본 연구는 한방제제의 구성 약재인 마황이라는 천연한방소재로부터 미백효과가 있는 화장품 원료를 개발하고자 하였다. 본 실험에서 마황추출물의 tyrosinase 억제 효과를 확인하고 마황추출 과정을 세분화하여 methylene chloride 및 물분획물을 얻었으며 이들을 가지고 다시 tyrosinase 억제 실험을 실시하였다. 그 결과 수층부분에서만 $0.2\%$ 농도에서 $60.6\%$의 tyrosinase 억제 효과를 보여주었으며 이후 수층부분만을 농축하여 L-DOPA 산화억제 실험 및 B-16 melanoma를 이용한 미백 실험을 실시하였다. 그 결과 마황추출물 $0.5\%$ 농도에서 $87\%$의 L-DOPA 산화억제 효과를 보여주었으며, $0.75\%$에서는 $98.8\%$의 억제효과를 보여주었다. 또한 B-16 melanoma에서는 $0.05\%$에서 $70.2\%$, $0.075\%$에서는 $79.9\%$의 억제효과를 보여주었다. 그리고 수층부분만을 농축한 마황추출물의 in vivo상에서의 미백 효과를 검증하기 위하여 마황추출물 $0.5\%$를 함유한 제형으로 미백 임상실험을 실시하였다. 그 결과 마황추출물을 함유한 제형에서 10주 경과 후에 육안 및 기기평가 모두에서 미백효과를 보여주었으며 통계적으로도 유의한 차이(p<0.05)를 보여주었다.
본 연구는 한방제제의 구성 약재인 마황이라는 천연한방소재로부터 미백효과가 있는 화장품 원료를 개발하고자 하였다. 본 실험에서 마황추출물의 tyrosinase 억제 효과를 확인하고 마황추출 과정을 세분화하여 methylene chloride 및 물분획물을 얻었으며 이들을 가지고 다시 tyrosinase 억제 실험을 실시하였다. 그 결과 수층부분에서만 $0.2\%$ 농도에서 $60.6\%$의 tyrosinase 억제 효과를 보여주었으며 이후 수층부분만을 농축하여 L-DOPA 산화억제 실험 및 B-16 melanoma를 이용한 미백 실험을 실시하였다. 그 결과 마황추출물 $0.5\%$ 농도에서 $87\%$의 L-DOPA 산화억제 효과를 보여주었으며, $0.75\%$에서는 $98.8\%$의 억제효과를 보여주었다. 또한 B-16 melanoma에서는 $0.05\%$에서 $70.2\%$, $0.075\%$에서는 $79.9\%$의 억제효과를 보여주었다. 그리고 수층부분만을 농축한 마황추출물의 in vivo상에서의 미백 효과를 검증하기 위하여 마황추출물 $0.5\%$를 함유한 제형으로 미백 임상실험을 실시하였다. 그 결과 마황추출물을 함유한 제형에서 10주 경과 후에 육안 및 기기평가 모두에서 미백효과를 보여주었으며 통계적으로도 유의한 차이(p<0.05)를 보여주었다.
In this study, we investigated the application of an extract from Ephedra sinica which has been composed of traditional Korean medicine as a whitening ingredient. The extract of Ephedra sinica which was obtained from the mixture of methanol and water (1:1) the inhibitory effect of tyrosinase. Then, ...
In this study, we investigated the application of an extract from Ephedra sinica which has been composed of traditional Korean medicine as a whitening ingredient. The extract of Ephedra sinica which was obtained from the mixture of methanol and water (1:1) the inhibitory effect of tyrosinase. Then, Ephedra sinica was extracted by two different solvents. One was water and the other was methylene chloride. Only, the water extract of Ephedra sinica showed the inhibitory effort of tyrosinase; the anti-tyrosinase activity with $0.2\%$ of the water extract was $60.6\%$. But the extract of Ephedra sinica in methylene chloride fraction showed little inhibitory effect on tyrosinase. The inhibitory effect of the concentrated water extract of Ephedra sinica was tested on L-DOPA auto-oxidation and melanin synthesis in B-16 melanoma. In L-DOPA auto-oxidation, $0.5\%$ of the concentrated water extract showed $87\%$ of inhibition of L-DOPA auto-oxidation and the $0.75\%$ concentrated Ephedra sinica extract in wafer fraction inhibited $98.8\%$ of that. In melanin synthesis of B-16 melanoma, the concentrated water effect of Ephedra sinica inhibited $70.2\%$ or $79.9\%$ of inhibitory effect on that at the concentration of $0.05\%$ or $0.075\%$, respectively. For verifying the skin whitening effect of the concentrated water extract of Ephedra sinica in vivo, we performed the clinical test of that. The research showed the significant skin whitening effect of a cream containing $0.5\%$ Ephedra sinica extract and the statistical analysis showed a significant difference (p < 0.05) between sample (containing $0.5\%$ Ephedra sinica extract) and placebo after 10 weeks.
In this study, we investigated the application of an extract from Ephedra sinica which has been composed of traditional Korean medicine as a whitening ingredient. The extract of Ephedra sinica which was obtained from the mixture of methanol and water (1:1) the inhibitory effect of tyrosinase. Then, Ephedra sinica was extracted by two different solvents. One was water and the other was methylene chloride. Only, the water extract of Ephedra sinica showed the inhibitory effort of tyrosinase; the anti-tyrosinase activity with $0.2\%$ of the water extract was $60.6\%$. But the extract of Ephedra sinica in methylene chloride fraction showed little inhibitory effect on tyrosinase. The inhibitory effect of the concentrated water extract of Ephedra sinica was tested on L-DOPA auto-oxidation and melanin synthesis in B-16 melanoma. In L-DOPA auto-oxidation, $0.5\%$ of the concentrated water extract showed $87\%$ of inhibition of L-DOPA auto-oxidation and the $0.75\%$ concentrated Ephedra sinica extract in wafer fraction inhibited $98.8\%$ of that. In melanin synthesis of B-16 melanoma, the concentrated water effect of Ephedra sinica inhibited $70.2\%$ or $79.9\%$ of inhibitory effect on that at the concentration of $0.05\%$ or $0.075\%$, respectively. For verifying the skin whitening effect of the concentrated water extract of Ephedra sinica in vivo, we performed the clinical test of that. The research showed the significant skin whitening effect of a cream containing $0.5\%$ Ephedra sinica extract and the statistical analysis showed a significant difference (p < 0.05) between sample (containing $0.5\%$ Ephedra sinica extract) and placebo after 10 weeks.
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문제 정의
이와 같은 미백제는 실제 인체에 적용할 경우 피부투과, 세포독성 및 제형 내에서의 안전성 등과 같은 문제점들이 있어 동 물실험을 거친 후 임상실험을 실시하고 있으나, 보다 경 제적이고 효율적인 미백제 개발을 위하여 이미 안전성에 대한 검증이 많이 이루어진 천연한방성분에 대한 관심이 높아지고 있다[7, 17]. 따라서 본 연구도 여러 천연한방성 분들 중에서 mushroom tyrosinase를 이용한 검색법을 이용하여 마황에 대한 미백활성의 가능성을 찾아내었으며 이를 바탕으로 마황추출물에 대한 미백화장품 원료로서의 적용여부를 살펴보았다.
제안 방법
배양 후 배지를 제거하고 10% FBS, 0.2 mM <?-MSH (Sigma)와 2 mM theophylline (Sigma)이 함유된 DMEM으로 교체한 후 마황추출물을 동일 배지로 적당량 희석한 후 각각 첨가하고 나서, 5% CO2, 37℃ 조건 하에서 세포가 약 80% 이상 될 때까지 배양하였다. 배양 후 배지를 저'!거한 다음 PBS로 세척하고 trypsin으로 처리하여 세포 pellet을 회수하였다.
총 25명의 피시험자가 시험 전 과정에 참여하였으며 탈락자는 없었다. 2명의 시험자가 육안으로 모든 피시험자의 피부 흑화정도를 7개의 등급으로 나누어 점수를 기록하였다. 4주, 10주 후의 피부 흑화도 관찰 값은 placebo 및 sample (0.
2명의 시험자가 주관적으로 모든 피시험자들을 4주, 10주 후의 피부의 흑화도를 관찰하였으며 시료도포. 전과 비교하여 7개 등급으로 나누어 점수를 기록하였다.
마황추출물에 대하여 B-16 melanoma# 이용하여 미백 효과를 측정하였다. Black mouse에서 유래된 B-16 mel- anoma를 10% FBS (Gibco)가 함유된 DMEM (Gibco)으로 6 well에 세포 수 2x10, cells/well의 농도로 각 well에 2 mL씩 첨가하고 5% CO2, 37℃ 조건하에서 24 h 배양하였다. 배양 후 배지를 제거하고 10% FBS, 0.
용해된 melanin을 PBS로 적당량 희석하여 ELISA reader로 490 nm에서 흡 광도를 측정하여 melanin 저해율을 측정하였다. 그리고 video microscope를 이용하여 사진촬영 후 미백 활성을 육안으로 확인하였다(Figure 1)[20, 21].
물과 메탄올을 1:1 혼합한 용매로 추출한 마황추출물 에서 tyrosinase 억제활성을 보여주었으며 마황내에 미백 활성성분의 특성을 알아보기 위하여 극성용매인 물과 비 극성용매인 methylene chloride로 분획하여 두 종류의 추출물을 얻었다. 그리고 각각의 추출물로 동일하게 tyrosinase 억제효과를 측정하였다. 그 결과 물분획물에서만 tyrosinase 억제효과를 보여주었으며 0.
마황추출물의 또 다른 미백효과 기작을 알아보기 위하여 수층에서 추출한 마황추출물을 농축하여 L-DOPA 자동산화억제 실험을 실시하였다. 0.
물과 메탄올을 1:1 혼합한 용매로 추출한 마황추출물 에서 tyrosinase 억제활성을 보여주었으며 마황내에 미백 활성성분의 특성을 알아보기 위하여 극성용매인 물과 비 극성용매인 methylene chloride로 분획하여 두 종류의 추출물을 얻었다. 그리고 각각의 추출물로 동일하게 tyrosinase 억제효과를 측정하였다.
수층의 마황추출물에 대한 또 다른 미백활성 기작이 있는지 알아보기 위하여 L-DOPA 자동산화억제 실험을 실시하였다. 수층에서 추출한 마황 농축액을 0.
시험자가 Mexameter (Courage + Khazaka Electronic GmbH, Germany)를 이용하여 시료도포 전과 도포 후의 흑화도 변화정도를 측정하였다. 시료도포 부위에 3회 반복 측정하여 그 평균값을 구하고 비교하였다[24, 25].
시험자가 Mexameter (Courage + Khazaka Electronic GmbH, Germany)를 이용하여 시료도포 전과 도포 후의 흑화도 변화정도를 측정하였다. 시료도포 부위에 3회 반복 측정하여 그 평균값을 구하고 비교하였다[24, 25].
실질적으로 세포단계에서의 미백효과를 확인해보기 위하여 B-16 melanoma를 이용한 세포 내 melanin 생성 억제율 실험을 실시하였다. 그 결과 세포독성이 없는 농도 범위인 0.
상등액이 제거된 pellet을 60℃ 항온기에서 24 h 건조시킨 후 1 N NaOH를 첨가하여 세포내의 melanin을 용해시켰다. 용해된 melanin을 PBS로 적당량 희석하여 ELISA reader로 490 nm에서 흡 광도를 측정하여 melanin 저해율을 측정하였다. 그리고 video microscope를 이용하여 사진촬영 후 미백 활성을 육안으로 확인하였다(Figure 1)[20, 21].
2명의 시험자가 주관적으로 모든 피시험자들을 4주, 10주 후의 피부의 흑화도를 관찰하였으며 시료도포. 전과 비교하여 7개 등급으로 나누어 점수를 기록하였다.
피시험자 20~40대 여성 25명을 대상으로 placebo와 sample (0.5% 마황추출물 함유)를 10주 동안 1일 2회 도포하도록 하였다. 피시험자의 등 부위에 UVB를 조사하고 16—24 h 후에 최소홍반량(Minimal erythemal dose: MED)을 구하였다[22, 23].
5% 마황추출물 함유)를 10주 동안 1일 2회 도포하도록 하였다. 피시험자의 등 부위에 UVB를 조사하고 16—24 h 후에 최소홍반량(Minimal erythemal dose: MED)을 구하였다[22, 23].
대상 데이터
첫 단계로 마황을 2 mg/mL의 농도로 메탄올 : 물(1:1)로 녹여 실험하였으며 두 번째에는 메칠렌클로라이드 (Methylene chloride) 및 물분획물을 이용하였다. 그리고 최종적으로 다음과 같은 방법으로 시료를 조제하였다.
총 25명의 피시험자가 시험 전 과정에 참여하였으며 탈락자는 없었다. 2명의 시험자가 육안으로 모든 피시험자의 피부 흑화정도를 7개의 등급으로 나누어 점수를 기록하였다.
데이터처리
각 시료간의 미백효과의 차이를 확인하기 위하여 SAS system으로 mixed procedure를 시행하였고 시간을 고려한 미백효과의 전체적인 차이에 대한 유의성을 확인하기 위해 repeated measure ANOVA를 시행하였다. 그리고 각 측정시기마다 대조군과 처리군 사이의 미백효과 차이를 확인하기 위하여 unpaired t-test를 시행하였다.
각 시료간의 미백효과의 차이를 확인하기 위하여 SAS system으로 mixed procedure를 시행하였고 시간을 고려한 미백효과의 전체적인 차이에 대한 유의성을 확인하기 위해 repeated measure ANOVA를 시행하였다. 그리고 각 측정시기마다 대조군과 처리군 사이의 미백효과 차이를 확인하기 위하여 unpaired t-test를 시행하였다.
성능/효과
마황추출물의 또 다른 미백효과 기작을 알아보기 위하여 수층에서 추출한 마황추출물을 농축하여 L-DOPA 자동산화억제 실험을 실시하였다. 0.5% 농축된 마황추출물 에서 87%의 억제효과를 보여주었으며 0.75%에서는 98.8%의 억제효과를 보여주었다(Table 3). 따라서 마황의 수층 추출물에는 melamin을 생성하는 첫단계인 tyrosinase 억 제하는 활성성분 뿐만 아니라 그 다음 단계인 L-DOPA 자동산화과정도 억제하는 활성성분도 있음을 보여주고 있다.
0.5% 마황추출물을 함유한 sample과 마황추출물을 함 유하지 않은 placebo를 이용한 임상실험에서 육안평가시 각각의 제품사용 전과 사용 후 4주 및 10주 경과 후 결과 치는 각각 통계적으로 유의한 차이를 보여주었으나 두 group간의 차이의 경우에는 4주 경과 후에는 통계적인 유의차를 보여주지 못하였다. 그러나 K)주 경과 후에는 두 group간의 향상도 차이는 41.
1) 마황은 수층으로 분획한 추출물에서만 미백효과를 보여주었다.
2) 농축한 수층의 마황추출물은 L-DOPA 자동산화 억제 효과 및 B-16 melanoma에서 melanin 생성 억제효과를 보여주었다.
3) 0.5% 마황추출물 함유 제형과 미함유 제형의 임상 실험 결과에서도 10주 경과 후 육안평가에서 두 group간 향상도 차이가 신뢰도 99.9% 수준에서 통계적 유의차(p <0.0001)를 보여주었다. 또한 기기평가에서도 10주 경과 후두 group간의 향상도 차이가 신뢰도 98% 수준에서 통계적 유의차(p< 0.
Placebo 및 sample 모두 각각 도포 전과 비교하여 4주 후에는 미백효과가 뚜렷하게 나타나지 않았으며 통계학 적으로도 유의있는 차이를 보여주지 못하였다. 또한 두 group간에도 미백효과 차이가 뚜렷하지 못하였으며 통계적으로 유의차를 보여주지 않았다.
018)를 보여주었다(Table 7). 결론적으로 0.5%의 마황추출물 함유 제형의 경우 10주 경과 후에 임상에서도 뚜렷한 미백효과가 있음을 보여주고 있다.
그리고 각각의 추출물로 동일하게 tyrosinase 억제효과를 측정하였다. 그 결과 물분획물에서만 tyrosinase 억제효과를 보여주었으며 0.2%에서 60%의 억 제효과를 보여주었다(Table 2). 이것은 마황내의 미백활성 성분이 극성물질이며 또한 물과 메탄올을 1:1 혼합용 매 추출물보다 더 높은 억제활성을 보임으로써 물의 극성치와 유사한 극성치를 가지고 있음을 암시해주고 있다.
실질적으로 세포단계에서의 미백효과를 확인해보기 위하여 B-16 melanoma를 이용한 세포 내 melanin 생성 억제율 실험을 실시하였다. 그 결과 세포독성이 없는 농도 범위인 0.05% 농도에서는 70.2% 억제효과를 보여주었으며 0.075%에서는 79.9%의 억제효과를 보여주었다. 이는 0.
또한 두 group간에도 미백효과 차이가 뚜렷하지 못하였으며 통계적으로 유의차를 보여주지 않았다. 그러나 10주 후 결과에서는 sample과 placebo에 모두 각각 통계적으로 유의있는 차의 미백효과를 보여주었으며 두 group간에서도 sample0] placebo보다 더 미백효과가 있는 것으로 나타났으며 통계학적으로도 유의있는 차이를 보여주었다 (Table 6).
5% 마황추출물 함유) 모두 사용 전에 비하여 통계학적으로 유의있는 차이를 보이고 있으나 4주 경과시 두 group 간에서는 뚜렷한 차이를 보여주지 못하였 으며 통계학적으로도 유의차를 보여주지 못하였다. 그러나 10주 후에서는 sample이 placebo에 비하여 미백효과가 더 좋은 것으로 나타났으며 또한 통계학적으로도 유의 있는 차이를 보여주었다(Table 5).
0001)를 보여주었다. 그리고 두 group 간의 향상도 차이에서도 신뢰도 98% 수준에서 통계적 유 의차(p = 0.018)를 보여주었다(Table 7). 결론적으로 0.
8%의 억제효과를 보여주었다(Table 3). 따라서 마황의 수층 추출물에는 melamin을 생성하는 첫단계인 tyrosinase 억 제하는 활성성분 뿐만 아니라 그 다음 단계인 L-DOPA 자동산화과정도 억제하는 활성성분도 있음을 보여주고 있다. [14, 18].
마황은 오래전부터 천연한방성분으로 복용되어 왔으며 특히 수층으로 분리한 마황추출물은 대부분의 알칼로이드가 제거된 상태이기 때문에 더욱 안전한 천연물질의 추출물이다. 따라서 화장품 원료로서 피부에 대한 자극이 없으면서 미백 효과가 뚜렷한 천연 원료로 그동안 문제가 되어왔던 인공합성 미백원료를 대체할 수 있는 경제적이고 뛰어난 미백 원료임을 보여주고 있다.
0001)를 보여주었다. 또한 기기평가에서도 10주 경과 후두 group간의 향상도 차이가 신뢰도 98% 수준에서 통계적 유의차(p< 0.05)를 보여주었다.
Table 2에서 보는 바와 같이 메탄올과 물을 1 : 1로 혼합한 용매를 이용한 마황추출물에서 tyrosinase 활성억제 효과가 나타났다. 또한 마황추출물의 tyrosinase 활성억제 효과가 극성물질에 의한 것인지 비극성물질에 의한 것인지를 알아보기 위하여 마황을 극성용매(물)와 비극성용매 (Methylene chloride)로 분획한 결과 극성 용매인 수층 추출물 0.2%의 농도에서 60.6% tyrosinase 억제효과를 보여주었다. 반면에 비극성 용매 추출물에서 거의 억제효과가 관찰되지 않았다.
세포독성이 없는 농도 범위에서 수층에서 농축한 마황 추출물의 B-16 melanoma내의 melanin 생성 억제율을 측정한 결과는 마황추출물 0.05% 농도에서 70%의 melanin 생성 억제율을 나타냈으며 이는 arbutin의 0.5% 농도에서와 유사한 억제효과 수치이다. 또한 0.
수층의 마황추출물에 대한 또 다른 미백활성 기작이 있는지 알아보기 위하여 L-DOPA 자동산화억제 실험을 실시하였다. 수층에서 추출한 마황 농축액을 0.1%에서 0.75%까지 처리하였으며 0.5%에서 87%의 억제 효과를 0.75%에서는 98.8%의 L-DOPA 자동산화억제 효과를 보 여주었다(Table 3).
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