KR100757043B1

KR100757043B1 - 유용성 활성성분의 피부 흡수 증진을 위한 양이온성 고분자나노캡슐 및 이를 함유하는 화장료 조성물

Info

Publication number: KR100757043B1
Application number: KR1020060101316A
Authority: KR
Inventors: 류주희; 심종원; 김용진; 김진웅; 김준오; 장이섭
Original assignee: (주)아모레퍼시픽
Priority date: 2006-10-18
Filing date: 2006-10-18
Publication date: 2007-09-07

Abstract

본 발명은 유용성 활성성분을 포집한 양이온성 고분자 나노캡슐 및 이를 함유하는 화장료 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 분자량이 5,000∼100,000이며, 표면전위가 5∼100mV이고, 입자크기가 50∼500nm인 양이온성 고분자 나노캡슐에 관한 것이다. 또한 본 발명은 상기 양이온성 고분자 나노캡슐을 함유하는 화장료 조성물에 관한 것이다.

피부흡수, 양이온성 관능기, 나노캡슐, 공초점 레이저 주사 현미경, 활성성분

Description

유용성 활성성분의 피부 흡수 증진을 위한 양이온성 고분자 나노캡슐 및 이를 함유하는 화장료 조성물{Cationic polymer nanocapsules for the enhancement of skin penetration, and the cosmetic composition containing the same}

도 1은 코엔자임 Q-10을 함유하고 양이온성 관능기를 갖는 부틸메타아크릴레이트 고분자 나노캡슐(실시예 1)을 투과전자 현미경으로 관찰한 사진이다.

도 2는 시험물질들의 피부흡수 실험 후 피부 절편을 공초점 레이저 주사 현미경(CLSM)으로 관찰한 이미지이다. (A) 40nm 폴리스티렌 나노비드, (B) 200nm 폴리스티렌 나노비드, (C) 코엔자임 Q-10 대신, 나일 레드(nile red)를 함유하는 실시예 1에서 제조된 고분자 나노캡슐.

본 발명은 유용성 활성성분을 포집한 양이온성 고분자 나노캡슐 및 이를 함유하는 화장료 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 분자량이 5,000∼100,000이며, 표면전위가 5∼100mV이고, 입자크기가 50∼500nm인 양이온성 고분자 나노캡 슐에 관한 것이다. 또한 본 발명은 상기 양이온성 고분자 나노캡슐을 함유하는 화장료 조성물에 관한 것이다.

피부는 크게 각질층, 표피층 및 진피층의 세 부분으로 구성되어 있다. 피부는 인체의 일차 방어막으로서 체내의 제 기관을 온도 및 습도 변화, 자외선 및 공해 물질 등 외부 환경의 자극으로부터 보호해 주는 기능을 가지고 있으며, 이러한 피부의 장벽기능은 주로 피부 최외각에 존재하는 각질층의 물리화학적인 성질에 의존한다. 각질층은 케라틴이라고 하는 단백질을 주 성분으로 하는 각질세포와 그 세포들 사이를 채우고 있는 지질층으로 구성되어 있다. 물질의 피부 흡수에 있어 각질 세포를 통과하여 흡수되는 것은 사실상 매우 어려우며, 각질 세포 사이의 지질층을 통과하는 경로가 일반적인 것으로 알려져 있다. 따라서, 토코페롤과 같은 지용성 물질의 피부흡수는 비교적 원활하게 이루어지는 반면, 지질층에 분배되기 어려운 물질 및 분자량이 큰 활성성분은 피부에의 흡수가 용이하지 않다.

지금까지 피부 흡수도가 낮은 활성성분의 피부 흡수도를 증진시키기 위하여 고분자 공중합체를 이용한 나노입자, 리포좀(liposome), 변형 가능한 베지클 (deformable vesicle) 및 나노에멀젼(nanoemulsion) 등 많은 입자 전달 시스템이 연구되어 왔다. 미녹시딜(Minixidil)을 포함하는 폴리에틸렌/폴리카프로락톤의 공중합체를 이용한 나노입자의 경우에 헤어리 기네아 피그(hairy guinea pig)의 피부에 도포하여 피부 흡수도를 측정하였을 경우, 같은 양의 미녹시딜을 포함하는 일반 리포좀이나 30% 에탄올의 피부 흡수도 보다 우수한 것을 볼 수 있었다(J. Shim et al., J. Control. Release (2004) 97, 477).

또한, 한국공개특허공보 제2005-0099213호에서는 피부의 미백 활성성분인 대황을 함유하는 리포좀과 같은 양의 대황을 함유한 용매(알코올:부틸렌글리콜 7:3)를 각각 프란츠 투과셀에 도포하여 시간에 따른 피부 흡수도를 측정한 결과, 리포좀을 이용한 경우의 피부 흡수도가 용매를 사용했을 때보다 9배 이상 증가된 것을 확인하였다.

대표적인 변형 가능한 베지클인 트랜스퍼좀(Transfersome)의 경우, 인지질과 단일 체인의 계면활성제로 구성되어 있다. 이 경우, 단일 체인의 계면활성제가 지질 이중층을 불안정하게 하고 그것의 계면장력을 낮춤으로써 이중막의 변형력을 증가시키는 것으로 생각되어진다. 관절염 치료제인 디클로페낙(diclofenac)을 상용되는 하이드로젤과 트랜스퍼좀에 각각 포집하여 동물 피부에 도포하였을 때, 트랜스퍼좀을 사용할 경우에 향상된 피부 전달 능력을 가지는 것으로 확인되었다. 이로 인해 장기 내에서의 약물 지속 시간이 길어졌고, 이는 약물로 인한 효과(therapeutic effect)를 얻기 위해 필요한 약물의 양을 하이드로젤에서의 필요량 대비 1/10로 낮추었다(Cevc G, Blume G, Biochim. Biophys. Acta. (2001) 1514, 191).

한국공개특허공보 제2003-0069246호에는 포화 및 불포화 레시틴의 함량비를 조절하여 혼합한 레시틴 혼합물을 계면활성제로 사용하여 제조함으로써 나노입자 내상에 하나 이상의 오일 또는 생리활성 유효성분을 함유하고 외상으로는 물을 함유하는 나노에멀젼을 제조하여 피부 흡수도를 높이는 위한 방법이 개시되어 있다.

그러나, 이들 종래의 방법이 활성성분의 피부 흡수도를 증가시키기는 하였지 만, 아직 만족할 만한 수준이 아니거나 혹은 화장품에 적용 가능한 형태로 아직 연구되어지지 않았다. 따라서, 다양한 유용성 활성성분들의 피부 흡수도를 증가시키는데 폭넓게 활용될 수 있는 시스템의 발명이 절실하다.

이에, 본 발명자들은 고분자 나노입자를 이용하여 유용성 활성성분의 피부 흡수도를 높이는 방법을 연구한 결과, 분자량이 5,000∼100,000이며, 표면전위가 5∼100 mV이고, 입자크기가 50∼500 nm인 양이온성 고분자 나노캡슐을 이용하는 경우 나노캡슐 내부에 포집된 유용성 활성성분의 피부 흡수도가 증가하는 것을 확인하고 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 유용성 활성성분의 피부 흡수도를 향상시킬 수 있는 양이온성 고분자 나노캡슐 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 목적은 상기 양이온성 고분자 나노캡슐을 함유하여 유용성 활성성분의 피부 흡수도를 향상시킬 수 있는 화장료 조성물을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 분자량이 5,000∼100,000 이며, 표면전위가 5∼100 mV이고, 입자크기가 50∼500 nm이며 내부에 유용성 활성성분을 포집시킨 양이온성 고분자 나노캡슐을 제공한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 고분자 나노캡슐의 제조방법 의 일례로서, 1) 활성성분을 흡착할 수 있는 양이온성 관능기를 갖는 소수성 고분자를 중합하는 단계; 2) 유용성 활성성분을 포집할 수 있는 양이온성 고분자 나노캡슐을 제조하는 단계; 및 3) 다양한 고분자 캡슐의 피부 흡수도를 비교하는 단계;를 거쳐 양이온성 고분자 나노캡슐을 제조하는 방법을 제공한다.

일반적으로 유용성 활성성분의 피부 흡수도를 높이기 위한 방안으로 유용성 활성성분을 포함하는 캡슐의 크기를 작게 하는 방법이 널리 연구되고 있다. 따라서, 초기에 마이크로 입자로 연구되었던 것이 나노 입자의 연구 쪽으로 진행되어 왔다. 그러나, 입자의 크기가 50nm 미만인 고분자 캡슐을 화장품과 같이 피부에 도포하였을 경우, 유용성 활성성분을 포함하는 캡슐의 상대적인 표면적이 늘어남으로써 유용성 활성성분의 안정도가 떨어질 수 있다는 단점이 있다.

이에, 본 발명자들의 연구결과, 유용성 활성성분을 포집하는 나노캡슐의 입자크기나 제조 시 사용된 고분자의 종류 보다는 나노캡슐 자체의 표면 전하 상태를 특정범위로 유지할 때 유용성 활성성분의 피부 흡수도를 향상시킬 수 있음을 밝히고, 이러한 표면 전하량을 가지는 양이온성 고분자 나노캡슐 및 이를 함유하는 화장료 조성물을 완성하였다.

이하, 본 발명에 의한 표면 전하량을 가지는 양이온성 고분자 나노캡슐의 제조방법의 일예를 각 단계별로 구체적으로 살펴본다.

1) 활성성분을 흡착할 수 있는 양이온성 관능기를 갖는 소수성 고분자를 중합하는 단계:

본 발명에서 양이온성 관능기를 지니는 고분자의 중합은 무유화제 유화중합법을 이용한다. 본 발명에서는 양이온성을 부여하기 위해서 라디칼 중합이 가능한 양이온성 단량체 또는 분자량이 400∼800인 저분자량의 중합체를 사용하는 것이 바람직하고, 구체적으로는 2-비닐피리딘, 3-비닐피리딘, 4-비닐피리딘, 아크릴아마이드, (메타)아크릴아마이드, 비닐피롤리돈, 비닐-N-메틸피리디니움 클로라이드, 3-메타크릴로릴-2-에틸-테트라알킬 암모니움 클로라이드, 메타크릴로릴-3-하이드록시프로필트리메틸 암모니움 클로라이드, 아크릴로릴-2-에틸-테트라알킬 암모니움 클로라이드, 아크릴로릴-3-프로필-테트라알킬 암모니움 클로라이드, 3-메타크릴로릴-2-하이드록시프로필트리메틸 암모니움 클로라이드, 메타크릴로릴-3-프로필테트라알킬 암모니움 클로라이드, (메타크릴로릴)에틸 디메틸아민 및 폴리에틸렌이민으로 이루어진 군에서 1종 이상 선택할 수 있으며, 전체 입자에 대하여 0.1∼30 중량%의 양으로 첨가한다. 양이온기를 0.1 중량% 미만으로 첨가하면, 수분산 나노 입자가 형성되지 않으며, 30 중량% 초과로 첨가하면 중합 시 외부 수상으로 모노머가 확산되어 수율을 떨어뜨리게 된다.

본 발명에 사용하는 개시제로는 양이온성 개시제로서, 구체적으로는 2,2'-아조비스(N,N'-디메틸렌 이소부틸아미딘)디하이드로클로라이드, 2,2'-아조비스(2-메틸 프로피온 아미딘)디하이드로클로라이드, 2,2'-아조비스(2-아미딘프로판)디하이드로클로라이드, 2,2'-아조비스-2-메틸-N-[1,1-비스(하이드록시메틸)-2-하이드록시에틸]프로핀-아마이드, 2,2'-아조비스-2-메틸-N-[1,1'-비스-(하이드록시메틸)-에틸]프로핀-아마이드 및 2,2'-아조비스(이소부틸아마이드)디하이드레이트로 이루어 진 군에서 선택된 1종 이상의 아조 화합물을 사용할 수 있다. 그 사용량은 전체 고분자 함량 대비 0.9∼1.1 중량%가 적절하다. 0.9 중량% 미만의 농도에서는 효과적인 개시 효과를 기대하기 어렵고, 1.1 중량%를 초과하는 농도에서는 과도한 중합 속도 상승으로 인하여 계의 안정도가 저하되는 경향이 있다.

본 발명에서 사용하는 소수성 단량체로는 라디칼 중합 또는 개환 중합이 가능한 단량체로서, 구체적으로는 스티렌, p-혹은 m-메틸스티렌, p-혹은 m-에틸스티렌, p-혹은 m-클로로스티렌, p-혹은 m-클로로메틸스티렌, 스티렌설폰산, 락타이드, 글리콜라이드, 카프로락톤, p-혹은 m-t-부톡시스티렌, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, 이소부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, n-옥틸(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌 글리콜(메타)아크릴레이트, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, 디에틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, 비닐 아세테이트, 비닐 프로피오네이트, 비닐 부티레이트, 비닐 에테르, 알릴 부틸 에테르, 알릴 글리시틸 에테르, 알킬(메타)아크릴아마이드 및 (메타)아크릴로니트릴 등을 들 수 있다.

2) 유용성 활성성분을 포집할 수 있는 양이온성 고분자 나노캡슐을 제조하는 단계:

본 발명에서 사용하는 바람직한 양이온성 고분자 나노캡슐의 제조 방법은 일반적인 나노 침전법(Nano precipitation method)을 사용하여 제조할 수 있으며, 하기의 단계를 포함한다: 유용성 활성성분 및 상기 1) 단계에서 제조한 양이온성 고분자를 적당한 유기용매, 즉, 물과 혼합될 수 있고 무독성으로서 물보다 증기압이 낮은 휘발성이 큰 용매(일반적으로 알코올/아세톤)에 용해시키는 단계(유기상); 적당한 속도로 교반하면서 수상과 유기상을 혼합시켜 자기회합에 의해 에멀젼을 제조하는 단계; 및 유기상을 증발시켜 수상에 존재하는 나노캡슐을 제조하는 단계;로 구성된다.

포집 가능한 유용성 활성성분으로는 레티놀, 레티닐아세테이트, 레티닐팔미테이트, α-토코페롤, 토코페롤아세테이트, 토코페릴리놀레이트, 토코페릴니코티네이트, 리놀레익산, 코엔자임 Q-10, 레즈베라트롤, 식물추출 에센셜 오일, 우르솔릭산, 올레아놀릭산, 유용성 감초 및 리포익산 등을 들 수 있다.

3) 다양한 고분자 캡슐의 피부 흡수도를 비교하는 단계:

본 발명에 따른 고분자 나노캡슐 사용시 활성성분의 피부 흡수도를 측정하는 방법으로는 예를 들어, 코엔자임 Q-10의 피부 흡수도를 기네아피그 피부를 대상으로 프란츠 투과 셀을 이용하여 측정하였으나, 반드시 이에만 한정되는 것은 아니다. 그 과정을 간단히 살펴보면, 실험직전 기네아피그의 복부 부분 피부를 채취하여 평방 1㎠의 면적으로 절단한 후, 이를 투과경의 직경이 0.9cm인 투과셀에 정치한 다음 클램프로 고정하고, 피부의 한쪽 면에 측정하고자 하는 조성물(실시예 1∼ 4 및 비교예 1∼4)을 0.5ml 도포하며, 반대쪽은 정제수와 접촉하도록 한다. 실험시 온도는 실제 피부온도인 32℃를 유지하고, 실험 시작 18시간 후, 반대쪽 정제수의 일부를 채취하여 HPLC를 이용하여 피부를 투과한 코엔자임 Q-10의 양을 측정한다. 또한 기네아피그 피부에 흡수된 코엔자임 Q-10의 양을 측정하기 위하여, 메탄올을 이용하여 피부조직으로부터 코엔자임 Q-10을 추출하고 HPLC를 이용하여 코엔자임 Q-10의 양을 측정한다.

상기 방법으로 다양한 고분자 캡슐의 피부 흡수도를 비교해 본 결과, 분자량이 5,000∼100,000 이며, 표면전위가 5∼100 mV이고, 입자크기가 50∼500 nm인 양이온성 고분자 나노캡슐이 나노캡슐 내부에 포집된 유용성 활성성분의 피부 흡수도가 가장 우수함을 확인하였다.

상기 양이온성 고분자 나노캡슐의 분자량이 5,000 미만인 경우는 유기용매에 대한 용해도가 분자량 5,000 이상인 경우에 비해 좋지 않고, 반대로 물에 대한 용해도가 증가하여, 효율적으로 입자를 제조하는 데에 그 한계가 있으며, 100,000을 초과할 경우에는 입자 제조 시 응집현상이 자주 발생하여 역시 효율적으로 입자를 제조하는 데에 한계가 있다.

또한, 본 발명에 의한 양이온성 고분자 나노캡슐의 표면전위가 5mV 미만일 경우에는 피부 흡수 증진율이 미미하며, 100 mV를 초과할 경우에는 제형 내 수용성 성분 및 수용성 고분자와의 응집현상이 발생하여 그 사용이 극히 제한적이 된다.

한편, 입자의 크기가 50nm 미만인 고분자 캡슐의 경우 유용성 활성성분의 안정도가 떨어질 수 있다는 단점이 있고, 입자의 크기가 500nm 초과인 고분자 캡슐은 피부흡수가 되지 않아서, 캡슐 내부에 포집된 유용성 활성성분의 효능을 기대할 수 없다는 단점을 가지고 있다.

상기 제조방법은 본 발명의 고분자 나노캡슐 즉, 본 발명은 분자량이 5,000∼100,000이며, 표면전위가 5∼100 mV이고, 입자크기가 50∼500 nm이면서 양이온성 고분자 나노캡슐을 제조하기 위한 방법의 일예로서, 본원발명의 제 특성을 갖는 양이온성 고분자 나노캡슐을 제조하는 방법은 반드시 이에 한정되지는 않는다.

또한 본 발명은 상기 양이온성 고분자 나노캡슐을 함유함으로써 유용성 활성성분의 피부흡수를 극대화할 수 있도록 제조한 화장료 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 의한 상기 양이온성 고분자 나노캡슐은 화장료 조성물에서 함량 범위를 특정하지는 않지만, 기능성 제품의 함량을 맞추기 위한 범위에서 상기 양이온성 고분자 나노캡슐을 0.1∼10 중량%로 함유하는 것이 바람직하며, 그 함량이 10 중량%를 초과하면 제형의 사용감을 맞추는 것이 어려워지고, 0.1 중량% 미만에서는 기능성 제품의 전체적 함량을 맞추는 것이 어려워지므로 제형화가 어렵다.

본 발명에 의한 화장료 조성물은 그 제형에 있어서 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 유연화장수, 영양화장수, 마사지크림, 영양크림, 팩, 젤, 에센스, 립스틱, 메이크업 베이스, 파운데이션, 로션, 연고, 겔, 크림, 패취 및 분무제 등으로 제형화될 수 있다.

이하, 실시예를 들어 본 발명을 보다 자세하게 설명한다. 그러나 이러한 실시예들은 본 발명을 구체적으로 설명하려는 것이지, 이러한 실시예에 의하여 본 발 명의 권리범위가 제한되는 것은 아니다.

[실시예 1]

양이온성 관능기를 갖는 부틸메타크릴레이트 랜덤 공중합체는 다음과 같은 과정을 거쳐 제조하였다. 부틸메타크릴레이트를 고분자 중량 대비 75 중량%, (메타크릴로릴)에틸 디메틸아민을 고분자 중량 대비 25 중량%를 혼합하였다. 이 혼합액을 2,2'-아조비스(2-메틸 프로피온 아미딘)디하이드로클로라이드가 0.5 중량%가 용해되어 있는 수용액에 넣고 질소분위기 하에서 70℃에서 4시간 동안 250rpm으로 교반하면서 중합하여 고분자 라텍스를 얻었다. 생성된 고분자를 소디움 클로라이드로 침전시켜 분말 형태로 얻고, 아세톤/물에 의한 재결정화를 통하여 미반응 모노머를 제거한 후 다시 한번 소디움 클로라이드로 침전시켜 분말 형태로 얻은 다음, 여과 후 물로 세척하는 과정을 수 차례 반복하고, 진공오븐에서 건조시켜 캡슐을 분말형태로 얻었다.

코엔자임 Q-10을 담지하고 있는 나노캡슐을 제조하기 위하여, 상기 공정에 의해 제조된 양이온 관능기를 갖는 고분자 2g 및 코엔자임 Q-10(일본 NISSHIN PHARMA) 1g을 100ml의 에탄올에 용해하였다. 또한 증류수 200ml를 플라스크에 도입하여 교반시키면서 제조된 고분자/코엔자임 Q-10/에탄올 혼합액을 첨가하여 자기 회합체를 얻은 후, 로터리 증발기를 이용해 에탄올과 소량을 물을 증발시켜 50ml의 고분자 수용액을 얻었다.

[실시예 2]

양이온성 관능기를 갖는 메틸메타아크릴레이트 랜덤 공중합체는 메틸메타크릴레이트를 고분자로 사용한다는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 고분자 및 캡슐을 제조하였다.

[실시예 3]

양이온성 관능기를 갖는 폴리스티렌 랜덤 공중합체는 폴리스티렌을 고분자로 사용한다는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 고분자 및 캡슐을 제조하였다.

[실시예 4]

양이온성 관능기를 갖는 폴리락틱글리이콜릭 액시드(PLGA) 랜덤 공중합체는 다음과 같은 방법으로 제조하였다. 먼저, 0.37 mmol PLGA 고분자 및 1.2mmol 다이사이클로헥실카보이미드를 무수 디메틸포름아마이드 용액 10mL에 녹이고, 4시간 동안 반응한 후 4mmol 폴리에틸렌이민(PEI)을 상기 폴리락틱 글라이콜릭액시드/디메틸포름아마이드 용액에 혼합하여 반응한 다음 1시간 후에 상기 반응물을 다이에틸에테르 용액에 추가하여 침전물을 얻어 PLGA-PEI 공중합체를 제조하였다.

[비교예 1]

고분자 중합 시 양이온성 관능기를 도입하지 않고, SLS(Sodium lauryl sulfate)를 고분자 중량 대비 10%로 사용하고, 고분자 모노머로서 부틸메타크릴레이트만을 이용하여 캡슐을 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.

[비교예 2]

고분자 중합 시 양이온성 관능기를 도입하지 않고, SLS(Sodium lauryl sulfate)를 고분자 중량 대비 10%로 사용하고, 고분자 모노머로서 메틸메타크릴레이트만을 이용하여 캡슐을 실시예 2와 동일한 방법으로 제조하였다.

[비교예 3]

고분자 중합 시 양이온성 관능기를 도입하지 않고, SLS(Sodium lauryl sulfate)를 고분자 중량 대비 10%로 사용하고, 고분자 모노머로서 스티렌만을 이용하여 캡슐을 실시예 3과 동일한 방법으로 제조하였다.

[비교예 4]

고분자 중합 시 양이온성 관능기를 도입하지 않고, SLS(Sodium lauryl sulfate)를 고분자 중량 대비 10%로 사용하고, 캡슐 고분자로 폴리락틱글라이콜릭 액시드만을 이용하여 캡슐을 실시예 4의 캡슐 제조 방법과 동일한 방법으로 제조하였다.

[시험예 1] 고분자 캡슐의 표면전하 측정

제타전위 측정장치인 제타자이저 3000HS(Zetasizer 3000HS; Malvern, UK)를 이용하여, 실시예 1∼4 및 비교예 1∼4의 각 결과물에 대한 제타전위(zeta potential)를 중성 조건(pH=7)에서 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

[시험예 2] 고분자 캡슐의 동적광산란에 의한 입자크기 측정

산란각은 90°로 고정하고 온도는 25℃로 유지하면서, 실시예 1∼4 및 비교예 1∼4의 각 결과물에 대한 입자 크기를 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

시료	입자 크기(nm)	제타전위(mV)
실시예 1	193	+ 61.4
실시예 2	307	+ 60.5
실시예 3	201	+ 58.5
실시예 4	225	+ 10.3
비교예 1	71	- 59.7
비교예 2	38	- 62.0
비교예 3	48	- 58.5
비교예 4	57	- 57.3

상기 표 1에 나타난 시료의 제타전위를 살펴보면, 고분자 중합시 양이온성 관능기를 도입한 실시예 1∼4의 시료의 표면전하가 양전하로 나타남을 알 수 있다. 반면, 고분자 중합시 양이온성 관능기를 도입하지 않고 고분자 자체로만 캡슐을 만든 비교예 1∼4의 표면전하는 음전하로 나타났다.

[시험예 3] 고분자 나노캡슐의 모포로지 관찰

상기 실시예 1에서 제조한 양이온성 고분자 나노입자의 모폴로지(morphology)는 투과전자현미경(TEM)을 이용하여 관찰하였으며, 그 결과를 도 1에 나타내었다.

도 1의 결과로부터, 본 발명에 의한 실시예 1에서 제조된 고분자 나노캡슐이 구형임을 확인할 수 있었다. 즉, 도 1은 본 발명에서 제조한 코엔자임 Q-10을 함유하고 있는 양이온성 고분자 나노캡슐(실시예 1)을 투과전자 현미경 사진으로 관찰한 것이다.

[시험예 4] 고분자 나노캡슐의 생체 외(in vitro) 피부흡수량 측정

코엔자임 Q-10의 피부흡수는 기네아피그 피부를 대상으로 프란츠 투과 셀을 이용하여 측정하였다. 실험직전 기네아피그의 복부부분 피부를 채취하여 평방 1㎠의 면적으로 절단한 후, 이를 투과경의 직경이 0.9cm인 투과셀에 정치한 후 클램프로 고정하였다. 피부의 한쪽 면에 실시예 1∼4 및 비교예 1∼4을 각각 0.5ml씩 도포하고, 반대 쪽은 정제수와 접촉하도록 하였다. 실험시 온도는 실제 피부온도인 32℃를 유지하였다. 실험 시작 18시간 후, 반대쪽 정제수의 일부를 채취하여 HPLC를 이용하여 피부를 투과한 코엔자임 Q-10의 양을 측정하였다.

또한 기네아피그 피부에 흡수된 코엔자임 Q-10의 양을 측정하기 위하여, 메탄올을 이용하여 피부조직으로부터 코엔자임 Q-10을 추출하고 HPLC를 이용하여 코엔자임 Q-10의 양을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

피부흡수량(㎍)
실시예 1	6.05	비교예 1	3.95
실시예 2	6.74	비교예 2	1.86
실시예 3	5.78	비교예 3	0.98
실시예 4	3.56	비교예 4	1.21

상기 표 2에 나타난 시료의 피부흡수량을 살펴보면, 고분자 중합시 양이온성 관능기를 도입한 실시예 1∼4의 시료의 피부흡수량이 양이온성 관능기를 도입하지 않고 고분자 자체로만 캡슐을 만든 비교예 1∼4의 피부흡수량 보다 1.5∼5.9배까지 증가한 것을 확인할 수 있었다.

[시험예 5] 고분자 나노캡슐의 생체 내 (in vivo) 피부 흡수도 측정

생체 내(in vivo) 피부 흡수도 측정을 위하여 실시예 1에서 캡슐을 만들 때, 코엔자임 Q-10 대신 형광표지물질인 나일 레드(nile red)를 소량 담지하였다. 이렇게 제조된 나노캡슐의 평균 입자 크기는 140nm이었다. 제조된 나노캡슐의 생체 내(in vivo) 피부 흡수도를 비교 평가하기 위하여 대조군으로서 표면전하가 -2 mV이고 입자크기가 각각 40nm 및 200nm인 폴리스티렌(polystyrene) 나노비드를 Molecular Probes사에서 구입하였다. 구입한 폴리스티렌 나노비드에는 형광물질이 이미 담지되어 있어서 피부 흡수도의 형광관찰이 가능하다.

대조군 폴리스티렌 나노비드 2종 및 실시예 1을 처치하기 전에 기네아피그의 등 부위를 제모하였고 상기 시료를 기네아피그의 등 부위에 폐쇄첩포하였다. 24시간 폐쇄첩포한 후, 피부를 6mm 피부절단용 펀치(punch)로 절단하였다. 절단된 피부는 정제수로 4회 이상 씻고 절편용 용제(O.C.T. compound)를 이용하여 -26℃ 이하로 동결 시킨 뒤 두께 10∼18㎛로 잘라 슬라이드 글라스에 조직을 올려 놓았다. 남은 절편용 용제(O.C.T. compound)를 씻어 준 뒤, 커버 글라스를 덮고 바로 공초점 레이저 주사 현미경(CLSM)으로 관찰하였으며, 그 결과를 도 2에 나타내었다.

도 2는 40nm 및 200nm의 지름을 갖는 폴리스티렌 나노비드와 양이온성 관능기를 갖는 부틸메타아크릴레이트 고분자 나노캡슐(실시예 1)의 피부흡수 실험 후, 피부절편을 공초점 레이저 주사 현미경으로 관찰한 사진이다(시험예 5).

하기 도 2의 결과로부터, 본 발명에 의한 실시예 1에서 제조된 고분자 나노캡슐(도 2의 C)의 경우 140nm의 크기에도 불구하고, 피부의 표면에서만 형광이 관찰되는 40nm의 폴리스티렌 나노비드(도 2의 A)에 비해 피부 흡수도가 월등히 뛰어남을 알 수 있다. 또한, 200nm인 폴리스티렌 나노비드(도 2의 B)도 피부의 표면에서만 형광이 관찰되었다.

따라서, 공초점 레이저 주사 현미경의 관찰 이미지 결과로부터, 40nm 및 200nm인 폴리스티렌 나노비드의 경우 피부 표면에서만 형광이 관찰되는 것에 반해, 실시예 1에서 제조한 고분자 나노캡슐의 경우 대부분의 표피층에서 형광이 관찰되는 것을 확인하였다. 이 시험예를 통해서 고분자 나노캡슐의 표면 전하가 유용성 활성성분의 피부 흡수 증진에 큰 영향을 미친다는 것을 확인하였다.

[제형예 1]

하기 표 3의 조성으로 투명 겔 형태의 가용화 제형으로 제형예 1을 제조하였다. 제형의 점도는 약 4,000cps이다. 한편, 점도는 Brookfield (LVDVII+)를 이용하여 30℃ 12rpm에서 스핀들(spindle) No.3으로 측정하였다.

성분	함량(중량%)
글리세린	5
프로필렌글리콜	4
실시예 1의 나노캡슐분산액	5
에탄올	10
소디움폴리아크릴레이트	0.5
방부제	적량
정제수	잔량

[제형예 2]

하기 표 4의 조성으로 유화 제형의 제형예 2를 제조하였다. 각각의 유상과 수상을 70℃에서 완전 용해시키고, 7,000rpm에서 5분간 유화시켜 불투명 겔 형태의 로션을 제조하였다. 로션의 점도는 약 7,000cps이다.

성분		함량(중량%)
유상	스테아린산	2
	세틸알코올	2
	라놀린 알코올	2
	액상파라핀	7
	사이클로메치콘	5
	폴리옥시에틸렌 모노올레익산 에스테르	2
	방부제, 항산화제	적량
수상	글리세린3	3
	프로필렌글리콜	5
	트리에틸아민	1
	실시예 1의 나노캡슐 분산액	10
	소디움폴리아크릴레이트	0.15
	정제수	잔량

[제형예 3]

하기 표 5의 조성으로 크림 제형의 제형예 3을 제조하였다. 제조과정은 상기 제형예 2와 동일하다.

성분		함량(중량%)
유상	비즈왁스	2
	스테아릴알코올	5
	스테아린산	8
	스쿠알란	10
	프로필렌글리콜모노스테아레이트	3
	폴리옥시에틸렌세틸에테르	1
	방부제 및 항산화제	적량
수상	프로필렌글리콜	8
	글리세린	4
	트리에틸아민	1
	실시예 1의 나노캡슐 분산액	10
	정제수	잔량

[시험예 6] 젤 제형 안정도 확인

제조된 캡슐이 도입된 제형의 안정도를 확인하기 위하여, 상기 제형예 1 을 -4℃ 냉장고, 실온 및 40℃ 항온조에서 각각 보관한 다음 4주 후 시료를 취하여 관찰하였다. 이때, 제조된 캡슐을 함유하고 있는 상기 제형들은 상분리가 일어나지 않은 안정한 제형으로 관찰되었다.

[시험예 7] 유화 제형 안정도 확인

제조된 캡슐이 도입된 제형의 안정도를 확인하기 위하여, 상기 제형예 2를 -4℃ 냉장고, 실온 및 40℃ 항온조에서 각각 보관한 다음 4주 후 시료를 취하여 관찰하였다. 이때, 제조된 캡슐을 함유하고 있는 상기 제형들은 상분리가 일어나지 않은 안정한 제형으로 관찰되었다.

[시험예 8] 크림 제형 안정도 확인

제조된 캡슐이 도입된 제형의 안정도를 확인하기 위하여, 상기 제형예 3을 -4℃ 냉장고, 실온 및 40℃ 항온조에서 각각 보관한 다음 4주 후 시료를 취하여 관찰하였다. 이때, 제조된 캡슐을 함유하고 있는 상기 제형들은 상분리가 일어나지 않은 안정한 제형으로 관찰되었다.

이상의 결과로부터, 상기 양이온성 고분자 나노캡슐은 화장료 제형 내에서 제형 안정도를 떨어뜨리지 않는 것으로 확인되었다.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에서는 분자량이 5,000∼100,000이며, 표면전위가 5∼100 mV이고, 입자크기가 50∼500 nm인 양이온성 고분자 나노캡슐을 제조함으로써 그 내부에 포집된 유용성 활성성분의 효능을 극대화할 수 있는 효과적인 피부흡수 증진용 화장료 조성물을 제공할 수 있었다.

Claims

분자량이 5,000∼100,000이며, 표면전위가 5∼100 mV이고, 입자크기가 50∼500 nm이며, 내부에 유용성 활성성분을 포집시킨 것을 특징으로 하는 양이온성 고분자 나노캡슐.
제 1항에 있어서, 상기 유용성 활성성분은 레티놀, 레티닐아세테이트, 레티닐팔미테이트, α-토코페롤, 토코페롤아세테이트, 토코페릴리놀레이트, 토코페릴니코티네이트, 리놀레익산, 코엔자임 Q-10, 레즈베라트롤, 식물추출 에센셜 오일, 우르솔릭산, 올레아놀릭산, 유용성 감초 및 리포익산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상임을 특징으로 하는 양이온성 고분자 나노캡슐.
제 1항에 있어서, 상기 양이온성 고분자 나노캡슐은 피부 흡수 증진용임을 특징으로 하는 양이온성 고분자 나노캡슐.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 의한 양이온성 고분자 나노캡슐을 함유하는 화장료 조성물.
제 4항에 있어서, 상기 조성물은 조성물 총 중량에 대하여 양이온성 고분자 나노캡슐을 0.1∼10 중량%로 함유함을 특징으로 하는 화장료 조성물.
제 4항에 있어서, 상기 화장료가 유연화장수, 영양화장수, 마사지크림, 영양크림, 팩, 젤, 에센스, 립스틱, 메이크업 베이스, 파운데이션, 로션, 연고, 겔, 크림, 패취 및 분무제로 이루어진 군에서 선택된 제형임을 특징으로 하는 화장료 조성물.