Comparative Measurement of Irritation of Several Surfactants in Korean Women of Various Ages

Abstract

화장품에서 다양하게 사용되는 계면활성제는 irritant contact dermatitis(ICD)를 일으키는 원인물질 중 하나이며 피부 자극 반응은 Exogenous factors(자극제의 물리화학적 성질, 제형, 농도, 노출시간) 와 Endogenous factors(성별, 연령, 민족)에 따라서 다양하게 나타난다. 계면활성제는 수용액 상태에서 극성 부분에 따라 음이온계, 양이온계, 양쪽성이온계, 비이온계로 구분 되며 피부에 접촉 시 피부 각질층의 손상과 barrier lipids를 붕괴시켜 피부 자극을 일으키게 된다. 최근 화장품산업에서 피부 자극을 최소화 하기 위해 천연 계면활성제의 사용이 증가되고 있으며 각 성분 별 자극성에 관한 비교 연구는 많이 실행되었으나 본 연구에서는 2종의 semi-natural 계면활성제(hydro-lecithin, decyl-glucoside)와 2종의 합성 계면활성제(sodium lauryl sulfate, Tween-80)를 육안측정과 기기측정을 통해 유형별, 농도별 (0.5%, 1%, 2%) 제형별 (toner type, cream type)로 육안측정과 기기측정을 통해 연령에 따라 비교 분석하고 육안측정과 기기측정간의 상관성을 비교하였다. 유형별 결과에는 음이온계인 sodium laury sulfate (SLS)가 대조군과 비교 시 모든 연령대에서 피부 홍반 반응이 유의하게 높았고, 계면활성제간의 비교에서도 모든 연령대에서 유의하게 높은 반응을 나타냈다(p<0.05). 비이온계인 decyl-glucoside는 semi-natural 계면활성제임에도 불구하고 50대 연령에서 SLS 다음으로 높은 홍반 반응을 나타냈다. 연령에 따른 자극 반응 양상은 50대 > 20~40대 > 10대 연령 순으로 나타났으며 10대와 20~40대 연령에서 첩포 제거 30분에 가장 높은 홍반 반응을 보인 반면 50대 연령에서는 첩포 제거 24시간에 가장 높은 홍반 반응을 보였다. 농도에 따른 결과에서 SLS의 모든 시험농도는 연령대 모두에서 대조군에 비해 유의하게 높았으며 농도간 비교에서 1%와 2%에서 0.5%와 비교 시 유의하게 높은 홍반 반응을 나타냈다(p<0.05). Decyl-glucoside는 20대와 50대 연령에서 1%와 2%가 대조군과 비교 시 유의하게 높은 결과를 보였으나 농도간 비교에서는 유의하지 않았다. 제형 간 비교시험에서는 10대 연령에서 SLS를 제외한 모든 연령대에서 시험물질 SLS, Tween-80, hydro-lecithin, decyl-glucoside 모두에서 toner type이 cream type 보다 유의하게 높은 홍반 반응을 보였다(p<0.05). 육안측정과 기기측정간의 상관성은 육안측정 자극지수와 Laser Doppler perfusion imager (LDPI)의 측정결과와의 상관계수보다 mexameter와 spectrophotometer의 측정 결과 사이의 높은 상관계수 갖는 결과를 나타냈다. 결론적으로 자극이 가장 낮으리라 생각했던 semi-natural surfactant인 decyl-gulcoside는 1%의 농도부터 50대 이상 연령대에서 자극 감수성이 높은 것으로 생각되며, SLS에 의한 피부 자극도는 50대 이상 연령에서 10대와 20`~40대 연령에 비해 skin barrier의 기능 저하로 인해 홍반 반응이 증가되며 회복 또한 늦은 것으로 생각된다. 특히 본 시험의 toner type 제형이 cream type 제형 보다 skin barrier 기능을 더 악화시켜 홍반 반응을 증가 시키는 것으로 생각되며 기기 측정방법은 mexameter와 spectrophoto meter가 LDPI보다 육안측정과 비교적 상관도가 높은 유용한 측정 방법이라 생각된다. 따라서 계면활성제에 대한 피부 안전성 검사는 연령별로 평가하는것이 의미 있을 것으로 생각되고, 천연계면활성제의 피부 안전성에 관한 지속적인 연구가 필요하리라 생각된다. |Surfactants widely used in cosmetic and toiletry products are one of the causes of irritant contact dermatitis (ICD). The chemical classes (anionic, cationic, amphoteric and non-ionic) of surfactants have mainly been performed in comparative method studies. Recently, however, a lack of study on the comparison data with natural surfactants allowed the use of natural surfactants in the cosmetics industry. This study evaluated skin erythema by induced irritant contact reaction in 55 Korean women of different age group, different applications of formulas and concentrations of two semi-surfactants (hydro-lecithin and decyl glucoside) and two synthetic surfactants (SLS, Tween-80). The degree of correlation between visual scores and instruments has also been studied. The comparison between surfactants, SLS showed a significant difference in all age groups when compared with other surfactants. Although decyl-glucoside is a semi-natural surfactant, it showed high skin erythema in individuals over 50 years in age and showed a significant difference of over 1% when compared with the control (p<0.05). The skin erythema response was seen in decreasing order of age group, aged over 50’, 20’s~40’s and teens in SLS. Also, SLS showed the highest skin erythema at 30 min after removal of patch in the age group teens and in ages 20’s~40’s. However, in the age group over 50’, showed the highest skin erythema at 24 h after removal of patch. In the comparison between tested concentrations, SLS showed between 0.5% and 1% and between 0.5% and 2% (p<0.05). In the comparison of formulations, the toner type formula of the four surfactants showed significantly higher skin erythema than the cream types in all age group except the visual evaluation of teens (p<0.05). Also, the mexameter and spectrophotometer presented a higher correlation with the visual assessment than LDPI. In conclusion, this study indicated that decyl-glucoside, one of two semi-surfactants, was thought to have high irritant sensitization in the age group over 50’ of over 1% concentration. The skin irritant response of SLS seem to show the increasing skin erythema and the delayed skin healing in the age group over 50’ than those in the age group teens and in the age group 20’s~40’s by the weakened skin barrier function in elderly. Moreover, the toner type formula was associated with an increase in damage to the skin barrier than the cram type formula and caused an increase in skin erythema. Also, the mexameter and spectrophotometer seem to be more sensitive for measuring skin erythema evaluation than the LDPI.