1. 비타민 C

Vitamin C(L-ascorbic acid)는 대표적인 수용성 비타민으로 콜라겐 합성 및 세포 내 에너지 대사의 조효소로 사용되며 인체의 생리작용을 유지하는 필수적인 유기화합물이다. Vitamin C는 강력한 환원력을 가진 천연 항산화제로서 피부 노화를 방지하고 체내에서 발생하는 활성산소 제거 및 활성산소로 인해 손상된 DNA 회복에 도움을 준다. 멜라닌이 합성되는 중간체인 도파퀴논(dopaquinone)을 도파(dopa)로 환원시켜 멜라닌의 합성을 방해하기도 하며 자외선에 의한 티로시나아제(tyrosinase)의 활성 억제로 멜라닌 색소 증식 억제와 과색소 침착을 방지하여 미백효과를 증진시킨다(Kim & Kim, 2015). 강력한 항산화 효능을 나타내는 vitamin C는 인체의 면역 기능을 높여 콜라겐의 생성을 촉진시키고 피부 재생에 영향을 미치지만, 빛과 온도, pH, 습도 등의 외부 환경요인에 민감하게 반응하여 쉽게 산화되는 단점이 있다. 이러한 문제점을 극복하고자 활성산소에 산화되지 않는 vitamin C 에스테르 화합물이 개발되었지만 화장품 원료로 사용하기에 고가라는 단점이 있다(Park et al., 2018). 따라서 수용액에서 빠르게 산화되는 문제점을 보완한 리포좀화 된 vitamin C의 적용이 공기중에 산소와 만나 산화되고 흡수율이 저하되는 단점을 보완하고 피부 재생 및 장벽 강화로 주름 및 색소침착 피부에도 효과가 있을 것으로 기대가 된다.

2. SH-Polypeptide-10

SH-Polypeptide-10은 Fibroblast의 성장을 촉진하며 진피 내의 콜라겐과 엘라스틴 생성을 촉진하여 피부의 탄력과 리프팅을 부여하여 잔주름의 형성완화 및 방지하는 효능이 있다. 섬유아세포 성장 인자10(Fibroblast Growth Factor 10)의 유사체인 합성 재조합 단일사슬 펩타이드로 피부 재생과 상처 복구에 관여한다(Bassino et al., 2016). 뿐만아니라 피부의 각질을 구성하는 각질형성세포의 성장 및 생리활성을 자극하는 주요 성장인자이자 피부장벽 강화, 피부탄력 개선 등의 효능이 있는 것으로 알려져 있다. 기능성 화장품에 함유된 SHPolypeptide-10 성분이 표피세포 생장 및 피부장벽 개선에 영향을 미쳐 자외선 등의 유해산소로부터 피부를 보호하고 노화를 지연시킬 수 있을 것으로 기대가 된다.

1. 연구설계 및 대상자 선정

본 인체적용시험은 시험계획서 및 GCP(Good Clinical Practice) guideline, 식품의약품안전처(MFDS, Ministry of Food and Drug Safety)의 관련 규정 및 피부임상시험센터(㈜ 트루)표준작업지침서(SOP)에 따라 진행되였으며 시험관리번호(TR-P23-0091)로 2023년 12월 8일부터 12월 22일까지 수행하였다. 본 임상시험의 피험자는 만 19~59세의 건강한 성인 여성 중에서 시험의 목적, 내용 등에 관하여 충분히 설명을 듣고 자발적으로 시험참가동의서에 서명한 자, 피부질환을 포함하는 급·만성 신체 질환이 없는 건강한 자, 시험기간 동안 추적 관찰이 가능한 자 등의 선정기준에 만족하며 임신 중이거나 수유 중 또는 임신을 계획하고 있는 자, 피부 질환의 치료를 위해 스테로이드가 함유된 피부 외용제를 1개월 이상 사용하고 있는 자, 민감성 또는 과민성 피부를 가진 자, 시험 부위에 점, 여드름, 홍반, 모세혈관 확장 등의 피부 이상 소견이 있는 자, 최근 3개월 내 시험부위에 동일 또는 유사한 효능의 화장품 및 의약품 등을 사용한 자 등 제외기준에 해당되는 사항이 없는 20명을 선정하였다. 피험자 선발이 완료된 후 임상시험 대상자에 대하여 식품의약품안전처의 임상시험법 가이드라인에 따라 주름 개선 및 피부 미백의 효능에 대한 평가를 수행하였다.

2. 실험 제품

본 실험에 사용한 시료는 시중에 판매 중인 A사의 기능성 제품인 세럼이며, 식품의약품안전처고시 제2024-9호(2024.02.07) 및 관련 규정에 의거한 화장품 안전 기준을 준수하여 제조되었다. 실험에 사용한 기능성화장품은 리포좀 vitamin C와 SH-Polypeptide-10이 주성분으로 함유되어 있으며 고온과 직사광선을 피하여 5~25°C 사이에서 보관 후 사용하였다.

3. 실험 방법

임상실험은 2주간 진행되었으며 실험대상자에게 A사의 클렌징 밀크와 토너, 선크림을 제공하고 사용방법 및 사용량에 대해 설명하였다. 매일 아침저녁 세안 후 토너를 사용하고 세럼 1/2스포이드를 안면부위 전체에 도포 후 오전에는 선크림으로 마무리하였다. 토너, 세럼 외 피부에 영향을 줄 수 있는 화장품은 사용하지 않았으며 세럼 사용 2주 후에 피부 상태 변화를 살펴보았다. 실험으로 야기될 수 있는 소양증, 홍반, 자극 등의 이상반응이 발생하는지의 존재 여부를 면밀히 관찰하고, 피부 이상반응이 나타날 경우 정도에 따라 등급을 표시하였다. 그리고 홈케어 화장품 사용, 화장품 부작용 등에 관한 상세한 지침서를 제공하고 실험대상자의 의무 및 제한사항, 안전에 관한 사항 등을 안내 하였다.

실험대상자는 미온수로 시험 부위를 세정 후 항온 항습(22±2°C, 50±5%) 조건에서 30분 이상 대기하여 충분히 피부 안정을 취한 다음 시험에 참여하였다. 실험제품 사용 전과 2주 사용 후의 한쪽 눈가 부위의 주름 평균 깊이(Average depth)를 분석하여 눈가 주름개선을 평가하였다. 피부 밝기(L*)를 분석하기 위해 한쪽 뺨 부위의 피부 밝기 개선과 안면 부위의 Melanin color(%)를 분석하여 기미 완화 효능을 평가하였다. 실험 기간중에는 결과에 영향을 미칠 수 있는 안면의 필링, 메디컬스킨케어 처치 등의 시술도 일체 금하였다.

4. 측정 장비

실험 방법 및 절차에 따라 수행된 피험자 20명의 시험부위에 대하여 눈가 주름개선과 피부 밝기 효과의 측정은 Antera 3D(Miravex Ltd., Ireland)를 적용하였고, 피부 미백효과의 측정은 DermaVision(optobiomed., Republic of Korea)은 Digital Camera를 활용하여 얼굴의 정면 및 좌/우 측면을 촬영하였고 교차편광영상(CPI), 평형편광영상(PPI), UV영상을 촬영을 통해 Melanin color(%)를 분석하였다.

5. 자료 분석

본 실험의 통계처리는 Embedded on SPSS Statistics 26 프로그램을 이용하여 통계분석하였으며 95% 신뢰구간에서 p<0.05일 때 유의성을 확인하였다. 기기평가를 통해 산출된 결과값은 연속형 변수로 평균과 표준편차를 구하여 표기하였으며, 설문 평가 결과값은 범주형 변수로 빈도와 백분율로 표기하였다. 데이터의 정규성은 Shapiro-wilk test로 검증하였다.

Table 1.

Ingredients of Skin Serum

1. 조사대상자의 일반적 특성

본 임상실험을 완료한 피험자 모두 20명이며, 실험 도중 탈락하거나 중도 포기한 피험자가 없어 최종적으로 총 20명의 피험자가 실험에 참여하였다. 피험자는 피부임상시험 관리규정 등에 따라 결격사유가 없는 피험자에 대하여 최종 임상시험을 수행하였다(Table 2). 실험 대상자의 평균 연령은 50.3세였다. 피험자 중 최연소는 35세, 최고령은 59세이며, 연령대는 30대가 1명(5.0%), 40대가 6명(30.0%), 50대가 13명(65.0%)으로 구성되었다. 얼굴타입은 건성이 11명(55.0%), 복합성 5명(25.0%), 중성 4명(20.0%)이며, 피부색은 보통 17명(85.0%), 어두움 3명(15.0%)이었으며, 피부두께는 실험대상자 모두 보통으로 20명(100.0%)였다. 실험자의 야외활동과 화장품 사용의 민감도를 묻는 질문에서는 야외활동 일 1시간 미만은 2명(10.0%), 일 1~3시간은 16명(80.0%), 일 3시간 이상은 2명(10.0%)이었다.

Table 2.

Construction of Participants

Fig. 1.

Wrinkles around the eyes using Antera 3D.

2. 눈가 주름개선 변화

눈가 주름개선의 변화량은 실험 후의 Average depth를 측정하여 주름 평균 깊이를 산출하였다. Antera 3D를 이용하여 눈가 주름개선을 평가한 결과에서는 Fig. 2, Table 3과 같다. 눈가 주름이 있는 실험군에서 0.0592에서 2주 사용 후 0.0507로 유의하게 감소하였다(p<0.001). 실험 제품 사용 전 대비 2주 사용 후 시험 결과에서는 16.78% 감소로 주름개선에 유의한 차이가 있는 것으로 나타났으며(p<0.05)(Fig. 2), 이러한 결과는 실험 전보다 실험 후의 눈가의 주름이 개선되는 것으로 나타났다. 피부의 주름이 생성되는 원인은 피부의 유·수분 함유량 저하, 피부 각질층의 두께증가 등 다양하게 나타나지만 자외선에 지속적으로 노출된 피부에서 collagen을 분해하는 collagenase와 elastin을 분해하는 elastinase에 의해 피부 그물망 구조의 결합이 끊어지고 탄력저하가 발생하여 주름생성의 원인으로 작용한다(Tsuji et al., 2001). 본 실험에서 실험군의 화장품 사용이 외부 자극으로부터 피부를 보호하고 피부 탄력을 부여함으로써 주름 생성을 효과적으로 저해하는 역할을 하였을 것으로 사료된다. Vitamin C가 강력한 항산화 효능이 있지만 자외선에서 불안정성으로 피부에 안전하게 흡수되도록 하기위해 리포좀(Kim, 2022)화 된 vitamin C와 SHPolypeptide-10의 주성분의 화장품을 일상생활과 야외활동에 제한없이 도포하였는데 사용 2주 후 피부 보습과 탄력 증가로 인해 주름개선에 영향을 주는 것으로 나타났다. 선행 연구(Seo, 2007)에서도 동일한 결과를 보였는데 본 실험에서도 피부의 지질 과산화를 억제하여 이로인해 피부장벽이 강화되고 주름 생성이 감소한 것으로 사료되며, 주성분이 리포좀 형태로 흡수되어 유의한 효과가 나타난 것으로 생각된다.

Fig. 2.

Average depth of wrinkles around the eyes analysis.

^*Significant difference (p<0.05, comparison to initial value)

Table 3.

3D Wrinkle Average Depth Analysis Results

Fig. 3.

Skin brightening with Antera 3D.

3. 피부의 밝기(L*) 변화

피부 밝기의 변화량은 실험 후의 Skin brightness(L*)를 측정하여 개선 효과를 산출하였다. Antera 3D를 이용하여 얼굴 한쪽 뺨 부위의 밝기를 평가한 결과에서는 Fig. 4, Table 4와 같다. 실험 제품을 사용한 실험군에서 65.44에서 2주 사용 후 67.04로 유의하게 감소하였다(p<0.001). 실험 제품 사용 전 대비 2주 사용 후 시험 결과에서는 2.45% 증가로 피부의 밝기 변화에 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. (p<0.05)(Fig. 4). 선행연구(Ha, 2020)에서 vitamin C만을 사용한 실험군에서도 통계적으로 유의한 피부보습 효과를 나타내었는데, 실험 전보다 화장품을 바른 실험군의 안면 부위에서 피부 톤이 밝게 개선된 것으로 나타났다. Vitamin C는 잘 알려진 항산화제(antioxident)로 산화스트레스(oxidative stress)를 감소 시키는데, tyrosinase 효소의 활성 억제와 체내 활성 산소종(ROS)억제로 피부를 밝게 개선시키는 효과가 있다고 알려져 있다(Sanadi & Deshmukh, 2020). 피부색을 결정하는 가장 큰 요인인 멜라닌 색소는 자외선의 자극으로 촉진되며 tyrosinase 효소의 활성으로 색소 침착이 나타난다.

Fig. 4.

Skin brightness analysis.

^*Significant difference (p<0.05, comparison to initial value)

Table 4.

Antera 3D Skin Brightness Analysis Results

Fig. 5.

Melasma using DermaVision.

Vitamin C는 산화 스트레스로부터 세포를 보호함으로써 활성 산소종(ROS) 감소 및 세포 재생에 중요한 역할을 한다. 따라서, vitamin C가 화장품 및 메디컬 스킨케어 치료에서 널리 사용되고 있지만 저장 시 산소, pH, 온도 및 자외선에 의해 쉽게 산화된다는 단점이 있다. 이러한 Vitamin C 결핍은 항산화제로서의 효능을 감소시키고 vitamin C 성분을 함유한 제품의 유통기한을 단축시킨다. 최근에는 이러한 결핍을 극복하기 위해 vitamin C의 환원형과 결합하여 산화를 지연시켜 vitamin C의 항산화 효능의 극대화에 대한 연구가 진행되고 있다(Choi et al., 2020). Gwak(2017)의 연구에서도 화장품의 항산화 효능에 대한 연구가 활발하게 진행되었으며, 실험에 사용된 화장품을 바른 실험군에서도 tyrosinase 효소의 활성을 억제하고 피부의 장벽강화와 유·수분의 함유량 증가시켜 피부톤을 밝게 변화시키는데 긍정적인 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. 일반적인 vitamin C 함유 화장품을 광과민 등의 이유로 저녁에만 도포했지만 본 실험에서 사용된 기능성화장품은 일상생활과 야외활동을 제한을 두지않고 사용하였다. 피부에 자극없이 안전하게 흡수되어 노화를 가속화시키는 활성산소를 억제하고 피부탄력과 수분 함유량이 증가되어 피부를 밝게 개선시키는 기능성을 가지고 있음을 보여준다.

4. 피부 미백개선 변화

피부 미백개선의 변화량은 실험 후의 Melanin color(%)를 측정하여 개선 효과를 산출하였다. 얼굴 정면 DermaVision을 이용하여 편광을 촬영하여 평가한 결과에서는 Fig. 6, Table 5와 같다. 실험 제품을 사용한 실험군에서 66.38에서 2주 사용 후 55.51로 유의하게 감소하였다(p<0.001). 제품 사용 전 대비 2주 사용 후 결과에서는 19.57%로 멜라닌 색소가 감소하여 피부미백 개선에 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다(p<0.05)(Fig. 6). 본 연구에서 실험 전보다 실험 후의 멜라닌 색소 형성이 억제되는 것으로 나타났으며 활성 산소종(ROS) 제거 효과와 tyrosinase 효소의 산화반응 방지 효과가 결과적으로 미백 효능으로 나타났다(Kim & Kang, 2021). 이러한 결과는 vitamin C가 멜라닌 색소형성을 억제하여 미백 개선에 도움을 주고 콜라겐 형성 촉진으로 피부 탄력을 증진시켜 문제성피부 개선에 매우 높은 효능을 나타내는(You, 2014)의 연구를 입증해 주었으며, 본 연구에서도 tytosinase 활성을 저해하는 vitamin C와 SH-Polypeptide-10의 주성분이 멜라닌 생성 저해능력이 증가하는 것을 나타내었다.

Fig. 6.

Facial melanin pigment analysis.

^*Significant difference (p<0.05, comparison to initial value)

Table 5.

DermaVision Melanin Color Analysis Results

SH-Polypeptide-10은 EGF의 biomimetic peptide로 표피세포 성장 촉진 및 세포 활성화 기능과(Bassino et al., 2016) 지질 과산화를 감소시킴으로 상처치유의 효능이 있다고 연구되어져 있다(Coşkun et al., 2007). 따라서, SH-Polypeptide-10의 이러한 기전으로 인하여 피부개선의 효과가 나타난 것으로 사료된다. 수용성 물질인 vitamin C가 불안정하고 피부에 오래 머무를 수 없는 단점을 보완한 리포좀 vitamin C와 SHPolypeptide-10 성분이 상피세포 성장에도 관여하여 피부장벽 강화로 세포의 산화 방지에 영향을 주는 것으로 나타났다.

본 연구로 멜라닌 형성의 주요 효소인 tyrosinase의 활성을 효과적으로 저해함으로써 멜라닌 생성을 억제하고 피부 색소 침착을 개선하여 피부 톤을 밝게 하였으며, 상피세포의 재생 촉진으로 미백 개선에 유의한 영향이 있음을 알 수 있었다.