KR20180004432A - 피부 외용제 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 피부 외용제 조성물에 관한 것으로서, 불산 중화 성분 또는 칼슘 이온 및 글루콘산 음이온 공급원으로서의 칼슘 글루코네이트 1~4.5중량%와, 불산 중화 보조 성분 또는 마그네슘 이온 및 피롤리돈 카복실산 공급원으로서의 마그네슘-PCA 0.1~3중량%와, 증점제 1~5중량%와, 상안정제 2~10중량%와, 보습제 0.1~10중량%와, 나머지 잔부가 물로 구성되며, 선택적으로는 산-화상(acid nurn) 및 손상 피부를 재생 회복시키기 위한 천연 식물 추출물 10~40중량% 및/또는 천연 식물 추출물로 된 천연 방부제 3~20중량%를 더욱 포함하며, 불산에 의한 화상 사고 발생 시 불소 이온과 신속히 결합하여 불산을 중화시킴으로써 표재성(表在性) 손상의 심화를 막음과 아울러 피부 속 깊이 침투하여 심재성(深在性) 손상으로 진행하지 않도록 병원에서의 해독제(antidote) 치료 전 응급 처치제(first aid)로 효과적으로 적용 가능하고, 산-화상(acid burn)이나 썬번에 의한 피부 조직 손상 및 상처 치유에 우수한 효능을 발휘하므로 손상된 피부 조직을 효과적으로 회복시키는 한편, 피부에 칼슘과 마그네슘 이온을 최적 발란스로 공급함으로써 피부 장벽 기능을 향상시켜 건조에 강하고 활력있는 건강한 피부를 유지해 줄수가 있다.

Description

피부 외용제 조성물{COMPOSITION FOR EXTERNAL APPLICATION TO SKIN}
본 발명은 피부 외용제 조성물에 관한 것이며, 더욱 상세하게는, 불산(Hydrofluoric Acid: HA)에 의한 화학 화상(chemical burning)에 있어서 불소이온(fluoro ion)을 빠르게 중화시켜 피부 속 침투를 막고 산-화상(acid burn)에 의해 손상된 피부를 효과적으로 재생 및 회복시킬 수 있는 한편, 피부에 칼슘과 마그네슘 이온을 최적 발란스로 공급함으로써 피부 장벽 기능을 향상시켜 건조에 강하고 활력있는 건강한 피부를 유지해 주는, 천연 추출 성분을 포함하는 피부 외용제 조성물에 관한 것이다.
근래 들어, 다양한 산업체에서의 작업 공정 상 유해 화학물질의 사용량 및 빈도가 증가함에 따라 작업자 또는 작업장의 화학약품에 의한 노출이나 오염 사례도 증가하고 있다.
일반적으로, 화학약품에 의한 화학 화상은 고온 화상에 비하여 조직 파괴 정도가 더욱 심하고 상흔과 색소 침착을 남기는 경우도 더 많은 것으로 알려져 있다.
화학 화상을 일으키는 화학약품의 수는 대략 25,000 종 이상인 것으로 알려져 있으나, 이중에서도 불산은 페놀, 에틸렌옥사이드, 습한 시멘트 등과 함께 국내 화학 화상의 대표적인 원인물질로 알려져 있다.
이중에서도 불산은 강한 자극성 및 부식성이 있으며 인체 침투력이 매우 높은 무색의 가스 또는 투명한 액상의 무기 강산으로서, 불산에 인체가 노출될 경우 피부 화상은 물론, 피부 깊숙이 침투하여 피부 조직을 괴사시키고 심하면 뼈 속까지 침투하여 뼈 손상을 초래하는 매우 위험한 화학약품이며, 증기상의 무수 불산(anhydrous HF)은 흡입 시 눈과 호흡기를 강하게 자극하고 성문 폐색, 폐렴, 폐수종, 기관지염을 초래하며, 액상의 유수 불산(hydrous HF)은 피부 노출 시 전신 독성을 수반하는 화학 화상을 일으키게 되며 적절한 해독제를 이용한 치료가 수반되지 않으면 소량 노출에 의해서도 사망에 이를 수 있는 것으로 알려져 있다.
구체적으로는, 불산은 높은 투과성을 나타내므로 쉽게 피부 속으로 침투되며, 일단 진피 속으로 침투되면 불소 음이온과 수소 양이온으로 분리되고, 분리된 불소 음이온은 급속히 흡수되어 체내에 퍼져 나가며 세포의 탈수 및 저산소증을 일으킨다. 또한 불소는 칼슘 및 마그네슘과 같은 양이온과 결합하여 불용성 염류를 형성하므로 저칼슘 혈증 및 저마그네슘 혈증을 유발하며, 이렇게 생성된 불용성 염류들은 다른 양이온과의 결합과 분리를 반복하면서 더욱 심한 조직 손상을 일으킨다. 또한 분리된 수소 이온이 세포 내로 들어가면서 칼륨 이온이 세포 밖으로 이동하므로 고칼륨 혈증이 나타날 수 있다. 다른 산들과는 달리 이러한 조직 손상이 수일에 걸쳐 일어날 수 있다.
또한 불산은 다른 산에 비해 높은 투과계수를 갖고 있어 쉽게 피부 속으로 침투할 수 있고 심한 진행성의 조직 괴사를 일으킬 수 있다. 불산은 두 가지 다른 기전으로 조직에 손상을 일으킨다. 첫 번째로, 불산에서 분리된 수소이온이 다른 산에 의한 화상과 유사한 부식성 화상을 일으킨다. 이 손상은 즉시 일어나며 타는 듯한 통증과 함께 발적, 부종으로 나타나는 표재성 조직 손상을 초래한다. 두 번째는 조직 괴사를 통해 심재성 손상을 일으키는 기전이다. 지방 친화성이 있는 불소이온이 빠르게 조직 내로 침투하여 세포 대사 과정을 바꿔놓는다. 이 기전에 의한 손상은 훨씬 심각하여 겉으로 보이는 손상보다 더욱 심한 통증을 동반할 수 있다.
이러한 불산에 의한 손상 과정은 농도에 따라 다르게 나타나며, 일반적으로 20% 농도 이상의 불산 노출은 즉각적인 표재성 피부 화상을 일으킬 수 있지만 희석된 상태의 불산 노출은 표재성 화상이 바로 나타나지 않고 수 시간에서 하루 정도 지연되어 나타날 수 있으며, 특히 5~15%의 희석 불산에 노출된 경우에는 더욱 지연되어 나타날 수 있으므로 주의를 요한다.
상기한 불산은 여러 산업 영역에서 유리 또는 금속의 식각이나 세정 등에 광범위하게 사용되고 있으며, 구체적으로는 반도체 제조 공정에서의 웨이퍼 에칭이나, 디스플레이 제조 공정에서의 글라스 슬리밍(slimming) 또는 에칭에 널리 사용되고 있으며, 최근 반도체 및 디스플레이 산업의 성장에 따라 불산 사용량도 크게 증가 되고 있으며 이에 따른 불산 화상 또는 작업 환경 오염 사고도 급증하는 추세에 있다.
따라서 불산을 사용하는 산업 현장이나 실험실 또는 연구실 등에 있어서는 불산에 의한 화학 화상(chemical burning)에 있어서, 불소이온(fluoro ion)을 빠르게 중화시켜, 피부 속 침투를 막고, 불산 화상에 의한 손상된 피부를 효과적으로 재생 및 회복할 수 있는 수 있는 피부 외용제의 개발이 당업계에 요청되어 왔다.
다른 한편으로는, 과립층에 많이 존재하여 피부 세포 분화를 촉진하여 튼튼한 각질층 세포를 만들어 주는 칼슘 이온과, 각질층에 많이 존재하며 손상된 각질층의 장벽 기능에 대한 자발적 회복을 촉진하는 마그네슘 이온을 피부에 최적의 비율로 공급함으로써 건조에 강하고 활력 있는 피부를 만들 수 있는 피부 외용제의 개발도 당업계에 요구되어 왔다.
한국등록특허 제10-1543661(2015.08.05. 등록)
따라서 본 발명의 첫 번째 목적은 불산에 의한 화상 사고 발생 시 불소 이온과 결합하여 불산을 중화시킴으로써 표재성(表在性) 손상의 심화를 막음과 아울러 피부 속 깊이 침투하여 심재성(深在性) 손상으로 진행하지 않도록 병원에서의 해독제(antidote) 치료 전 응급 처치제(first aid)로 적용하기 위한 효과적인 피부 외용제 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 두 번째 목적은 피부 도포 시 피부 자극이나 당김이 없는피부 외용제 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 세 번째 목적은 저칼슘혈증(hypocalcemia)의 위험을 저감시킬 수가 있는 피부 외용제 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 네 번째 목적은 선택적으로 겔 상태의 투명 제형으로 제공됨으로써 특별한 기구나 도구 없이 화상 부위에의 용이한 도포가 가능하고 도포 시 화상 부위에 대한 시각적 확인이 가능한 높은 사용 편의성을 지니는 피부 외용제 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다섯 번째 목적은 산-화상(acid burn)이나 썬번(sun-burn)에 의한 피부 조직 손상 및 상처 치유에 효능을 발휘하여 손상된 피부 조직을 효과적으로 회복시킬 수 있는 피부 외용제 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 여섯 번째 목적은 피부에 칼슘과 마그네슘 이온을 최적 발란스로 공급함으로써 피부 장벽 기능을 향상시켜 건조에 강하고 활력있는 건강한 피부를 유지해 줄수가 있는 피부 외용제 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 전술한 제반 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 양태(樣態)에 따르면, 불산 중화 성분 또는 칼슘 양이온과 글루콘산 음이온 공급원으로서의 칼슘 글루코네이트 1~4.5중량%, 바람직하게는 2~4중량%, 특정하게는 2~3.5중량%와, 불산 중화 보조 성분 또는 마그네슘 이온 및 피롤리돈 카복실산 공급원으로서의 마그네슘-PCA(magnesium; 5-oxopyrrolidine-2-carboxylate) 0.1~3중량%, 바람직하게는 0.5~2중량%, 특정하게는 0.5~1.5중량%와, 증점제 1~5중량%, 바람직하게는 1~3중량%, 특정하게는 1.5~2.5중량%와, 상안정제 2~10중량%, 특정하게는 3~5중량%와, 보습제 0.1~10중량%, 특정하게는 0.5~5중량%와, 잔부가 물로 구성되는 응급 처치용 피부 외용제 조성물이 제공된다.
본 발명의 바람직한 다른 일 양태에 따르면, 전술한 양태에 있어서 산-화상(acid burn) 및 손상 피부를 재생 회복시키는 천연 식물 추출물 10~40중량%를 더욱 포함하는 피부 외용제 조성물이 제공된다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일 양태에 따르면, 전술한 양태에 있어서 천연 식물 추출물로 된 천연 방부제 3~20중량%를 더욱 포함하는 피부 외용제 조성물이 제공된다.
여기서, 상기한 천연 식물 추출물은 병풀, 카모마일, 마치현, 체이스 트리, 그린티, 그레이프 시트, 불루베리 및, 검정콩으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 식물의 물 또는 에탄올 또는 초임계 이산화탄소 추출물일 수 있다.
또한 상기한 천연 방부제는 자몽, 유자, 아로니아, 정향, 유칼립투스 및, 고삼으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 식물의 정유 또는 수증기 증류물일 수 있다.
상기한 피부 외용제 조성물의 제형이 젤, 크림, 에센스, 세럼, 토닉, 또는 로션일 수 있다.
본 발명에 따른 피부 외용제 조성물은 불산에 의한 화상 시 불소 이온과 신속히 결합하여 불산을 중화시킴으로써 표재성(表在性) 손상의 심화를 막음과 아울러 피부 속 깊이 침투하여 심재성(深在性) 손상으로 진행하지 않도록 병원에서의 해독제(antidote) 치료 전 응급 처치제(first aid)로 효과적으로 적용 가능하고, 특별한 기구나 도구 없이 불산 화상이나 그 외 의 산 화상 또는 썬번 부위에의 용이한 도포가 가능함은 물론 투명 셀 타입인 경우에는 도포 시 화상 부위에 대한 시각적 확인이 가능하므로 높은 사용 편의성을 지니며, 피부 도포 시 피부 자극이나 당김이 없고, 불산 화상환자의 저칼슘혈증(hypocalcemia) 위험을 저감시킬 수 있음과 아울러, 썬번(sun burn)이나 산-화상(acid burn)에 의한 피부 조직 손상 및 상처 치유에 효능을 발휘하는 한편, 피부에 칼슘과 마그네슘 이온을 최적 발란스로 공급함으로써 피부 장벽 기능을 향상시켜 건조에 강하고 활력있는 건강한 피부를 유지해 줄 수가 있다.
도 1은 불소 이온을 포함한 다양한 음이온 성분의 IC 분석 RT값 (standard)을 나타내는 도면이다.
도 2는 실시예 15 + 10중량% 불산 2.00그램 혼합 교반한 후의 IC 분석 RT값 (standard)을 나타내는 도면이다.
도 3은 실시예 15의 천연 방부력 평가도이다.
도 4 및 도 5는 각각 진피 섬유아세포의 불산 처리 후 대조군(실시예 1, 2, 3) 및 실시예 6 및 15에 의한 6시간 후 및 12시간 후의 타입 1 콜라겐 mRNA 전사량 측정 그래프도이다.
도 6 및 도 7은 각각 진피 섬유아세포의 불산 처리 후 대조군(실시예 1, 2, 3) 및 실시예 6 및 15에 의한 12시간 후 및 24시간 후의 타입 1 콜라겐 단백질 발현량 측정 전기영동 사진이다.
도 8 및 도 9는 각각 20% 불산으로 30초 간 및 3분 간 처리하여 자극 유도된 EpiDermFTTM skin cell에서의 대조군 (실시예 1)와 실시예 15의 상대적 cell viability 비교 평가 그래프도이다.
도 10은 불산 화상 마우스의 7일간 처리 후 피부 세포 조직에 대한 미처리(PBS), 대조군(실시예 1) 및 실시예 15에 의한 COL1A1 mRNA 전사량 측정 그래프도이다.
이하, 본 발명에 관하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.
먼저 본 발명에 따른 피부 외용제 조성물에 있어 불산 중화 주성분 또는 칼슘 이온 공급원으로서 사용되는 하기의 화학식 1로 나타낸 칼슘 글루코네이트에 있어서의 칼슘 양이온은 하기의 화학식 2에 나타낸 바와 같이 불산의 불소 음이온과 결합함으로써 불산을 중화시키는 중요한 역할을 수행하게 된다.
칼슘 이온은 과립층에 많이 존재하며 케라틴(keratin) 형성 세포의 분화를 촉진시켜 피부 장벽을 강화시키는 중요한 원소이며, 하기의 화학식 2에 나타낸 칼슘 클루코네이트의 글루콘산 음이온은 칼슘 이온이 피부층 하부로 전달되는 것을 촉진하는 역할을 한다.
Figure pat00001
Figure pat00002
본 발명에 있어서 상기한 칼슘 글루코네이트의 첨가량은 1~4.5중량%, 바람직하게는 2~4중량%, 특정하게는 2~3.5중량%의 범위이며, 1중량% 미만인 경우에는 불산의 불소 이온 중화 효과가 지나치게 낮아질 우려가 있음은 물론, 중화 후 pH 저하가 심하여 피부 트러블을 유발할 염려가 있음과 아울러, 칼슘 이온 공급 효과가 만족스럽지 못하게 될 우려가 있어 바람직하지 못하며, 역으로 4.5중량%를 초과하는 경우에는 겔 타입으로의 제형화에 지장을 초래함과 아울러 사용감 및 도포 시 사용 편의성 저하를 초래할 우려가 있으므로 역시 바람직하지 못하다.
한편, 칼슘 클로라이드나 마그네슘 클로라이드는 중화 부산물로서 강산인 HCl이 생성되므로 불산 화상 부위에 대한 도포 시 국소적인 pH 저하에 따른 자극성, 발진, 홍반, 물집과 같은 피부 트러블을 형성할 우려가 있음과 아울러, 불산 오염 작업 환경의 제독 시 염화 가스 발생에 의한 부차적인 환경오염을 초래할 수 있으므로 본 발명에 있어서는 바람직하지 못하다.
또한 본 발명에 따른 피부 외용제 조성물에 있어서는 불산 중화 보조 성분 또는 마그네슘 이온 및 피롤리돈 카복실산 공급원으로서 하기의 화학식 3으로 나타낸 마그네슘-PCA(magnesium; 5-oxopyrrolidine-2-carboxylate)가 사용되며 하기의 화학식 4에 나타낸 바와 같이 불산의 불소 음이온과 결합함으로써 불산을 중화시키게 된다.
마그네슘 이온은 각질층에 다량 존재하며 손상된 각질층의 장벽 기능 회복을 촉진하는 기능을 수행하며, 유리된 피롤리돈 카복실산은 글리세린이나 솔비톨 보다 월등히 높은 보습력을 나타내는 천연보습인자로서 작용하며, 무자극, 무독성으로서 알러지를 유발하지 않는 매우 안전한 물질이다.
Figure pat00003
Figure pat00004
본 발명에 있어서 상기한 마그네슘-PCA의 첨가량은 0.1~3중량%, 바람직하게는 0.5~2중량%, 특정하게는 0.5~1.5중량%의 범위이며, 0.1중량% 미만인 경우에는 불산의 불소 이온 중화 효과와 보습력 측면 및 마그네슘 이온 공급 측면에서 원하는 소기의 첨가 효과를 얻지 못하게 될 우려가 있어 바람직하지 못하며, 역으로 3중량%를 초과하는 경우에는 용해도와 투명도 및 상안정성에 문제를 초래할 우려가 있으므로 역시 바람직하지 못하다.
본 발명에 따른 피부 외용제 조성물은 불산 화상이나 산화상 또는 썬번 등의 화상 부위에 적용하거나 또는 피부 건강을 위한 화장료로써 제형화(formulation)되며, 본 발명에 따른 상기한 바와 같은 피부 외용제 조성물은 의약품 및 의약부외품에 속하지 않으므로 별도의 의사 처방 없이 불산 사고 또는 기타의 산 화상 사고 현장에서 불산 화상용 응급 처치제로서 사용되며, 투명한 겔 타입인 경우에는 육안으로 불산 중화 정도 및 과정을 확인할 수 있으므로 매우 효과적임과 아울러, 유용하다.
본 발명에 따른 피부 외용제 조성물은 앞서 언급한 중화 주성분 또는 칼슘 이온 및 클루콘산 음이온 공급원과, 중화 보조 성분 또는 마그네슘 이온 및 피롤리돈 카복실산의 공급원 외에, 증점제를 1~5중량%, 바람직하게는 1~3중량%, 특정하게는 1.5~2.5중량% 포함하며, 1중량% 미만인 경우에는 겔화에 어려움을 초래할 수 있어 바람직하지 못하며, 역으로 5중량%를 초과하는 경우에는 점도가 과도하게 높아짐에 따라 사용감이 열등하게 될 우려가 있으므로 역시 바람직하지 못하다.
상기한 증점제로서는 하이드록시에틸 셀룰로오스, 잔탄검, 구아검, 나토검 등이 사용될 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 임의의 공지의 관용적으로 사용되는 증점제를 사용할 수도 있음은 물론이다.
또한 본 발명에 따른 피부 외용제 조성물은 상안정제로서 1,3-부탄디올, 1,2-헥산디올, 카프릴릴 글리콜, 프로필렌 글리콜, 페녹시 에탄올, 디소디움 EDTA, 프로판디올, 부틸렌 글리콜 등과 같은 상안정제를 2~10중량%, 특정하게는 3~5중량% 포함하며, 2중량% 미만인 경우에는 안정화 효과가 열등하게 될 우려가 있어 바람직하지 못하며, 역으로 10중량%를 초과하는 경우에는 그 첨가량 증가에 따른 효과 증대가 없으므로 역시 바람직하지 못하다.
본 발명에 사용 가능한 안정제로서는 위에서 언급한 것에 한정되는 것은 아니며, 다른 임의의 공지의 관용적으로 사용되는 상안정제를 사용할 수도 있음은 물론이다.
또한 본 발명에 따른 피부 외용제 조성물은 보습제를 0.1~10중량%, 특정하게는 0.5~5중량% 포함한다.
본 발명에 적용되는 상기한 보습제로서는 소듐 하이루론산이 전형적이나, 글리세린이나, β-글루칸, 또는 디포타슘 글리시리제이트(dipotassium glycyrrhizate) 등을 사용하거나, 또는 상안정제로서 위에서 언급한 부틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올, 1,2-헥산디올, 또는 카프릴 글리콜 등을 사용할 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 임의의 공지의 관용적으로 사용되는 보습제를 사용할 수도 있음은 물론이다.
본 발명에 따른 피부 외용제 조성물의 잔부는 물로 구성된다.
또한 선택적으로는, 본 발명에 따른 피부 외용제 조성물에는 산-화상(acid nurn)이나 썬번에 의한 손상 피부를 재생 회복시키는 천연 식물 추출물 10~40중량%를 더욱 포함할 수 있으며, 상기한 천연 식물 추출물로서는 병풀, 카모마일, 마치현, 체이스 트리, 그린티, 그레이프 시트, 불루베리, 검정콩, 또는 이들의 임의의 혼합물에 대한 물 또는 에탄올 추출물, 또는 초임계 이산화탄소 추출물일 수 있다.
본 발명에 사용될 수 있는 피부 손상 회복 및 재생 효능이 있는 식물 추출물의 효능을 하기의 표 1에 나타낸다.
No 한글명 INCI Name 효능
1 검정콩 추출물 Glycinsoja
(soybean)seedextract		 세포증식 및 재생을 도와 피부건강유지. 단백질 분해효소로부터 피부보호, 항산화 효과, 피부노화예방, 항염작용 및 신진대사촉진으로 피부에 영양공급
2 그린티 추출물 Water/Alcohol/Camelliasinensis leafextract 항산화작용, 항균작용,
항염, 피부진정
3 블루베리 추출물 Vaccinumangustifolium
(Blueberry)fruit extract		 피부의 항산화 작용, 항염증 작용
4 카모마일 추출물 Chamomile 세포증식, 피부대사
5 병풀추출물 Centella Asiatica Extract 피주탄력, 상처치유
6 마치현추출물 Portulaca Oleracea Extract 피부보습제(보습, 유연 및 항염작용으로 피부 노화 예방) 향균, 향진균 효과. 피부 자극 및 알러지 반응 진정. 피부 건조 예방.
7 그레이프 시트
추출물
Vitis Vinifera (Grape) Seed Extract		 항산화, free radical로부터 세포 손상 방어, 피부 보습, 컨디셔닝
8 체이스트 트리 추출물 Vitexagnus-castus Extract 호르몬 발란스 효과 (여성 호르몬의 정상적인 분비를 도와 월경증후군(PMS: Premenstrual Syndrome)증상 완화)
상기한 천연 식물 추출물의 첨가량이 10중량% 미만인 경우에는 산-화상이나 썬번에 의해 손상된 피부에 대한 충분히 만족스러운 정도의 재생 회복력을 얻지 못하게 될 우려가 있으며, 역으로 40중량%를 초과하는 경우에는 용해도와 투명도 및 상안정성에 부정적인 영향을 미칠 우려가 있다.
또한 본 발명에 따른 피부 외용제 조성물은 선택적으로 조성물의 경시 안정성 증대를 위하여 천연 식물 추출물로 된 천연 방부제를 0.5~20중량%를 더욱 포함할 수 있으며, 상기한 천연 방부제는 자몽, 유자, 아로니아, 정향, 유칼립투스, 고삼, 또는 이들의 임의의 혼합물의 정유 또는 수증기 증류물일 수 있다.
상기한 천연 방부제의 첨가량이 0.5중량% 미만인 경우에는 만족스러운 정도의 방부 효과를 얻지 못하게 되어 미생물 증식의 우려가 있으며, 역으로 20중량%를 초과하면 용해도와 투명도 및 상안정성에 부정적인 영향을 미칠 우려가 있으므로 역시 바람직하지 못하다.
전술한 바와 같은 본 발명에 따른 피부 외용제 조성물을 응급 처치용 피부 외용제로 적용하면, 상기한 불산 중화 성분의 칼슘 및 마그네슘이 불산으로부터 유래하는 불소 이온과 결합하여 불산을 중화시킴으로써 피부 표면의 불산을 제거함과 아울러, 불산 성분이 피부 및 뼈 속으로 침투하여 내재성 손상을 유발하지 않도록 차단하게 된다.
본 발명에 따른 피부 외용제 조성물은 이미 발생된 불상 화상을 치료하는 의약품이 아니라 현장에서 불산 화상을 입었거나 또는 불산 화상 증세를 자각하였을 때 신속하게 노출 피부에 도포하여 불산을 중화시킴으로써 차후의 병원에서의 치료를 보다 효과적이고 용이하게 하기 위한 응급 처치제로서 적용되거나, 또는 칼슘과 마그네슘 이온을 최적 발란스로 공급함으로써 피부 장벽 기능을 향상시켜 건조에 강하고 활력있는 건강한 피부를 유지해 주는 화장료로써 적용될 수 있다.
따라서 본 발명에 따른 피부 외용제 조성물은 반도체 제조 공장이나 디스플레이 제조 공장, 글라스 식각 공정을 수행하는 공장, 금속 표면 세정 공정을 수행하는 공장의 불산 취급 작업자나, 불산을 운송하거나 저장하는 작업자, 불산 사고에 대응하는 응급요원 또는 의사에 유용할 뿐만 아니라, 일반 화장료로써도 유용하게 사용될 수 있다.
불산과 접촉하였을 경우에는 즉시 탈의한 다음 흐르는 다량의 물로 접촉 부위를 5~20분 정도, 적어도 5~10분간 충분히 씻어낸 다음, 통증이 사라질 때까지 고무장갑을 착용한 상태에서 본 발명에 따른 피부 외용제 조성물을 반복하여 도포하고 마사지하면서 치료를 위한 병원으로 후송하게 된다.
또한, 본 발명 따른 피부 외용제 조성물은 상대적으로 고농도의 칼슘 및 마그네슘을 포함하고 있어, 피부 표피층(epidermis layer) 및 진피층(dermis layer)의 피부 생리에 중요한 칼슘 및 마그네슘 이온 발란스(ionic balance)에 중요한 역할을 하여 피부 장벽 강화에 도움을 준다. 즉, 피부의 가장 중요한 역할 중 하나는 배리어(barrier) 기능을 가진 “각질층(stratum corneum layer)”이다. 이것이 노화 및 정신적 스트레스 등으로 약화되고, 윤택을 잃고, 각종 피부 트러블이 발생한다. 칼슘 이온은 각질층 밑, 과립층에 많이 함유되어, 수분 보유 능력을 가진 세포 간 지질과 장벽 기능의 높은 튼튼한 각질층 세포를 만든다. 마그네슘 이온이 손상된 각층의 장벽 기능을 자발적으로 회복 촉진한다. 따라서 마그네슘 이온과 칼슘 이온의 밸런스를 특정하게 조정하여 피부 장벽을 활성화하여, 건조에 강하고 건강한 피부를 유지할 수 있다. 그리고 또한, 본 발명 따른 불산 중화 피부 외용제 조성물은 피부 손상 회복에 탁월한 천연 추출물을 포함하고 있어, 건조 피부(dry skin), 민감성 피부(sensitive skin), 손상 피부(damaged skin), 노화 피부(aging skin), 광-노화 피부(photo-aging skin), 등의 피부 회복(recovery) 및 재생(regeneration)에 우수한 효과를 나타냄에 따라 기능성 화장품으로의 적용이 가능하다.
시험예 1. 용해도 평가:
본 실험의 목적은 피부 외용제 조성물의 제조에 사용된 조성물 각각의 성분들의 용해성을 평가하기 위함이다. 제조된 조성물을 상온(25℃)에서 제조 후 30분 이내 조성물의 외관을 관찰하여, 모든 성분이 완전 용해가 되는 경우 “우수”로 표기하고, 모든 성분이 완전 용해가 되지 않아 불투명하거나 유화(emulsification)가 된 경우에는 “불량”으로 표기한다.
시험예 2. 투명도 평가:
본 실험의 목적은 피부 외용제 조성물의 제조에 있어서 조성물의 투명도를 관찰하기 위함이다. 제조된 조성물을 상온(25℃)에 24시간 동안 방치한 후 조성물의 외관을 관찰하여, 투명한 경우 “투명”으로 표기하고, 불투명한 경우에는 “불투명”으로 표기한다.
시험예 3. 침전성 평가:
본 실험의 목적은 피부 외용제 조성물의 제조에 사용된 불소 이온 중화제 화합물이 조성물 상에서 불용성 또는 결정화 문제로 침전이 발생되는지 평가하기 위함이다. 제조된 조성물을 상온(25℃)에서 24시간 동안 방치한 후 침전의 발생 유무를 관찰하여, 침전이 없는 경우 “없음”으로 표기하고, 침전이 발생된 경우에는 “침전”으로 표기한다.
시험예 4. 상안정성(수명가속실험) 평가:
본 실험의 목적은 피부 외용제 조성물의 보관조건 및 기간에 따른 상안정성 및 경시변화 관찰하기 위함이다. 제조된 조성물을 온도 60℃의 항온 chamber에 보관 한 후, 30일 후에 제조 샘플의 침전, 상갈림 및 변색 유무를 관찰하여, 침전, 상갈림, 및 변색이 모두 변형이 없는 경우 “우수”로 표기하며, 침전, 상갈림, 및 변색 중 한가지라도 있는 경우에는 “불량”으로 결과를 표기한다(식품의약품안전청 화장품 안정성시험 가이드라인 기준).
시험예 5. 불소 이온 중화력(결합력) 평가:
본 실험의 목적은 피부 외용제 조성물의 단위 그램(g)당, 10중량% 불산(HF) 용액의 20 밀리그램(mg)을 완전히 불소이온 중화(결합)하는지에 대한 평가이다. 제조된 조성물의 1그램 당 10중량% 불산(HF) 용액의 20 밀리그램(mg)의 비율로 혼합 한 후에 30분간 교반하여 불산의 불소 이온과 조성물의 불소 이온 중화(결합) 성분 간에 결합 및 침전을 유도한다. 이후 샘플을 채취하여 0.1 마이크론(㎛) 필터를 사용하여 필터링을 한 후에 취득한 샘플을 이온 크로마토그라피(Ion chromatography, IC)분석을 통해서 미-중화(미-결합)된 불소 이온 여부를 확인한다. 분석 결과에서 불소 이온이 검출 되지 않은 경우“우수”로 표기하며, 불소 이온이 검출 되었을 경우에는 “불량”으로 결과를 표기한다.
시험예 6. 방부력 평가:
본 실험의 목적은 피부 외용제 조성물의 천연 추출물(natural extracts) 성분으로 구성된 천연 방부제의 방부력 평가 즉, 일반세균(bateria) 억제, 곰팡이균(Fungi) 억제 및 효모(Yeast) 억제 활성에 대한 평가이다. 시험 규격은 CTFA Mircobiological Guidelines:2007 (식품의약품안전처 고시 제2015-4호, ISO 11930 (2012)) 기준으로 테스트를 진행하였다. 사용된 균주는 CTFA 규격에 의한 박테리아 3종(Escherica coli ATCC 8739, Psedomonas aeruginosa ATCC 9027, Staphylococcus aureus ATCC 6538)과 곰팡이균 1종(Aspergillus niger ATCC 16404), 그리고 효모균 1종(Candida albicans ATCC 10231)을 사용하였다. 시험 방법은 시료(원액)에 접종 균액을 접종하고 균일하게 혼합한 후 이 혼합물을 (22)℃의 차광상태에서 보관하였다. 보관 후 2일, 7일, 14일, 21일, 28일째에 생균수를 측정하였다. 실험 후 배양은 Escherica coli ATCC 8739, Psedomonas aeruginosa ATCC 9027, 및 Staphylococcus aureus ATCC 6538는 (30~37)℃에서 (18~24)시간 동안 배양하였고, Candida albicans ATCC 10231은 (25~35)℃에서 (40~48)시간 동안, Aspergillus niger ATCC 16404는 (20~30)℃에서 7일간 배양하였다. 배양 후, 생균수의 관찰은 세균이 증식한 경우, 배지상의 균수에 희석배수를 곱하여 산출하였다. 배지에서 세균이 증식하지 않은 경우는 중화단계에서 이루어진 희석배수를 곱하여 “10 미만(<10)”으로 표시하였다. 방부력 결과의 최종 판정은 모든 균주에서 “10 미만(<10)”으로 표시 될 경우 “우수”로 표기하며, 한가지의 균주에서라도 “10 미만(10)”이 아닐 경우, “불량”으로 결과를 표기한다.
시험예 7. 천연 방부제 성능 평가:
최근까지 대표적인 방부제로서 메틸 파라벤(methyl paraben), 에틸 파라벤(ethyl paraben) 및 프로필 파라벤(propyl paraben)과 같은 파라벤계 방부제가 사용되어 왔으나, 파라벤계 방부제는 내분비계를 교란 시키고, 알레르기를 유발하며, 유방암을 유발 할 수 있은 의심을 받는 물질로 확인되어, 최근에는 파라벤계 방부제를 사용하지 않는 것이 화장품 및 의약품 개발에 있어서 매우 중요하다. 따라서 본 발명에서는 천연 방부력을 가지는 다양한 천연 추출물 중에서 자몽(Citrus paradisi fruit extract), 유자(Citrus junos fruit extract), 아로니아(Aronia berry), 정향(Eugenia caryohillus(clove) flower extract), 유칼립투스(Eucalyptus globulus leaf extract), 그리고 고삼(Sophora angustifolia extract)으로부터 얻어진 정유 또는 수증기 증류물로서의 천연 추출물로 본 발명에 사용할 천연 방부제를 구성하였다. 이러한 천연 방부제는 천연 추출물 전문 생산 업체인 칸코-인그레디언트사(Kancor Ingredients Limited, India)에 생산 의뢰를 하여, 본 천연 방부제(코드명: Natural P-MIX - 실시예 15의 조성)을 입수하였으며 시험예 6의 방법으로 천연 방부력을 평가하였다.
상기한 천연 방부력을 가지는 천연 추출물에 대한 방부성을 하기의 표 2에 나타낸다.
자몽
(Citrus paradisi fruit extract)		 유자
(Citrus junos fruit extract)		 아로니아
(Aronia berry)
피지 조절과 세균 감염을 예방하면서 여드름에 의한 모공 확대 및 염증악화를 억제함. 혈액순환을 돕고 미백작용, 세균감염 예방의 기능. 항산화효과: 안토시아닌 성분이 강력한 활성산소 제거 효능.
항균효과: 프로안토시아니딘 성분이 항균효과.
정향
(Eugenia caryohillus(clove) flower extract)		 유칼립투스
(Eucalyptus globulus leaf extract)		 고삼
(Sophora angustifolia extract)
진균, 포도상구균, 이질균등에 항균, 살균 방부 작용.
풍부한 정유성분은 방향건위 작용을 보이며 항염, 항균, 항산화 효과.		 종기나 여드름 치료 및 피부 항균작용에 효과. 피부 상재균에 대한 항균, 항진균 작용이 강함. 탈모증에 사용. 여드름 균에도 효과적.
선별 천연 추출물 복합체의 박테리아, 효모, 그리고 곰팡이균에 대한 농도별 항균 실험 결과는 다음 표 3에 나타내었으며, 단위는 cfu/ml 이다. Psedomonas aeruginosa ATCC 9027 및 Staphylococcus aureus ATCC 6538는 2.0% 이상에서 사멸하였으며, Escherica coli ATCC 8739는 1.0 중량% 이상에서 사멸하였고, Candida albicans ATCC 10231은 1.0 중량% 이상에서 사멸하였고, Aspergillus niger ATCC 16404은 4.0 중량% 이상에서 완전 사멸하였다. 따라서 본 천연 방부제를 조성물에 처방할 경우, 4.0중량% 이상으로 처방하는 것이 바람직함을 확인하였다.
천연 방부제
농도 (중량%)		 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
Escherica coli 6.5107 0 0 0 0 0
Psedomonas aeruginosa 4.2108 2.3105 0 0 0 0
Staphylococcus aureus 3.8107 5.2104 0 0 0 0
Candida albicans 3.9107 0 0 0 0 0
Aspergillus niger 6.2105 3.4105 1.3104 3.4103 0 0
이하, 본 발명을 실시예 및 비교예와 시험예를 통하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.
실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 5:
하기의 표 4와 같은 조성 성분 및 조성비를 가지는 겔 타입의 피부 외용제로서의 불소 이온의 주요 중화제인 칼슘 글루코네이트 및 불산 이온의 보조 중화제인 마그네슘-PCA를 포함하는 피부 외용제 조성물을 제형화 하였으며, 용해도, 투명도, 제형, 침전, 상안정성, 불소 이온 중화 테스트를 수행하고 그 결과를 하기의 표 4에 기록하였다.
조성물 (중량%) 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 비교예1 비교예2 비교예3 비교예
4		 비교예5
칼슘 글루코네이트 2.5 2.5 2.5 2.5 3.0 5.0 2.5 2.5
마그네슘-PCA 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
칼슘 카보네이트 2.5 2.5 2.5
마그네슘 카보네이트 1.0 1.0
소듐 하이루론산 0.5 0.5　 0.5 1.0 1.0　 1.5 0.5 0.5 0.5
히드록시에틸셀루로스 1.5 1.5 1.5 1.5 1.0 0.5 1.5 1.5 1.5
잔탄검 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
구아검 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
1,3-부탄디올 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0
1,2-헥산디올 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
카프리릴 글리콜 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
증류수 잔부 잔부 잔부 잔부 잔부 잔부 잔부 잔부 잔부 잔부
합계 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
용해도 우수 우수 우수 우수 우수 불량 불량 불량 불량 우수
투명도 투명 투명 투명 투명 투명 불투명 불투명 불투명 불투명 투명
제형 젤 젤 젤 젤 젤 젤 젤 젤 젤 액체
침전성 없음 없음 없음 없음 없음 침전 침전 침전 침전 없음
상안정성 (60℃, 30일) 안정 안정 안정 안정 안정 안정 불량 불량 불량 -
불소 이온 중화 우수 우수 우수 우수 우수 우수 불량 불량 불량 -
실시예 6 내지 10 및 비교예 6 내지 10:
하기의 표 3과 같은 조성 성분 및 조성비로 겔 타입의 피부 외용제 조성물로서의 불소 이온의 주요 중화제인 칼슘 글루코네이트 및 불산 이온의 보조 중화제인 마그네슘-PCA 및 산-화상(acid-burn) 피부 회복을 위한 천연 추추물(natural extracts)을 포함하는 조성물을 제형화 하였으며, 용해도, 투명도, 제형, 침전, 상안정성, 불소 이온 중화 테스트를 수행하고 그 결과를 하기의 표 5에 기록하였다.
조성물 (중량%) 실시예 6 실시예 7 실시예 8 실시예 9 실시예 10 비교예6 비교예7 비교예8 비교예
9		 비교예10
칼슘 글루코네이트 2.5 2.5 2.5 3.0 3.0 2.5 3.0 2.5 3.0
마그네슘-PCA 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
칼슘 카보네이트 2.5
마그네슘 카보네에트 1.0
병풀 추출물 10.0 20.0 10.0 20.0 10.0 40.0 40.0 10.0 10.0 10.0
카모마일 추출물 3.0 3.0 3.0 3.0
마치현 추출물 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0
체이스 트리 추출물 3.0 3.0
그린티 추출물 1.0 1.0
그레이프 시트 추출물 2.0 2.0 2.0 2.0
블루베리 추출물 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0
검정콩 추출물 1.0 1.0
소듐 하이루론산 0.5 0.5　 0.5 1.0 1.0　 0.5 0.5　 0.5
히드록시에틸셀루로스 1.5 1.5 1.5 1.5 1.0 1.5 1.5 1.5
잔탄검 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
구아검 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
1,3-부탄디올 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0
1,2-헥산디올 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
카프리릴 글리콜 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
증류수 잔부 잔부 잔부 잔부 잔부 잔부 잔부 잔부 잔부 잔부
합계 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
용해도 우수 우수 우수 우수 우수 불량 불량 불량 우수 우수
투명도 투명 투명 투명 투명 투명 불투명 불투명 불투명 투명 투명
제형 젤 젤 젤 젤 젤 젤 젤 젤 액체 액체
침전성 없음 없음 없음 없음 없음 침전 침전 침전 없음 없음
상안정성 (60℃,30일) 안정 안정 안정 안정 안정 불량 불량 불량 - -
불소 이온 중화 우수 우수 우수 우수 우수 불량 불량 불량 - -
실시예 11 내지 15 및 비교예 11 내지 15:
하기의 표 6와 같은 조성 성분 및 조성비로 겔 타입의 피부 외용제 조성물로서의 불소 이온의 주요 중화제인 칼슘 글루코네이트 및 불산 이온의 보조 중화제인 마그네슘-PCA, 산-화상(acid-burn) 피부 회복을 위한 천연 추추물(natural extracts) 그리고 피부 외용제의 방부력을 부여하기 위한 천연 방부제를 포함하는 조성물을 제형화 하였으며, 용해도, 투명도, 제형, 침전, 상안정성, 불소 이온 중화, 및 방부력 테스트를 수행하고 그 결과를 하기의 표 6에 기록하였다.
조성물 (중량%) 실시예 11 실시예 12 실시예 13 실시예 14 실시예 15 비교예11 비교예12 비교예13 비교예
14		 비교예15
칼슘 글루코네이트 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5
마그네슘-PCA 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
칼슘 카보네이트
마그네슘 카보네에트
병풀 추출물 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0
카모마일 추출물 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0
마치현 추출물 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0
체이스 트리 추출물 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0
그린티 추출물 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
그레이프 시트 추출물 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0
블루베리 추출물 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0
검정콩 추출물 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
소듐 하이루론산 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
히드록시에틸셀루로스 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
잔탄검 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
구아검 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
1,3-부탄디올 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0
1,2-헥산디올 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
카프리릴 글리콜 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
Natural P-MIX 5.0 5.0 5.0 3.0 5.0 1.0 1.0
증류수 잔부 잔부 잔부 잔부 잔부 잔부 잔부 잔부 잔부 잔부
합계 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
용해도 우수 우수 우수 우수 우수 우수 우수 우수 우수 우수
투명도 투명 투명 투명 투명 투명 투명 투명 투명 투명 투명
제형 젤 젤 젤 젤 젤 젤 젤 젤 젤 젤
침전성 없음 없음 없음 없음 없음 없음 없음 없음 없음 없음
상안정성 (60℃,30일) 안정 안정 안정 안정 안정 안정 안정 안정 안정 안정
불소 이온 중화 우수 우수 우수 우수 우수 우수 우수 우수 우수 우수
방부력 우수 우수 우수 우수 우수 불량 불량 불량 불량 불량
상기 표 4의 실시예 1 내지 5에서는 칼슘 글루코네이트 2.5 내지 3.0 중량%와 마그네슘 PCA 1중량%를 포함하는 피부 외용제 조성물에 대한 실시예의 실험 결과를 나타내고 있다. 상기 실시예의 조성물에 있어서, 칼슘 글루코네이트는 2.5 내지 3중량%, 추가로 마그네슘-PCA는 1중량%를 포함시켰으며 용해도, 투명도 및 상안정성에 문제가 되지 않음을 확인 하였다. 그리고 투명-젤(transparent gel) 제형화를 위해 소듐 하이루론산, 히드록시에틸셀루로스, 잔탄검, 및 구아검을 상기 실시예 1 내지 5의 조성비에서 안정한 투명-젤(transparent gel)을 형성하였다. 또한 불산 이온 중화 실험에 있어서, 상기 실시예 1 내지 5의 조성비에서 불산 이온 중화 성분인 칼슘 글루코네이트와 마그네슘-PCA에 의해 불산의 불소 이온 중화에 우수한 효과를 확인하였다.
반면, 상기 표 4의 비교예 1에서는 칼슘 글루코네이트가 5.0중량%가 되었을 때, 상안정성에 문제가 생겨 침전물이 발생하였으며, 비교예 2 내지 4에서 칼슘 글루코네이트 대신 칼슘 카보네이트를 사용 하였을 경우, 용해도가 급격히 나빠지고, 침전물이 발생하였다. 비교예 5에서는 소듐 하이루론산, 히드록시에틸셀루로스, 잔탄검, 및 구아검을 제외하였을 경우, 투명-젤을 형성 할 수 없었다. 또한 비교예 1에서 칼슘 글루코네이트 성분이 일부 침전 되었지만, 용해되어 있는 칼슘 글루코네이트 잔량에 의한 불소 이온 중화에는 문제가 없음을 확인하였다. 반면, 비교예 2 내지 4에서는 칼슘 카보네이트의 용해력 저하에 따라 불소 이온 중화에 문제가 있음을 확인 하였다.
상기 표 5의 실시예 6 내지 10에서는 칼슘 글루코네이트 2.5 내지 3.0 중량%와 마그네슘 PCA 1중량% 및 산-화상(acid-burn) 피부 회복을 위한 천연 추추물(natural extracts) 20.0 내지 35중량%을 포함하는 피부 외용제 조성물에 대한 실시예의 실험 결과를 나타내고 있다. 상기 실시예의 조성물에 있어서, 칼슘 글루코네이트는 2.5 내지 3중량%, 추가로 마그네슘-PCA는 1중량%, 그리고 천연 추추물(natural extracts)을 총량 20.0 내지 35중량%로 포함하여도 용해도, 투명도 및 상안정성에 문제가 되지 않음을 확인 하였다. 그리고 투명-젤(transparent gel)로의 제형화를 위해 소듐 하이루론산, 히드록시에틸셀루로스, 잔탄검, 및 구아검을 상기 실시예 6내지 10의 조성비로 하여 안정한 투명-젤(transparent gel)을 형성하였다. 또한 불산 이온 중화 실험에 있어서, 상기 실시예 6 내지 10의 조성비에서 불산 이온 중화 성분인 칼슘 글루코네이트와 마그네슘-PCA에 의해 불산의 불소 이온 중화에 우수한 효과를 확인하였다.
반면, 상기 표 5의 비교예 6 및 7에서는 칼슘 글루코네이트 2.5중량% 내지 3.5중량% 범위 내에서, 천연 추추물(natural extracts)의 총량이 50중량% 일 때, 침전물이 생성되고, 상안정성에 문제가 발생되었다. 비교예 8에서는 칼슘 글루코네이트 대신 칼슘 카보네이트를 사용 하였을 경우, 용해도가 급격히 나빠지고, 침전물이 발생하고 상안정성과 불소 이온 중화에 불량이 발생하였다. 비교예 9 내지 10에서 소듐 하이루론산, 히드록시에틸셀루로스, 잔탄검, 및 구아검을 제외하였을 경우, 투명-젤을 형성할 수 없었다.
상기 표 6의 실시예 11 내지 15에서는 표 5의 실시예 8을 기준으로 방부 보조제인 2-헥산디올 및 카프리릴 글리콜, 그리고 선정된 천연 방부제(코드명: Natural-P Mix)의 함량비에 따른 방부력 평가 결과를 보여 주고 있다. 실시예 11 내지 15에서 천연 방부제 함량 4.0 내지 5.0중량%를 포함 할 경우, 우수한 방부력을 나타내었으며, 방부 보조제인 2-헥산디올 및 카프리릴 글리콜을 포함하지 않는 실시예 11에서도 우수한 방부력을 나타내었다.
반면, 상기 표 6의 비교예 11 내지 15에서 천연 방부제 함량이 1.0중량% 또는 포함하지 않은 경우, 방부력 테스트 결과 불량이 발생하였으며, 방부 보조제 2-헥산디올 및 카프리릴 글리콜 그리고 천연 방부제 1.0중량%를 포함하는 비교예 15에서도 방부력 테스트 결과 불량이 발생되었다. 따라서 피부 외용제 조성물에 우수한 방부력을 부여하기 위해, 선정된 천연 방부제의 함량은 3.0중량% 이상을 첨가하는 것이 바람직함을 확인하였다.
이어서, 실시예 15의 피부 외용제 조성물에 대한 불산 중화력 및 파라벤-프리(paraben-free) 방부력 및 불산 화상 피부에 대한 손상 회복 효능 평가를 수행하였다. 불산 화상 피부의 손상 회복 효능은 시험관내(in vitro) 테스트인 인체 유래의 피부조직모델을 이용한 효능평가와 마우스 모델에서의 생체내(in vivo) 효능 평가를 진행하였다.
실시예 15의 불소 이온에 대한 중화력(결합력) 평가 실험:
다음은 실시예 15에 대한 불산 이온 중화력 평가 실험을 진행하였다. 실시예 15의 조성물 100 gram에 2.00 gram의 10중량% 불산 용액을 투입하고, 5분간 방치 한 후에, 마그네틱 바를 사용하여 30분간 교반하였다. 실험 경과를 보면 10중량% 불산 용액을 투입한 직후부터 칼슘이온과 불산 이온이 바로 결합이 시작되어 CaF2가 형성되어 침전되기 시작하였으며, 10분간 방치 한 후에는 많은 CaF2가 발생되었으며, 최종적으로 30분간 교반 한 후에는 거의 모든 불산 이온이 칼슘과 결합하여 CaF2으로 침전 되는 것을 확인 할 수 있었다. 또한 상기 샘플에는 칼슘 글루코네이드 2.5 중량% 뿐 만 아니라, 마그네슘-PCA 1.0중량%를 함유 하고 있어, CaF2 이외, MgF2 결합체도 형성될 것으로 예상된다. 경시적인 불소 이온 중화력 평가 결과를 하기의 표 7에 순차적으로 나타내며, a는 불산 투입 전을, b는 불산 투입 직후를, c는 불산 투입 후 10분 방치상태를, 그리고 d는 불산 투입 교반 30분 후의 불산 침전물 발생 상태를 나타낸다.
Figure pat00005
Figure pat00006
Figure pat00007
Figure pat00008
a. 투입 전 b. 투입 직후 c. 10분 방치 d. 교반 30분 후
다음은 상기 불소 이온 중화 후 미-중화(미-결합)된 불소 이온 잔량을 검출하기 위하여 이온 크로마토그래피(IC, Metrohm Ion Chromatograph, Swiss)를 통해서 불산 이온의 잔량 분석 실험을 진행하였다. 사용된 장비의 검출 한계는 F-: 0.5 mg/L 이다. 실험 방법은 우선 상기 실험의 평가 샘플을 각각 10 ml 씩 취하여 침전된 CaF2 및 MgF2 결합물과 불순물을 제거하기 위하여 0.1㎛ 필터 실린지를 사용하여 필터링 한후 여과된 용액을 IC로 분석하였다(희석 배수: 원액, IC column: METROSEP ASUPP 7 250/4.0, eluent: 3.6 mmol/L Na2CO3, flow: 0.7 ml/min, detector: Conductivity).
결과를 도 1에 나타내며, 불소 이온을 포함한 다양한 음이온 성분의 RT(retention time)값을 보여 준다.
실시예 15의 10중량% 불산 2.00그램과 혼합 교반한 샘플에 대한 IC 분석 결과를 도 2에 나타낸다. 결과를 보면 남아 있는 잔량 불산 이온이 존재 하지 않는 것으로 보아, 투입된 모든 불산의 불소 이온이 실시예 15에 의해 제거되었음을 확인할 수 있다.
실시예 15의 방부력 평가 실험:
실시예 15의 5종 미생물에 대한 천연 추출물(natural extracts) 성분으로 구성된 천연 방부제의 방부력 평가를 상기의 시험예 6의 방법으로 진행하였으며, 결과를 하기의 표 8 및 도 3에 나타내며, 단위는 cfu/ml 이다.
결론적으로, Aspergillus niger ATCC 16404는 2일째 4.4 * 104 cfu/ml 값을 나타내고 7일째 부터는 1 * 10-1 cfu/ml 값을 나타내었으며, 다른 모든 균주는 2일째부터 1 * 10-1 cfu/ml 값을 나타내었다. 결론적으로 천연 방부제(코드명: Natural-P Mix)를 포함하는 실시예 15은 피부 외용제로서 방부력이 매우 우수함을 확인 할 수 있었다.
접종 후 날짜 0일 2일 7일 14일 21일 28일
E. coli 1.46 x 107 1 x 10-1 1 x 10-1 1 x 10-1 1 x 10-1 1 x 10-1
p. aeruginosa 5.9 x 106 1 x 10-1 1 x 10-1 1 x 10-1 1 x 10-1 1 x 10-1
S. aureus 2.9 x 107 1 x 10-1 1 x 10-1 1 x 10-1 1 x 10-1 1 x 10-1
C. albicans 5.7 x 105 1 x 10-1 1 x 10-1 1 x 10-1 1 x 10-1 1 x 10-1
A. niger 2.1 x 106 4.4 x 104 1 x 10-1 1 x 10-1 1 x 10-1 1 x 10-1
실시예 15의 피부 재생을 위한 Type 1 Collagen 활성 평가 실험:
타입 1 콜라겐(Type 1 collagen) 유전자는 피부의 주요성분인 콜라겐 합성의 90%를 담당하는 주요 유전자이다. 따라서 타입 1 콜라겐 유전자가 활성 수치가 높아지면 피부의 재생이 활발하게 일어난다는 것을 증명한다. 본 실험은 진피 섬유아세포(dermal fibroblast)에 불산 0.005%로 피부 세포를 처리 하여 손상을 유발 한 이후에, 대조군으로서 천연 추출물을 포함하지 않는 실시예 1, 2, 3 및 천연 추출물을 포함하는 실시예 6과 실시예 15을 도포한 다음, 6시간 및 12시간 이후에 타입 1 콜라겐 유전자의 활성을 측정하였다. 도 4 및 도 5는 각각 실시예 1, 2, 3 및 실시예 6 그리고 실시예 15의 처리군에서 6시간 후 및 12시간 후의 타입 1 콜라겐 mRNA의 전사 값을 보여준다. 본 실험에서 실시예 15의 처리군에서 12시간 후에 타입 1 콜라겐 mRNA의 전사 값이 실시예 1, 2, 3에 비해 월등히 높음을 확인 할 수 있었다.
다음 실험은 대조군(실시예 1, 2, 3), 실시예 6 및 실시예 15에 의해 유도된 타입 1 콜라겐 단백질의 발현 수준을 확인하였다. 불산 0.005%로 진피 섬유아세포를 처리하여 손상을 유발한 이후에, 대조군(실시예 1, 2, 3)과 실시예 6 및 실시예 15을 도포한 다음, 12시간 그리고 24시간 이후에 타입 1 콜라겐 단백질 생성량을 측정하였다. 도 6 및 도 7은 각각 대조군(실시예 1, 2, 3) 및 실시예 6 그리고 실시예 15 처리군에서 12시간 후 및 24시간 후의 타입 1 콜라겐 단백질의 상대적 발현량을 보여주고 있다. 본 실험에서 실시예 15 처리군에서 24시간 후에 타입 1 콜라겐 단백질의 발현량이 대조군(실시예 1, 2, 3)에 비해 월등히 높음을 확인할 수 있었다. 또한 실시예 6 처리군도 24시간 후에 타입 1 콜라겐 단백질 발현량이 높은 것을 확인 할 수 있었다.
상기 두 실험 결과에 따라, 실시예 15는 불산 손상 진피 섬유아세포의 타입 1 콜라겐 유전자를 활성하여 타입 1 콜라겐 합성 유도에 탁월한 효과가 있음을 확인하였다.
실시예 15의 EpiDermFT TM skin cell viability 평가 실험:
실제 인간 피부 구조, 즉 각질층(stratum corneum), 상피층 (epidermis layer) 및, 진피층(dermis layer)를 가지는 3차원 피부 세포 모델인 MatTek Corporation사(USA)의 EpiDermFTTM skin cell을 사용하여 피부 자극 및 생존률(skin irritation & viability) 테스트를 진행하였다. 실험 방법은 EpiDermFTTM skin cell에 20% 불산을 처리하여 피부자극(skin irriration)을 유발 한 후에 각각 30초와 3분 후에 대조군(실시예 1)와 실시예 15를 도포하여 각각의 EpiDermFTTM skin cell의 생존률(viability)을 비교 분석하였다. 20% 불산으로 30초간 처리된 EpiDermFTTM skin cell에서는 실시예 1 대비 실시예 15가 피부 세포 생존률(skin cell viability)이 약 3배 증가 되었으며, 20% 불산으로 3분간 처리된 EpiDermFTTM skin cell에서는 실시예 15가 실시예 1 대비 약 1.2배의 피부 세포 생존률을 나타내었다. 본 실험 결과로서 실시예 15는 피부 세포의 타입 1 콜라겐의 합성 증가를 유도 할 뿐 만 아니라, 피부 세포의 생존률(viability)을 증가시키는 역할을 한다.
결과를 도 8 및 도 9에 각각 나타낸다.
다음은 3차원 피부 세포 모델인 MatTek Corporation사(USA)의 EpiDermFTTM skin cell을 20% 불산으로 처리 하여 세포 손상을 유발 한 후에 미처리군(PBS), 대조군(실시예 1)과 실시예 15을 도포하여, 7일 후에 각각의 피부 세포 조직의 회복과 콜라겐 생성을 면역조직화학적(Immunohistochemical) 분석으로 측정하였다. 피부 세포 조직 관찰을 위한 면역조직화학적 염색은 H & E 염색을 통하여 상피층 및 진피층을 관찰하였으며, Masson-Trichrome 염색 방법을 사용하여 피부 세포 조직에서의 콜라겐 층을 관찰하였다. 하기의 표 9에 두 가지 면역조직화학적 염색을 통한 EpiDermFTTM skin cell의 단면사진을 대비하였다.
결론적으로 실시예 1 및 실시예 15, 특히 실시예 15는 피부 조직의 회복력과 콜라겐 층의 형성에 매우 효과적임을 확인하였다.
3차원 피부 세포 모델의 면역조직화학적(Immunohistochemical) 분석 (EpiDermFTTM, MatTek Corporation사, USA)

Figure pat00009
Figure pat00010
Figure pat00011

Figure pat00012
Figure pat00013
Figure pat00014
미처리군(PBS) 대조군(실시예 1) 실시예 15
H & E staining: epidermis & dermis layer 관찰

Figure pat00015
Figure pat00016
Figure pat00017

Figure pat00018
Figure pat00019
Figure pat00020
미처리군(PBS) 대조군(실시예 1) 실시예 15
Masson-Trichrome staining: collagen 관찰
실시예 15의 동물 실험 평가:
다음 실험은 마우스 피부에 20% 불산으로 산-화상(acid-burn) 손상을 유도한 이후에 미처리군과 대조군(실시예 1) 그리고 실시예 15를 24시간 간격으로 7일간 도포하여 피부 손상 회복 정도를 평가 하였다.
실시예 15를 도포한 마우스 피부의 경우 피부 회복력이 매우 우수하였으며, 미처리 군의 경우, 마우스 피부에 상흔이 그대로 남아 있었다. 천연 추출물 성분을 포함하고 있지 않은 대조군(실시예 1)의 경우에는 실시예 15에 비하여 회복력이 우수하지 않음을 확인하였다.
결과를 하기의 표 10에 나타낸다.
불산 화상 마우스에 대한 효능 평가

Figure pat00021
Figure pat00022
Figure pat00023
미처리(PBS) - 1일 대조군(실시예 1) - 1일 실시예 15 - 1일

Figure pat00024
Figure pat00025
Figure pat00026
미처리(PBS) - 7일 대조군(실시예 1) - 7일 실시예 15 - 7일
다음은 상기 실험에서 7일째 되는 20% 불산 손상 마우스 피부의 면역조직화학적 분석을 진행하였다. 미처리(PBS), 대조군(실시예 1) 및 실시예 15를 처리한 마우스를 7일째에서 20% 불산 화상 부위의 조직을 절개 한 후 피부 조직을 얻은 후, H & E 염색을 통하여 상피층 및 진피층을 관찰하였으며, Masson-Trichrome 염색 방법을 사용하여 피부 세포 조직에서의 콜라겐 층을 관찰하였다. 실시예 15를 주기적으로 도포한 마우스 피부 조직은 정상적인 피부 구조와 동일한 상피와 진피 구조를 형성하였으며, 또한 콜라겐 생성이 많았음을 확인하였다. 반면, 미처리 군과 대조군(실시예 1)의 경우, 콜라겐 생성이 적었으며, 피부 조직 또한 불균일하며, 피부의 염증과 손상이 심함을 확인할 수 있었다.
결과를 하기의 표 11에 나타낸다.
불산 화상 마우스의 7일간 처리 후 피부 세포 조직에 대한 면역조직화학적(Immunohistochemical) 분석

Figure pat00027
Figure pat00028
Figure pat00029
미처리(PBS) 대조군(실시예 1) 실시예 15
H & E staining: epidermis & dermis layer 관찰

Figure pat00030
Figure pat00031
Figure pat00032
미처리(PBS) 대조군(실시예 1) 실시예 15
Masson-Trichrome staining: collagen 관찰
또한 상기 실험에서 7일째 되는 20% 불산 손상 마우스 피부의 미처리(PBS), 대조군(실시예 1) 및 실시예 15를 처리한 의한 타입 1 콜라겐 mRNA 전사량 측정한 결과, 실시예 15에서 대조군 대비 타입 1 콜라겐 mRNA 전사량이 약 10배 이상 증가하고, 미처리군 대비 타입 1 콜라겐 mRNA 전사량이 약 80배 이상 증가함을 확인 하였다.
결과를 도 10에 나타낸다.
따라서 선정된 천연 추출물을 포함하는 실시예 15 조성물은 산-화상 및 손상 피부의 피부 회복 및 재생에 우수한 성능이 있음을 최종 확인하였다.

Claims (6)

  1. 불산 중화 성분 또는 칼슘 이온과 글루콘산 음이온 공급원으로서의 칼슘 글루코네이트 1~4.5중량%와, 불산 중화 보조 성분 또는 마그네슘 이온 및 피롤리돈 카복실산 공급원으로서의 마그네슘-PCA(magnesium; 5-oxopyrrolidine-2- carboxylate) 0.1~3중량%와, 증점제 1~5중량%와, 상안정제 2~10중량%와, 보습제 0.1~10중량%와, 잔부가 물로 구성되는 응급 처치용 피부 외용제로서의 투명-겔(transparent gel) 타입의 불산 중화 피부 외용제 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 산-화상(acid nurn) 및 손상 피부를 재생 회복시키기 위한 천연 식물 추출물 10~40중량%를 더욱 포함하는 불산 중화 피부 외용제 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 천연 식물 추출물로 된 천연 방부제 3~20중량%를 더욱 포함하는 불산 중화 피부 외용제 조성물.
  4. 제2항에 있어서, 상기한 천연 식물 추출물이 병풀, 카모마일, 마치현, 체이스 트리, 그린티, 그레이프 시트, 불루베리 및, 검정콩으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 식물의 물 또는 에탄올 또는 초임계 이산화탄소 추출물인 불산 중화 피부 외용제 조성물.
  5. 제3항에 있어서, 상기한 천연 방부제가 자몽, 유자, 아로니아, 정향, 유칼립투스 및, 고삼으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 식물의 정유 또는 수증기 증류물인 불산 중화 피부 외용제 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기한 피부 외용제 조성물의 제형이 젤, 크림, 에센스, 세럼, 토닉, 또는 로션인 피부 외용제 조성물.
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