사이클로덱스트린(Cyclodextrin)의 화장품 유효성분으로서의 유용성 고찰 = Review of the Usability of Cyclodextrin as a Cosmetic Ingredient

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Skin is the outermost barrier of the body, making it vulnerable to various external stimuli that can directly influence skin aging. To maximize the impact of cosmetics that delay skin aging, the stabilization of cosmetic ingredients is necessary. In addition to microencapsulation, liposome, and liquid crystal methods to increase the bioavailability of cyclodextrin, various studies have been conducted that utilize its structural characteristics to improve its properties of solubility, stability, and sustained release. In the present study, we reviewed previous investigations demonstrating that cyclodextrin enhanced the usefulness of various active ingredients as cosmetics materials based on its structural characteristics. Cyclodextrin inclusion complexes of esculin, hydrogel, coenzyme Q10, and genistein were compared with each non-inclusion material. The results showed that cyclodextrin increased solubility and improved skin permeability. Additionally, cysteinyl β-cyclodextrin, formed by combining a structural unit of the amino acid cysteine with β-cyclodextrin, showed a complexing function specific to the flavonoid baicalein. The strongly hydrophilic cysteine site of the complex improved the dissolution of baicalein in water. Therefore, further studies should investigate the various structure-specific host complexes with different cyclodextrin structure derivatives besides the cysteinyl group to enhance the already verified efficacy of the effective ingredients. Furthermore, it is expected that cyclodextrin will be commercialized as a stabilizing material for active ingredients in the cosmetic industry if clinical studies can prove the effectiveness of the β-cyclodextrin inclusion function in functional cosmetics.

국문 초록 (Abstract)

피부는 신체의 가장 바깥에 위치하며 외부환경의 영향은 피부노화의 원인이 되기도 한다. 화장품을 이용한 피부의 노화 지연을 위한 노력에 있어서 화장품 성분의 안정화 기술 방법은 그 기능을 극대화 시키는데 있어서 중요하다. 마이크로캡슐화, 리포좀, 액정공법 이외에도 사이클로덱스트린(cyclodextrin)의 구조적 특성을 이용하여 물질의 용해성 및 안정성 증진, 서방형(徐放型)성질을 향상시켜 생체 이용률을 증가시키는 연구가 다양하게 진행되고 있다. 이에 본 총설에서는 cyclodextrin의 구조적 특성을 이용하여 다양한 유효성분의 화장품 원료로서의 유용성을 높일 수 있는 선행연구들을 고찰하였다. Esculin, hydrogel, coenzyme Q10, genistein 의 cyclodextrin 포접체와 포접하지 않은 상태의 각각의 물질과 비교한 결과 용해도가 증가하였고, 생물학적 안정성 및 피부투과율이 개선되었다. 또한, β-Cyclodextrin에 아미노산인 시스테인구조 단위를 결합시켜서 만든 cysteinyl β-cyclodextrin은 플라보노이드인 baicalein에 특이적인 포접 기능을 보여서 복합체를 만들었다. 물과 강한 친화력이 있는 시스테인 부위가 영향을 줌으로써복합체는 baicalein이 물에 더욱 잘 용해되도록 도와주는 것으로 나타났다. 따라서 cysteinyl 그룹을 첨가한 구조 이외에도 다양한cyclodextrin 구조의 유도체를 합성하여 Host 구조의 종류를 증가시킴으로써 이미 검증된 유효성분들의 효능을 부가시킬 수 있는구조 특이적인 Host를 제시하는 연구도 의미가 있을 것으로 생각된다. 또한 추후에 β-cyclodextrin의 포접기능을 이용한 기능성 화장품으로서의 효과를 입증하는 임상 연구 등이 보강된다면, cyclodextrin은 화장품 산업에서 유효성분의 안정화 소재로서 상용화될것으로 기대할 수 있다.

참고문헌 (Reference)

• 1 최동준, "제니스테인 Cyclodextrin 포접체의 항염 및 피부장벽에 미치는 영향" 대한화장품학회 44 (44): 171-181, 2018
• 2 김나영, "자외선을 조사한 인간 섬유아세포에서 황금추출물과 황금주요플라보 노이 성분이 MMP-1 발현에 미치는 영향" 한국피부과학연구원 11 (11): 649-654, 2013
• 3 이준경, "사이클로덱스트린과 전분을 이용한 coenzyme Q10 복합체의 특성 연구" 한국식품과학회 46 (46): 180-188, 2014
• 4 장상규, "마유 리포좀제조 및 마유 리포좀이 포함된 화장품의 제형 및 보습효과연구" 한국피부과학연구원 12 (12): 813-820, 2014
• 5 조완구, "기능성화장품을 위한 유효성분의 경피 전달 시스템" 대한화장품학회 37 (37): 97-119, 2011
• 6 Barne S, "The biochemistry, chemistry and physiology of the isoflavones in soybeans and their food products" 8 : 89-98, 2010
• 7 Kyong KY, "R&D trends of functional cosmetics" 13 : 1-10, 2010
• 8 최윤경, "Preparation and Physicochemical Properties of the Host-Guest Inclusion Complex of Esculin with Hydroxypropyl-β-Cyclodextrin" 대한미용학회 12 (12): 205-211, 2016
• 9 Müller-Goymann CC, "Physicochemical characterization of colloidal drug delivery systems such as reverse micelles, vesicles, liquid crystals and nanoparticles for topical administration" 58 : 343-356, 2004
• 10 Drummond DC, "Optimizing liposomes for delivery of chemotherapeutic agents to solid tumors" 51 : 691-743, 1999
• 11 Lee JA, "Methyl-β-cyclodextrin up-regulates collagen I expression in chronologically-aged skin via its anticaveolin-1 activity" 6 : 1942-1995, 2015
• 12 Kaneko T, "Inhibitory effect of natural coumarin compounds, esculin and esculin, on oxidative DNA damage and formation of aberrant crypt foci and tumors induced by 1, 2-dimethyl hydrazine in rat colons" 30 : 2052-2057, 2007
• 13 Lee JM, "Inclusion complexes of cysteinyl β-cyclodextrin with baicalein restore collagen synthesis in fibroblast cells following ultraviolet exposure" 120 : 4032-4043, 2019
• 14 Volonte D, "Expression of caveolin-1 induces premature cellular senescence in primary cultures of murine fibroblasts" 13 : 2502-2517, 2002
• 15 Tang J, "Eudragit nanoparticles containing genistein: formulation,development, and bioavailability assessment" 6 : 2429-2435, 2011
• 16 김해수, "Enhanced Antimicrobial Activities and Physicochemical Characteristics of Isoliquiritigenin Encapsulated in Hydroxypropyl-β-Cyclodextrin" 한국공업화학회 26 (26): 719-724, 2015
• 17 Kfour y M, "Effect of cyclodextrin complexation on phenylpropanoids’s solubiloty and antioxidant activity" 10 : 2322-2331, 2014
• 18 Song SC, "Drug delivery technology using hydrogel" 28 : 171-177, 2010
• 19 Challa R, "Cyclodextrins in drug delivery : an updated review" 6 : 329-357, 2005
• 20 Del Valle EMM, "Cyclodextrins and their uses: a review" 39 : 1033-1046, 2004
• 21 Lee MS, "Cyclodextrin-based hydrogels and their applications" 23 : 13-20, 2012
• 22 Kim H, "Characterization and enhanced antioxidant activity of the cysteinyl β-cyclodextrin-baicalein inclusion complex" 21 : E703-, 2016
• 23 Singh M, "Biotechnological applications of cyclodextrins" 20 : 341-359, 2002