KR20240000170A - 솔비탄 카프릴레이트를 포함하는 큐티박테리움 균주의 바이오필름 형성 조절용 조성물 - Google Patents
솔비탄 카프릴레이트를 포함하는 큐티박테리움 균주의 바이오필름 형성 조절용 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 솔비탄 카프릴레이트 (Sorbitan caprylate)를 유효성분으로 포함하는 큐티박테리움 균주 (Cutibacterium sp.)의 바이오필름 형성 조절용 조성물, 마이크로바이옴 밸런스 유지용 화장료 조성물 및의약외품 조성물에 관한 것으로서,
솔비탄 카프릴레이트을 유효성분으로 포함하는 조성물이 큐티박테리움 균주의 바이오필름 형성을 조절함으로써, 피부 마이크로바이옴 밸런스를 유지함에 따라 피부에 안전하면서도 피부 상태 개선 효과가 우수한 화장료 조성물, 의약외품 조성물로 이용될 수 있다.
솔비탄 카프릴레이트을 유효성분으로 포함하는 조성물이 큐티박테리움 균주의 바이오필름 형성을 조절함으로써, 피부 마이크로바이옴 밸런스를 유지함에 따라 피부에 안전하면서도 피부 상태 개선 효과가 우수한 화장료 조성물, 의약외품 조성물로 이용될 수 있다.
Description
본 발명은 솔비탄 카프릴레이트 (Sorbitan caprylate)를 유효성분으로 포함하는 큐티박테리움 균주 (Cutibacterium sp.)의 바이오필름 형성 조절용 조성물, 화장료 조성물, 의약외품 조성물 및 큐티박테리움 균주의 마이크로바이옴 밸런스 유지용 화장료 조성물에 관한 것이다.
미생물의 바이오필름은 환경 내에 적응하기 위한 그들만의 생활양식이다. 미생물에 의하여 형성된 바이오필름은 다양한 표면에 강하게 부착되어 있어 제거하기가 힘들고, 부유생활을 할 때에 비하여 가혹한 환경(예를 들어, pH, 온도, 영양분의 고갈 등)과 항생제들의 공격 등에 대하여 훨씬 강한 저항력을 가지기 때문에 멸균과 소독이 힘들다.
또한, 미생물은 이러한 생물막의 형성 결과로 다양한 이득을 얻을 수 있기 때문에, 대부분의 자연 및 산업 환경에서 생물막 형태로 존재하게 된다. 생물막을 형성하는 미생물들은 EPS (extracellular polymeric substance; Carbohydrate, Protein, and Nucleic acid)라 불리는 개개의 미생물이 외부로 분비한 고분자 물질로 덮여 표면에 고착되어 존재한다. 따라서, 바이오필름은 세균, 효모, 곰팡이 등 미생물이 특정조건에서 인체 (예를 들어, 피부, 구강, 치아 등)나 설비 (예를 들어, 배관, 저장탱크 등) 등의 표면에 필름처럼 부착되어 있는 미생물의 집합체라 할 수 있으며, 그 자체가 미생물의 서식처로도 제공되어 균의 서식을 가속화하기도 한다. 이러한 바이오필름의 미생물은 산업계 및 의학계 전반에서 심각한 문제를 일으킬 수 있으므로, 바이오필름 제거 또는 형성 억제용 조성물 및 바이오필름 형성을 억제하거나 제거하는 방법에 대한 연구가 요구되는 상황이다.
특히, 다당류의 수소결합으로 밀집되어 있는 바이오필름 외부 매트릭스는 항균제 등이 내부로 침투하는 것을 막아 항균제의 작용을 방해한다. 따라서, 바이오필름 제거를 위해 강산/강염기 처리 또는 물리적으로 직접 긁어 내는 방법 등을 필요로 한다. 하지만, 피부나 두피와 같은 인체 바이오필름은 위의 제거 방법을 사용하지 못한다. 또한, 생활에서 사용하는 제품은 안전성 등의 문제로 바이오필름을 제거할 수 있는 강한 화학 약품을 사용하지 못한다.
이에 따라서 바이오필름 제거에 있어서 인체에 보다 안전하고 효과적인 방법을 개발하기 위하여 많은 연구가 진행되고 있다.
큐티박테리움 아크네스 (Cutibacterium acnes, C.acnes)는 프로피오니박테리움 아크네스 (Propionibacterium acnes)라고도 불리며, 피부, 결막, 외이(外耳), 인두부, 여성 비뇨기 등에 상재하는 균이다. 얼굴 모공피지선의 80% 이상 비율로 존재하는 피부 우점균인 동시에 (상리)공생균이고 (Sci Rep. 2016; 6: 36062, Br J Dermatol. 2008 Mar. 158(3):442-455), 심상성 여드름 (acne vulgaris)을 일으키는 원인이기도 하다.
여드름 소구 제품에서 사용하고 있는 살리실산이나 벤조일퍼옥사이드, 테트라사이클린 같은 여드름 기능성 소재는 공생균과 유익균도 제거하여 마이크로바이옴 군집붕괴/장내 세균 불균형 (dysbiosis) 우려가 있고, 항생제 내성 문제를 야기할 수 있다.
이러한 배경하에, 본 발명자들은 유해균을 선택적으로 억제하고, 여드름과 관계성이 없는 균주는 유지함으로써 마이크로바이옴 밸런스를 유지할 수 있는 인체에 보다 안전하고 효과적인 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 하나의 목적은 솔비탄 카프릴레이트 (Sorbitan caprylate)를 유효성분으로 포함하는 큐티박테리움 균주 (Cutibacterium sp.)의 바이오필름 형성 조절용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 목적은 솔비탄 카프릴레이트를 유효성분으로 포함하는 큐티박테리움 균주의 바이오필름 형성 조절용 화장료 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 목적은 솔비탄 카프릴레이트를 유효성분으로 포함하는 큐티박테리움 균주의 바이오필름 형성 조절용 의약외품 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 하나의 목적은 솔비탄 카프릴레이트를 유효성분으로 포함하는 큐티박테리움 균주의 마이크로바이옴 밸런스 유지용 화장료 조성물을 제공하는 것이다.
이하 본 발명 내용에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 한편, 본 발명에서 개시한 일 양태의 설명 및 실시 형태는 공통된 사항에 대하여 다른 양태의 설명 및 실시 형태에도 적용될 수 있다. 또한, 본 발명에서 개시된 다양한 요소들의 모든 조합이 본 발명의 범주에 속한다. 더불어, 하기 기술된 구체적인 서술에 의하여 본 발명의 범주가 제한된다고 볼 수 없다.
또한, 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 통상의 실험만을 사용하여 본 발명에 기재된 본 발명의 특정 양태에 대한 다수의 등가물은 본 발명에 포함되는 것으로 의도한다.
상기 목적을 달성하기 위한 하나의 양태는 솔비탄 카프릴레이트 (Sorbitan caprylate)를 유효성분으로 포함하는 큐티박테리움 균주 (Cutibacterium sp.)의 바이오필름 형성 조절용 조성물을 제공한다.
본 발명의 용어, “솔비탄 카프릴레이트 (Sorbitan caprylate)”는 솔비톨과 카프릴릭애시드의 에스터 결합물이다. 물에 오일이 순산된 형태인 수중유(Oil in Water) 형태의 유탁액을 만드는데 사용된다. 또한, 솔비탄 카프릴레이트는 방부를 도우므로, 방부제 농도나 용량을 낮추는 역할을 하기도 한다.
본 발명에서 솔비탄 카프릴레이트는 큐티박테리움 아크네스의 바이오필름을 균주에 따라 선택적으로 조절할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 용어, “큐티박테리움 (Cutibacterium sp.)”은 그람 양성, 무산소성의 불규칙한 모양의 세균 속이다. 본 발명의 “큐티박테리움 아크네스 (Cutibacterium acnes, C.acnes)”는 프로피오니박테리움 아크네스 (Propionibacterium acnes)로 불렸으며, 혐기성 혹은 내산소성(aerotolerant)이며 운동성이 없고 탄수화물 발효가 가능한 균이다. 모낭의 피지선에서 분비되는 지방산을 분해하며 살고, 일반적으로 젊은이들의 여드름의 원인이 되거나 기회감염균으로 작용한다. 특히, 유전자 타입에 따라 피부에서 유익균과 유해균으로 구별되므로 필요에 따라 선택적으로 조절할 필요가 있다.
본 발명의 용어, “RT (ribotype)”은 균주의 16S 리보좀 서브유닛의 핵산 서열(16S rDNA)을 의미하며, C.acnes는 유전자 타입(ribotype)에 따라 여러 균주 (strain)으로 나뉜다. 그 예로, RT1, RT2, RT3, RT4, RT5, RT7, RT8, RT9 또는 RT10일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 본 발명의 일 구현예에서는 건강 피부 대비 여드름 피부에서 발견된 비율에 따라, 유전자 타입을 기준으로 C.acnes를 상재균, 유익균, 유해균으로 구분하였다 (Am J Clin Dermatol. 2019 Jun; 20(3): 335-344, J Invest Dermatol. 2013 Sep; 133(9): 2152-2160).
본 발명의 용어, “상재균 (resident flora)”은 인체에 존재하는 미생물(세균) 가운데 다수의 사람들이 공유하며 병원성을 나타내지 않는 것으로, 기본적으로 사람의 건강에 영향을 주지 않고 공생관계에 있는 것을 가리키지만, 면역력 저하로 인한 기회감염을 유발하기도 한다.
“우점균”은 일정한 군집 내에서 가장 수가 많거나 넓은 면적을 차지하는 균으로서, 우점종이라고도 한다.
“공생균”은 살아있는 동물, 식물 또는 미생물 숙주와 물리적으로 밀접한 관계를 유지하며, 숙주에 질병을 유발하지 않고 함께(공생)하는 미생물로서, 숙주와의 상호작용 종류에 따라 관련 미생물은 편리공생균(commensal)과 상리공생균(symbiont)으로 구분된다.
상기 상재균, 우점균 및 공생균은 큐티박테리움 아크네스의 RT1 (ribotype 1)의 유전자 타입을 갖는 균주 등 일 수 있으며, 구체적으로, 큐티박테리움 아크네스 ATCC6919일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 본 발명에서 우점균 및 공생균은 상재균과 혼용되어 사용될 수 있다.
본 발명의 용어, “유익균”은 피부 재생 효과를 증진시킴으로써 피부 방어력을 증진시키고, 유해균의 세포막 파괴(사멸) 및 생장 억제를 통해 피부 재생을 증진시킨다. 또한, 염증인자의 발현을 억제시켜 피부 진정 및 피부 장벽 강화 효과를 나타내며, 피부 수분량 증진 및 수분 손실 억제 효과를 나타내고, 피부 pH를 약산성화하여 pH 환경을 개선함으로써, 피부 항상성을 유지하는 데 도움을 주는 균주를 의미한다. 상기 유익균은 예를 들어, 큐티박테리움 아크네스의 RT6 (ribotype 6)의 유전자 타입을 갖는 균주 등 일 수 있으며, 구체적으로, 큐티박테리움 아크네스 HL110PA3일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 용어, “유해균”은 피부에 염증 반응 또는 여드름 등을 일으키는 균을 의미한다. 상기 피부 유해균은 예를 들어, 큐티박테리움 아크네스의 RT4 (ribotype 4) 또는 RT5 (ribotype 5)의 유전자 타입을 갖는 균주 등 일 수 있으며, 구체적으로, 큐티박테리움 아크네스 HL053PA1 또는 HL043PA1일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명에서 용어, “바이오필름 (Biofilm)”은 미생물에 의하여 형성된 막 모양 구조체로, 표면에 연결된 미생물 세포층으로 이루어진 잘 구성된 미생물계로 복잡한 구조적 기능적 특징을 가지고 있다. 생체막은 미생물의 대사 과정에 영향을 주는 물리 화학적 구배를 갖는다. 바이오필름을 형성하는 세포는 부유세포보다 항생제에 대한 저항성이 1000배 이상 높으며, 바이오필름 형성은 여러 질병의 발병(pathogenesis)에 중요한 역할을 한다고 보고된다.
본 발명에서 용어, “바이오필름 형성 조절”은 미생물의 바이오필름 생성을 유지, 강화, 억제 또는 제거함을 의미한다. 바이오필름은 균이 만드는 일종의 보호막으로서, 이러한 바이오필름 형성 조절은 균의 생존과 직접적인 관계가 있다.
본 발명에서 용어, “선택적 조절”은 선택적으로 바이오필름을 유지, 강화 또는 억제하는 것을 의미한다. 다시 말해, 바이오필름을 선택적으로 조절한다는 것은 피부 유해균의 바이오필름을 선택적으로 억제하거나, 피부 유익균의 바이오필름을 선택적으로 유지 또는 강화함을 의미할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 바이오필름 형성의 선택적 조절로, 피부에 유익한 유익균은 유지하면서, 유해균만을 선택적으로 억제하여 피부 개선 효과 및 마이크로바이옴 밸런스 유지할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 일 구현예에서는 솔비탄 카프릴레이트 적용 시, 상재균의 바이오필름 형성율은 대조군과 유사하였고, 유해균의 바이오필름 형성은 억제하는 반면, 유익균의 바이오필름 형성은 현저히 증가함을 확인하였다 (표 1).
또한, 피부 조성물에 일반적으로 많이 사용되는 방부 소재, 항균성을 갖는 소재 또는 계면활성제 (유화제) 적용 시, 유해균 및 유익균에 대한 선택적인 제어 효과가 없는 반면, 솔비탄 카플레이트는 상재균/유익균 대비 유해균에서만 바이오필름 형성을 억제하는 것을 확인하였는바 (표 2, 표 3, 표 4), 솔비탄 카프릴레이트는 유해균의 바이오필름만을 선택적으로 억제하는 조성물로서 우수함을 확인하였다.
본 발명의 다른 하나의 양태는 솔비탄 카프릴레이트를 유효성분으로 포함하는 큐티박테리움 균주의 바이오필름 형성 조절용 화장료 조성물을 제공한다.
상기 “솔비탄 카프릴레이트”, “큐티박테리움”, “바이오필름”, “바이오필름 형성 조절”은 전술한 바와 같다.
본 발명의 용어, “화장료 조성물”은 용액, 외용 연고, 크림, 폼, 영양 화장수, 유연 화장수, 향수, 팩, 유연수, 유액, 메이크업 베이스, 에센스, 비누, 액체 세정료, 입욕제, 선 스크린 크림, 선 오일, 현탁액, 유탁액, 페이스트, 겔, 로션, 파우더, 비누, 계면 활성제-함유 클렌징, 오일, 분말 파운데이션, 유탁액 파운데이션, 왁스 파운데이션, 패취 및 스프레이로 구성되는 군에서 선택되는 제형일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 화장료 조성물은 일반 피부 화장료에 배합되는 화장품학적으로 허용 가능한 담체를 1종 이상 추가로 포함할 수 있으며, 통상의 성분으로 예를 들면 유분, 물, 계면 활성제, 보습제, 저급 알코올, 증점제, 킬레이트제, 색소, 방부제, 향료 등을 적절히 배합할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 화장료 조성물에 포함되는 화장품학적으로 허용 가능한 담체는 상기 화장료 조성물의 제형에 따라 다양하다.
본 발명의 화장료 제형이 연고, 페이스트, 크림, 또는 젤인 경우에는, 담체 성분으로서 동물성 유, 식물성 유, 왁스, 파라핀, 전분, 트라칸트, 셀룰로오스 유도체, 폴리에틸렌 글리콜, 실리콘, 벤토나이트, 실리카, 탈크, 산화 아연 등이 이용될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 이들은 단독으로 사용되거나 2종 이상 혼합되어 사용될 수 있다.
본 발명의 제형이 용액 또는 유탁액인 경우에는, 담체 성분으로서 용매, 용해화제 또는 유탁화제 등이 이용될 수 있으며, 예컨데 물, 에탄올, 이소프로판올, 에틸 카보네이트, 에틸 아세테이트, 벤질 알코올, 벤질 벤조에이트, 프로필렌 글리콜, 1,3-부틸글리콜 오일 등이 이용될 수 있고, 특히, 목화씨 오일, 땅콩 오일, 옥수수 배종 오일, 올리브 오일, 피마자 오일 및 참깨 오일, 글리세롤 지방족 에스테르, 폴리에틸렌 글리콜 또는 소르비탄의 지방산 에스테르가 이용될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 이들은 단독으로 사용되거나 2종 이상 사용될 수 있다.
본 발명의 제형이 현탁액인 경우에는, 담체 성분으로서 물, 에탄올 또는 프로필렌 글리콜과 같은 액상의 희석제, 에톡실화 이소스테아릴 알코올, 폴리옥시에틸렌 소르비톨 에스테르 및 폴리옥시에틸렌 소르비탄 에스테르와 같은 현탁제, 미소결정성 셀룰로오스, 알루미늄 메타하이드록시드, 벤토나이트, 아가 또는 트라칸트 등이 이용될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 이들은 단독으로 사용되거나 2종 이상 혼합되어 사용될 수 있다.
본 발명의 제형이 비누인 경우에는, 담체 성분으로서 지방산의 알칼리 금속염, 지방산 헤미에스테르 염, 지방산 단백질 히드롤리제이트, 이세티오네이트, 라놀린 유도체, 지방족 알코올, 식물성 유, 글리세롤, 당 등이 이용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이들은 단독으로 사용되거나 2 종 이상 혼합되어 사용될수 있다.
본 발명의 제형이 파우더 또는 스프레이인 경우에는, 담체 성분으로서 락토스, 탈크, 실리카, 알루미늄 히드록사이드, 칼슘 실케이트, 폴리아미드 파우더 또는 이들의 혼합물이 이용될 수 있고, 특히 스프레이인 경우에는 추가적으로 클로로 플루오로히드로카본, 프로판/부탄 또는 디메틸 에테르와 같은 추진제를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에 기재된 모든 성분이 바람직하게는 화장품 안전기준 등에 관한 규정 및 중국 '화장품 안전·기술 규범'에서 규정한 최대 사용치를 초과하지 않는 범위 내에서 본 발명의 조성물에 포함될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서는 화장료 조성물로서 적법한지 확인하기 위하여 항균 활성을 가지고 있는 방부제로서 화장품 원료인 펜틸렌 글라이콜 (pentylene glycol)을 혼합하여, 솔비탄 카프릴레이트/펜틸렌 글라이콜이 유해균의 바이오필름만을 선택적으로 억제함을 확인하였다 (표 5). 또한, 솔비탄 카프릴레이트 및 일반적인 화장수 원료를 혼합 시에도 상재균 (RT1)/유익균 대비 유해균에서만 바이오필름 형성을 억제함을 확인하였고 (표 7), 솔비탄 카프릴레이트/펜틸렌 글라이콜 및 일반적인 화장수 원료를 혼합 시에도 상재균 (RT1) 대비 유해균 (RT4, RT5)의 바이오필름 형성을 억제함을 확인하였는바, 화장료 조성물로서도 우수함을 확인하였다 (표 8).
본 발명의 다른 하나의 양태는 솔비탄 카프릴레이트를 유효성분으로 포함하는 큐티박테리움 균주의 바이오필름 형성 조절용 의약외품 조성물을 제공한다.
상기 “솔비탄 카프릴레이트”, “큐티박테리움”, “바이오필름”, “바이오필름 형성 조절”은 전술한 바와 같다.
본 발명의 용어 “의약외품”은 사람이나 동물의 질병을 진단, 치료, 개선, 경감, 처치 또는 예방할 목적으로 사용되는 물품들 중 의약품보다 작용이 경미한 물품들을 의미한다. 예를 들어, 약사법에 따른 의약외품은 의약품의 용도로 사용되는 물품을 제외한 것으로, 사람/동물의 질병 치료나 예방에 쓰이는 제품, 인체에 대한 작용이 경미하거나 직접 작용하지 않는 제품 등이 포함된다.
구체적으로, 상기 의약외품은 피부외용제 및 개인위생용품을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로 소독청결제, 샤워폼, 가그린, 물티슈, 세제비누, 핸드워시, 또는 연고제일 수 있으나 이에 제한되지는 않는다.
본 발명에 따른 상기 조성물을 의약외품 첨가물로 사용할 경우, 상기 조성물을 그대로 첨가하거나 다른 의약외품 또는 의약외품 성분과 함께 사용할 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용할 수 있다. 유효성분의 혼합량은 사용 목적에 따라 적합하게 결정될 수 있다.
본 발명의 다른 하나의 양태는 솔비탄 카프릴레이트를 유효성분으로 포함하는 큐티박테리움 균주의 바이오필름 형성 조절용 식품 조성물을 제공한다.
상기 “솔비탄 카프릴레이트”, “큐티박테리움”, “바이오필름”, “바이오필름 형성 조절” 은 전술한 바와 같다.
본 발명의 용어 "식품"은 육류, 소시지, 빵, 초콜릿, 캔디류, 스낵류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알코올음료, 비타민 복합체, 건강기능식품 등의 통상적인 의미의 식품을 모두 포함하며, 본 발명의 솔비탄 카프릴레이트를 포함할 수 있는 한, 이에 제한되지 않는다. 또한 본 발명에 따른 솔비탄 카프릴레이트를 주성분으로 하여 제조한 즙, 차, 젤리 및 주스 등에 첨가하여 제조할 수 있으며, 환제, 분말, 과립, 제, 정제, 캡슐 또는 액제 등의 형태를 포함할 수 있다.
상기 식품 조성물의 제조 시에는 당업계에서 통상적으로 첨가하는 원료 및 성분을 첨가하여 제조할 수 있으며, 그 종류는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 통상의 식품과 같이 여러 생약 추출물, 식품학적으로 허용 가능한 식품보조첨가제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 유효 성분의 혼합양은 사용 목적에 따라 적합하게 결정될 수 있으며, 본 발명의 조성물은 천연물로부터 유래한 추출물을 유효성분으로 하므로, 안정성 면에서 문제가 없기 때문에 혼합량에 큰 제한은 없다.
본 발명의 다른 하나의 양태는 솔비탄 카프릴레이트를 유효성분으로 포함하는 큐티박테리움 균주의 마이크로바이옴 밸런스 유지용 화장료 또는 의약외품 조성물을 제공한다.
상기 “솔비탄 카프릴레이트”, “화장료 조성물”, “의약외품”은 전술한 바와 같다.
본 발명의 용어, “마이크로바이옴 (Microbiome)”은 인체에 서식하는 미생물의 유전정보 전체나 미생물 자체를 일컫는 용어로서, 인간의 몸에 서식하며 공생하는 미생물인 마이크로바이오타 (Microbiota)와 게놈 (Genome) 의 합성어이다.
본 발명의 용어, “마이크로바이옴 밸런스”는 상기 마이크로바이옴 균형 유지를 의미하는 것으로서, 유익균 성장을 촉진하면서 유해균 성장을 억제하는 방식으로 마이크로바이옴의 균형을 유지할 수 있으며, 마이크로바이옴 밸런스가 무너질 경우 피부 장벽이 약해짐으로써 유해 미생물의 증식이 쉬워지게 된다. 구체적으로, 상기 마이크로바이옴 밸런스는 피부의 마이크로바이옴 밸런스일 수 있고, 또는 큐티박테리움 균주의 마이크로바이옴 밸런스 일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 솔비탄 카프릴레이트는 유해균의 바이오필름은 억제하는 반면, 유익균의 바이오필름을 유지 또는 강화함으로써, 마이크로바이옴의 밸런스를 유지할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명은 솔비탄 카프릴레이트을 유효성분으로 포함하는 조성물에 관한 것으로서, 상기 조성물은 큐티박테리움 균주의 바이오필름 형성을 조절함으로써, 피부 마이크로바이옴 밸런스를 유지함에 따라 피부에 안전하면서도 피부 상태 개선 효과가 우수한 화장료 조성물, 의약외품 조성물로 이용될 수 있다.
도 1은 솔비탄 카프릴레이트 0.05% 처리시 큐티박테리움 아크네스 균주별 바이오필름 형성율을 비교한 그래프이다.
도 2은 솔비탄 카프릴레이트 0.1% 처리시 큐티박테리움 아크네스 균주별 바이오필름 형성율을 비교한 그래프이다.
도 3은 방부 소재 처리시 큐티박테리움 아크네스 균주별 바이오필름 형성율을 비교한 그래프이다.
도 4는 항균성을 가지는 소재 처리시 큐티박테리움 아크네스 균주별 바이오필름 형성율을 비교한 그래프이다.
도 5는 솔비탄 카프릴레이트 및 펜틸렌 글라이콜 혼합원료 처리시 큐티박테리움 아크네스 균주별 바이오필름 형성율을 비교한 그래프이다.
도 6은 솔비탄 카프릴레이트 및 펜틸렌 글라이콜 혼합원료가 적용된 화장수 처리시 큐티박테리움 아크네스 균주별 바이오필름 형성율을 비교한 그래프이다.
도 7은 솔비탄 카프릴레이트 및 펜틸렌 글라이콜 혼합원료가 적용된 화장수 처리시 큐티박테리움 아크네스 유해균의 바이오필름만 선택적으로 억제하는 효과를 나타낸 그래프이다.
도 2은 솔비탄 카프릴레이트 0.1% 처리시 큐티박테리움 아크네스 균주별 바이오필름 형성율을 비교한 그래프이다.
도 3은 방부 소재 처리시 큐티박테리움 아크네스 균주별 바이오필름 형성율을 비교한 그래프이다.
도 4는 항균성을 가지는 소재 처리시 큐티박테리움 아크네스 균주별 바이오필름 형성율을 비교한 그래프이다.
도 5는 솔비탄 카프릴레이트 및 펜틸렌 글라이콜 혼합원료 처리시 큐티박테리움 아크네스 균주별 바이오필름 형성율을 비교한 그래프이다.
도 6은 솔비탄 카프릴레이트 및 펜틸렌 글라이콜 혼합원료가 적용된 화장수 처리시 큐티박테리움 아크네스 균주별 바이오필름 형성율을 비교한 그래프이다.
도 7은 솔비탄 카프릴레이트 및 펜틸렌 글라이콜 혼합원료가 적용된 화장수 처리시 큐티박테리움 아크네스 유해균의 바이오필름만 선택적으로 억제하는 효과를 나타낸 그래프이다.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실험예 1. 큐티박테리움 아크네스 (Cutibacterium acnes, C.acnes) 균주 선정 및 배양
C.acnes를 유전자 타입 (ribotype, RT)을 기준으로 여드름 유발과 연관성이 있는 균주를 선정하였다. ATCC6919 (C.acnes RT1), HL053PA1 (C.acnes RT4), HL043PA1 (C.acnes RT5), HL110PA3 (C.acnes RT6)와 같은 4종을 준비하였으며, C.acnes 균주별 (RT별) 혐기성 조건에서 멸균(고압멸균기(Autoclave)에서 121℃ 2기압, 15분)시킨 RCM 액체배지에서 배양하였다.
배양한 균주 4종의 OD값을 0.03으로 맞추기 위하여, 배양물이 0.03의 OD600이 되도록 균을 희석시켰으며, 24 well plate에 각각 0.9ml씩 분주(seeding)하였다. 시험군 시료 농도를 맞추어 24 well plate에 0.1ml씩 분주하였으며, 대조군은 시료 대신 멸균정제수(DW)를 0.1ml씩 분주하였고, 균주와 시료를 혼합하기 위하여, 진탕배양기 (shaking incubator)에서 300rpm 조건으로 30분 수행하였다. 60 내지 84시간 (약 72시간)동안 혐기 조건 밀폐용기에서 배양하였다.
실험예 2. 시료 준비
멸균정제수(water)에 시료(솔비탄 카프릴레이트)를 무게(g)로 계량하여 혼합하였고, voltexing 후 균질화하여 실험하였다. 제형 적용 실험시에는 멸균제형에 시료 혼합하였고, voltexing 후 균질화 하여 실험하였다.
실험예 3. 바이오필름 형성 억제 효과 검정
plate 바닥에 바이오필름이 형성되기에, plate에서 상층액 제거하고, 1회 멸균정제수로 세척(washing)하였다. 0.05% CV염료 (크리스탈 바이올렛, crystal violet) 1ml을 로딩하여 20분간 반응시켜 바이오필름을 염색하였다. 염료 제거 후 1회 멸균정제수로 세척하였고, CV 염료의 용출 목적으로 20% 아세트산 (acetic acid) 1ml을 로딩하여, 진탕배양기에서 300rpm 조건으로 30분 수행하였다. 분광광도계(Spectrophotometer)를 이용하여 545nm에서 흡광도(OD545)를 측정하여 CV염료의 용출량을 정량하였으며, 대조군과 실험군의 흡광도 값을 계산해 바이오필름 형성 억제를 평가/비교하였다.
실시예 1. 솔비탄 카프릴레이트 (Sorbitan caprylate) 소재 적용 시 바이오필름 형성 여부 확인
솔비탄 카프릴레이트 0.05%, 0.1% 적용 시, 바이오필름 형성 여부를 확인하기 위하여 CV염료를 이용하여 염색 후, 분광광도계를 이용하여 545nm에서 흡광도(OD545)를 측정하였고, 이를 통해 바이오필름 형성 억제 여부를 확인하였다 (표 1).
상기 표 1에 나타나듯이, 솔비탄 카프릴레이트 0.05% 적용 시, C.acnes의 상재균(공생균)인 RT1에서는 대조군(바이오필름 형성율 100%)과 바이오필름 형성율이 유사하였고, 유해균인 RT5에서는 대조군보다 형성율이 약 2배 감소하여 바이오필름 형성이 억제되었으며, 유익균인 RT6에서는 대조군보다 형성율이 약 2배 증가하여 바이오필름 형성이 강화됨을 확인하였다 (도 1),
솔비탄 카프릴레이트 0.1% 적용 시, RT1에서는 대조군과 바이오필름 형성이 유사하였고, RT5에서는 대조군보다 약 10배 감소하여 바이오필름 형성이 억제되었으며, RT6에서는 대조군보다 바이오필름 형성이 유사함을 확인하였다 (도 2).
이를 통하여 솔비탄 카프릴레이트는 상재균의 바이오필름 형성에는 영향을 미치지 않으며, 유익균의 바이오필름을 강화/유지하는 동시에 유해균의 바이오필름 형성을 선택적으로 억제할 수 있음을 확인하였다.
실시예 2. 방부 소재, 항균성을 갖는 소재 또는 계면활성제 (유화제) 적용 시 바이오필름 형성 억제 비교
실시예 2-1. 방부 소재 적용 시 바이오필름 형성 억제 비교
피부 조성물에 많이 사용되는 원료 3종 글리세릴 카프릴레이트 (glyceryl caprylate), 옥탄다이올 (octanediol), 헥산디올 (hexanediol)을 비교군으로 선정하였고, 균주에 0.05% 시료를 적용하여 흡광도(OD545)를 측정하였고, 이를 통해 바이오필름 형성 억제 여부를 비교하였다 (표 2).
상기 표 2에 나타나듯이, 비교군에서 유해균 (RT5)의 바이오필름 형성율이 대조군과 유사하고, 유익균 (RT6)의 바이오필름 형성율이 감소하거나 유사하였는바, 비교군은 유해균 및 유익균에 대한 선택적 제어 효과가 없음을 확인하였다.
반면, 시험군(솔비탄 카프릴레이트)에서는 RT5 바이오필름 형성율은 감소, RT6 바이오필름 형성율은 현저히 증가하였고, 특히 상재균 (RT1)/유익균 대비 유해균에서만 바이오필름 형성을 억제하였는바, 솔비탄 카프릴레이트의 선택적인 유해균의 바이오필름 형성 제어 효과가 우수함을 확인하였다 (도 3).
실시예 2-2. 항균성을 갖는 소재 적용 시 바이오필름 형성 억제 비교
바이오필름의 형성을 제어하는 항균소재를 4종 항균소재(토타롤, totarol), 항균성 식물추출물(BHC-C, 황금 추출물, 락토바실러스 발효물, 감초뿌리 추출물 및 밀리타리스동충하초균사체 추출물 mixture), 금속 항균소재(Sepitonic M3, Zn/Cu), 항균성 유산균발효물(락토포린, 락토바실러스 발효여과물)을 선정하였고, 균주에 0.3% 시료를 적용하여 흡광도(OD545)를 측정하였고, 이를 통해 바이오필름 형성 억제 여부를 비교하였다 (표 3).
표 3에 나타나듯이, 항균소재 (totarol)는 RT1, RT5, RT6 모두 대조군 대비 바이오필름 형성율이 낮았다. 항균성 식물추출물의 유해균(RT5)의 바이오필름 형성율에는 영향이 없었고, 유익균(RT6)의 바이오필름 형성율이 현저히 감소함을 확인하였으며, 금속 항균소재(Zn/Cu) 및 항균성 유산균발효물의 RT5와 RT6의 바이오필름 형성율이 대조군과 유사하였다. 따라서, 솔비탄 카프릴레이트와 달리, 기존에 항균성을 갖는 것으로 알려진 4종의 소재는 유해균에 대한 선택적인 바이오필름 형성 억제 활성을 갖지 않는 것을 확인하였다 (도 4).
실시예 2-3. 계면활성제 (유화제) 바이오필름 형성 억제 비교
피부 조성물에 사용되는 대표적인 계면활성제 (유화제) 4종을 솔비탄계 (Sorbitan Stearate), PEG계 (PEG-40 Hydrogenated Castor Oil), 폴리글리세릴계(Polyglyceryl-4 Caprylate), 레시틴계 (Hydrogenated Lecithin)를 비교군으로 선정하였고, 균주에 0.05% 시료를 적용하여 바이오필름 형성 억제 여부를 비교하였다 (표 4).
상기 표 4에 나타나듯이, 비교군에서 PEG계의 유해균 (RT4)의 바이오필름 형성율이 대조군 대비 약 3배 이상 증가하고, 폴리글리세릴계 및 레시틴계는 상재균(RT1) 및 유익균 (RT6)의 바이오필름 형성율이 대조군 대비 현저히 감소하였다.
반면, 시험군(솔비탄 카프릴레이트)에서는 유해균인 RT4 및 RT5 바이오필름 형성율은 감소, RT6 바이오필름 형성율은 현저히 증가하였고, 특히 상재균/유익균 대비 유해균에서만 바이오필름 형성을 억제하였는바, 솔비탄 카프릴레이트의 선택적인 유해균의 바이오필름 형성 제어 효과가 우수함을 확인하였다.
실시예 3. 솔비탄 카프릴레이트의 화장료 조성물로서 적법성 평가
실시예 3-1. 솔비탄 카프릴레이트를 화장품 원료와 동시 사용시 바이오필름 형성 억제 효과 검정
항균 활성을 가지고 있는 방부제로서 화장품 원료인 펜틸렌 글라이콜 (pentylene glycol)을 선정하였고, 이를 솔비탄 카프릴레이트에 동시 사용하는 경우 바이오필름 형성율을 측정하였다.
균주에 0.1% 솔비탄 카프릴레이트, 0.2% 펜틸렌 글라이콜 혼합원료를 적용하여, 흡광도(OD545)를 측정하였고, 이를 통해 바이오필름 형성 억제 여부를 비교하였다 (표 5).
표 5에서 나타나듯이, 솔비탄 카프릴레이트/펜틸렌 글라이콜의 유해균 (RT5)의 바이오필름 형성율이 대조군 대비 약 5배 감소하였고, 유익균(RT6)의 바이오필름 형성율은 대조군 대비 2배 증가하였는바, 카프릴레이트/펜틸렌 글라이콜 혼합원료에서도 유해균의 바이오필름만 선택적으로 억제함을 확인하였다 (도 5).
실시예 3-2. 솔비탄 카프릴레이트/펜틸렌 글라이콜의 화장수 제형에 적용 시 바이오필름 형성 억제 효과 검정
솔비탄 카프릴레이트/펜틸렌 글라이콜 혼합원료를 일반적인 화장수 제형에 사용하기 위하여, 일반적인 화장수 원료를 혼합하였다 (표 6).
균주에 0.2% 솔비탄 카프릴레이트를 화장수 제형에 적용 (시험군 1)하여 흡광도(OD545)를 측정하였고, 이를 통해 바이오필름 형성 억제 여부를 비교하였으며 (표 7), 균주에 0.3% 솔비탄 카프릴레이트/펜틸렌 글라이콜를 화장수 제형에 적용 (시험군 2)하여 흡광도(OD545)를 측정하였고, 이를 통해 바이오필름 형성 억제 여부를 비교하였다 (표 8).
상기 표 7에서 나타나듯이, 솔비탄 카프릴레이트의 화장수를 균주에 적용 시, 시험군 1에서 상재균 (RT1)/유익균 대비 유해균에서만 바이오필름 형성을 억제함을 확인하였다(도 6).
또한, 솔비탄 카프릴레이트/펜틸렌 글라이콜의 화장수를 균주에 적용시, 시험군 2에서도 유해균인 RT4 및 RT5의 바이오필름이 선택적으로 억제됨을 확인하였다 (도 7).
이상의 설명으로부터, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되어야 한다.
Claims (10)
- 솔비탄 카프릴레이트 (Sorbitan caprylate)를 유효성분으로 포함하는, 큐티박테리움 균주 (Cutibacterium sp.)의 바이오필름 형성 조절용 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 큐티박박테리움 속 균주는 큐티박테리움 아크네스 (Cutibacterium acnes, C.acnes)인 것을 특징으로 하는, 조성물.
- 제2항에 있어서, 상기 큐티박테리움 아크네스는 피부 상재균으로서 RT1 (ribotype 1)의 유전자 타입을 갖는 균주 (strain)인, 조성물.
- 제2항에 있어서, 상기 큐티박테리움 아크네스는 피부 유익균으로서 RT6 (ribotype 6)의 유전자 타입을 갖는 균주인, 조성물.
- 제2항에 있어서, 상기 큐티박테리움 아크네스는 피부 유해균으로서 RT4 (ribotype 4) 또는 RT5 (ribotype 5)의 유전자 타입을 갖는 균주인 것인, 조성물.
- 제4항에 있어서, 상기 솔비탄 카프릴레이트는 피부 유익균의 바이오필름을 선택적으로 유지 또는 강화하는 것인, 조성물.
- 제5항에 있어서, 상기 솔비탄 카프릴레이트는 피부 유해균의 바이오필름을 선택적으로 억제하는 것인, 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 조성물은 화장료 조성물인, 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 조성물은 의약외품 조성물인, 조성물.
- 솔비탄 카프릴레이트를 유효성분으로 포함하는 큐티박테리움 균주의 마이크로바이옴 밸런스 유지용 화장료 조성물.
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| KR1020220076776A KR20240000170A (ko) | 2022-06-23 | 2022-06-23 | 솔비탄 카프릴레이트를 포함하는 큐티박테리움 균주의 바이오필름 형성 조절용 조성물 |
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