사람의 피부세포 배양배지로 제조한 화장품의 안전성 및 유효성 평가 = Evaluations of Safety and Efficacy in Cosmetics Manufactured with Culture Media for Human Skin Cell

국문 초록 (Abstract)

사람의 피부세포 배양배지로 제조한 화장품의 안전성 및 유효성 평가

본 연구는 화장품 원료로 허용된 성분으로 개발된 화장품 제조용 배지인 DCCM4(Defined Cell Culture Media 4) 배지의 생체친화적, 고기능성 화장품의 신소재로서의 개발가능성을 확인하고자 하였다. 줄기세포 배양기술의 배지 제조기술을 응용하여 화장품 조성물과 화장품을 제조하고, 안정성 및 유효성을 평가하기 위하여 이화학시험과 미생물시험, 인체유래 섬유아세포와 각질세포를 이용한 세포독성 실험과 세포이주 실험, UVB 조사와 Sq-OOH 도포로 유도한 광노화 동물모델을 이용한 피부 지표측정, 주름분석, 조직분석 등을 시행하였고, 배양배지를 함유한 다양한 제형의 화장품에 대하여 인체적용시험을 통하여 안전성을 평가하였다. 본 연구에서는 다양한 실험방법을 통해 화장품의 안전성과 유효성을 평가하고자 하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 본 연구에서 개발된 DCCM4 배지는 화장품의 조성물로 안전하며, 인간의 피부세포 증식과 재생을 활성화 시키는 기능이 있음을 확인하였다. 또한 생체 친화적 특성을 가지며, 동물의 피부와 인체의 피부에 독성이 없으며, 동물과 인체의 피부에서 다양한 미용지표를 향상시키는 것으로 나타났다. DCCM4 배지를 함유한 화장품은 자외선에 의한 노화 모델동물에서 피부조직의 노화를 방지하고 주름형성을 방지하는 항노화 효과가 있었으며, 다양한 제형의 화장품의 인체 피부자극시험에서 안전성을 확인하였다. 그러므로 화장품용 배지는 미네랄, 비타민, 아미노산, 에너지원 등을 포함시켜 제조할 수 있으며, 배지의 조성 성분을 조절하여 pH, 삼투압, ion balance 등을 피부세포에 최적의 상태로 제조함으로써 생체 친화적, 고기능성 항노화 화장품의 조성물로 사용할 수 있을 것이다. 결론적으로 DCCM4 배지는 다양한 제형의 항노화 화장품을 제조하는 신소재로 이용 가능하고, 기능성 화장품의 수분베이스로 사용되는 정제수를 대체하여 사용할 경우 항노화 향장 효과를 더욱 높일 수 있으며, DCCM4 배지는 대량생산 및 정도관리가 가능하여 향장분야의 고부가 가치 산업의 창출이 가능할 것이다.

목차 (Table of Contents)

• 목 차
• 목차 ⅰ
• 표의 목록(List of Tables) ⅵ
• 도표의 목록(List of Figures) ⅶ
• 국문 요약 ⅺ
• Ⅰ. 연구배경 1
• Ⅱ. 연구의 필요성 및 목적 10
• Ⅲ. 연구내용 12
• 제 1 장 피부세포 배양배지로 제조한 화장품의 안전성 평가 12
• 1. 서론 12
• 1) 연구배경 12
• 2) 연구의 필요성 및 목적 14
• 2. 재료 및 방법 18
• 1) 실험 재료 18
• (1) 시약 및 기기 18
• (2) DCCM 4 및 화장품 제조 18
• 2) 배양배지의 세포독성시험 : MTT assay 20
• (1) 세포배양 및 시험군 배양조건 20
• (2) 세포독성 평가 20
• 3) 배양배지로 제조한 화장품의 기본적인 특성 분석 21
• (1) 외관, 향취, pH, Osmolality, 미생물시험 21
• 4) 동물모델 효력시험에서 연구의 정도관리 및 안전성평가 21
• (1) 체중, 장기의 무게 변화 21
• (2) 피부표면의 육안관찰 21
• 5) 배양배지로 제조한 화장품의 육안관찰 및 비침습적 안전성 평가 22
• (1) 피험자 선정방법 22
• 가) 피험자 선정 기준 22
• 나) 피험자 선정 제외 기준 22
• (2) 시험 방법 22
• (3) 측정 방법 23
• 6) 연구의 윤리성 검토 24
• 7) 자료 처리 및 분석 방법 24
• 3. 결과 25
• 1) 배양배지의 세포독성 평가: MTT assay 25
• (1) 섬유아세포 25
• (2) 각질 세포 25
• 2) 배양배지로 제조한 화장품의 기본적인 특성 분석 28
• (1) 외관, 향취, pH, Osmolality, 미생물시험 28
• 3) 동물모델 효력시험에서 연구의 정도관리 및 안전성 평가 29
• (1) 체중, 장기의 무게 변화 29
• (2) 피부표면의 육안관찰 31
• 4) 배양배지로 제조한 화장품의 육안관찰 및 비침습적 안전성 평가 31
• (1) Patch test 육안관찰 결과 31
• (2) 비침습적 홍반량측정을 통한 평가 결과 31
• 4. 논의 34
• 5. 결론 37
• 제 2 장 피부세포 배양배지로 제조한 화장품의 유효성 평가 38
• 1. 서론 38
• 1) 연구배경 38
• 2) 연구의 목적 및 필요성 42
• 2. 재료 및 방법 43
• 1) 실험 재료 43
• (1) 시약 및 기기 43
• (2) DCCM 4 및 화장품 제조 43
• (3) Sq-OOH 제조 43
• 2) 실험동물 사육 및 처치 44
• (1) 사육 44
• (2) 시험군의 설정 44
• (3) UVB 조사 및 Sq-OOH에 의한 광노화 유도 및 시료도포 45
• 3) 조성물로 개발된 배양배지의 세포학적 유효성 분석 46
• (1) 피부세포의 이주능력 46
• 4) 배양배지로 제조한 화장품의 항산화능 분석 46
• 5) 광노화 동물에서 피부의 미용지표 측정 46
• 6) 광노화 동물에서 주름의 분석 47
• (1) 레플리카제작 47
• (2) 이미지육안관찰 및 계량화 47
• 7) 조직 형태학적 분석 및 조직 계측학적 분석 48
• (1) 파라핀 블록 제작 및 염색방법 48
• (2) 냉동절편 제작 및 염색방법 49
• (3) 조직 계측학적 분석 49
• 8) 주사전자현미경(Scanning electron microscopy)관찰 49
• 3. 결과 50
• 1) 조성물로 개발된 배양배지의 세포학적 유효성 분석 50
• (1) 피부세포의 이주능력 50
• 가) 섬유아세포의 이주능력 50
• 나) 각질세포의 이주능력 50
• 2) 배양배지로 제조한 화장품의 항산화능 분석 55
• 3) Hairless mouse에서 배양배지로 제조한 화장품의 광노화 억제 효과 56
• (1) 동물모델 효력시험에서 배양배지로 제조한 화장품의 광노화 억제 효과 56
• 가) 수분 함유량의 변화 56
• 나) 홍반량의 변화 56
• 다) 유분, pH, 체온의 변화 59
• (2) 동물모델 효력시험에서 피부노화 억제의 조직학적 분석 62
• 가) 광노화에 의한 피부조직의 일반적인 양상 변화 62
• 나) 광노화에 의한 피부조직의 두께 변화 65
• 다) 광노화에 의한 피부조직의 지질분포 양상 68
• ㉠ 표피의 Lipid lamella thickness 68
• ㉡ 표피의 Lipid lamella deposit 69
• 라) 광노화에 의한 피부조직의 염증반응 억제 71
• ㉠ 염증세포의 분포양상 71
• ㉡ 비만세포(mast cell)의 분포양상 72
• 마) 광노화에 의한 피부조직의 세포외 기질단백질의 변화 74
• ㉠ 진피층 내 교원섬유(collagen fiber)의 변화 74
• ㉡ 진피층 내 탄력섬유(elastic fiber)의 변화 76
• 바) 교차검증을 위한 조직형태학적 분석결과 78
• (3) 동물모델 효력시험에서 피부노화 예방의 미세구조 관찰 83
• (4) 동물모델 효력시험에서 피부노화에 의한 주름억제 분석 89
• 4. 논의 96
• 5. 결론 104
• Ⅳ. 종합고찰 및 논의 105
• Ⅴ. 종합결론 114
• 참고문헌 116
• ABSTRACT 129
• 감사의 글 131