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[최신연구] 천연 추출물 유래, 항여드름제

생물전환 기술(발효) 통해 개발된 안전한 천연 항여드름 화장품 원료

# 생물전환 기술(발효) 통해 개발된 안전한 천연 항여드름 화장품 원료

 

1. 소개


여드름은 주로 얼굴, 가슴, 등, 어깨 등에 발생하는 면포, 농포, 구진, 낭종과 결정 형성을 특징으로 하는 모낭 피지선의 만성 염증성 질환으로 보고되어 있다. 여드름의 생성 원인은 유전적 요인, 피로와 스트레스 등의 다양하고 복합적인 요인이 작용하는 것으로 알려져 있다. 호르몬과 외부적 영향에 의해 피지가 모낭관 밖으로 배출되지 못해 피부 모공이 막히는 경우 피부 상재균들의 증식으로 야기되는 것으로 알려져 있다.

 

피부 상재균 중 피부에 염증과 여드름 유발 원인 세균으로는 Cutibacterium acnes가 알려져 있다. 모공이 막히게 되면 혐기성 균주인 C.acnes가 모공 내에서 증식하게 되고 지질분해 효소인 lipase를 분비하며 피지의 주성분인 triglyceride를 free fatty acid로 분해한다. 생성된 free fatty acid는 모낭벽 상피세포를 자극해 각질형성 세포가 증가되면서 각질 과각화가 이루어져 여드름과 염증을 일으키게 된다1)2).

 

항여드름제로 사용되고 있는 하이드로코티존은 사용량이 제한되어 있고 감초산과 그 유도체는 안정화시 키기 어렵거나 용해도가 좋지 않아 실제 제품화할 경우 농도의 제한으로 인해 실질적인 효과를 거두기 어려운 점이 있는 등 피부 안전성, 화장료 배합 시의 안정성 면에서 문제를 갖고 있어 그 사용이 제한되고 있다.

 

안전성이 확보된 천연물로부터 여드름 관련 유용물 질의 탐색, 개발이 시도되고 있으나 천연소재를 사용하면 효과는 높아짐에도 불구하고 오염이 쉽고 효과의 재현성이나 유효성이 떨어진다는 단점을 갖고 있다3).

 

이러한 문제점을 해결하기 위해 천연소재에 발효 공정을 적용하면 천연물의 생리활성 효과를 상승시킬 수 있으며 미생물과의 상호작용으로 인해 상승효과를 나타내어 생리 활성 효능이 증가될 수 있어 피부에 빠르게 흡수, 전달시킬 수 있는 장점이 있다.

 

BCX-CA는 여드름 유발 균주인 C.acnes에 대한 항균과 항염증 활성을 가진 것으로 알려진 편백잎, 감초 추출물과 항산화와 면역 증강 효능의 기능을 가진 것으로 알려진 귤껍질, 포도씨, 락토바실러스 발효물을 함유한 복합추출물이다. 편백잎은 hinokitiol을 포함한 thujaplicin 화합물은 항균, 항미생물 효과, 항산화, 활성산소 소거효과 등 다양한 생리활성을 지니고 있음이 밝혀져 있다4). 감초는 주성분으로는 glycyrrhizin liquritin, liquiritigenin 등이 보고됐으며 항산화, 항염, 항균, 항노화 등 다양한 생리활성을 갖고 있다. 특히 감초 추출물을 피부 상재균인 E. Coli, S. aureus 등에 대한 우수한 항균 활성이 보고되어 있다5).

 

락토바실러스 발효물은 다양한 피부 상재균에 대한 항균 활성 효과와 생리활성 기능과 함께 항산화, 항암, 항종양, 면역 활성화 작용, 항바이러스 등의 다양한 기능을 나타내는 것으로 알려져 있다6). 귤껍질은 flavonoid, alkolid, lignin, monoterpenoid, sesquiterpenoid, triterpenoid 등의 기능성 물질을 다량으로 함유하고 있고 특히 naringin은 항균작용을 나타 내는 것으로 알려져 있다7).

 

포도씨에는 (+)-catechins, (-)-epicatechin, (-)-epicatechin-3-o-gallate 등의 monomer 페놀화 합물 등이 다량 함유되어 항균, 항산화, 항암, 항당뇨 등여러 생리활성을 지니는 것으로 알려져 있다8). 구성 원료에는 다양한 생리 활성 물질이 있어 비에스티 고유 기술로 천연추출물의 복합처방을 통해 단일 추출물보다 생리활성 효능을 증가시켰다.

 

(주)비에스티는 천연원료를 독자적인 생물전환 기술을 통해 효능이 우수한 천연원료를 개발하고 있으며 본 연구를 통해 항균력과 항염 효능을 동시에 가진 천연 항여드름제(BCX-CA)의 화장품 소재로서의 가능성과 산업적 활용 가치를 확인했다.

 

2. In vitro 항균 및 항염 활성 평가


2-1. C.acnes에 대한 항균력 테스트


MIC(Minimum inhibition concentration) test는 시료를 0.078%~5%(최대 농도에서 1/2씩 희석)의 8개 농도 구간에서 균 성장이 저지되는 최소 농도를 정하는 시험법이다. 본 MIC test를 위해 여드름 유발 균주인 C.acnes균을 접종했다. 접종 농도는 최종 농도가 2.0 x 105CFU/ml을 접종해 35℃에서 배양 후 72시간 경과시 600nm에서 흡광도를 측정해 평가했다. BCX-CA와 티트리 오일은 5%를 사용했다.

 

MIC test 결과, BCX-CA는 티트리오일(대조군)보다 낮은 농도에서 C.acnes균의 발육을 저지하는 것으로 나타났다. 대조군의 최소 저지 농도(MIC)가 0.156%(v/v) 에 비해 BCX-CA는 0.078%(v/v)로 대조군보다 1/2 수준의 낮은 농도에서 저해활성을 보였다. 따라서 BCXCA는 항여드름 활성이 우수함을 확인했다.

 

생육저해환 test(Paper disc 8mm thick)는 균 억제 감수성을 측정하는 시험법이다. C.acnes 2.0 x 105CFU/ml을 접종해 35℃에서 배양 후 72시간 경과 시 Paper disc 8mm thick를 사용해 저해능력을 측정해 평가했다. BCX-CA와 티트리 오일은 5%를 사용했다. 생육 저해환 test 결과, BCX-CA는 티트리오일(대조군)보다 높은 저해효능을 보이는 것으로 나타났다.

 

표1 BCX-CA의 C.acnes균에 대한 항균력 테스트

 

2-2. 안정성 테스트


Hs68 cells의 세포 안정성 test를 측정했다. 96 well plate에 세포를 4 x 104cells/well의 농도로 분주하고 10% FBS가 함유된 DMEM 배지에서 24시간 동안 배양했다. 다시 배지를 1% FBS가 함유된 것으로 교체하고 다시 16시간 동안 배양했다. 배지를 제거하고 1% FBS가 함유된 DMEM 배지에 0, 0.5, 1, 2.5, 5, 7.5, 10%가 되도록 희석한 시료를 각 well에 100μl씩 첨가해 24시간 동안 배양했다. MTT solution(5mg/ml)을 10μl씩 첨가하고 3시간 동안 추가 배양했다. 배지를 제거하고 dimethyl sulfoxide (DMSO)를 100μl을 첨가 하고 570nm에서 흡광도를 측정했다.

 

MTT test 결과, Hs68 세포주에 대하여 편백 추출물 2.5% 농도에서 86.48 ±1.67%, 5%의 농도에서는 89.48 ± 2.40%, 7.5%의 농도에서는 84.02 ± 5.87%, 10%의 농도에서는 78.72 ± 6.18%의 세포생존율을 나타내어 안전성을 확인했다.

 

그림1 BCX-CA의 안전성 테스트

 

 

2-3. 항염증 및 피지억제 활성 테스트

 

Hs68 cells을 96 well plate에 세포를 4 x 104cells/well 의 농도로 분주해 염증성 사이토 카인의 DNA 발현 정도를 측정 하기 위해 RT- PCR test를 시행했다. BCX-CA 5%를 처리 시, IL-8, TLR-2의 발현이 대조군(티트리오일 5%)에 비해 염증성 사이토 카인 발현이 감소한 것을 확인 할 수 있었다. 또한 피지 생성에 관여하는 인자인 SREBP1 대조군은 0.9(A.U)에 비해 BCX-CA를 처리 시 0.7(A.U)로 우수한 피지생성 억제 효능을 보였다. 본 실험을 통해 확인된 BCX-CA의 항염증과 피지 억제 활성은 대조물질인 티트리 오일보다 우수한 활성을 나타냄을 확인했다.

 

표2 Primer sequence

 

그림2 BCX-CA의 항염증 및 피지억제 활성 테스트

 

 

3. In vivo 항염 및 여드름 개선 평가


3-1. 피부 자극 첩포 실험


임상실험에 참가하는 인원은 국제 접촉성 피부염 학회에서 제시하는 평가 기준에 따른 피부자극 평가에 의거해 성인 남녀 중 20세~30세인 피부질환과 급 만성 질환이 없는 30명의 성인을 대상으로 진행했다.

 

시험 부위를 70% 에탄올로 닦아내고 건조시킨 뒤 BCX-CA를 25μl씩 Finn Chamber에 적하시킨 후 피험자의 등 부위에 얹어 고정시켰다. 첩포는 24시간 후 제거했으며 첩포를 제거한 후에는 Marking Pen으로 시험 부위를 표시해 30분, 24시간, 48시간 경과 후에 시험 부위를 관찰했다. BCX-CA의 피부 자극 첩포 결과는 홍반반응이 모두 나타나지 않았으며 무자극으로 피부의 안전성을 확인할 수 있었다.

 

3-2. 여드름 및 피지 감소 효능


여드름 효능 임상을 서울대 병원에서 시행했다. 환자 40명을 모집해 최종적으로 32명 환자의 여드름 증상에 개선에 대해 평가했다. 임상 시험은 8주간, 2중 맹검법을 사용해 진행했다.

 

여드름 환자의 염증과 비염증성 부분의 효능 정도를 측정 한 결과, 2가지 모두에서 효능을 보였으며 BCXCA가 티트리 오일보다 효능이 좋았다.

 

그림3 BCX-CA의 염증과 비 염증성 여드름의 효능 테스트

 

 

 

4. 정리


식물유래 천연 추출물로 만들어진 BCX-CA는 화장품 원료에서 여드름 균주에 대한 항균과 항염 활성을 가져 화장품용 천연 항여드름제의 가능성과 산업적 활용 가치가 우수하다.

 

5. 제품정보


・ INCI : ChamaecyparisObtusaLeaf Extract, Glycyrrhiza Uralensis(Licorice) Root Extract, Lactobacillus Ferment, Citrus Unshiupeel Extract, Vitis Vinifera (Grape) Seed Oil

・ Apperarance : Light brown

・ Concentration : 2~5%

・ Solubility : Water soluble

・ Optimal pH : 6±1.0 (25℃, 2% Solution)

 

문의처
(주)비에스티

주소 : 성남시 중원구 사기막골로45번길 14 우림라이온스밸리 2차 B동 B109호

TEL : 031-745-5885
E-mail : bst_cos@naver.com

홈페이지 : www.ibst.kr

 

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