KR20210073829A - 더말필러 제조 공정 중 발생되는 히알루론산을 함유하는 피부장벽 개선용 화장료 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 히알루론산 필러를 제조하는 업체에서 공정 중 발생되는 고분자량 히알루론산 또는 필러조성물과 저분자 히알루론산을 원료로 피부장벽개선 및 피부진정효과가 우수한 화장료 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고분자량, 고순도를 갖는 메디칼급(Medical Grade) 히알루론산(Hyaluronic Acid) 또는 이 원료를 이용하여 제조된 가교히알루론산을 원료로 한 필러조성물과 저분자의 화장품용(Cosmetic Grade) 히알루론산을 유효성분으로 하고 보습 및 진정 효능이 우수한 천연 추출물(알로에베라잎추출물, 병풀추출물, 수레국화추출물)을 적용하여 피부장벽개선 및 피부진정효과가 우수한 화장료 조성물에 관한 것이다.

Description

더말필러 제조 공정 중 발생되는 히알루론산을 함유하는 피부장벽 개선용 화장료 조성물 {Cosmetic Composition for Enhancing Skin Barrier Comprising Hyaluronic Acid Generated During Dermal Filler Manufacturing Process}

본 발명은 히알루론산 필러를 제조하는 업체에서 공정 중 발생되는 고분자량 히알루론산 또는 필러조성물과 저분자 히알루론산을 원료로 피부장벽개선 및 피부진정효과가 우수한 화장료 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고분자량, 고순도를 갖는 메디칼급(Medical Grade) 히알루론산(Hyaluronic Acid) 또는 이 원료를 이용하여 제조된 가교히알루론산을 원료로 한 필러조성물과 저분자의 화장품용(Cosmetic Grade) 히알루론산을 유효성분으로 하고 보습 및 진정 효능이 우수한 천연 추출물(알로에베라잎추출물, 병풀추출물, 수레국화추출물)을 적용하여 피부장벽개선 및 피부진정효과가 우수한 화장료 조성물에 관한 것이다.

히알루론산은 D-글루쿠론산과 N-아세틸-D-글루코사민이 교대로 결합된 직쇄상의 고분자 다당류이다.(도 1) 히알루론산은 포유동물의 피하조직과 연골조직과 같은 결합조직 및 눈의 유리 체액이나 탯줄 등에 존재한다. 히알루론산을 얻기 위한 일반적 방법으로는 닭벼슬, 탯줄 등에서 추출하는 방법과 연쇄구균, 간균을 배양한 후 이것으로부터 추출 및 정제하는 방법 등이 있다. 일반적인 상태에서 히알루론산은 자유고분자로 존재하며 일부 조직에서는 다른 당 단백질 또는 특정 세포 수용체와 연결되기도 한다. 히알루로산의 주된 기능은 조직에 윤활 작용을 하여 다양한 물리적 스트레스들에 의해 유발된 세포 손상을 방지한다. 히알루론산은 다양한 세균 및 곰팡이에 대한 억제효과 뿐 아니라 항바이러스 활성을 나타내기도 하며 세포 부착, 세포 이동 및 증식의 조절을 담당하기도 한다.

히알루론산은 당사슬의 길이에 따라서 분자량이 상이하며, 분자량이 작을수록 피부에 쉽게 침투하기 때문에 분자량이 작은 히알루론산은 진피층에, 분자량이 큰 히알루론산은 각질층에 작용하여, 피부 보습 및 피부 재생에 도움을 줄 수 있다.

상업용 히알루론산은 생체적합성이며 인체 조직과 유사한 성질을 가지고 있어 다양한 생물 의학 응용 분야에서 사용될 수 있다. 이미용 분야에서 히알루론산 기반 하이드로겔은 노화 방지 제품으로 그 사용이 증가하고 있는데 30대를 전후하여 얼굴의 연조직 구조가 서서히 약화되고 피부가 주름 및 얇아진 피하지방과 관련되어 탄력성을 잃어 가는 현상을 회복시키는데 사용되기도 한다. 특히, 히알루론산의 팽윤 특성은 연조직 피부의 손실을 보충하기 위한 주사제로 사용하기 효과적이기 때문에 최근 성형용 필러로서 그 사용이 점차 증가되고 있다.

그러나, 히알루론산 자체의 물성이 좋지 않을 뿐만 아니라 생체내 효소(Hyaluronidase)와 활성산소(Free Radicals)에 의한 분해로 체내에서 빠르게 배출될 수 있다는 문제점이 보고됨에 따라 성형용 필러 적용을 위해서는 체내에서의 분해기간을 연장시키는 여러 종류의 가교기술이 개발되었다.

미국 특허 제4,582,865호는 디비닐술폰(DVS)을 가교제로 사용하여 가교된 히알루론산 유도체를 개시하고 있으며, 이의 하이드로겔 형태가 Hylaform이란 상품명으로 판매되고 있고, 미국 특허 제5,827,937호는 다기능에폭시화합물을 가교제로 사용하여 히알루론산 유도체 가교물을 제조하는 방법이 개시되어 있으며, 이중 다기능에폭시화합물로서 1,4-부탄디올디글리시딜에테르(BDDE)을 가교제로 사용하여 제조한 히알루론산 가교물의 하이드로겔 형태인 레스틸렌(Restylane)은 미국 FDA의 승인을 받아 조직수복용 충전제로서 세계적으로 시판되고 있다.

이러한, 조직수복용 생체재료 제조에 사용되는 히알루론산은 메디칼급(Medical Grade)으로 고가의 재료이며, 생체내 유지성을 위하여 주로 고분자량(1,000kDa~5,000kDa), 고순도의 히알루론산을 사용하는데 이들 원료는 온도와 습도에 매우 민감하다. 성형용 필러 제조 시 약간의 히알루론산 잔여분이 발생하는데 히알루론산 특성상 개봉된 후부터는 주변의 수분을 흡수하고 가수분해가 진행되어 이들을 재사용하는 데는 주의가 필요하며, 히알루론산 원료가 로트마다 물성이 조금씩 상이하여 잔여분을 모아서 원료로 사용하는 것도 바람직하지 않다.

성형용 필러 완제품에 충전되는 가교히알루론산(도 2)은 체내 진피층에 주사되는 주입액으로 모든 제조사가 철저한 품질규격 설정 및 관리하에 생산되어 안전성이 보장된 물질이다. 이런 주입액이 프리필드 시린지에 충전되는 과정에서 용량 미달 등으로 인해 발생된 규격 미달 제품의 경우 내용물엔 아무 문제가 없으나 폐기되어야 하는 문제가 발생한다. 고가의 원료를 사용하며 공정비용도 많이 발생한다는 점을 고려할 때 단순 폐기는 제조사뿐 아니라 국가적인 손실이다.

따라서, 원료 잔여분 및 규격미달 제품을 활용할 수 있는 방법이 요구되며, 가장 합리적인 용도는 화장품 원료로의 활용이라 할 수 있으나 이러한 고품질의 원료를 사용하여 최대한의 효과를 보기 위해서는 적절한 원료화 과정과 시너지 효과를 낼 수 있는 기타 첨가제와의 최적 설계가 요구된다.

1. 한국 등록특허 제10-2042960호(2019.11.04. 등록, 명칭 : 피부보습 및 피부톤 개선용 스킨 에센스)

본 발명은 피부 내 수분함량이 부족하여 건조한 피부를 갖는 사람에게 효과적이고 피부장벽개선 효과가 우수한 화장료 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명은 히알루론산 필러를 제조하는 업체에서 공정 중 발생되는 히알루론산 또는 필러조성물은 피부 각질층을 저분자량의 히알루론산 원료는 진피층까지 피부 보습 및 재생력을 부여함으로써 피부장벽개선 및 피부진정효과가 우수한 화장료 조성물을 제공하고자 한다.

본 발명의 더말필러 제조 공정 중 발생되는 히알루론산을 함유하는 피부장벽 개선용 화장료 조성물은 히알루론산 필러를 제조하는 업체에서 공정 중 발생되는 고분자량 히알루론산(메디칼급 히알루론산 원료, 필러 조성물(가교 히알루론산))과 저분자 히알루론산을 함유하는 피부장벽 개선 및 피부진정 효과가 있는 조성물을 제공하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 조성물의 총 중량에 대하여 상기 고분자량 히알루론산과 저분자량 히알루론산은 2% 수용액 기준 0.5~5 중량%로 함유하는 것임을 특징으로 한다.

본 발명에서 고분자 히알루론산 또는 필러조성물은 필러 제조 공정 중 발생되는 잔여량 및 규격미달 제품에서 얻으며 히알루론산 원료화 과정을 통해 제공된다.

본 발명은 히알루론산 필러 제조업체에서 공정 중 발생되는 고분자량 히알루론산 또는 필러조성물과 저분자량의 히알루론산을 유효성분으로 함유하고 보습 및 진정효과가 우수한 천연추출물(알로에베라잎추출물, 병풀추출물, 수레국화추출물)을 적용한 화장료 조성물로 피부 트러블 개선 및 피부진정효과를 갖는다.

도 1은 히알루론산의 구조를 나타낸 도면.
도 2는 1,4-부타디엔디글리시딜에테르(BDDE)로 가교된 가교 히알루론산의 모식도.
도 3은 본 발명에 따른 고분자 및 저분자 히알루론산이 함유된 에센스 제형 시료의 인위적으로 손상된 피부 경표피수분손실량을 나타낸 그래프.
도 4는 본 발명에 따른 고분자 및 저분자 히알루론산이 함유된 에센스 제형 시료의 인위적으로 손상된 피부의 피부붉은기 변화를 나타낸 그래프.
도 5는 본 발명에 따른 고분자 및 저분자 히알루론산이 함유된 에센스 제형 시료의 14일 후 경표피수분증발량 및 개선율 결과를 나타낸 그래프.
도 6은 본 발명에 따른 고분자 및 저분자 히알루론산이 함유된 에센스 제형 시료의 14일 후 수분함유량 및 개선율 결과를 나타낸 그래프.

이에, 본 발명자들은 필러생산 공정 중 발생되는 부산물 및 완제품의 용도 확대를 위해 노력한 결과, 자체의 우수한 물성 및 순도로 인해 화장품 원료로 사용할 수 있는 용도를 도출하였으며, 이들 원료화 물질의 효능을 극대화하기 위해 저분자 히알루론산 및 천연추출물(알로에베라잎추출물, 병풀추출물, 수레국화추출물)을 적용함으로써 보습 성능이 우수하고 피부장벽 개선, 피부 진정 효과가 있음을 발견하고 본 발명을 완성하였다.

이하 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

본 발명의 고분자량 히알루론산은 히알루론산 필러 제조 시 핵심원료로 사용되는 것으로 가격이 1,000만원~2,000만원/kg에 이르는 고가 원료이다. 보통 히알루론산 필러 제조 시 1kg 사용때마다 약 70~80g의 잔량이 발생하는데 이 양을 가격으로 환산하여도 100만원이 넘는 가격이다. 남은 잔량의 원료 재사용이 공기 중의 수분 흡수, 가수분해 등의 문제 때문에 어려우므로 이의 빠른 화장품 원료화로 손실을 최소화할 수 있다.

보통 화장품 원료로 사용되는 히알루론산은 중저가 제품으로 파우더상 물질을 정제수에 풀어 사용하기도 하지만 보통은 1~2% 수용액을 사용한다. 본 발명에서 사용되는 잔량 고분자 히알루론산도 두 가지 사용방법이 모두 가능하나 공정 중 배출되는 히알루론산 잔량을 수용액 형태의 원로 가공하는 것이 바람직하다. 수용액 총 중량에 대하여 고분자 히알루론산의 함량은 0.1~2.0 중량%이며, 바람직하게는 0.5~1.5 중량%의 양으로 함유된다. 그 함량이 0.1 중량% 이하이면 원하는 보습효과를 기대하기 어렵고, 2.0 중량%를 초과하면 고분자 히알루론산의 특징 때문에 점도가 너무 높고, 용해시간도 많이 소요되어 생산성에 제한을 받기 때문이다.

필러에 사용되는 고분자 히알루론산은 보통 분자량이 1,000kDa~3,000KDa에 달하므로 화장품 원료로 사용하기 위해 40~80℃의 온도를, 바람직하게는 45~60℃의 온도를 가해 분자량을 낮추는 과정이 필요하다.

화장품 원료로 사용되기까지의 보관을 위해 정제수에 고분자 히알루론산을 첨가하고 보습제, 방부제, 산화방지제 등을 첨가할 수 있다.

필러 생산품 중 용량 미달 및 이물검사에서 기포가 있어 규격 미달로 판정받은 제품은 프리필드 시린지에서 내용물을 모두 빼내어 사용해야 한다. 이들 내용물은 가교된 히알루론산 하이드로겔 형태로 완제품 단계까지 거친 제품들로 주입액 자체는 전혀 문제가 없는 물질이다.

제품화된 가교히알루론산은 보통 히알루론산 함량이 2.0 중량%~2.4 중량% 이므로 수용액을 제조할 때 수용액 총 중량에 대하여 가교 히알루론산의 함량은 5~30 중량%이며, 바람직하게는 10~20 중량%의 양으로 함유된다. 함량을 제외한 수용액 원료화 방법은 고분자 히알루론산과 같다.

제품화된 가교히알루론산은 보통 히알루론산 함량이 2.0 중량%~2.4 중량% 이므로 수용액을 제조할 때 수용액 총 중량에 대하여 가교 히알루론산의 함량은 5~30 중량%이며, 바람직하게는 10~20 중량%의 양으로 함유된다. 함량을 제외하면 고분자 히알루론산과 같은 방법으로 수용화된 원료를 얻을 수 있다.

조성물 총 중량에 대하여 고분자 히알루론산의 함량은 0.1~4.0 중량%이며, 바람직하게는 0.5~2.0 중량%의 양으로 함유된다. 4.0 중량%를 초과할 경우 끈적한 사용감이 발현될 수 있다. 가교 히알루론산 함량은 0.05~2.5 중량%이며, 바람직하게는 0.1~1.0 중량% 양으로 함유된다.

고분자 히알루론산 및 가교 히알루론산은 원료의 분자량이 높아 피부 속 깊은 곳까지 침투가 불가능하므로 보습 성능의 극대화를 위해 본 발명에서는 저분자량 히알루론산을 첨가하며 그 함량은 0.1~2.5 중량%이며, 바람직하게는 0.5~1.0 중량% 양으로 함유된다. 또한 저분자 히알루론산 원료는 피부 흡수력의 극대화를 위해 다른 원료들과 함께 미세 에멀젼 형태로 제조 될 수 있다.

본 발명의 화장료 조성물에는 오일 성분이 더 함유될 수 잇으며, 천연오일 또는 합성오일이 사용될 수 있고 탄화수소, 트리글리세라이드, 에스테르 또는 실리콘 오일 등을 사용할 수 있다.

본 발명의 화장료에는 상기 유효성분 이외에 필요에 따라 통상적으로 화장료 조성물에 배합되는 다른 성분을 더 포함할 수 있다. 구체적인 예를 들어 유지성분, 보습제. 에몰리언트제, 계면활성제, 유기 및 무기 안료, 유기 분체, 자외선 흡수제, 방부제, 살균제, 산화방지제, 식물추출물, pH조정제, 알콜, 색소, 정제수 등이 있다.

이하, 실시예 및 시험예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예 및 시험예는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 예로만 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1~3]

하기 표 1과 같은 조성을 갖는 실시예 1~3 및 비교예 1의 화장료 조성물을 제조하였다. 비교예는 고분자 히알루론산 또는 가교 히알루론산을 함유하지 않는 통상적인 유중수 에센스 제형의 화장료 조성물이고, 실시예 1~3은 고분자 히알루론산, 가교히알루론산 또는 저분자 히알루론산 중 1종 이상을 함유하는 화장료 조성물을 제조하였다.

[실시예 1~3의 제조방법]

A) 위 표의 성분 1~14를 균일하게 혼합하고 70℃로 가온 용해하였다.

B) 위 표의 성분 15~18을 균일하게 혼합하고 75℃로 가온 용해하였다.

C) 70℃에서 교반(호모믹싱)하면서 상기 A)에 상기 B)를 서서히 투입하여 유화시켰다.

D) 상기 C)를 50℃ 이하로 냉각한 후 표 1의 성분 19~25와 성분 26, 27중 한 가지 성분 또는 두 가지 모두를 균일하게 혼합하여 유중수 에센스 제형의 조성물을 제조하였다.

[비교예 1의 제조방법]

A) 위 표의 성분 1~14를 균일하게 혼합하고 70℃로 가온 용해하였다.

B) 위 표의 성분 15~18을 균일하게 혼합하고 75℃로 가온 용해하였다.

C) 70℃에서 교반(호모믹싱)하면서 상기 A)에 상기 B)를 서서히 투입하여 유화시키고 50℃ 이하로 냉각한 후 위 표의 성분 19~25 성분을 균일하게 혼합하여 유중수 에센스 제형의 화장료 조성물을 제조하였다.

[시험예 1] 보습 효과 (피부전기전도도 측정)

비교예 1 과 실시예 1~3을 포함하는 화장료를 시험자(20명)의 이마 좌측에 일정량(0.02g/16cm²)을 도포하고 도포 전, 도포 1시간 후, 그리고 도포 2시간 후의 피부 수분함량을 측정하였으며 그 결과를 아래 표 2에 나타내었다.

[시험예 1] 보습 효과 (피부 수분 증발량 측정)

얼굴의 이마 부위에 테입 스트리핑(Tape Stripping)을 실시하여 피부의 방어막을 약화시킨 후 피부 전기 전도도 시험과 동일한 방법으로 피실험자에게 비교예 1과 실시예 1~3을 포함하는 화장료를 도포한 후, 수분증발량기를 이용하여 12시간마다 1분 간격으로 5회씩 수분 증발량을 측정하여 평균값을 도출하였다.

비교예와 실시예는 고분자 히알루론산 또는 저분자 히알루론산을 포함하는 화장료를 도포한 군이고, 대조군은 테입 스트리핑 실시 및 히알루론산 함유 화장료의 도포가 이루어지지 않은 군을 의미하며 시험결과를 아래 표 3에 나타내었다.

피부 전기전도도 측정과 피부 수분 증발량 측정 결과 고분자 히알루론산과 저분자 히알루론산을 모두 함유하는 화장료는 피부 전기전도도가 높고 적은 수분 증발량을 나타냄이 확인되어 보습효과가 우수한 것으로 나타났다.

[시험예 3] 외부자극에 의한 손상된 피부진정

실시예 3의 시료를 시험부위에 제품 사용부위와 미사용부위를 지정하고 1% SLS(Sodium Lauryl Sulfate)를 24시간 동안 첩포하여 피부장벽을 인위적으로 손상시킨 후 제품 부위와 미사용 부위의 경표피수분증발량을 측정하였다. 측정은 각각 1회씩 측정하였고, 단위는 g/m²/h로 나타냈다. 결과값이 감소할수록 개선됨을 의미한다.

붉은기 측정을 위해 Spectrophotometer를 이용하여 피부붉은기를 나타내는 a*값을 측정하였다. 측정은 같은 부위를 3회 반복 측정하며, 3개의 평균값으로 분석하였다.

한국화학융합시험연구원에서 20명의 임상시험을 통해 결과를 도출하였으며 시험 결과 경표피수분손실량은 미사용군과의 군간비교에서 통계학적으로 유의한 차이를 나타내지 않았으나, 피부붉은기 측정에서는 사용 14일 후에 통계학적으로 유의한 차이를 나타내었다.

경표피수분손실량 및 피부붉은기 측정 결과를 도 3과 도4에 나타내었다.

[시험예 4] 피부장벽 개선 효과

실시예 3의 시료를 경표피수분증발량을 안면부에 1회 약 20초간 수치가 안정화 될 때까지 측정하며, 단위는 g/m²/h로 나타내었다. 수분함유량을 안면부의 같은 부위를 5회 반복측정하여 최대, 최소값을 제외한 3개의 평균값으로 분석하였다. 단위는 임의단위인 A.U.(Arbitary Unit)로 나타냈다.

한국화학융합시험연구원에서 20명의 임상시험을 통해 결과를 도출하였으며 Vapometer를 이용한 제품 사용 전, 사용 2주 및 4주 후 경표피수분 손실량 측정값은 사용 전과 비교하여 사용 2주 후 및 4주 후에 통계학적으로 유의하게 감소함을 나타내었다.(표 4, 도 5)

Corneometer를 이용한 제품 사용 전, 사용 2주 및 4주 후 수분함유량을 측정한 결과는 다음과 같다.(표 5, 도 6) 수분함유량 측정값은 사용 전과 비교하여 사용 2주 및 4주후에 통계학적으로 유의하게 증가하였다.

Claims (2)

1. 히알루론산 필러를 제조하는 업체에서 공정 중 발생되는 고분자량 히알루론산(메디칼급 히알루론산 원료, 필러 조성물(가교 히알루론산))과 저분자 히알루론산을 함유하여 피부장벽 개선 및 피부진정 효과가 있는 더말필러 제조 공정 중 발생되는 히알루론산을 함유하는 피부장벽 개선용 화장료 조성물.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 조성물의 총 중량에 대하여 상기 고분자량 히알루론산과 저분자량 히알루론산은 2% 수용액 기준 0.5~5 중량%로 함유하는 것임을 특징으로 하는 더말필러 제조 공정 중 발생되는 히알루론산을 함유하는 피부장벽 개선용 화장료 조성물.

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