‘고기능·고효과’ 요구에 기능성화장품 영역 확보
바이오 기술 기반 화장품 개발 경쟁도 치열 양상
화학경제연구원 주최 ‘제2회 기능성화장품 소재 기술 세미나
기능성화장품 소재 개발과 해외시장 진출 모색을 위한 ‘제 2회 기능성화장품 소재 기술 세미나’가 지난 달 22일 화학경제연구원 컨설팅사업부(www.cmri.co.kr) 주최로 전경련회관 다이아몬드홀에서 열렸다.
이번 세미나는 크게 ‘글로벌 동향·진출 전략’과 ‘원료·소재별 R&D 동향과 전망’이라는 두 가지의 테마 아래 ▲ 글로벌 화장품 연구개발의 새로운 패러다임 변화와 이에 대응하는 우리의 과제(박장서·글로벌 코스메틱 연구개발사업단장) ▲ 바이오 기술 기반 화장품 연구동향과 발전 방향(신동욱·아모레퍼시픽) ▲ 자외선 차단 기능성 화장품의 개발과 실무적용(박천호·코스맥스 R&I센터 이사) ▲ 화장품용 계면활성제 기술과 첨단 원료 개발 전망(김형걸·한국바스프 팀장) ▲ 화장품 펩타이드의 개발 현황과 향후 전망(강여홍·미원상사) ▲ 바이오화장품 분야에서 EGF개발과 화장품에서의 응용(민경현·대웅제약 수석연구원) ▲ 줄기세포 배양액과 화장품 응용 기술(한상근·한국콜마 이사) 등 7가지의 주제 발표가 진행됐다.
화장품산업 전문 언론으로서는 본지가 단독으로 이번 세미나를 지상중계한다.
고기능성과 고효과를 기대하는 소비자의 욕구가 강해짐에 따라 향후 줄기세포를 활용한 화장품과 바이오 기술에 기반한 화장품 개발 경쟁이 더욱 치열하게 전개될 것으로 예상된다. 사진은 지난 달 22일 화학경제연구원이 주최한 ‘제 2회 기능성화장품 소재 기술 세미나’전경.
글로벌 화장품 연구개발의 새로운 패러다임 변화와 이에 대응하는 우리의 과제
박장서·글로벌 코스메틱 연구개발사업단장
화장품에 대한 패러다임은 80년대 단순 상품 → 90년대 피부에 대한 명확한 타깃화 → 2000년대 활성 메커니즘 → 2010년대 세포와 윤리정신 → 2020년대 개인 맞춤형 뉴로코스메틱스로 변화하고 있다.
정부가 지난 2011년부터 2014년까지 4년간 화장품산업에 지원한 연구비는 총 1천775억원으로 화장품업계가 원하는 수치에는 미치지 못하고 있는 수준이기는 하지만 매년 점진적으로 증가하고 있다. 지난 2014년에 정부가 화장품분야에 투자한 금액은 577억원으로 국가 전체 R&D 투자점유율은 약 0.3%에 그치고 있다.
화장품 기업의 기술별 특허분석(1990~2012년)을 보면 글로벌기업이 국내기업보다 분포도가 다양한 것으로 나타났다. 글로벌기업은 ▲ 헤어(1천905개·24%)▲ 활성소재(1천542개·20%) ▲세정제(798개·10%) ▲ 화장품용기(691개·9%) ▲ 자외선 소재(611개·8%) ▲ 메이크업 소재(609개·8%) ▲ 기타(580개·7%)순으로 나타났다.
활성소재의 경우 ▲ 보습·피부장벽(532개·35%) ▲ 항노화(433개·28%) ▲ 항염증(376개·24%) ▲ 미백(120개·6%) 등으로 나눌 수 있다.
국내기업의 경우에는 활성화 소재가 2천860개(57%)를 기록, 압도적으로 많았으며 이는 다시 ▲ 항노화(1천35개·36%) ▲ 미백(680개·24%) ▲ 보습·피부장벽(384개·14%) ▲ 항염증(376개·24%) ▲ 기타(381개·13%)로 구분할 수 있다.
이밖에 ▲ 헤어소재(736개·15%) ▲ 메이크업 소재(395개·7%) ▲ 화장품 용기(343개·7%) ▲ 안정화 소재(166개·3%) ▲ 세정제(127개·2%) 순이다.
바이오 기술 기반 화장품 연구 동향과 발전 방향
신동욱·아모레퍼시픽 기술연구원 박사
안티에이징을 위한 융·복합 기술의 집합체 경향을 보이면서 트렌드에 민감할 뿐만 아니라 인문·사회학 등 문화적 요소가 가미되고 있다. 또 연구에서 사업화까지 의약품에 비해 기간이 짧다
바이오 화장품은 피부생명 현상의 이해를 통해 방법을 적용하고 생체물질을 통한 효능과 성분에기반한 것이며 천연 소재·바이오 공정 기반과 바이오 메커니즘, 생물체 성분이 중요하다.
특히 바이오 화장품은 소비자의 인식 수준이 높아지고 화장품 기업 간의 경쟁이 치열한 상황을 반영해 향후 기술 혁신이나 차별화의 중요성이 증대될 것으로 전망한다.
그는 이를 위해 ▲ 유전자·단백질 단위 수준의 기초 연구와 원료 개발 ▲ 효율적인 바이오 공정 설계와 생산 개발 효능·안정성·독성 평가 등의 역량 축적을 통해 메커니즘 기반의 바이오 기술을 통해 혁신과 차별화가 필요하다.
자외선 차단 기능성화장품의 개발과 실무적용
박천호·코스맥스 R&I센터 이사
자외선차단제는 천연 소재의 활용성은 높아지고 있지만 가격이 비싸고 성능이 검증되지 않아 유기·무기 소재를 적절하게 배합하고 있는 것이 현실이다.
자외선 차단제품 개발 동향을 살펴보면 미국의 경우 높은 자외선차단지수와 넓은 스펙트럼에 중점을 두고 있으며 유럽은 높은 UV-A 보호(COLIPA Ratio)에, 일본·중국·아세안 지역은 자외선차단과 미백기능에 포커스를 맞추고 우리나라는 높은 UV-B/UV-A 보호 기능과 함께 멀티기능성과 안전성·안정성에 무게를 두고 있다.
자외선 차단 기능성 화장품 심사통과 절차는 일반적으로 설계단계에서 본 임상 완료시까지 약 4개월이 걸리지만 임상완료 여부에 따라 기간 차이가 생길 수 있고 심사신청 준비기간(1개월) 동안에는 유효성자료·별첨근거자료 확보와 원료·제품 분석을 진행해야 하고 심사통과 기간은 약 3개월이 소요된다.
자외선 차단 기능성 화장품의 부자재 상용성은 PP＜PE＜PS＜AS＜ABS＜PETG＜Nylon(친유성→친수성 순서)으로 돼 있다. 친유성이 강한 부자재의 경우에는 침투성 있는 휘발오일 사용을 금지해야 하고 수분 휘발이 적다는 점, 그리고 친유성 성분 흡착 가능성이 높은 특징이 있으나 표면장력이 낮은 오일의 경우 표면을 타고 흘러나올 수 있는 단점도 있다.
친수성 부자재는 수분감량이 심하지만 휘발성 오일 감량이 낮고 친수성 성분 흡착 가능성이 높으며 친유성 부자재와는 반대로 표면장력이 낮은 오일의 경우에도 사용 가능한 것이 특징이다.
특히 튜브는 반드시 5겹 이상 다층 튜브를 사용해야 하며 튜브 중간에 에발수지를 넣어 내용물과 표면의 반응을 최소화해야 한다. 튜브 외 제품은 반드시 용기와의 상용성 테스트를 실시해야 하며 선 밀크의 경우 다층 브로우 용기(스테인리스 볼 함유)를 사용해야 한다. 또한 자(jar) 용기와 진공 펌프는 가능한 PP 재질을 권장하고 있다.
바이오화장품 분야에서 EGF개발과 화장품에서의 응용
민경현·대웅제약 수석연구원
EGF(상피세포 성장인자)는 1962년 미국의 스탠리 코헨이 신경성장인자를 연구하던 중 발견했다. 이는 세포의 체액(초유·모유정액·소변·땀·눈물·타액 등) 내에 존재하여 상처 치유에 효과적인 것으로 알려져 있다.
성장인자는 세포표면에 존재하는 특이적인 수용체에 결합하여 세포의 증식, 이동과 분화에 관여하는 단백질을 말한다. EGF의 3대 효과(인체 내 유용한 점)로는 ▲ 재상피화(Re-Epithelization) 효과로 상처부위에 있는 상피세포의 증식, 이동을 촉진 ▲ 육아조직 증식(Granulation) 효과로 진피조직(살갗 밑에 있는 조직)의 섬유아세포를 증식시켜 새살을 채워주며 ▲ 혈관 형성(Angiogenesis) 효과로 혈관을 이루는 내피세포의 재생을 촉진해 혈관을 생성한다는 점을 들 수 있.
EGF의 적용분야는 우선 상처치유로 ▲ 당뇨족부궤양 ▲ 정맥 울혈성 궤양 ▲ 욕창 ▲ 화상 ▲ 각막 상처 ▲ 고막천공 ▲ 여드름 피부질환 등에 기능할 수 있다.
위장관(Gastrointestinal tracts)에는 ▲ 위궤양 ▲ 십이지장궤양 ▲ 당뇨병 ▲ 점막염 ▲ 궤양성 장염 ▲ 신생아 괴사성 장염 ▲ 단장 중후군 ▲ 패혈증 ▲ 허혈성 재관류 장손상 등에 효과를 기대할 수 있다. 기타 분야로 ▲ 간경화증 ▲ 신경조직재생 ▲ 노인성치매 ▲ 요관폐쇄증(신부전) ▲ 폐부종 ▲ 혈압 강하 ▲ 화장품 ▲ 병원균 예방 ▲ 면역력 강화를 꼽을 수 있다.
한편 화장품에 응용 개발 단계는 원료등재(ICID)→효능평가(모델개발과 인-비트로 평가)→표준화(스케일 업·원료와 제조 공정의 표준화·비준)→독성시험(국내외 GLP 독성시험)→인체적용시험→인허가(식품의약품안전처)→상용화(국내외 마케팅과 해외 진출)로 진행할 수 있다.
줄기세포 배양액과 화장품 응용 기술
한상근·한국콜마 이사
줄기세포의 조직재생효과를 활용해 화장품의 효과와 가치를 높일 수 있는 연구·개발은 점차 확대될 것으로 보인다. 다만 인체 줄기세포 화장품보다 이슈가 적은 ‘식물 캘러스 배양액’이 다수 사용되고 있는 것이 실질적 개발 수준이다.
세계적으로 안티에이징에 대한 관심이 높아 고효능 제품에 대한 요구가 지속되고 있는 가운데 일본은 물론 중국 화장품 시장의 프리미엄화가 진행되고 있으며 국내 고기능성 화장품 시장은 4천억 원에서 연간 3% 이상의 성장세를 기록하고 있다.
세계줄기세포 화장품 시장과 관련 고효능 화장품에 대한 요구가 지속되고 있어 ‘스템셀(STEM CELL)’을 콘셉트로 출시한 화장품 사례가 늘고 있으며 세계적으로 줄기세포 화장품 시장은 ▲ 안티에이징 ▲ 주름감소 ▲ 항산화 ▲ 콜라겐 증가 등 항노화와 연관, 소비자가 기대하는 토털 케어로서의 효능과 상당 부분 유사하다.
스템셀이란 인간의 몸을 구성하거나 서로 다른 세포나 장기로 성장하는 모세포로, 화장품 소재로는 지방 유래의 줄기세포 배양액으로부터 만들어낸 단백질을 말한다. 이 세포는 다수의 성장인자 단백질이 함유돼 있어 5배가량의 콜라겐 증가와 섬유아세포 증식에 있어 30% 증가 효과가 있는 것으로 확인됐다.
지난 2014년을 기준으로 아시아 지역에서 줄기세포 콘셉트로 출시된 화장품은 한국(11%)과 일본(10%)에서 가장 높은 것으로 나타났다. 이어 중국(3%), 태국(1%), 싱가포로(1%)가 뒤를 이었다.
세계 줄기세포 화장품시장은 안전성 등의 이유로 식물줄기세포 배양액인 ‘캘러스 배양액’을 많이 사용하고 있으며 지난 2010년 1%에서 2013년에는 3%대로 성장했다.
현재 줄기세포 관련 출시 브랜드로는 ▲ 오휘 ▲ 더 셀인 ▲ 네이처리퍼블릭 ▲ 오리진 등을 들 수 있다. 다만 현재 배아줄기세포 배양액을 사용하는 것은 생명윤리와 도덕적 문제가 있고 공급의 한계가 있으며 많은 화장품 기업들이 인체 줄기세포의 여러 가지 이슈를 피하기 위해 인체지방세포 배양액 혹은 식물 줄기세포 배양액을 사용해 고효능 이미지를 부각하는 추세다. 동시에 아시아 지역을 중심으로 향후에도 지속적으로 과학과 화장품의 접목을 통한 고기능성 화장품 시장의 성장을 전망할 수 있다.
식물 줄기세포 배양액 문제점으로는 ▲식물의 모든 세포는 재생과 분화할 수 있는 능력이 있으므로 줄기세포의 정의가 모호하고 ▲식물의 성장과 생육을 담당하는 생장점으로부터 분리한 미분화된 세포를 일반세포군과 구별하기 위해 식물 줄기세포라는 용어를 사용하는 경우가 많고 ▲ 사업화의 문제점 ▲식물 줄기세포 추출물의 유효성분과 활성화의 과학적 근거가 미흡하다는 점을 들 수 있다.
한국콜마의 경우 사람으로부터 안전성 검사를 위해 ▲ 공여자 건강검진 ▲ 배양액 공정성과 안전성 ▲ 최종 배양액의 검사를 통해 안전성을 확보했다. 임상시험은 11명을 통해 4주간의 시험을 진행한 결과 사용 2주 후에는 4.26%의 개선율을 보였지만 4주 후에는 25.25%의 개선율을 확인했다.
