KR20170100327A - 천연 자외선 차단제 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 천연물 유래 물질을 유효성분으로 함유하는 자외선 차단제에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 파충류 허물 또는 어류 비늘을 함유하는 무독성 자외선 차단제에 관한 것이다. 본 발명의 자외선 차단제는, 촉촉하면서도 하얗게 뜨는 백택현상이 없으며 피부에 순하고 인체에 무해할 뿐만 아니라, 자외선 차단효과가 우수하다.

Description

천연 자외선 차단제{Natural Sun Block}

본 발명은, 천연물 유래 물질을 유효성분으로 함유하는 자외선 차단제에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 파충류 허물 또는 어류 비늘을 함유하는 무독성 자외선 차단제에 관한 것이다.

최근, 자외선에의 과다노출이 피부암을 일으킬 수 있다는 보고와 더불어 미국의 경우에는 연간 만 명 정도가 피부암으로 사망하는 것으로 알려져 있다. 특히 이러한 피부암의 발생이 태양광에 의한 발암작용과 관련이 있음이 밝혀짐에 따라 WHO에서는 태양광에 의한 복사, UVA, UVB를 사람에게서 암을 일으키는 발암원인 물질로 규정하였다. 최근에는 이러한 자외선을 차단하기 위한 유용한 수단으로서 자외선 차단제를 함유한 화장품의 사용이 급증하고 있는 실정이나, 자외선 차단제는 합성유기화합물이 주종을 이루고 있으며, 하루에도 수차례 신체의 여러 부분에 도포되며 많은 사람들에게 사용되기 때문에 안전한 자외선 차단제의 개발이 절실하다.

자외선 차단제는 그 작용 기전에 따라 화학적인 차단제와 물리적인 차단제로 나눌 수 있다. 화학적 차단제는 태양 에너지를 분자 내에 포획함으로써 자외선을 흡수하여 차단효과를 나타내는 물질을 말하며, 물리적인 차단제는 자외선을 반사하고 분산시키는 물리적 성질을 가진 물질로서 차단효과가 좋은 반면 미용적으로 적절하지 못하다는 단점이 있다.

자외선 차단제에는 피부에 좋지 않은 물리적 화학적 성분들을 많이 포함하고 있으며, 주요 성분은 부틸메톡시디벤조일메탄 (아보벤존), 에칠메톡시신나메이트, 벤조페논-3, 니트로벤조산, 파바 등이다. 이들 성분은 환경 호르몬 물질이거나 발암물질로서, 갑상선 호르몬 감소 및 피부알러지 유발 가능성이 있다. 니트로벤조산은 체내 단백질을 분해하여서 자외선을 거울처럼 반사시키는데, 과다사용하면 모공이 넓어질 수 있고 파바는 알러지를 유발한다. 특히 티타늄 등의 물리적 차단제는 깨끗이 씻어내지 않으면 모공이 막혀 트러블이 발생할 수 있다.

한편, 천연 물질 중 자외선 차단 기능을 하는 것으로 사람과 가까운 동물의 피부를 들 수 있다. 특히 파충류는 대사 작용을 위해 빛을 받아 체온을 올리는 과정에서 자외선에 많이 노출되지만 언제나 밝은 피부를 가지고 있다. 뱀의 경우에는 일정 기간 성장하면 탈피를 하므로 이때 발생하는 허물 (탈피허물)을 이용하면 살생을 하지 않고도 원하는 결과를 얻을 수 있을 것이며, 어류 역시 서식 위치에 따라 자외선에 장시간 노출되기 때문에, 이러한 파충류 및 어류의 이용가능성이 제기되고 있다.

뱀은 원래 열대 지방 같은 무더운 곳에 많이 살고 있으며 뱀의 피부는 무더운 뙤약볕 아래에서도 손상을 입지 않는 것으로 보아 자외선 차단 효과가 있을 것으로 추정된다. 물고기의 비늘은 물속에 있고, 햇볕에 노출되는 시간이 뱀보다 적어서 자외선 차단 효과가 떨어지겠지만 물을 통과해서 수면 아래로 빛이 내려온다면 비늘 역시 자외선 차단 효과가 있을 것이다. 따라서, 뱀의 탈피 허물과 물고기의 비늘 성분을 추출하여 새로운 선크림을 만든다면 인체에 무해한 선크림을 개발할 수 있을 것이다.

이에, 본 발명자들은, 파충류 및 어류의 피부가 인체에 무해하고 자외선 차단효과가 우수하여 화장품 등의 좋은 재료가 될 수 있다는 전제하에, 파충류 허물과 어류의 비늘을 이용한 천연의 자외선 차단제를 개발하고자 예의 연구하였다.

따라서, 본 발명의 목적은, 천연물 유래 물질을 유효성분으로 함유하는, 무독성 자외선 차단제 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.

그러나, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은, 천연물 유래 물질을 유효성분으로 함유하는 무독성 자외선 차단제를 제공한다.

본 발명의 일 구현예로, 상기 천연물 유래 물질은 파충류 허물 또는 어류 비늘인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 구현예로, 상기 파충류는 구렁이 또는 이구아나인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 구현예로, 상기 어류는 잉어 또는 도미인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 구현예로, 상기 파충류 허물은 구렁이 허물인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 구현예로, 상기 어류 비늘은 잉어 비늘인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 구현예로, 상기 자외선 차단제는 허브 에센셜 오일을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 구현예로, 상기 허브는 레몬글라스인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 자외선 차단제를 함유하는 화장품을 제공한다.

본 발명의 일 구현예로, 상기 화장품은 액상, 고체상 또는 연고형인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 자외선 차단제는, 촉촉하면서도 하얗게 뜨는 백택현상이 없으며 피부에 순하고 인체에 무해하다.

또한, 본 발명의 자외선 차단제는, 장기 보관시 부패방지를 막기 위해 화학적 방부제를 첨가하지 않고 자연에서 추출한 허브 에션셜 오일을 첨가하여 미생물 오염에 대한 안전성도 확보했을 뿐만 아니라 천연 자외선 차단제의 성질을 그대로 보존할 수 있다.

또한, 본 발명의 자외선 차단제는, 천연 재료 그대로를 활용하고 있기 때문에 친환경적이다.

도 1a는 페트리디시를 이용한 재료별 자외선 투과 후 축광가루의 발광 실험 결과이고, 도 1b는 시광 스티커를 이용하여 자외선 차단효과를 확인한 결과이다.
도 2a는 도미 비늘, 도 2b는 이구아나 허물, 도 2c는 구렁이 허물의 전자현미경 관찰 결과이다.
도 3은 수심에 따른 어류의 자외선 차단 효과를 확인한 결과이다.
도 4는 구렁이 허물 엑기스의 자외선 차단 효과를 확인한 결과이다.
도 5a는 구렁이 허물 엑기스의 곰팡이 발생 효과를, 도 5b는 구렁이 허물 엑기스에 허브 오일을 첨가시 곰팡이 발생 효과를 확인한 결과이다.

본 발명자는, 피부노화 및 피부암의 원인이 되는 자외선을 차단하기 위하여 종래 많이 이용되는 화학합성 차단제의 부작용을 방지하고자, 천연의 자외선 차단제를 개발한 결과 다음과 같은 우수한 효과가 있음을 확인하였다.

첫째, 자외선 차단효과를 알아보기 위해 기존의 자외선 차단제를 큐벳과 축광가루, 시광스티커, 자외선투영기를 이용하여 테스트 한 뒤 구렁이 허물의 엑기스를 이용해서 천연 자외선 차단제를 만들고 자외선 차단 효과를 비교하였다.

둘째, 천연 자외선 차단제의 효능과 인체에 미치는 영향을 알아보기 위해 지렁이를 이용한 독성 실험을 한 결과, 시판 자외선 차단제의 차단효과는 월등하였지만 지렁이 독성검사를 통하여 인체에는 안전하지 않다는 것이 판명되었다. 구렁이 허물을 사용한 천연 자외선 차단제는 지렁이를 이용한 독성검사에서 인체에 무해하며 안전하다는 것이 확인되었다.

셋째, 사용 결과 설문에서는 구렁이 허물 엑기스를 첨가한 선크림이 대조군보다 자외선 차단효과가 더 우수했으며 엑기스와 자외선 차단 효과가 없는 일반 선크림을 1:4의 비율로 혼합한 것이 가장 효과적이었다.

넷째, 흡광도 측정을 통하여 구렁이 허물이 UVB를 흡수한다는 것을 확인하였다.

다섯째, 시료별 자외선 반사는 전자현미경 사진 분석결과 도미 비늘이나 이구아나 허물보다 구렁이 허물의 구조가 효과적임을 확인하였다.

여섯째, 피부자극을 최소화하고 안전한 화장품 재료로서 활용가능한 지 알아보기 위하여 다수의 피험자에게 인체 피부 첩포 테스트를 한 결과 독성 없이 안전하다는 것을 증명하였다.

일곱째, 천연추출물의 부패방지를 막기 위해 허브 에션셜 오일을 종류별로 구렁이 허물 엑기스에 첨가한 결과 레몬글라스 에센셜 오일 첨가 시 곰팡이 억제 효과가 가장 뛰어남을 확인하였다.

화장품에 의해 유발되는 피부자극 유형은 알러지성 및 자극성 접촉피부염, 여드름, 광독성 접촉 피부염, 광알러지성 접촉 피부염, 접촉성 두드러기 등이 있으며, 이중 화장품에 의한 알러지성 접촉피부염이 화장품에 의한 부작용 중 많은 부분을 차지하고 있다. 이러한 화장품에 의한 알러지성 접촉피부염을 진단하기 위해 가장 흔히 사용되는 방법으로 첩포검사 (patch test) 방법이 있다.

화장품의 피부 안전성에 관한 시험법 중 1차 피부 자극은 피부에 자극을 주는 물질의 직접 독성 작용에 의하여 발현된다. 1차 자극을 일으킬 수 있는 물질은 아주 많으며 강한 자극성을 나타내는 물질은 피부에 1회 적용으로 자극 반응을 나타낼 수 있다. 자극성이 약한 물질은 여러번 되풀이 하여 적용함으로서 자극을 나타내는데 이것을 누적 자극에 의한 반응이라고 하였다. 첩포시험 (patch test)은 1차 자극 유발 물질을 찾아내는데 가장 널리 사용되는 방법으로 먼저 동물에 대하여 실시하고 이상이 없을 경우 인체적용시험으로 확인하였다.

접촉 과민성(Contact sensitization)시험법은 어떠한 물질에 대하여 노출된 적이 있는 숙주가 다시 그 물질과 접촉하게 되었을 때, 특별한 그리고 증가된 과민반응을 나타내는 것을 말한다. 접촉성 알러지 시험의 근본적인 목적은 과민반응 유발 물질을 찾아내어 제거 또는 감소시키는 것이다. 적용빈도가 높은 시험방법으로 Shelanski & Shelanski 법이 많이 사용되고, 다른 시험으로 Draize법에 대한 Jordon 변법, Kligmann의 Maximization법 등이 있다. 이러한 시험들은 모두 Patch를 사용하여 시료를 피부에 반복 적용시키는 방식을 이용한다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 하기 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.

[ 실시예 ]

실시예 1: 실험방법

1-1. 천연 자외선 차단제 시료 제작

파충류의 시료는 (사)체험학습연구개발협회에서 사육하고 있는 이구아나와 구렁이 허물을 사용하였다. 어류는 자외선이 많이 투과하는 청정 해역에 서식하며 비늘이 크고 많은 생선인 제주산 도미를 선정하였고, 노량진 수산시장에서 싱싱한 도미를 구입하여 비늘을 벗겨 사용하였다. 담수어인 잉어의 비늘은 일식집에 의뢰하여 구입 준비하였다.

구렁이 탈피껍질, 이구아나 탈피껍질, 도미의 비늘 시료는 자외선에 접하는 표면의 상태를 알아보고자 전북대학교 전자현미경실에 의뢰하여 촬영 분석하였다.

1-2. 자외선 차단효과 비교

1) 시판용 자외선 차단제의 자외선 차단 효과 실험

가) 자외선 차단효과 기준 설정

자외선 차단 효과는 다음과 같이 실험하였다. 준비된 각각의 선크림을 페트리디시에 뿌리거나 바른 후 장축광가루를 넣고 자외선투영기에 넣는다. 장축광가루는 자외선을 받으면 색이 변했다가 자외선을 받지 않으면 원래의 색으로 돌아오는 가루이다. 자외선 차단 효과는 자외선을 일정시간동안 쬐인 후 색이 바뀐 장축광가루가 처음의 색이 바뀔때까지 시간으로 측정하며 색이 빨리 복구되면 복구될수록 자외선 차단효과가 뛰어난 것으로 정하였다.

나) 자외선 차단제의 효과 실험

각 선크림을 페트리디시의 덮개에 고르게 바르거나 뿌린다. 장축광가루를 3.5g씩 넣은 페트리디시에 선크림을 바른 덮개를 씌워서 무균실험대에 넣고, 색이 같아질때 까지 기다린다. 무균실험대에 자외선을 일정시간 동안 쪼인 후 자외선 장치를 끈다. 자외선 노출로 인하여 형광색으로 빛나는 장축광가루가 다시 처음 색으로 돌아올때 까지 30초 간격으로 초를 재면서 기다렸다.

2) 허물막 상태의 자외선 차단 효과 실험

가) 큐벳과 축광가루를 이용한 자외선 차단 효과 실험

큐벳에 일정한 양 만큼 장축광가루를 넣은 다음에 자외선 투영기에서 자외선이 옆으로 들어가지 않도록 호일로 옆을 감싼다. 자외선을 쪼일 윗부분을 유리, 이구아나, 구렁이, 랩, 플라스틱 순으로 막은 후 자외선을 쪼인다. 시간이 지나면 호일을 벗겨 원래의 색으로 돌아올 때까지의 시간을 재서 자외선 차단 효과를 알아보았다.

나) 페트리 디시와 장축광가루를 이용한 자외선 차단 효과 실험

처음에는 시험 삼아 페트리 디시에 선크림을 바른 후 안에 장축광가루를 넣고, 자외선 무균 살균기에 두개 씩 넣으면서 실험을 하였다. 실험을 좀 더 본격적으로 하기 위해 무균실험대에 넣은 후 여러 가지를 한꺼번에 하였다. 무균 실험대에서도 여러 가지 방법으로 하였는데 선크림 같은 경우는 페트리디시를 사용하다가 구렁이의 허물, 이구아나 허물은 페트리디시의 구멍을 다 막지 못해서 큐벳을 사용하기로 하였다. 큐벳의 옆 부분에 자외선이 들어가는 것을 방지하기 위해 옆 부분에 쿠킹호일로 감쌌다.

다) 시광 스티커와 자외선 투영기를 이용한 자외선 차단 효과 실험

페트리디시 안에 빨간색으로 변하는 시광 스티커를 붙인 후, 아래쪽에는 이구아나 허물, 구렁이 허물, 유리 순으로 깔아놓고 하나는 대조군으로 아무것도 깔지 않는다. 자외선 투영기에 페트리디시를 하나씩 올려놓고 자외선을 20초간 아래쪽에서 쪼인 다음 자외선 때문에 색이 변한 시광 스티커가 처음의 색깔로 돌아오는 시간을 잰다. 이 실험은 자외선 살균 소독기보다 실험 방법이 쉽고 정확하다.

마지막으로 장축광가루는 가루이기 때문에 고르게 퍼지지 않아서 한 페트리디시에서 부분적으로 색의 차이가 있을 수 있어 관찰이 힘든 반면에, 시광스티커는 비교가 쉽다.

3) 허물 추출액 상태의 자외선 차단 효과 실험

가) 도미 비늘과 구렁이 허물 엑기스 제조

준비된 도미 비늘과 구렁이 허물을 각각 500mL 비커에 넣고, 물을 100mL를 부운 후 121℃, 1.2기압으로 15분 동안 고온고압멸균기에 넣어 멸균하였다. 비늘의 입자를 더 곱게 만들기 위해 믹서로 간 뒤 3시간가량 중탕을 시켰다. 구렁이 허물도 멸균 후 믹서로 갈아 중탕하였다.

나) 도미 비늘과 구렁이 허물 엑기스로 선 크림 제조

페트리디시 여섯 개에 자외선 차단 기능이 없는 크림을 1g씩 넣는다. 구렁이 허물 엑기스와 도미의 비늘 엑기스를 각각 0.25g(12.5%), 0.5g(25%), 1g(50%)씩 넣고 크림과 섞은후 접시에 고루 펼쳐 바른다. 전자저울을 이용하여 크림과 엑기스의 무게를 맞춘 후 페트리디시에 고르게 바르고, 테스트를 하기 위해서 자외선투영기 위에 올려놓았다.

다) 수심에 따른 어류의 자외선 차단 효과

어류의 서식지에 따라 물깊이가 달라서 자외선이 도달하는 정도가 다르면 각각의 물고기마다의 자외선 차단효과가 다를 수 있으므로, 강에서 주로 서식하는 담수어인 잉어 비늘과 바다에서 주로 서식하는 해수어인 도미 비늘의 엑기스를 만든 후 시광 색지를 사용하여 자외선차단효과를 비교하였다.

라) 파충류 및 어류 허물의 혼합 비율에 따른 자외선 차단효과

페트리디시 열개 중 1에서 4까지는 자외선 차단제, 도미 비늘 엑기스, 구렁이 허물 엑기스, 엑기스 혼합용 크림을 바르고, 5에서 7까지는 크림 1g에 비늘 엑기스 1g, 0.5g, 0.25g 혼합물을 8에서 10까지는 크림 1g에 구렁이의 탈피 허물 엑기스를 1g, 0.5g, 0.25g 혼합물을 각각 바른다. 각 페트리 접시는 자외선 투영기에 올려놓고 20초 동안 자외선을 쪼인 후 다시 흰색으로 돌아올 때까지의 시간을 쟀다.

1-3. 파충류 및 어류 허물의 자외선 차단제의 독성검사

1) 독성 검사용 엑기스 준비

도미 비늘과 구렁이 허물 엑기스와 증류수를 1:9의 비율로 섞은 후, 3000rpm에서 5분간 원심분리하여 상층액을 분리한다. 상층액은 증류수와 1:9의 비율로 혼합하였다.

2) 지렁이를 이용한 피부독성 검사

종이컵에 지렁이 10마리를 넣은 뒤 현재 판매 중인 선크림을 조금 넣었다. 독성 검사용 도미비늘 엑기스와 구렁이 허물 엑기스, 증류수를 페트리디시에 각 10mL씩 담고 지렁이를 10마리씩 넣은 후 주기적으로 살아있는지 확인한다. 종이컵에 흙을 30g씩 담아 위와 동일한 용액을 각각 15mL씩 첨가한 후 지렁이 10마리씩 넣고, 매일 정해진 시간에 살았는지 확인하였다.

3) 열대어를 이용한 경구 독성 검사

6종류의 열대어를 2마리씩 준비한다. 열대어를 3종류는 구렁이 허물, 3종류는 도미의 비늘 독성 실험을 위해 각각의 대조군 6개를 추가로 총 시험관 12개를 준비하였다. 모든 시험관에 물고기가 들어있던 물 40mL씩을 넣은 후 각 시험관에 물고기를 한 마리씩 넣는다. 대조군은 증류수 4mL, 구렁이 탈피 허물 독성 검사용 시약과 어류 비늘 독성 검사용 시약을 4mL씩 넣는다. 48시간 동안 상태를 검사하였다.

1-4. 파충류 및 어류 허물 자외선 차단제의 흡광도 측정

1) 구렁이 탈피껍질로 자외선 차단제 제작

구렁이 허물 (9.35g, 147cm)을 삼각 플라스크에 넣고 증류수 500mL를 부은 다음, 증발되는 것을 막기 위해 호일로 덮고 121℃, 1.2기압으로 15분 동안 고온고압멸균기에 넣어 멸균후 4℃의 냉장고에 보관하였다. 구렁이 허물 추출액을 큐벳에 2/3만큼 넣고 대조군으로 물과 NB, MRS도 넣었다. 큐벳들을 자외선 분광 광도기에 넣고 자외선 파장을 250nm~450nm까지 흡광도를 측정하였다.

소독한 용기에 구렁이 허물 추출액 20g을 넣고, 또 다른 용기엔 아르간 오일 2g, 아보카도 오일 3g, 호호바 화이트 4g, 녹차씨 오일 4g, 올리브 유화 왁스 3g, 세틸 알콜 2g을 넣는다. 두 용기를 핫플레이트를 이용하여 70℃까지 올린 후 45~50℃로 내려 갔을 때 구렁이 허물 추출액을 담았던 용기를 다른 용기에 부어준다. 그리고 미니 블랜더를 사용하여 한 방향으로만 돌리며 유화시켜준다. 대조군은 구렁이 허물 추출액 대신에 증류수로 대체하여 만들었다.

2) 천연 자외선 차단제의 성능 실험

20명에게 자외선 차단 기능이 없는 크림(c)과 구렁이 허물 추출액으로 만든 선크림(k)를 주고 10일 동안 지속적으로 사용하게 한 후 천연 자외선 차단제의 효과와 문제점, 개선해야 할 점을 설문지를 만들어 배부하고, 설문지를 바탕으로 분석한다.

3) 구렁이 탈피껍질의 증류 추출

증류장치의 둥근플라스트에 구렁이 탈피껍질 6.8과 70% 에탄올 50mL를 넣고 약 1시간 정도 가열하였다. 감암여과장치로 추출한 후 다시 증류장치에 넣고 농축한 후 첩포 테스트를 실시하였다.

4) 인체 피부 첩포 테스트

패치 스티커 (Finn chamber)에 베이스 로션 (C) 또는 Uvinul A plus (U)와 Tinosorb S (T)가 10% 혼합된 로션을 한 방울 떨어뜨려서 10대에서 40대까지 6명의 피험자의 팔 안쪽 피부에 붙이고 30분 후에 떼어서 관찰하였다. 구렁이 허물 추출액은 추출액 그대로 패치에 흡수시키고 50대의 성인 16명의 피험자의 팔 안쪽 피부에 붙이고 30분 후 떼어서 관찰하였다. 결과 판정은 국제접촉피부염연구회 (International Contact Dermatitis Research Group: ICDRG)의 판정기준에 따라 자극 정도를 분류하였다.

[ICDRG의 판정기준]

1-5. 천연 추출물의 부패 방지를 위한 허브의 이용

곰팡이 배지인 PDA (potato dextrose agar) 배지 8개 중 4개에는 구렁이 허물 엑기스 20uL를 떨어뜨리고 삼각대로 30회 이상 도말한다. 구렁이 허물 엑기스가 도포되거나 도포되지 않은 배지에 각 하나씩에 라벤더, 티트리, 레몬글라스 에센셜 오일 10uL를 떨어뜨리고 도말한다. 모든 8개의 배지의 뚜껑을 열고 1시간동안 방치한 후 실온에서 5일간 배양하면서 곰팡이의 발생을 관찰하였다.

실시예 2: 실험결과

2-1. 자외선 차단 효과 비교

1) 허물막 상태의 자외선 차단 효과

페트리디시를 이용한 재료별 자외선 투과 후 축광가루의 발광 실험 결과 유리와 구렁이 허물, 플라스틱이 자외선 차단효과가 뛰어났으며(도 1a), 시광 스티커를 이용하여 자외선 차단효과를 알아본 결과 플라스틱, 구렁이 허물, 이구아나 허물, 대조군, 유리 순으로 자외선 차단효과가 우수하였다(도 1b).

2) 시료의 전자현미경 사진을 통한 자외선 차단 구조 조사

도미 비늘이나 구렁이 허물, 이구아나의 허물 등은 자외선 차단 효과가 인정되어 구조상 어떤 차이점이 있는지 확인하기 위하여 전자현미경 사진을 비교하였다.

도미 비늘은 마치 기와를 측면으로 포개어 놓은 것 같은 구조였으며 일정한 배열을 하고 있으나 각 입자는 모양이 일정하지 않고 빛이 비쳤을 때 일정 방향으로 반사시키기에는 알맞지 않다. 그러나 각 입자 사이의 틈이 깊어 이 속으로 들어간 빛은 산란될 수 있었다. 최소의 입자 역시 구렁이 허물, 이구아나의 허물 보다 현저하게 커서 단위 면적당 빛을 반사시키는 량이 적다고 볼 수 있다. 도미비늘의 구조가 일정한 방향으로 배열되었거나 각 입자가 패인 구조는 물 속 생활을 하는 물고기가 헤엄칠 때 물과의 마찰을 줄이기 위한 구조로 추정된다(도 2a).

이구아나의 허물은 기와를 덮어 놓은 형태로 도미의 비늘과는 다른 형태로 이 구조는 빛을 반사시키기에 적합한 구조이다. 하나의 기와 형태의 비늘을 확대해 보면 엄지손가락과 같은 둥근 돌기로 되어 있으나 그 배열을 일정하지 않다. 기와모양의 비늘 표면에 둥근 돌기모양으로 솟아오른 구조는 도미 비늘과는 다른 형태로 빛이 비치면 돌기의 표면에 보다 많은 량이 반사되어 산란되고 돌기 자체의 그림자가 생겨 전체적으로 빛을 받는 량이 적을 것이다. 돌기의 배열이나 크기가 일정하다면 더 많은 량의 빛을 반사시킬 수 있을 것이다(도 2b).

구렁이 허물은 이구아나와 같이 기와모양의 비늘이 포개어진 모양이 아니고 보다 작은 넓적한 기와가 이어져 있는 구조이다. 각 비늘은 아주 구멍이 작은 그물과 같은 구조로 되어 있다. 그러므로 표면은 매끄러우나 오목한 구멍이 무수히 분포되어 있는 구조이다. 이 표면에 빛이 비치게 되면 평면에서는 전반사가 일어나고 오목한 구멍 속에 들어간 빛만 투과 되거나 내부에서 산란된다. 그러나 이러한 그물구조는 평면이 아니라 곡면을 이루며 뱀의 피부를 감싸므로 도미의 비늘이나 이구아나의 허물보다 빛을 잘 반사시킬 수 있는 구조로 해석된다(도 2c).

3) 허물 추출액 상태의 자외선 차단 효과

가) 수심에 따른 어류의 자외선 차단 효과

담수어인 잉어비늘 엑기스가 해수어인 도미 비늘 엑기스보다 시광색지 회복시간이 빠른 것으로 보아 담수어인 잉어비늘엑기스는 해수어인 도미비늘엑기스보다 자외선 차단효과가 우수하였다. 따라서 천연 자외선 차단제의 재료로 잉어 비늘이 더 효율적이라는 것을 알 수 있었다(도 3).

나) 파충류 및 어류 허물의 혼합 비율에 따른 자외선 차단효과

자외선 차단제는 현재 시판 중인 상품이 가장 자외선 차단 효과가 좋았지만, 새로 개발한 선크림 중 10번(구렁이 엑기스 0.25g+크림1g)이 시판 중인 선크림과 거의 비슷하게 차단효과가 우수하였다(표 1).

비늘과 구렁이 엑기스 첨가 선크림의 자외선 차단 후 시광 색소의 회복 시간

시료	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1차	39.60	71.99	62.74	64.91	65.80	70.83	60.37	61.66	67.33	58.07
2차	38.79	73.43	63.78	71.52	65.74	66.62	62.42	68.40	59.04	55.73
3차	43.34	74.48	66.96	72.56	68.92	73.35	70.36	64.69	74.25	60.94
평균	30.68	55.48	49.12	53.25	51.37	54.20	50.04	50.69	52.41	46.19
표준오차	1.40	0.72	1.27	2.40	1.05	1.97	3.05	1.95	4.40	1.51

2-2. 파충류 및 어류 허물의 자외선 차단제의 독성검사

1) 시판 자외선 차단제의 독성검사

시판되는 자외선 차단제의 독성을 알아보기 위하여 지렁이를 이용하여 실험해 보았다. 처음에 자외선 차단제가 묻었을 때는 몸을 비틀면서 노란색 액체를 뿜으며 있다가 15분 정도 후에 모두 움직이지 않고 사멸하였다. 따라서 시판 중인 선크림에 독성물질이 있는 것이 확인되었다.

2) 도미 비늘, 구렁이 허물 엑기스의 독성

도미의 비늘과 구렁이 허물 엑기스의 독성 여부를 알아보기 위하여 각 엑기스를 토양 속에 넣고 지렁이를 넣거나 지렁이에게 직접 노출시킨 결과 4일 후 100% 생존하였다. 열대어를 넣은 어항에 실험군에는 도미 비늘 엑기스를 넣고 대조군에는 넣지 않고 48시간 후의 생존율을 조사한 결과 비늘 엑기스를 넣은 실험군과 대조군의 열대어 중 구라미와 구피는 48시간 동안 모두 생존하였다. 따라서 도미 비늘 엑기스는 열대어의 생존에 영향을 주지 않으며 독성이 없이 안전함을 확인하였다.

구렁이 허물 엑기스를 첨가한 물에서 칼라테트라는 9시간 이후 죽었지만 대조군에서도 같이 죽었기 때문에 엑기스의 독성 때문이라고 볼 수 없다. 금붕어의 경우에는 대조군이 14시간 째 대조군이 죽었지만 구렁이 허물 엑기스를 첨가한 실험군에서는 48시간 까지 다 생존하였다. 따라서 구렁이 허물 엑기스도 독성이 없고 안전하다는 것을 알 수 있다.

2-3. 파충류 및 어류 허물 자외선 차단제의 흡광도

1) 천연 엑기스 첨가 크림의 자외선 차단 기능

구렁이 허물의 흡광도를 측정한 결과, 280-320 nm에서 흡광도가 높은 것으로 보아 UVB를 흡수하는 것을 알 수 있었으나, 320-400 nm에서는 흡광도가 낮은 것으로 보아 자외선 UVA를 흡수하지 못한다는 것을 알 수 있었다(도 4).

2) 천연 자외선 차단제의 성능

이상의 실험결과 구렁이 허물 추출액이 자외선 차단에 가장 효과적일 것으로 생각되어 구렁이 추출액을 첨가한 선크림을 만들어 사용 효과를 검증해 보았다.

설문 조사는 10대 (5%), 20대 (20%), 30대 (5%), 40대 (45%), 50대 (25%)를 대상으로 거의 모든 연령대를 대상으로 설문지 조사를 하였다. 또한 남자(25%)와 여자(75%)를 대상으로 설문하였다.

본 발명에서 얻어진 결과를 바탕으로 개발한 천연 자외선 차단제(구렁이 허물 엑기스 추가)를 기존의 자외선 차단제와 비교한 결과, 피부에 대한 반응은 본 발명의 제품이 발림성이나 피부에 대한 트러블이 적게 나타났고, 피부가 좋아졌다고 응답하였다(표 2).

자외선 차단제별 피부에 대한 사용 결과

항목	자외선차단 성분이 없는 크림(C)	천연 자외선 차단제 (구렁이 허물 엑기스)	둘 다	없다
발림성이 좋다	7 (35%)	9 (45%)	3 (15%)	1 (5%)
발진이 생긴다	0 (0%)	0 (0%)	0 (0%)	20 (100%)
피부가 좋아진다	0 (0%)	4 (20%)	6 (30%)	4 (20%)
느낌이 좋다	7 (35%)	6 (30%)	4 (20%)	3 (15%)

3) 인체 피부 첩포 테스트

대조군으로서 화학적 자외선 차단제 원료인 Uvinyl A plus와 Tinosorb S를 로션에 혼합하여 10대에서 40대까지 3명의 남자와 3명의 여자, 총 6명의 피험자의 피부에 첩포하여 30분간 테스트를 하였다. 패치 자체에 민감한 1명의 피험자를 제외하고 40대 여성 피험자 1명은 Uvinyl A plus에, 다른 한명은 Tinosorb S에 약한 민감성을 보였다(표 3).

화학적 자외선 차단제 재료의 피부 첩포 테스트 반응

성별	연령	control	Uvinyl A plus (UV A)	Tinosorb S (UVB)
남	17	(±)	(±)	(±)
남	37	(-)	(-)	(-)
남	39	(-)	(-)	(-)
여	27	(-)	(-)	(-)
여	44	(-)	(-)	(±)
여	46	(-)	(±)	(-)

본 발명의 구렁이 허물을 알코올 추출하여 50대, 16명의 피험자에 피부 첩포 테스트를 실시하였다. 패치에 민감한 여성 피험자 한명을 제외하고 15명의 피험자 모두 피부 반응이 나타나지 않아 무해하다는 것을 확인하였다(표 4).

구렁이 허물 추출액 피부 첩포 테스트 반응

번호	성별	control	구렁이 허물 추출액
1	여	(±)	(±)
2	여	(-)	(-)
3	여	(-)	(-)
4	남	(-)	(-)
5	남	(-)	(-)
6	남	(-)	(-)
7	남	(-)	(-)
8	남	(-)	(-)
9	남	(-)	(-)
10	남	(-)	(-)
11	남	(-)	(-)
12	남	(-)	(-)
13	남	(-)	(-)
14	남	(-)	(-)
15	남	(-)	(-)
16	남	(-)	(-)

2-4. 천연 추출물의 부패 방지를 위한 허브의 이용

구렁이 허물 엑기스를 화장품 원료로 사용하기 위해서는 미생물 오염에 대한 안정성을 확인할 필요가 있다. 엑기스를 곰팡이 배지에 깔고 실내에서 노출시킨 결과 대조군보다는 적은 수와 양의 곰팡이가 발생하였다(도 5a).

하지만 방부제의 첨가 없이 사용하기 위해서 허브 에센셜 오일 3종을 첨가하여 곰팡이 증식을 관찰해 보았다. 라벤더, 티트리, 레몬글라스 에센셜 오일과 구렁이 허물 엑기스가 함께 첨가되면 에센셜 오일 단독으로 첨가한 경우보다 곰팡이 발생이 현저히 낮아졌으며, 특히 레몬글라스 에센셜 오일 첨가군은 구렁이 허물 엑기스 유무와 상관없이 곰팡이가 완벽히 억제되었다(도 5b).

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야 한다.

Claims (10)

1. 천연물 유래 물질을 유효성분으로 함유하는, 무독성 자외선 차단제.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 천연물 유래 물질은 파충류 허물 또는 어류 비늘인 것을 특징으로 하는, 무독성 자외선 차단제.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 파충류는 구렁이 또는 이구아나인 것을 특징으로 하는, 무독성 자외선 차단제.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 어류는 잉어 또는 도미인 것을 특징으로 하는, 무독성 자외선 차단제.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 파충류 허물은 구렁이 허물인 것을 특징으로 하는, 무독성 자외선 차단제.
6. 제 2 항에 있어서, 상기 어류 비늘은 잉어 비늘인 것을 특징으로 하는, 무독성 자외선 차단제.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 자외선 차단제는 허브 에센셜 오일을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 무독성 자외선 차단제.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 허브는 레몬글라스인 것을 특징으로 하는, 무독성 자외선 차단제.
9. 제 1 항의 자외선 차단제를 함유하는, 화장품.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 화장품은 액상, 고체상 또는 연고형인 것을 특징으로 하는, 화장품.

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