노글리칸은 500Da 이하의 분자량을 갖는 것인 피부보습 또는 주름개선용 외용제 조성물을 제공한다.

상기 콜라겐, 엘라스틴 및 글리코사미노글리칸의 구체적인 내용은 전술한 바와 같다.

일 구체예에 따른 외용제 조성물은 당해 기술분야에서 통상적으로 제조되는 제형으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 크림, 젤, 패취, 분무제, 연고제, 경고제, 로션제, 리니먼트제, 파스타제 및 카타플라스마제 등의 제형으로 제조될 수 있다.

상기　화장료　조성물 및 피부 외용제 조성물은 상기 제형에 따라 각종 공지의 첨가제를 추가로 포함할 수 있으며, 일 구체예에 따르면 담체, 유화제, 보습제, 계면활성제, 킬레이팅제, 산화방지제, 살균제, 안정화제, 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.

상기 담체로는 동물섬유, 식물섬유, 왁스, 파라핀, 전분, 트라가칸트, 셀룰로오스 유도체, 폴리에틸렌글리콜, 실리콘, 벤토나이트, 실리카, 탈크, 산화아연, 락토오스, 실리카, 알루미늄 하이드록사이드, 칼슘 실리케이트, 폴리아미드 파우더, 물, 에탄올, 이소프로판올, 에틸 카보네이트, 에틸 아세테이트, 벤질 알코올, 벤질 벤조에이트, 프로필렌글리콜, 1,3-부틸글리콜 오일, 글리세롤 지방족 에스테르, 폴리에틸렌글리콜, 액상 희석제, 에톡실화 이소스테아릴 알코올, 폴리옥시에틸렌 소르비톨 에스테르 및 폴리옥시에틸렌 소르비탄 에스테르와 같은 현탁제, 미세결정 셀룰로오스, 알루미늄 메타하이드록사이드, 벤토나이트, 아가 또는 트라가칸트, 지방족 알코올 설페이트, 지방족 알코올 에테르 설페이트, 설포숙신산 모노에스테르, 이세티오네이트, 이미다졸리늄 유도체, 메틸타우레이트, 사르코시네이트, 지방산 아미드 에테르 설페이트, 알킬아미도베타인, 지방족 알코올, 지방산 글리세라이드, 지방산 디에탄올아미드, 식물성 오일, 리놀린 유도체, 또는 에톡실화 글리세롤 지방산 에스테르 등을 포함할 수 있다.

상기 유화제로는 유동 파라핀, 세틸올타노에이트, 스테아린산 등을 포함할 수 있다.

상기 보습제로는 글리세린, 부틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 펜틸렌글리콜, 헥실렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 솔비톨, 및 로 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 폴리올을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 폴리올은 조성물 총 중량에 대하여 5 내지 50 중량%, 5 내지 30 중량%, 10 내지 30 중량%, 또는 5 내지 10 중량%로 함유될 수 있다. 이때, 폴리올의 함량이 상기 범위 미만인 경우, 보습 지속력이 저하된다는 문제점이 있고, 상기 범위를 초과하는 경우, 끈적임 및 눅눅함이 증가하여 사용감이 저하된다는 문제점이 있다.

상기 킬레이팅제로는 에틸렌디아민테트라아세트산나트륨(EDTA), α-하이드록시 지방산, 락토페린, α-하이드록시산, 시트르산, 락트산, 말산, 빌리루빈, 빌리버딘(biliverdin) 등을 포함할 수 있다.

상기 산화 방지제로는 부틸히드록시아니솔, 디부틸히드록시톨루엔 또는 프로필 갈레이트 등을 포함할 수 있다.

이외에도, 상기　화장료　조성물 및 피부 외용제 조성물에 배합 가능한 성분으로서 유지 성분, 에몰리언트제, 유기 및 무기 안료, 유기 분체, 자외선 흡수제, pH 조절제, 알코올, 색소, 항료, 혈행 촉진제, 냉감제, 제한제 등이 있다.

상기　화장료　조성물 및 피부 외용제 조성물은 적용하고자 하는 피부 면적에 따라 적절한 양을 피부에 도포함으로써, 적용될 수 있으며 필요에 따라 하루 1회 내지 수 회 반복하여 사용할 수 있다. 또한, 적용하는 양 및 횟수는 개인의 피부 상태, 연령 등에 따라 필요에 의해 증감할 수 있다.

저분자 콜라겐, 엘라스틴 및 글리코사미노글리칸을 포함하는 화장료 조성물은 히알루론산 합성을 증가시켜 피부 보습력을 개선하며, 콜라겐 합성을 증가시켜 피부 주름을 개선하고, MMP-1 유전자의 발현을 증가시켜 피부 탄력을 개선하며, 뛰어난 경피 흡수 효과를 가진다.

도 1은 실시예 1 내지 4의 화장료 조성물을 처리한지 24시간 후 히알루론산 합성 효소(HAS3)의 유전자 발현을 qRT-PCR을 통해 확인한 결과이다(*p < 0.05, **p < 0.01 vs. 음성 대조군).

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예 및 실험예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예 및 실험예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예 및 실험예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예 및 실험예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.

실시예

효소를 이용한 초저분자 콜라겐, 엘라스틴 및 글리코사미노글리칸 혼합물을 포함하는 화장료 조성물

명태 비늘 1.0kg을 정제수 10L로 세척한 후 상수 3L에 넣고 교반시켰다. 이 용액에 프로테아제로서 알칼라제를 10g을 가하고, 용액의 pH를 8로 조정하여 60℃에서 6시간 효소 반응을 행하였다. 여기에 다시 프로테아제로서 수미자임을 10g을 첨가하고, 용액의 pH를 5 내외로 조정하여 40℃에서 6시간 효소 반응을 행하였다. 반응 종료 후, 용액을 90℃ 이상으로 가열하여 효소를 실활시키고, 여과보조제 20g을 첨가하여 여과를 행한 후, 미리 충진한 흡착수지를 SV1의 속도로 통과하고 통과액은 미리 충진한 약산성 양이온 및 약염기성 음이온교환수지를 각각 SV3(2.5L/min)의 속도로 통과하고 농축한 후 분무 건조시켜 분말상의 콜라겐 조성물을 얻었다. 상기 방법과 동일한 방식으로 명태의 비늘에서 가수분해 한 초저분자 가수분해 엘라스틴 및 글리코사미노글리칸 조성물을 얻었다.

상기 방법으로 제조한 초저분자 콜라겐, 엘라스틴 및 글리코사미노글리칸 각 조성물 중 특히 우수한 보습 및 주름개선 효과가 나타나는 조성물을 찾아내기 위하여 초저분자 콜라겐, 엘라스틴 및 글리코사미노글리칸을 포함하는 것을 각각 비율을 달리하여 첨가시키고, 화장료 조성물을 제조하였다. 각각의 화장료 조성물의 함량을 하기 표 1에 나타내었다.

성분명	함량(중량%)
성분명	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4
초저분자 콜라겐	50	50	60	60
초저분자 가수분해 엘라스틴	20	30	20	10
초저분자 가수분해 글리코사미노글리칸	20	10	10	20
글리세린	10	10	10	10

실험예

실험예 1. 화장료 조성물의 보습 개선 효과의 확인

실시예 1 내지 4의 화장료 조성물을 피부에 처리하는 경우 히아루론산 합성능을 증가시켜 보습 개선능을 증가시키는지 확인하기 위한 실험을 수행하였다.

인간 각질형성 세포주 HaCaT에 실시예 1 내지 4의 화장료 조성물 각각 0.001%, 대략 8ppm을 접촉시키고, 접촉 24시간 이후의 히알루론산 합성 유전자 HAS3에 대한 qRT-PCR을 수행하여 HAS3 유전자 발현 증가를 확인하고, 이를 도 1에 나타내었다. 세포주에 추출물을 미처리한 군을 음성 대조군으로 하고, 히알루론 산(Hyaruronic acid: HA) 10ppm을 접촉시킨 군을 양성 대조군으로 하였다.

도 1에 나타난 바와 같이, 음성 대조군 대비 실시예 2 내지 4는 유의적인 히알루론산 합성 유전자 HAS3의 발현 증가가 확인되었다. 특히, 실시예 3은 양성 대조군 대비 약 2배정도 발현 상승을 확인하였고, 실시예 2 및 4는 평균 3배정도의 발현 상승을 확인할 수 있었다. 따라서, 500 Da이하로 가수분해한 초저분자 콜라겐, 엘라스틴 및 글리코사미노글리칸 혼합물을 포함하는 화장료 조성물을 처리하는 경우 피부의 보습에 관여하는 유전자인 HAS3의 발현을 유의하게 증가시키므로 우수한 보습 효과가 나타날 수 있음을 확인하였다.

실험예 2. 화장료 조성물의 주름개선 효과의 확인

실시예 1 내지 4의 화장료 조성물을 피부에 처리하는 경우 콜라겐 합성능을 증가시켜 주름 개선 효과가 있는지 확인하기 위한 실험을 수행하였다.

상기 실시예 1 내지 4의 화장료 조성물을 인간 각질형성 세포주 HaCaT에 0, 62.5, 125, 250 ppm 처리하여 24시간 배양한 후 세포 및 세포배양액을 취하여 콜라겐 합성량을 측정하였다.

하기 표 2에 나타낸 바와 같이 실시예 1 내지 4의 화장료 조성물은 모두 콜라겐 합성량을 증가시키는 효과가 있었으나, 실시예 3의 화장료 조성물이 가장 뛰어난 효과를 가지는 것을 확인하였다.

농도	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4
0 ppm	100	100	100	100
62.5 ppm	112	116	118	108
125 ppm	115	120	124	119
250 ppm	120	125	138	128

실험예 3. 화장료 조성물의 탄력 개선 효과의 확인

실시예 1 내지 4의 화장료 조성물의 탄력 개선 효과를 확인하기 위하여 하기와 같은 실험을 수행하였다.

UV-B를 피부섬유아세포에 20mJ/cm²정도 조사 후 상기 실시예 1 내지 4의 화장료 조성물을 각각 0, 125, 250, 500 ppm으로 처리하여 24시간 배양한 후 세포 및 세포배양액을 회수하였다. human MMP-1의 ELISA kit를 이용하여 MMP-1의 합성량을 각각 측정하고 배양된 세포로부터 단백질양을 구하여 단백질양 대비 MMP-1의 합성량을 각각 측정하였다.

하기 표 3에 나타난 바와 같이 자외선에 의해 유도된 염증반응이 M3의 초저분자 콜라겐, 엘라스틴 및 글리코사미노글리칸 혼합물의 처리가 가장 많이 억제되는 것을 확인하였다.

농도	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4
0 ppm(UVB무처리)	100.00	100.00	100.00	100.00
0 ppm(UVB처리)	130.74	130.74	130.74	130.74
125 ppm	105.68	101.24	102.45	102.45
250 ppm	98.28	94.75	91.24	96.74
500 ppm	81.06	78.21	76.66	80.66

실험예 4. 화장료 조성물의 경피 흡수효과 확인

실시예 1 내지 4의 화장료 조성물의 경피 흡수효과를 확인하기 위하여 하기와 같은 실험을 수행하였다.

인공피부인 네오덤(테고사이언스)을 Franz diffusion cell (Lab fine instruments, Korea)에 장착하여 실험하였다. Franz-type diffusion cell의 receptor용기(5 ㎖)에 50 mM 인산염완충액(pH 7.4, 0.1M NaCl)을 넣어준 후, diffusion cell을 32℃, 600 rpm으로 혼합, 분산시켜 주었으며, 상기에서 제조된 실시예 3의 화장료 조성물과 2kDa 내외의 고분자성 콜라겐 30 ul, 엘라스틴 10 ul 및 글리코사미노글라이칸 5 ul 혼합물을 각각 50 ㎕를 donor용기에 넣어 주었다. 예정한 시간에 따라 흡수 확산시켜 주었으며, 흡수 확산이 일어나는 피부는 0.64 cm²가 되게 하였다. 콜라겐의 지표성분인 히드록시프롤린(Hydroxyproline)의 흡수 확산이 끝난 후에는 10 ㎖의 에탄올로 흡수되지 못하고 피부에 남아 있는 액을 씻어주고, 호모게나이저를 사용하여 활성성분이 흡수 확산되어 있는 피부를 갈아준 후, 피부 내부로 흡수된 다이진(Daidzin)을 4 ㎖의 디클로로메탄을 사용하여 추출하였다. 이후 추출액을 0.45 ㎛ 나일론 멤브레인 여과막으로 여과하고, 콜라겐의 지표성분인 히드록시프롤린의 함량을 측정하였다.

하기 표 4에 나타난 바와 같이, 실시예 3의 화장료 조성물이 효율적으로 피부 내로 도달할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.

원료명	경피흡수량 (㎎)
실시예 3	0.0287
고분자성 콜라겐, 엘라스틴 및 글리코사미노글라이칸 혼합 조성물	0.0016

Claims

콜라겐, 엘라스틴 및 글리코사미노글리칸을 포함하며,
상기 콜라겐, 엘라스틴 및 글리코사미노글리칸은 500Da 이하의 분자량을 갖는 것인 화장료 조성물로서,
상기 콜라겐, 엘라스틴 및 글리코사미노글리칸의 혼합중량비는 1~7:1~4:1~3이고,
상기 화장료 조성물은 HAS3 유전자 발현을 증가시키고, 콜라겐 합성을 증가시키는 것인, 화장료 조성물.
청구항 1에 있어서, 보습개선용, 주름개선용 또는 탄력개선용인 것인 화장료 조성물.
삭제
삭제
청구항 1에 있어서, 화장료 조성물 총 중량 대비, 상기 콜라겐은 40 내지 70중량%, 상기 엘라스틴은 1 내지 40중량%, 상기 글리코사미노글리칸은 1 내지 30중량%로 포함하는 것인 화장료 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 화장료 조성물은 경피 흡수를 촉진시키는 것인 화장료 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 화장료 조성물은 MMP-1 유전자 발현을 억제시키는 것인 화장료 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 화장료 조성물은 화장수, 세럼, 에센스, 로션, 크림, 파우더, 파운데이션, 팩, 패치, 마스크 시트, 젤 연고, 영양크림 및 앰플 중 어느 하나의 제형인 것인 화장료 조성물.