KR101515189B1 - 인체 피부의 일차자극 평가 기준에 따른 화장품 안전성 평가 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 인체 피부의 일차자극 평가 기준에 따른 화장품의 안전성 검사 방법으로서, 상기 화장품의 안전성 검사 방법은: 시험용 화장품을 전체 피험자 개개인의 신체의 피부에 적용 후, 첩포하는 단계(S100); 첩포 제거 후, 첩포된 인체 피부의 반응에 따라 나타난 결과를, 피부 반응에 따라 여러 반응 등급으로 비교 판정하는 단계(S200); 상기 비교 판정된 결과를 기초로, 반응도(R)를 산출하는 단계(S300); 산출된 반응도(R)를 사용해 z-스코어(z)를 산출하는 단계(S400); 산출된 z-스코어의 값을 기초로 피부 반응의 자극의 정도를 분류하는 단계(S500); 상기 산출된 z-스코어(z)의 값 중에서, 0≤z≤3에 해당되는 값을 유효값으로 채택하고, 이 유효 z-스코어의 값에 대응되는 반응도(R)를, 피부 반응의 자극의 정도에 따라 분류하는 단계(S600); 화장품 제형에 따라, 산출된 반응도를 새롭게 분류하여, z-스코어를 재산출하는 단계(S700); 상기 화장품 제형별로 재산출된 z-스코어의 값이 1 보다 같거나 작은 경우를 화장품의 안전 영역으로 설정하는 단계(S800); 화장품 제형별로 설정된 안전 영역에 대응하는 값을 가진 반응도로써, 반응도의 범위를 설정하는 단계(S900); 및 시험용 화장품의 반응도가 상기 화장품의 제형별로 설정된 상기 반응도의 범위에 속할 경우, 상기 시험용 화장품은 반응도 만으로도 안전하다고 평가되는 단계(S1000);를 포함한다. 이러한 본 발명에 따라, 인체 피부 일차자극 측면에서 화장품의 안전성 분류기준과 안전성 판단 기준이 제시되어, 화장품의 안전성 검사 방법이 용이하고 간편하며 신뢰성을 가지게 된다.
Description
본 발명은 인체 피부의 일차자극 평가 기준에 따른 화장품 안전성 평가 방법에 관한 것이다.
화장품은 인체의 모든 외피 부분 (피부, 머리카락, 손톱, 입술 및 외부 생식기관)이나 또는 치아 및 구강점막에 주로 청결과 방향, 용모 변화, 체취 정돈, 보호 및 건강한 상태로 유지하기 위한 목적으로 적용되는 물질이나 제제로서, 사람들이 장기간 연용하는 제품이기 때문에, 상기 화장품이 적용되는 인체 피부에서의 안전성의 확보가 무엇보다 중요하다.
실제로 화장품 사용이 지속적으로 증가함에 따라, 화장품의 피부 부작용을 호소하는 사례도 증가하고 있으며, 그 부작용도 가벼운 피부 자극감에서 심한 피부염까지 다양하게 보고되고 있는 실정이다.
따라서, 화장품의 안전성에 대한 평가가 중요하지 않을 수 없으며, 이러한 화장품의 안전성에 대한 평가는 세포수준, 동물수준, 또는 인체 수준에서 다양한 방법을 통해 보고되고 있지만, 세포 수준의 안전성 평가나 동물 수준에서의 안전성 평가는 인체 피부에서의 안전성을 명확하게 반영하지 못할 뿐 아니라, 그 적합성에서 논란의 여지가 여전히 있기 때문에, 인체 수준에서 화장품에 대한 안전성 평가가 이루어져야 한다.
이에 따라, 현재 시행되고 있는 인체 수준의 화장품 안전성 시험의 항목으로는 단회 투여독성 시험, 1차 피부자극 시험, 안점막자극 또는 기타 점막자극 시험, 피부감작성 시험, 광독성 및 광감작성 시험 등이 있다. 또한, 화장품이 피부나 점막에 국소적으로 첩포될 때 유발되는 자극을 검사하는 방법에는 피부자극 시험, 안점막자극 시험, 구강점막자극 시험 및 광독성 시험 등이 있고, 면역계에 작용하여 나타나는 이상 면역 반응을 검색하는 피부감작성 시험과 피부광감작 시험 등이 포함된다.
이러한 시험 중에서, 일본공개특허 제2013-178114호는 각화 세포를 배양해, 각화 세포 안에 발현하는 HSP27의 증가를 검출함으로써, 화장품 원료나 화장품이 피부에 대한 미소 자극의 유무를 판정하여, 인체 피부에 미치는 자극성 검사 방법을 개시하고 있지만, 이러한 방법은 많은 시간과 노동, 및 비용이 발생한다는 단점이 있다.
이러한 점을 감안하여, 인체 수준의 시험에서 화장품의 안전성을 평가하는 여러 방법 중, 인체 피부 첩포 시험이 널리 사용되고 있다.
화장품이 피부에 적용되었을 경우, 상기 화장품에 의한 피부의 급성의 일차자극은 피부의 홍반, 붓기, 열, 화끈거림, 가려움, 따가움 등과 같이 대부분 피부의 경 자극에서 강 자극까지 여러 자극의 정도를 나타내어, 이를 판단하는데 이용하는 인체 피부 첩포에 의한 1차 피부자극 시험은 피부의 1차 자극을 평가할 피부의 면적에 단일의 적절한 농도의 화장품을 적용하고, 개방/폐쇄하는 첩포 방법으로 일정 시간 (예를 들면, 24시간, 48시간, 72시간)의 경과 후, 첩포된 부위를 육안 관찰하여, 적절하게 평가될 수 있는 평가표에 의해 채점하는 법으로 결정되므로, 이러한 인체 피부 첩포 시험은 화장품과 같이 인체 피부에 직접적으로 접촉하는 물질들에 대한 피부의 일차적인 자극을 검사하는데 유용한 시험법이라고 알려져 있다.
하지만, 이러한 피부 자극 검사는 단지 검사자의 시각적 기준과 판단에 의한 것으로서, 검사가 주관적이며 검사의 신뢰도가 낮았고, 피부 반응의 정도가 피부 일차자극 측면에서 안전한지에 대한 기준이 명확하지 않았다. 또한 피험자에 따라 자극의 정도와 반응이 상이하지만, 각각의 여러 종류의 화장품에 대한 반응 정도를 나타내기 위해 산출된 결과와 서로 비교/판단가능하지 않았다,
따라서, 첩포 시험의 결과에 대한 해석이 매우 중요하게 대두하게 되었고, 표준화된 평가기준을 제시하고 또한 축적된 시험 결과의 데이터베이스에 의한 화장품의 안전성 검사의 신뢰성과 편리성 역시 지속적으로 요구되고 있는 실정이다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예는 적어도 하기 기재된 바와 같은 관점을 개시하고 있다.
[1]. 본 발명의 일 구현예에 따른 인체 피부의 일차자극 평가 기준에 따른 화장품의 안전성 검사 방법은 시험용 화장품을 전체 피험자 개개인의 신체의 피부에 적용 후, 첩포하는 단계(S100); 첩포 제거 후, 첩포된 인체 피부의 반응에 따라 나타난 결과를, 피부 반응에 따라 여러 반응 등급으로 비교 판정하는 단계(S200); 상기 비교 판정된 결과를 기초로, 반응도(R)를 산출하는 단계(S300); 산출된 반응도(R)를 사용해 z-스코어(z)를 산출하는 단계(S400); 산출된 z-스코어의 값을 기초로 피부 반응의 자극의 정도를 분류하는 단계(S500); 상기 산출된 z-스코어(z)의 값 중에서, 0≤z≤3에 해당되는 값을 유효값으로 채택하고, 이 유효 z-스코어의 값에 대응되는 반응도(R)를, 피부 반응의 자극의 정도에 따라 분류하는 단계(S600); 화장품 제형에 따라, 산출된 반응도를 새롭게 분류하여, z-스코어를 재산출하는 단계(S700); 상기 화장품 제형별로 재산출된 z-스코어의 값이 1 보다 같거나 작은 경우를 화장품의 안전 영역으로 설정하는 단계(S800); 화장품 제형별로 설정된 안전 영역에 대응하는 값을 가진 반응도로써, 반응도의 범위를 설정하는 단계(S900); 및 시험용 화장품의 반응도가 상기 화장품의 제형별로 설정된 상기 반응도의 범위에 속할 경우, 상기 시험용 화장품은 반응도 만으로도 안전하다고 평가되는 단계(S1000);를 포함한다.
[2]. [1]에 있어서, 상기 여러 반응 등급은 0, 1, 2, 3, 및 4 등급으로 이루어지며, 이들 각각의 반응 등급은 각각 피부에 전혀 영향을 미치지 않는 경우, 약간의 홍반, 반점 또는 분산된 양상인 경우, 통상의 동형 홍반이 나타난 경우, 부종이 있는 심한 홍반이 나타난 경우, 및 부종과 소수포가 있는 심한 홍반이 나타난 경우로 순차적으로 구분된다.
[3]. [1]에 있어서, 상기 반응도(R)를 산출하는 단계는
상기 식에서 G는 등급이고; n은 등급별 피험자의 수이고; M은 최대 등급 4이고; 그리고 N은 총 피험자의 수이다.
[4]. [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 있어서, 상기 z 스코어(z)는 
의 방정식을 사용하여 산출되어, 화장품의 안전성을 판단하는 기준을 설정하는데 사용되며, 상기 방정식에서 χ는 각각의 화장품에 대한 각각의 반응도를 의미하는 원(raw) 점수이고; μ는 대상의 평균 반응도이고; 그리고 σ는 대상 반응도의 표준 편차이다.
[5]. [4]에 있어서, 상기 단계(S900)에서 채택된 0≤z≤3을, 0.0≤z<0.5; 0.5≤z<2.0; 2.0≤z<3.0; 및 3.0≤z의 4단계로 분류하고, 이 분류된 4단계에 각각 대응하는 반응도(R)의 범위가 0.0≤R<0.87인 경우를 저 자극, 0.87≤R<2.42인 경우를 경 자극, 2.42≤R<3.44인 경우를 중 자극, 3.44≤R인 경우를 강 자극으로 분류하여 피부 반응도를 일차자극의 기준으로 분류된다.
[6]. [4]에 있어서, 상기 단계(S600)에서 상기 화장품 제형별로 설정된 안전 영역에 대응하는 반응도(R)의 범위는, 리브 온 제품군의 경우에 0.87 ~ 2.96이고, 티슈 오프 제품군의 경우에 1.33 ~ 1.36이며, 그리고 워쉬 오프 제품군의 경우에 2.82 ~ 3.98이다.
본 발명의 방법에 의해, 인체 피부의 일차자극 측면에서 화장품의 피부 자극 분류 기준과 안전성 판단 기준을 명확하게 제시하여, 화장품의 안전성 검사 방법의 신뢰성을 높일 수 있었다.
도 1은 인체 피부 첩포 시험에 의한 피부 반응의 대표적인 등급을 나타낸 사진이고;
도 2는 인체 피부 첩포 시험의 대상에 대한 반응도 분포를 나타낸 도표이며;
도 3은 첩포 시험에 따른 결과에 따라, 화장품에 대한 피부 일차자극 측면에서의 안전성을 판단하는 단계를 나타낸 흐름도이다.
도 2는 인체 피부 첩포 시험의 대상에 대한 반응도 분포를 나타낸 도표이며;
도 3은 첩포 시험에 따른 결과에 따라, 화장품에 대한 피부 일차자극 측면에서의 안전성을 판단하는 단계를 나타낸 흐름도이다.
본 발명은 CTFA 가이드라인 (Cosmetric, Toiletry, and Fragrance Association Guideline) 및 MFKM (Modified Frosch & Kligman's Method)에 준하여 수행된 인체 피부 첩포 시험을 통해 시장에 판매되기 전 시제품 형태의 화장품 (prototype)이나 최종 완성된 화장품 (finished cosmetic products)의 인체 피부 일차자극 정도를 측정하고 측정된 결과를 체계적으로 비교/계산/판정하여, 화장품에 대한 피부 일차자극 측면에서의 안전성 여부를 판단하는 방법에 관한 것이다.
더욱 상세하게는, 본 발명은 화장품이 피부에 적용되었을 경우, 피부 반응의 정도가 피험자에 따라 자극의 정도와 반응이 상이하고, 안전성에 대한 기준이 명확하지 않았으며, 각각의 여러 종류의 화장품에 대한 반응 정도의 결과와 비교/계산/판정가능하지 않았기에, 첩포 시험의 결과에 대한 해석이 매우 중요하게 대두하게 되어, 피부 반응도를 산출하는 식(하기 수학식 1 참조)을 적용하고 이 식에 의해 구해진 값을 기초로 z-스코어(하기 수학식 2 참조)를 적용하여 최종적으로 화장품의 제형별 표준화된 평가기준을 제시하여 화장품의 안전성 검사의 신뢰성과 편리성을 제공하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 구현예에 따라, 본 출원인은 인체 수준의 화장품 첩포 시험의 결과에 대한 해석의 신뢰성과 화장품의 안전성 검사의 편리성을 제공하기 위하여, 하기 기재된 바와 같이, 2001년 5월부터 2012년 12월까지 12년 동안 인체 피부 첩포 시험을 위해 총 4,606종류의 화장품을 대상으로 시험하고 그 결과를 분석하여, 본 발명 만의 상기 인체 피부 첩포 시험으로부터 검사 기준을 안출하여, 화장품의 피부 반응의 정도가 피부 일차자극 측면에서 안전한가에 대한 기준이 명확하게 제시되었다.
본 발명의 일 구현예의 인체 피부의 일차자극 평가 기준에 따른 화장품의 안전성 검사 방법에는 시험용 화장품을 전체 피험자 개개인의 신체의 피부에 적용 후, 첩포하는 단계(S100); 첩포 제거 후, 첩포된 인체 피부의 반응에 따라 나타난 결과를, 피부 반응에 따라 여러 반응 등급으로 비교 판정하는 단계(S200); 상기 비교 판정된 결과를 기초로, 반응도(R)를 산출하는 단계(S300); 산출된 반응도(R)를 사용해 z-스코어(z)를 산출하는 단계(S400); 산출된 z-스코어의 값을 기초로 피부 반응의 자극의 정도를 분류하는 단계(S500); 상기 산출된 z-스코어(z)의 값 중에서, 0≤z≤3에 해당되는 값을 유효값으로 채택하고, 이 유효 z-스코어의 값에 대응되는 반응도(R)를, 피부 반응의 자극의 정도에 따라 분류하는 단계(S600); 화장품 제형에 따라, 산출된 반응도를 새롭게 분류하여, z-스코어를 재산출하는 단계(S700); 상기 화장품 제형별로 재산출된 z-스코어의 값이 1 보다 같거나 작은 경우를 화장품의 안전 영역으로 설정하는 단계(S800); 화장품 제형별로 설정된 안전 영역에 대응하는 값을 가진 반응도로써, 반응도의 범위를 설정하는 단계(S900); 및 시험용 화장품의 반응도가 상기 화장품의 제형별로 설정된 상기 반응도의 범위에 속할 경우, 상기 시험용 화장품은 반응도 만으로도 안전하다고 평가되는 단계(S1000);를 포함되고, 이들 단계는 순차적으로 시행된다.
본 발명의 더욱 구체적인 구현예는 하기 기재된 바와 같다.
1.
실험군의
선정
인체 피부 첩포 시험을 실시할 당시의 나이가 18 ~ 60세 사이의 여성을 대상으로 하였고, 나이에 대한 조건을 충족한 여성 중에서, 하기 표 1에 기재된 바와 같은 인체 피부 첩포 시험의 피험자 선정기준 (즉, 실험군) 및 제외기준 (즉, 실험배제군)에 부합한 여성 30명 이상을 선정하여, 각각의 화장품 종마다 인체 피부 첩포 시험을 실시하였다.
| 실험군 |
18세~60세의 남녀로 피부 질환이 없는 건강한 자 |
| 시험에 앞서 시험의 목적, 내용 등에 대해 충분히 설명을 듣고 자발적으로 서면동의서에 서명한 지원자 | |
| 시험기간 동안 실험에서 요구하는 사항에 잘 협조하고 이상한 증상이 있으면 즉시 연락을 할 의향이 있는 자 | |
| 시험기간 동안 추적 관찰이 가능한 지원자 | |
| 실험 배제군 |
임신 중이거나 수유 중 또는 6개월 이내에 임신을 계획하고 있는 여성 |
| 시험 부위에 문신, 흉터, 화상 등이 있어서 산정을 방해하는 경우 | |
| 감염성 피부 질환 또는 기타 시험의 목적에 방해되는 피부질환이 있는 경우 | |
| 현재 치료중인 약물이 피부 반응에 영향을 주는 경우 | |
| 화장품, 의약품 또는 일상적인 광 노출에 자극이 심하거나 알러지가 있는 자 | |
| 아토피성 피부를 가진 자 | |
| 피임제, 항히스타민제, 소염제를 복용하고 있는 자 | |
| 모공각화증 또는 피부 묘기증이 있는 경우 | |
| 첩포용 테이프에 자극이나 알러지가 심한 자 | |
| 동시에 다른 시험에 참여하고 있는 경우 | |
| 이전의 동일 시험에 참여하고 4주 이상 경과하지 않은 경우 | |
| 기타 위의 사항들 외에 임상시험 책임자의 판단으로 임상시험이 곤란하다고 판단되는 경우 |
2. 시험용 화장품의 분류와
갯수
본 출원인이 지난 12년간 총 7,440명의 한국 여성 피험자를 대상으로 총 248회의 인체 피부 첩포 시험을 실시하였을 때, 사용된 시험용 화장품은 총 4,606종으로서, 화장품 제형이 아닌 단일 원료나 천연 그대로의 식물 추출물의 결과는 배제하였다.
인체 피부 첩포 시험에 사용된 화장품은 그 기능 및 목적에 따라, 하기 표 2에 기재된 바와 같이, 스킨 케어, 메이크업 케어, 바디 케어 및 헤어 케어 4개로 분류하였고, 이 분류된 4개의 분류를 각각의 주요 제품군에 따라 14개의 하위 카테고리로 최종적으로 세분화하였다.
스킨 케어류는 3,121 종, 메이크업류는 1,157 종, 바디 케어류는 201 종, 헤어 케어류는 127 종이 시험되었다는 것을 하기 표 2에 나타내었다.
| 분류 | 사용 | 주요 제품 | 제품의 수 |
| 스킨 케어 |
클렌징 | 메이크업 리무버 | 141 |
| 얼굴 클리너 (워쉬-오프) | 152 | ||
| 모이스쳐라이징 & 스페셜 케어 |
토너 | 473 | |
| 로션 & 크림 | 2,130 | ||
| 팩 & 마사지 크림 | 225 | ||
| 메이크업 케어 |
기본 메이크업 |
자외선차단 크림 | 313 |
| 파운데이션 | 190 | ||
| 페이스 파우더 | 255 | ||
| 포인트 메이크업 |
아이 섀도우 | 177 | |
| 아이 라이너, 마스카라 | 104 | ||
| 립 제품 | 118 | ||
| 바디 케어 | 클렌징 | 소프 & 배쓰 | 72 |
| 모이스쳐라이징 | 바디 로션 & 크림 | 129 | |
| 헤어 케어 | 클렌징 & 컨디셔닝 | 샴푸, 린스 & 헤어 트리트먼트 | 127 |
| 총합 | 4,606 |
3. 인체 피부
첩포
시험
상기와 같은 각각의 화장품에 대하여 인체 피부 첩포 시험 1회를 하나의 대상으로 규정하고, 각각의 대상 별로 화장품이 적용되었을 때, 각각의 대상별로 30 ~ 33명의 피험자가 24시간 및 48시간 동안 첩포 시험되었고, 첩포 제거 후, 피부의 반응을 하기 표 3에 나타난 바와 같이 평가하여 등급이 매겨졌다.
이에 대한 상세한 사항은 하기와 같다.
첩포 시험에 사용된 화장품은 제조사에서 제공한 상태 그대로 적용하고, 클렌징 폼이나 샴푸 등과 같은 워쉬-오프(wash-off) 제품은 증류수에 0.1 ~ 10%로 희석하여 적용하고, 그리고 파우더나 아이 섀도우는 스쿠알란(Squalane(음성 대조군, negative control)에 1 ~ 50%로 분산시켜 적용하기도 하였다.
이러한 각각의 시료는 20㎕를 IQ chamber™ 내에 적하시킨 후, 시험부위에 얹어 마이크로포 테이프 (micropore tape)로 고정시켰다. 이후, 첩포 제거 후 30분, 24시간 시점에서 첩포 부위를 관찰하여 하기 표 3과 같이 자극 유무를 산정하였고 그 예시는 도 1과 같다.
| 기호 | 등급 | 반응 |
| - | 0 | 없음 |
| + | 1 | 약간의 홍반, 반점 또는 분산된 양상 (diffuse) |
| ++ | 2 | 통상의 동형 홍반 |
| +++ | 3 | 부종이 있는 심한 홍반 |
| ++++ | 4 | 부종 및 소수포가 있는 심한 홍반 |
도 1은 인체 피부 첩포 시험에 의한 피부 반응의 등급의 대표적인 사진으로서, 30 분 또는 24 시간 경과 후, 첩포를 제거한 이후의 피부 반응 등급을 나타내고 있고, 상기 도면에서의 기호 A, B, C 및 D는 각각 상기 표 3에 기재한 바와 같이 1 등급 (+)이고, 2 등급 (++)이고, 3 등급 (+++)이고, 그리고 4 등급 (++++)이며, 반응이 없는 경우는 0 등급으로서 피부에 전혀 영향을 미치지 않는 경우임을 나타낸다.
4. 산출 방법
상기와 같은 각각의 화장품에 대하여 인체 피부 첩포 시험 결과에 기초하여, 하기 기재된 바와 같은 수학식 1을 사용해 피부 반응도(R)를 산출하였다.
피부 반응도(R)를 나타내는 상기 식에서, G는 등급이고; n은 등급별 피험자의 수이고; M은 최대 등급 4이고; 그리고 N은 총 피험자의 수이다.
즉, 총 30명의 피험자에 대하여, 하나의 화장품에 대한 인체 피부 첩포 시험을 실시한 후, 표 3을 기초로 피험자 개개인의 피부 반응 등급을 살펴본 봐, 첩포 제거 후 30분 시점에서 0 등급의 피부 반응자가 26명이고, 1 등급의 피부 반응자가 3명이고, 2 등급의 피부 반응자가 1명이고, 3 등급의 피부 반응자 및 4 등급의 피부 반응자가 0명이고, 첩포 제거 후 24시간 시점에서 0 등급의 피부 반응자 28명이고, 1등급의 피부 반응자가 2명이라면, 피부 반응도(R)는 아래와 같이 2.92로 산출된다.
R = [{(0 등급 x 26 명) + (1 등급 x 3명) + (2 등급 x 1 명) + (3 등급 x 0 명) + (4 등급 x 0 명)} + {(0 등급 x 28 명) + (1 등급 x 2명) + (2 등급 x 0 명) + (3 등급 x 0 명) + (4 등급 x 0 명)} / {4 x 30}] x 100 x 1/2 = 2.92
이와 같이, 각각의 4,606가지의 화장품에 대한 반응도가 각각 계산되었으며, 이 4,606가지의 화장품의 반응도에 있어서, 전체 4,606 대상 중 70% 이상의 대상에서 특별한 피부 반응이 관찰되지 않았고 1,339 (29.07%) 대상에서만 확실한 피부 반응이 나타났고, 가장 높은 최대 반응도는 14.60이고, 최소 반응도는 0.00이고, 상기 반응도의 평균은 0.36이고 표준편차가 1.028로 나타났다 (하기 표 4와 도 2 참조).
| 대상의 갯수 | 반응도 | |||
| 최소 | 최대 | 평균 | 표준편차 | |
| 4,606 | 0.00 | 14.60 | 0.36 | 1.028 |
도 2는 인체 피부 첩포 시험 대상에 대한 반응도의 분포를 나타낸 도면으로서, 가로 축은 대상의 갯수이고, 세로 축은 반응도이다.
또한, 각각의 대상에 따라 계산된 반응도는 평균과 표준편차를 이용하여 z 스코어로 변환하여 표준화한 뒤에, 각각의 대상 별로 상대적인 피부 반응도가 비교되어 그 안정성 여부를 판정받았으며, 첩포 시험의 결과 산출된 반응도는, 검사의 결과를 해석할 때 측정 단위가 다른 것과 환산하여 직접적인 비교를 가능하게 하는, 하기 수학식 2와 같은 z-스코어를 사용해 환산하여 표준화하였다 (하기 표 5 참조).
상기 수학식 2에서 χ는 각각의 화장품에 대한 각각의 반응도를 의미하는 원(raw) 점수이고; μ는 대상의 평균 반응도이고; 그리고 σ는 대상 반응도의 표준 편차이다. 예를 들어, 원 점수가 1.4이고 상기 표 4에 기재된 바와 같이, 평균 값 및 표준편차의 값이 각각 0.36 및 1.028 이라면, z-스코어(z) = (1.40 - 0.36) / 1.028 = 1.01 이다.
이와 같이, 4,606 경우의 모든 반응도를 확인하고, 이를 z-스코어에 적용하였을 경우에, 상기 z-스코어는 피부 반응의 강도를 고려하여 저 자극, 경 자극, 중 자극 및 강 자극의 4 단계로 분류되었고, 상기 수학식 2에 의해 구해진 z-스코어가 0.0≤z<0.5인 경우를 저 자극, 0.5≤z<2.0인 경우를 경 자극, 2.0≤z<3.0인 경우를 중 자극, 및 3.0≤z인 경우를 강 자극으로 분류하고, 이 분류된 z-스코어에 각각 대응하는 피부 반응도(R)를 하기 표 6과 같이 일차자극의 분류기준으로 제시하였다.
본 분류기준은 화장품 영역에서 인체 피부에 대한 일차자극 측면에서의 피부 자극 정도를 판단하는데 유용하다.
| 대상 갯수 |
반응도 | z-스코어 | 반응 분류 |
 |
|||
통상적으로 원 점수를 표준화하여 기준을 설정할 때, z 스코어의 정수값을 기준으로 z 스코어를 분류하게 되지만, 이와 같이 분류하게 되면, 상기 z 스코어가 0인 경우는 전체 4,606 경우의 50%이고; z 스코어가 1인 경우는 15.866%이고; z 스코어가 2인 경우는 2.275%이고; z 스코어가 3인 경우는 0.13499%이게 되기 때문에, 상기 표 5에 나타난 바와 같은 z-스코어 -0.35 ~ 13.85의 범위 중에서 유효하다고 판단되는 z-스코어의 범위를 0.0 ~ 3.0로 채택하고, 이를 다시 하기 표 6에 나타난 바와 같이 0.5를 기준으로 세분화하여 안전성 검사를 위한 판단을 용이하게 하였고, 이러한 z 스코어의 범위에 대응하는 반응도의 범위를 하기 표 6에 나타내었다.
| z-스코어의 범위 | 반응도의 범위 | 결과 |
| 0.0≤z<0.5 | 0.00≤R<0.87 | 저 자극 |
| 0.5≤z<2.0 | 0.87≤R<2.42 | 경 자극 |
| 2.0≤z<3.0 | 2.42≤R<3.44 | 중 자극 |
| 3.0≤z | 3.44≤R | 강 자극 |
하지만, 이는 화장품의 제형적 특성은 고려하지 않고 피부에 대한 자극의 정도만을 판단하는 기준으로서, 화장품 제형에 따라 피부에 안전한가를 판단하는 데는 부족함이 있었다. 때문에, 다른 관점으로서, 화장품의 제형을 고려하여, 안전 영역을 설정하기 위해 각각의 제형에 따른 z-스코어를 산출할 필요가 있게 되었다. 이는 화장품이 하나 이상의 화학 성분이 혼합된 대표적인 혼합물로서, 그 성분들은 모두 피부에 대한 자극원으로 작용할 수 있지만, 피부 자극의 정도는 성분의 함량이나 노출 정도에 따라 다를 수 있기 때문이다. 예를 들어, SLS (Sodium Lauryl Sulfate)와 같은 계면활성제의 비율이 높은 샴푸의 경우, 인체 피부 첩포 시험에 의한 피부 자극은 강 자극으로 분류될 수 있지만, 실제 사용시에 피부에 접촉하는 시간은 불과 1분 ~ 2분 정도이며, 바로 물로 헹구어내기 때문에, 피부에 대한 자극은 더 낮아지고, 피부 일차자극 측면에서도 안전하다고 할 수 있다.
이처럼 인체 피부 첩포 시험을 통해 피부에 대한 화장품의 안전성을 판단할 때, 각각의 화장품의 종류 및 실제 사용방법이나 사용부위에 따라 다른 z-스코어의 판단 기준을 적용할 필요가 있다.
따라서, z-스코어가 1인 경우를 기준으로 하여, 각각의 화장품의 종류에 따른 화장품의 적용 대상에 대한 피부 일차자극 측면에서 안전성을 평가하였다.
화장품의 제형을 기준으로 한 안전성 평가를 위해, 화장품은 사용방법에 따라 대표적으로 리브 온 (leave on), 티슈 오프 (tissue off), 워쉬 오프 (wash off) 제품으로 나누어 인체 피부 첩포 시험 결과를 분석하였고, 하기 표 7에 나타난 바와 같이, 상기 리브 온 제품은 제품 사용 후 제거할 필요가 없는 제품 (예를 들면, 바디 로션 등)을 의미하고, 상기 티슈 오프 제품은 제품 사용 후 티슈 류에 의해 제거되야 하는 제품 (예를 들면, 마사지 크림 등)을 의미하며, 상기 워쉬 오프 제품은 제품 사용 후 씻어내야 되는 제품 (예를 들면, 샴푸 등)을 의미한다.
하기 표 7에서 나타낸 주요 제품군을 기준으로 리브 온 제품에는 토너, 로션 & 크림, 파운데이션, 자외선차단제, 립스틱, 바디 로션 & 크림, 파우더 (페이스 파우더와 아이 섀도우), 아이 라이너 & 마스카라가 포함되었고, 티슈 오프 제품에는 얼굴 클렌징 크림, 팩 & 마사지 크림이 포함되었으며, 워쉬 오프 제품에는 얼굴 클렌징 폼, 소프 & 배쓰 (soap & bath), 샴푸, 린스가 포함되었다.
분석 결과, 리브 온 제품군은 3,889건의 대상, 티슈 오프 제품군은 366건의 대상, 워쉬 오프 제품군은 351건의 대상으로 분류할 수 있었고, 주요 제품군에 따라 각각의 화장품 대상의 반응도를 z 스코어로 변환하여, 그 값이 1 보다 작은 z 스코어의 범위 내에 있는 경우 각각의 화장품에 대한 피부 일차자극 측면에서 안전하다고 판단하고 이때의 반응도를 안전 영역으로 설정하였다.
따라서, 리브 온 제품군의 경우에는 안전성이 있다고 판단되는 안전 영역의 반응도의 범위는 0.87 ~ 2.96으로 나타나고, 티슈 오프 제품군의 경우에는 1.33 ~ 1.36으로 나타나며, 워쉬 오프 제품군의 경우에는 2.82 ~ 3.98으로 나타났다 (표 6 참조).
| 화장품 제형에 따른 제품 카테고리 |
z-스코어 ≤ 1.00 | ||||
| 안전 영역의 반응도 |
갯수 | 평균 | 표준 편차 |
||
| 리브-온 |
토너 | 0.87 | 473 | 0.28 | 0.587 |
| 로션 & 크림 | 1.12 | 2,130 | 0.29 | 0.830 | |
| 파운데이션 | 0.97 | 313 | 0.25 | 0.714 | |
| 자외선차단 크림 | 0.83 | 190 | 0.25 | 0.583 | |
| 립 제품 | 0.98 | 118 | 0.22 | 0.759 | |
| 바디 로션 & 크림 | 0.94 | 129 | 0.22 | 0.718 | |
| 페이스 파우더, 아이 섀도우 | 1.02 | 432 | 0.23 | 0.790 | |
| 아이 라이너, 마스카라 | 2.96 | 104 | 0.78 | 2.184 | |
| 티슈-오프 | 메이크업 리무버 | 1.36 | 141 | 0.39 | 0.966 |
| 팩 & 마사지 크림 | 1.33 | 225 | 0.33 | 0.993 | |
| 워쉬-오프 |
얼굴 클렌저 | 3.20 | 152 | 1.09 | 2.107 |
| 소프 & 배쓰 | 3.98 | 72 | 1.36 | 2.620 | |
| 샴푸, 린스 & 헤어 트리트먼트 | 2.82 | 127 | 1.26 | 1.563 | |
이처럼 상기 표 7에서, 리브 온 제품군은 로션 & 크림을 제외한 모든 제품이 비교적 낮은 정도의 안전 영역의 반응도 값에서 안전성이 있다고 나타났다. 하지만 로션 & 크림은 얼굴에 사용하는 제품임에도 불구하고 다른 카테고리에 비하여 그 안전 영역이 높게 결정된 것은 인체 피부 첩포 시험에 사용된 대상의 건수에서도 알 수 있듯이 가장 다양한 제형으로 가장 다양한 원료를 사용하여 개발되는 제품들을 포함하고 있기 때문으로 생각된다.
아이 라이너와 마스카라는 폐쇄 첩포에서 반응도가 2.96으로 중 자극 수준으로 나타났지만, 도포 후 건조가 되어야 제품의 정확한 기능을 나타낼 수 있는 제품의 특성상 기능 향상을 위해 사용되는 필름 포머 (film former), 휘발성 성분이 사용되는 경우가 많다는 것을 고려하면, 실제 사용 조건에서는 자극 정도와 차이가 있을 가능성이 높다.
따라서, 이러한 유형의 제품에서는 개방 또는 절반-개방 첩포 시험이 수행되기도 하며, 동일한 시험 조건에서 기존에 안전함이 확인된 제품과 비교 평가하여 판단하는 것도 대안이 될 수 있으며, 50%로 스쿠알란 (음성대조군)에 분산시키거나 있는 그대로 첩포한 파우더의 경우, 리브 온 제품군과 유사한 정도의 반응도를 보였다.
계면활성제의 종류가 다르거나 비율이 높아 피부에 대한 자극이 예상되는 워쉬 오프/티슈 오프 제품군에서 전반적으로 안전성의 값이 예상대로 높게 나타났지만, 이들 제품은 워쉬 오프/티슈 오프인 제품의 특성상 제품의 실제 사용조건에서는 피부에 대한 자극 가능성이 높지 않다고 판단된다. 워쉬 오프/티슈 오프 제품군에서는 인체 피부 첩포 시험에서의 희석농도가 반응에 영향을 많이 미치기 때문에, 적절한 희석농도의 선정과 대조군과의 비교평가가 제품 안전성을 정확히 평가하는데 매우 중요하다.
따라서, 티슈 오프 제품이 안전 영역의 반응도의 값은 리브 온 제품의 안전성의 값, 즉 1 보다 더 큰 1.33 ~ 1.36임을 알 수 있고, 그리고 워쉬 오프 제품의 경우에는 2.82 ~ 3.98임을 알 수 있을 것이다.
본 발명은 지난 12년간 한국에서 유통된 화장품 4천 여종 이상, 또한 7천 여명 이상의 일반 여성 피험자를 대상으로 인체 피부를 첩포 시험한 결과를 분석하여 이를 데이터베이스화하고 이 분석 결과를 기초로 피부 반응도식을 통해 계산하고, 여러 종류의 화장품에 대해 계산된 반응도가 서로 비교 가능하여 표준화되도록 z 스코어를 적용하였기 때문에, 인체 피부 일차자극 측면에서 신뢰성이 높은 화장품의 안전성 분류 기준과 안전성 판단 기준을 제시하였고, 본 발명에 의해 화장품의 안전성 검사 방법이 용이하고 간편하게 되었다.
Claims (6)
- 인체 피부의 일차자극 평가 기준에 따른 화장품의 안전성 검사 방법으로서,
시험용 화장품을 전체 피험자 개개인의 신체의 피부에 적용 후, 첩포하는 단계(S100);
첩포 제거 후, 첩포된 인체 피부의 반응에 따라 나타난 결과를, 피부 반응에 따라 여러 반응 등급으로 비교 판정하는 단계(S200);
상기 비교 판정된 결과를 기초로, 반응도(R)를 산출하는 단계(S300);
산출된 반응도(R)를 사용해 z-스코어(z)를 산출하는 단계(S400);
산출된 z-스코어의 값을 기초로 피부 반응의 자극의 정도를 분류하는 단계(S500);
상기 산출된 z-스코어(z)의 값 중에서, 0≤z≤3에 해당되는 값을 유효값으로 채택하고, 이 유효 z-스코어의 값에 대응되는 반응도(R)를, 피부 반응의 자극의 정도에 따라 분류하는 단계(S600);
화장품 제형에 따라, 산출된 반응도를 새롭게 분류하여, z-스코어를 재산출하는 단계(S700);
상기 화장품 제형별로 재산출된 z-스코어의 값이 1 보다 같거나 작은 경우를 화장품의 안전 영역으로 설정하는 단계(S800);
화장품 제형별로 설정된 안전 영역에 대응하는 값을 가진 반응도로써, 반응도의 범위를 설정하는 단계(S900); 및
시험용 화장품의 반응도가 상기 화장품의 제형별로 설정된 상기 반응도의 범위에 속할 경우, 상기 시험용 화장품은 반응도 만으로도 안전하다고 평가되는 단계(S1000);를 포함하는, 인체 피부의 일차자극 평가 기준에 따른 화장품의 안전성 검사 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 여러 반응 등급은 0, 1, 2, 3, 및 4 등급으로 이루어지며, 이들 각각의 반응 등급은 각각 피부에 전혀 영향을 미치지 않는 경우, 약간의 홍반, 반점 또는 분산된 양상인 경우, 통상의 동형 홍반이 나타난 경우, 부종이 있는 심한 홍반이 나타난 경우, 및 부종과 소수포가 있는 심한 홍반이 나타난 경우로 순차적으로 구분되는, 인체 피부의 일차자극 평가 기준에 따른 화장품의 안전성 검사 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 반응도(R)를 산출하는 단계는
의 방정식을 사용하여 산출되고,
상기 식에서 G는 등급이고; n은 등급별 피험자의 수이고; M은 최대 등급 4이고; 그리고 N은 총 피험자의 수인, 인체 피부의 일차자극 평가 기준에 따른 화장품의 안전성 검사 방법. - 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 z 스코어(z)는의 방정식을 사용하여 산출되어, 화장품의 안전성을 판단하는 기준을 설정하는데 사용되며, 상기 방정식에서 χ는 각각의 화장품에 대한 각각의 반응도를 의미하는 원(raw) 점수이고; μ는 대상의 평균 반응도이고; 그리고 σ는 대상 반응도의 표준 편차인, 인체 피부의 일차자극 평가 기준에 따른 화장품의 안전성 검사 방법.
- 청구항 4에 있어서,
상기 단계(S900)에서 채택된 0≤z≤3을, 0.0≤z<0.5; 0.5≤z<2.0; 2.0≤z<3.0; 및 3.0≤z의 4단계로 분류하고, 이 분류된 4단계에 각각 대응하는 반응도(R)의 범위가 0.0≤R<0.87인 경우를 저 자극, 0.87≤R<2.42인 경우를 경 자극, 2.42≤R<3.44인 경우를 중 자극, 3.44≤R인 경우를 강 자극으로 분류하여 피부 반응도를 일차자극의 기준으로 분류되는, 인체 피부의 일차자극 평가 기준에 따른 화장품의 안전성 검사 방법. - 청구항 4에 있어서,
상기 단계(S600)에서 상기 화장품 제형별로 설정된 안전 영역에 대응하는 반응도(R)의 범위는, 리브 온 제품군의 경우에 0.87 ~ 2.96이고, 티슈 오프 제품군의 경우에 1.33 ~ 1.36이며, 그리고 워쉬 오프 제품군의 경우에 2.82 ~ 3.98인, 인체 피부의 일차자극 평가 기준에 따른 화장품의 안전성 검사 방법.
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|---|---|---|---|---|
| KR20190078299A (ko) | 2017-12-26 | 2019-07-04 | (주)아모레퍼시픽 | 피부 진단 장치, 시스템 및 그 방법 |
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| 논문2(2013) * |
| 논문3(1999.09) * |
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|---|---|---|---|---|
| KR20190078299A (ko) | 2017-12-26 | 2019-07-04 | (주)아모레퍼시픽 | 피부 진단 장치, 시스템 및 그 방법 |
| KR102123598B1 (ko) * | 2017-12-26 | 2020-06-16 | (주)아모레퍼시픽 | 피부 진단 장치, 시스템 및 그 방법 |
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