대마유래 칸나비디올(YC-2106)을 포함하는 마이크로니들 패치의 염증성 질환 치료 효능 및 인체 안전성 연구
요약
목적
본 연구에서는 대마유래 칸나비디올(CBD, YC-2106)을 포함하는 마이크로니들 패치(MNP)를 제작하고 염증성 질환 치료 효능과 인체 안전성을 평가하고자 하였다.
방법
먼저 칸나비디올을 각각 0%, 1%, 3% 함유하는 마이크로니들 패치를 제작하였다. 항염증 효능을 평가하기 위해 인체피부조직모델(KeraSkinTM)을 구입하였고, MNP 부착 24 h과 48 h 뒤에 배양액을 각각 수거하여 인터루킨-8 (IL-8)의 발현을 비교분석하였다. 피부자극테스트는 미국 SGS사에 의뢰하여 수행하였고, 32명의 피험자에게 MNP를 부착하고, 48 h과 96 h 뒤에 부착부위를 확인하여 부작용 발생여부를 확인하였다.
결과
LPS로 염증을 유발한 후 24 h 후에는 유의한 IL-8 발현 감소가 나타나지 않았지만, 48 h 후에는 CBD 1%와 3% 함유 MNP를 처리한 군에서 유의한 수준의 IL-8 발현 억제가 확인되었다. 1차 피부자극테스트에서는 모든 피험자에서 부작용이 나타나지 않아 경피상에서 안전성을 확인하였다.
결론
칸나비디올 함유 마이크로니들 패치(CBD-MNP)는 IL-8 발현 억제를 통해 염증성 질환 치료 효능을 나타내며, 인체에 무해하기 때문에 경피약물 염증치료제로서의 높은 잠재력을 나타내었다.
핵심용어: 칸나비디올(Cannabidiol), 마이크로니들 패치(Microneedle patch), 인터루킨-8 (Interleukin-8), 케라스킨(KeraSkinTM), 1차 피부 자극 테스트
Abstract
Purpose
In this study, a microneedle patch (MNP) containing cannabidiol (CBD, YC-2106) was produced, and its efficacy was evaluated for human safety and the treatment of inflammatory diseases.
Methods
First, MNPs containing 0%, 1%, and 3% cannabidiol were prepared. To evaluate the anti-inflammatory efficacy, a human skin tissue model (KeraSkin™) was purchased, the culture medium was collected 24 h and 48 h after MNP attachment, and the expression of interleukin-8 (IL-8) was compared and analyzed. A primary dermal irritation test was performed by requesting SGS certification in the United States, where an MNP was attached to 32 participants, and the attachment site was checked after 48 h and 96 h to confirm the occurrence of side effects.
Results
No significant decrease in IL-8 expression was observed 24 h after lipopolysaccharide (LPS)-induced inflammation. However, after 48 h, IL-8 expression was significantly inhibited in the group treated with MNPs containing 1% and 3% CBD. In the primary dermal irritation test, no side effects were observed in any of the participants; therefore, safety was confirmed in the percutaneous phase.
Conclusion
The CBD-MNP is effective in treating inflammatory diseases through the inhibition of IL-8 expression and exhibits high potential as a percutaneous drug for inflammatory treatment, which is safe for use in the human body.
Keywords: Cannabidiol, Microneedle patch, Interleukin-8, KeraSkin™, Primary dermal irritation test
中文摘要
目的
本研究制作了含有大麻二酚(cannabidiol, CBD，YC-2106)微针贴片(microneedle patch, MNP)，评估了其对人体安全性和对炎症疾病的治疗效果。
方法
首先制备含0%、1%、3%大麻二酚的MNPs，为评价抗炎效果，购买人体皮肤组织模型(KeraSkinTM)，MNP贴附后24 h、48 h，收集培养基，对比分析白细胞介素-8(IL-8)表达情况。委托美国SGS认证机构进行单次皮肤刺激试验，32名受试者贴附MNP，48 h、96 h后检查贴附部位，确认有无副作用发生。
结果
脂多糖(LPS)诱发炎症后24小时IL-8表达无明显下降，但48 h后，含1%和3%CBD的MNPs组IL-8表达明显受到抑制。在单次皮肤刺激试验中，所有受试者均未观察到副作用，因此证实了经皮阶段的安全性。
结论
CBD-MNP通过抑制IL-8表达有效治疗炎症性疾病，作为经皮炎症治疗药物具有很高的潜力，且在人体内使用是安全的。
关键词: 大麻二酚, 微针贴片, 白细胞介素-8, KeraSkinTM, 单次皮肤刺激测试
Introduction
대마의 성분인 tetrahydrocannabinol (THC)은 환각을 일으킨다. 미국 Food and Drug Administration (FDA)에 따르면 대마는 1 등급으로 분류되어 관리되고 있지만, THC 함량이 건조 무게 기준 0.3% 이하인 경우에 한하여 배제되었다( Jang et al., 2020). 국내에서는 연구와 공무를 목적으로 수입하는 의료용 대마 외에는 취급을 제한하고 있다( Kim et al., 2024b). 헴프씨드의 THC 함량이 5 mg/kg, cannabidiol (CBD)함량이 10 mg/kg이하인 경우, 그리고 헴프씨드 오일의 THC 함량이 10 mg/kg, CBD함량이 20 mg/kg이하인 경우에 한하여 식품 및 화장품의 원료로 사용이 가능하다( Yoon et al., 2018). 칸나비디올(cannabidiol, CBD)은 대마에 존재하는 천연 복합물로 대마를 구성하는 주된 화합물 중 하나이다. 우리나라의 경우 대마가 마약류로 지정되어 많은 연구가 이루어지고 있지 않으나 최근 추가적인 합법화에 따라 소비자들의 관심이 급증하고 있고, 헴프를 주원료로 하는 주름개선, 미백, 항노화 등의 기능성 화장품 개발도 활발히 이루어지고 있다( Kwon et al., 2023). 우리 연구소는 앞선 연구에서 국내산 대마로부터 초임계 유체 추출 및 분리정제를 통해 CBD를 제조하였다. 세포실험에서는 nitric oxide (NO) 생성 억제를 통해 항염증 효능을 확인하였고, CBD 함유 크림을 인체피부조직모델(Keraskin TM)에 도포하였을 때, 양성대조군(비판텐 연고) 대비 더 우수한 사이토카인 억제 효능을 나타내었다( Kim et al., 2024c). 피부에서 염증 반응이 일어나면 interleukin-1 alpha (IL-1 α), interleukin 6 (IL-6), tumor necrosis factor-α (TNF-α)와 같은 사이토카인들의 분비로 비만세포(mast cell)가 활성화된다( Rho et al., 2017). 또 nuclear factor kappa B (NF-κB)는 염증 관련 여러 유전자들 중 IL-1β, IL-6, IL-18, TNF-α등과 같은 사이토카인(cytokine)들과 nitric oxide (NO), matrix metalloproteases (MMP) 합성을 상향 조절한다( Coquette et al., 2003; Yu et al., 2010). 대마추출물은 TNF-α에 의해 유도된 NF-κB 전사를 억제하는 기전으로 염증 매개체의 분비를 감소시키고, IL-8과 MMP-9의 분비 억제를 통해 항염증 효과를 나타낸다(Yu et al., 2024). 대마의 주성분인 CBD는 lipopolysaccharide (LPS)로 인해 발생한 NO, IL-6, TNF-α 발현을 감소시키고 c-JUN N-terminal kinases의 인산화 억제를 통해 항염증 효과를 나타냈다( Blando et al., 2022). 인터루킨 8 (IL-8)은 건선과 같은 피부 염증성 질환의 병인 중 주요한 염증성 사이토카인이다( Amarbayasgalan et al., 2012; Harada et al., 1994). 건선이 일어난 피부에서는 각피세포, 마크로파지, 그리고 내피세포와 같은 다양한 세포에서 IL-8이 과다하게 생산된다. 건선 뿐만 아니라 IL-8은 아토피 피부염, 여드름과 같은 기타 피부 염증성 질환을 일으키는 것으로도 알려져 있다( Byun & Park, 2018). 기존의 IL-8 타겟 치료법들은 피부에 침투하여 약물을 전달하는데 어려움이 있었다( Skov et al., 2008; Yoon et al., 2003). 피부는 외부 자극과 환경으로부터 인체를 보호하는 역할을 하며, 피부 장벽으로 인해, 접촉 물질이 체내로 침투하는 것은 매우 어렵다( Ha et al., 2021). 경구투여 약물의 경우 소화기관의 pH, 체류시간, 음식물, 장내 세균 등에 의해 약물의 변화가 불가피하고 흡수율도 급격히 떨어진다( Cho, 2011). 반면, 경피투여는 약물의 분해를 막을 수 있고 국소부위에 적절하게 작용하여 부작용이 적은 새로운 약물전달시스템으로 각광받고 있다( Yang et al., 2012). 마이크로니들(microneedle)은 인위적인 힘이나 전기적인 동력에 의해 피부에 삽입되고 미세한 구멍(micro hole)을 만들어 약물의 침투를 용이하게 한다. 이때 자연적인 피부 재생 과정(wound healing process)에 의해 성장인자(growth factor), 사이토카인(cytokine) 등이 발현되며, 이 물질들에 의해 콜라겐(collagen) 및 섬유아세포(fibroblast)의 생성이 촉진된다( Kim et al., 2010). 용해성 마이크로니들 제작을 위해 사용되는 다양한 고분자들 중 히알루론산은 세포 외 기질의 주요성분으로 생체적합성을 나타내고, 피부 각질층 안에서 체내 수분과 체온에 의해 용해되는 차별점을 가지고 있다( Han et al., 2019; Kim, 2011). 한국인에게서 유래한 각질세포로, 인체의 피부와 특성이 유사하도록 제작된 KeraSkin TM은 기존 토끼를 이용한 피부자극시험을 대체하는 것을 목적으로 한다( Jung et al., 2014). 시험방법은 물질이 KeraSkin TM의 각질층을 투과하면서 나타나는 피부세포의 손상을 측정하여 화학물질이 유도하는 피부자극 가능성을 예측하게 된다( Han et al., 2020; Hwang et al., 2020; Kim et al., 2024a). 본 연구는 CBD를 마이크로니들 패치(microneedle patch, MNP) 기술에 접목했을 때의 효능과 안전성을 확인하기 위해 고안된 것으로, 인공피부모델인 KeraskinTM을 이용하여 피부염증 개선 효능을 평가하고, 성인남녀 32명을 대상으로 인체피부자극시험(Primary Dermal Irritation Test, PDI)을 수행하였다.
Methods
1. 칸나비디올(CBD)을 포함하는 마이크로니들 패치 제조
칸나비디올(CBD)은 산업용 헴프 재배 실증을 통해 재배 및 수확한 대마를 자체적으로 초임계유체 추출제조 및 분리정제한 원료(YC-2106; Yuhan Care R&D Center, Korea)를 사용하였다( Kim et al., 2024c). 마이크로니들 패치는 실리콘 웨이퍼에 포토리소그래피(photolithography) 제작기법을 이용하여 양 또는 음 마스터 몰드(positive or negative master mold)를 제조한 다음 마스터 몰드로부터 경화성 실리콘(polydimethylsiloxane, PDMS)을 이용하여 최종 음 몰드(negative mold)를 제조하였다. 몰드는 마이크로니들 간격이 600-700 μm, 마이크로 니들의 한 밑변의 길이가 100-150 μm, 마이크로 니들 높이가 200-300 μm이 되도록 설계하였다. 생체적합성 고분자로는 평균 분자량 360 kDa (분자량 범위 240-490 kDa)의 히알루론산(hyaluronic acid, Bloomage Freda Biotechnology Co., Ltd., China)을 사용하였다. 칸나비디올과 히알루론산을 혼합한 마이크로니들 제조용 조성물을 제조하고, 이를 5% (w/v) 농도로 정제수에 완전히 녹인 후, 1 h 동안 50 rpm으로 교반하여 현탁액을 제조하였다. 칸나비디올과 히알루론산은 전체 마이크로니들 제조용 조성물에 대하여, CBD-MNP (0%)는 각각 0%와 100%, CBD-MNP (1%)는 각각 1%와 99%, CBD-MNP (3%)는 각각 3%와 97%, CBD-MNP (10%)는 각각 10%와 90%가 되도록 혼합하였다. PDMS 마이크로 몰드에 현탁액을 공급한 후 진공(600-760 mmHg) 환경 하에서 20 min간 마이크로 몰드에 형성된 구멍에 주입하였다. 50℃에서 6 h 건조하고 몰드를 제거하여 마이크로니들 패치를 제조하였다( Figure 1A). 완성된 마이크로니들 패치는 현미경(ECLIPSE LV 100ND; Nikon, Japan)을 통해 50배와 200배로 각각 확대하여 사진촬영하고 이를 비교하였다.
2. 조직배양 및 시험물질 처리
인체피부조직모델 KeraSkinTM은 바이오솔루션(Seoul, Korea)에서 구입하여 실험을 수행하였다. 37℃ 항온수조에서 30 min 동안 예열한 KeraSkinTM을 6 well plate에 900 μL씩 분주한 다음, 37℃, 5% CO2 조건에서 전배양하였다. 전배양한 인서트 조직을 PBS로 1회 세척한 후, 24 well plate로 옮긴 후, 염증 유발 물질인 lipopolysaccharide (LPS; Sigma-Aldrich, USA)를 5 μg/mL 농도로 300 μL씩 처리하고 8 h 배양하였다. 각각의 인서트 조직 상부에 세 가지 타입(0%, 1%, 3%)의 마이크로니들 패치(MNP)를 부착하였다. 37℃, 5% CO2 조건에서 24 h 동안 배양한 후, 인서트 조직에서 배양액을 수거하여 -20℃에 보관하였다. 인서트의 하단에 새로운 배양배지를 공급하고 24 h 동안 배양한 후 2차 배양액을 수거하여 -20℃에 보관하였다.
3. 염증 관련 지표 확인방법
IL-8 Human ELISA Kit (KHC0081; Invitrogen, USA)에 포함되어 있는 Human IL-8 standard에 standard dilution buffer를 넣어 10 ng/mL가 되도록 제조하였다. 10 ng/mL IL-8 standard를 희석 완충액(dilution buffer)을 사용하여 1/2씩 희석하여 총 7개의 standard를 조제하여 capture antibody가 코팅되어 있는 96 well에 각각 50 μL씩 넣었다. 회수한 배양액도 희석 완충액(dilution buffer)을 사용하여 1/2씩 희석하여 시료를 제조하고, standard와 동일하게 각 well당 50 μL씩 넣어주었다. 시료가 첨가된 well에 키트에 포함되어 있는 human IL-8 Biotin conjugate solution을 50 μL씩 넣고 실온에서 1.5 h 동안 배양하였다. 25x Wash buffer를 멸균수를 이용하여 1x로 만들어 각 well에 300 μL씩 넣고 털어내는 과정을 총 4번 수행하였다. Stabilized chromogen solution (tetramethylbenzidine, TMB)을 각 well당 100 μL씩 넣어주고 차광상태의 실온에서 최대 30 min간 배양하였다. Standard well의 색이 농도별로 선명해지면 stop solution을 well당 100 μL씩 넣고 잘 섞어준 후, molecular devices사의 spectramax 장비를 사용하여 450 nm에서의 흡광도를 측정하였다.
4. 피부자극테스트 개요
마이크로니들에 대한 1차 피부 자극 테스트(Primary Dermal Irritation Test, PDI)를 수행하였다. 실험은 SGS North America, Inc. (SGS, Union City, New Jersey, USA)에 의뢰하여 IRB (Institutional Review Board, No. #23-381) 승인 하에 수행되었다. 시험방법은 SGS Standard protocol #375로 이루어졌다. 음성대조군(일반 식염수) 샘플 또는 시험샘플 3종(CBD-MNP 0%, 1%, 3%)을 피험자의 팔뚝에 부착한 후 폐쇄형 접착 패치로 덮었다. 피험자에게 패치 부착 후 패치가 제자리에 유지되고 건조되도록 지시하였다. 패치 부착은 각각 48 h, 96 h 동안 수행되었고, 이후 패치를 제거하였다. 패치를 제거하고 20 min의 대기 시간 이후 부착부위를 확인하여 scoring system에 맞게 점수를 부여하였다. 피험자 수는 32명이였고, 피험자들의 평균나이는 49.7세, 성별은 여성 26명과 남성 6명으로 각각 이루어졌다. 인종은 흑인 또는 아프리카계 미국인 10명 (31.3%), 히스패닉 또는 라틴계 10명 (31.3%), 백인 11명 (34.3%), 아시아인 1명(3.13%)으로 수행하였다. 피험자들의 Fitzpatrick 피부 타입은 Type Ⅰ: 1명 (3.13%), Type Ⅱ: 13명 (40.6%), Type Ⅲ: 7명 (21.9%), Type Ⅳ: 2명 (6.3%), Type Ⅴ: 9명 (28.1%), Type Ⅵ: 0명 (0%)이었다. 32명의 피험자는 MNP 부착 후 48 h 경과 및 96 h 경과 후에 scoring system ( Table 1)에 맞춰 부착 부위의 피부상태를 평가하고 사진 촬영하였다( Figure 3).
5. 통계처리
실험의 모든 데이터는 평균값과 표준편차 값의 차이(mean±deviation)로 나타내었고, GraphPad Prism version 8.0 (La Jolla, USA)를 이용하여 각 군 별 결과의 유의성을 unpaired t-test의 통계분석법으로 판단하였으며, p 값이 0.05 미만일 경우를 기준으로 통계적으로 유의하다고 판단하였다.
Results and Discussion
1. 마이크로니들 형성 여부 확인
마이크로니들 패치의 제조공정도와 현미경 촬영 사진을 Figure 1에 나타내었다. 50배 확대하여 보았을 때, 세 종류의 MNP 모두 총알 형태의 니들이 정상적으로 형성된 것을 확인하였다( Figure 1B- D). 다만 칸나비디올 함량을 10%로 크게 높여 제조했을 때에는 200배로 확대했을 때에도 니들 형태를 확인할 수 없었다( Figure 1E). 10% 이상의 고함량 칸나비디올 패치 제작 시에 가장 적합한 생체적합성 고분자 배합에 대하여 추가적인 연구가 필요할 것으로 보인다.
2. 염증 관련 지표 확인결과
염증관련 지표 확인을 위한 실험의 절차와 결과를 Figure 2에 나타내었다. LPS로 염증을 유발 후 24 h 후에는, CBD 1%와 3% 함유 MNP를 처리한 군에서 CBD 0% 함유 MNP 대비 IL-8의 발현이 감소하였지만 그 차이가 유의하지는 않았다( Figure 2B). 이후 회복 단계를 거쳐 48 h이 지난 시점에서는 CBD 1%와 3% 함유 MNP를 처리한 군에서 유의한 수준의 IL-8의 발현이 억제된 것을 확인하였다( Figure 2C). 다만, CBD 1% 함유 MNP 처리 군의 활성(*** p<0.0001)이 3% 함유 MNP 처리 시(** p<0.01)보다 높았는데, 이는 3% 함유 MNP의 기능이 완전하지 못해서 나타난 것으로 추측된다. CBD 분자는 소수성(hydrophobic)을 나타내는 반면, 히알루론산과 같은 생체적합성 고분자는 친수성(hydrophilic)을 나타낸다( Demisli et al., 2023). CBD-MNP 제조공정에서 CBD 함량이 3%를 넘어서게 되면 마이크로니들 내에서 뭉침 현상을 나타내어, 생체적합성 고분자와 수소결합을 정상적으로 형성하지 못하는 것으로 확인되었다( Vora et al., 2018). 이렇게 되면 마이크로니들의 강도가 현저히 저하되고 니들 끝이 뭉툭해서 피부 부착 시 깊게 침투하는 것이 어려워진다( Figure 1C). 이를 위한 개선책으로 고분자의 일정 비율을 시클로덱스트린(cyclodextrin)으로 대체하는 방법이 있을 수 있다( Wu et al., 2021). 시클로덱스트린은 내부가 소수성을 갖는 도넛 구조의 형태로 되어있어서, CBD 등의 소수성 유기화합물을 포접하여 안정성과 용해도가 향상된 정상적인 형태의 마이크로니들 제조에 도움을 줄 수 있을 것으로 예상된다(Zhou et al., 2020).
3. 피부자극테스트 결과
피부자극테스트의 내용과 결과는 Figure 3와 Table 1, 2에 나타내었다. Scoring chart를 분석한 결과, 어떤 피험자에서도 마이크로니들 부착 시에 부작용이 확인되지 않았다( Table 2). 즉, 칸나비디올 함유 마이크로니들 패치는 피부 자극을 유도하지 않았으며, 무시할만한 피부 자극도 나타나지 않았기 때문에 경피 상에서 안전성을 갖는다는 것을 확인하였다. 미세한 바늘을 활용하여 약물을 전달하는 마이크로니들 패치는 통증이나 감염 위험이 적다는 이점 외에도, 약물의 전달 속도를 조절 가능하다는 장점을 가지고 있다. 이번 연구에서 제조한 용해성(dissolving) 타입의 일반 부착 외에도 고체(solid), 코팅(coated), 공동(hollow) 등의 다른 MNP 타입과 초음파 등의 시스템을 접목하는 방법이 있는데, 이들의 작용시간별 항염 효능을 비교하는 연구가 필요하다. 그리고 기능성 화장품 개발로 이어지기 위해 서는 여드름, 아토피와 같은 항염증 관련 특정 피부질환 치료에 대한 연구도 진행될 필요가 있다( Woo & Kwak, 2023).
Conclusion
본 연구에서는 대마유래 칸나비디올(CBD, YC-2106)을 각각 0%, 1%, 3% 포함하는 마이크로니들 패치(MNP)를 사전 제작하고, 패치 부착 시의 염증성 질환 치료 효능과 인체 안전성을 각각 평가하였다. 항염증 효능을 평가하기 위해 인체피부조직모델 KeraSkinTM 위에 MNP를 부착하고 인터루킨-8 (IL-8)의 발현을 비교 분석하였을 때, 24 h 후에는 유의한 IL-8 발현 감소가 나타나지 않았지만, 48 h 후에는 CBD 1%와 3% 함유 MNP를 처리한 군에서 유의한 수준의 IL-8 발현 억제가 확인되었다. 1차 피부자극테스트에서는 32명의 모든 피험자에서 부작용이 나타나지 않아 경피 상에서 안전성을 확인하였다. 피험자 구성이 성별, 인종, 피부색 등의 지표에서 편향적이지 않았고, 경미한 수준의 부작용도 관찰되지 않았기 때문에 안전성을 확립했다고 판단된다.
따라서 칸나비디올 함유 마이크로니들 패치(CBD-MNP)는 IL-8 발현 억제를 통해 유의미한 염증성 질환 치료 효능을 나타냈고 안전성 테스트에서도 부작용을 나타내지 않아, 경구 염증치료제의 약점을 보완할 수 있는 경피 염증치료제로서 활용될 가능성이 높다고 전망된다. 다만 CBD분자의 소수성 성질 때문에 CBD 함량이 3% 이상 일 때 마이크로니들이 정상적으로 형성되지 못하는 것으로 나타났는 데, 약물이 생체적합성 고분자에 완전히 용해되지 않으면 정확한 양의 약물이 마이크로니들을 통해 체내로 전달되는 것이 어려워진다. 이를 해소하기 위해 생체적합성 고분자의 일부 배합을 히알루론산 대신 시클로덱스트린으로 대체하여 안정성과 용해도가 향상시키는 시도가 필요하다. 최근의 한 연구에서는, 신체의 굴곡진 부분이나 움직임이 많은 부위에도 오랜 시간 부착 가능한 패치를 개발하였다고 발표하였다. 점착력을 강화하여 부착 부위의 한계를 넓힌 마이크로니들 패치에 CBD를 적용한다면 약물의 흡수도를 기존보다 향상시킬 수 있을 것으로 예상된다( Kim et al., 2024d; Lee et al., 2023). 그리고 여드름, 아토피 등 특정 피부질환에 갖는 효능평가 연구결과가 뒷받침된다면, 투여 용이성과 약물 전달력이 크게 향상된 기능성 화장품 및 기능성 소재로 주목받을 것으로 전망된다.
Figure 1.
Manufacturing process chart of microneedle patches (MNPs) and quality inspection of MNPs using microscopes.
(A) Manufacturing process chart of cannabidiol (CBD)-MNPs (B) 50-fold (up) and 200-fold (down) magnification micrographs of the 0% CBD-MNPs. (C) 50-fold (up) and 200-fold (down) magnification micrographs of the 1% CBD-MNPs. (D) 50-fold (up) and 200-fold (down) magnification micrographs of the 3% CBD-MNPs. (E) 50-fold (up) and 200-fold (down) magnification micrographs of the 10% CBD-MNPs. The needle indicated by the red arrow appears to have a relatively uneven surface.
Figure 2.
Analysis of the expression of the inflammation-related indicator using the human skin tissue model, KeraSkin™.
(A) KeraSkin™ culture method using microneedle patches (MNPs). (B) Human IL-8 expression at 24 h after MNP treatment. (C) Human IL-8 expression 48 h after MNP treatment. Student’s t-test was performed to determine ‘the statistical significance. Data are presented as the mean±standard deviation of three experiments. **p<0.01 and ****p<0.0001 are significantly different compared to the LPS+CBD 0% group. LPS, lipopolysaccharide; CBD, cannabidiol.
Figure 3.
Representative pictures of the participants for the primary dermal irritation test.
(A) Representative images before and after cannabidiol (CBD)-microneedle patch (MNP) treatment at baseline. (B) Representative images at 48 h after CBD-MNP treatment (full and 2-fold magnification). (C) Representative images at 96 h after CBD-MNP treatment (full and 2-fold magnification). Site 1, negative control (normal saline); site 2-4, three test samples of the 0%, 1%, and 3% CBD-MNP treatments, respectively. TM, test materials.
Table 1.
Scoring system for the primary dermal irritation test
|
Reaction types |
Descriptions |
|
0 |
= |
No visible reaction |
|
± |
= |
Faint, minimal erythema |
|
1 |
= |
Erythema |
|
2 |
= |
Intense erythema |
|
3 |
= |
Intense erythema, induration, vesicles |
|
4 |
= |
Severe reaction with erythema, induration, vesicles, pustules (may be weeping) |
|
E |
= |
Edema |
|
DR |
= |
Dryness |
|
P |
= |
Peeling |
|
S |
= |
Staining |
|
^ |
= |
Hyperpigmentation/Hypopigmentation |
Table 2.
Primary dermal irritation test results
|
Reactions (~48 h Post-patching |
Negative control |
CBD-MNP (0%) |
CBD-MNP (1%) |
CBD-MNP (3%) |
|
0 |
30 |
30 |
31 |
32 |
|
± |
2 |
2 |
1 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
1E |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
Reactions (~96 h Post-patching
|
Negative control
|
CBD-MNP (0%)
|
CBD-MNP (1%)
|
CBD-MNP (3%)
|
|
0 |
32 |
32 |
32 |
32 |
|
± |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
1E |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
2 |
0 |
0 |
0 |
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References
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