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문제 정의
- 위의 정의에 따라 이번 연구에서는 편광을 활용한 피부에서의 각도별 반사광 측정 장치를 통해 입사광에 대한 투과광의 반사 정도를 측정하여 투명도를 측정하고자 하였다. 또한, 멜라닌, 홍반, 진피 치밀도, 수분량, 피부색, 피부결, 혈행 개선 실험을 병행하여 투명감에 영향을 주는 주요 인자를 찾고자 하였다.
- 위의 정의에 따라 이번 연구에서는 편광을 활용한 피부에서의 각도별 반사광 측정 장치를 통해 입사광에 대한 투과광의 반사 정도를 측정하여 투명도를 측정하고자 하였다. 또한, 멜라닌, 홍반, 진피 치밀도, 수분량, 피부색, 피부결, 혈행 개선 실험을 병행하여 투명감에 영향을 주는 주요 인자를 찾고자 하였다.
제안 방법
- 이 중 전체 피부 반사광이 아닌 내부 산란광을 선택적으로 측정하기 위해 선형 편광 필터를 활용하여 빛을 조절하였다.
- 이 기기를 통해 할로겐램프의 광원으로부터 나온 빛을 편광 처리하여 45 ° 각도로 피부 표면에 입사시킨 후 반사되는 빛의 양을 20 ~ 70 ° 각도에서 역시 편광 처리된 수광부를 통해 10 ° 간격으로 양방향 편광조건 하에서 측정하였다.
- 측정은 총 4회(인체적용시험 시작 전 0주, 시험시료 사용 2주, 4주 및 8주 경과 후) 실시하였다.
- 첫 방문 1주 전부터 시험결과에 영향을 줄 수 있는 시중의 화장품. 기능성 화장품의 사용은 물론, 팩이나 마사지 등의 시술을 모두 금지할 것을 피험자에게 고지하였으며, 피험자에게 시험의 목적과 개요, 시험 방법 및 인체적용시험 참가에 따른 위험성과 피부 이상반응에 대한 충분한 설명을 한 후 시험 동의서를 작성하고 피험자의 기초정보와 자신의 피부상태에 대한 설문지를 작성하게 하였다.
- 피험자들의 양쪽 볼 중 전체적으로 색소침착이 보이는 부분을 시험부위로 지정하여 미백 제품을 아침 저녁으로 2회씩 사용하게 하였으며, 제품 사용 2주, 4주, 8주에 측정 항목들에 대한 재측정을 실시하였다. 제형은 세럼과 크림으로 된 자사(아모레퍼시픽)의 미백 제형 2가지를 사용하였다.
- 피험자들의 양쪽 볼 중 전체적으로 색소침착이 보이는 부분을 시험부위로 지정하여 미백 제품을 아침 저녁으로 2회씩 사용하게 하였으며, 제품 사용 2주, 4주, 8주에 측정 항목들에 대한 재측정을 실시하였다. 제형은 세럼과 크림으로 된 자사(아모레퍼시픽)의 미백 제형 2가지를 사용하였다.
- 또한 투명감과 함께 아래의 측정들을 같이 수행하여 변화를 평가하였고 이를 통해 투명감 개선에 영향을 준 요소들을 분석하였다.
- Corneometer를 활용하여 측정하였으며 이를 통해 피부에서의 정전부하용량을 측정한다. 정전부하용량은 수분 함량과 비례하는 경향이 있어 수분량을 대표하게 된다.
- 정전부하용량은 수분 함량과 비례하는 경향이 있어 수분량을 대표하게 된다. 측정은 총 4회(인체적용시험 시작 전 0주, 시험시료 사용 2주, 4주 및 8주 경과 후) 실시하였다. 방문 시마다 동일 부위를 5회 측정 후 최대값과 최소값을 제외한 평균값을 구하였다.
- 측정은 총 4회(인체적용시험 시작 전 0주, 시험시료 사용 2주, 4주 및 8주 경과 후) 실시하였다. 방문 시마다 동일 부위를 5회 측정 후 최대값과 최소값을 제외한 평균값을 구하였다.
- 측정 피부 부위의 수축, 이완과 움직임을 방지하기 위하여 PRIMOS 측정용 고정 장비세트에 피험자의 안면을 고정시킨 상태로 피부결을 측정하였다. 피험자의 지정된 시험 부위의 피부결을 PRIMOS High Resolution으로 측정하고, 시료사용에 따른 피부결 개선을 PRIMOS software를 이용하여 분석하였다.
- 피부색 측정을 위해 시험 부위의 L*, a*, b* value 변화를 인체적용시험 시작 전 0주, 시험시료 사용 2주, 4주 및 8주 경과 후에 Chromameter를 이용해 측정하였다. Chromameter는 사람에 의해서 인지되는 색들을 세 가지 인자로 구성된 디지털 코드로 전환하는 장비이다.
- 피부 균일도 측정을 위해 Visia-CR을 이용하여 인체적용시험 시작 전 0주, 시험시료 사용 2주, 4주 및 8주 경과 후 안면 전체를 촬영하였다. Visia-CR은 특수하게 제작된 턱 받침대와 이마 고정대가 장착되어 있어 촬영 시 일정한 각도를 유지하며 피험자와 카메라의 거리가 항상 일정하게 유지된다.
- Visia-CR은 특수하게 제작된 턱 받침대와 이마 고정대가 장착되어 있어 촬영 시 일정한 각도를 유지하며 피험자와 카메라의 거리가 항상 일정하게 유지된다. 매 측정 시 기기 내부에 장착된 스트로보를 이용하여 촬영조건을 고정한 후 측정하였다. 촬영된 안면 사진은 이미지 분석 프로그램(Image-Pro Plus, USA)을 이용하여 시험부위의 H (Hue), I (Intensity), S (Saturation) value들을 도출하고, 이 값들의 표준편차를 이용하여 피부 균일도 개선효과를 평가하였다.
- Dermascan C는 초음파를 이용하여 피부 속 변화, 콜라겐 섬유 반사율에 의한 진피층 조밀도 관찰 및 항산화 물질에 대한 진피세포 변화 등 피부층을 영상화하는 장치이다. 피부 두께, 피부 치밀도는 20 MHz의 고해상도의 초음파 영상 장치인 Dermascan C로 초음파 검사용 젤리를 바른 후 probe를 피부와 직각이 되도록 한 후 약간 눌러 볼 부위에서 측정하였다. 분석 범위는 표피 바로 아래에서 피하지방층 윗부분으로 한정하였으며, 피부 치밀도를 의미하는 파라미터인 intensity를 측정 및 분석하였고 피부 두께도 병행하여 측정, 분석하였다
- 피부 두께, 피부 치밀도는 20 MHz의 고해상도의 초음파 영상 장치인 Dermascan C로 초음파 검사용 젤리를 바른 후 probe를 피부와 직각이 되도록 한 후 약간 눌러 볼 부위에서 측정하였다. 분석 범위는 표피 바로 아래에서 피하지방층 윗부분으로 한정하였으며, 피부 치밀도를 의미하는 파라미터인 intensity를 측정 및 분석하였고 피부 두께도 병행하여 측정, 분석하였다
- 본 인체적용시험은 30 ∼ 40대 여성 44명(기미, 잡티, 홍반 등 피부고민이 있는 여성)을 대상으로 시험 시작 전 피부 투명감, 수분량, 피부결, 멜라닌/홍반지수, 피부색, 혈류량, 진피 치밀도, 얼굴사진 측정을 실시하였으며 측정은 피부 안정화를 위해 항온 항습실(온도 22 ± 2 ℃, 상대습도 40 ± 2 %)에서 30 min 이상 적응 이후에 진행되었다.
데이터처리
- 측정 피부 부위의 수축, 이완과 움직임을 방지하기 위하여 PRIMOS 측정용 고정 장비세트에 피험자의 안면을 고정시킨 상태로 피부결을 측정하였다. 피험자의 지정된 시험 부위의 피부결을 PRIMOS High Resolution으로 측정하고, 시료사용에 따른 피부결 개선을 PRIMOS software를 이용하여 분석하였다. 측정은 총 4회(인체적용시험 시작 전 0주, 시험시료 사용 2주, 4주 및 8주 경과 후) 실시하였다.
- 시험부위에 대해 LDPI 및 image analysis software(LDPIwin version 2.6)를 이용하여 피부의 미세 혈행을 측정하고, 그 결과를 분석하였다. 표준화를 위하여 동일 연구자가 시행하였으며, 실내외 조명 및 빛을 모두 차단한 공간 내에서 측정조건(해상도, 측정거리 등)을 동일하게 하여 측정하였다.
- 매 측정 시 기기 내부에 장착된 스트로보를 이용하여 촬영조건을 고정한 후 측정하였다. 촬영된 안면 사진은 이미지 분석 프로그램(Image-Pro Plus, USA)을 이용하여 시험부위의 H (Hue), I (Intensity), S (Saturation) value들을 도출하고, 이 값들의 표준편차를 이용하여 피부 균일도 개선효과를 평가하였다.
- 피부 측정치와 투명감과의 상관성을 더욱 명확하게 규명하기 위해 0주차의 피험자 Data를 활용하여 부분최소제곱법(PLS-Partial Least Squares)을 통해 피부의 투명감과 높은 유의적 상관성(P value 0.05 이하)을 보이는 파라미터들을 Figure 4에 나타내었으며 상관성 정도를 상관 계수로 나타내었다. 피부 수분량, 피부 밝기, 피부결, 피부 멜라닌 지수 및 피부 홍반 지수가 각각 투명도와 상관성을 가지는 것을 확인할 수 있었으며 Figure 4에 따르면 피부 수분량 및 피부 밝기의 경우, 피부의 투명감에 대한 상태 레벨과 양의 상관관계가 있으며, 상관관계 지수는 각각 15 % 및 6 %이다.
이론/모형
- 투명감(화사함)의 측정은 루미스캔(LumiscanTM)이라 명명된 신규 측정기기를 활용해 측정하였다. 이 기기를 통해 할로겐램프의 광원으로부터 나온 빛을 편광 처리하여 45 ° 각도로 피부 표면에 입사시킨 후 반사되는 빛의 양을 20 ~ 70 ° 각도에서 역시 편광 처리된 수광부를 통해 10 ° 간격으로 양방향 편광조건 하에서 측정하였다.
성능/효과
- 8주간의 임상실험을 통해 두 가지 미백 제형의 투명감에 대한 평가를 진행한 결과 미백 세럼의 경우, 수분량은 제형의 사용 전에 비하여 사용 2주 후에 6.95 %, 4주 후에 8.85 % (p < 0.05)의, 8주 후에 10.49 % (p < 0.05)의 보습 개선율을 나타내었으며, 멜라닌은 시험시료 사용 2주 후에 0.11 %, 4주 후에 5.05 %의, 8주 후에 14.31 %의 melanin index 개선율을 나타내었다.
- 투명도와 측정된 각각의 결과값은 PLS (partial least square) 분석법을 통해 투명감에 주요한 영향을 주는 요인들을 확인할 수 있었다. PLS 방법은 주효과도 분석이라 불리는 통계적 분석법으로 관련된 데이터 인자들 간의 관계를 1차원으로 나타내는 선형회귀 분석 방법이며 이를 통해 각각의 연관된 데이터 인자들이 결과에 미치는 영향 정도를 파악하였다.
- 피부 내부로부터의 반사광 역시 사용 후 점차 증가하는 양상(2주 후 5 % 증가, 4주 후 8 % 증가)을 보였으며 8주 후에는 사용 전 대비 10 % 이상의 투명감 증가 결과를 보였다(Figure 2). 미백 크림을 사용한 결과도 세럼의 결과와 유사하게 전반적인 측정치 개선효과(Table 1)가 보였으나 4주차까지 10 % 가량 증가했던 투명감 개선율이 8주차에서는 7 % 정도로 낮아지는 결과가 보였다(Figure 3).
- 피부 내부로부터의 반사광 역시 사용 후 점차 증가하는 양상(2주 후 5 % 증가, 4주 후 8 % 증가)을 보였으며 8주 후에는 사용 전 대비 10 % 이상의 투명감 증가 결과를 보였다(Figure 2). 미백 크림을 사용한 결과도 세럼의 결과와 유사하게 전반적인 측정치 개선효과(Table 1)가 보였으나 4주차까지 10 % 가량 증가했던 투명감 개선율이 8주차에서는 7 % 정도로 낮아지는 결과가 보였다(Figure 3).
- 실험 결과, 자사의 두 가지 미백 제형은 8주간의 사용 결과 시각적으로 환해보이는 얼굴의 연출이 가능하며, 객관적 투명감 개선 결과를 통해 이를 뒷받침할 수 있다는 것을 확인하였다. 또한 투명감의 평가와 동시에 시행한 15가지 지표의 측정을 통해 투명감에 영향을 주는 요인들을 파악할 수 있었다.
- 또한 투명감의 평가와 동시에 시행한 15가지 지표의 측정을 통해 투명감에 영향을 주는 요인들을 파악할 수 있었다. 그 결과 투명감에는 피부의 균일한 배열을 통한 촉촉하고 고운 피부 형성, 피부색 관련 멜라닌 감소, 밝기 증가, 색상 개선, 홍조 개선, 얇고 엉성해진 피부를 탄탄하고 치밀한 피부로 만들어주는 등의 요인들이 복합적으로 작용한 것으로 나타나고 있다.
- 피부 수분량, 피부 밝기, 피부결, 피부 멜라닌 지수 및 피부 홍반 지수가 각각 투명도와 상관성을 가지는 것을 확인할 수 있었으며 Figure 4에 따르면 피부 수분량 및 피부 밝기의 경우, 피부의 투명감에 대한 상태 레벨과 양의 상관관계가 있으며, 상관관계 지수는 각각 15 % 및 6 %이다. 또한, 피부결, 피부 멜라닌 지수 및 피부 홍반 지수의 경우 피부의 투명감에 대한 상태 레벨과 음의 상관관계가 있으며, 상관관계 지수는 각각 28, 17, 7 %로 나타났다.
- 그러나 최근 피부 광특성에 대한 연구의 진보로 인해 피부의 투명감을 측정하는 방법이나 투명감에 영향을 주는 요인이 밝혀지고 있어[17] 지금까지는 측정이 불가능했던 인지효능인 투명감에 대한 평가를 가능하게 하고 있다. 또한 이번 연구를 통해 투명감과 상관성을 보이는 지표들에 대한 분석을 진행함으로써 피부결 개선, 홍반 억제, 멜라닌 감소, 수분량 증가 등의 방법을 통해 투명감 개선이 가능함을 보일 수 있었다. 본 연구에서는 투명감 지표와 다른 지표 간의 상관관계까지를 확인할 수 있었으며 각각의 지표가 어떠한 원리로 투명감에 영향을 주는지에 대해서는 추가적인 연구가 진행되어야 할 것이다.
후속연구
- 또한 이번 연구를 통해 투명감과 상관성을 보이는 지표들에 대한 분석을 진행함으로써 피부결 개선, 홍반 억제, 멜라닌 감소, 수분량 증가 등의 방법을 통해 투명감 개선이 가능함을 보일 수 있었다. 본 연구에서는 투명감 지표와 다른 지표 간의 상관관계까지를 확인할 수 있었으며 각각의 지표가 어떠한 원리로 투명감에 영향을 주는지에 대해서는 추가적인 연구가 진행되어야 할 것이다. 이같은 연구결과는 소비자의 필요에 부합하는 투명감이 높은 화장품의 개발에 큰 도움을 줄 것으로 생각되며 기초 화장품 이외에도 투명감을 요하는 메이크업 부분에서의 활용도 기대되고 있다.
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