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보고서 상세정보

인공 피부 모델을 이용한 안전성 평가 방법의 개발
The development of safety test of cosmetic ingredients using artificial skin models

  • 사업명

    식품의약품안전성관리

  • 과제명

    나노기술·생명공학 기술을 이용한 기능성화장품의 평가방법 연구- 인공피부모델을 이용한 안전성평가방법의 개발(I)

  • 주관연구기관

    서울대학교 의과대학
    Seoul National University

  • 연구책임자

    조광현

  • 보고서유형

    최종보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2004-11

  • 과제시작년도

    2004

  • 주관부처

    식품의약품안전청

  • 사업 관리 기관

    식품의약품안전청
    Korea Food & Drug Administration

  • 등록번호

    TRKO201000016534

  • 과제고유번호

    1470000467

  • 키워드

    화장품.안전성.피부 자극성.인공 피부 모델.cosmetics.safety test.skin irritation.artificial skin.

  • DB 구축일자

    2013-04-18

  • 초록 


    Introduction: Newly developed cosmetic ingredients, final products and topically applied drugs must go through safety test in vie...

    Introduction: Newly developed cosmetic ingredients, final products and topically applied drugs must go through safety test in view of percutaneous absorption, skin sensitization and skin irritation. Skin irritation is one of the most common adverse reaction of topical agents and cosmetics in humans and can happen to everyone. Safety test performed in human skin is best suitable methods for predicting skin irritation, however it has limitations that it requires too much cost and time and can evoke ethical problems. In vitro test models standardized, objective and well-correlated with the in vivo status should be developed. In the present study, the usefulness of artificial skins in assessment of skin irritation of topical agents was evaluated and suitable biomarkers reflecting in vitro skin irritation was studied.
    Materials and Methods: Two most commonly used artificial skin models(LSE and DED) were compared in respect to function and formation of stratum corneum, first barrier to topical agents, by observation of epidermal differentiation process and changes after standardized test agent application. Five test materials (Sodium dedocyl sulfate(SDS), 4,4,-methylene-bis-dimethyl aniline(DA), methyl palmitate(MP), transcinnaldehyde(TC), isopropanol(ISO)) were applied on artificial skins and in vivo human skin and also treated in the media of monolayerly cultured keratinocytes in various concentrations. Morphological observation as well as measurement of cellular viabilities(MTT assay) and IL-1α release was performed. Epidermal damages, decreased cellular viabilities and increased IL-1α were observed in concentration and irritancy-dependent manner. In artificial skins and in vivo patch test, skin irritation ranking order of test agents were assumed as SDS>DA>MP>TC >>ISO. However, in monolayerly cultured keratinocytes, TC was the most irritative agent according to MTT assays (TC>SDS>DA>MP>>ISO). IL-1α releases seemed to show very subtle epidermal damage not recognized by MTT assays.
    Conclusion: Artificial skins, although they have imperfect barrier function compared with in vivo human skin, can be promising means for assessing skin irritation of topically applied agents and cosmetics. IL-1α can be a suitable objective biomarker reflecting in vitro skin irritation. The further studies about improvement of barrier function of artificial skins should be going on for the establishment of in vitro test models of skin irritancy, more appropriate and more closer to in vivo.


    서론: 피부에 국소 도포하는 화장품의 경우 새로운 성분 (ingredient) 이나 제품 (final product) 이 개발이 되면 필수적으로 효력 평가과 함께 피부를 통한 흡수의 정도, 피부 감작, 피부 자극성의 3가지 측면에서...

    서론: 피부에 국소 도포하는 화장품의 경우 새로운 성분 (ingredient) 이나 제품 (final product) 이 개발이 되면 필수적으로 효력 평가과 함께 피부를 통한 흡수의 정도, 피부 감작, 피부 자극성의 3가지 측면에서의 안전성 평가가 이루어져야 한다. 이중 피부 자극성은 화장품 도포후의 피부 감작이 있는 사람에서만 일어나는 알레르기성 접촉 피부염과는 달리 모든 사람에서 일어날 수 있는 현상이며 국소 제제 도포 후에 피부에서 일어나는 염증 반응 중 가장 흔한 부작용이다. 그러므로 이에 대한 객관적인 평가 기준의 확립은 화장품 안전성 평가에서 매우 중요하다고 할 수 있다. 따라서 본 연구자들은 수년전부터 연구를 하고 있었던 인공 피부 모델을 이용하여 화장품과 국소 도포 제제의 피부 자극성 검사에 대해서 인체 피부를 대체할 수 있는 실험실적 평가 방법을 확립하고자 하였다. 연구의 내용 및 방법: 인공 피부 모델과 인체의 피부의 상관성을 비교하기 위해 현재 사용되고 있는 LSE 모델과 DED 모델을 각각 제조하여 피부 자극성 평가에 있어서 가장 중요한 각질층의 형성 정도와 성상을 표피 분화 표식자를 이용하여 비교하고 피부 자극성 평가에서 있어서 기준이 되는 물질을 도포한 후 두 모델을 비교 관찰한다. 단층배양한 각질형성세포와 제조된 인공 피부 모델에 시험물질(Sodium dodecyl sulfate(SDS), 4,4,-methylene-bis-dimethyl aniline(DA), methyl palmitate(MP), transcinnaldehyde(TC), isopropanol(ISO)) 을 처리한 후 자극성의 정도를 세포의 생존도와 cytokine 분비의 측면에서 관찰하고 인체 자원자에 첩포 검사를 시행한 결과와 비교하여 실험실적 방법에서의 피부 자극성 평가 방법과의 상관성 정도를 관찰하여 실험실적 안전성 평가 방법을 확립하고자 하였다.
    연구 결과: LSE 모델이 DED 모델보다는 각질층의 기능은 불완전하지만 표준화된 실험실적 방법으 로는 보다 우수한 모델임을 알 수 있었다. 인공 피부 모델에 도포하는 시험 물질의 농도가 높아질수록, 피부 자극성이 높은 물질을 도포할수록 표피의 손상이 형태학적인 관찰시에 뚜렷이 보여지고 세포의 증식도가 감소하고 IL-1α 의 발현량은 증가하는 것을 볼 수 있었다. 인공 피부 모델에서 MTT 결과로 구한 ED50 과 IL-1α의 발현 양상으로 시험 물질의 자극성을 평가하였을때의 결과는 SDS>DA>MP>TC>>ISO 의 순으로 자극성이 감소하였으며 이는 인체 첩포 검사에서도 같은 결과를 보여주었다. IL-1α의 발현량은 세포의 증식도를 보여주는 MTT 결과보다 각질형성세포의 손상을 예민하게 반영하였다. 반면 단층배양한 각질형성세포에서는 TC>SDS>DA>MP>>ISO의 순으로 자극성이 감소하는 것이 관찰되어 인체 피부에서의 결과와 차이가 나는 것을 관찰할 수 있었다.
    결론: 인공 피부 모델은 실험실적 방법으로 피부 자극성을 평가하는데 있어 좋은 모델이라고 생각된다. 실험실내 방법으로 피부 자극성을 반영하는 biological marker로는 IL-1α가 세포독성도 검사와 함께 매우 유용하다고 생각된다. 보다 인체 피부에 근접한 실험실내 방법으로 인공 피부 모델을 확립하려면 불완전한 각질층의 기능을 개선하는데 앞으로의 연구가 진행이 되어야 할 것으로 생각한다.


  • 목차(Contents) 

    1. 연구결과보고서 ...1
    2. 제출문 ...2
    3. 한글요약문 ...3
    4. Summary ...4
    5. 목차 ...5
    6. 제1장 서론 ...6
    7. 가. 연구의 배경 및 필요성 ...6
    8. 나. 연구의 목적 ...7
    9. 제2장 국내.외 기술개발 현황 ...8
    10. 제3...
    1. 연구결과보고서 ...1
    2. 제출문 ...2
    3. 한글요약문 ...3
    4. Summary ...4
    5. 목차 ...5
    6. 제1장 서론 ...6
    7. 가. 연구의 배경 및 필요성 ...6
    8. 나. 연구의 목적 ...7
    9. 제2장 국내.외 기술개발 현황 ...8
    10. 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ...9
    11. 가. 연구내용 ...9
    12. 나. 연구방법 ...11
    13. 다. 연구결과 ...17
    14. 라. 연구결과 정리 및 결론 ...35
    15. 제4장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 ...37
    16. 제5장 연구개발결과의 활용성과 및 계획 ...38
    17. 가. 계량적 성과 ...38
    18. 나. 성과내용기술...38
    19. 다. 활용계획 ...38
    20. 제6장 기타 중요변경사항 ...39
    21. 제7장 참고문헌 ...40
    22. 총괄 연구과제 요약 ...44
  • 참고문헌

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