KR20080050404A - 피부의 상태의 판정 방법 및 피부의 두께의 예측 방법 - Google Patents

피부의 상태의 판정 방법 및 피부의 두께의 예측 방법 Download PDF

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유타 미야마에
유미까 야마가와
준꼬 쯔찌야
마리 가와바따
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포라 가세이 고교 가부시키가이샤
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Abstract

피부의 자외선에 의한 손상의 정도 및 피부의 생리적 노화의 정도 중 적어도 한쪽의 판정 및 피부의 표피의 두께 및 진피의 두께 중 적어도 한쪽의 예측에, 피부의 근적외 흡수 스펙트럼을 이용하고, 얻어진 결과를 피부 상태의 모니터링 및 화장료의 평가 등에 이용한다.
Figure P1020087005181
피부 손상, 주름 개선, 화장료, 진피, 근적외선, 자외선, 피부 상태 모니터링

Description

피부의 상태의 판정 방법 및 피부의 두께의 예측 방법{METHOD OF EVALUATING SKIN CONDITIONS ADN METHOD OF ESTIMATING SKIN THICKNESS}
본 발명은 피부의 자외선에 의한 손상의 정도 및 피부의 생리적 노화의 정도 중 적어도 한쪽을 판정하는 방법 및 피부의 표피의 두께 및 진피의 두께 중 적어도 한쪽을 예측하는 방법, 및 이들 방법으로부터 얻어지는 결과를 이용한 피부 상태의 모니터링 방법 및 화장료의 평가 방법 등에 관한 것이다.
아름다운 피부를 갖고 싶어하는 것은, 여성뿐만 아니라 만인이 생각하는 점이다. 이 때문에 현재, 대부분의 여성이 화장료 등을 사용하여 피부의 상태를 바람직하게 유지하려고 하고 있다. 이 피부의 상태는 개인에 따라 크게 다른 것이다. 피부의 노화는 가령(aging)과 함께 모든 인간에게 찾아오는 생리적 노화(본래의 생리적 가령)와, 자외선의 영향에 의한 병적인 노화(자외선에 의한 손상, 또는 광노화)로 크게 나누어진다(예를 들면, 비특허 문헌 1 참조).
이와 같은 피부의 노화에 의해 탄력이 소실되고 주름 등이 증가하는 등의 경시적 변화가 일어나고, 용모나 인상에 큰 영향을 미치고 있다. 이와 같은 경시적 변화는 피부 중에서도 특히 피부를 구성하는 표피 및 진피의 생리적 변화를 반영한 것으로, 예를 들면, 얕은 주름에서는 표피나 유두층의 영향이 크지만, 깊은 주름이 나 처짐에서는 진피의 영향이 크다(예를 들면, 비특허 문헌 2 참조). 따라서, 피부를 아름답게 유지하기 위해서는, 이와 같은 표피 및 진피의 각각의 두께 등의 상태를 객관적 또한 정량적으로 판단하는 것이 매우 중요하고, 그에 의해, 피부의 상태에 대응한 적절한 화장료나 의약품의 선택과 사용, 혹은 의사에 의한 처치 등이 가능해진다.
이와 같은 피부의 생리적 혹은 가령의 변화의 계측법으로서는, 주름이나 처짐의 외적 용모의 계측으로부터 실제 연령을 추정하는 방법(예를 들면, 특허 문헌 1 및 2 참조), 피부 표면 형태의 계측 결과로부터 피부 연령을 추정하는 방법(예를 들면, 특허 문헌 3 참조), 피부에 진동체를 접촉시켰을 때 얻어지는 진동 변화로부터 피부 연령을 산출하는 방법(예를 들면, 특허 문헌 4 참조), 초음파 피부 화상의 진피 휘도로부터 연령을 추정하는 방법(예를 들면, 특허 문헌 5 참조), 초음파 화상으로부터의 피부의 두께에 따른 피부의 빳빳해짐(stiffening) 효과의 평가법(예를 들면, 특허 문헌 6 참조) 등이 개시되어 있다. 또한, 표피의 각층 세포의 평균 면적을 지표로 연령을 추정하는 방법(예를 들면, 특허 문헌 7 참조), 섬유아세포가 발생시키는 힘의 변화를 측정함으로써 피부 노화도를 평가하는 방법(예를 들면, 특허 문헌 8 참조), DNA를 이용한 피부의 노화도를 평가하는 방법(예를 들면, 특허 문헌 9 참조) 등이 개시되어 있다. 그러나, 피부의 자외선에 의한 손상과 생리적 노화를 판정하는 방법이나 표피와 진피의 각각의 두께 등을 객관적 또한 정량적으로 예측하는 방법은 전혀 알려져 있지 않다.
근년, 사람의 조직, 피부 및 모발을 대상으로, 근적외 흡수 스펙트럼을 측정 하고, 그 분광 분석과 수분이나 생체 조직 상태 등의 특성치를 중회귀 분석이나 주성분 분석 등의 통계적 처리(다변량 해석 등)를 행하고, 그 상관 관계로부터, 피부 수분량, 유방염, 모발 상태 등을 비침습적으로 밝히는 방법이 알려지게 되었다(예를 들면, 특허 문헌 10 내지 13 참조). 또한, 피부의 진피 콜라겐의 존재량의 정량(예를 들면, 특허 문헌 14 참조)도 개시되어 있다. 그러나, 피부의 자외선에 의한 손상과 생리적 노화를 판정하는 방법이나 표피와 진피의 각각의 두께 등을 객관적 또한 정량적으로 예측하는 방법은 전혀 알려져 있지 않았다.
이와 같은 상황하에, 본 발명자들은 피부의 두께, 피부 표면 형태, 피부 점탄 특성 또는 피부 내부 조직 구조 등의 피부 상태의 감별에 있어서, 근적외 흡수 스펙트럼의 다변량 해석을 이용함으로써, 비침습적으로 피부의 두께 등의 감별을 행할 수 있음을 발견하고 특허 출원을 행하였다(특허 문헌 15). 피부의 상태에 대응한 적절한 화장료나 의약품을 선택하여 사용하기 위해서는, 이 기술을 더욱 발전시키고, 피부를 구성하는 표피와 진피의 각각의 두께를 비침습적 또한 객관적으로 계측하는 수단의 개발이 간절히 요망되고 있었다.
특허 문헌 1:일본 특개 2002-330943호 공보
특허 문헌 2:일본 특개 2002-360544호 공보
특허 문헌 3:일본 특개 2005-095326호 공보
특허 문헌 4:일본 특개 2001-212087호 공보
특허 문헌 5:일본 특개 2000-083954호 공보
특허 문헌 6:일본 특개 평11-290315호 공보
특허 문헌 7:일본 특개 평11-299792호 공보
특허 문헌 8:일본 특개 2004-354159호 공보
특허 문헌 9:일본 특개 2001-161364호 공보
특허 문헌 10:일본 특개 2002-090298호 공보
특허 문헌 11:일본 특개 2003-344279호 공보
특허 문헌 12:WO01/075421호 공보
특허 문헌 13:일본 특개 2003-270138호 공보
특허 문헌 14:일본 특개 2005-083901호 공보
특허 문헌 15:일본 특개 2005-034350호 공보
비특허 문헌 1:일본 화장품 기술자회 편, 「화장품의 유용성」, 약사일보사, 51-52, 2001
비특허 문헌 2:일본 화장품 기술자회 편, 「화장품의 유용성」, 약사일보사, 163, 178, 2001
(발명의 개시)
(발명이 해결하고자 하는 과제)
본 발명은, 이와 같은 상황하에서 이루어진 것으로, 피부의 자외선에 의한 손상의 정도 및 피부의 생리적 노화의 정도 중 적어도 한쪽을 판정하는 방법 및 피부의 표피의 두께 및 진피의 두께 중 적어도 한쪽을 예측하는 방법, 및 이들 방법의 결과를 이용한 피부 상태의 모니터링 방법 및 화장료의 평가 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
(과제를 해결하기 위한 수단)
이와 같은 상황을 감안하여, 본 발명자들이 예의 연구 노력을 거듭하였다. 그 결과, 우선, 피부의 특성치(피부의 자외선에 의한 손상의 정도, 피부의 생리적 노화의 정도, 표피의 두께 및 진피의 두께)가 알려진 2종 이상의 피부의 근적외 흡수 스펙트럼의 다변량 해석의 해석 결과로부터, 상기 피부의 특성치와 피부의 근적외 흡수 스펙트럼의 상관 관계를 얻고, 다음에, 그의 특성치가 미지인 판정 또는 예측 대상인 피부의 근적외 흡수 스펙트럼을 얻고, 상기 상관 관계에 기초하여, 피부의 특성치가 미지인 상기 피부의 근적외 흡수 스펙트럼으로부터 상기 특성치를 판정 또는 예측할 수 있음을 발견하고, 발명을 완성시키기에 이르렀다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 이하에 나타내는 기술에 관한 것이다.
(1) (X1) 피부의 자외선에 의한 손상의 정도 및 피부의 생리적 노화의 정도 중 적어도 한쪽이 알려진 2종 이상의 피부의, 측정 파수 영역 5990 내지 5490㎝-1 및 5000 내지 4480㎝-1에서의 특정 파수 영역 근적외 흡수 스펙트럼의 다변량 해석의 해석 결과로부터, 피부의 자외선에 의한 손상의 정도 및 피부의 생리적 노화의 정도 중 적어도 한쪽과, 특정 파수 영역 피부의 근적외 흡수 스펙트럼의 상관 관계를 얻는 단계와,
(X2) 판정 대상인, 피부의 자외선에 의한 손상의 정도 및 피부의 생리적 노화의 정도 중 적어도 한쪽이 미지인 피부의 특정 파수 영역 근적외 흡수 스펙트럼을 얻는 단계와,
(X3) 상기 단계 (X1)에서 얻어진 상관 관계에 기초하여, 상기 단계 (X2)에서 얻어진 특정 파수 영역 근적외 흡수 스펙트럼으로부터, 피부의 자외선에 의한 손상의 정도 및 피부의 생리적 노화의 정도 중 적어도 한쪽을 판정하는 단계를 포함하는, 피부의 근적외 흡수 스펙트럼으로부터, 그 피부의 자외선에 의한 손상의 정도 및 그 피부의 생리적 노화의 정도 중 적어도 한쪽을 판정하는 방법.
(2) 피부의 자외선에 의한 손상의 정도 및 그 피부의 생리적 노화의 정도 양자 모두를 동시에 판정하는 것을 특징으로 하는, (1)에 기재된 방법.
(3) 상기 다변량 해석이, 주성분 분석(PCA)법, SIMCA법, 또는 KNN법인 것을 특징으로 하는, (1) 또는 (2)에 기재된 방법.
(4) (Y1) 피부의 표피의 두께 및 진피의 두께 중 적어도 한쪽이 알려진 2종 이상의 피부의, 측정 파수 영역 6850 내지 6620㎝-1, 6540 내지 5990㎝-1, 5240 내지 5180㎝-1, 5030 내지 4980㎝-1, 4760 내지 4720㎝-1 및 4650 내지 4610㎝-1, 또는 6940 내지 6850㎝-1, 6710 내지 6540㎝-1, 6250 내지 6170㎝-1, 5130 내지 5080㎝-1, 4950 내지 4850㎝-1, 4760 내지 4690㎝-1 및 4670 내지 4610㎝-1에서의 특정 파수 영역 근적외 흡수 스펙트럼의 다변량 해석의 해석 결과로부터, 피부의 표피의 두께 및 진피의 두께 중 적어도 한쪽과, 피부의 특정 파수 영역 근적외 흡수 스펙트럼의 상관 관계를 얻는 단계와,
(Y2) 예측 대상인, 피부의 표피의 두께 및 진피의 두께 중 적어도 한쪽이 미지인 피부의 특정 파수 영역 근적외 흡수 스펙트럼을 얻는 단계와,
(Y3) 상기 단계 (Y1)에서 얻어진 상관 관계에 기초하여, 상기 단계 (Y2)에서 얻어진 특정 파수 영역 근적외 흡수 스펙트럼으로부터, 피부의 표피의 두께 및 진피의 두께 중 적어도 한쪽을 예측하는 단계를 포함하는, 피부의 근적외 흡수 스펙트럼으로부터, 피부의 표피의 두께 및 진피의 두께 중 적어도 한쪽을 예측하는 방법.
(5) 피부의 표피의 두께와 진피의 두께 양자 모두를 동시에 예측하는 것을 특징으로 하는, (4)에 기재된 방법.
(6) 상기 다변량 해석이, 파셜 리스트 스퀘어(PLS)법, 또는 주성분 회귀 분석(PCR)법인 것을 특징으로 하는, (4) 또는 (5)에 기재된 방법.
(7) (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 방법을 이용하여 화장료를 선택하는 단계를 포함하는, 화장료의 선택 방법.
(8) (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 방법을 이용하여 경시적인 피부의 변화를 시계열적으로 파악해 가는 단계를 포함하는, 피부 상태의 모니터링 방법.
(9) 피부에 대한 처치에 의한 효과를 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, (8)에 기재된 모니터링 방법.
(10) (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 방법을 이용하여 화장료의 투여 전과 투여 후의 피부의 상태 또는 두께를 비교하고, 그 변화를 지표로 하여 화장료를 평가하는 단계를 포함하는 화장료의 평가 방법.
(11) 피부의 두께 중, 진피의 두께가 화장료의 투여에 의해 증가한 경우, 상기 화장료는 주름 개선 작용을 가진다고 평가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, (10)에 기재된 화장료의 평가 방법.
(발명의 효과)
본 발명에 의해, 비침습적으로 피부의 자외선에 의한 손상의 정도 및 피부의 생리적 노화의 정도 중 적어도 한쪽을 판정하는 방법 및 비침습적으로 피부의 표피의 두께 및 진피의 두께 중 적어도 한쪽을 예측하는 방법, 및 이들 방법의 결과를 이용한 피부 상태의 모니터링 방법 및 화장료의 평가 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 헤어리스(hairless) 마우스 및 인간의 근적외 흡수 스펙트럼에서의 로딩(인자 부하량) 특성을 나타내는 도면이다.
도 2는 아미드 결합(CONH) 및 아미드(CONH2)의 특성을 나타내는 근적외 흡수 스펙트럼의 파수 영역을 나타내는 도면이다.
도 3은 헤어리스 마우스에서의, 박리한 피부 절편의 HE 염색 화상, 및 피부 샘플군의 표피 및 진피의 두께의 계측치를 나타내는 도면이다.
도 4는 인간의 팔 상완 및 전완부의 초음파 화상, 및 피부 샘플군의 표피 및 진피의 두께의 계측치를 나타내는 도면이다.
도 5는 실시예 1의 헤어리스 마우스의 피부의 결과로, 자외선에 의한 손상의 정도와 생리적 노화의 정도의 관계를 산포도 및 확률밀도 타원으로 표시한 도면이 다.
도 6은 실시예 2의 헤어리스 마우스의 피부의 결과로, 자외선에 의한 손상의 정도 및 생리적 노화의 정도를 판정한 결과이다.
도 7은 실시예 3의 인간의 피부의 결과로, 자외선에 의한 손상의 정도와 생리적 노화의 정도의 관계를 산포도 및 확률밀도 타원으로 표시한 도면이다.
도 8은 실시예 3의 인간의 피부의 결과로, 자외선에 의한 손상의 정도와 생리적 노화의 정도의 관계를 산포도 및 확률밀도 타원으로 표시한 도면이다.
도 9는 비교예 1의 헤어리스 마우스의 피부의 결과로, 자외선에 의한 손상의 정도와 생리적 노화의 정도의 관계를 산포도로 표시한 도면이다.
도 10은 비교예 2의 헤어리스 마우스의 피부의 결과로, 자외선에 의한 손상의 정도와 생리적 노화의 정도의 관계를 산포도로 표시한 도면이다.
도 11은 비교예 2의 헤어리스 마우스의 피부의 결과로, 자외선에 의한 손상의 정도와 생리적 노화의 정도의 관계를 산포도로 표시한 도면이다.
도 12는 비교예 3의 인간의 피부의 결과로, 자외선에 의한 손상의 정도와 생리적 노화의 정도의 관계를 산포도로 표시한 도면이다.
도 13은 비교예 4의 인간의 피부의 결과로, 자외선에 의한 손상의 정도와 생리적 노화의 정도의 관계를 산포도로 표시한 도면이다.
도 14는 비교예 4의 인간의 피부의 결과로, 자외선에 의한 손상의 정도와 생리적 노화의 정도의 관계를 산포도로 표시한 도면이다.
도 15는 비교예 4의 인간의 피부의 결과로, 자외선에 의한 손상의 정도와 생 리적 노화의 정도의 관계를 산포도로 표시한 도면이다.
도 16은 비교예 4의 인간의 피부의 결과로, 자외선에 의한 손상의 정도와 생리적 노화의 정도의 관계를 산포도로 표시한 도면이다.
도 17은 헤어리스 마우스의 피부 샘플 집단에서의, 피부(표피+진피)의 두께의 예측 모델(검량선)을 나타내는 도면이다.
도 18은 헤어리스 마우스의 피부 샘플 집단에서의, 표피의 두께의 예측 모델(검량선)을 나타내는 도면이다.
도 19는 헤어리스 마우스의 피부 샘플 집단에서의, 진피의 두께의 예측 모델(검량선)을 나타내는 도면이다.
도 20은 인간의 피부 샘플 집단에서의, 피부(표피+진피)의 두께의 예측 모델(검량선)을 나타내는 도면이다.
도 21은 인간의 피부 샘플 집단에서의, 표피의 두께의 예측 모델(검량선)을 나타내는 도면이다.
도 22는 인간의 피부 샘플 집단에서의, 진피의 두께의 예측 모델(검량선)을 나타내는 도면이다.
도 23은 헤어리스 마우스의 피부 샘플 집단에서의, 표피의 두께의 예측 모델(검량선)을 나타내는 도면이다.
도 24는 헤어리스 마우스의 피부 샘플 집단에서의, 진피의 두께의 예측 모델(검량선)을 나타내는 도면이다.
도 25는 헤어리스 마우스의 피부 샘플 집단에서의, 피부(표피+진피)의 두께 의 예측 모델(검량선)을 나타내는 도면이다.
도 26은 인간의 피부 샘플 집단에서의, 표피의 두께의 예측 모델(검량선)을 나타내는 도면이다.
도 27은 인간의 피부 샘플 집단에서의, 진피의 두께의 예측 모델(검량선)을 나타내는 도면이다.
도 28은 인간의 피부 샘플 집단에서의, 피부(표피+진피)의 두께의 예측 모델(검량선)을 나타내는 도면이다.
(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)
본 발명의 방법은, (1) 피부의 특성치가 알려진 2종 이상의 피부의 근적외 흡수 스펙트럼의 다변량 해석의 해석 결과로부터, 상기 피부의 특성치와 피부의 근적외 흡수 스펙트럼의 상관 관계를 얻고, (2) 그의 특성치가 미지인 판정 또는 예측 대상인 피부의 근적외 흡수 스펙트럼을 얻고, (3) 상기 상관 관계에 기초하여, 피부의 특성치가 미지인 상기 피부의 근적외 흡수 스펙트럼으로부터 상기 특성치를 판정 또는 예측하는 것을 특징으로 한다.
상기 피부의 특성치란, 피부의 자외선에 의한 손상의 정도, 피부의 생리적 노화의 정도, 피부의 표피의 두께, 또는 피부의 진피의 두께를 나타낸다.
자외선에 의한 피부의 손상은, 햇볕에 타는 것으로 대표되는 급성의 반응과, 장기간의 자외선 노출에 의한 기미나 주름 등의 피부의 노화(광노화라고도 함)나 피부암의 발생 등이 일어나는 만성의 반응으로 나누어진다. 본원의 「자외선에 의 한 피부의 손상」은, 비교적 장기의 자외선 노출에 의해 영향을 받는 것으로, 자외선에 의한 손상을 받은 피부의 근적외 흡수 스펙트럼은 5000 내지 4480㎝-1의 파장 영역에 그 변화가 나타난다. 이 파장 영역의 변화는, 단백질의 구조 변화에 의한 것이라고 추정된다(도 1 참조). 또한, 본원의 「생리적 노화」는, 자외선 노출을 받지 않는 피부의 위축이나 주름 등의 자연 노화에 의해 영향을 받는 것으로, 생리적 노화를 가지는 피부의 근적외 흡수 스펙트럼은 5990 내지 5490㎝-1의 파수 영역에 그 변화가 나타난다. 이 파수 영역의 변화는, 콜라겐, 엘라스틴, 피부 두께, 세라미드 등의 변화에 의한 것이라고 추정된다(도 1 참조).
「자외선에 의한 손상의 정도」란, 피부에 쬐어진 자외선 조사량 및 부위 차를 의미한다. 상기 부위 차란, 전완 외측부나 안면 등의 노출 부위에서는 자외선에 노출되기 쉽지만, 상지 내측부나 체간부 등의 비노출 부위에서는 자외선에 노출되기 어려운 부위인 것을 의미한다.
또한, 「생리적 노화의 정도」란, 자외선 노출을 받지 않는 자연 노화의 정도로, 주령(마우스 등) 혹은 실연령을 의미한다.
피부는, 신체의 표면을 덮고, 외계와의 경계 기능을 하는 기관으로, 표피, 진피 및 피하 조직의 3개 층에 의해 구성되어 있다. 피부의 주름, 처짐이나 탄력성 등의 미용상 중요한 변화는, 피부를 구성하는 표피 혹은 진피의 생리적 변화를 반영한 것이다. 따라서, 피부를 구성하는 표피와 진피의 각각의 두께를 아는 것이 미용상이나 화장료의 사용에서 매우 유용한 것이다. 또한, 여기서 말하는 「피부 의 두께」란, (표피+진피)의 두께를 의미한다.
본 발명의 방법은, 피부의 자외선에 의한 손상의 정도 및 피부의 생리적 노화의 정도 중 적어도 한쪽을 판정하기 위해, 또는 피부의 표피의 두께 및 진피의 두께 중 적어도 한쪽을 예측하기 위해서 이용할 수 있다. 여기서 말하는 피부는, 인간, 마우스 등의 동물의 피부를 대상으로 한다.
본 발명의 판정 방법은,
(X1) 피부의 자외선에 의한 손상의 정도 및 피부의 생리적 노화의 정도 중 적어도 한쪽이 알려진 2종 이상의 피부의, 측정 파수 영역 5990 내지 5490㎝-1 및 5000 내지 4480㎝-1에서의 특정 파수 영역 근적외 흡수 스펙트럼의 다변량 해석의 해석 결과로부터, 피부의 자외선에 의한 손상의 정도 및 피부의 생리적 노화의 정도 중 적어도 한쪽과, 피부의 특정 파수 영역 근적외 흡수 스펙트럼의 상관 관계를 얻는 단계와,
(X2) 피부의 자외선에 의한 손상의 정도 및 피부의 생리적 노화의 정도 중 적어도 한쪽이 미지인, 판정 대상인 피부의 특정 파수 영역 근적외 흡수 스펙트럼을 얻는 단계와,
(X3) 상기 단계 (X1)에서 얻어진 상관 관계에 기초하여, 상기 단계 (X2)에서 얻어진 특정 파수 영역 근적외 흡수 스펙트럼으로부터, 피부의 자외선에 의한 손상의 정도 및 피부의 생리적 노화의 정도 중 적어도 한쪽을 판정하는 단계를 포함한다.
상기 (X1)의 단계에서의 피부의 근적외 흡수 스펙트럼은 임의의 방법으로 얻을 수 있다. 예를 들면, 여러 타입의 근적외 흡수 스펙트럼 측정 장치를 이용하여 측정함으로써 얻을 수 있다. 더 상세하게는, 근적외 흡수 스펙트럼의 측정은, 회절 격자를 이용한 분산형 측정 장치, 또는 검출기로서 다이오드 어레이를 이용한 측정 장치 등에 의해 측정된다. 또한, 측정된 피부의 근적외 흡수 스펙트럼은 푸리에 변환되어 있어도 된다.
상기 (X1)의 단계에서의 다변량 해석이란, 샘플 간의 관계(본 발명에서는, 피부의 자외선에 의한 손상 정도 및 피부의 생리적 노화의 정도)를, 복수의 관측치(여기서는, 근적외 흡수 스펙트럼 데이터)에 기초하여, 유사도 등을 산출하여 밝히기 위한 패턴 인식을 의미한다. 상기 (1)의 단계에서의 다변량 해석 방법은 샘플에 따라 적절히 선택하는 것이 바람직하다.
상기 단계 (X1)은, 하기 (Xa) 내지 (Xd)의 단계를 포함하는 것이 바람직하다:
(Xa) 피부의 자외선에 의한 손상의 정도 및 피부의 생리적 노화의 정도 중 적어도 한쪽이 알려진 2종 이상의 피부의, 근적외 흡수 스펙트럼(측정 파수 영역은 5990 내지 5490㎝-1 및 5000 내지 4480㎝-1)을 필요에 따라 데이터 가공하는 단계.
(Xb) 상기 근적외 흡수 스펙트럼 또는 상기 데이터 가공된 근적외 흡수 스펙트럼(이하, 이들을 총칭하여 「스펙트럼」이라고도 함)의, 분할된 파수마다의 스펙트럼 값과, 피부의 자외선 조사량, 자외선 조사 부위, 주령(마우스 등), 및 실연령 중 하나 이상로 행렬을 작성하는 단계.
(Xc) 상기 (Xb)에서 작성된 행렬을 다변량 해석함으로써, 최적의 2개의 주성분을 도출하는 단계.
(Xd) 상기 (Xc)에서 도출된 2개의 주성분의 한쪽을 제1축, 다른 쪽을 제2축으로 하여 각 샘플의 상관 관계를 얻음으로써, 피부의 자외선에 의한 손상의 정도 및 생리적 노화의 정도 중 적어도 한쪽과 피부의 근적외 흡수 스펙트럼의 상관 관계를 얻는 단계.
상기 (Xa)의 단계에서의 근적외 흡수 스펙트럼, 또는 데이터 가공되는 근적외 흡수 스펙트럼의 파수 영역은 5990 내지 5490㎝-1 및 5000 내지 4480㎝-1이다. 이 파수 영역의 근적외 흡수 스펙트럼은, 단백질의 구조 변화나 콜라겐, 엘라스틴, 피부 두께, 세라미드 등의 변화를 정확하게 파악하고, 피부의 자외선에 의한 손상이나 생리적 노화의 정도를 정확하게 반영한다고 추정된다(도 1 참조). 후술하는 실시예에서도, 상기 파수 영역의 근적외 흡수 스펙트럼 또는 데이터 가공한 스펙트럼의 다변량 해석의 해석 결과와, 피부의 자외선에 의한 손상의 정도 및 피부의 생리적 노화의 정도가 충분한 상관 관계를 가지는 것이 나타나 있다.
상기 (Xa)의 단계에서의 근적외 흡수 스펙트럼의 데이터 가공에는, 전처리 및 변환이 포함된다. 전처리에는, 오토스케일(Autoscale), 평균화(Mean Center), 레인지 스케일(Range Scale), 분산 스케일(Variance Scale) 등이 포함된다. 변환에는, 일차 미분, 다차 미분(이차 미분을 포함함), SNV(Standard Normal Variant), MSC(Multiplicative Scatter Correction), 노멀라이즈(Normalize), 평활화(Smoothing), 뺄셈(Subtract), 상용대수(Log10), 곱셈(Multiply), 베이스라인 보정(Baseline Correct) 등이 포함된다.
상기 (Xa)의 단계에서의 데이터 가공은 이차 미분을 포함하는 것이 바람직하고, SNV(Standard Normal Variant) 및 이차 미분을 포함하는 것이 더 바람직하고, 평균화(Mean Center), SNV(Standard Normal Variant) 및 이차 미분을 포함하는 것이 더 바람직하다. 이들 가공에 의해, 개체 차의 변동의 보정, 노이즈나 이상값(아웃라이어) 등의 영향을 제외할 수 있고, 이에 의해 데이터의 질을 높일 수 있다.
어쨌든 상기 데이터 가공은, 후술하는 단계 (Xb)에서 작성되는 행렬로부터, (Xc)의 단계에서 도출되는 2개의 주성분이, 피부의 자외선에 의한 손상의 정도 및 피부의 생리적 노화의 정도와 더 명확한 상관 관계를 나타내도록 행해지는 것이 바람직하다.
상기 (Xb)의 단계에 의해 작성되는 행렬에서의 열은, 각 피부의 적외 흡수 스펙트럼의, 분할된 파수마다의 스펙트럼 값이다. 스펙트럼 값이란, 변환 처리 되지 않은 근적외 흡수 스펙트럼이라면 흡광도를 의미하고, 미분된 스펙트럼이라면 흡광도의 미분값이다.
펙트럼의 분할은 일정 파수마다 이루어지는 것이 바람직하지만, 그 파수는 특별히 한정되지 않는다. 통상은, 파수 2 내지 16㎝-1마다, 바람직하게는 4 내지 8 ㎝-1(분해능이 4㎝- 1라면, 4 또는 8㎝-1)마다, 더 바람직하게는 4㎝-1마다 분할되는 것이 바람직하다. 또한, 스펙트럼의 분할된 파수마다의 스펙트럼 값은, 각각의 평균값으로 정할 수 있다.
상기 (Xb)의 단계에 의해 작성되는 행렬에서의 행은, (Xa)의 단계에서 스펙트럼 측정된 2종 이상의 피부(피부의 자외선에 의한 손상의 정도, 및 피부의 생리적 노화의 정도 중 적어도 한쪽이 알려진 피부)의 자외선에 의한 피부 손상의 정도 및 피부의 생리적 노화의 정도 중 적어도 한쪽이다. 여기서, 피부의 자외선에 의한 손상의 정도 및 피부의 생리적 노화의 정도 중 적어도 한쪽은, 피부에 실시된 처리의 정도 및 상태 중 적어도 한쪽의 차로 나타낼 수 있다. 피부에 실시된 처리의 정도 및 상태 중 적어도 한쪽의 차란, 자외선 조사량, 자외선 조사 부위, 생체의 주령, 및 실연령 등 중 하나 이상을 의미한다.
즉, 피부의 자외선에 의한 손상의 정도, 및 피부의 생리적 노화의 정도 중 적어도 한쪽이 알려진 2종 이상의 피부로부터 얻어진 스펙트럼 각각에 대하여, 상기 분할된 파수마다의 스펙트럼 값과, 상기 피부의 자외선 조사량, 자외선 조사 부위, 주령(마우스 등), 및 실연령 중 하나 이상에 관한 데이터로 행렬을 작성한다. 예를 들면 하기 표 1과 같은 행렬을 작성한다. 샘플 수는 바람직하게는 20 이상이고, 더 바람직하게는 40 이상이다.
데이터 파수(㎝-1)
5990-5982 5982-5974 5974-5966 … … 4488-4480
1 0.13 0.23 0.13 … 0.88 0.50
2 0.32 0.32 0.34 … 0.32 0.40
3 0.34 0.34 0.22 … 0.34 0.70
· 0.22 0.22 0.60 … 0.50 0.44
n 0.12 0.14 0.30 … 0.35 0.37
※표의 값은 근적외 스펙트럼의 흡광도(또는 이차 미분값)이다. ※데이터란 인간, 마우스 등의 연령이나 부위나 UV 조사량 등의 조건이 상이한 샘플이다.
상기 (Xc)의 단계에서의 다변량 해석의 알고리즘은, 주성분 분석(PCA)법, SIMCA(Soft Independent Modeling of Class Analogy)법, 또는 KNN(k nearest neighbors)법을 이용하는 것이 바람직하고, 주성분 분석법 또는 SIMCA법이 더 바람직하다. 상기 다변량 해석은, 전술한 주성분 분석법, SIMCA법, KNN법 등 외에도 이미 알려져 있는 것이라면, 특별한 한정 없이 이용할 수 있다.
상기 다변량 해석이란, 분광 데이터 등의 화학적인 특성과 물성 등의 특성치를 계량학적인 처리에 의해 관계 지우고, 그 관계를 해석하는 방법이다.
상기 주성분 분석법이란, 특정의 시료에서의 파수 등의 연속적인 인자의 변화에서, 흡광도 등의 변수가 출현하는 분광 스펙트럼 패턴과 당해 시료의 임의의 특성치의 사이의 관계를 분석하는 경우, 변동에 기여하는 주성분으로부터 목적(이 경우는, 생리적 노화와 자외선 손상을 의미함)으로 하는 2성분을 선택하고, 그 후에 이 첫 번째의 주성분 축에 대하여 직교하는 두 번째의 주성분 축을 분석하고, 이 2개의 주성분 축이 만드는 좌표에서의 패턴 변화로 물성을 비교, 추정하는 방법이다.
상기 SIMCA법 및 KNN법은, 분석 기능에 더하여 미지 시료의 예측·분류 기능을 갖는 방법이다. 근년, 주성분 분석법에도 예측 기능이 부가되어 있는 것도 있다. 이와 같은 주성분 분석법 혹은 SIMCA법, KNN법이라고 하는 통계적 처리는, 시판되고 있는 소프트웨어를 사용하여 행할 수 있다. 이와 같은 통계적 처리용의 소프트웨어로서는, 예를 들면, 상기 지엘사이언스(주)로부터 판매되고 있는 피로엣「Pirouette」(등록 상표), 사이버네트시스템(주)로부터 판매되고 있는 매트랩「MATLAB」(등록 상표), 요코가와전기(주)로부터 판매되고 있는, 언스크럼블러Ⅱ「UnscrumblerⅡ」, 세파노바(SEPANOVA)사로부터 판매되고 있는 심카「SIMCA」 등의 소프트웨어를 예시할 수 있다.
다변량 해석에 의해, 상기 행렬로부터 도출되는 2개의 주성분은 서로 무관계, 즉 각 벡터가 직교하고 있다. 상기 2개의 주성분은, 피부의 자외선에 의한 손상의 정도 및 피부의 생리적 노화의 정도와 상관 관계를 가지고 있다.
또한 필요에 따라 제3 성분을 구하면, 자외선에 의한 손상의 정도 및 생리적 노화의 정도 이외의 피부의 손상 상태를 감별할 수도 있다. 자외선에 의한 손상의 정도 및 생리적 노화의 정도 이외의 피부의 손상 상태의 예에는, 형태적 이상이나 결합 조직 성분 변성 등이 포함된다.
상기 (Xd)의 단계는, (Xc)의 단계에서 구해진 적어도 2개의 주성분을 축으로 하여, 각 샘플의 상대 관계를 얻는 단계이다.
예를 들면, 2개의 주성분을 축으로 하는 평면 산포도를 작성하여, 각 샘플에 대응하는 플롯의 위치 관계로부터, 각 샘플의 상대 관계를 얻을 수 있다. 그 각 샘플의 상대 관계를 얻음으로써, 피부의 자외선에 의한 손상의 정도 및 피부의 생리적 노화의 정도 중 적어도 한쪽과 피부의 근적외 흡수 스펙트럼의 상관 관계를 얻을 수 있다. 또한, 얻어진 각 샘플의 상대 관계로부터, 피부의 자외선에 의한 손상의 정도, 및 피부의 생리적 노화의 정도 중 적어도 한쪽을 기준으로 그루핑을 행하여도 된다. 이 그루핑은, 예를 들면 SIMCA법의 알고리즘 등을 이용하여 행할 수 있다.
구체적으로는, 상기 다변량 해석의 해석 결과에서 얻어진 적어도 2개의 주성분 중의 하나(예를 들면, 상기 2개의 주성분의 한쪽을 성분 A라고 함)는 피부의 자외선에 의한 손상의 정도와의 상관 관계를 나타내고, 별도의 다른 하나의 주성분(예를 들면, 상기 2개의 주성분의 다른 쪽을 성분 B라고 함)은 피부의 생리적 노화의 정도와의 상관 관계를 나타낸다(예를 들면 도 5 참조). 즉, 성분 A의 주성분 축은 자외선에 의한 손상의 정도를 나타내고, 성분 B의 주성분 축은 생리적 노화의 정도를 나타낸다. 미손상(즉 자외선 비조사)의 피부와, 자외선 조사된 피부의 성분 A의 축 상에서의 상대 관계를 살핌으로써, 자외선에 의한 손상의 정도와 스펙트럼의 상관 관계를 얻을 수 있다. 마찬가지로, 미손상(즉 신생)의 피부와, 생리적 노화 피부의 성분 B의 축에 관한 상대 관계를 살핌으로써, 생리적 노화의 정도와 스펙트럼의 상관 관계를 얻을 수 있다.
또한, 여러 파수 영역의 스펙트럼에 대한 로딩 플롯(다변량 해석에 의한 인자 부하량의 플롯)으로부터, 각 파수 영역의 스펙트럼 값의 변화가 주성분 축이 나타내는 변화에 관여하는 정도를 알 수 있다(도 1 참조). 따라서, 피부의 자외선에 의한 손상의 정도, 및 피부의 생리적 노화의 정도 중 적어도 한쪽을 구체적인 화학 변화(피크 변화)로서 파악할 수 있다.
한편, 본 발명의 예측 방법은,
(Y1) 피부의 표피의 두께 및 진피의 두께 중 적어도 한쪽이 알려진 2종 이상의 피부의, 측정 파수 영역 6850 내지 6620㎝-1, 6540 내지 5990㎝-1, 5240 내지 5180㎝-1, 5030 내지 4980㎝-1, 4760 내지 4720㎝-1 및 4650 내지 4610㎝-1, 또는 6940 내지 6850㎝-1, 6710 내지 6540㎝-1, 6250 내지 6170㎝-1, 5130 내지 5080㎝-1, 4950 내지 4850㎝-1, 4760 내지 4690㎝-1 및 4670 내지 4610㎝-1에서의 특정 파수 영역 근적외 흡수 스펙트럼의 다변량 해석의 해석 결과로부터, 피부의 표피의 두께 및 진피의 두께 중 적어도 한쪽과, 피부의 특정 파수 영역 근적외 흡수 스펙트럼의 상관 관계를 얻는 단계와,
(Y2) 피부의 표피의 두께 및 진피의 두께 중 적어도 한쪽이 미지인, 예측 대상인 피부의 특정 파수 영역 근적외 흡수 스펙트럼을 얻는 단계와,
(Y3) 상기 단계 (Y1)에서 얻어진 상관 관계에 기초하여, 상기 단계 (Y2)에서 얻어진 특정 파수 영역 근적외 흡수 스펙트럼으로부터, 피부의 표피의 두께 및 진피의 두께 중 적어도 한쪽을 예측하는 단계를 포함한다.
상기 (Y1)의 단계에서의 피부의 근적외 흡수 스펙트럼은 상기 (X1)의 단계와 마찬가지로 임의의 방법으로 얻을 수 있다.
또한, (Y1)의 단계에서의 다변량 해석이란, 상기 (X1)의 단계와 마찬가지로, 샘플 간의 관계(본 발명에서는, 피부의 표피의 두께 및 진피의 두께 중 적어도 한쪽의 실측치와 예측치)를 복수의 관측치(여기서는, 근적외 흡수 스펙트럼 데이터)에 기초하여, 유사도 등을 산출하여 밝히기 위한 모델(여기서는 예측 모델 또는 검량선)의 구축 등을 의미한다. 상기 (Y1)의 단계에서의, 다변량 해석 방법은 샘플에 따라 적절히 선택하는 것이 바람직하다.
상기 단계 (Y1)은, 하기 (Ya) 내지 (Yd)의 단계를 포함하는 것이 바람직하다:
(Ya) 표피의 두께 및 진피의 두께 중 적어도 한쪽이 알려진 2종 이상의 피부의, 근적외 흡수 스펙트럼(측정 파수 영역은 6850 내지 6620㎝-1, 6540 내지 5990㎝-1, 5240 내지 5180㎝-1, 5030 내지 4980㎝-1, 4760 내지 4720㎝-1 및 4650 내지 4610㎝-1, 또는 6940 내지 6850㎝-1, 6710 내지 6540㎝-1, 6250 내지 6170㎝-1, 5130 내지 5080㎝-1, 4950 내지 4850㎝-1, 4760 내지 4690㎝-1 및 4670 내지 4610㎝-1)을 필요에 따라 데이터 가공하는 단계.
(Yb) 상기 근적외 흡수 스펙트럼 또는 상기 데이터 가공된 스펙트럼(이하, 이들을 총칭하여 「스펙트럼」이라고도 함)의, 분할된 파수마다의 스펙트럼 값 및 피부(표피 및 진피 중 적어도 한쪽)의 두께와, 피부의 자외선 조사량, 자외선 조사 부위, 주령(마우스 등), 및 실연령 중 하나 이상로 행렬을 작성하는 단계.
(Yc) 상기 (Yb)에서 작성된 행렬을 다변량 해석함으로써, 피부(표피 및 진피 중 적어도 한쪽)의 두께의 예측치를 도출하는 단계.
(Yd) 표피의 두께 및 진피의 두께 중 적어도 한쪽이 알려진 2종 이상의 피부의 실측치를 제1축, 그 피부(표피 및 진피 중 적어도 한쪽)의 두께의 예측치를 제2축으로 하여 각 샘플의 상관 관계를 얻음으로써, 피부의 표피의 두께 및 진피의 두께 중 적어도 한쪽과, 피부의 근적외 흡수 스펙트럼의 상관 관계(검량선)를 얻는 단계.
상기 (Ya)의 단계에서의 근적외 흡수 스펙트럼, 또는 데이터 가공되는 근적외 흡수 스펙트럼의 파수 영역은, 6850 내지 6620㎝-1, 6540 내지 5990㎝-1, 5240 내지 5180㎝-1, 5030 내지 4980㎝-1, 4760 내지 4720㎝-1 및 4650 내지 4610㎝-1, 또는 6940 내지 6850㎝-1, 6710 내지 6540㎝-1, 6250 내지 6170㎝-1, 5130 내지 5080㎝-1, 4950 내지 4850㎝-1, 4760 내지 4690㎝-1 및 4670 내지 4610㎝-1이다(도 2 참조).
상기 파수 영역의 근적외 흡수 스펙트럼은, 아미드 결합 특성, 즉, 아미드 결합(CONH) 또는 아미드(CONH2)의 구조 특성을 반영하고, 그 특성이 피부(표피 및 진피 중 적어도 한쪽)의 두께와 상관하고 있기 때문이라고 추정된다. 즉, 상기 파수 영역은, 아미드 결합(CONH)의 경우에서는, 각각, 유리의 경우의 제1배음, 수소 결합의 제1배음, 아미드Ⅰ의 제2배음, NH 신축과 아미드Ⅱ의 결합음, NH 신축과 아미드Ⅲ의 결합음, 및 아미드Ⅰ의 배음과 아미드Ⅲ의 결합음을 나타내고 있는 것으로 추정된다. 또한, 아미드(CONH2)의 경우에서는, NH2 역대칭 신축 진동의 제1배음, NH2 대칭 신축 진동 및 분자 내 수소 결합의 각 제1배음, 분자 간 수소 결합의 제1배음, NH 신축과 아미드Ⅱ의 결합음, 아미드Ⅰ의 제2배음 및 NH 신축과 아미드Ⅱ의 결합음, NH 신축과 아미드Ⅲ의 결합음, 및 아미드Ⅰ의 배음과 아미드Ⅲ의 결합음을 나타내고 있는 것으로 추정된다. 이는, 후술하는 실시예에서, 상기 파수 영역의 스펙트럼의, 파셜 리스트 스퀘어(PLS)법을 이용한 회귀 분석 결과에서의 피부(표피 및 진피 중 적어도 한쪽)의 두께의 실측치와 예측치(검량선)의 상관 계수가 매우 큰 점으로부터도 지지된다.
상기 (Ya)의 단계에서의 데이터 가공에는, 상기 (Xa)의 단계와 마찬가지의 전처리 및 변환을 포함한다. 또한, (Ya)의 단계에서의 데이터 가공은 상기 (Xa)의 단계와 마찬가지로 이차 미분을 포함하는 것이 바람직하다.
어쨌든 상기 데이터 가공은, 후술하는 단계 (Yb)에서 작성되는 행렬로부터 (Yc)의 단계에서 도출되는 피부(표피 및 진피 중 적어도 한쪽)의 두께의 예측치가, 상기 실측치와 높은 상관 관계를 나타내도록 행해지는 것이 바람직하다.
상기 (Yb)의 단계에 의해 작성되는 행렬에는, 상기 (Xb)와 마찬가지의 각 피부의 적외 흡수 스펙트럼의, 분할된 파수마다의 스펙트럼 값과 피부(표피 및 진피 중 적어도 한쪽)의 두께가 이용된다. 상기 피부의 표피 및 진피의 두께는, 예를 들면 이하에 나타내는 방법에 의해 제조한 각종 피부 샘플을 이용하여, 실측한 값을 사용하면 된다.
예를 들면, 헤어리스 마우스의 경우는, 등 부분으로부터 피부를 박리하여, 5㎜×5㎜의 피부 절편을 제작한다. 다음에 10% 중성 완충 포르말린 고정을 행하고, HE 염색에 의한 조직 표본을 제작하고, 광학 현미경을 이용하여 피부의 두께를 측정한다. 도 3에 박리 피부의 HE 염색 화상, 및 표피, 진피 및 피부(표피+진피)의 각각의 두께의 측정치의 예를 나타낸다. 도 3으로부터, 자외선 미조사군에서는 표피 및 진피의 두께에 대한 주령의 영향은 매우 작지만, 자외선 조사군에서는 표피 및 진피의 두께에 대해서는, 자외선 미조사군의 1 내지 5배의 여러 값을 나타낸다. 이와 같이, 본원 방법을 실시할 때에, HE 염색 화상 등으로부터 얻어지는 표피 및 진피의 두께의 값은 바람직하게 이용할 수 있음을 알 수 있다.
또한, 예를 들면, 인간의 경우는, 자외선 노출의 유무에 의한 부위 차, 즉 피복된 체간부(상완 내측, 등, 배 등)나 노출된 부위(전완 외측, 얼굴 등)를 이용하여, 초음파 계측(예를 들면, 리온(주)사 제조의 초음파 진단 장치 UX-02 등)을 행하고, 그 초음파 화상에 의해 구해지는 피부(표피 및 진피 중 적어도 한쪽)의 두께의 값을 사용하면 된다. 도 4에 초음파 화상, 및 상완 외측부와 전완 내측부에서의 각 표피와 진피의 두께의 측정치의 예를 나타낸다. 도 4로부터, 가령에 의해 진피의 두께가 변화하는 등의 여러 값이 얻어진다. 본원 발명에서, 상기 초음파 화상 등에 의해 구해지는 피부의 두께의 값은 바람직하게 이용할 수 있음을 알 수 있다.
상기 (Yb)의 단계에 의해 작성되는 행렬에는, (Ya)의 단계에서 스펙트럼 측정된 2종 이상의 피부(표피 및 진피 중 적어도 한쪽의 두께가 상이한 피부)의 자외선 조사량, 자외선 조사 부위, 생체의 주령(마우스 등), 및 실연령 중 하나 이상을 이용하는 것이 가능하다.
즉, 2종 이상의 표피 및 진피 중 적어도 한쪽의 두께가 상이한 피부로부터 얻어진 스펙트럼 각각에 대하여, 상기 분할된 파수마다의 스펙트럼 값 및 표피 및 진피 중 적어도 한쪽의 두께와, 피부의 자외선 조사량, 자외선 조사 부위, 생체의 주령(마우스 등), 및 실연령 중 하나 이상으로 행렬을 작성한다. 예를 들면 하기 표 2와 같은 행렬을 작성한다. 샘플링 수는 바람직하게는 20 이상이고, 더 바람직하게는 40 이상이다.
데이터 두께 파수(㎝-1)
6850-6842 6842-6834 6834-6826 … … 4618-4610
1 58.0 0.13 0.23 0.13 … 0.88 0.50
2 77.2 0.32 0.32 0.34 … 0.32 0.40
3 47.3 0.34 0.34 0.22 … 0.34 0.70
‥ 89.3 0.22 0.22 0.60 … 0.50 0.44
n 39.4 0.12 0.14 0.30 … 0.35 0.37
※표의 값은 근적외 스펙트럼의 흡광도(또는 이차 미분값)이다. ※데이터란 인간, 마우스 등의 연령이나 부위나 UV 조사량 등의 조건이 상이한 샘플이다.
상기 (Yc)의 단계에서의 다변량 해석(회귀 분석)의 알고리즘은, 파셜 리스트 스퀘어(Partial Least Squares:PLS)법, 또는 주성분 회귀 분석(PCR)법을 이용하는 것이 바람직하다. 그 이유는 이하와 같다. 회귀 분석의 최종 목적은 관련된 특성치(여기서는 피부의 표피 및 진피 중 적어도 한쪽의 두께)를 예측하기 위한 예측 모델을 구축하는 것이다. 그 모델에서 연속적인 특성치를 예측하기 위해서는, 설명 변수로서 분광 광도계와 같은 측정치를 이용하는 경우, PLS 또는 PCR은, 단회귀 분석이나 중회귀 분석(MRA)에 비하여, 예측 정밀도의 높이와 정확성, 아웃라이어의 식별 및 그 모델의 최적화 등의 점에서 매우 유리하다. 또한, 그 예측 모델은, 피부 샘플의 추가에 의해 데이터베이스(DB)가 갱신되고, 예측 정밀도가 높은 모델에 최적화할 수 있다.
상기 PLS나 PCR의 회귀 분석은, 시판되고 있는 소프트웨어를 사용하여 행할 수 있다. 이와 같은 소프트웨어로서는, 예를 들면, 지엘사이언스(주)로부터 판매되고 있는 피로엣「Pirouette」(등록 상표), 사이버네트시스템(주)로부터 판매되고 있는 매트랩「MATLAB」(등록 상표), 요코가와전기(주)로부터 판매되고 있는, 언스크럼블러Ⅱ「UnscrumblerⅡ」 등의 소프트웨어를 예시할 수 있다.
상기 (Yd)의 단계는, (Yc)의 단계에서 구해진 피부의 두께의 예측치로부터 예측 모델(검량선)을 구축하고, 피부의 표피 및 진피의 두께 중 적어도 한쪽과, 피부의 근적외 흡수 스펙트럼 값의 상관 관계를 얻는 단계이다. 즉, 피부의 표피의 두께 및 진피의 두께 중 적어도 한쪽이 알려진 2종 이상의 피부의 실측치를 제1축, 그 피부의 표피의 두께 및 진피의 두께 중 적어도 한쪽의 예측치를 제2축으로 하여 각 샘플의 상대 관계를 얻음으로써, 피부의 표피의 두께 및 진피의 두께 중 적어도 한쪽과, 피부의 근적외 흡수 스펙트럼의 상관 관계(검량선)를 얻을 수 있다.
예를 들면, 피부의 표피의 두께 및 진피의 두께 중 적어도 한쪽의 실측치와 예측치의 2축에 의해 구성되는 평면 산포도를 작성하면, 각 샘플의 플롯의 위치 관계나 상관 관계에 의해 피부의 표피 및 진피의 두께 중 적어도 한쪽의 대강의 예측치, 정밀도 및 피부 샘플의 특성(예를 들면, 자외선 조사량, 부위, 주령 또는 실연령 등) 등에 대하여 추정할 수 있다.
상기 (X2) 및 (Y2)의 단계는, 피부의 자외선에 의한 손상의 정도 및 피부의 생리적 노화의 정도 중 적어도 한쪽이 미지인, 판정 대상인 피부, 또는 피부의 표피의 두께 및 진피의 두께 중 적어도 한쪽이 미지인, 예측 대상인 피부의 근적외 흡수 스펙트럼을 얻는 단계를 포함한다.
이 (X2) 및 (Y2)의 단계에서의 근적외 흡수 스펙트럼은, 상기 (X1) 및 (Y1)의 단계에서의 근적외 흡수 스펙트럼의 측정과 마찬가지의 방법 또는 장치로 측정함으로써 얻어지는 것이 바람직하다. 또한 얻어진 근적외 흡수 스펙트럼은, 상기 (X1) 및 (Y1)의 단계와 마찬가지로 데이터 가공되는 것이 바람직하다. 이하 (X2)의 단계 및 (Y2)의 단계를 총칭하여 단계 (2)라고 칭하는 경우도 있다.
상기 (X3)의 단계는, 상기 단계 (X1)에서 얻어진 상관 관계에 기초하여, 상기 단계 (X2)에서 얻어진 근적외 흡수 스펙트럼으로부터, 피부의 자외선에 의한 손상의 정도 및 피부의 생리적 노화의 정도 중 적어도 한쪽을 판정하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 (Y3)의 단계는, 상기 단계 (Y1)에서 얻어진 상관 관계에 기초하여, 상기 단계 (Y2)에서 얻어진 근적외 흡수 스펙트럼으로부터, 피부의 표피의 두께 및 진피의 두께 중 적어도 한쪽을 예측하는 단계를 포함한다. 이하, (X3)의 단계 및 (Y3)의 단계를 총칭하여 단계 (3)이라고 칭하는 경우도 있다.
이 단계 (3)은 이하의 [A] 또는 [B]로 나타난다.
[A] 상기 단계 (X1)에서 상관 관계를 얻은 행렬에 상기 단계 (X2)에서 얻어진 스펙트럼 데이터를 더하여 상기 단계 (X1)과 마찬가지로 다변량 해석함으로써, 판정 대상인 피부의 자외선에 의한 손상의 정도 및 피부의 생리적 노화의 정도 중 적어도 한쪽을 판정한다(주성분 분석법).
혹은, 상기 단계 (X1)에서 얻어진 상관 관계로부터 얻어진 모델에 상기 단계 (X2)에서 얻어진 스펙트럼 데이터를 적용시킴으로써, 판정 대상인 피부의 자외선에 의한 손상의 정도 및 피부의 생리적 노화의 정도 중 적어도 한쪽을 판정한다(SIMCA 또는 KNN법). 즉, 자외선에 의한 손상의 정도 및 생리적 노화의 정도가 알려진 피부의 해석 결과 및 미지인 피부의 해석 결과를 2개의 주성분의 축에 관한 상대 관계를 이용하여 확인함으로써, 미지인 피부의 자외선에 의한 손상의 정도 및 생리적 노화의 정도 중 적어도 한쪽을 판정할 수 있다. 2개의 주성분의 축에 관한 상대 관계는, 예를 들면 제1 주성분 및 제2 주성분을 축으로 하는 평면 산포도로서 표현할 수 있다.
[B] 상기 단계 (Y1)에서 얻어진 상관 관계로부터 얻어진 모델에 상기 단계 (Y2)에서 얻어진 스펙트럼 데이터를 적용시킴으로써, 예측 대상인 피부의 표피의 두께 및 진피의 두께 중 적어도 한쪽을 예측한다. 상기 단계 (Y1)에서 상관 관계가 얻어진 스펙트럼 데이터(행렬)와 상기 단계 (Y2)에서 얻어진 스펙트럼 데이터를 합하여 상기 단계 (Y1)과 마찬가지로 회귀 분석함으로써, 예측 대상인 피부의 표피의 두께 및 진피의 두께 중 적어도 한쪽을 예측한다. 즉, 피부의 표피의 두께 및 진피의 두께 중 적어도 한쪽이 알려진 피부의 예측 모델(검량선)에서, 미지인 피부의 해석 결과를 상대적으로 확인함으로써, 미지인 피부의 표피의 두께 및 진피의 두께 중 적어도 한쪽을 예측할 수 있다. 그 예측에서는, 예측 모델에서의 상관 관계에 기초하여 예측치 및 예측 정밀도를 나타낼 수 있다. 또한, 상기 (Y3)의 단계는, 회귀 분석의 소프트웨어를 이용함으로써 행할 수 있다.
(X3)의 단계에서는, 자외선에 의한 손상의 정도 및 생리적 노화의 정도 중 적어도 한쪽이 알려진 피부의 해석 결과로부터 얻어진 성분 A(2개의 주성분 중 한쪽) 및 성분 B(2개의 주성분 중 다른 쪽)의 축에 관한 상대 관계에 대하여 미지인 피부의 해석 결과를 확인함으로써, 미지인 피부의 자외선에 의한 손상의 정도 및 생리적 노화의 정도 중 적어도 한쪽을 판별할 수 있다. 성분 A 및 B의 축에 관한 상대 관계는, 예를 들면 성분 A 및 성분 B를 축으로 하는 평면 산포도로서 표현할 수 있다.
또한, (Y3)의 단계에서는, 피부의 표피의 두께 및 피부의 진피의 두께 중 적어도 한쪽이 알려진 피부의 예측 모델(검량선)에서, 미지인 피부의 해석 결과의 상대적인 관계를 확인함으로써, 미지인 피부의 표피의 두께 및 피부의 진피의 두께 중 적어도 한쪽을 예측할 수 있다. 그 예측에서는, 예측 모델에서의 상관 관계에 기초하여 예측치 및 예측 정밀도를 나타낼 수 있다.
본 발명의 방법을 이용함으로써, 피부의 자외선에 의한 손상의 정도 및 생리적 노화의 정도를 경시적으로 판정할 수 있고, 결과, 측정 결과를 화장료, 의약품, 수술 또는 에스테틱 시술 등에 의한 피부에 대한 처치나 손질의 필요성의 판단에 이용할 수 있다. 또한, 그 처치나 손질에 의한 효과의 판정에 이용할 수도 있다. 또한, 이들 판정 결과에 기초하여 더 바람직한 화장료 등의 선택이나 어드바이스의 제공, 예를 들면, 자외선에 의한 손상의 정도가 높은 경우는 자외선 방지제나 미백제를 배합한 화장료, 생리적 노화의 정도가 높은 경우는 보습제나 항노화제를 배합한 화장료의 사용 등을 행할 수 있다.
또한, 본 발명의 방법을 이용하여, 피부의 변화, 즉 표피 및 진피의 두께가 변화하는지의 여부, 그 변화가 커지는지, 혹은, 작아지는지를 경시적으로 모니터할 수 있다. 또한, 그 모니터 결과를 화장료, 의약품, 수술 혹은 에스테틱 시술 등에 의한 피부에 대한 처치나 손질의 필요성의 감별, 처치나 손질한 효과의 감별, 혹은 바람직한 화장료 등의 선택이나 어드바이스의 제공 등에 이용할 수 있다. 예를 들면, 감별한 피부(표피 및 진피 중 어느 한쪽)의 두께가, 실연령이나 부위의 평균값에 비하여 통계적으로 치우치는 경우는, 피부 조직의 기능 이상에 의한 표피 비후나, 세포 외 매트릭스(콜라겐 등)의 이상성 등에 의한 바람직하지 못한 상태라고 추정되고, 상기한 처치나 손질이 필요하다고 판정된다. 또한, 감별한 피부(표피 및 진피 중 어느 한쪽)의 두께가 경시적으로 변화한 경우, 상기한 처치나 손질이 효과를 가진다고 판단된다.
또한, 화장료의 투여 전과 투여 후, 또는 에스테티크의 시술 전과 시술 후의 피부(표피 및 진피 중 어느 한쪽)의 두께를 비교하고, 그 변화를 지표로 화장료나 에스테티크의 효과를 평가할 수 있다. 예를 들면, 진피의 두께가 작은 경우에서, 콜라겐 합성 촉진제나 콜라겐 선유 다발 재구축제 등을 배합한 화장료의 사용에 의해 진피의 두께가 증가하면, 이들은 주름 개선 작용을 가진다고 평가할 수 있다. 또한, 표피의 두께가 큰 경우에서, 턴오버 조정제 등을 배합한 화장료의 사용에 의해 표피 비후가 억제되고, 표피의 두께가 감소하면, 이들은 표피 비후 개선 작용을 가진다고 평가할 수 있다.
본 발명의 방법은 인간을 치료 또는 진단하는 것을 목적으로 하지 않고, 본 발명의 방법은 의료 행위를 제외한 것이다.
이하, 본 발명을, 실시예 등을 참조하여 상세하게 설명하는데, 이들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 경우는 없다.
(실시예)
<동물 피부 샘플의 제조>
동물 피부 샘플 집단을 위해서 헤어리스 마우스를 이용하고, 자외선 조사군과 자외선 비조사군을 설정함으로서, 각종 피부 상태 및 피부의 두께를 가지는 샘플 집단을 제조하였다. 자외선 비조사군으로서, 주령 6주군(이하, CT6W, 또는 미UV#6W군이라고 표기하는 경우도 있음), 주령 10주군(이하, CT10W, 또는 미UV#10W군이라고 표기하는 경우도 있음), 주령 14주군(이하, CT14W, 또는 미UV#14W군이라고 표기하는 경우도 있음), 주령 16주군(이하, CT16W, 또는 미UV#16W군이라고 표기하는 경우도 있음), 및 주령 27주군(이하, CT27W, 또는 미UV#27W군이라고 표기하는 경우도 있음)의 각군 6마리의 합계 30마리를 설정하였다. 또한, 자외선 조사군으로서, 주령 8주군(이하, UV8W, 또는 UV#8W군이라고 표기하는 경우도 있음), 주령 10주군(이하, UV10W, 또는 UV#10W군이라고 표기하는 경우도 있음), 주령 14주군(이하, UV14W, 또는 UV#14W군이라고 표기하는 경우도 있음), 및 주령 16주군(이하, UV16W, 또는 UV#16W군이라고 표기하는 경우도 있음)의 각군 6마리의 합계 24마리를 설정하였다.
<자외선 조사 조건>
자외선 조사는, 헤어리스 마우스가 6주령에 도달한 후, 1주당 3회, 1회당 0.1 Dose(J/㎠)의 조사 에너지를 투여하였다. 따라서, 상기한 자외선 조사군의 주령 10주군이란, 6주령 후에 자외선 조사 기간을 4주간 실시한 것으로, 4주간에 12회의 누적 1.2 Dose(J/㎠)의 자외선 조사를 받은 피부를 의미한다.
<인간 피부 샘플의 제조>
팔의 피부에 질환을 가지지 않는 20 내지 50대의 여성 피험자 60명(각 연대 각 15명)의, 전완 외측부, 전완 내측부 및 상완 내측부의 3개소를 설정하고, 그 3개소를 세정 후 20분 놓아둔 조건을 인간 피부 샘플 집단으로 하였다.
<피부 샘플의 근적외 흡수 스펙트럼의 측정>
피부 샘플의 제조로 얻어진 피부 샘플의 근적외 흡수 스펙트럼을, 20℃ 일정 환경하에서 측정하였다. 여기서, 피부의 개소에 따라 처리가 차이가 날 가능성을 고려하여, 피부 샘플은, 랜덤하게 선택된 3개소의 부위에 대하여 근적외 흡수 스펙트럼을 측정하였다. 근적외 흡수 스펙트럼의 측정에는, 푸리에 변환형 근적외 분광 광도계 VECTOR 22/N(부르커·옵틱스(주) 제조)을 이용하였다. 측정 조건은, 분해능:8㎝-1, 측정 파수:8000 내지 4000㎝-1로서, 파이버 프로브를 이용한 확산 반사법을 이용하였다.
<실시예 1>
전술한 헤어리스 마우스의 피부로부터 얻어진 피부 샘플 집단의 근적외 흡수 스펙트럼 중, 파수 영역:5990 내지 5490㎝-1 및 5000 내지 4480㎝-1에 대한 데이터 가공을 행하였다. 구체적으로는, 평균화(Mean Center), SNV(Standard Normal Variant)를 행한 후, 이차 미분을 행하였다.
데이터 가공된 스펙트럼을, 4㎝-1마다 분할하여, 분할된 스펙트럼마다의 스펙트럼 값(흡광도의 이차 미분값)을 산출하였다. 산출된 파수마다의 스펙트럼 값의 이차 미분값과, 그 피부로의 처치 내용(자외선 조사의 유무와 조사량의 차이, 및 주령의 차이)으로 행렬을 작성하였다. 작성된 행렬에 대하여, 주성분 분석을 행하였다. 얻어진 해석 결과로부터, 제2 주성분을 제1축, 제3 주성분을 제2축으로 하여(생리적 노화 및 자외선 손상을 나타내는 2성분을 선택하고, 각각 제1축 및 제2축으로 하여), 평면 산포도를 작성하였다. 이들 데이터 가공 및 주성분 분석은, 다변량 해석 소프트(Pirouette(등록 상표) 버전 3.11;지엘사이언스(주))를 이용하여 행하였다.
얻어진 다변량 해석의 해석 결과로부터 작성한 평면 산포도를 도 5에 나타냈다. 도 5에 나타난 바와 같이, 자외선 조사의 유무, 조사량의 차이 및 주령의 차이마다, 매우 선명하게 카테고리화되어 있음을 알 수 있다. 구체적으로는, 제1축(횡축)에서 좌방향일수록 피부의 생리적 노화의 정도가 높음을 알 수 있다. 또한, 제2축(종축)에서 하방향일수록 피부의 자외선에 의한 손상의 정도가 높음을 알 수 있다. 피부의 자외선에 의한 손상의 정도 및 피부의 생리적 노화의 정도의 양쪽이 높을수록 좌하 방향에 위치함을 알 수 있다. 이와 같이, 피부의 자외선에 의한 손상의 정도 및 피부의 생리적 노화의 정도가, 각각, 피부의 근적외 흡수 스펙트럼의 다변량 해석의 해석 결과와 명확한 상관 관계를 나타냄을 알 수 있다.
<실시예 2>
실시예 1에서, 피부의 자외선에 의한 손상의 정도 및 피부의 생리 노화의 정도가 미지인 헤어리스 마우스의 피부 샘플의 근적외 흡수 스펙트럼도 추가하고, 실시예 1과 마찬가지의 수순으로 데이터 가공하여 행렬을 작성하고, 주성분 분석을 행하였다. 얻어진 결과로부터 작성한 산포도를 도 6에 나타냈다. 도 6에 나타나는 바와 같이, 처치 내용이 상이한 각 샘플군이 선명하게 카테고리화되어 있고, 또한 자외선에 의한 손상 및 생리 노화의 정도가 미지인 피부 샘플의 결과의 플롯 위치로부터, 당해 피부가 자외선 비조사의 주령 27주군에 가장 해당한다고 판정할 수있었다.
<실시예 3>
전술한 인간의 피부 샘플 집단에 대하여, 실시예 1과 마찬가지로, 계측 및 해석을 행하였다. 얻어진 다변량 해석의 해석 결과로부터 제1 주성분을 제1축, 제2 주성분을 제2축으로 하여, 평면 산포도를 작성하였다. 작성한 평면 산포도를 도 7 및 도 8에 나타냈다. 도 7에서는 부위별 카테고리의 95%의 확률밀도 타원을, 또한 도 8에서는 연대별 카테고리의 95%의 확률밀도 타원을 구하였다. 도 7 또는 도 8에 나타난 바와 같이, 팔의 부위별 또는 연대마다, 매우 선명하게 카테고리화되어 있음을 알 수 있다. 구체적으로는, 제1 주성분의 축(횡축)에서 좌방향일수록 생리적 노화의 정도가 높고, 제2 주성분의 축(종축)에서 하방향일수록 자외선에 의한 손상의 정도가 높다. 따라서, 도 7로부터, 더 노출되어 있는 전완 외측부는 자외선에 의한 손상의 정도가 높지만, 그다지 노출되어 있지 않은 상완 내측부에서는 자외선에 의한 손상의 정도가 낮음을 알 수 있다. 또한, 도 8로부터, 20대로부터 50대로 됨에 따라, 좌방향으로 카테고리가 시프트하여 생리적 노화의 정도가 진행하고 있음을 알 수 있다. 이와 같이, 인간의 피부의 자외선에 의한 손상의 정도 및 생리적 노화의 정도를 각각 판정할 수 있음을 알 수 있다.
<비교예 1>
실시예 1에서, 파수 영역 8000 내지 4000㎝-1에 대한 데이터 가공을 행하고, 주성분 분석으로부터 얻어진 결과로 작성한 산포도를 도 9에 나타냈다. 도 9에 나타나는 바와 같이, 헤어리스 마우스의 피부에 대하여 자외선 조사의 유무, 조사량의 차이 및 주령의 차이 등이 전혀 카테고리화되어 있지 않다. 이 파수 영역에서는, 생리적 노화의 정도와 자외선에 의한 손상의 정도의 구별이 어려움을 알 수 있다.
<비교예 2>
실시예 1에서, 파수 영역 8000 내지 6000㎝-1 및 5490 내지 5000㎝-1에 대하여 각각 데이터 가공을 행하고, 주성분 분석으로부터 얻어진 결과로 작성한 산포도를 도 10(파수 영역 8000 내지 6000㎝-1 및 5490 내지 5000㎝-1) 및 도 11(파수 영역 4480 내지 4000㎝-1)에 나타냈다. 도 10 및 도 11에 나타나는 바와 같이, 헤어리스 마우스의 피부에 대하여 자외선 조사의 유무, 조사량의 차이 및 주령의 차이 등이 전혀 카테고리화되어 있지 않고, 이 파수 영역에서는, 생리적 노화의 정도와 자외선에 의한 손상의 정도의 구별이 어려움을 알 수 있다.
<비교예 3>
실시예 3에서, 파수 영역 8000 내지 4000㎝-1에 대한 데이터 가공을 행하고, 주성분 분석으로부터 얻어진 결과로 작성한 산포도를 도 12에 나타냈다. 도 12에 나타나는 바와 같이, 인간의 피부에 대하여 연대별로 전혀 카테고리화되어 있지 않다. 이 파수 영역에서는, 생리적 노화의 정도와 자외선에 의한 손상의 정도의 구별이 어려움을 알 수 있다.
<비교예 4>
실시예 3에서, 파수 영역 8000 내지 6000㎝-1 및 4480 내지 4000㎝-1에 대하여 각각 데이터 가공을 행하고, 주성분 분석으로부터 얻어진 결과로 작성한 산포도를 도 13(파수 영역 8000 내지 6000㎝-1), 14(파수 영역 4480 내지 4000㎝-1), 15(파수 영역 8000 내지 6000㎝-1) 및 16(파수 영역 4480 내지 4000㎝-1)에 나타냈다. 도 13 내지 16에 나타나는 바와 같이, 인간의 피부에 대하여 연대별, 및 부위별 모두 전혀 카테고리화되어 있지 않고, 이 파수 영역에서는, 생리적 노화의 정도와 자외선에 의한 손상의 정도의 구별이 어려움을 알 수 있다.
<실시예 4>
전술한 헤어리스 마우스의 피부로부터 얻어진 피부 샘플 집단의 근적외 흡수 스펙트럼 중, 아미드 결합(CONH)의 파수 영역:6850 내지 6620㎝-1, 6540 내지 5990㎝-1, 5240 내지 5180㎝-1, 5030 내지 4980㎝-1, 4760 내지 4720㎝-1 및 4650 내지 4610㎝-1에 대한 데이터 가공을 행하였다. 구체적으로는, 평균화(Mean Center), SNV(Standard Normal Variant)를 행한 후, 이차 미분을 행하였다.
데이터 가공된 스펙트럼을, 4㎝-1마다 분할하여, 분할된 스펙트럼마다의 스펙트럼 값(흡광도의 이차 미분값)을 산출하였다. 산출된 스펙트럼 값 및 상기한 피부(표피, 및 진피 중 적어도 한쪽)의 두께를 열로, 그 피부로의 상기한 처치 내용(자외선 조사의 유무와 조사량의 차이, 및 주령의 차이)을 행으로 하여, 행렬을 작성하였다. 작성된 행렬에 대하여, PLS를 이용하여 회귀 분석을 행하였다. 얻어진 해석 결과인, 피부의 표피 및 진피의 각 두께의 예측 모델(검량선, 상관 계수)을 도 17 내지 19에 나타낸다. 도 17 내지 19로부터, 헤어리스 마우스에서, 높은 정밀도로, 피부의, 표피 및 진피의 각 두께를 예측할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 데이터 가공 및 PLS는, 다변량 해석 소프트(Pirouette(등록 상표) 버전 3.11;지엘사이언스(주))를 이용하여 행하였다.
<실시예 5>
실시예 4에서 얻어진 도 17 내지 19를 이용하여, 14주령의 자외선 조사와 자외선 미조사의 헤어리스 마우스의 피부(표피+진피), 표피 및 진피의 각각의 두께를 예측하였다(표 3 참조). 표 3로부터, 상대 표준 편차 10% 전후의 높은 정밀도로 예측할 수 있었음을 알 수 있다.
마우스 피부 두께의 예측 자외선 조사군 평균±SD(㎛) 자외선 미조사군 평균±SD(㎛)
표피 58.9±10.4 18.0±5.8
진피 222.9±27.7 131.4±13.4
피부 281.8±34.8 149.3±13.1
<실시예 6>
실시예 4에서의, 헤어리스 마우스의 피부를, 인간 피부 샘플에 나타낸 여성 피험자의 피부로 치환하여, 마찬가지의 수순으로 PLS 회귀 분석을 행하였다. 얻어진 해석 결과인, 피부의 표피 및 진피의 각 두께의 예측 모델(검량선, 상관 계수)을 도 20 내지 22에 나타낸다. 도 20 내지 22로부터, 인간에서도 피부의 표피 및 진피의 각 두께를 높은 정밀도로 예측할 수 있음을 알 수 있다.
<실시예 7>
실시예 6에서 얻어진 도 20 내지 22를 이용하여, 40대 여성 피험자의 상완 내측부의 피부(표피+진피), 표피 및 진피의 각각의 두께를 예측하였다(표 4 참조). 표 4로부터, 상대 표준 편차(변동 계수)가 10% 전후인 높은 정밀도로 예측할 수 있음을 알 수 있다.
인간 피부 두께의 예측 여성 상완 내측부 평균±SD(㎛)
표피 157.6±23.4
진피 743.7±71.9
피부 901.3±80.7
<실시예 8>
40대 여성 피험자의 상완 내측부의 피부(표피+진피), 표피 및 진피의 각각의 두께의 예측을, 실시예 4 및 6에서의 근적외 흡수 스펙트럼의 파수 영역을, 아미드(CONH2)의 구조 특성인 6940 내지 6850㎝-1, 6710 내지 6540㎝-1, 6250 내지 6170㎝-1, 5130 내지 5080㎝-1, 4950 내지 4850㎝-1, 4760 내지 4690㎝-1 및 4670 내지 4610㎝-1로 치환하고, 마찬가지의 수순으로 PLS 회귀 분석을 행하여 취득한 예측 모델(검량선)을 이용하여 실시하였다(표 5 참조). 표 5로부터, 상대 표준 편차(변동 계수)가 15% 전후인 높은 정밀도로 예측할 수 있음을 알 수 있다.
인간 피부 두께의 예측 여성 상완 내측부 평균±SD(㎛)
표피 157.6±25.3
진피 743.7±97.7
피부 901.3±98.2
<비교예 5>
실시예 4 및 6에서의 근적외 흡수 스펙트럼의 파수 영역을 8000 내지 4000㎝-1로 치환하고, 마찬가지의 수순으로 PLS 회귀 분석을 행하여 취득한 예측 모델(검량선)을 이용하여, 40대 여성 피험자의 상완 내측부의 피부(표피+진피), 표피 및 진피의 각각의 두께의 예측을 행하였다. 상대 표준 편차(변동 계수)가 20 내지 30% 이상이고, 피부(표피+진피), 표피 및 진피의 각각의 두께의 측정에서, 본원 발명만큼 유효한 예측을 할 수 없음을 알 수 있다.
<비교예 6>
실시예 4에서, 아미드 결합(CONH)의 파수 영역 대신에, 메틸 결합(CH3)의 파수 영역:7380 내지 7330㎝-1, 5850 내지 5780㎝-1, 5650 내지 5600㎝-1, 4400 내지 4380㎝-1로 치환하고, 마찬가지의 수순으로 PLS 회귀 분석을 행하였다. 얻어진 표피, 진피 및 피부(표피+진피)의 각 두께의 예측 모델(검량선)을 도 23 내지 25에 나타낸다. 도 23 내지 25로부터, 예측 모델의 상관 계수가 0.71 내지 0.74이고, 헤어리스 마우스에서, 아미드 결합(CONH)의 파수 영역의 경우와 같이, 높은 정밀도로, 표피, 진피 및 피부(표피+진피)의 각 두께를 예측할 수 없음을 알 수 있다. 도 23 내지 25를 이용하여, 14주령의 자외선 조사와 자외선 미조사의 헤어리스 마우스의 피부(표피+진피), 표피 및 진피의 각각의 두께를 예측하였다(표 6 참조). 표 6으로부터, 상대 표준 편차(변동 계수)는 20 내지 30% 전후로 업하고, 피부(표피+진피), 표피 및 진피의 각각의 두께의 예측에서, 본원 발명만큼 유효한 예측을 할 수 없음을 알 수 있다.
마우스의 피부 두께의 예측 자외선 조사군 평균±SD(㎛) 자외선 미조사군 평균±SD(㎛)
표피 58.9±12.7 18.0±6.7
진피 222.9±35.4 131.4±21.8
피부 281.8±49.6 149.3±30.9
<비교예 7>
실시예 6에서, 아미드 결합(CONH)의 파수 영역 대신에, 메틸 결합(CH3)의 파수 영역:7380 내지 7330㎝-1, 5850 내지 5780㎝-1, 5650 내지 5600㎝-1, 4400 내지 4380㎝-1로 치환하고, 마찬가지의 수순으로 PLS 회귀 분석을 행하였다. 얻어진 표피, 진피 및 피부(표피+진피)의 각 두께의 예측 모델(검량선)을 도 26 내지 28에 나타낸다. 도 26 내지 28로부터, 예측 모델의 상관 계수가 0.68 내지 0.73이고, 인간에서, 아미드 결합(CONH)의 파수 영역의 경우와 같이, 높은 정밀도로의 표피, 진피 및 피부(표피+진피)의 각 두께를 예측할 수 없음을 알 수 있다. 도 26 내지 28을 이용하여, 40대 여성 피험자의 상완 내측부의 피부(표피+진피), 표피 및 진피의 각각의 두께를 예측하였다(표 7 참조). 표 7로부터, 상대 표준 편차(변동 계수)는 20% 전후로 업하고, 피부(표피+진피), 표피 및 진피의 각각의 두께의 예측에서, 본원 발명만큼 유효한 예측을 할 수 없음을 알 수 있다.
인간 피부 두께의 예측 여성 상완 내측부 평균±SD(㎛)
표피 157.6±25.9
진피 743.7±151.5
피부 901.3±177.3
본 발명에 의해, 인간이나 마우스의 피부의 자외선에 의한 손상의 정도 및 피부의 생리적 노화의 정도 중 적어도 한쪽을 비침습적 또한 정량적으로 판정할 수 있다. 또한, 본 발명에 의해, 피부의 표피의 두께 및 진피의 두께 중 적어도 한쪽 을 비침습적 또한 정량적으로 예측할 수 있다. 그 판정, 예측의 결과를 이용함으로써, 피부의 자외선에 의한 손상의 정도 및 피부의 생리적 노화의 정도 중 적어도 한쪽, 및 피부의 표피의 두께 및 진피의 두께 중 적어도 한쪽을 경시적으로 모니터링하는 것이 가능해지고, 일반인이 백화점, 점두 혹은 고객의 집에서, 피부에 대한 화장료의 평가, 피부 상태의 평가, 화장료 선택이나 그 평가 등의 어드바이스나 카운슬링을 용이하면서 정확하게 누릴 수 있게 된다.

Claims (11)

  1. (X1) 피부의 자외선에 의한 손상의 정도 및 피부의 생리적 노화의 정도 중 적어도 한쪽이 알려진 2종 이상의 피부의, 측정 파수 영역 5990 내지 5490㎝-1 및 5000 내지 4480㎝-1에서의 특정 파수 영역 근적외 흡수 스펙트럼의 다변량 해석의 해석 결과로부터, 피부의 자외선에 의한 손상의 정도 및 피부의 생리적 노화의 정도 중 적어도 한쪽과, 특정 파수 영역 피부의 근적외 흡수 스펙트럼의 상관 관계를 얻는 단계와,
    (X2) 판정 대상인, 피부의 자외선에 의한 손상의 정도 및 피부의 생리적 노화의 정도 중 적어도 한쪽이 미지인 피부의 특정 파수 영역 근적외 흡수 스펙트럼을 얻는 단계와,
    (X3) 상기 단계 (X1)에서 얻어진 상관 관계에 기초하여, 상기 단계 (X2)에서 얻어진 특정 파수 영역 근적외 흡수 스펙트럼으로부터, 피부의 자외선에 의한 손상의 정도 및 피부의 생리적 노화의 정도 중 적어도 한쪽을 판정하는 단계
    를 포함하는, 피부의 근적외 흡수 스펙트럼으로부터, 그 피부의 자외선에 의한 손상의 정도 및 그 피부의 생리적 노화의 정도 중 적어도 한쪽을 판정하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 피부의 자외선에 의한 손상의 정도 및 그 피부의 생리적 노화의 정도 양자 모두를 동시에 판정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 다변량 해석이, 주성분 분석(PCA)법, SIMCA법, 또는 KNN법인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. (Y1) 피부의 표피의 두께 및 진피의 두께 중 적어도 한쪽이 알려진 2종 이상의 피부의, 측정 파수 영역 6850 내지 6620㎝-1, 6540 내지 5990㎝-1, 5240 내지 5180㎝-1, 5030 내지 4980㎝-1, 4760 내지 4720㎝-1 및 4650 내지 4610㎝-1, 또는 6940 내지 6850㎝-1, 6710 내지 6540㎝-1, 6250 내지 6170㎝-1, 5130 내지 5080㎝-1, 4950 내지 4850㎝-1, 4760 내지 4690㎝-1 및 4670 내지 4610㎝-1에서의 특정 파수 영역 근적외 흡수 스펙트럼의 다변량 해석의 해석 결과로부터, 피부의 표피의 두께 및 진피의 두께 중 적어도 한쪽과, 피부의 특정 파수 영역 근적외 흡수 스펙트럼의 상관 관계를 얻는 단계와,
    (Y2) 예측 대상인, 피부의 표피의 두께 및 진피의 두께 중 적어도 한쪽이 미지인 피부의 특정 파수 영역 근적외 흡수 스펙트럼을 얻는 단계와,
    (Y3) 상기 단계 (Y1)에서 얻어진 상관 관계에 기초하여, 상기 단계 (Y2)에서 얻어진 특정 파수 영역 근적외 흡수 스펙트럼으로부터, 피부의 표피의 두께 및 진피의 두께 중 적어도 한쪽을 예측하는 단계
    를 포함하는, 피부의 근적외 흡수 스펙트럼으로부터, 피부의 표피의 두께 및 진피 의 두께 중 적어도 한쪽을 예측하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 피부의 표피의 두께와 진피의 두께 양자 모두를 동시에 예측하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 다변량 해석이, 파셜 리스트 스퀘어(PLS)법, 또는 주성분 회귀 분석(PCR)법인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 방법을 이용하여, 화장료를 선택하는 단계를 포함하는, 화장료의 선택 방법.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 방법을 이용하여, 경시적인 피부의 변화를 시계열적으로 파악해 가는 단계를 포함하는, 피부 상태의 모니터링 방법.
  9. 제8항에 있어서, 피부에 대한 처치에 의한 효과를 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 모니터링 방법.
  10. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 방법을 이용하여, 화장료의 투여 전과 투여 후의 피부의 상태 또는 두께를 비교하고, 그 변화를 지표로 하여 화장료를 평가하는 단계를 포함하는 화장료의 평가 방법.
  11. 제10항에 있어서, 피부의 두께 중, 진피의 두께가 화장료의 투여에 의해 증가한 경우, 상기 화장료는 주름 개선 작용을 가진다고 평가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화장료의 평가 방법.
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