KR20090029022A

KR20090029022A - 황련 추출물을 유효성분으로 하는 자외선으로 인한피부질환 예방 및 치료용 조성물 및 이를 포함하는 화장품

Info

Publication number: KR20090029022A
Application number: KR1020070094246A
Authority: KR
Inventors: 장정희; 한수강; 배원; 이하영; 최필녀; 박찬익; 김보애
Original assignee: 주식회사 스킨바이오; 미원상사주식회사
Priority date: 2007-09-17
Filing date: 2007-09-17
Publication date: 2009-03-20

Abstract

본 발명은 황련(Coptis Chinensis) 추출물을 유효성분으로 하는 자외선으로 인한 피부 손상 및 염증 억제 효과를 갖는 조성물 및 이 조성물을 포함하는 화장품에 관한 것이다.

황련의 추출물은, 피부 손상의 대표적인 원인 중의 하나인 자외선이 피부 각질세포(keratinocyte)에 조사된 경우 유도되는 세포독성을 완화하는 활성을 가질 뿐 아니라, 염증을 매개하는 효소들의 발현 및 염증유발 활성산물의 생성을 억제하는 효과를 나타내어, 결과적으로 자외선으로 인한 피부 손상과 염증을 예방하고 증상을 개선하는 기능성 화장품 조성물로 사용될 수 있다.

황련, 자외선, 피부보호, 항염증, 화장품

Description

황련 추출물을 유효성분으로 하는 자외선으로 인한 피부질환 예방 및 치료용 조성물 및 이를 포함하는 화장품{UV-protective and anti-inflammatory composition from Coptis Chinensis and the cosmetics containing the composition}

본 발명은 자외선으로부터 피부를 보호하고, 자외선으로 인해 손상된 피부를 치료하기 위한 자외선으로 인한 피부질환 예방 및 치료용 조성물 및 이 조성물을 함유하는 화장품에 관한 기술이다.

현대 사회는 환경오염으로 유해물질에 대한 노출이 증가하고 있으며, 특히 오존층의 파괴로 인하여 태양으로부터 유해한 파장, 특히, 피부는 대기 중의 자외선 (ultraviolet, UV)에 항상 노출됨에 따라 외형적 및 기능적 손상이 생기게 되며 만성적인 염증반응이 유발되게 된다. 자외선은 파장에 따라 자외선 A(UVA, 320-400 nm), 자외선 B(UVB, 280-320 nm), 자외선 C(UVC, 200-280 nm)로 분류되며 피부의 침투 및 손상 정도가 상이하다. 파장이 긴 UVA는 진피의 하부까지 도달하여 만성적 광손상, 색소침착, 피부 노화 및 암을 일으키는 원인이 되며, UVB는 표피 내지 진피의 상부까지 도달하며 일광화상 및 광 손상을 유발하며, 색소침착, 피부암을 유발한다.

상기와 같은 자외선이 피부에 미치는 일반적인 영향은 자외선이 피부의 표피와 진피층으로 투과된 후, 반사의 경로를 거쳐 피부를 구성하는 다양한 세포나 조직들에서 산란 과정을 거쳐 피부에 존재하는 생체 내 거대분자인 단백질, 핵산, 지질 등의 다양한 물질들과 작용함으로써 나타난다. 자외선에 의한 피부반응은 급성반응과 만성반응으로 나누어지는데, 급성반응으로는 피부 세포의 DNA, 세포막 지질, 효소 단백질 등의 손상, 각질 세포의 증식, 멜라닌 세포생성(melanogenesis) 촉진 등이 있으며, 피부 표면의 변화로 화상(sun burn), 선탠(sun tan), 홍반 (erythema) 등이 있다. 반면 만성반응으로는 광노화와 피부암을 들 수 있는데, 지속적 자외선 노출은 공통적으로 피부 염증반응을 유발하게 된다. 이러한 염증반응을 매개하는 대표적인 효소로는 iNOS(inducible nitric oxide synthase)와 COX-2(cyclooxygenase-2)를 들 수 있다.

NOS는 효소학적 특성과 효소 단백질의 1차 구조적 특성에 따라 nNOS, eNOS 및 iNOS등 3종의 동종효소가 존재한다는 것이 잘 알려져 있다. 이중 특히 iNOS의 발현 유도는 NO(nitric oxide, 일산화질소) 형성을 통해 염증반응과 밀접하게 관련이 되어 있으며, 염증성 사이토카인(cytokine)의 자극에 의하여 여러 세포에서 유 도된다. 생체 내에서 생성된 NO는 다양한 세포의 생리적 기능을 매개하는 주요한 신호전달 물질이기도 하지만, 과도하게 생성이 되는 경우 독성을 나타내게 된다. NO 그 자체로도 유전자 및 단백질에 독성효과를 나타내지만 특히, 중요한 활성 산소 종의 하나인 초산화음이온(superoxide anion)과 반응하여 강력한 산화제인 과산화질염(peroxynitrite)을 생성하여 세포 내 산화적 스트레스를 통한 세포독성 및 사멸을 유도하는 것으로 알려져 있다.

COX는 처음에는 한 가지 효소라고 생각했으나, 염증 시 COX의 활성이 증가하고, 전구염증사이토카인(pro-inflammatory cytokine)이나 성장인자(growth factor)들에 의해 유도되는 것을 통해 두 가지 종류가 존재함을 발견했다. COX-1은 하우스키핑엔자임(house-keeping enzyme)으로서, 위장관 보호, 신장의 혈류조절 및 혈소판 응집과 같은 정상적인 위장관 또는 신장의 생리학적 기능을 유지함으로써 세포의 항상성 유지에 중요한 역할을 한다. 한편, 외부 자극에 의해 염증이 유발되어 전달되는 과정에서는 COX-2가 일시적으로 발현이 되어 염증이 일어난 곳에서 프로스타글란딘(prostaglandins : PGs)을 과량 방출하게 된다. PGs는 염증전달은 물론 세포의 신호전달 과정에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있으며, 아라키돈산(arachidonic acid)이 두 단계를 거쳐 프로스타글란딘 합성효소(prostaglandin synthase)의 작용에 의해 형성된다. 첫 번째는 COX에 의해 아라키돈산이 사이클릭 엔도페록시드(cyclic endoperoxide, PGG₂)로 변환되고, 이어서 페록시다 제(peroxidase)에 의해 엔도페록시드(endoperoxide, PGH2)가 생성된다. 이렇게 만들어진 불안정한 중간 생성물(unstable intermediate products)은 특정 이성질체화 효소(secific isomerase enzyme)에 의해 빠르게 여러 PGs(PGE₂, PGF₂, TXA_2a, PGI₂)로 변화된다.

이러한 자외선으로 인한 만성적인 염증 반응은 특히 아토피 피부염이 있는 경우 민감하게 작용할 수 있으며, 반응이 더욱 증폭 및 장기화되어 심각한 피부질환을 초래할 수 있다. 따라서 이에 대한 예방과 치료 방법으로 최근 자외선 보호 및 항염증 천연 기능성 화장품 원료에 대한 개발에 관심이 고조되고 있다.

일반적으로 황련은 미나리아재비과에 속하며, 건위, 진정, 소염, 항균 등의 효능이 있어 소화불량, 위염, 장염, 정신불안, 인후종통, 토혈, 코피, 하혈, 화상 등의 치료에 사용돼 왔다. 이 식물은 최근 그 추출물이 항산화, 항균, 항암, 항염증 활성이 있는 것으로 알려져 있다.

황련과 관련된 의학적인 용도와 관련된 연구결과를 살펴보면, 항산화 활성과 관련되어 지질과산화 및 수퍼옥사이드(superoxide)와 히드록실기 라디칼(hydroxyl radical)의 소거능을 갖는 것으로, 항균 활성과 관련되어 황련 추출물의 주요 성분인 베르베린(berberin)이 메치실린 항생제 내성을 갖는 황색포도상구 균(methicillin- resistant Staphylococcus aureus, MRSA)의 증식을 억제하는 것으로 보고되었다.

또한, 황련 추출물 및 그 활성 성분인 베르베린(berberine)과 콥티신(coptisine)은 간암 및 백혈병 세포주의 증식을 억제하여 항암효과를 갖는 것으로 알려져 있다.

또한, 황련 추출물은 간세포(hepatocyte, HepG2)에서 염증매개 전사인자인 NF-κB의 활성을 억제하여 알콜의 대사산물인 아세트알데히드(acetaldehyde)로 유도된 사이토카인 IL-1β 및 TNF-α의 생성을 억제하였으며, 대식세포에서 지질다당체( lipopolysaccharide, LPS)로 유도된 사이토카인 IL-8의 생성을 억제하였다. 그 밖에도 황련 추출물은 TPA(12-O-tetradecanoylphorbol-13-acetate), 아라키돈산으로 유도된 부종을 억제하였다. 그러나 본 발명과 같이 황련 추출물의 자외선으로 인한 피부질환과 관련된 연구 결과는 전혀 없었다.

한편, 황련 추출물과 관련된 종래 특허 기술을 살펴보면 다음과 같다.

황련과 관련한 종래 특허 기술로는 대한민국특허등록 제10-0491746호는 여드름 증상을 나타내는 주된 원인균인 프로피오니박테리움 아크네(Propionibacterium acnes)에 대하여 항련 추출물을 유효성분으로 함유하는 여드름 예방 및 치료용 조 성물에 관한 기술을 개시하고 있다.

또한, 대한민국특허등록 제10-0132701호는 황련의 근경으로부터 분리한 스트레스 치료제에 관한 것으로서, 황련 추출물은 스트레스에 대응하는 생체 반응의 하나인 카테콜아민 생합성 효소의 활성을 억제하며 카테콜아민의 양을 감소시켜 스트레스를 치료할 수 있다는 점을 개시하고 있다.

또한, 대한민국특허등록 제10-0643191호는 대황, 황금 및 황련 메탄올 추출물을 유효성분으로 포함하고 약제학적으로 허용 가능한 담체, 부형제 또는 희석제를 포함하는 심부전, 고혈압성 심장질환, 부정맥, 선천성 심장질환, 심근경색증, 협심증, 뇌졸중 및 동맥경화증의 예방 및 치료용 약학 조성물을 개시하고 있다.

또한, 대한민국특허공개 제10-2001-0105905호는 황금, 황련, 감초, 오가피추출물을 안정화한 니오좀 함유 화장품 조성물에 대하여 개시하고 있으나, 황련의 자외선으로 인한 치료 효과에 대한 어떠한 제시가 전혀 없다.

또한, 대한민국특허등록 제10-0723370호는 피부 보습 효과를 갖는 조성물 총 중량당 황금 물 추출물 0.001 내지 10 중량%, 황련 물 추출물 0.001 내지 30 중량%, 스테아릴 글리치네이트(STEARYL GLYCYRRHETINATE) 0.01 내지 10 중량%, 글리세린, 부틸렌 글리콜 또는 프로필렌 글리콜 30 내지 90 중량%, 세라마이드 0.01 내지 5 중량% 및 수소화 레시틴 0.01 내지 50 중량%으로 구성됨을 특징으로 하는 화장품 조성물을 제시하고 있으나, 전술한 특허공개 10-2001-0105905호와 마찬가지로 피부 보습 효과에 대한 황련의 사용에 초점을 맞추었으며, 자외선으로 인한 피부 손상 치료에 관한 어떠한 제시도 없다.

본 발명의 목적은 황련 추출물을 유효성분으로 하는 자외선으로 인한 피부 손상의 예방 및 치료용 조성물과, 이 조성물을 포함하는 자외선으로부터 피부를 보호하는 기능성 화장품을 제공하는 데 있다.

본 발명은 황련으로부터 추출한 후 여과, 농축시켜 얻어진 황련 추출물을 유효성분으로 하고 약학적 담체를 함유하는 자외선으로 인한 피부질환 예방 및 치료용 조성물을 제공한다.

또한, 상기 황련으로부터의 추출방법이 온도 80~120℃, 압력은 1~3 기압의 저온 중저압 추출인 것이 바람직하다.

본 발명은 황련으로부터 추출한 후 여과, 농축시켜 얻어진 황련 추출물을 포함하는 자외선으로 인한 피부질환 및 치료 치료가 가능한 기능성 화장품을 제공한다.

또한, 본 발명의 화장품에는 수용성 비타민, 유용성 비타민, 고분자 펩티드, 고분자 다당, 스핑고 지질 및 해초 엑기수로 이루어진 군에서 선택된 성분을 더 첨가할 수 있다.

또한, 본 발명의 화장품에는 유지성분, 보습제, 에몰리엔트제, 계면활성제, 유기 및 무기 안료, 유기분체, 자외선 흡수제, 방부제, 살균제, 산화방지제, 식물추출물, pH조정제, 알콜, 색소, 향료, 혈행촉진제, 냉감제, 제한(制汗)제, 정제수 중에서 선택되는 1 종 이상을 더 첨가할 수 있다.

본 발명에 의한 조성물 및 화장품은 자외선으로 인한 피부 세포 손상 및 염증반응 억제에 우수한 효과를 갖는다.

이하, 본 발명을 실험예를 통하여 설명한다.

천연물로부터 특정 성분을 추출하는 방법으로는 냉침 추출, 열수 추출, 환류 냉각 추출, 초음파 추출, 마이크로 웨이브 추출법, 중저압 용매 추출법, 가압 용매 추출법, 초임계 추출법 등 다양한 방법들이 알려져 있다.

그러나 중저압 용매 추출법을 사용하여 황련 추출물을 제조하는 것이 바람직하다. 이러한 중저압 용매 추출법의 경우 장점은 추출 시간을 단축할 수 있고 용매의 사용량을 줄일 수 있으며 추출 효율을 높일 수 있고 추출 공정의 재현성을 높일 수 있는 장점이 있다. 즉 냉침 추출이나 열수 추출, 환류 냉각 추출법에 비해 온도를 높일 수 있어 용매의 점도의 점도를 낮추고 확산 속도를 증진시켜 추출의 속도 와 효율을 높일 수 있으며, 또한, 추출 과정 중 압력이 증가하게 되어 용매가 세포벽을 상대적으로 용이하게 통과하여 들어가 추출 효율이 높아지며 용매 증기의 유출이 없어 상대적으로 안전하고 재현성 있는 결과를 얻을 수 있는 장점이 있다. 또한 초음파 추출이나 마이크로 웨이브 추출, 초임계 추출에 비해서는 별도의 고가 장비를 이용하지 않고 상대적으로 대량 추출이 가능한 장점이 있다.

중저압 용매 추출법에서는 주로 화장품에 사용되는 추출 용매로 많이 사용되는 물, 에탄올 등 C1~C4 류의 저급 알코올류, 글리세린, 부틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜 등으로 대표되는 폴리올류와 이의 혼합용매를 사용하여 추출한다.

중저압 용매 추출의 경우 추출하는 온도에서 혼합 용매가 가지는 최대 증기압 만큼의 압력을 가지게 되며 추출 온도는 추출하고자 하는 성분의 농도와 함량과 열안정성, 색상 등을 고려하여 결정한다.

중저압 추출의 경우 통상 80~120도에서 진행되며 이때 반응기의 압력은 1~3기압 사이가 된다.

본 발명의 화장품은 수용성 비타민, 유용성 비타민, 고분자 펩티드, 고분자 다당, 스핑고 지질 및 해초 엑기스로 이루어진 군에서 선택된 조성물을 포함한다.

수용성 비타민으로서는 화장품에 배합 가능한 것이라면 어떠한 것이라도 되지만, 바람직하게는 비타민 B1, 비타민 B2, 비타민 B6, 피리독신, 염산피리독신, 비타민 B12, 판토텐산, 니코틴산, 니코틴산아미드, 엽산, 비타민 C, 비타민 H 등을 들 수 있으며, 그들의 염 (티아민염산염, 아스코르빈산나트륨염 등)이나 유도체 (아스코르빈산-2-인산나트륨염, 아스코르빈산-2-인산마그네슘염 등)도 본 발명에서 사용할 수 있는 수용성 비타민에 포함된다. 수용성 비타민은 미생물 변환법, 미생물의 배양물로부터의 정제법, 효소법 또는 화학 합성법 등의 통상의 방법에 의해 수득할 수 있다.

유용성 비타민으로서는 화장품에 배합 가능한 것이라면 어떠한 것이라도 되지만, 바람직하게는 비타민 A, 카로틴, 비타민 D2, 비타민 D3, 비타민 E (d1-알파 토코페롤, d-알파 토코페롤, d-알파 토코페롤) 등을 들 수 있으며, 그들의 유도체 (팔미틴산아스코르빈, 스테아르산아스코르빈, 디팔미틴산아스코르빈, 아세트산 dl-알파 토코페롤, 니코틴산 dl-알파 토코페롤비타민 E, DL-판토테닐알코올, D-판토테닐알코올, 판토테닐에틸에테르 등) 등도 본 발명에서 사용되는 유용성 비타민에 포함된다. 유용성 비타민은 미생물 변환법, 미생물의 배양물로부터의 정제법, 효소 또는 화학 합성법 등의 통상의 방법에 의해 취득할 수 있다.

고분자 펩티드로서는 화장품에 배합 가능한 것이라면 어떠한 것이라도 되지만, 바람직하게는 콜라겐, 가수 분해 콜라겐, 젤라틴, 엘라스틴, 가수 분해 엘라스 틴, 케라틴 등을 들 수 있다. 고분자 펩티드는 미생물의 배양액으로부터의 정제법, 효소법 또는 화학 합성법 등의 통상의 방법에 의해 정제 취득할 수 있으며, 또는 통상 돼지나 소 등의 진피, 누에의 견섬유 등의 천연물로부터 정제하여 사용할 수 있다.

고분자 다당으로서는 화장품에 배합 가능한 것이라면 어떠한 것이라도 되지만, 바람직하게는 히드록시에틸셀룰로오스, 크산탄검, 히알루론산나트륨, 콘드로이틴 황산 또는 그 염 (나트륨염 등) 등을 들 수 있다. 예를 들어, 콘드로이틴 황산 또는 그 염 등은 통상 포유동물이나 어류로부터 정제하여 사용할 수 있다.

스핑고 지질로서는 화장품에 배합 가능한 것이라면 어떠한 것이라도 되지만, 바람직하게는 세라미드, 피토스핑고신, 스핑고당지질 등을 들 수 있다. 스핑고 지질은 통상 포유류, 어류, 패류, 효모 또는 식물 등으로부터 통상의 방법에 의해 정제하거나 화학 합성법에 의해 취득할 수 있다.

해초 엑기스로는 화장품에 배합 가능한 것이라면 어떠한 것이라도 되지만, 바람직하게는 갈조 엑기스, 홍조 엑기스, 녹조 엑기스 등을 들 수 있으며, 또, 이들의 해초 엑기스로부터 정제된 칼라기난, 아르긴산, 아르긴산나트륨, 아르긴산칼륨 등도 본 발명에서 사용되는 해초 엑기스에 포함된다. 해초 엑기스는 해초로부터 통상의 방법에 의해 정제하여 취득할 수 있다.

본 발명의 화장료에는 상기 필수 성분과 더불어 필요에 따라 통상 화장료에 배합되는 다른 성분을 배합해도 된다. 이외에 첨가해도 되는 배합 성분으로서는 유지 성분, 보습제, 에몰리엔트제, 계면 활성제, 유기 및 무기 안료, 유기 분체, 자외선 흡수제, 방부제, 살균제, 산화 방지제, 식물 추출물, pH 조정제, 알콜, 색소, 향료, 혈행 촉진제, 냉감제, 제한(制汗)제, 정제수 등을 들 수 있다.

유지 성분으로서는 에스테르계 유지, 탄화수소계 유지, 실리콘계 유지, 불소계 유지, 동물 유지, 식물 유지 등을 들 수 있다.

에스테르계 유지로서는 트리2-에틸헥산산글리세릴, 2-에틸헥산산세틸, 미리스틴산이소프로필, 미리스틴산부틸, 팔미틴산이소프로필, 스테아르산에틸, 팔미틴산옥틸, 이소스테아르산이소세틸, 스테아르산부틸, 리놀레산에틸, 리놀레산이소프로필, 올레인산에틸, 미리스틴산이소세틸, 미리스틴산이소스테아릴, 팔미틴산이소스테아릴, 미리스틴산옥틸도데실, 이소스테아르산이소세틸, 세바신산디에틸, 아디핀산디이소프로필, 네오펜탄산이소알킬, 트리(카프릴, 카프린산)글리세릴, 트리2-에틸헥산산트리메틸롤프로판, 트리이소스테아르산트리메틸롤프로판, 테트라2-에틸헥산산펜타엘리슬리톨, 카프릴산세틸, 라우린산데실, 라우린산헥실, 미리스틴산데실, 미리스틴산미리스틸, 미리스틴산세틸, 스테아르산스테아릴, 올레인산데실, 리시노올레인산세틸, 라우린산이소스테아릴, 미리스틴산이소트리데실, 팔미틴산이소 세틸, 스테아르산옥틸, 스테아르산이소세틸, 올레인산이소데실, 올레인산옥틸도데실, 리놀레산옥틸도데실, 이소스테아르산이소프로필, 2-에틸헥산산세토스테아릴, 2-에틸헥산산스테아릴, 이소스테아르산헥실, 디옥탄산에틸렌글리콜, 디올레인산에틸렌글리콜, 디카프린산프로필렌글리콜, 디(카프릴,카프린산)프로필렌글리콜, 디카프릴산프로필렌글리콜, 디카프린산네오펜틸글리콜, 디옥탄산네오펜틸글리콜, 트리카프릴산글리세릴, 트리운데실산글리세릴, 트리이소팔미틴산글리세릴, 트리이소스테아르산글리세릴, 네오펜탄산옥틸도데실, 옥탄산이소스테아릴, 이소노난산옥틸, 네오데칸산헥실데실, 네오데칸산옥틸도데실, 이소스테아르산이소세틸, 이소스테아르산이소스테아릴, 이소스테아르산옥틸데실, 폴리글리세린올레인산에스테르, 폴리글리세린이소스테아르산에스테르, 시트르산트리이소세틸, 시트르산트리이소알킬, 시트르산트리이소옥틸, 락트산라우릴, 락트산미리스틸, 락트산세틸, 락트산옥틸데실, 시트르산트리에틸, 시트르산아세틸트리에틸, 시트르산아세틸트리부틸, 시트르산트리옥틸, 말산디이소스테아릴, 히드록시스테아르산 2-에틸헥실, 숙신산디2-에틸헥실, 아디핀산디이소부틸, 세바신산디이소프로필, 세바신산디옥틸, 스테아르산콜레스테릴, 이소스테아르산콜레스테릴, 히드록시스테아르산콜레스테릴, 올레인산콜레스테릴, 올레인산디히드로콜레스테릴, 이소스테아르산피트스테릴, 올레인산피트스테릴, 12-스테알로일히드록시스테아르산이소세틸, 12-스테알로일히드록시스테아르산스테아릴, 12-스테알로일히드록시스테아르산이소스테아릴 등의 에스테르계 등을 들 수 있다.

탄화 수소계 유지로서는 스쿠알렌, 유동 파라핀, 알파-올레핀올리고머, 이소파라핀, 세레신, 파라핀, 유동 이소파라핀, 폴리부덴, 마이크로크리스탈린왁스, 와셀린 등의 탄화 수소계 유지 등을 들 수 있다.

실리콘계 유지로서는 폴리메틸실리콘, 메틸페닐실리콘, 메틸시클로폴리실록산, 옥타메틸폴리실록산, 데카메틸폴리실록산, 도데카메틸시클로실록산, 디메틸실록산ㆍ메틸세틸옥시실록산 공중합체, 디메틸실록산ㆍ메틸스테알록시실록산 공중합체, 알킬 변성 실리콘유, 아미노 변성 실리콘유 등을 들 수 있다.

불소계 유지로서는 퍼플루오로폴리에테르 등을 들 수 있다.

동물 또는 식물 유지로서는 아보카도유, 아르몬드유, 올리브유, 참깨유, 쌀겨유, 새플라워유, 대두유, 옥수수유, 유채유, 행인(杏仁)유, 팜핵유, 팜유, 피마자유, 해바라기유, 포도종자유, 면실유, 야자유, 쿠쿠이너트유, 소맥배아유, 쌀 배아유, 시아버터, 월견초유, 마커데이미아너트유, 메도홈유, 난황유, 우지(牛脂), 마유, 밍크유, 오렌지라피유, 호호바유, 캔데리러왁스, 카르나바왁스, 액상 라놀린, 경화피마자유 등의 동물 또는 식물 유지를 들 수 있다.

보습제로서는 수용성 저분자 보습제, 지용성 분자 보습제, 수용성 고분자, 지용성 고분자 등을 들 수 있다.

수용성 저분자 보습제로서는 세린, 글루타민, 솔비톨, 만니톨, 피롤리돈-카르복실산나트륨, 글리세린, 프로필렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜, 에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜B(중합도 n = 2 이상), 폴리프로필렌글리콜(중합도 n = 2 이상), 폴리글리세린B(중합도 n = 2 이상), 락트산, 락트산염 등을 들 수 있다.

지용성 저분자 보습제로서는 콜레스테롤, 콜레스테롤에스테르 등을 들 수 있다.

수용성 고분자로서는 카르복시비닐폴리머, 폴리아스파라긴산염, 트라가칸트, 크산탄검, 메틸셀룰로오스, 히드록시메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 수용성 키틴, 키토산, 덱스트린 등을 들 수 있다.

지용성 고분자로서는 폴리비닐피롤리돈ㆍ에이코센 공중합체, 폴리비닐피롤리돈ㆍ헥사데센 공중합체, 니트로셀룰로오스, 덱스트린지방산에스테르, 고분자 실리콘 등을 들 수 있다.

에몰리엔트제로서는 장쇄아실글루타민산콜레스테릴에스테르, 히드록시스테아르산콜레스테릴, 12-히드록시스테아르산, 스테아르산, 로진산, 라놀린지방산콜레스 테릴에스테르 등을 들 수 있다.

계면 활성제로서는 비이온성 계면 활성제, 음이온성 계면 활성제, 양이온성 계면 활성제, 양성 계면 활성제 등을 들 수 있다.

비이온성 계면 활성제로서는 자기 유화형 모노스테아르산글리세린, 프로필렌글리콜지방산에스테르, 글리세린지방산에스테르, 폴리글리세린지방산에스테르, 솔비탄지방산에스테르, POE (폴리옥시에틸렌)솔비탄지방산에스테르, POE 솔비트지방산에스테르, POE 글리세린지방산에스테르, POE 알킬에테르, POE 지방산에스테르, POE 경화피마자유, POE 피마자유, POEㆍPOP (폴리옥시에틸렌ㆍ폴리옥시프로필렌) 공중합체, POEㆍPOP 알킬에테르, 폴리에테르변성실리콘, 라우린산알카놀아미드, 알킬아민옥시드, 수소첨가대두인지질 등을 들 수 있다.

음이온성 계면 활성제로서는 지방산비누, 알파-아실술폰산염, 알킬술폰산염, 알킬알릴술폰산염, 알킬나프탈렌술폰산염, 알킬황산염, POE 알킬에테르황산염, 알킬아미드황산염, 알킬인산염, POE 알킬인삼염, 알킬아미드인산염, 알킬로일알킬타우린염, N-아실아미노산염, POE 알킬에테르카르복실산염, 알킬술포숙신산염, 알킬술포아세트산나트륨, 아실화 가수분해 콜라겐펩티드염, 퍼플루오로알킬인산에스테르 등을 들 수 있다.

양이온성 계면 활성제로서는 염화알킬트리메틸암모늄, 염화스테아릴트리메틸암모늄, 브롬화스테아릴트리메틸암모늄, 염화세토스테아릴트리메틸암모늄, 염화디스테아릴디메틸암모늄, 염화스테아릴디메틸벤질암모늄, 브롬화베헤닐트리메틸암모늄, 염화벤잘코늄, 스테아르산디에틸아미노에틸아미드, 스테아르산디메틸아미노프로필아미드, 라놀린 유도체 제 4급 암모늄염 등을 들 수 있다.

양성 계면 활성제로서는 카르복시베타인형, 아미드베타인형, 술포베타인형, 히드록시술포베타인형, 아미드술포베타인형, 포스포베타인형, 아미노카르복실산염형, 이미다졸린 유도체형, 아미드아민형 등의 양성 계면 활성제 등을 들 수 있다.

유기 및 무기 안료로서는 규산, 무수규산, 규산마그네슘, 탤크, 세리사이트, 마이카, 카올린, 벵갈라, 클레이, 벤토나이트, 티탄피막운모, 옥시염화비스무트, 산화지르코늄, 산화마그네슘, 산화아연, 산화티탄, 산화알루미늄, 황산칼슘, 황산바륨, 황산마그네슘, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 산화철, 군청, 산화크롬, 수산화크롬, 칼라민 및 이들의 복합체등의 무기 안료 ; 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리우레탄, 비닐수지, 요소수지, 페놀수지, 불소수지, 규소수지, 아크릴수지, 멜라민수지, 에폭시수지, 폴리카보네이트수지, 디비닐벤젠ㆍ스티렌 공중합체, 실크파우더, 셀룰로오스, CI 피그먼트옐로우, CI 피그먼트오렌지 등의 유기 안료 및 이들의 무기 안료와 유기 안료의 복합 안료 등을 들 수 있다.

유기 분체로서는 스테아르산칼슘 등의 금속비누 ; 세틸린산아연나트륨, 라우릴린산아연, 라우릴린산칼슘 등의 알킬인산금속염 ; N-라우로일-베타-알라닌칼슘, N-라우로일-베타-알라닌아연, N-라우로일글리신칼슘 등의 아실아미노산 다가금속염 ; N-라우로일-타우린칼슘, N-팔미토일-타우린칼슘 등의 아미드술폰산 다가금속염 ; N-엡실론-라우로일-L-리진, N-엡실론-팔미토일리진, N-알파-파리토일올니틴, N-알파-라우로일아르기닌, N-알파-경화우지지방산아실아르기닌 등의 N-아실염기성아미노산 ; N-라우로일글리실글리신 등의 N-아실폴리펩티드 ; 알파-아미노카프릴산, 알파-아미노라우린산 등의 알파-아미노지방산 ; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 나일론, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스티렌, 디비닐벤젠ㆍ스티렌 공중합체, 사불화에틸렌 등을 들 수 있다.

자외선 흡수제로서는 파라아미노벤조산, 파라아미노벤조산에틸, 파라아미노벤조산아밀, 파라아미노벤조산옥틸, 살리실산에틸렌글리콜, 살리신산페닐, 살리신산옥틸, 살리신산벤질, 살리신산부틸페닐, 살리신산호모멘틸, 계피산벤질, 파라메톡시계피산-2-에톡시에틸, 파라메톡시계피산옥틸, 디파라메톡시계피산모노-2-에틸헥산글리세릴, 파라메톡시계피산이소프로필, 디이소프로필ㆍ디이소프로필계피산에스테르 혼합물, 우로카닌산, 우로카닌산에틸, 히드록시메톡시벤조페논, 히드록시메톡시벤조페논술폰산 및 그 염, 디히드록시메톡시벤조페논, 디히드록시메톡시벤조페논디술폰산나트륨, 디히드록시벤조페논, 테트라히드록시벤조페논, 4-tert-부틸-4'-메톡시디벤조일메탄, 2,4,6-트리아닐리노-p-(카르보-2'-에틸헥실-1'-옥시)-1,3,5- 트리아진, 2-(2-히드록시-5-메틸페닐)벤조트리아졸 등을 들 수 있다.

살균제로서는 히노키티올, 트리클로산, 트리클로로히드록시디페닐에테르, 크로르헥시딘글루콘산염, 페녹시에탄올, 레조르신, 이소프로필메틸페놀, 아줄렌, 살리칠산, 진크필리티온, 염화벤잘코늄, 감광소 301 호, 모노니트로과이어콜나트륨, 운데시렌산 등을 들 수 있다.

산화 방지제로서는 부틸히드록시아니솔, 갈릭산프로필, 엘리소르빈산 등을 들 수 있다.

pH 조정제로서는 시트르산, 시트르산나트륨, 말산, 말산나트륨, 프말산, 프말산나트륨, 숙신산, 숙신산나트륨, 수산화나트륨, 인산일수소나트륨 등을 들 수 있다.

알코올로서는 세틸알코올 등의 고급 알코올을 들 수 있다.

상기 기능성 화장품에서 황련 추출물은 0.001 내지 30 중량%까지 첨가하는 것이 바람직하며, 그 외의 성분은 각각 0.01 내지 5 중량%까지 첨가하는 것이 바람직하다.

이하에서는 실험예를 위하여 실제로 실시한 황련으로부터의 유효성분의 추출과, 추출물의 피부 세포 보호효과 및 항염증 활성 측정의 수행과정을 설명한다.

황련으로부터 유효 성분의 추출 방법

본 실험예에서는 2 가지 방법을 통하여 황련 추출물을 얻었다. 추출효율은 조금씩 달랐으나, 추출물의 자외선 치료 효과는 동일하였다.

(1) 1,3-부틸렌글리콜을 용매로 하여 황련 추출물을 제조한 경우

분쇄한 황련 파우더 300g과 1,3-부틸렌글리콜(1,3-BG) 2700g을 10L 용량의 중저압 추출기에 넣고 반응기를 압력 누출이 없도록 완전히 밀봉하였다. 온도를 85℃가 되도록 30분에서 1시간에 걸쳐 단계적으로 승온한 후 3시간 동안 유지하며 추출을 수행하였다. 압력은 0.2~0.3기압까지 올라갔으며 추출 도중에는 특별한 압력 변화는 관찰되지 않았다. 또한, 추출효율을 높이기 위해 교반기는 앵커(anchor)와 패들(paddle)이 혼합된 타입을 사용하였고 추출중의 교반속도는 40~50 rpm을 유지하였다.

추출이 종료되면 1시간에 걸쳐 반응기를 상온으로 냉각시킨 후 감압이 가능한 누체 여과기를 이용하여 추출액과 황련 파우더를 분리하였다. 이때 여과액은 1㎛ 이상을 여과할 수 있는 여과지를 사용하여 추출되고 남은 황련 파우더를 분리하였다. 이 과정을 거쳐 최종적으로 2470g의 황련 추출물을 얻을 수 있었다.

(2) 에탈올/물 혼합 용매를 이용하여 황련 추출물을 제조한 경우

분쇄한 황련 파우더 300g에 에탄올 1890g, 증류수 810g을 10L 용량의 중저압 추출기에 넣고 반응기를 압력 누출이 없도록 완전히 밀봉하였다. 온도를 95℃가 되도록 30분에서 1시간에 걸쳐 단계적으로 승온한 후, 3시간 동안 유지하며 추출을 수행하였다. 압력은 1.2~1.5기압까지 올라갔으며 추출 도중에는 특별한 압력 변화는 관찰되지 않았다. 또한 추출효율을 높이기 위해 교반기는 앵커(anchor)와 패들(paddle)이 혼합된 타입을 사용하였고 추출중의 교반속도는 40~50 rpm을 유지하였다.

추출이 종료되면 1시간에 걸쳐 반응기를 상온으로 냉각시킨 후, 감압이 가능한 누체 여과기를 이용하여 추출액과 황련 파우더를 분리하였다. 이때 여과액은 1㎛ 이상을여과할 수 있는 여과지를 사용하여 추출되고 남은 황련 파우더를 분리하였다. 이 과정을 거쳐 2350g의 황련 추출액을 얻을 수 있었다.

이렇게 분리된 여액을 그대로 사용하거나 감압 농축 증발기를 이용하여 용매를 증발시키면 황련 추출액 엑기스를 얻게 되고 이를 다시 -70℃ 저온에서 완전 동결시킨 후 동결 건조기로 최종 건조시키면 고상의 황련 추출물 22g을 얻을 수 있었다.

세포배양 방법

인간 각질세포(human keratinocyte)의 일종인 HaCaT 세포를, 10% 우태혈청(fetal bovine serum)이 혼합된 90% DMEM(Dulbecco‘s modified eagle medium)에서 온도 37℃, 5% CO₂ : 95% 대기 상태로 배양하였으며, 배지는 이틀에 한번 교체하였다. 항생제로는 페니실린 지 나트륨 및 스트렙토마이신(penicillin G sodium, 100 Units/L, streptomycin sulfate, 100 mg/L)을 사용하였다.

자외선 조사 방법

HaCaT 세포는 자외선에 노출하기 전에 황련 추출물이 존재하는 배지에서 9시간 동안 배양하였으며, 이후 인산완충용액(phosphate-buffered saline, PBS)으로 1회 세척한 뒤 자외선 조사를 하는 동안 PBS에서 지속적으로 배양하였다. 자외선 (60 mJ/cm²)에 노출한 다음 새로운 배지로 교체하였으며, 이후 24시간 동안 배양한 뒤 생화학적 실험을 수행하였다.

세포생존율 측정 방법 : MTT 염색시약 환원 분석법 ( MTT dye reduction assay )

시약처리를 위하여 HaCaT 세포를 48 웰플레이트(well-plate)에 6×10⁴ cells/ 300 μl로 플래이팅(plating)하고, 다음날 황련 추출물을 농도별로 만들어 9시간 동안 전처리하였다. 이후 자외선 (60 mJ/cm²)에 노출한 후, 다음 새로운 배지로 교체하였으며 24시간 동안 배양하였다. 세포생존율을 측정하기 위하여 MTT 용액(최종농도 1 mg/ml)을 가하고, 2시간 동안 배양한 뒤 디메틸술폭시화합물(dimethyl sulfoxide, DMSO)로 용해시켜 570 nm에서 흡광도를 마이크로플레이트 리더(microplate reader)로 측정하였다.

염증매개효소 iNOS 및 COX -2의 mRNA 발현 측정 방법

배양액을 제거한 다음, 트리졸(Trizol) 용액에 넣고 세포를 라이시스(lysis) 시켰다. 트리졸을 이용한 RNA 분리법에 의하여 토탈 RNA 분리하여 260 nm에서 흡광도를 측정하여 정량하였다. 10 μg의 RNA를 MMLV-RT 효소와 올리고 디티 프로머(oligo dT promer)를 이용하여 cDNA로 역전사(reverse transcription)시킨 다음, RT 반응산물을 각각 iNOS, COX-2, GAPDH 프라이머를 사용하여 PCR 반응용액으로 증폭시켰다. 각각의 프라이머 서열은 다음과 같다. iNOS : 5′-TCC AAC CTG CAG GTC TTC GAT GC-3′ (sense), 5′-GGA CCA GCC AAA TCC AGT CTG C-3′ (antisense); COX-2 : 5′-TTC AAA TGA GAT TGT GGG AAA AT-3′ (sense), 5′-AGA TCA TCT CTG CCT GAG TAT CTT-3′ (antisense); GAPDH : 5’-GCC AAG GTC ATC CAT GAC AAC-3’ (sense), 5’-AGT GTA GCC CAG GAT GCC CTT-3’ (antisense) 생성물을 1.0% 아가로스젤(agarose gel)에서 전기영동 한 뒤 에테디움브로마이드(ethidium bromide)로 염색하여 UV 현미경 하에서 관찰하였다.

일산화질소 ( NO ) 레벨 측정 방법: 그리에스 어세이( Griess assay )

배지에 생성된 NO의 양을 그리에스 반응(Griess reaction)을 통해 정량하였다. 배지 150 μl를 취해 동량의 그리에스제(Griess reagent) (1% sufanilamide, 0.1% naphtylethylene diamine in 5% phosphoric acid)를 가하여 10분간 반응시킨 다음 540 nm에서 흡광도를 측정하였다.

프로스타글란딘 E ₂ ( PGE ₂ ) 레벨 측정 방법

PGE ₂ 의 생성은 PGE ₂ 효소면역검사키트(enzyme-immunoassay kit)를 이용하여 지시한 방법에 따라 측정하였다. 세포를 2,000 rpm에서 10분 동안 원심분리시켜 얻은 상등액 50 μl와 50 μl PGE ₂ 항체, 50 μl PGE ₂ AchE 트레이서를 가한 후 2 ~ 8℃에서 오버나이트(overnight)로 진탕 배양하였다. 이후 세척액으로 4번 세척한 뒤, 200 μl의 엘만시약(Ellman's reagent)을 가하고, 상온에서 1시간 동안 진탕 배양하였다. ELISA 리더를 이용하여 405 nm에서 흡광도를 측정한 다음 농도를 알고 있는 PGE ₂ 로 표준 곡선을 구한 후, 단백질 정량한 값으로 환산하여 pg/ml/mg protein 값으로 표기하였다.

상기 기술한 실험방법을 바탕으로 하기와 같은 황련 추출물의 효과에 대하여 실험을 하였다.

실험예 1 : 황련 추출물의 표피세포 생존율에 미치는 영향

황련 추출물이 세포생존에 미치는 영향을 알아보기 위하여 황련 추출물 (Coptis Chinensis extract : CCE)을 0, 0.125, 0.25, 0.5, 1 mg/ml의 농도로 배지에 첨가한 후, 세포생존율을 MTT 다이 리덕션 어세이(dye reduction assay)로 측정하였다. 그 결과 첨부도 1의 A와 같이 황련 추출물의 농도가 0.25 mg/ml까지 HaCaT 세포에서 독성을 나타내지 않았다. 이를 고려하여 이후 실험에서 황련 추출물의 농도를 13.3, 40, 120 μg/ml으로 전처리하고, 자외선 조사에 의한 독성에 대하여 보호 효과가 있는지 검토하였다. 자외선을 조사한 경우 세포는 60.7% 정도의 세포 생존율을 나타냈으며, 이는 황련 추출물을 농도별로 9시간 전처리함으로써 각각 68.9, 75.4, 82.2%로 증가하였다 (도 1의 B 참조). 이는 결과적으로 황련 추출물이 자외선으로 인한 피부 세포 독성 및 손상을 억제할 수 있음을 의미한다.

실험예 2 : 황련 추출물이 자외선 조사로 인한 염증매개 효소 발현 증가에 미치는 영향

첨부도 2의 A와 같이 염증반응을 매개하는 대표적인 효소인 iNOS 및 COX-2의 mRNA 발현을 RT-PCR로 시간에 따라 측정한 경우 자외선 조사로 인하여 증가 되는 것을 관찰할 수 있었다. 한편, 황련 추출물을 120 μg/ml의 농도로 9시간 전처리한 경우 자외선 조사로 인하여 증가한 염증매개 효소, 즉, iNOS 및 COX-2의 mRNA 발현이 현저히 감소하였다(첨부도 2의 B 참조).

실험예 3 : 황련 추출물이 iNOS 의 산물인 NO 생성을 억제하는 효과

iNOS의 대표적인 반응 산물 중의 하나인 NO의 생성을 그리에스 어세이로 측정한 경우 자외선 조사에 의하여 시간에 따라 NO의 상대적 생성량이 증가하였으며, 이는 황련 추출물을 40, 120 μg/ml의 농도로 9시간 전처리함으로써 효과적으로 감소하였다(첨부도 3 참조).

실험예 4 : 황련 추출물이 COX -2의 산물인 PGE ₂ 생성을 억제하는 효과

COX-2가 매개하는 대부분의 염증반응은 그 반응 산물인 PGs에 의해 매개되는 것으로 알려져 있으며, 그 중 가장 대표적인 것이 PGE₂이다. 자외선 조사로 인하여 증가된 COX-2의 발현으로 반응산물인 PGE₂의 생성량은 시간에 따라 증가하였으며 (첨부도 4의 A 참조), 반대로 이는 황련 추출물을 120 μg/ml의 농도로 9시간 전처리 한 경우 감소하였다(첨부도 4의 B 참조). 이상의 결과는 황련 추출물이 피부 세포에 있어 자외선 조사로 인해 야기되는 만성적 염증을 억제할 수 있음을 의한다.

도 1은 실험예 1의 결과로서, 황련 추출물의 표피세포 생존율에 미치는 영향을 나타내며,

도 2는 실험예 2의 결과로서, 황련 추출물이 자외선 조사로 인한 염증매개 효소 발현 증가에 미치는 영향을 나타내며,

도 3은 실험예 3의 결과로서, 황련 추출물이 iNOS의 산물인 NO 생성을 억제하는 효과를 나타내며,

도 4는 실험예 4의 결과로서, 황련 추출물이 COX-2의 산물인 PGE₂ 생성을 억제하는 효과를 나타낸다.

Claims

황련으로부터 추출한 후 여과, 농축시켜 얻어진 황련 추출물을 유효성분으로 하고 약학적 담체를 함유하는 것을 특징으로 하는 자외선으로 인한 피부질환 예방 및 치료용 조성물.
제 1 항에서, 상기 황련으로부터의 추출방법이 온도 80~120℃, 압력은 1~3 기압의 저온 중저압 추출인 것을 특징으로 하는 자외선으로 인한 피부질환 예방 및 치료용 조성물.
황련으로부터 추출한 후 여과, 농축시켜 얻어진 황련 추출물을 유효성분으로 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선으로 인한 피부질환 및 치료 치료가 가능한 기능성 화장품.
제 3 항에서, 수용성 비타민, 유용성 비타민, 고분자 펩티드, 고분자 다당, 스핑고 지질 및 해초 엑기스로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선으로 인한 피부질환 및 치료 치료가 가능한 기능성 화장 품.
제 3 항에서, 유지 성분, 보습제, 에몰리엔트제, 계면 활성제, 유기 및 무기 안료, 유기 분체, 자외선 흡수제, 방부제, 살균제, 산화 방지제, 식물 추출물, pH 조정제, 알콜, 색소, 향료, 혈행 촉진제, 냉감제, 제한(制汗)제, 정제수 중에서 선택되는 1 종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선으로 인한 피부질환 및 치료 치료가 가능한 기능성 화장품.