선구 연구로부터 저자들은 쇠뜨기 추출물의 항산화 작용에 대한 결과를 이미 보고하였으며, 본 연구에서는 이들의 성분 분석과 elastase 저해활성에 관한 조사를 수행하였다. 쇠뜨기 추출물 중 ethylacetate 분획의 당 제거 반응 후 얻어진 aglycone 분획은 TLC 및 HPLC 실험에서 각각 4개의 띠와 피이크로 분리되었으며, 분리된 4가지 성분은 luteolin, quercetin, apigenin 및 kaempferol이었다. 그리고, 그들의 성분비는 각각 19.12%, 12.87%, 15.81%, 52.20%로 kaempferol의 함량이 가장 큰 것으로 나타났다. 쇠뜨기 추출물의 ethylacetate 분획의 TLC 크로마토그램은 7개의 띠로 분리되었고, HPLC 크로마토그램은 8개의 피이크를 보여주었다. TLC와 HPLC의 띠와 피이크를 확인한 결과, HPLC의 8개의 피이크는 용리순서로 kaempferol-3,7-O-diglucoside(조성비, 15.74%), luteolin-5-O-glucoside(galuteolin, 11.91), apigenin-5-O-glucoside(12.91), kaempferol-3-O-glucoside(astragalin, 27.94), quercetin-glycoside (10.81, 구조 미확인), kaempferol-glycoside(12.33, 구조 미확인), luteolin(3.72) 및 apigenin(4.62)으로 확인되었다. Aglycone 분획은 elastase 저해활성($IC_{50}$)이 9.8 ${\mu}g/mL$로 매우 큰 활성을 나타내었다. 이에 비해 ethylacete 분획(플라보노이드 배당체)은 elastase 저해 활성이 거의 없었다. 이상의 결과들은 이미 보고된 쇠뜨기 추출물의 항산화 작용과 더불어 쇠뜨기 성분에 대한 분석과 ethylacetate 분획의 당 제거 실험 후 얻어진 aglycone 분획의 큰 elastase 저해활성으로부터 주름개선 기능성 화장품원료로서 응용 가능성이 있음을 시사한다.

본 연구에서는 함초 추출물(나문재 및 퉁퉁마디)의 항산화능을 조사하였다. 나문재 추출물의 free radical(1,1-diphenyl-2-picrylhyazyl, DPPH) 소거활성($FSC_{50}$)은 100 % ethanol 추출물(329.33 ${\mu}g/mL$) < 50% ethanol 추출물(40.73) < ethylacetate 분획(13.87) < ethylacetate 분획에서 당을 제거시킨 aglycone 분획(7.80) 순으로 증가하였다. 퉁퉁마디의 경우, free radical 소거활성은 ethylacetate 분획 및 aglycone 분획이 각각 23.21 및 28.50 ${\mu}g/mL$이었다. Luminol-의존성 화학발광법을 이용한 $Fe^{3+}-EDTA/H_2O_2$ 계에서 생성된 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)에 대한 나문재 추출물의 총항산화능은 50 % ethanol 추출물($OSC_{50}$, $0.99{\mu}g/mL$) < ethylacetate 분획(0.05) < aglycone 분획(0.03)순으로, aglycone 분획에서 가장 큰 활성을 나타내었다. 퉁퉁마디의 경우, ethylacetate 분획 및 당을 제거시킨 aglycone 분획의 ROS 소거활성은 각각 0.10 및 0.20 ${\mu}g/mL$이었다. 나문재 및 퉁퉁마디 추출물에 대하여 rose-bengal로 증감된 사람 적혈구의 광용혈에 대한 억제 효과를 측정하였다. 100 % ethanol 나문재 추출물의 경우 농도 의존적($1{\sim}100{\mu}g/mL$)으로 광용혈을 억제하였다. 특히 ethylacetate 분획에서 당을 제거시킨 aglycone 분획은 50${\mu}g/mL$ 농도에서 $\tau_{50}$이 310 min으로 매우 큰 세포보호 효과를 나타내었다. 퉁퉁마디의 경우는 ethylacetate 분획에서 비교적 큰 세포보호 활성을 나타내었다. 이상의 결과들은 나문재 추출물이 $^1O_2$ 혹은 다른 ROS를 소광시키거나 소거함으로써 그리고 ROS에 대항하여 세포막을 보호함으로써 생체계, 특히 태양 자외선에 노출된 피부에서 항산화제로서 작용할 수 있음을 가리킨다.

목어석(중국화석)은 다양한 종류의 미네랄을 함유하고 있으며, 적외선을 방출하는 광물이다. 이러한 목어석을 화장료에 도입하기 위해서 복합화기술을 도입하였다. 이러한 기제로서 구형의 실리콘 분체를 응용하였다. 복합화된 목어석은 피부 사용감과 같은 물리적 성질이 개선되었으며, 외관상 색깔도 개선되었다. 또한 효능도 유지함을 알 수 있었다. 임상 시험 결과, 10 wt% 목어석 복합체를 함유한 화장료는 대조군 대비 유의적으로 얼굴 피부의 온도를 상승시킴을 확인하였으며, 이 결과는 목어석 복합체가 피부의 혈행 순환을 향상시킬 수 있음을 알 수 있었다.

본 연구에서는 O/W 제형 마스카라에서의 레올로지 특성과 함께, 마스카라 내의 수상 폴리머에 따른 발림성과 볼륨과의 상관관계를 살펴보고자 하였다. 마스카라의 레올로지 특성은 최종 마스카라 내용물과 점증 수용액으로 측정하였으며, 수상 점증 폴리머는 hydroxyethylcellulose(HC), carboxymethylcellulose(CMC), hectorite, sodium magnesium silicate(SMS), hydroxyethyl acrylate/sodium acryloyldimethyl taurate copolymer(HS), polyacrylate 13/polyisobutene/polysorbate 20(PPP)를 사용하였다. 실험결과 2.0 wt%의 수용액 점도에서 아크릴계 점증 폴리머인 HS와 PPP가 가장 높은 부착력을 가졌으며, 이는 마스카라의 품질 특성 중 볼륨과 밀접한 관계를 가졌다. 또한 HC와 SMS, HS를 0.2 wt% 함유한 마스카라를 oscillation stress가 $1.0{\sim}1,000s^{-1}$의 범위에서 저장계수를 측정한 결과 높은 진동힘 구간인 $100{\sim}1,000s^{-1}$ 구간에서 SMS의 저장계수가 가장 낮게 측정되었고, 이는 마스카라 특성 중 발림성 항목과 밀접한 관계를 가진다. 이는 O/W제형의 마스카라에서 수상 점증제의 구조적인 특성이 마스카라 물성에 크게 영향을 주어 최종적으로 볼륨과 발림성 등의 사용감에도 큰 영향을 주고 있음으로 해석할 수 있다.

선구 연구로부터 저자들은 제주 자생 식물 추출물의 항산화 및 세포보호 효과에 대한 결과의 일부를 이미 보고하였으며, 본 연구에서는 제주도에서 자생하는 나머지 37종의 식물 추출물에 대한 항산화, 미백 그리고 주름생성억제 효과를 측정하였다. 항산화 효과는 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical(DPPH)을 이용한 free radical 소거 활성 측정, $Fe^{3+}-EDTA/H_2O_2$ 계에서 생성된 활성산소종으로 인한 luminol의 화학발광을 이용한 소거 활성, 사람 적혈구를 대상으로 하여 rose-bengal로 증감된 활성산소에 대한 세포보호 효과를 측정하였다. 미백 및 주름억제 효과측정으로는 각각 tyrosinase, elastase의 활성 저해 효과를 측정하였다. 실험결과, free radical의 소거 활성($FSC_{50}$)은 소귀나무 수피(Myrica rubra, 5 ${\mu}g/mL$), 광대싸리 수피(Securinega suffruticosa, 8 ${\mu}g/mL$)에서 높게 나타났고, 활성산소 소거 활성($OSC_{50}$)은 상수리나무 잎(Quercus acutissima)과 광대싸리 수피(Securinega suffruticosa)에서 0.009 ${\mu}g/mL$로 높게 나타났으며, 세포보호 효과(${\tau}_{50}$)는 50 ${\mu}g/mL$에서 광대싸리 수피(Securinega suffruticosa, 895 min), 버드나무 줄기(Salix koreensis, 640 min)에서 크게 나타났다. 200 ${\mu}g/mL$에서 tyrosinase의 활성 저해 효과($IC_{50}$)는 소귀나무 수피(Myrica rubra, 77.8%), elastase의 활성 저해 효과($IC_{50}$)는 버드나무 줄기(Salix koreensis, 76.2%)에서 큰 효과가 나타났다. 결론적으로 광대싸리 수피, 소귀나무 수피, 상수리나무 잎, 버드나무 줄기, 동백나무 잎/줄기 추출물은 기능성 화장품 제조를 위한 원료로 사용하기에 충분한 가능성이 있음을 확인할 수 있었으며, 향후에 제품화를 위하여 좀 더 다양한 연구들이 필요하다고 사료된다.

본 연구에서는 제주도에서 자생하는 30여 종의 식물추출물에 대한 항비만 효능을 조사하였다. 항비만 효능은 in vitro oil red-O staining 방법을 이용하여 지방전구세포 3T3-L1에서 분화억제력을 측정하였다. 그 결과, 30여 종의 식물 중에서 약도라지, 호장근, 유근피 등을 포함한 6종의 식물이 지방전구세포 3T3-L1의 분화를 억제하였다. 지방전구세포의 분화를 억제하는 물질 중 유근피, 약쑥, 호장근, 후박 4종은 우수한 항산화 효능도 동시에 가지고 있음을 확인하였다. 이러한 결과를 통해, 본 실험에서 확보된 추출물이 항비만 물질로 사용될 수 있는 가능성을 확인하였다.

본 연구에서는 고려엉겅퀴 추출물의 항산화 효과, 사람섬유아세포에 자외선에 의해 유도된 MMP-1 발현에 대한 영향 및 피부탄력 개선효과에 대하여 연구하였다. 고려엉겅퀴 추출물의 DPPH radical과 superoxide anion radical 소거효과는 처리 농도가 증가함에 따라 농도 의존적으로 소거효과를 나타냈으며, 각각 1 mg/mL에서 87.47 %와 61.71 %로 DPPH radical과 superoxide anion radical을 소거하여 우수한 항산화 효과를 나타내었다. 고려엉겅퀴 추출물의 지질과산화 억제효과는 100 ${\mu}g/mL$ 농도에서 95.54%의 지질과산화 저해효과를 나타내었다. 또한, 자외선 조사에 의해 사람 섬유아세포에서 증가되는 MMP-1의 단백질 발현은 고려엉겅퀴 추출물을 100 ${\mu}g/mL$ 농도로 처리하였을 때 54.69% 감소하였다. 피부의 탄력 개선 효과를 알아보기 위해 고려엉겅퀴 추출물을 500 ${\mu}g/mL$ 함유한 O/W 에멀젼을 이용한 임상실험에서 피부의 탄력 개선 효과를 확인하였다. 본 연구를 통하여 고려엉겅퀴 추출물은 항산화 효과와 자외선으로부터 생성되는 MMP-1의 발현을 저해하고 피부의 탄력을 개선함으로써 항노화 소재로서의 응용가능성을 확인하였다.

이온교환수지를 이용하여 말단기에 이중결합 생성이나 고리열림반응 없이 저분자 히알루론산(oligo HA)을 제조하였다. 제조된 oligo HA의 화장품소재로서의 활용 가능성 및 그 효능을 평가하기 위하여 fibroblast, keratinocyte 및 SIRC cell을 이용하여 독성을 평가하였고, Caco-2 cell과 인공피부를 이용하여 피부 투과도를 평가하였다. Oligo HA는 fibroblast와 keratinocyte cell에서 각각 300 ${\mu}g/mL$ 및 1,000 ${\mu}g/mL$까지의 농도에서 독성이 없었으며 in vitro ocular test에서도 2,000 ${\mu}g/mL$의 높은 농도에서까지 자극에 의한 세포독성이 관찰되지 않았다. Caco-2 cell을 이용한 세포 투과실험에서는 HA는 거의 투과되지 않는 것에 비해 oligo HA은 16.0 %까지 투과되었고, 인공피부를 이용한 세포투과 실험에서도 약 90 %의 상당히 높은 투과도를 보였다. 사람 피부에서 보습효과를 확인하기 위하여 oligo HA를 함유한 제형을 피부에 도포한 후 피부 수분량과 경피수분 손실량을 측정한 결과 HA와 비슷하게 우수한 보습 효과를 확인할 수 있었다. 인체 피부 누적 첩포 실험 결과, 특별한 피부 자극이 확인되지 않았다. Oligo HA는 HA의 우수한 보습력을 유지하면서 높은 피부 투과도를 갖는 보습소재로써 화장품에 유용하게 활용될 수 있음을 확인하였다.

유용성감초추출물(oil soluble licorice extract)은 미백에 효능이 있는 원료로서, 미백 효과가 최적으로 유지되는 유통기한을 알아야 할 필요가 있다. 실온 상태에서의 화장품 유통기한을 측정하는 것이 제품의 개발 기간에 비해 상대적으로 길기 때문에 가혹 조건하에서의 성분 변화 실험을 통해 실제 유통기한을 예측하고자 하였다. 이를 위해 유용성감초추출물의 수명과 가속온도 스트레스와의 관계를 아레니우스식에 의해 분석하였다. 가속 온도 스트레스 설정 시 화장품 제형이 변하지 않는 온도 범위내인 50, 55 및 $60^{\circ}C$로 설정하였고, 이 구간 내에서 일정 스트레스 부과 방식을 설정하여 실험을 수행하였다. 본 연구에서 화장품 중 유용성감초추출물의 수명은 초기함량의 10%가 감소되는 시간으로 정의하였으며, 각 온도에서의 유용성감초추출물의 수명은 $50^{\circ}C$에서 580 h, $55^{\circ}C$에서 319 h, $60^{\circ}C$에서 166 h로 측정되었다. 실험 결과값을 아레니우스 모델에 적용하여 유용성감초 추출물의 수명과 온도 사이의 수명 관계식[log(수명)=-35.0243+1.15322$\times$(11604.83/온도)]을 도출하였고, 이 식에 의해 $25^{\circ}C$에서 유용성감초추출물의 수명은 26 개월로 예측할 수 있었다. 예측 결과는 유용성감초추출물을 실온에서 측정한 결과로 검증하였으며 95% 신뢰수준에서 수명 예측값과 실제값은 유의하지 않았다. 이 연구 방법은 주름 및 미백개선용 기능성 화장품들의 유통기한을 빠르고 정확하게 예측하는데 기여할 것으로 기대된다.

천연물로부터 새로운 미백 화장품 소재를 개발하기 위해 참나물(P. brachycarpa)을 선택하여 B16 멜라노마 세포에서 tyrosinase 활성 저해 효과, melanin 생성 저해 효과를 측정하였다. 먼저 참나물추출물의 4가지 극성별 용매 분획화 실험을 실시하였으며, 항산화효과와 티로시나아제 저해효과를 측정하였다. 참나물의 미백 활성 메카니즘을 알아보기 위해 Western blotting과 RT-PCR을 이용하여 tyrosinase, TRP-1, TRP-2의 단백질 발현과 mRNA 변화를 연구하였다. 또한, HaCaT 각질형성세포에서 UVB 조사 후 엔도세린-1(ET-1)의 발현은 사람 ET-1 항체를 이용하여 quantitative enzyme immunoassay(EIA)로 측정하였다. 그 결과 참나물추출물과 4가지 분획(hexane, EtOAc, butanol and aqueous)은 100 ${\mu}g/mL$ 농도에서 각각 87.2, 2.5, 97.2, 80.5, 49.8%의 프리라디칼 소거효과를 나타내었으며, tyrosinase 저해효과는 100 ${\mu}g/mL$ 농도에서 각각 18.3, 15.1, 55.4, 13.1, 0%로 나타났다. 각 극성별 분획 중 EtOAc 분획 100 ${\mu}g/mL$ 농도에서 58% 이상의 가장 우수한 멜라닌 생성 저해 효과가 나타났다. 참나물 EtOAc 분획은 B16 멜라노마 세포에서 티로시나아제 활성 및 발현을 모두 저해하였으며, RT-PCR 결과에서도 tyrosinase, TRP-1의 mRNA 발현 저해효과가 우수하게 나타났다. 또한 HaCaT 각질형성세포에서 UVB 조사 후 생성된 엔도세린-1의 생성 실험에서도 참나물 EtOAc 분획 $12.5{\sim}50{\mu}g/mL$ 농도에서 엔도세린-1의 생성이 컨트롤에 비해 40% 정도로 우수하게 저해되었다. 결론적으로 참나물추출물은 멜라닌 합성과정에서 우수한 tyrosinase 저해효과와 엔도세린-1 발현저해효과를 가지는 새로운 천연 미백 소재로 적용될 수 있을 것이라 기대된다.