초록 ▼

□ 핵심기술
아세로라 유래의 천연비타민을 나노리포좀으로 포집하여 안정성이 증가된 미백 및 주름개선용 소재개발과 피부투과도 증진용 저주파 기기의 개발

□ 최종목표
▪ 문헌 및 데이터베이스를 이용한 기초자료 수집
▪ 표면반응분석법을 이용한 아세로라 열매의 고함량의 비타민C를 함유하는 최적추출물 제조
▪ 제형공정 관련 대량생산 공정 확립
▪ 화장품소재 및 리포좀 제형을 포함한 화장품 완제품의 안정성 테스트
▪ 스마트 스킨케어 시스템의 저주파 자극 회로, 피부 보습도 측정회로, 피부 미백 측정

□ 핵심기술
아세로라 유래의 천연비타민을 나노리포좀으로 포집하여 안정성이 증가된 미백 및 주름개선용 소재개발과 피부투과도 증진용 저주파 기기의 개발

□ 최종목표
▪ 문헌 및 데이터베이스를 이용한 기초자료 수집
▪ 표면반응분석법을 이용한 아세로라 열매의 고함량의 비타민C를 함유하는 최적추출물 제조
▪ 제형공정 관련 대량생산 공정 확립
▪ 화장품소재 및 리포좀 제형을 포함한 화장품 완제품의 안정성 테스트
▪ 스마트 스킨케어 시스템의 저주파 자극 회로, 피부 보습도 측정회로, 피부 미백 측정 회로 및 소프트웨어의 개발
▪ 스마트 스킨케어 시스템의 RED/GREEN/BLUE LED 발광 회로 및 소프트웨어의 개발
▪ 스마트 스킨케어 시스템의 시제품 제작
▪ 세포 내 멜라닌 생성 억제 확인 (미백평가)
▪ 향장소재의 타이로시나제 활성 억제 확인 (미백평가)
▪ 향장소재의 콜라겐 생성 및 MMP-1 억제 확인 (주름개선)

□ 개발내용 및 결과
본 과제의 연구진들은 미백기능과 주름개선 기능성이 매우 높으나 안정성 및 피부 속으로의 전달이 용이하지 못하여 우수한 기능성을 가지고 있음에도 화장품 소재로 활용가 높지 않은 비타민 C를 다량으로 함유하고 있는 아세로라를 타겟하고 있다.

아세로라 과실에는 100g당 1,700㎎의 비타민 C가 함유되어 레몬 과즙보다 약 34배 많다. 비타민 C는 높은 항산화활성을 갖는 외에 여러가지 생리기능을 갖는다.

본 연구진들은 화장품 제조용도로 사용이 제한적인 유기용매를 사용하지 않고, 물리적인 방법으로 아세로라 유래의 비타민C를 25% 고순도로 함유하는 추출물을 개발하였으며, 이를 달성하기 위하여

1) 추출물 제조 시 가해지는 에너지에 의한 산화반응을 최소화하기 위하여 추출공정 시 질소를 퍼징하는 방법을 통하여 유효성분인 비타민C의 파괴를 최소화 하는 공정을 개발하였으며,
2) 향장소재의 안정성(stability)을 확보하기 위하여 나노리포좀 제형의 향장소재를 제조하였으며,
3) 이를 증명하기 위하여 일반추출물과 리포좀 제형간의 6개월간 안정성 테스트를 실시하여 비타민C 함량의 변화를 측정하여 리포좀 제형의 안정성을 확인하였으며,
4) 본 과제의 1년차 기간 동안 소재의 미백 및 주름개선 효과를 확인하기 위하여 Tyrosinase 억제효능평가, melanin 생성 억제효능평가, MMP-1발현 저해 효능평가 및 콜라겐 생성효과를 세포 레벨에서 효능평가를 실시하여 확인하였으나 만족할 만한 효과를 확인하지 못하였으며,
5) 2년차 기간 동안 리포좀 제형의 수상층에 포집되는 아세로라 추출물을 보호하고, 미백 및 주름개선효과를 보완하기 위하여 인지질 구조에 기능성 물질인 마누카 오일을 첨가하여 비교실험을 실시하였으며,
6) 그 결과 아세로라추출물, 마누카오일 각각의 효과보다 인지질과 마누카오일이 아세로라추출물을 멀티라멜라 구조로 포집한 리포좀 제형에서 시너지 효과를 나타내는 것을 확인할 수 있었으며,
7) 이에 따라서 본 연구개발을 통하여 개발한 소재는 “인지질과 마누카오일이 아세로라추출물을 멀티라멜라 구조로 포집한 리포좀 제형”으로 완성하였으며,
8) 일반 추출물, 리포좀 제형의 추출물 및 최종 제형인 멀티라멜라 구조의 리포좀 제형의 피부투과도를 분석하였으며, 멀티라멜라 구조의 리포좀 제형이 피부투과율이 가장 우수한 것을 확인할 수 있었음.

또한 본 연구진은 피부투과도를 향상시킬 수 있는 저주파 미용기기를 참여기관과의 공동 개발하였으며, 이를 달성하기 위하여
1) 강도와 주파수를 가변할 수 있는 저주파 자극 회로 및 알고리즘을 개발 하였으며,
2) 실시간으로 피부의 보습도와 미백도를 측정 가능한 회로 및 알고리즘을 개발하였고,
3) 스마트폰과 무선 통신이 가능한 블루투스 회로 및 통신 알고리즘을 개발하였고,
4) 위 기능을 시제품으로 제작 후 20명에 대한 임상시험을 진행하여 피부 주름개선 및 미백 효과를 검증하였으며,
5) 피부미용기기 사용량과 피부의 보습도, 미백도를 기록하여 트렌드를 그래프로 볼 수 있는 스마트폰 어플리케이션을 개발하였고,
6) 스마트폰 어플리케이션에 저장된 데이터를 서버로 전송하여 사용자에게 필요한 화장품을 추천하는 맞춤형 서비스를 개발하였으며,
7) 상기 개발된 피부미용기기에 대한 특허를 등록하였음.

최종적으로 본 연구진이 개발한 멀티라멜라 구조의 리포좀을 포함한 화장품 완제품과 저주파 미용기기의 미백 및 주름개선 효과를 측정하기 위하여 참여기관인 KTR에서 임상시험을 실시하였으며,

1) 시험대상자 21명(평균연령은 만 46.0세)의 선정된 시험대상자들은 대상으로 4주간 임상시험을 실시하였으며,
2) 피부주름을 확인한 결과, 시험제품 MLAC35는 사용 전과 비교하여 사 용 2주 및 4주 후 모두 통계학적으로 유의하게 감소(P ＜0.05)함을 확인하였으며,
3) 피부멜라닌을 확인한 결과, 시험제품 MLAC35는 사용 전과 비교하여 사용 2주 및 4주 후 모두 통계학적으로 유의하게 감소함을 확인하였음

최종적으로 본 연구과제를 수행한 결과 본 연구진이 목표한 미백 및 주름개선용 화장품 개발을 완료할 수 있었으며, 본 연구진이 제조한 시제품에 대한 마케팅 및 유통계획을 수립하였으며, 고부가가치를 확보할 수 있도록 실행을 준비하고 있다.

□ 기술개발 배경
최근 화장품 소비자의 제품 선택 요인은 과거 “브랜드 인지도”에서 “목적성·기능성” 으로 옮겨지고 있는 경향을 보이고 있으며,환경호르몬이나 유전자변형에 따른 화장품 성분에 대한 문제점이 심각하게 대두되면서 “천연성”을 선호하는 소비자 심리가 반영 되어 천연물을 중심으로 한 기능성 화장품의 수요가 증가하고 있는 실정이다.

생명공학기술의 발달로 피부세포의 분화, 노화현상의 규명, 인공세포의 개발 등 피부과학에 대한 연구가 활발해짐에 따라 이러한 소비트렌드를 맞추기 위해 여러 기능성 천연 화장품이 개발되었으며, 미백,보습, 자외선 차단 및 흡수, 유해산소 제거, 콜라겐 합성, 피부주름방지 등 다양한 효능을 가진 천연 소재에 대한 관심도 증대되고 있다.

특히 미백과 주름개선의 기능성 화장품의 수요는 날로 증가하는 반면에 시장을 주도하는 제품이 많지 않은 실정이며, 대표적인 미백기능성 고시형 원료인 나이아신아마이드, 알부틴 그리고 주름개선기능성 고시형 원료인 아데노신 관련 제품이 주류를 이루고 있다.

일부 제품에 있어서 미백과 주름개선 활성이 뛰어난 비타민C를 유효성분으로 한 화장품이 있지만 1) 합성 비타민을 사용하고 있으며,2) 낮은 안정성으로 원료가 가진 기능성 및 유효성을 기대하기가 어렵고, 3) 기존의 낮은 안정성을 보완하고자 많은 유도체가 개발되었지만 원래 비타민C의 효과에 비하여 현저하게 떨어지는 단점을 가지고 있으며, 4) 피부로의 흡수가 용이하지 않아 In vitro에서는 효과를 볼 수 있지만 실제 소비자의 만족도를 채우기는 현저하게 어려운 상황이다.

본 연구진은 이번 지원과제를 통하여 상기 언급된 여러 가지 문제점을 해결할 수 있도록 천연물 기반의 화장품 소재 및 완제품 제조기술과 의료기기 및 미용기기 관련 기술을 융복합하여 기술개발을 진행하고자 한다.

✔ 천연물 유래의 비타민C 소재를 개발하고,
✔ 안정성이 확보된 소재 제형 및 포장방법을 개발하고,
✔ 피부투과가 용이한 화장품 제형을 개발하고,
✔ 미용기기에 탑재하여 손쉽게 리포좀 제형으로 만들어 피부의 지질구조와 유사한 제형을 기기내에서 구현하고자 하며,
✔ 피부 흡수가 용이하도록 간편하게 사용할 수 있는 기기를 융합하여,
✔ 최종적으로 임상적으로 우수한 유효성을 입증하여 매출 퍼포먼스를 발생시키고 한다.

□ 핵심개발 기술의 의의
신규의 향장소재 제조기술 개발 및 특허권리 확보
✔ 안정성이 취약한 천연물 추출물 개발 시 산화반응을 최소화 할수 있는 질소 퍼징 추출공정을 활용하여 유효성분의 파괴를 최소화 하여 경제성 및 유효성을 확보할 수 있음
✔ 나노리포좀 제형 및 멀티라멜라 구조의 리포좀 제형 기술은 피부전달을 용이하게 하여 유효성분의 사용을 최소화하고, 기능성 소재의 효능을 최대한 활용할 수 있어 경제성 및 유효성을 확보할 수 있음
✔ 본 과제 수행기간 동안 향장효능 분석 방법의 확립으로 다양한 소재와 관련한 추가적인 연구개발이 가능해짐
✔ 유상 또는 수상의 기능성분을 동시에 포집하여 하나의 소재로 개발이 가능하여 기능성을 상호 보완하여 혼합물개발 시 시너지효과를 가지는 소재개발이 가능해짐

□ 적용 분야
화장소재 및 완제품 측면
✔ 미백 및 주름개선용 기초화장품에 적용
✔ 안정성에 취약한 소재의 안정성 확보가능
✔ 높은 피부전달율로 고가의 소재의 효율성 제고

미용기기의 측면
✔ 화장품 효능을 높여주어 다양한 제형에 활용이 가능함
✔ 피부전달에 도움을 주는 다양한 모듈 개발로 인하여 다양한 화장품 제형에 접목이 가능함
✔ 모듈형태로 융복합이 가능하여 플라즈마 및 음이온 등을 활용한 피부트러블 개선에 활용 가능함

(출처 : 초록- 3. 개발결과 요약 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 3
• 기술개발사업 최종보고서 초록 ... 5
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 17
• 목차 ... 21
• 제1장 서론 ... 22
• 제1절 과제의 개요 ... 22
• 제2장 과제 수행의 내용 및 결과 ... 32
• 제1절 최종 목표 및 평가 방법 ... 32
• 제2절 개발 내용 및 개발 범위 ... 32
• 제3장 결과 및 사업화 계획 ... 35
• 제1절 연구개발 최종 결과 ... 35
• 제2절 연구개발 추진 체계 ... 146
• 제3절 사업화계획 ... 147
• 제4절 자체보안관리진단표 ... 167
• 끝페이지 ... 168