화장품 제형에 따른 인공 피부의 경피흡수도 비교 연구

Abstract

소비자들은 화장품의 유효 성분이 피부에 잘 흡수되기를 기대하지만, 피부의 장벽 기능으로 인해 흡수가 어려운 것이 사실이다. 화장품은 피부의 건강과 아름다움을 증진하는데 기여하는 제품으로, 성분과 제형이 제품의 효과, 안정성 및 안전성에 영향을 준다. 그중에 화장품 제형은 제품의 물리적 특성과 사용 편의성을 결정하는 중요한 요소로, 질감, 사용감, 보관 방법 등에 영향을 미치며, 유효 성분의 피부 흡수에도 영향을 주어 제품의 효능‧효과를 결정한다. 화장품 제형에 따라 성분의 활성도가 달라지기 때문에 제형은 제품의 성능과 피부에 미치는 영향을 결정하는 중요한 요소이다. 화장품 산업과 피부과학 연구에서는 제형 선택의 중요성을 이해하고 제형의 특성이 피부에 미치는 영향을 깊이 연구할 필요가 있다. 본 연구에서는 인공피부 모델(PB-M)을 사용하여 경피흡수장비(Franz Cell)로 다양한 화장품 제형의 흡수도 차이를 비교하였다. 유효 성분의 흡수량과 시간에 따른 농도 변화를 측정하여, 화장품 제형이 피부 흡수에 미치는 영향을 정량적으로 평가하고, 제형 선택이 제품의 효능에 미치는 영향을 실험하였다.

첫째, 여섯 가지 제형에 대한 나이아신아마이드 성분의 흡수도 측정 결과, 일정한 흡수율을 보인 20분에서 3시간의 구간에서 하이드로겔 > 카타플라즈마 > 침적 마스크 > 에센스 > 크림 > 플라스타 제형 순으로 나타났다. 에센스 제형을 그대로 사용하는 경우보다 부직포에 함침 시켜 침적 마스크로 사용한 경우 흡수율이 더 높았다. 초기 10분 경과 시 부직포를 포함한 경우 14.66% 더 높은 흡수율을 보였고, 20분이 경과하면서 유사한 값을 보였으나 6시간 경과 시에는 19% 이상 더 높은 흡수율을 보였다. 둘째, 여섯 가지 제형에서 10분 경과 시 경피흡수량(Flux)을 이용하여 유효성분의 확산계수를 비교한 결과, 하이드로겔 > 침적 마스크 > 에센스 > 카타플라즈마 > 크림 > 플라스타 제형 순으로 확인되었다. 셋째, 크림 제형에서 유화제, 오일, 폴리머 성분에 따른 경피흡수도를 비교하였다. 먼저, 유화제는 일반 유화제를 적용한 경우보다 액정 유화제를 적용했을 때 높게 나타났다. 아데노신과 나이아신아마이드 성분 모두 초기 10분 경과 시 각각 25.4%, 10.2% 높은 흡수율을 보였고, 6시간이 지난 후에도 21%, 11% 더 높은 흡수율을 나타내었다. 또한, 크림 제형에서 오일의 함량에 따른 경피흡수율을 비교한 결과 오일의 함량이 높은 경우 더 높은 흡수율을 나타냈다. 크림 제형에서 천연 폴리머와 합성 폴리머 적용시 경피흡수율를 비교한 결과 천연 폴리머를 적용한 경우에 비해 합성 폴리머를 적용한 크림에서 아데노신과 나이아신아마이드 성분의 흡수율이 더 높았다. 넷째, 크림 제형을 이용하여 실리콘 패드의 유무와 미디어의 종류에 따른 경피흡수도를 비교하였다. 실리콘 패드 적용 시 아데노신과 나이아신아마이드 성분 모두 5분 경과 후 26.71%, 32.10% 더 높은 흡수율을 보였고, 6시간 경과 후에 7.24%, 4.40% 더 높은 흡수율을 나타냈다. 크림 제형에서 인공 피부의 경피흡수도 측정 시 혼합용액(MeOH 15%, 0.05M 인산이수소칼륨용액(KH2PO4) 85%), 살린용액(Sterile saline, NaCl 0.85%), 멸균인산완충용액(PBS, KH2PO4 0.01%)의 3가지 미디어(Media)에 따른 경피흡수도 실험 결과, 에탄올을 포함한 혼합용액이 초기 및 6시간 경과 후 높은 흡수율을 보였다. 다섯째, 카타플라즈마 제형에서 나이아신아마이드 성분의 함량을 0.5%와 5.0%로 적용했을 때 흡수율 차이는 없는 것으로 확인되었다. 동일한 제형에서 글리세린의 함량을 30%, 35%, 40% 적용한 결과에서도 글리세린의 함량에 따른 흡수율 차이는 없는 것으로 나타났다.

본 연구에서는 여섯 가지 다른 화장품 제형에 유효성분으로 나이아신아마이드와 아데노신 성분을 단일 또는 이중으로 적용하여 인공 피부에서 경피흡수도를 비교하였다. 에센스 제형을 그대로 사용하는 경우보다 부직포에 함침 시켜 침적 마스크로 사용하는 경우 흡수율이 더 높았다. 이는 부직포가 공기 중 수분의 휘발을 막아주어 인공 피부를 수화시키고 유효성분의 용해도를 유지시켜 흡수를 도와주기 때문으로 판단된다. 또한, 하이드로겔 제형과 카타플라즈마 제형이 에센스 제형에 비해 경피흡수도가 높게 나타난 것은 두 가지 제형이 패치 형태의 제형으로 에센스 제형에 비해 피부 부착력이 높기 때문에 높은 경피 흡수율을 보인 것으로 판단되며 카타플라즈마 제형은 하이드로겔 제형이나 에센스 제형에 비해 수분의 함량은 낮지만 지지체를 가지고 있어 이 지지체가 침적 마스크에서의 부직포 역할을 하기 때문으로 판단된다. 이와 같은 실험을 통해 제형의 종류, 피부 부착력, 폴리머의 종류, 오일성분 함량 등이 경피흡수에 영향을 주는 것으로 확인하였다. 특히, 나이아신아마이드와 아데노신과 같은 유효성분을 함유한 화장품은 제형의 선택이 제품의 효능에 영향을 줄 수 있음을 알 수 있었다. 이러한 연구 결과는 화장품 산업에 있어서 제형의 선택이 제품의 품질과 효능‧효과에 미치는 영향을 평가하고 개선하기 위한 연구 방향을 제시하고 피부과학 분야에서 화장품의 피부 흡수와 관련된 새로운 통찰을 얻을 수 있을 것으로 기대된다.