Abstract
Alkyl ethoxy sulfate type surfactants, widely used in commercial cleansers, are easily adsorbed to skin to often cause skin irritation and inflammation if not thoroughly rinsed nut. In order to replace or complement existing surfactants, we screened the existing surfactants through protein denaturation method, cell cytotoxicity assay and human IL-1$\alpha$ assay, etc. Fourteen surfactants have been chosen from among too irritant anionic, cationic and/or zwitter-ionic ones and investigated for cell cytotoxicity in human fibroblast cell lines using monolayer culture with the thirteen commercially available cleansers for sensitive skin. From these results, we selected 5 surfactants and 2 commercial cleansers (names not shown), such as sodium laureth sulfate (anionic), sodium cocoyl isethionate (anionic), sodium lauroamphoacetate (zwitter-ionic), and cocamidopropyl betaine (zwitter-ionic), alkyl polyglycoside (non-ionic). 20 formulations were made out of 5 surfactants and five of them were chosen through a protein denaturation method (lower than 3 M sodium dodecyl sulfate solution ($13.2\%$)), cell cytotoxicity and human patch test. These five selected formulations containing preservatives were compared to two selected commercial cleansers by cell cytotoxicity and human IL-1$\alpha$ ELISA assay using dermal equivalent. Finally, we selected the best formulation. To this formulation, fructan ($3\%$ or $5\%$) or/and portulaca extract ($3\%$ or $5\%$) well known for its anti-inflammatory and moisturizing effects were added and investigated for cell cytotoxicity using dermal equivalent. In cytotoxicity assay using dermal equivalent, two formulations containing $5\%$ fructan and $3\%$ or $5\%$ portulaca extract were less toxic than the others. In cytotoxicity assay and human IL-1$\alpha$ ELISA using 3D culture, the selected formulation containing $5\%$ fructan and $5\%$ portulaca extract showed better efficiency than those of the others and 2 commercial cleansers. As a result, we could develop a low irritant and safe liquid cleanser.
세정제에 널리 상용화되어 있는 알킬에톡시설페이트 계의 음이온 계면활성제는 피부 흡착의 특성 때문에 충분히 헹구어 내지 않으면 피부에 잔존되어 자극의 원인이 되어 염증 반응을 일으키게 된다. 따라서 기존의 음이온 계면활성제를 대체 또는 보완하기 위해 기존의 계면활성제들을 단백질 변성 실험, 세포 독성 그리고 IL-1$\alpha$ 측정을 통해 선별하였다. 본 연구는 저자극성의 음이온 또는 비이온, 양쪽성 이온의 14종의 계면활성제와 민감성 피부를 위해 제조된 13종의 기존 세정제 제품에 대한 세포독성을 실시하여, 가장 독성이 낮은 계면활성제로 sodium laureth sulfate (음이온), sodium cocoyl isethionate (음이온), sodium lauroamphoacetate (양성이온), cocamidopropyl betaine (양성이온), alkyl polyglycoside (비이온)가 선택되었고 2종의 기존 세정제 제품을 비교 제형으로 선택하였다. 5종의 계면활성제를 20종의 formulation으로 제조하여 단백질 변성( <3M SLS ($13.2\%$)), 세포독성 실험 및 폐첩포 실험을 통하여 다시 5종을 선별하였다. 이들 제형을 진피 배양으로 세포독성 및 IL-1$\alpha$ 방춘량을 조사하여 가장 자극이 낮은 계면활성제 제형을 선택하였으며, 첨가된 계면활성제의 자극을 완화하기 위하여 항염과 보습 효과가 우수한 마치현 추출물($3\%,\;5\%$)과 fructan ($3\%,\;5\%$)을 농도별로 첨가한 제형을 제조하여 가장 안전성이 뛰어난 농도를 선택하였다. 최종적으로 선택된 제형 5번을 3차원 세포 배양을 통한 인공피부를 이용하여 가장 자극이 낮게 나타난 기존의 제품들과 세포 독성 및 IL-1$\alpha$ 방출량을 비교 조사하여 저자극성의 액체 세정제를 개발하였다.