KR20110060800A - 세포 외 기질을 모사한 피부 세포 재생용 화장료 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세포 외 기질을 모사하여 피부 세포의 재생을 돕는 화장료 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 효과적인 피부 투과를 위해 저분자 물질들로 이루어진 유효성분들을 세포 외 기질과 유사한 조성비로 함유하는 화장료 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 화장료 조성물은 피부의 회복을 도와 항상성을 유지시키고 피부 세포의 재생에 효과적이다.

Description

세포 외 기질을 모사한 피부 세포 재생용 화장료 조성물{Cosmetic composition biomimetically designed from extracellular matrix for recovering skin cell}

본 발명은 세포 외 기질을 모사하여 피부 세포의 재생을 돕는 화장료 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 효과적인 피부 투과를 위해 저분자 물질들로 이루어진 유효성분들을 세포 외 기질과 유사한 조성비로 함유하는 화장료 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 화장료 조성물은 피부의 회복을 도와 항상성을 유지시키고 피부 세포의 재생에 효과적이다.

모든 생명체는 나이를 먹으면서 노화되며 피부에서도 마찬가지로 노화 과정을 거치게 된다. 이러한 노화를 지연하고자 하는 노력은 끊임없이 이어져 왔으며, 이에 따라 노화의 본질이 무엇이며 노화가 왜 일어나는지에 대한 의문은 끊임없이 제기되고 있다. 피부의 노화는 그 요인에 따라 크게 두 가지로 구분할 수 있다. 그 중 하나인 자연적인 노화(Intrinsic aging)는 피부의 구조와 생리적인 기능이 나이를 먹으면서 계속적인 감퇴를 일으키는 것이고, 다른 하나인 외적 노화(Extrinsic aging)는 태양광선 등 누적된 외부 스트레스로 인해 발생하는 것이다. 자연적인 노화의 경우나 외적 노화의 경우 모두 피부 내의 구조적 변화를 수반하게 되며 그 결과 피부는 건조해지고 피부 탄력성을 잃고 주름이 형성된다.

우선 노화에 따른 피부의 구조적 변화를 좀 더 자세히 살펴보면, 피부의 구성성분인 표피, 진피 및 피하조직의 두께가 얇아진다. 또한, 피부의 탄력과 인장을 담당하는 진피 조직의 세포외 기질(extracellular matrix, ECM) 성분이 변화하게 된다. 세포 외 기질은 3차원의 지지체로서 무기염류, 영양분, 노폐물 등의 수용액과 거대 다당류 분자들이 포함되어 있다. 이는 세포를 둘러싼 공간에서 네트워크를 형성해 조직의 형태를 유지하고 지탱하며, 세포간의 신호전달 및 세포의 성장과 분화를 조절하는 중요한 역할을 한다.

지금까지 모사된 ECM 성분은 대부분이 동물로부터 유래되었다. 하지만 동물유래 성분은 병원체 감염 등 안전성의 문제가 대두되면서 화장품에 사용하지 않는 추세이다.

세포 외 기질 전체의 70~80%를 차지하는 주요 성분인 콜라겐은 길이가 긴 섬유구조 단백질 중의 하나로 피부강도와 탄성을 조절하므로 피부 노화, 즉 탄력감소나 주름형성 등과 밀접한 관련이 있다고 알려져 있다. 그러나 현재 사용되고 있는 대부분의 콜라겐이 동물유래 원료이고, 분자량이 약 30만Da 가량의 고분자이기 때문에 피부를 통한 전달에 있어 콜라겐 자체로의 흡수는 한계가 있다.

ECM 성분의 하나인 히알루론산(hyaluronic acid)은 피부 내 진피조직의 세포를 서로 결합시키고 영양분을 전달하는 역할을 하며 피부가 적절한 양의 수분을 유지할 수 있도록 한다. 하지만 히알루론산은 분자량이 수십만에서 수백만의 고분자이기 때문에 점도가 높아 화장품에 적용 시 사용량에 제한을 받으며, 피부에 직접 도포하여 피부를 투과하기가 매우 어렵다는 단점이 있다.

이에, 본 발명자들은 동물 유래 성분이 아닌 식물 유래 또는 합성을 통해 얻은 트리펩타이드, 저분자량 히알루론산, 미네랄, 비타민 등의 성분들을 세포 외 기질과 유사한 조성비로 만들고 피부 투과가 가능한 저분자 성분들을 이용하면 피부 세포의 재생을 촉진시킬 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 세포외 기질을 모사하여 피부 세포의 재생을 촉진시키고 손상된 피부의 기능을 회복시키는 화장료 조성물을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 글리신-프롤린-하이드록시프롤린(Gly-Pro-Hyp)으로 구성된 트리펩타이드, 저분자량 히알루론산, 미네랄 성분 및 비타민을 유효성분으로 함유하는 화장료 조성물을 제공한다.

본 발명에 따라 세포외 기질을 모사한 화장료 조성물은 트리펩타이드, 저분자량 히알루론산, 미네랄 성분 및 비타민 등이 세포를 둘러싼 공간에서 네트워크를 형성해 조직의 형태를 유지하고 지탱하며, 세포간의 신호전달 및 세포의 성장과 분화를 조절함으로써 피부의 노화, 즉 탄력 감소나 주름형성을 억제하는 작용을 할 수 있으며, 피부 투과가 가능한 저분자의 성분들이 피부를 통한 전달을 효과적으로 할 수 있도록 하여 피부 세포 재생을 촉진시키고 손상된 피부의 기능을 회복시켜 준다.

도 1은 본 발명에 따른 조성물의 상처 회복능을 관찰한 현미경 사진이다.
도 2는 본 발명에 따른 조성물의 농도별 상처 회복능을 정량 분석한 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따른 조성물의 피부 섬유아세포 증식 효과를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 조성물의 피부 탄력 개선 효과를 나타낸 모아레 이미지이다.

본 발명은 글리신-프롤린-하이드록시프롤린(Gly-Pro-Hyp)으로 구성된 트리펩타이드, 저분자량 히알루론산, 미네랄 성분 및 비타민을 유효성분으로 함유하는 화장료 조성물을 제공한다.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

본 발명의 유효성분으로 사용되는 트리펩타이드(tripeptide)는 3개의 아미노산인 글리신-프롤린-하이드록시프롤린(Gly-Pro-Hyp)으로 구성되어 있으며 콜라겐의 생성을 촉진시키고 분자량이 낮기 때문에 피부 투과성이 높다. 또한, 상기 트리펩타이드는 합성으로 제조되기 때문에 순도가 높으며 동물 유래 성분이 아니므로 병원체 감염 등의 안전성 문제가 없다는 장점을 갖는다.

콜라겐을 산으로 가수분해하면 다양한 단편이 생겨 트리펩타이드로 끊어내기가 어렵고, 효소를 이용하여 분해한다면 분자량을 작게 만드는데 한계점을 지니고 있다. 따라서, 본 발명은 아미노산을 기초로 하여 역으로 합성을 해나가는 방식을 이용함으로써 균질한 트리펩타이드를 수득할 수 있다. 본 발명의 트리펩타이드는 당업계에 통상적인 아미노산 합성 방법으로 제조될 수 있으며, 그 방법은 특별히 한정되지 않는다.

본 발명의 트리펩타이드는 조성물 총 중량에 대하여 0.001 ~ 3 중량%의 양으로 함유된다. 0.001 중량% 미만이면 그 효과가 미미하고, 3 중량%을 초과하면 그 함량 증가에 비해 효능 증가가 크지 않고 가격 경쟁력을 상실하기 때문이다.

본 발명의 유효성분으로 사용되는 저분자량 히알루론산(hyaluronic acid)은 고분자 히알루론산보다 피부 흡수가 용이하며 우수한 피부 보습, 주름 개선, 상처 치유 및 항염 효과를 나타낸다. 본 발명의 저분자량 히알루론산은 500~10,000 달톤의 분자량을 갖는다. 이는 500달톤 이하의 히알루론산은 제조 및 분리가 용이하지 않고, 10,000달톤을 초과하면 피부 투과가 어려워 그 효과를 나타내지 못하며 점도가 증가하여 제형 안정성이 나쁘기 때문이다.

본 발명의 저분자량 히알루론산은 당업계에 통상적인 방법에 의해 제조될 수 있으며, 그 방법은 특별히 한정되지 않는다. 구체적인 예를 들면, 고온 가열 및 초음파를 이용하는 방법, 산 또는 염기 촉매에 의한 방법, 과황산암모늄 등의 분해 촉매를 이용한 방법 또는 히알루로니다아제 효소를 사용한 방법 등을 이용하여 고분자량의 히알루론산을 저분자화시킬 수 있다.

본 발명의 저분자량 히알루론산은 조성물 총 중량에 대하여 0.001~50 중량%, 바람직하게는 0.01~10 중량%로 사용될 수 있다.

본 발명의 유효성분으로 사용되는 미네랄 성분으로는 염화 마그네슘(magnesium chloride), 염화 칼슘(calcium chloride), 염화 칼륨(potassium chloride), 불화 마그네슘(Magnesium fluoride), 불화 망간(Manganese fluoride), 황산 망간(Manganese sulfate), 황산 아연(zinc sulfate), 황산 마그네슘(magnesium sulfate) 및 황산 구리(copper sulfate)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 포함될 수 있다.

상기 염화 마그네슘, 염화 칼슘 및 염화 칼륨은 표피 분화에 참여하는 것이 알려져 있고(J Clin Invest. 1992 February; 89(2): 530-538.), 불화 마그네슘, 불화 망간, 황산 망간, 황산 아연, 황산 마그네슘 및 황산 구리와 같은 미네랄 성분은 세포 항상성과 피부 보호에 필요하다고 확인되었다.

본 발명의 미네랄 성분은 조성물 총 중량에 대하여 0.001~3 중량%의 양으로 함유된다. 0.001 중량% 미만이면 그 효과가 미미하고, 3 중량%을 초과하면 피부의 항상성을 해칠 수 있기 때문에 바람직하지 않다.

본 발명의 유효성분으로 사용되는 비타민은 세포 대사에 필요한 성분이고, 표피 장벽 기능을 향상시키며 콜라겐 합성에 중요한 역할을 한다. 본 발명에 사용 가능한 비타민으로는 이노시톨, 아스코르브산, 판토텐산, 니아신, 엽산, 티아민, 리보플라빈 및 이들의 유도체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 포함될 수 있다.

본 발명의 비타민은 조성물 총 중량에 대하여 0.001~3 중량%의 양으로 함유된다. 0.001 중량% 미만이면 그 효과가 미미하고, 3 중량%을 초과하면 변색, 변취 등을 일으켜 조성물의 안정도를 저해하기 때문이다.

하기 실시예 및 시험예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 이에만 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

하기 표 1의 조성으로 세포 외 기질을 모사한 조성물을 제조하였다. 이노시톨, 아스코르브산은 각각 비타민 B, C로, 니아신아마이드는 비타민 B3인 니아신의 유도체로 사용되었다. 황산아연, 염화칼륨, 염화칼슘, 황산마그네슘 및 황산구리는 미네랄 성분으로 사용되었다. 올리고 히알루론산은 ㈜바이오랜드, 트리펩타이드는 에이앤팹(A&PEP) (주)에서 구입하여 사용하였다.

성분명	함량(중량%)
올리고 히알루론산(Oligo hyaluronic acid) 무게평균분자량 5,000달톤	0.6
트리펩타이드(Tripeptide)	0.3
폴리리신(polylysine)	0.045
글루타민(glutamine)	0.037
아르기닌(arginine)	0.015
이소류신(isoleucine)	0.01
올레산(Oleic acid)	0.002
리놀레산(Linoleic acid)	0.002
알라닌(Alanine)	0.005
이노시톨(inositol)	0.002
니아신아마이드(niacinamide)	0.0002
아스코르브산(Ascorbic acid)	0.005
황산아연(Zinc sulfate)	0.043
염화칼륨(Potassium chloride)	0.03
염화칼슘(Calcium chloride)	0.012
황산마그네슘(Magnesium sulfate)	0.01
황산구리(Copper sulfate)	0.0002
정제수	잔량

[시험예 1] 세포의 상처 회복 실험

사람 피부에서 분리한 섬유아세포를 12공에 1공당 10⁵개씩 파종하여 90% 정도 자랄 때까지 1% 소태아혈청(FBS)을 함유한 DMEM(Dubelcco's Modified Eagle Medium; BRL, USA) 배지에서 배양하였다. 가는 팁을 이용해 일정 넓이로 바닥을 긁어 세포를 제거하고 실시예 1이 든 배양액을 첨가해 14시간 후에 세포가 자란 모습을 현미경으로 관찰하고, 그 결과를 도 1에 나타냈다. 또한, 이미지 제이(Image J) 프로그램을 이용하여 1시간과 14시간 후 세포가 비어있는 넓이(세포 손상 면적)을 측정하고 하기 수학식 1을 이용하여 농도별 상대적인 상처 회복능(%)을 계산하고, 그 결과를 도 2에 나타내었다.

도 1에서 알 수 있듯이, DMEM 배지로만 처리한 대조군과 비교하여 상기 실시예 1을 사용한 실험군에서는 눈에 띄게 세포 손상 면적이 감소하였다. 또한, 도 2에서 알 수 있듯이, 실시예 1의 상대적인 상처 회복능이 대조군과 비교하여 우수함을 확인할 수 있었으며 농도에 비례하여 상처 회복능이 증가되었다.

따라서, 본 발명의 세포 외 기질을 모사한 화장료 조성물은 세포 재생을 촉진시킬 수 있으며 피부 손상을 빠르게 회복시킬 수 있다.

[시험예 2] 세포 증식 실험

40대의 사람 피부에서 분리한 섬유아세포를 96공에 1공 당 3x10³개씩 파종하여 24시간 동안 M106배지에서 배양하였다. 대조군은 1% 소태아혈청(FBS), 양성대조군은 10% FBS을 사용하였고, 1% 실시예 1을 1% FBS 배지에 48시간, 72시간 동안 세포를 배양한 후, Roche사의 키트(Cell proliferation Elisa, BrdU)로 BrdU 분석(assay)를 실시하여 ELISA로 관찰하고, 그 결과를 도 3에 나타내었다.

도 3을 보면, 실시예 1이 48시간 후에는 양성대조군과 거의 유사한 증식 효과를 나타내었고, 72시간 후에는 양성대조군보다 월등히 높은 세포 증식 효과를 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 본 발명의 세포 외 기질을 모사한 화장료 조성물은 우수한 피부의 섬유아세포 증식 효과를 나타낼 수 있다.

[시험예 3] 피부 안전성 실험

40명의 건강한 성인(평균연령 39.6세, 피부병변 보유자 제외)을 대상으로 상기 실시예 1에서 제조된 조성물에 대한 알레르기성 및 원발성 접촉피부염을 일으키는지에 대해서 알아보기 위해서 정상인의 등에 추출물 20㎕를 IQ 챔버(chamber)에 고정시켜 첩포 검사를 시행하였다. 첩포는 24시간 동안 도포하고 첩포를 제거한 후 실험부위를 표시하여 30분, 24시간 후에 실험부위를 관찰하여 피부자극 여부를 CTFA 가이드라인(1981)과 Frosch &　Kligman (1979)의 검사기준에서 수정된 검사기준인 하기 표 2에 제시된 기준에 의거하여 검사하였다.

점수	특성
0	무반응
1	가벼운 홍반, 발진 또는 확산
2	중간 정도의 균일한 홍반
3	부종을 동반한 강한 홍반
4	부종과 수포를 동반한 강한 홍반

등급 I (무자극 범위): 1 미만

등급 II (경자극 범위): 3미만

등급 III (중자극 범위): 5미만

등급 IV (강자극 범위): 5이상

상기와 같이 첩포 검사를 시행한 결과, 본 발명의 조성물은 모든 피검자에서 자극 점수가 0으로 판정되어 무자극으로 매우 안전한 화장료 조성물임을 알 수 있었다.

[실험예 4] 인체피부에서의 탄력 효과 실험

하기 표 3에 나타낸 조성으로 상기 실시예 1을 함유하는 크림 제형(실시예 2) 및 실시예 1을 함유하지 않는 크림 제형(비교예 1)을 통상의 제조 방법에 따라 제조하였다.

성분	실시예 2 (중량%)	비교예 1 (중량%)
글리세릴스테아레이트	1	1
펜타에리스리틸테트라에칠헥사노에이트	5	5
하이드로제네이티드폴리데센	1	1
식물성스쿠알란	2	2
베헤닐알코올	6.5	6.5
세테아릴알코올	0.6	0.6
피이지-60글리세릴이소스테아레이트	2.5	2.5
디메치콘	2.5	2.5
글리세린	6	6
부틸렌글라이콜	5	5
유효성분혼합물	5	5
잔탄검	0.1	0.1
실시예 1	5	-
방부제	미량	미량
색소	미량	미량
향	미량	미량
정제수	잔량	잔량

제조한 실시예 2의 크림을 안면에 도포했을 때 피부 탄력성이 증가되는 효과를 측정하기 위해 35~45세 여성 22명을 대상으로 2개의 군으로 나누어 1군은 실시예 2를 아침, 저녁으로 1일 2회 도포하도록 하고, 다른 군은 비교예 1을 아침, 저녁으로 1일 2회 도포하도록 하였다. 그리고 3주, 6주 후에 피부 탄력을 측정할 수 있는 모아레 이미지를 이용하여 도포 전후의 안면 처짐각을 측정하였다. 모아레 이미지는 도 4에 나타내었고, 안면 처짐각의 측정 결과는 표 4에 나타내었다. 하기 표 4의 수치는 각군의 피험자의 평균값이다.

각도(°)	0주	3주	6주
실시예 2	35.42	34.93	33.59
비교예 1	36.21	35.97	35.52

도 4 및 표 4에 나타낸 바와 같이, 사용 6주 후에 비교예 1은 1.91%, 실시예 2는 5.17%의 안면 처짐각 감소를 나타내었다. 실시예 1이 안면 처짐각 개선에 보다 효과적으로 작용하는 것을 알 수 있었고, 이를 통해 본 발명의 조성물이 피부 탄력 증가 효과가 있음을 확인할 수 있었다.

[실험예 5] 피부톤 개선 실험

피부 세포의 기능이 회복되고 재생이 촉진되면 불균일하던 피부톤이 균일하게 개선된다. 피부톤의 개선을 확인하기 위하여 35~45세 여성 22명을 대상으로 2개의 군으로 나누어 1군은 상기 실시예 2를, 다른 군은 비교예 1을 아침, 저녁으로 1일 2회 도포하도록 하였다. 그리고 3주, 6주 후 페이셜 스테이지(Facial Stage) DM-3(Moritex, Japan) 기기를 활용하여 피부톤 개선 정도를 평가하였다. 피부의 밝기에 대한 불균일도를 측정하여 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.

피부톤 불균일도(%)	0주	3주	6주
실시예 2	8.14	8.07	7.81
비교예 1	8.12	8.10	8.03

상기 표 5에 나타낸 결과, 피부톤의 불균일도는 6주 뒤 평가에서 실시예 2는 4.05% 감소된 반면, 비교예 1은 1.11% 감소되었다. 따라서, 본 발명에 따른 조성물이 피부톤을 균일하게 만드는데 효과가 있음을 확인하였다.

[제형예 1] 유연화장수

상기 실시예 1을 함유하는 유연화장수 제형을 하기 표 6에 나타낸 조성으로 통상의 제조 방법에 따라 제조하였다.

성분	함량(중량%)
베타인	3.0
낫토검	3.0
셀룰로오스검	0.005
에탄올	10.0
폴리옥시에틸렌경화피마자유	0.2
초산토코페롤	2.0
실시예 1	10
방부제	미량
색소	미량
향	미량
정제수	잔량

[제형예 2] 영양화장수

상기 실시예 1을 함유하는 영양화장수 제형을 하기 표 7에 나타낸 조성으로 통상의 제조 방법에 따라 제조하였다.

성분	함량(중량%)
세틸에틸렌헥사노에이트	4.0
세토스테아릴알콜	1.0
친유형모노스테아릴산스테아레이트	1.0
스쿠알란	0.5
실시예 1	5.0
폴리솔베이트 60	1.5
솔비탄세스퀴올레이트	0.5
글리세린	5.0
트리에탄올아민	0.5
카르복시비닐폴리머	0.2
방부제	미량
색소	미량
향	미량
정제수	잔량

[제형예 3] 크림

상기 실시예 1을 함유하는 크림 제형을 하기 표 8에 나타낸 조성으로 통상의 제조 방법에 따라 제조하였다.

성분	함량(중량%)
글리세릴스테아레이트	3.0
폴리솔베이트 60	1.0
세토스테아레이트	2.5
밀납	1.0
스쿠알란	2.0
솔비탄세스퀴올레이트	0.5
세틸에틸헥사노에이트	0.5
유동파라핀	5.0
유효성분혼합물	5.0
글리세린	3.0
프로필렌글리콜	3.0
실시예 1	5.0
방부제	미량
색소	미량
향	미량
정제수	잔량

Claims (13)

1. 글리신-프롤린-하이드록시프롤린(Gly-Pro-Hyp)으로 구성된 트리펩타이드, 저분자량 히알루론산, 미네랄 성분 및 비타민을 유효성분으로 함유하는 화장료 조성물.
2. 제 1항에 있어서, 상기 트리펩타이드가 조성물 총 중량에 대하여 0.001~3 중량%로 함유되는 것을 특징으로 하는 화장료 조성물.
3. 제 1항에 있어서, 상기 저분자량 히알루론산이 500~10,000달톤의 분자량을 갖는 것을 특징으로 하는 화장료 조성물.
4. 제 1항에 있어서, 상기 저분자량 히알루론산이 조성물 총 중량에 대하여 0.001~50 중량%로 함유되는 것을 특징으로 하는 화장료 조성물.
5. 제 1항에 있어서, 상기 미네랄 성분이 염화 마그네슘, 염화 칼슘, 염화 칼륨, 불화 마그네슘, 불화 망간, 황산 망간, 황산 아연, 황산 마그네슘 및 황산 구리로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 화장료 조성물.
6. 제 1항에 있어서, 상기 미네랄 성분이 조성물 총 중량에 대하여 0.001~3 중량%로 함유되는 것을 특징으로 하는 화장료 조성물.
7. 제 1항에 있어서, 상기 비타민은 이노시톨, 아스코르브산, 판토텐산, 니아신, 엽산, 티아민, 리보플라빈 및 이들의 유도체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 화장료 조성물.
8. 제 1항에 있어서, 상기 비타민이 조성물 총 중량에 대하여 0.001~3 중량%로 함유되는 것을 특징으로 하는 화장료 조성물.
9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물이 피부 세포의 재생을 촉진시키는 것을 특징으로 하는 화장료 조성물.
10. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물이 손상된 피부의 기능을 회복시키는 것을 특징으로 하는 화장료 조성물.
11. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물이 피부 노화를 억제하는 것을 특징으로 하는 화장료 조성물.
12. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물이 피부 탄력을 증가시키는 것을 특징으로 하는 화장료 조성물.
13. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물이 피부톤을 개선시키는 것을 특징으로 하는 화장료 조성물.
    

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