119 유화제와액정형성에관한연구 박인애 / 안인숙동남보건대학 / 건국대학교산업대학원 Abstract The Study For The Emulsifier and The Formation of Liquid Crystal Park, In Ae / An, In Sook Dong Nam Health College / Konkuk University Graduate School of Engineering Emulsion that contains a multilayer structure has a similar structure with the multilayer structure existing in the stratum corneum. Emulsion is highly effective for caring a sensitive skin and atopic dermatitis, which a dry skin caused by the damaged stratum corneum of a skin and a reduction of the content of ceramide in a living body, are known as the causes for. However, it is difficult to make an end product of emulsion have the structure stably because stability becomes different, depending on the ratio among ceramide, fatty acid (intercellularlipid), and cholesterol, on the mixture ratio of oily components, on the mixture ratio of emulsifiers, and the mixture ratio of polyhydric alcohol. In this study, a multilayer structure was made by differentiating emulsifiers only without any changes in the kinds and the ratio of other components. By doing this, an emulsifier, which makes it easy to create lamellar liquid crystal, was developed, through which a more stable multilayer structure could be made. Used emulsifiers are C14-22Alcohol & C12-20Alkyl Glucoside, Lechthin & C12-16Alcohol & Palmitic Acid, Hydrgenated Lecithin & C12-16Alcohol & Palmitic Acid, Myristyl alcohol & Hydrogenated Lecithin & Glyceryl Stearate, Batyl Alcohol & Stearic acid & Lecithin, Sorbitan Stearate & Sucrose Cocoate, Stearath 21, Stearath 2, Cetearyl Glucoside & Cetearyl Alcohol and Cetearyl Olivate & Sorbitan Olivate. As another experiment, this paper selected myristyl alcohol, hydrogenated lecithin, palmitic acid, cetearyl alcohol, lecithin, and glyceryl stearate, which have the best optical aeolotropy, out of the emulsifier made in the first experiment. And then, it made ceramide-3 of the same type as found in the human bodies by purifying yeast. Using the components selected from the emulsifier and the ceramide-3, it made another emulsifier and observed its aeolotropy through an optical microscope. The emulsifier containing ceramide was found to have a greater number of clearer maltese cross of a fixed size than the ceramide-free emulsifier. Thispaper kept the emulsifier containing ceramide, myristyl alcohol, hydrogenated lecithin, palmitic acid, cetearyl alcohol, lecithin and glyceryl stearate in a cycling incubator at -20 ~ 45 (cooling and heating or freezing and thawing conditions are available) for 6 weeks and had a stability test. No difference in the optical aeolotropy was found before and after that. In order to measure the effect of moisturizing the skins and Transepidermal Water Loss(TEWL), this paper applied Liquid A (containing ceramide, myristyl alcohol, hydrogenated lecithin, palmitic acid, cetearyl alcohol, lecithin, glyceryl stearate), Liquid B of a gel type (the control group of Liquid
120 A), and Liquid C of a traditional O/W type, about 2mg/cm² each, on the right and the left. And then, it made non-treatment control measurement on the outside of the applied part. It let the subject apply them twice a day, in the morning and in the evening. The measurement was made on the 3rd, the 7th, and the 14th day of the experiment. As a result, the emulsifier of the multilayer structure containing ceramide showed the best skin-moisturizing effect and evaporation-suppressing effect.of this study is to examine. Key Words : Emulsifier, mixture ratio, lamellar liquid crystal, aeolotrpy, evaporation Ⅰ. 서론 최근기능성화장품에대한관심의증대와시장 의확대와함께노인성피부및건성피부등의 전용제제개발을위한생리활성에대한연구가활 발히진행되고있다 1). 건조피부는표피와진피를 포함한피부의전층에걸쳐일어나는변화때문에 생기는것으로알려져있으며, 특히표피장벽의 역할을하는각질층에서일어나는변화가중요한 요인으로생각되고있으며 2) 이는연령, 성별, 구 체적부위, 지속적인환경자극, 스트레스의증가 등외부자극누적과같은요인에의해증가되 고있는추세이다 3). 피부건조증이있는부위는 각질층의장벽기능이손상되어있어외부의자극 물질이나항원이쉽게통과할수있어피부의증 상이악순환된다 4). 피부를촉촉하게유지하는것 은일시적으로외부에서수분공급만으로가능하 지않고각질층의형성과분화조절을통하여피부 자체의상태를개선하여야한다는점 5) 에서피부 각질층의장벽기능에중요한역할을하는지질의 성분중하나인 Ceramide 와이를이용한피부각 질층과표면에서의구조형성에의한수분유지및 1) Charles Fox, Advance in Cosmetic science and Technology IV. Skin care and Treatment, Cosmetics & Toiletries110, p.63-93, 995 2) 이승헌, 안성구, 정세규, 피부장벽, 여문각, 2004 3) 장혜진, 보습제원료의세포자극성및피부보습에미치는정도에관한연구, 건국대학교, 산업대학원, 2005 4) Hanifin JM, Pharmacophysiology of atopic dermatitis, Clin Reve Aller 4, p.43-65, 1986 5) 장이섭, 노인성, 건성피부질환을위한세라마이드등스핑고리피드계활성물질과그를함유한피부전용제제의개발, 보건복지부, 2001 유용성물질의흡수침투를위한 Liposome, Liquid crystal, Gel, Multi-lamellar emulsion 등의 양친매성지질의구조체또는분산계가주목되고 있다 6). 피부표피의최외각층인각질층은각질세포와 피부지질로구성되어있는데, 피부지질은피부의 장벽기능을담당하여각질의세포분열과분화를 조절하고외부유해물질로부터피부를보호하고 체내물질의유출을방지하며피부수분증발을 방지하는중요한기능을담당하고있다. 이런기 능을담당하는주된피부지질은주로 Ceramide, Cholesterol 및 Free fatty acid 로층상의회합체를 형성하여수분의유지나세포간접착혹은외적자 극에대하여 barrier 로서의기능에기여하고있다. Ceramide 를피부외용제나화장품에이용시피부 각질층의지질의층상구조와유사하도록 Cholesterol 이나 Fatty acid 등의각질세포간지질 성분과동시에다층의 Lamellar 구조의회합체를 형성한조성물을제조하여수분유지능이저하한 피부에사용할경우, 피부수분유지기능이나 barrier 능이회복되는것이보고됨에따라 Ceramide 의본래의기능을효율적으로발휘할수 있는제형으로서 Lamellar 회합구조를가지는유 화물의제조가많은관심이되어오고있다. 현재 까지 Ceramide 가불안정한공급과고가라는단점 을갖고있어이점을타개하기위한유사효능성 과경제성을가진 Pseudo-ceramide 개발및 6) 박병덕, 염종경, 이명진, 김윤, 유사세라마이드 (PC-9) 을함유한다중층상유화물의제조, 대한화장품학회지, 제25 권(1), p.56, 1999
121 Phytosphingosine 으로부터의다양한유사체합성 을통한 Ceramide 의합성과 Ceramide 의낮은용 해도와안정도의개선을위한 nano 화, liposome 화 된 Ceramide 의효능에관한연구등이이루어지 고있다. 또한 Ceramide 를함유한다중층상유화 조성물의제조에있어서는지질유사성분의조성 비, 유화제와의혼합비, 유성성분과의혼합비및 다가알코올의혼합비가유화물의안정성에영향 을끼치므로최종유화물에서다중층상구조가발 현되는데에있어어려움이있다. 본연구에서는액정형성에도움을주는유화제 들을사용하여각각다중층상유화물을조제하여 편광현미경을통해액정구조를관찰하였다. 또한 Myristyl alcohol & Hydrogenated Lecithin & Palmitic acid & Cetearyl Alcohol & Lecithin & Glyceryl Stearate 와 Ceramide 와함께이용하여 유화물을제조하였으며형성된 lamellar 액정을 편광현미경을통해비교관찰하였다. 이를통해 액정구조의발현에있어효율적이며용이한유화 물의제조와제조된다중층상유화물이피부항 상성유지에주는효과에대해알아보고자한다. 1. 액정 결정과액체의중간상태를말하는액정 (liquid crystal) 은분자배열이결정( 규칙적 ) 과액체( 불규 칙적) 의중간상태를말하는것으로 thermotropic 액정과 lyotropic 액정의두종류로나뉜다. thermotropic 액정은분자속에 2중결합이있고굴 곡성이적은분자로형성된순물질의액정상태다. 보통의순물질은열을가해융점에달하면투명한 액체로변하는데, 에틸파라아족시벤조에트나파라 아족시아니솔, 콜레스테릴벤조에트등의물질은 어떤온도( 전이점 ) 에서끈적끈적해지고탁한상태 가되며, 다시온도를높이면융점에달하여투명 한액체가된다. 이전이점과융점사이의상태를 thermotropic 액정이라한다. thermotropic 액정은 분자의병렬방식에따라 smectic, nematic, cholesteric 형으로나뉜다. cholesteric 액정은엷 게또는모세관에넣으면여러가지의아름다운 색깔을나타내며전압이가해지면흐리거나색깔 이변하는액정의성질은온도계나여러가지의 표시장치에이용되어진다. micelle colloid 의계면활성제농도를증가시키면, micelle 이커지기때문에구상을취하기보다는 비대칭형으로타원형이나원통형을취하게되는 데, 다시농도를증가시키면원통형미셀이일정 한배열을가진것이든가, 2 분자층 ( 층상미셀 ) 이 배열된것이나타나게된다. 이것을 lyotropic 액 정이라한다. lyotropic 액정은분자의모양에따 라 cubic, lamellar, hexagonal 로분류된다. Lamellar 구조는 Lamellar gel 조직과 Lamellar liquid crystal 로나뉘며이구조체를함 유한유화물은높은안정성, 약물방출조절, 제조 의용이성, 우수한사용감, 보습효과유지등의 장점을가지고있다. Lamellar 는인지질, 유성막, 수성막으로이루어져있는판상구조로피부의각 질층의세포간지질의구조와매우유사하며바로 이구조가피부의수분증발을막아준다. 보통 emulsion 구조는외상이물인 O/W형으로 피부에도포하였을시체온에의해외상인수분은 빠르게증발해버림으로써 emulsion 의균형이깨 지고화장품의주기능이라할수있는보습효과 가상당히감소되게된다. W/O상은이문제점를 해결하기에는적합하지만사용감이좋지않다는 단점이있다. 한편 Lamellar 구조는이모두를해 결할수있는가장적당한체계라할수있다. 하 나의수분층이증발하더라도다음유분층이아래 있는수분의증발을막아주며사용감에있어서도 O/W 형의그것과유사하다. 사람의피부세포막은 Lecithin 계의 Lamellar 층 을이루고있어유액제조에있어 Lecithin 함유는
122 피부친밀도를높여사용감을좋게하고 Ceramide, Cholesterol 과함께사용할시에는 Lamellar 구조로쉽게형성될수있으며이는그 구조의특이성에의한높은수분보유능, 피부친 밀도에의한화장품성분의피부흡수도증가등 을가능하게한다. Fig 1. Lamellar structure 2. Ceramide sphingolipid 의일반적인주요기능으로는 protein kinase C 의억제, Collagenase 의억제, MMP 억제, 종양억제, Allergen 억제, 노화억제, 세 포증식및분화에관여, Lamellar 구조형성등이 있다. 사람피부의표면은기저층으로부터분화, 퇴 화된각질세포가세라마이드의이중사슬라멜라 구조에의하여결합되어있어서매끄럽고탄력성 있는피부를유지하게한다. 그러나, 피부노화가 진행될수록각질층내의 ceramide 함량이감소되 어각질세포의결합력이감소하며결국각질층이 보호받지못하게되어피부수분의손실, 자외선 이나화학물질등의외부자극에의노출및각질 세포의박리현상이발생하여피부표면은거칠게 된다. 이러한증상은외부에서 ceramide 를공급할 경우피부각질의지질층재생촉진으로손상된 피부회복에의해표피투과수분량조절및피부 수화력의향상, 외부자극에대해방어능력이커 진다는등의연구가보고되고있다. 자연에서발 견되는 ceramide 는 sphingosine, phytosphingosine, dihydrosphingosine 과같은 long chain sphingoid base 에 long chain non-hydroxy 또는 hydroxy fatty acid 가 amid 결 합으로연결되어있는구조이다. 그외에는 sphingosine 말단에 hydroxy group 이 phosphorylation, glycosylation 및 sulfation 된형 태가존재하며이들의특징에따라간, 뇌, 중추신 경계등에존재하여다양한기능을수행한다. 새 롭게성장하는피부세포에서는 ceramide 의함량 이적고주로당이연결되어있는당스핑고지질의 형태가많이존재하다가외각층으로이동하면서 당이떨어진중성 소수성장벽이형성되게된다. ceramide 가증가하여각질층의 피부에존재하는 ceramide 는현재까지 6종류에대해그기능과구 조가규명되어있으며그구조는그림 11 과같다. ceramide 의제조법은동식물이나박테리아등 에서추출하는방법과효소를이용하여전구체를 제조한후지방산을결합시키는등의합성법과 natural ceramide 와비슷한구조를갖고있는 Pseudo-ceramide 의합성법이있다. 천연추출및 반합성의경우에는공급의불안정성과대량생산 의한계등으로유사세라마이드의개발에대한 연구가많이진행되어오고있다. Ⅱ. 재료및실험방법 1. 연구재료 1) 액정형성에도움을주는원료 Table 1. 액정형성에도움을주는원료 Nochemical name(trade name) 1 C14-22Alcohol & C12-20Alkyl Glucoside 2 Lechthin & C12-16Alcohol & Palmitic Acid 3 Hydrgenated Lecithin & C12-16Alcohol & Palmitic Acid Myristyl alcohol & Hydrogenated Lecithin & Palmitic acid 4 & Cetearyl Alcohol & Lecithin & Glyceryl Stearate 5 Batyl Alcohol & Stearic acid & Lecithin 6 Sorbitan Stearate & Sucrose Cocoate 7 Stearath 21, Stearate 2 8 Cetearyl Glucoside & Cetearyl Alcoho 9 Cetearyl Olivate & Sorbitan Olivate
123 2) 세라마이드 인체에서발견되는것과동일한형태의세라마 이드로이스트로부터정하여제조한두산 (Doosan) 의 Ceramide-3 (Ceramide Y 30) 을사용 하였다 3) Formulation Table 2. 의조성을사용하여다음과같이제조 하였다. 다중층상구조를관찰하기위하여 Table 1의유화제를 1~9의각종류별로 B상에 1유화제 를넣은경우, 2 유화제를넣은경우, 3 유화제를 넣은경우, 4 유화제를넣은경우, 5 유화제를넣 은경우, 6 유화제를넣은경우, 7 유화제를넣은 경우, 8 유화제를넣은경우, 9 유화제를넣은경 우의 9가지유화제를각기첨가하여제조하였으 며또한, 4 유화제와함께 Ceramide 를함유한유 액을제조하였다. A 상과 B 상을 80 Water Bath 에서각각완 전히용해한후 A 상에 B 상을첨가하여호모믹 서 4500 rpm에서 2 분간유화시켰다. 그다음 A + B 상을 40 까지냉각시킨후 C 상을첨가하여 교반하여냉각후 Table 2. Formulation of lotion 24 시간숙성시켰다. contents 세라마이드를함유한 contents 9가지유액의조성물 (%) 유액의조성물 (%) Glycerine 5.00 Glycerine 5.00 Disodium-EDTA 0.01 Disodium-EDTA 0.01 A Water 63.36 Water 62.86 methyl Paraben 0.20 methyl Paraben 0.20 Cabomer 14.00 Cabomer 14.00 Cetearyl Alcohol 0.80 Cetearyl Alcohol 0.80 Caprylic/Capric Caprylic/Capric 3.00 Triglyceride Triglyceride 3.00 m a c a d a m i a termigloia seed oil 6.00 m a c a d a m i a termigloia seed oil 6.00 B - ceramide 0.50 squalane 3.00 squlane 3.00 1 (2~9) 3.00 5 3.00 BHT 0.03 BHT 0.03 Propyl paraben 0.15 Propyl paraben 0.15 stearic acid 0.60 stearic acid 0.60 dimethicone 0.50 dimethicone 0.50 C Trimethanol amine 0.35 Trimethanol amine 0.35 2. 실험방법 1) 실험대상 유액의보습도를측정하는연구에는건강한피 부를가진 5명의성인지원자를대상으로하였으 며대상자의연령은 22세에서 43세까지로평균 36 세였다. 실내온도 2±1, 상대습도 45±10% 에서 20 분간피검자들을안정시킨후계측학적연구를 수행하였다. 2) 측정기기 (1) TEWAMETER TM210(Courage & Khazaka, Germany) 경피수분손실량 (TEWL, Transepidermal Water Loss) 은피부로부터발산되는수분량으로서피부 장벽기능의지표이다. 피검부위를수평으로유지 하고탐침을피검부위의피부에수직으로접촉하 여탐침(probe) 내에있는상하 2개의습도 sensor 가피부표면과주위공기간의 "water vapor gradient" 를기초로경피수분손실량을측정하게 된다. 측정값은같은부위에서 3회반복시행하여 평균값을취하였다. (2) CORNEOMETER CM825(Courage & Khazaka, Germany) 피부표면의정전용량(eletrical capacitance) 를 이용해서피부표면수분을측정하는기구다. 직경 6mm 의탐침(probe) 을측정부위에일정한압력으 로피부에수직으로닿게한후접촉하는곳의정 전용량 (electrical capacitance) 을계측하여피부 표면의수분함유량을측정할수있으며본연구 에서는 과 5 회시행하여평균값을취한다. 3) 다중층상구조관찰 1~9까지각각의유화제를첨가한 9개의유액 4의 Myristyl alcohol & Hydrogenated
124 Lecithin & Glyceryl Stearate 와 Ceramide 를첨가 한유액의광학이방성은 OLYMPUS 사의 편광현미경을사용하여관찰하였다. 4) 안정성테스트 BX50 일반적으로, 안정성실험을위한제재는불안정 성발생률을높이기위해스트레스조건에노출되 어진다. Myristyl alcohol & Hydrogenated Lecithin & Glyceryl Stearate 과함께 Ceramide 를 첨가하여만든유액의샘플을 -20 ~45 에서 cooling/heating or freezing/ thawing 의조건으로 6주간 cycling incubator 에보관하여안정성을관 찰하였다. 5) 경피수분손실및피부보습효과의측정 Ceramide 를포함한유액A 와대조군으로는 gel type 의유액B 과전통적인 O/W 형의유액C 를각 약 2mg/cm² 씩우측과좌측에도포하였고시료도 포바깥쪽영역에무처치대조측정을하였다. 피 검자들에게 14일간아침과저녁에 2회도포토록 하였으며측정은처치기간중에 되었다. 6) 통계처리 3, 7, 14일에실시 각물질을도포하기전과도포후, 도포 3 일후, 도포 7 일후, 도포 14 일후에피부보습력, 경피수 분손실도차이를살펴보기위하여분산분석 (anova) 를실시하였다. 통계처리는 SPSS 12.0 프 로그램을사용하여분석하였다. 최종유화물에있어서다중층상구조의발현은 유성성분, 친수성보습성분, 유화제, 점증제등의 여러종류의성분들의적절한조성비가필요하며 높은액정형성능을가지는 ceramide 와그외의 각질지질성분및액정형성을용이하게하는유 화제가함유됨으로써이루어질수있다. 본연구에서는액정형성을용이하게하는 9가 지종류의유화제를사용하여다중층상구조를 편광현미경을통하여관찰하였다. 제조된유화물 에서는 figure 2~11 에서와같이모두편광현미경 하에서 maltese cross 구조를보여표면의지질의 배향이층상구조임을보여주고있다. 특히 figure 5에서보듯이 Myristyl alcohol & Hydrogenated Lecithin & Glyceryl Stearate 를첨가한유액의 편광현미경하 maltese cross 무늬가다른유화 제들에비해비교적선명하고형성된크기또한 일정하였다. 또한, 타 8가지유화제에비해비교 적다중층상구조를잘발현시킨유화제인 Myristyl alcohol & Hydrogenated Lecithin & Palmitic acid & Cetearyl Alcohol & Lecithin & Glyceryl Stearate 를선택하여 ceramide 와함께 첨가하여제조한유화물을편광현미경하에서관 찰한결과, ceramide 를첨가하지않고유화제만 을함유한 9가지의유화물보다 figure 11에서보 듯이 maltese cross 무늬가더선명하고일정한 것을볼수있다. Ⅲ. 결론및제언 1. 다중층상구조의관찰 Fig2. C14-22Alcohol&C12-20AlkylGlucoside (X100, polarized light) 를포함한유액의편광현미경사진. Maltese Cross 가크기가고르지않음이관찰된다.
125 Fig3. Lecithin & C12-16Alcohol & Palmitic Acid(X100, polarized light) Maltese Cross 무늬가잘형성되지않음이관찰된다. Fig7. Sorbitan Stearate & Sucrose Cocoate(X100, polarized light) 다중층상구조를나타내는이방성이뚜렷하지않음이관찰된다. Fig 4. Hydrgenated Lecithin & C12-16Alcohol & Palmitic Acid (X100, polarized light) Maltese Cross 무늬가정확히보이지않았고숫자가많지않음이관찰된다. Fig 8. Stearath 21, Stearath 2(X100, polarized light)maltese Cross 무늬가정확히보이지않았고숫자가많지않음이관찰된다. Fig 5. Myristyl alcohol & Hydrogenated Lecithin & Palmitic acid & Cetearyl Alcohol & Lecithin & Glyceryl Stearate (X100, polarized light) 광학적이방성이비교적선명하고크기가고른편임이관찰된다. Fig 9. Cetearyl Glucoside & Cetearyl Alcohol(X100, polarized light) 다중층상구조를나타내는이방성이뚜렷하지않음이관찰된다. Fig 6. Batyl Alcohol & Stearic acid&lecithin(x100, polarized light) 다중층상구조를나타내는이방성이뚜렷하지않음이관찰된다. Fig 10. Cetearyl Olivate & Sorbitan Olivate(X100, polarized light) Maltese Cross 무늬가고르게형성되지않았음이관찰된다.
126 Fig 11. Myristyl alcohol & Hydrogenated Lecithin & Palmitic acid & Cetearyl Alcohol & Lecithin & Glyceryl Stearate 과 Ceramide 를첨가한유액의다중층상구조(X100, polarized light) 선명하고크기가일정한광학적이방성이관찰된다. 2. Ceramide 를함유한유액의다중층상 구조의안정성테스트 온도에따른 위해 ceramide 의안정성을테스트하기 ceramide 와 Myristyl alcohol & Hydrogenated Lecithin & Palmitic acid & Cetearyl Alcohol & Lecithin & Glyceryl Stearate 를함유한유액을 -20 ~45 에서 cooling/ heating or freezing/thawing 의조건으로 6주간 cycling incubator 에보관하였다. 편광현미경으로 촬영하여육안으로관찰한결과 ceramide 를함유 한유액은 6주간의 cycling incubator 환경에노출 된후에층상구조의큰변형이일어나지않았다. 3. Moisturization effect 세라마이드와 Myristyl alcohol & Hydrogenated Lecithin & Palmitic acid & Cetearyl Alcohol & Lecithin & Glyceryl Stearate 를함유한유액이각질층의수분함유량을높여 피부의상태를개선시킴을관찰하기위하여피부 표면의정전용량(eletrical capacitance) 를이용해 서피부표면수분을측정하였다. Table 3. 보습도효과 라멜라도포 gel 도포 O / W 도포 무처치 도포전 ( 사전) 5 50.78 5.230 도포후 ( 사후1 차) 5 71.06 8.444 3 일후( 사후2 차) 5 85.78 8.547 16.670***.000 7 일후( 사후3 차) 5 81.88 8.290 14 일후( 사후4 차) 5 80.68 7.548 합계 25 74.04 14.657 도포전 ( 사전) 5 53.40 6.873 도포후 ( 사후1 차) 5 67.74 8.101 3 일후( 사후2 차) 5 84.60 7.049 17.201***.000 7 일후( 사후3 차) 5 81.40 6.244 14 일후( 사후4 차) 5 78.40 5.761 합계 25 73.11 13.180 도포전 ( 사전) 5 59.00 5.682 도포후 ( 사후1 차) 5 69.88 5.703 3 일후( 사후2 차) 5 89.00 7.144 21.470***.000 7 일후( 사후3 차) 5 84.00 5.098 14 일후( 사후4 차) 5 79.00 4.857 합계 25 76.18 12.082 도포전 ( 사전) 5 57.74 2.308 도포후 ( 사후1 차) 5 58.46 3.041 3 일후( 사후2 차) 5 67.74 4.932 3.701 7 일후( 사후3 차) 5 66.74 4.362.074 14 일후( 사후4 차) 5 67.74 3.103 합계 25 63.68 5.754 ***p<.001 위에서보는바와같이도포전과후의보습력 차이에대해살펴보면라멜라는도포전에는피부 보습력이 50.78 로나타났으나, 도포후에 71.06, 도 포 3일후에는 85.78, 도포 7일후에는 81.88, 도포 14일후에는 80.68 로나타나라멜라를도포하기 전보다한후에피부보습력이많이향상하여피 부보습력에긍정적인영향을미치는것으로나타 났다. (p<.001). 이는통계적으로유의한차이를보였다 겔과 O/W 타입도도포전과후의보습력차이 에있어도포전보다한후에피부보습력이많이 향상되었으며, 무처치집단의사전과사후검사
127 에서의보습력차이에대해살펴보면도포전에는 피부보습력이 57.74 로나타났으며, 도포후에 58.46, 도포 3일후에는 67.74, 도포 7일후에는 66.74, 도포 14일후에는 67.74 로나타나도포하기 전보다한후에피부보습력이향상되었으나, 다 른집단에비해큰향상을보인것은아니며, 이는 통계적으로유의한차이를보이지않았다. 100 80 60 40 20 0 도포전 ( 사전 ) Fig 12. Effect of emulsion on forearm skin hydration 4.TEWL 라멜라도포전과후의경피수분손실도차이 에대해살펴보면위. 에서보는바와같이 포전에는피부경피수분손실도가 도 27.40로나 타났으나, 도포후에 19.44, 도포 3일후에는 18.24, 도포 7일후에는 17.56, 도포 14일후 에는 16.20로나타나라멜라를도포하기전 보다한후에피부경피수분손실도가낮게나 타났으며, 따라서라멜라는피부경피수분손실 도에긍정적인영향을미치는것으로나타났 다. 이는통계적으로유의한차이를보였다. (p<.01) 겔과 도포후 ( 사후 1 차 ) A 집단 ( 라멜라 ) 3 일후 ( 사후 2 차 ) B 집단 ( 겔 ) C 집단 (ow) 7 일후 ( 사후 3 차 ) D 집단 ( 무처치 ) 14 일후 ( 사후 4 차 ) O/W type 을도포한부위도경피수분손실 도가각각도포전보다도포후에낮아졌으며이는 통계적으로유의한차이를보였다. 무처치집단 의사전과사후검사에서의경피수분손실도차이 에대해살펴보면도포전에는피부경피수분손실 도가 32.18 로나타났으며, 도포후에 28.58, 도포 3 일후에는 26.78, 도포 7일후에는 24.78, 도포 14 일후에는 22.80 로나타나도포하기전보다한후 에피부경피수분손실도가향상되었으나, 다른집 단에비해큰향상을보인것은아니며, 이는통계 적으로유의한차이를보이지않았다. 35 30 25 20 15 10 5 0 도포전 ( 사전 ) 도포후 ( 사후 1 차 ) A 집단 ( 라멜라 ) 3 일후 ( 사후 2 차 ) B 집단 ( 겔 ) C 집단 (ow) 7 일후 ( 사후 3 차 ) D 집단 ( 무처치 ) Fig13. Effect of emulsion on forearm TEWL Table 4. 도포전후의경피수분손실량의차이 14 일후 ( 사후 4 차 ) 라멜도포전 ( 사전) 5 27.40 2.510 라 도포후 ( 사후1 차) 5 19.44 5.250 도포 3 일후( 사후2 차) 5 18.24 5.228 4.651**.008 7 일후( 사후3 차) 5 17.56 4.281 14 일후( 사후4 차) 5 16.20 5.070 합계 25 19.77 5.818 도포전 ( 사전) 5 31.98 5.437 gel 도포후 ( 사후1 차) 5 22.38 5.175 도포 3 일후( 사후2 차) 5 22.18 7.709 7 일후( 사후3 차) 5 19.18 4.819 4.240*.012 14 일후( 사후4 차) 5 19.00 5.148 합계 25 22.94 7.139 도포전 ( 사전) 5 32.76 5.291 O/W 도포후 ( 사후1 차) 5 26.96 4.864 도포 3 일후( 사후2 차) 5 24.96 4.434 7 일후( 사후3 차) 5 22.36 4.528 4.958.006 14 일후( 사후4 차) 5 19.60 5.814 합계 25 25.33 6.457 도포전 ( 사전) 5 32.18 5.078 무처도포후 ( 사후1 차) 5 28.58 4.812 치 3 일후( 사후2 차) 5 26.78 4.880 7 일후( 사후3 차) 5 24.78 4.474 2.787.055 14 일후( 사후4 차) 5 22.80 4.868 합계 25 27.02 5.499 **p<.01, *p<.05
128 Ⅵ. 결론 피부의가장바깥층에위치하여외계와직접접 촉하고있는각질층은피부를통한수분과전해질 의손실을억제함으로써피부의정상적인생물학 적기능을유지할수있는환경을제공하고, 외부 환경으로부터유해한인자를막아내는역할을한 다. 건강한피부상태를유지하기위해각질층에 는약 30% 의수분과각질세포간지질, 아미노산, 요소, 유기산등의자연함습인자 (Natural Moisturizing Factor) 와피지가존재하며이러한 요소들의균형이깨지거나결핍시에건조피부가 유발될수있다. 건조피부는표피와진피, 전층에 걸쳐일어나는변화때문에발생하는것으로알려 져있으며특히, 각질층상부에서일어나는변화 가중요한원인으로생각되고있다. 또한, 생활환 경및스트레스에의한피부건조및인구노령화 에따른노인성건성피부도확산되는추세를보 이고있어피부건조질환및증상을개선하기위 한원료의발견및개발이이루어져왔으며현재 연구동향은피부장벽기능을강화하는물질인 ceramide 에초점이맞춰지고있다. 세포간지질의 40~65% 를차지하여지질장벽역할과피부수분보 유의핵심적역할을하는 화물을제조할시에는 ceramide 를이용하여유 ceramide 의낮은용해성, 유화물의혼합되어있는여러성분들간의조성비 등의이유로피부의라멜라구조와유사한층상구 조를발현시키기가용이하지않았다. 따라서본연구에서는피부의라멜라구조와유 사한액정구조를쉽게형성할수있다고알려진 C14-22Alcohol & C12-20Alkyl Glucoside, Lechthin & C12-16Alcohol & Palmitic Acid, Hydrgenated Lecithin & C12-16Alcohol Palmitic Acid, Myristyl alcohol & Hydrogenated Lecithin & Glyceryl Stearate, Batyl Alcohol & & Stearic acid & Lecithin, Sorbitan Stearate & Sucrose Cocoate, Stearath 21, Stearath 2, Cetearyl Glucoside & Cetearyl Alcohol, Cetearyl Olivate & Sorbitan Olivate 을선택하여유화물을 제조하였으며모두편광현미경하에서 maltese cross 무늬를보여각각의유화제를함유한유화 물이다중층상구조를가지고있음을확인하였으 며각각의유화제가다중층상구조를가지는유화 물제조에있어 Lamellar 구조발현을용이하게 할수있다고사려된다. 또한, 그중에서비교적 maltese cross 무늬가 선명하고균일하고많이발현된유화물에함유되 어있는 Myristyl alcohol & Hydrogenated Lecithin & Glyceryl Stearate 를선택하여 Ceramide 와함께유화물을제조하였다. ceramide 와 Myristyl alcohol & Hydrogenated Lecithin & Palmitic acid & Cetearyl Alcohol & Lecithin & Glyceryl Stearate 를함유한유화물을편광현미 경하에서관찰하였을때타유화제만을함유한유 화물에서보다훨씬많은숫자와선명하고균일한 모양의 maltese cross 무늬가관찰되어다중층상 구조가가장많이발현되어있음을알수있었다. 이는다중층상구조를쉽게발현할수있는유화 제와 ceramide 를함께첨가하여유화물을제조할 시에다중층상구조가매우효과적이고용이하게 발현될수있음을확인할수있었다. 다중층상구조의가장효과적으로발현을보인 Ceramide 와 Myristyl alcohol & Hydrogenated Lecithin & Glyceryl Stearate 를함유한유액으로 Cycling incubator 를통한안정성테스트를실시 한결과, 6주간의 cycling incubator 에서노출전 과후의다중층상액정구조에있어 이지않아 변화를보 Ceramide 를함유한유화물이온도에 있어안정되다고판단된다.
129 Ceramide 와 Myristyl alcohol & Hydrogenated Lecithin & Glyceryl Stearate 를함유한유액으로 피부보습력측정을한결과다중층상구조를갖 는 Ceramide 와 Myristyl alcohol & Hydrogenated Lecithin & Glyceryl Stearate 의 A유액이다중층 상구조를갖지않는 Gel type 과 traditional O/W type 의 B와 C유액보다피부보습효과가높았으 며수분증발억제에있어높은효과를보였다. 따라서, 본연구가다중층상구조물을함유한 유화물제조에있어서 Ceramide 의함유와유화제 선택에따른효과적인발현을보였으며안정성및 피부보습력의효과를확인함으로써건조피부의 개선을위한다중층상구조를함유한제품개발 에이용될가능성이높다고사려된다. 참고문헌 1. Charles Fox, Advance in Cosmetic science and Technology IV. Skin care and Treatment, Cosmetics & Toiletries 110, p. 63-93, 1995 2. 이승헌, 안성구, 정세규, 피부장벽, 여문각, 2004 3. 장혜진, 보습제원료의세포자극성및피부보습에 미치는정도에관한연구, 건국대학교, 산업대학 원, 2005 4. Hanifin JM, Pharmacophysiology of atopic dermatitis, Clin Reve Aller 4, p.43-65, 1986 5. 장이섭, 노인성, 건성피부질환을위한세라마이드 등스핑고리피드계활성물질과그를함유한피부 전용제제의개발, 보건복지부, 2001 6. 박병덕, 염종경, 이명진, 김윤, 유사세라마이드 (PC-9) 을함유한다중층상유화물의제조, 대한 화장품학회지, 제25 권(1), p.56, 1999 7. 김덕희, 세라마이드의기능과개발동향, 정밀화학 가을호, 2001 8. Jacobi OK, About the mechanism of moisture regulation in the horny layer of the skin, Proc sciesect, Toilet Goods Assoc, 31, p.22-24, 1959 9. Monon GK, Feingold KR, Elias PM, The lamella body secretory response to barrier disrption, J Invest Dermatol, 98, p.89-279, 1992 10. Wertz PW, Downig D. Glycolipids in mammalian epidermis : structure and fuction in the water barrier, Science, 217, p.1261-1262, 1982 11. D. Maes, K. Marenus and W. P, Smith, Cosm & Toil. 105, p.43-50, 1990 12. Akimoto K, Yoshikawa N, Higaki Y, Quantitative analysis of stratum corneum lipids in xerosis and asteatopic eczema, J Dermatol 20, p.1-6, 1993 13. Elias PM, Feingold KR, Lipids and the epidermal water barrier: metabolism, regulation and pathophysiology, Sem Dermtol 11, p.176-182, 1992 14. Ghadially RG, Halkier-Sorense L, Elias PM, The effects of petrolatum on stratum corneum structure and function, J Am Acad Dermatol, 26, p.387-396, 1992 15. Bowser PA, White RJ, Isolation, barrier properties and lipid analysis of stratum compactum, a disecrete region of the stratum corneum, Br J Dermatol, 112, p.1-14, 1985 16. Feingole KR, The regulation and role of epidermal lipid synthesis, Adv Lipid Res, 24, p.57-82, 1991 17. Holleran WM, Mao-Qiang M, Gao WN, Sphingolipids are required for mammalian barrier fuction: Inhibition of sphingolipid synthesis delays barrier recovery after acute perturbation, J Clin Invest, 88, p.1338-1345, 1991