보고서 정보
주관연구기관 |
잉글우드랩코리아 |
연구책임자 |
신동철
|
참여연구자 |
이종현
,
김미라
,
박소연
,
오석인
,
진명종
,
천영걸
,
김보애
,
양재찬
,
임은경
,
장덕영
|
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
|
발행년월 | 2018-10 |
과제시작연도 |
2017 |
주관부처 |
산업통상자원부 Ministry of Trade, Industry and Energy |
등록번호 |
TRKO202000005653 |
과제고유번호 |
1415153363 |
사업명 |
산업집적지경쟁력강화 |
DB 구축일자 |
2020-07-29
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키워드 |
희토원소.란탄.방부제.화장품.천연물.Rare earth elements.Lanthanum.Antiseptic.Cosmetics.Natural substance.
|
초록
▼
최종목표
○ 란탄(La)계 희토류 광물질로부터 항균 활성물질을 갖는 화합물 제조
○ 원료의 대량생산 공정체계 구축 및 표준화 확립
○ In vitro상 항균, 항산화, 항염, 제브라피쉬와 피부각질형성세포 독성 평가
○ 화장품안전관리기준에 따른 품질검사 시행
○ 원료적용 기초화장용 제형 3종(토너, 로션, 크림) 개발
○ 제형에 대한 인체적용 피부안전성 및 누적첩포시험 평가
○ 시제품 생산 및 이에 따른 인증(특허, 논문) 획득 및 사업화 추진
개발 내용
○ 란탄(La)
최종목표
○ 란탄(La)계 희토류 광물질로부터 항균 활성물질을 갖는 화합물 제조
○ 원료의 대량생산 공정체계 구축 및 표준화 확립
○ In vitro상 항균, 항산화, 항염, 제브라피쉬와 피부각질형성세포 독성 평가
○ 화장품안전관리기준에 따른 품질검사 시행
○ 원료적용 기초화장용 제형 3종(토너, 로션, 크림) 개발
○ 제형에 대한 인체적용 피부안전성 및 누적첩포시험 평가
○ 시제품 생산 및 이에 따른 인증(특허, 논문) 획득 및 사업화 추진
개발 내용
○ 란탄(La)계 희토류 광물질로부터 항균(방부) 활성물질을 갖는 화합물 제조
- 란탄늄클로라이드 화합물 제조 및 지표물질(La) 분획 및 분석
- 활성물질 제조로부터 원료 표준화
○ In vitro상 항균, 항산화, 항염, 제브라피쉬와 피부각질형성세포 독성 평가.
- HS68 세포주를 이용한 세포독성(MTT assay) 및 제브라피쉬 독성 평가
- 피부상재균, 대장균, 녹농균, 여드름균 등을 이용한 항균활성 측정
- 범용적 합성방부제와 천연식물유래 추출물 방부제에 대한 비교 시험
- 항산화(DPPH, SOD-like activity) 및 항염 효능 평가
○ 화장품안전관리기준에 따른 품질검사.
- 원료에 대한 pH, Pb, As, Hg, Sb, Cd, Dioxane, Methanol, Formaldehyde, Phthalates 외 미생물 검사 시행
○ 원료 적용 제형분류별 방부효력 평가.
- 가용화, 유화 제형(토너, 로션, 크림) 품목에 따른 방부력 시험
○ 원료 적용 제형분류별 미치는 영향 평가.
- 가용화, 유화 등 제형 품목 조건에 따른 안정성 평가
- 안정성 시험으로 냄새, 색상, 물성, pH, 온도, UV-A/B, 형광 조건에서의 평가
○ 원료 및 제형에 대한 인체적용 시험.
- 활성 원료 및 제형에 대한 피부일차자극 안전성 평가
- 제형에 대한 누적첩포시험 평가
○ 시제품 생산.
- 화장품 천연 방부제 원료 및 적용 시제품 생산
○ 연구개발 성과물에 대한 인증 획득.
- 희토원소 란탄(La)에 대한 화장용 방부제 조성물 특허출원
○ 사업화 추진.
- 자사 브랜드 및 OEM 제품의뢰 원료 적용 홍보
- 국내외 박람회 참가 원료 홍보 및 마케팅 추진
개발 결과
○ 란탄(La)계 희토류 광물질로부터 항균(방부) 활성물질을 갖는 화합물 제조
- “Process development to recover rare earth metals from monazite mineral. Minerals Engineering, 2015, 79, 102.” 논문의 제조법을 참조하여 (La-Th)(PO4); lanthanium-thorium phosphate를 함유한 희토류 광물질인 모나자이트를 강산으로의 처리과정과 추출과정을 통해 란탄늄히드록사이드 La(OH)3를 얻은 후에, 강산 HCI과 반응시켜 약 7%의 수율로 란탄늄클로라이드 화합물을 얻었음
- 한국기초과학지원연구원 의뢰 란탄늄화합물의 란탄 함유량 분석 결과 22246ppm이 함유됨을 알 수 있음
○ In vitro상 항균, 항산화, 항염, 제브라피쉬와 피부각질형성세포 독성 평가
- 란탄시료의 항균 효능은 농도의존적으로 증가하는 것으로 나타남
- 항산화 효능 부분은 보리수 추출물과 3:7비율에서 높은 항산화 기능이 나타남
- 항염 효능 평가로 LPS(Lipopolysaccharide)로 염증 유도한 RAW 264.7세포에서 란탄시료의 농도가 증가 할수록 NO의 생성이 감소되어 염증 억제가 나타남
- 대체동물 제브라피쉬 이용 복합형태의 시료에서 10% 미남의 낮은 독성이 나타났고 심장 박동수에 영향을 나타내지 않는 것으로 판단됨
- 피부세포를 이용한 독성평가 결과 대조군 methyl parabendml ruddn 40% 미만 의 높은 독성이 나타나나, 복합형태의 시료에서는 10% 처리에서 62%, 1%의 경우 80%의 세포생존율이 나타나 저 농도에서의 독성이 없는 것으로 판단됨
○ 화장품안전관리기준에 따른 품질검사(외부시험평가 의뢰).
- 원료 및 화장품 제형(토너, 로션, 크림)에 대한 안전기준 관련 기준에 따른 품질검사 (pH, 납, 비소, 수은, 메탄올, 디부틸프탈레이트, 부틸벤질프탈레이트, 디에칠핵실프탈레이트, 포름알데히드, 안티몬, 카드늄, 세균수, 진균수, 대장균, 녹농균, 황색포도상구균 등) 결과 모두 불검출 되었음
○ 원료 및 원료 적용 제형분류별 방부효력 평가(외부시험평가 의뢰).
- 란탄방부제에 대한 시험으로써 USP시험법을 통해 시험 균주 Kcoli, S.aureus, P.aeruginosa, C.albicans 및 A.brasiliensis 등에 대하여 2주 및 4주 후 측정결과 USP 41(51) Antimicrobial Effectiveness Testing Category 2의 판단기준에 만족하는 것으로 판단됨
- 각 제형(토너, 로션, 크림)에 대한 외부평가기관(KTR) 의뢰한 시험에서 PCPC 방식에 따라 7일, M일, 21일, 28일째 생균수 측정 결과 E.coli, S.aureus, P.aeruginosa, C.albicans 및 A.brasiliensis에 대해 99.9% 이상의 감소율을 보임
○ 원료 적용 제형분류별 미치는 영향 평가.
- 란탄방부제 수용성, 지용성, 유기용매에 대한 용해도 검사결과 이상 없음
- 란탄방부제 이용 제형의 물성(취, 색상) 확인 결과 이상 없음
○ 원료 및 제형에 대한 인체적용 안전성 시험(외부시험평가 의뢰).
- 시제품 적용 피부일차자극 시험평가로 피험자 32명, 24시간 첩포, 국제접촉피 부염학회(ICDRG) 및 미국화장품협회(PCPC) 기준을 응용한 자체기준의 의거 평가 결과 에피넬모이스처 토너(0.01/무자극), 에피넬모이스처 로션(0.00/무자극), 에피넬모이스처 크림(0.00/무자극) 등 모두 자극 없음으로 나타남
- 시제품 적용 피부안정성 평가로 피험자 51명을 대상으로 화장품 토너, 로션, 크림 등에 대한 누적첩포시험을 실시한 결과 유도기(Induction phase)에서의 육안 평가로 PCPC 판정 기준 총 9번에 걸처 24시간 패치 적용 후 30분에 피부자극 유무 판정 모두에게서 무자극으로 나타났으며, 야기기(Challenge phase)에서의 피부 감작성 유무 판정은 ICDRG 기준 양측 상완에 24시간 패치 적용 후 30분, 24시간, 72시간 각각에서 무자극으로 나타남
○ 시제품 생산.
- 연구개발 원료 적용 기초화장품용 토너, 로션, 크림 등의 시제품을 제조하였으며, 향후 이를 바탕으로 고객 니즈에 부합하는 제품제조의 기반을 마련할 것임
○ 연구개발 성과물에 대한 인증 획득.
- 연구개발 기술 자료를 바탕으로 기 제출된 특허출원에서 최종 특허등록을 위 보완 자료로 적극 활용할 것임
기술개발 배경
○ 화장품은 피부와 신체피부청결 및 아름다움 추구로 원료만 수천 가지에 이름.
○ 화장품에는 미생물이 좋아하는 영양성분이 풍부하고 수분 및 유분이 함유되어 있어 오염에 취약하며, 먹는 식품이나 치료가 목적인 의약품에 비해 피부에 사용하기 때문에 비교적 안전하다고 생각 할 수 있으나 장기간 지속적으로 사용하는 제품이기 때문에 인체에 미치는 영향은 더 클 수 있음.
○ 방부제는 미생물의 증식을 억제하고 변패, 변취를 방지하는 것으로 미국, 일본, 한국에서는 화장품 배합한도를 규제할 만큼 안전성에 대한 논란이 있음.
○ 현재 식약청에서 화장품에 사용을 허가한 여러 종류의 방부제들이 있지만 업계에서는 인체 부작용에 대한 심각한 고려 없이 원료 가격, 방부 능력, 화장품 제조 편의성만을 생각하여 몇 가지 방부제에만 의존하고 있는 실정임.
○ 최근 화학방부제가 인체에 해로울 수 있다는 논란의 대안으로 식물추출물을 원료로 만든 천연방부제의 사용으로 “안전한 화장품” 이라 광고하고 있으나, 현 천연방부제는 방부 능력이 미생물 오염으로부터 스스로 보호하기 힘든 수준이기 때문에 화학방부제를 첨가하여 나오는 것이 많아 아직까지 식물추출물을 기본으로 하는 실용적인 천연방부제의 존재는 힘든 실정임.
○ 상기 문제점과 같이 화장품 성분을 확인하고 구매하는 스마트한 소비자의 증가로 화학 방부제에서 비교적 인체 무해한 방부제로 이동하는 시대 흐름의 변화에서 천연방부제 개발은 반드시 필요함.
핵심개발 기술의 의의
○ 본 연구개발 원료를 바탕으로 더욱더 큰 시너지 효과를 부여하기 위해 기존 천연방부제와의 활용성 연구를 수행이 중요.
○ 란탄화합물을 방부제로의 적합성과 활용기술이 중요.
○ 란탄 소재를 이용한 방부제 개발은 국내 처음으로 시도됨.
○ 화장품에서 방부제는 소비자의 소구력이 있는 원료로서 제품개발 시 중요.
적용 분야
○ 본 연구 성과물인 란탄 방부제는 화장용 기초 및 기능성, 바디케어 품목 등 다양한 적용이 가능.
○ 또한 단독 적용 보다 혼합 적용시 효능의 부스팅 효과가 뛰어나 저자극 제품으로 적용이 가능.
(출처 : 초록 4p)
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 제 출 문 ... 2
- 최종보고서 초록 ... 3
- 기술개발사업 주요 연구성과 ... 9
- 목차 ... 12
- 제 1 장 서론 ... 13
- 제 1 절 과제의 개요 ... 13
- 제 2 장 기술개발 내용 및 방법 ... 15
- 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 15
- 제 2 절 기술개발 내용 및 개발 범위 ... 16
- 제 3 절 수행 결과의 보안등급 ... 28
- 제 4 절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리 현황 ... 28
- 제 3 장 결과 및 사업화 계획 ... 29
- 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 29
- 1. 란탄(La)으로부터 항균 활성물질을 갖는 화합물과 복합체 제조 ... 30
- 2. In vitro 항균, 항산화, 항염, 제브라피쉬와 피부각질형성세포 독성 평가 ... 32
- 3. 화장품 안전관리 기준 품질검사 ... 35
- 4. 원료 및 화장품 보존력 시험 ... 38
- 5. 인체적용 피부안전성 평가 ... 43
- 6. 시제품 생산 ... 45
- 7. 연구개발성과를 통한 인증획득 및 사업화 주진 ... 45
- 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 47
- 1. 각 기관별 업무역할 및 추진 내역 ... 47
- 2. 추진 체계 ... 48
- 제 3 절 시장 현황 및 사업화 전망 ... 49
- 1. 천연 화장품 시장현황 ... 49
- 2. 사업화 전망 ... 50
- 제 4 절 고용 창출 효과 ... 52
- 제 5 절 자체보안관리진단표 ... 53
- 끝페이지 ... 54
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