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CJK 2022년 9월호 [특집] 화장품의 새로운 평가, 측정법의 개발 6

적외선 서모그래피, 떡 절편 시험법 이용한 셀룰로오스 구형 미립자 배합 화장품 보습성, 사용감 기기 평가

# 적외선 서모그래피,떡 절편 시험법이용한 셀룰로오스 구형 미립자 배합 화장품보습성,사용감의 기기 평가 화장품의 균일 분산성, 매끄러움, 펼쳐짐의 좋음을 높여 모공이나 피구(皮溝)에 소프트포커스(softfocus) 효과를 부여해 여분의 땀이나 피지의 영향을 막는 배합 원료로서 나일론, PMMA(아크릴수지), 폴리 에스터, 폴리프로필렌, 폴리스타이렌, 실리콘 엘라스 토머 등이 많이 사용되고 있다. 이들의 마이크로 플라스틱 비즈(beads)는 자연환경 하에서 난분해성이며 SDGs에 대한 의식이 높아지거나 해양오염 문제에 의해 유럽에서는 화장품에 사용금지화가 합의됐다. 일본 내에서도 대기업은 자율 규제에 의해 대책을 진행해 왔고 향후자연 환경하에서 완전 분해하는 소재로의 대체가 한층 더 엄격히 요구된다. 그림1 다공질 구형 셀룰로오스 입자(Celluflow C-25, JNC)의 외관과 단면 이미지 전분이나 셀룰로오스 등의 식물계 폴리머, 미생물에 의해 생산되는 PHB(Polyhydroxybutyrate)나 폴리락 틱애씨드(PLA) 등 생분해성 폴리머의 개발은 활발하게 이루어지고 있다. 필자는 1980년대일본에서 최초로 PHB의 공업생산법을 확립했지만1)~

CJK 2022년 9월호 [특집] 화장품의 새로운 평가, 측정법의 개발 5

마이크로 니들 전극에 의한 피부 장벽기능 평가와 경피 분자 전달

# 마이크로 니들 전극에 의한 피부 장벽기능 평가와 경피 분자 전달 피부 최표면의 각질층은 두께 0.01mm 정도의 얇은 막이면서도 이물질 침입이나 과도한 수분 증발 등을 막는 장벽으로서 생체를 보호하고 있다. 이 각질층과 피부 내부에 대한 물리적, 화학적인 계측 기술이 활발히 개발되고 있어 지금까지 실감에 의존해 온 화장품 개발에 대한 공헌이 기대되고 있다. 전자파에 의한 경피 화학 분석이나 이미징 기술의 진전은 눈부시고 또한 장치의 소형화나 모니터링에도 전개 용이한 전기적인 계측 법도 중요하다. 그림1 피부의 구조 이온특성 그러나 각질은 전기적인 절연성이 높고 특히 직류 저항 값은 부위에 따라 MΩ의 레인지에 이른다. 피부에의 직류 통전(通電, Conduction)은 방향성을 가진 분자 침투 촉진에 필요하고 피하에의 저(低)침습인 이온 전도(conduction)는 피부 자체의 이온 특성의 평가도 가능하게 한다. 우리는 미세한 무통 바늘이나 다공질체에 의한 마이크로 니들(Porous Microneedle)에 의해서 각질층을 저침습으로 돌파해 피부내의 이온 구조의 해명에 임하고 있다. 예를 들면 피부내의 이온 분포가 장벽기능과 밀접하게 관련되는 것을

CJK 2022년 9월호 [특집] 화장품의 새로운 평가, 측정법의 개발 4

아임계수 추출 기술 이용한 식물 추출에서 파이토케미컬 복잡성 증가

# 아임계수 추출 기술이용한 식물 추출에서 파이토케미컬복잡성 증가 소비자의 건강과 건강을 지탱하는 천연물을 만들기 위해 식물 재료를 사용하는 전통은 오래도록 이어져 왔다. 건강기능식품에서 스킨케어에 이르기까지 식물 유래의 성분은 많은 장점과 독특한 화합물이 받아들여져 이용됐다. 그림1 미로탐누스 플라벨리폴리아에서 추출한 화합물의 근접 분석비교 식물화학물질(파이토케미컬)은 다양한 화학 분류와 종목으로 분류되며 각각 다른 장점을 가진다. 영양학적 장점 외에도 이러한 화합물은 프리라디칼을 방어하며 암을 감소시키고 감염과 싸우며 미생물총을 제공한다. 파이토케미컬은 잎, 꽃, 뿌리를 포함한 식물 전체에서 발견된다. 이들은 식물 세포의 많은 부분에서 생성돼 대사, 방어, 생식을 포함한 여러 기능을 발휘한다. 식물 추출물의 장점을 분석하는 것은 건강과 건강 식물 활성을 제공하는 데 있어 매우 중요하다. 이들 화합물의 조성은 식물 세포 내 위치와 재료에서 식물 활성을 추출하는 기술에 의존한다. 기존의 추출 기술에서는 다양한 용매와 추출 시간이 사용됐다. 메탄올, 아세톤, 에탄올 등의 유기 용매는 강력한 추출 능력이 있으며 많은 산업 응용 분야에서 사용되고 있다.

CJK 2022년 9월호 [특집] 화장품의 새로운 평가, 측정법의 개발 3

TRP 채널 이용한 피부 자극감 평가 방법 개발과 응용

# TRP 채널이용한 피부 자극감 평가 방법개발과 응용 화장품 개발에서 기능성과 함께 피부에서의 감각은 중요한 요소다. 예를 들면 화장품의 감촉, 향기, 상쾌함, 온감 등의 감각은 사용자의 오감을 자극해 편안함과 기능성을 제공한다. 최근 피부에 대한 저자극을 고려한 제품이 많이 존재하기 때문에 염증이나 피부 트러블이 없는 ‘당연한 품질’은 물론 불쾌한 감각 자극의 유무가 제품의 가치에 크게 영향을 준다. 그러나 현재의 감각 자극평가 방법은 사람을 이용한 스팅잉(stinging) 테스트가 주류이며 피험자에 대한 부담, 시험 정밀도 등의 과제가 있다. 안전성 평가에서 이 감각 자극을 어떻게 평가하고 그 결과를 어떻게 해석할 것인 지가 큰 과제이며 보다 객관성,정량성이 높은 방법이 요구되고 있다. 그림1 방부 성분에 의한 TRPA1 활성 작용 (a)파라벤의 탄소사슬 의존적인 TRPA1 활성화 전류 값 (b)인체 자극 스코어와 TRPA1 활성의 상관관계 또최근 이상기후 영향으로 더위를 견딜 수 있게 해주는 청량 화장품이 시장에 정착되고 있다. 청량 화장품은 오염이나 땀을 제거하고 체표 온도를 기화열에 의해 일시적으로 저하시키는 기능을 가질 뿐아니라 청량 성

CJK 2022년 9월호 [특집] 화장품의 새로운 평가, 측정법의 개발 2

방사광 X선 CT에 의한 프레스드 파운데이션 3차원 내부 구조 관찰 방법

# 방사광 X선 CT에 의한 프레스드 파운데이션3차원 내부 구조 관찰 방법 프레스드 파운데이션(이하 PF)은 분체와 유성성분을 혼합해 압축 성형해서 이뤄지는 메이크업 화장품이지만 휴대성의 장점과 화장 수정의 간편함 때문에 인기 있는 스테디셀러 아이템이 되고 있다. PF에 요구되는 기본적인 기능으로는 기미와 주근깨와 같은 피부 고민의 은폐 효과와 자외선 방어 효과, 보습 효과 등을 들 수 있다. 또직접 얼굴에 도포함으로 기분 좋은 감촉 특성도 중요한 부가가치 중 하나라고 할 수 있다. 그렇지만 일반적으로 위에서 설명한 기본이 되는 기능을 향상시키면 감촉 특성이 저하하는 경향이 있는 것이 알려져 있다. 즉, 기능성과 감촉 특성을 양립한 PF의 개발이 중요한 과제가 되고 있다. 특히 최근에는 요구되는 기능의 다양화, 고도화가 진행되고 있으며 다양한 측면에서 활발하게 연구개발이 이뤄지고 있다. 예를 들면 2종 이상의 기능성을 양립시킨 복합분체의 개발1)~3)로 대표되는 소재 측면으로부터의 접근 방법과 더불어 PF의 성형 프로세스를 고안함으로써 감촉 특성을 향상시키는 방법4)5)등이 제안되고 있다. 후자에 대해 자세히 설명한다. PF의 성형 방법은 크게 나눠

CJK 2022년 9월호 [특집] 화장품의 새로운 평가, 측정법의 개발 1

화장품 사용시 기분과 행동변화에 관한 정서가치 정량화

# 화장품 사용시 기분과 행동변화에 관한 정서가치정량화 화장에 의한 심리적 효과의 연구는 1980년대부터 볼수 있게 돼1) 화장품이 피부를 정돈하고 색채를 줄 뿐아니라 스킨케어에 의해 릴랙스 효과를 가져 오거나 메이크업에 의해 자신감을 향상시키는2)3) 등 화장의 정서 적인 효과가 알려지게 됐다. 그러나 종래의 화장품의 평가는 주로 기능적 가치의 파악을 목적으로 하며 기제의 물성이나 피부 상태에 관한 측정 수법이 많이 개발 이용되고 있어 정서적 가치 정량화를 목적으로 한 측정 수법은 많지 않다. 최근에는 소비재를 불문하고 ‘물질(소유)에서 마음(체험)’으로 소비자의 의식이 변화하고 있으며 화장품 에서도 심적인 상태에 맞춘 셀프 메디테이션 체험 등 릴랙스 체험 자체를 중시한 서비스가 전개되거나4) 피부 상태 뿐아니라 기호에 맞춘 개인화 화장품5)이 제공되기도 하는 등 정서적 가치에도 초점을 맞춘 서비스나 상품을 제공하는 것이 요구되고 있다. 그림1 조사를 통해 얻어진 ‘감정’ ‘의식’의 인자(괄호 안은 일, 미 조사 결과) 이러한 과제를 해결하기 위해 제품의 ‘물질’로서의 평가 뿐이 아니라 ‘제품을 사용하면서 생기는 기분의 변화’ 등 ‘심적 상태’를

CJK 2022년 8월호 [특집] 광노화에 의한 피부의 노화 징조와 그 방어 6

UVA가 일으키는 SASP 관련 인자에 의한 노화 유도

#UVA가 일으키는 SASP 관련 인자에 의한 노화 유도 자외선(UV)은 선번(sunburn)과 같은 급성적인 증상을 일으킬 뿐아니라 주름이나 기미 같은 UV 손상의 축적에 의한 지연성 피부노화도 유발한다. 이러한 UV에 의한 피부노화는 특히 광노화라고 불리고 있다. UV는 그 파장의 길이로부터 UVA(315~380nm), UVB(280～315nm), UVC(200～280nm)로 나뉘는데 지상에 쏟아지는 자외선 중 대부분은 UVA이다. 그림1 UVA 조사에 의한 NB1 세포의 형태(A)와 UVA 조사에 의한 NB1 세포의 생존수(B) n=3, means±SD,***p<0.005. UVA는 UVB나 UVC와 비교하면 저에너지인 한편, 피부의 심층까지 도달한다1). 진피에 도달한 UVA는 직접적으로 MMP-1 활성을 촉진해 콜라겐 분해를 일으키는 등 주름 형성으로 이어지는 영향을 미친다2). 또UVA는 활성산소를 발생시킴으로써 산화 스트레스를 주는 것으로 알려져 있다3). 활성산소의 발생에 의해서 예를 들면 멜라닌의 중합 촉진이나 건조 등 새로운 피부에 악영향을 생각할 수 있다. 이와 같이 UVA의 피부에 미치는 영향은 지금까지도 많은 연구가 진행

CJK 2022년 8월호 [특집] 광노화에 의한 피부의 노화 징조와 그 방어 5

피부 노화 징후와 오토파지

#피부 노화 징후와 오토파지 오토파지(autophagy)란 세포가 자기 성분을 분해하는 기능을 말하며모든 세포 내에서 행해지고 있다1)2). 세포 속에 불필요한 단백질이나 세포소기관 등의 물질이 생기면 ‘격리막’이 그것들을 감싸고 ‘오토파고좀’이라는 소낭의 형성된다. 이 오토파고좀 내에 함유된 불필요한 단백질 등은 이어서 리소좀에 포함된 효소에 의해 분해돼 아미노산이 된다. 분해돼 생긴 아미노산은 새로운 단백질의 합성에 재사용된다. 우리의 몸은 나날이 변하고 있으며 1일당 세포 내에서 1~2%의 단백질이 분해돼 새롭게 합성되고 있다. 즉 오토파지는 세포의 내부에서 이 중요한 단백질의 재활용에 기여하고 세포 성분을 항상 새로운 상태에 유지하는 역할을 담당하고 있다(그림1). 그림1 오토파지의 역할 피부과학 분야에서도 오토파지에 대한 주목은 높아지고 있다. 피부에서 오토파지의 역할에 대해 연구가 진행됨에 따라 각 피부 구성 세포에서 오토파지의 생리기능이 서서히 밝혀지고 있다. 각질형성세포(keratinocyte)의 분화에 따른 핵소실3), 미토콘드리아의 제거(마이토파지)4), 항염증 작용5), 색소세포(melanocyte)의 멜라닌 합성과 항산화 기능6

CJK 2022년 8월호 [특집] 광노화에 의한 피부의 노화 징조와 그 방어 4

인체 광노화 피부의 노화 징조와 개선약

# 인체 광노화 피부의 노화 징조와 개선약 340nm보다 짧은 파장의 태양 자외선이 광노화를 일으킨다. 국제조명위원회(Commision Internationale de l’Eclairage : CIE)는 자외선에 의해 피부가 붉어지는 홍반에 대해 파장마다 그 영향도를 정하고 있다1). 그에 따르면 상대적인 영향의 비율은 UVB 영역의 280~300nm에서 높고 파장 300nm에서 UVA 영역에 들어간 320nm에 걸쳐 급격히 낮아지며 320nm 이상에서는 거의 0이 된다. 그림1 태양 자외선에 의한 피부 장애의 작용 스펙트럼13) 280~300nm에서의 영향도를 1로 하면 UVA 영역의 320nm에서는 0.01, 340nm에서는 0.001이 되지만 지표에 닿는 태양 자외선에는 320~340nm의 UVA-Ⅱ가 280~320nm의 UVB에 비해 5배 가까이 많이 포함되며 또한 진피 상층에의 도달량은 300nm의 8%에 대해 340nm에서는 16%로 약 2배2) 이므로 UVA-Ⅱ도 전혀 무시할 수 없는 것이다. 따라서 광노화를 방지하는 최선의 방법은 340nm보다 짧은 파장의 태양 자외선을 받지 않게 하는 것이다. 그렇다고 해도 막고 싶은 파장만을 받지

CJK 2022년 8월호 [특집] 광노화에 의한 피부의 노화 징조와 그 방어 3

인체 피부세포서 광노화 등에 의해 발생하는 소포체 스트레스 완화 작용

# 인체 피부세포서 광노화 등에 의해 발생하는 소포체 스트레스완화작용 피부의 광노화는 태양광에 오랫동안 계속 노출됨으로써 피부 노화와 같은 상태가 발생하는 것을 말한다. 광노화의 상태는 기미, 주름, 처짐 등 피부의 변화를 가리키는 경우가 많다. 이러한 광노화로 변화가 일어난다고 생각되는 ‘주름’과 ‘처짐’은 피부 상태를 유지하는 물질로 유명한 콜라겐 생성과 관련돼 있다는 것을 쉽게 상상할 수 있다. 따라서 피부가 자외선 등에 노출돼 일어나는 광노화로 인해 피부 상태에 변화가 생겼음을 알 수 있다. 피부 콜라겐은 광노화에 의해 콜라겐 생성이 감소하는 것으로 알려져 있다1)2). 최근 논문에서 광노화로 인한 콜라겐 저하의 메커니즘으로서 야마바(山羽) 연구팀은 2016년에 소포체(ER) 스트레스와의 관련성을 보고했다3). 그림1 ER스트레스 상태와 정상 상태의 콜라겐 상태 또자외선 노출로 인해 섬유아세포의 콜라겐 등의 단백질 발현에 변화가 관찰된다는 보고도 있다4). 섬유아세포에서 콜라겐 생성은 ER에서 단백질의 올바른 접힘을 분자 샤페론(Hsp47)이 제어함으로써 정상 단백질이 생성되는 상태가 되면 올바른 콜라겐이 만들어진다. 그러나 접힘이 불완전한