차세대 세라마이드(Ceramide) 피부노화 새로운 솔루션
차세대 세라마이드(Ceramide) 피부노화 새로운 솔루션
  • 최국림 기자
  • 승인 2020.05.19 16:57
  • 댓글 0
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3세대 세라마이드(Ceramide) 재조명
피부보습제 새로운 개념 창출
아토피 보조 치료제로 획기적

코로나19 여파로 온라인으로 진행되어진 바이오코리아 2020에서 ㈜엘씨에스바이오텍의 CTO인 박장서 박사가 '차세대 세라마이드(Ceramide)'란 주제로 강연했다. 세라마이드는 피부장벽(Skin Barrier) 즉 각질층에 존재하며 피부보습에 중요한 역할을 담당하고 있는 세포간 지질을 구성하는 물질 중의 하나이다. 

 

다시 재조명 받는 세라마이드

세라마이드는 약 20년 전에 개발되었는데 최근에 다시 재조명을 받고 있다. Persistence Market Research의 시장보고서에 의하면, 글로벌 세라마이드 마켓은 향후 연평균 6.6% 성장률로 2029년에는 691.1M 달러(한화 약 8,500억원)의 시장규모가 예상된다. 효모유래 세라마이드(Fermentation Ceramides) 시장이 60%이상을 차지할 것으로 보이며, 특히 중국시장은 연평균 8.8%로 글로벌 시장에 비해 높은 고성장을 할 것으로 전망된다. 

 

(출처:바이오코리아 2020 갈무리)
(출처:바이오코리아 2020 갈무리)

피부는 표피, 진피, 피하지방의 3층으로 구성되어 있는데 피부미용면에서 가장 집중적인 연구의 대상이 되고 있는 것이 표피이다. 표피에서도 최외각층인 각질층은 각질세포와 피부지질로 구성되어 있는데 이 중 피부지질은 피부장벽 기능을 담당하고 있다. 각질층의 중요성을 한 예로 들자면, 각질층이 형성되지 않는 유아들은 오래 살지 못하는데 이는 치명적인 유전병중의 하나이다. 각질층 구성 성분 중 피부지질은 외부 유해물질로부터 피부를 보호하고 수분증발를 방지하는 중요한 기능을 담당하고 있는데 약 50%이상이 세라마이드로 구성되어 있다. 

 

차세대 세라마이드 개발

피부장벽 구조는 1990년 초중반에 피터 일라이스(Peter Elias)에 의해 ‘벽돌과 모타르 모델(Brick and Mortar)’로 명명되어졌으며, 모타르에 해당되는 세포간 지질은 세라마이드, 콜레스테롤 및 유리지방산으로 구성되어 있는 것으로 밝혀졌다. 표피는 연령이나 성별, 환경 요인, 스트레스 등에 의하여 피부 염증이나 노화등이 진행되며 피부보호막으로서의 기능이 저하된다. 최근 연구에 의하면 다양한 종류의 세라마이드가 발견되었으며, 기능 저하의 원인이 세라마이드 감소에 의한 것으로 밝혀졌다. 

세라마이드는 화장품산업에서는 매우 중요한 보습재료로서 지난 25년간 사용되어져 왔다.
1985년 처음 사람피부에서 세라마이드가 발견된 후, 1세대 세라마이드는 동물세포(Bovine Brain)에서 채취되었으나, 1995년 광우병 사태로 인해 사용이 금지 되었다. 그 이후, 효모 발효로 인한 세라마이드가 개발되었다. 이러한 2세대 세라마이드는 화장품 산업에서 많이 사용되어졌지만, 하나의 지방산(Single Fatty Acid)을 가진 하나의 세라마이드에 불과했다. 그 이후 다양한 세라마이드에 대한 연구가 진행되었는데, 이는 기본적으로 지방산의 길이에 따라 다양한 세라마이드를 생성된다는 것을 확인할 수 있었다(3세대).

세라마이드 전구체인 스핑고이드(Sphingoids)와 Polar head group(R)에 결합하는 지방산의 구조에 의해 다양한 세라마이드가 존재하게 된다. 피부에 존재하는 세라마이드는 이론적으로 20개가 존재하나, 현재까지는 14종이 발견되었다.  


세라마이드는 크게 4가지 NP, EOP, OP, ENP로 구분되어지며, 각기 중요한 역할을 담당하고 있는데, 최근에는 새롭게 발견된 1-O-acylceramide에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 박장서 CTO는 이는 “지난 보건복지부 주관의 글로벌코스메틱연구개발사업의 과제로 수행되어진 것으로 앞으로 지속적인 연구가 이루어질 것”이라고 말했다. 1-O-acylceramide는 ENP에 속하는 것으로 각질세포에서 라멜라(lamella, 층상)를 양방향에서 고정시킴으로써 라멜라 구조를 안정화시키는 역할을 하는 것으로 추측된다(Bidirectional Anchor Volt-like Mode of Action).

(출처: 바이오코리아 2020 갈무리)
(출처: 바이오코리아 2020 갈무리)

이번에 개발한 차세대 즉 3세대 세라마이드를 ‘에코세라마이드’라 명명하였으며, 천연 재료에서 다양한 지방산을 추출한 것은 물론 100% 천연공법을 적용하였다. 
에코세라마이드를 여러가지 방법으로 테스트 한 결과, 2세대인 Single-molecular 세라마이드와 비교하여 보습관련한 지속성이 높은 것으로 확인되었다. 또한, Phytosphingosine(PHS)와의 시너지 효과를 발견하였다. 에코세라마이드와 함께 PHS를 처리하였을 때 NP의 생성이 20배 증가하였으며, 특히 표피에서 주요한 요소인 C24 와 C26-ULC(Ultra Long Chain)-ceramide 생성이 현격하게 높아졌다. 또한, PHS는 피부가 스스로 촉촉하게 하는 NMF(Natural Moisturing Factor)를 증가시켜 피부보습을 강화시키는 역할을 하는 것이 판명되었다. 인공피부에서 실험한 결과 수분증발도는 감소하였으며, 보습도는 증가시키는 것으로 확인되었다. 

 

아토피 치료를 위한 보조 치료제

종합적으로 정리하자면, 에코세라마이드를 피부에 도포하면 1) 손상된 피부장벽을 기존제품보다 빨리 회복시키는 것은 물론, 2) PHS와 시너지 효과로 피부보습도를 지속 가능하게 한다는 것을 확인하였다. 이는 아토피환자를 포함한 30명을 대상으로 한 임상을 통해서도 확인되었다. 이렇듯, 세라마이드는 피부 노화를 완화하기 위한 보습화장품으로의 적용이 가능할 뿐 아니라, 아토피 피부염과 같은 병적인 요인으로 보습과정에 장애가 있을 경우 치료제의 보조적 역할이 가능할 것으로 보인다.  

박장서 박사는 이 연구 개발을 바탕으로 “향후 지속적인 세라마이드 ENP 즉, 1-O-Acylceramic 의 Bidirectional Anchor Volt-like Mode of Action에 대한 입증을 통해서 피부 보습제 개념을 새롭게 창조할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.


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