KR100862651B1 - 모발 처리용 조성물, 모발 처리제 및 이를 이용한 모발처리방법 - Google Patents

모발 처리용 조성물, 모발 처리제 및 이를 이용한 모발처리방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100862651B1
KR100862651B1 KR1020070045253A KR20070045253A KR100862651B1 KR 100862651 B1 KR100862651 B1 KR 100862651B1 KR 1020070045253 A KR1020070045253 A KR 1020070045253A KR 20070045253 A KR20070045253 A KR 20070045253A KR 100862651 B1 KR100862651 B1 KR 100862651B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
polyethylene glycol
hair
composition
succinimidyl
derivative
Prior art date
Application number
KR1020070045253A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20080058134A (ko
Inventor
노광
현창민
배근원
윤소정
안민정
Original Assignee
선바이오(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 선바이오(주) filed Critical 선바이오(주)
Priority to US11/824,400 priority Critical patent/US20080159975A1/en
Priority to EP07022955A priority patent/EP1938795A3/en
Publication of KR20080058134A publication Critical patent/KR20080058134A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100862651B1 publication Critical patent/KR100862651B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00—Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/72—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic macromolecular compounds
    • A61K8/84—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic macromolecular compounds obtained by reactions otherwise than those involving only carbon-carbon unsaturated bonds
    • A61K8/86—Polyethers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00—Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/02—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by special physical form
    • A61K8/04—Dispersions; Emulsions
    • A61K8/042—Gels
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00—Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/30—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic compounds
    • A61K8/64—Proteins; Peptides; Derivatives or degradation products thereof
    • A61K8/65—Collagen; Gelatin; Keratin; Derivatives or degradation products thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00—Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/72—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic macromolecular compounds
    • A61K8/73—Polysaccharides
    • A61K8/736—Chitin; Chitosan; Derivatives thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61Q—SPECIFIC USE OF COSMETICS OR SIMILAR TOILETRY PREPARATIONS
    • A61Q5/00—Preparations for care of the hair
    • A61Q5/04—Preparations for permanent waving or straightening the hair
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61Q—SPECIFIC USE OF COSMETICS OR SIMILAR TOILETRY PREPARATIONS
    • A61Q5/00—Preparations for care of the hair
    • A61Q5/06—Preparations for styling the hair, e.g. by temporary shaping or colouring
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61Q—SPECIFIC USE OF COSMETICS OR SIMILAR TOILETRY PREPARATIONS
    • A61Q5/00—Preparations for care of the hair
    • A61Q5/12—Preparations containing hair conditioners
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K2800/00—Properties of cosmetic compositions or active ingredients thereof or formulation aids used therein and process related aspects
    • A61K2800/40—Chemical, physico-chemical or functional or structural properties of particular ingredients
    • A61K2800/54—Polymers characterized by specific structures/properties
    • A61K2800/544—Dendrimers, Hyperbranched polymers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K2800/00—Properties of cosmetic compositions or active ingredients thereof or formulation aids used therein and process related aspects
    • A61K2800/80—Process related aspects concerning the preparation of the cosmetic composition or the storage or application thereof
    • A61K2800/88—Two- or multipart kits
    • A61K2800/884—Sequential application
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K2800/00—Properties of cosmetic compositions or active ingredients thereof or formulation aids used therein and process related aspects
    • A61K2800/80—Process related aspects concerning the preparation of the cosmetic composition or the storage or application thereof
    • A61K2800/94—Involves covalent bonding to the substrate

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Birds (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Polyethers (AREA)
  • Cosmetics (AREA)

Abstract

본 발명은 아민과 공유결합 가능한 2 이상의 관능기를 함유하는 다중 가지(multi-arm) 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)를 포함하는 모발 처리용 조성물, 상기 조성물의 관능기와 반응할 수 있는 관능기를 하나 이상 함유하는 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (B) 및/또는 생체적합 고분자 (C)를 포함하는 모발 처리용 조성물, 상기 조성물들을 포함하는 모발 처리제 및 그 사용방법에 관한 것이다. 본 발명의 모발 처리제에서는 상기 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)의 관능기의 일부가 모발의 표면에 존재하는 아미노산과 일차적으로 공유결합하고, 모발과 공유결합하지 않은 관능기의 일부는 폴리에틸렌 글리콜 유도체(B) 및/또는 생체적합 고분자 (C)와 공유 결합함으로써 모발의 두께와 볼륨을 증가시키고, 손상모를 복구하며, 모발의 형태 및 컬을 장기간 유지시킬 수 있다.
폴리에틸렌 글리콜 유도체, 모발 볼륨, 공유결합, 하이드로젤

Description

모발 처리용 조성물, 모발 처리제 및 이를 이용한 모발 처리방법 {Hair treatment composition, hair treatment agent and method for treating hair by using the same}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모발 표면에 4-가지 PEG-ASG가 모발의 라이신에 결합하는 것을 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모발의 표면에 결합한 4-가지 PEG-ASG에 폴리에틸렌 글리콜 아민 유도체, 또는 생체적합 고분자의 결합을 나타낸 개념도이다.
도 3은 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤의 SDS-PAGE 분석 결과를 도시한 사진이다.
도 4는 폴리에틸렌 글리콜-혈청단백질로부터 형성된 하이드로젤의 SDS-PAGE 분석 결과를 도시한 사진이다.
도 5는 폴리에틸렌 글리콜-키토산으로부터 형성된 하이드로젤의 SDS-PAGE 분석 결과를 도시한 사진이다.
도 6은 폴리에틸렌 글리콜-피토 콜라겐으로부터 형성된 하이드로젤의 SDS-PAGE 분석 결과를 도시한 사진이다.
도 7은 4-가지 PEG-ASG의 농도에 따른 SDS-PAGE의 결과를 도시한 사진이다.
도 8은 4-가지 PEG-ASG의 모발 반응 시간에 따른 SDS-PAGE의 결과를 도시한 사진이다.
도 9는 4-가지 PEG-ASG의 반응 pH에 따른 SDS-PAGE의 결과를 도시한 사진이다.
도 10은 4-가지 PEG-ASG의 반응 완충용액 (buffer)에 따른 SDS-PAGE의 결과를 도시한 사진이다.
도 11은 추출 용액에 따른 모발과 공유결합된 폴리에틸렌 글리콜의 추출 수율을 보여주는 SDS-PAGE의 결과를 도시한 사진이다.
도 12는 4-가지 PEG-ASG를 반응시간에 따른 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤의 형성을 보여주는 SDS-PAGE의 결과를 도시한 사진이다.
도 13은 1% 이상 6-가지 폴리에틸렌 글리콜-아민 용액에서의 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤의 형성을 보여주는 SDS-PAGE의 결과를 도시한 사진이다.
도 14는 5% 이상 6-가지 폴리에틸렌 글리콜-아민 용액에서의 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤의 형성을 보여주는 SDS-PAGE의 결과를 도시한 사진이다.
도 15는 6-가지 폴리에틸렌 글리콜-아민을 반응시간에 따른, 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤의 형성을 보여주는 SDS-PAGE의 결과를 도시한 사진이다.
도 16은 모발 단면적을 측정할 때 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤의 형성을 보여주는 SDS-PAGE의 결과를 도시한 사진이다.
도 17은 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤이 형성된 모발의 단면적 증가를 도시 한 그래프이다.
도 18은 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤이 형성된 모발의 전자주사현미경(SEM)분석 결과를 도시한 사진이다.
도 19는 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤 형성의 반복 효과를 보여주는 SDS-PAGE의 결과를 도시한 사진이다.
도 20은 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤의 모발 표면에서의 지속성을 보여주는 SDS-PAGE의 결과를 도시한 사진이다.
도 21은 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤의 조성물 중 디메티콘의 첨가에 따른 컬 유지력을 비교한 시험결과를 도시한 사진이다.
도 22는 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤의 조성물 중 글리세린의 첨가에 따른 컬 유지력을 비교한 시험결과를 도시한 사진이다.
본 발명은 아민과 공유결합 가능한 2 이상의 관능기를 함유하는 다중 가지(multi-arm) 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)를 포함하는 모발 처리용 조성물, 상기 조성물의 관능기와 반응할 수 있는 관능기를 하나 이상 함유하는 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (B) 및/또는 생체적합 고분자 (C)를 포함하는 모발 처리용 조성물, 상기 조성물들을 포함하는 모발 처리제 및 그 사용방법에 관한 것으로, 상세하게는 본 발명은 상기 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)의 관능기의 일부가 모발의 표면에 존재하는 아미노산과 일차적으로 공유결합하고, 모발과 공유결합하지 않은 관능기의 일부는 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (B) 및/또는 생체적합 고분자 (C)와 공유 결합함으로써 모발의 두께와 볼륨을 증가시키고, 손상모를 복구하며, 모발의 형태 및 컬을 장기간 유지시킬 수 있는 모발 처리용 조성물, 모발 처리제 및 이를 이용한 모발 처리방법에 관한 것이다.
모발의 주성분인 케라틴은 18종의 아미노산으로 구성되어 있다. 특히, 사람의 케라틴에서는 시스틴이 16%로 가장 많은 비율을 차지하고, 글루타믹산, 아르기닌, 및 라이신 아미노산이 각각 14.8%, 9.6% 및 2.6%를 차지한다. 모발의 형태를 유지하게 하는 결합은 라이신 또는 아르기닌과 같은 양이온 아미노산과 아스파틱산 또는 글루타믹산과 같은 음이온 아미노산 사이의 이온결합; 또는 두 분자의 시스테인 사이의 다이설파이드 결합(-S-S-) 과 같은 공유결합이 있다. 또한 분자간의 인력으로서 수소결합, 극성 결합 (polar bond), 또는 런던 퍼스 (London force)와 같은 비공유 결합이 존재한다. 모발은 약 10-15만개가 존재하며, 모발의 성장 속도는 0.2 ~ 0.5 mm/day이다.
또한 모발의 특징은 인종별로 상이하다. 백인종의 평균 모발 두께는 55 ㎛ 로서, 흑인종과 몽골계의 평균 모발 두께인 72 ㎛ 보다 약 25% 가늘다. 또한 흑인 모발인 경우 장경/단경의 비가 1.75로서 타원형을 이루는 반면, 백인계와 몽골계의 모발은 1.25~ 1.35로서 원형에 가깝다.
한편 모발의 탈모는 모발의 성장 단계 중 휴지기 (Talogen stage)에서 일어 나며, 이 시기의 모발은 전체 모발의 4-14% 해당된다. 탈모는 휴지기 중 강한 브러싱으로도 진행될 수 있고, 출산 후, 또는 폐경기 이후의 여성일수록 탈모의 속도가 빠르다. 휴지기에 평균 50~100개 이상 모발이 빠질 수 있다. 모발의 탈모 징후 중 하나는 모발의 두께가 가늘어지는 것이며, 나이가 들수록 모발이 가늘어지고 탈모가 일어나게 된다.
이와 같은 탈모는 유전적으로 발생도 하지만, 평소 모발에 대한 관심과 관리의 소홀로 일어날 수 있다. 특히 최근에는 스트레스로 인한 탈모가 젊은 세대에서도 증가하는 것으로 나타나고 있다. 따라서 탈모로 고심하는 사람들은 가발 또는 가채를 이용하는 방법, 가공된 타인의 모발을 접착제를 이용하여 붙이는 방법, 또는 헤어 피스(hair piece)를 핀으로 꽂음으로써 모발의 볼륨감을 풍성하게 증가시키는 방법을 이용하고 있다. 또한 모발의 스타일을 바꾸거나, 헤어 젤, 무스, 또는 고정용 스프레이제를 이용하여 모발의 볼륨감을 키우는 방법을 사용한다. 그러나 상기 방법들은 일시적이고 매회 관리를 해 주어야 하는 단점이 있다.
모발 케어로서 고분자를 이용한 연구는 선례가 있다. Sorrentino 등의 미국특허(US 6,447,803)는 소수성을 띠며, 알칼리에 녹는 고분자와 잔탄 검 (xanthane gum) 같은 다당류, 또는 폴리 알킬렌 글리콜 같은 계면활성제와 보릭산를 첨가하여 모발 케어로서 사용하는 것을 개시하고 있다. 상기 고분자의 모노머 구조는 알파와 베타 형태를 갖는 이중 결합을 한 탄소원자에 카르복시산이 결합된 구조이다. 또한 상기 카르복시산에 알킬 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트가 결합될 수 있다. 상기 특허문헌은 이와 같은 아크릴레이트/메타크릴레이트 에스터를 포함한 고 분자를 헤어 젤로서 모발에 적용하는 경우, 모발이 잘 늘어나고, 뭉침이 없으며, 느낌 및 탄성력이 좋고, 모발의 두께감을 느낄 수 있다고 기재하고 있다.
또한 Rollat 등과 Garnier 등의 미국특허(US 7,048,916, 및 US 6,548,051)는 가지 형태 또는 직선 형태의 알킬 알코올, 또는 사이클릭 알콜이 결합된 메타크릴레이트와 아크릴레이트의 공중합체(copolymer)를 모발에 적용하였을 때 스타일리쉬 모발을 유지시켜 주는 효과가 있다고 개시하였다. Gallengullos 등의 미국특허 (US 6,410,005)는 소수성 폴리아크릴레이트 골격 구조에 친수성 아크릴레이트 구조가 결합된 공중합체는 모발의 흐름성, 높은 습도에서 스타일 유지력, 및 볼륨감 등을 주며, 컬이 늘어나는 것을 막아준다고 개시하였다. Quinn의 미국특허 (US 6,436,412)는 금속 양이온과 수소결합을 형성할 수 있는 기능기를 가지고 있는 고분자를 케라틴의 표면에 코팅할 수 있는 방법을 소개하였고, 마스카라 립스틱 이외에 모발의 스타일링제로 사용할 수 있다고 하였다. Sakuta 등의 미국특허 (US 6,258,347)는 실리콘 고분자를 사용하여 모발 표면에 필름을 형성함으로써, 모발이 공기 중 수분에 영향을 받지 않을 뿐만 아니라, 뛰어난 윤기력을 제공할 수 있다고 하였다.
상기 문헌들은 모발의 표면에 알갱이 (particles) 또는 필름을 형성함으로써 모발의 스타일리쉬, 보습 및 볼륨감 효과를 증대시킬 수 있다는 점을 개시하고 있다. 그러나 상기한 제법들은 샴푸하였을 때 씻겨져 나가 효과가 장기간 유지되지 않는다. 화장품으로서 활성을 지니는 물질이 지속적인 효과를 발휘하기 위해서는 모발에 공유결합을 했을 때 가능하다.
이에 따라 본 발명자들은 아민과 공유결합 가능한 2 이상의 관능기를 함유하는 다중 가지(multi-arm) 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)를 포함하는 모발 처리용 조성물; 및 상기 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)의 관능기와 반응할 수 있는 관능기를 하나 이상 가지는 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (B) 및/또는 생체적합 고분자(C)를 포함하는 모발 처리용 조성물을 포함하는 모발 처리용 제제를 사용하여, 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤을 형성하는 경우 모발의 두께가 증가되고, 모발의 힘이 강하게 느껴지며, 컬의 지속력이 증가하는 효과를 확인함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서 본 발명의 목적은 아민과 공유결합 가능한 2 이상의 관능기를 함유하는 다중 가지(multi-arm) 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)를 포함하는 모발 처리용 조성물을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 상기 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)의 관능기와 반응할 수 있는 관능기를 하나 이상 함유하는 폴리에틸렌 글리콜 (B) 및/또는 생체적합 고분자 (C)를 포함하는 모발 처리용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 모발 처리용 조성물들을 포함하는 모발 처리제 및 이를 사용하여 모발을 처리하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 아민과 공유결합 가능한 2 이상의 관능기를 함유하는 다중 가지(multi-arm) 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)를 포함하는 모발 처리용 조성물 (이하 ‘모발 처리용 조성물 A’라고 칭하는 경우가 있다), 상기 조성물의 관능기와 반응할 수 있는 관능기를 하나 이상 함유하는 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (B) 및/또는 생체적합 고분자 (C)를 포함하는 모발 처리용 조성물 (이하 ‘모발 처리용 조성물 B'라고 칭하는 경우가 있다), 상기 조성물 A 및 B를 포함하는 모발 처리제 및 상기 모발 처리제를 사용하여 모발을 처리하는 방법을 제공한다.
본 발명은 아민과 공유결합 가능한 2 이상의 관능기를 함유하는 모발 처리용 조성물 A를 사용하여 모발의 아민과의 결합 능력을 향상시킨 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징은 상기 모발 처리용 조성물 A로의 처리 후, 모발 처리용 조성물 B를 추가로 처리하여 모발에 하이드로젤을 형성시킴으로써 모발의 두께와 볼륨을 증가시키고, 손상모를 복구하며, 모발의 형태 및 컬을 장기간 유지시킬 수 있다는 것이다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명은 아민과 공유결합 가능한 2 이상의 관능기를 함유하는 다중 가지(multi-arm) 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)를 포함하는 모발 처리용 조성물 (모발 처리용 조성물 A)에 관한 것이다.
상기 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)는 각 가지에 각각 하나 이상의 아민과 공유결합 가능한 관능기를 가지는 것이 바람직하다. 이와 같은 구조를 가지는 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 모발의 아민과 공유 결합할 수 있는 확률이 높을 뿐만 아니라, 모발의 아민과 공유 결합하지 않은 나머지 관능기는 추가적인 코팅층 및/또는 기능층과 결합할 수 있다.
상기 폴리에틸렌 글리콜 유도체(A)는 하기 화학식 1의 단위를 2 이상 포함하는 것이 바람직하다.
[(OCH2CH2)n-P-Q-R-S]
상기 식에서,
n은 10 ~ 10,000을 나타내고,
P는 단일결합, 산소원자, 황원자 또는 X-Y를 나타내며, 여기서 X는 황원자, 산소원자 또는 NH를 나타내고, Y는 카보닐(C=O), 카보닐 옥시 (COO) 또는 CONHCO를 나타내며,
Q는 탄소수 1 내지 8의 알킬렌기를 나타내고,
R은 카보닐 옥시 (COO)를 나타내며,
S는 숙신 이미딜기를 나타낸다.
상기 화학식 1의 단위는 바람직하게는 폴리에틸렌 글리콜 숙신이미딜 글루타레이트(PEG-succinimidyl glutarate, PEG-SG), 폴리에틸렌 글리콜 숙신이미딜 숙시네이트 (PEG-succinimidyl succinate, PEG-SS), 폴리에틸렌 글리콜 숙신이미딜 아디페이트 (PEG-succinimidyl adipate, PEG-SA), 폴리에틸렌 글리콜 숙신이미딜 피멜레이트 (PEG-succinimidyl pimelate, PES-SP), 폴리에틸렌 글리콜 아마이드 숙신이미딜 숙시네이트 (PEG-amide-succinimidyl succinate, PEG-ASS), 폴리에틸렌 글리콜 아마이드 숙신이미딜 글루타레이트 (PEG-amide-succinimidyl glutarate, PEG-ASG), 폴리에틸렌 글리콜 아마이드 숙신이미딜 아디페이트 (PEG-amide-succinimidyl adipate, PEG-ASA), 폴리에틸렌 글리콜 아마이드 숙신이미딜 피멜레이트 (PEG-amide-succinimidyl pimelate, PES-ASP), 폴리에틸렌 글리콜 우레탄 숙신이미딜 숙시네이트 (PEG-urethane-succinimidyl succinate, PEG-UTSS), 폴리에틸렌 글리콜 우레탄 숙신이미딜 글루타레이트 (PEG-urethane-succinimidyl glutarate, PEG-UTSG), 폴리에틸렌 글리콜 우레탄 숙신이미딜 아디페이트 (PEG-urethane-succinimidyl adipate, PEG-UTSA), 폴리에틸렌 글리콜 우레탄 숙신이미딜 피멜레이트 (PEG-urethane-succinimidyl pimelate, PES-UTSP), 폴리에틸렌 글리콜 우레아 숙신이미딜 숙시네이트(PEG-urea-succinimidyl succinate, PEG-USS), 폴리에틸렌 글리콜 우레아 숙신이미딜 글루타레이트 (PEG-urea-succinimidyl glutarate, PEG-USG), 폴리에틸렌 글리콜 우레아 숙신이미딜 아디페이트 (PEG-urea-succinimidyl adipate, PEG-USA), 폴리에틸렌 글리콜 우레아 숙신이미딜 피멜레이트 (PEG-urea-succinimidyl pimelate, PES-USP), 폴리에틸렌 글리콜 티오 숙신 이미딜 숙시네이트 (PEG-thio-succinimidyl succinate, PEG-TSS), 폴리에틸렌 글리콜 티오 숙신이미딜 글루타레이트 (PEG-thio-succinimidyl glutarate, PEG-TSG), 폴리에틸렌 글리콜 티오 숙신이미딜 아디페이트 (PEG-thio-succinimidyl adipate, PEG-TSA) 및 폴리에틸렌 글리콜 티오 숙신이미딜 피멜레이트 (PEG-thio-succinimidyl pimelate, PES-TSP)로 이루어진 그룹 중에서 선택된 하나 이상인 것이 보다 바람직하고, 더욱 바람직하게는 폴리에틸렌 글리콜 아마이드 숙신이미딜 글루타레이트(PEG-amide succinimidyl glutarate, PEG-ASG)이다.
상기 화학식 1의 단위의 구체예들은 각각 하기의 화학식으로 표시될 수 있다.
[화학식 2a]
Figure 112007034589471-pat00001
[화학식 2b]
Figure 112007034589471-pat00002
[화학식 2c]
Figure 112007034589471-pat00003
[화학식 2d]
Figure 112007034589471-pat00004
[화학식 3a]
Figure 112007034589471-pat00005
[화학식 3b]
Figure 112007034589471-pat00006
[화학식 3c]
Figure 112007034589471-pat00007
[화학식 3d]
Figure 112007034589471-pat00008
[화학식 4a]
Figure 112007034589471-pat00009
[화학식 4b]
Figure 112007034589471-pat00010
[화학식 4c]
Figure 112007034589471-pat00011
[화학식 4d]
Figure 112007034589471-pat00012
[화학식 5a]
Figure 112007034589471-pat00013
[화학식 5b]
Figure 112007034589471-pat00014
[화학식 5c]
Figure 112007034589471-pat00015
[화학식 5d]
Figure 112007034589471-pat00016
[화학식 6a]
Figure 112007034589471-pat00017
[화학식 6b]
Figure 112007034589471-pat00018
[화학식 6c]
Figure 112007034589471-pat00019
[화학식 6d]
Figure 112007034589471-pat00020
본 발명에서 사용되는 상기 폴리에틸렌 글리콜 유도체(A)는 다중 가지 구조를 가진다면 제한없이 사용할 수 있으나, 바람직하게는 2-가지 (2-arm), 3-가지 (3-arm), 4-가지 (4-arm), 6-가지 (6-arm) 또는 8-가지 (8-arm)인 것이 바람직하고, 반응 효율 등을 고려할 때 4-가지 (4-arm) 구조를 가지는 것이 보다 바람직하다. 본 발명의 폴리에틸렌 글리콜 유도체(A)가 3-가지 이상의 구조를 가질 경우, 유도체 (A)는 코어를 포함하는 구조를 가지는 것이 바람직하다. 상기 코어로는 글리세롤 또는 다당류를 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 상기 화학식 1의 단위를 포함하는 2-가지, 4-가지 및 6-가지 폴리에틸렌 글리콜 유도체(A)는 각각 하기 화학식 7, 8 및 9의 화합물을 포함한다.
[화학식 7]
Figure 112007034589471-pat00021
[화학식 8]
Figure 112007034589471-pat00022
[화학식 9]
Figure 112007034589471-pat00023
상기 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)에서는 각각 다양한 분자량을 갖는 폴리에틸렌 글리콜을 제한 없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는 1,000 내지 1,000,000 달톤인 분자량을 갖는 것을 사용할 수 있다. 분자량이 1,000 달톤 미만이면 일반적으로 독성을 나타낼 수 있다. 또한 분자량이 클수록 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)가 모발에 결합할 때 간섭이 일어나, 모발의 공유결합을 방해할 수 있으며, 따라서 1,000,000 달톤을 초과하면 폴리에틸렌 글리콜 유도체의 모발의 반응 결합이 상당히 저하될 수 있다.
또한 상기 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)의 함량은 총 모발처리제 조성에 대하여 1 ~ 30 (w/v%)인 것이 바람직하다. 그 함량이 1 (w/v%) 미만이면 모발표면의 제한된 아민함유 아미노산에 결합해야 하기 때문에 공유결합 수율이 낮아져 탁월한 효능을 기대할 수 없고, 함량이 30 (w/v%)를 초과하면 모발에 처리되어지는 폴리에 틸렌 글리콜 유도체 (A)와 모발의 고유결합의 양을 증가시킬 수 있으나, 모발의 아민 함유 아미노산이 제한되기 때문에 효율이 떨어질 수 있다.
본 발명은 또한 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (B) 및 생체적합 고분자 (C)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함하고, 상기 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (B) 및 생체적합 고분자(C)는 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)의 관능기와 반응할 수 있는 관능기를 하나 이상 함유하는 모발 처리용 조성물에 관한 것이다.
상기 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (B) 또는 생체적합 고분자(C)에 있어서, 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)의 관능기와 반응할 수 있는 관능기는 특별히 제한되지 않으나, 그 바람직한 예로서는 아민을 들 수 있다.
도 2에 도시한 바와 같이 상기 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (B) 또는 생체적합 고분자 (C)는 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)의 관능기와 반응하여 하이드로 젤을 형성하여 모발의 두께를 보다 두껍게 하거나, 여러 가지 기능성을 부여 할 수 있다. 또한 상기 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (B) 또는 생체적합 고분자(C)를 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)처럼 다중 가지 구조를 가지는 것을 선택하여 사용하는 경우, 상기 형성된 하이드로젤에 폴리에틸렌글리콜 유도체 (A)를 다시 반응시켜 반복적인 하이드로젤을 형성시킬 수 도 있다.
본 발명에서 사용되는 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (B)는 2 이상 하기 화학식 10의 단위를 포함하는 다중 가지 폴리에틸렌 글리콜 아민(multi-PEG-AM)인 것이 바람직하다.
[화학식 10]
[(OCH2CH2)n-NH2]
상기 식에서 n은 10 ~ 10,000이다.
상기 폴리에틸렌 글리콜 유도체(B)의 구조는 선형 (linear), 2-가지 (2-arm), 3-가지 (3-arm), 4-가지 (4-arm), 6-가지 (6-arm) 또는 8-가지 (8-arm) 구조를 포함하고, 특별히 제한되는 것은 아니나, 상술한 기능성 및 반복형성 가능성과 반응성을 고려할 때 3-가지 (3-arm) 이상의 구조가 바람직하고, 보다 바람직하게는 6-가지 (6-arm) 구조를 가지는 것이다.
상기 폴리에틸렌 글리콜 (B)는 각각 다양한 분자량을 갖는 폴리에틸렌 글리콜을 사용할 수 있는데, 바람직하게는 1,000 내지 1,000,000 달톤의 분자량을 갖는 것을 사용할 수 있다. 분자량이 1,000 달톤 미만이면 일반적으로 독성을 나타낼 수 있다. 또한 분자량이 클수록 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (B)가 모발에 결합된 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)에 결합할 때 간섭이 일어나, 모발의 공유결합을 방해할 수 있으므로, 분자량이 1,000,000 달톤을 초과하면 폴리에틸렌 글리콜 유도체의 반응 결합이 상당히 저하될 수 있다.
또한 상기 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (B)의 함량은 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (B)를 포함하는 총 조성에 대하여 1 ~ 30 (w/v%)인 것이 바람직하다. 그 함량이 1 (w/v%) 미만이면 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)의 모발에 공유결합하지 않은 관능기와 공유결합의 수율이 낮으며, 30 (w/v%)를 초과하면 사용되어진 폴리에틸렌 글리콜 유도체(B)의 효율이 떨어질 수 있다.
본 발명에서 사용되는 생체적합 고분자 (C)의 예로는 혈청단백질, 키토산, 피토 콜라겐, 케라틴, 엘라스틴, 펩타이드, 및 폴리펩타이드로 이루어진 그룹 중에서 선택된 하나 이상을 들 수 있고, 바람직하게는 혈청단백질, 키토산, 및 폴리펩타이드로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다.
보다 구체적으로는 본 발명에서 사용되는 생체적합 고분자 (C)로는 혈청 단백질; 2개 이상의 아민을 갖는 식물성 또는 동물성 단백질을 포함하는 단백질; 탈아세틸화되어 두 개 이상의 아민을 가지고 있으며, 분자량이 1,000 내지 1,000,000 달톤, 바람직하게는 1,000 내지 200,000 달톤인 키토산; 효소 및 pH 등에 의해 분자량이 작아진 물질로서 케라틴, 엘라스틴, 콩 또는 보리 등의 동물성 또는 식물성 폴리펩타이드(polypeptide); 또는 하이드롤라이세이트(hydrolysate) 등을 들 수 있고, 이들은 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)의 관능기와 반응하여 하이드로젤을 형성함으로써 기능성을 부여할 수 있다.
본 발명의 모발 처리용 조성물은 당업계에서 잘 알려진 통상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있으며, 하기에 이를 구체적으로 예시하나 이에 한정되거나 제한되지 않는다.
구체적으로, 본 발명의 모발 처리용 조성물은 점도 조절제 또는 유화제를 추가로 포함하는 것이 바람직하다. 점도 조절제 또는 유화제로는 나트로졸 100, 레시틴 (lecithin), 엔-메틸피롤리돈 (N-methylpyrolidone EG, NMP), 디메티콘 (dimethicon) 및 글리세린(glycerin)으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 하나 이상을 들 수 있다. 나트로졸 100은 점도를 조절하기 위해 첨가될 수 있으며, 엔-메틸피롤리돈의 경우 모발의 페길레이션(PEGylation) 정도를 증가시킬 수 있고, 디메티콘 또는 글리세린은 모발에 보습력 또는 오일릭한 느낌을 제공할 수 있다. 본 발명에서 사용하는 '페길레이션'이라는 용어는, 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)가 모발 단백질; 또는 폴리에틸렌 글리콜 유도체(B) 또는 생체적합 고분자 (C)와 공유결합을 이루어, 부착되는 것을 의미한다. 상기 각각의 성분들은 본 발명의 모발 처리용 조성물 A; 또는 모발 처리용 조성물 B에 혼합되어 사용되어 질 수 있으며, 각각의 성분의 농도는 최적화를 통해서 결정할 수 있다.
하기의 반응식 1은 본 발명의 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)가 포함하는 단위의 일예인 폴리에틸렌 글리콜 아마이드 숙신이미딜 글루타레이트 (PEG-SG)와 모발의 케라틴 단백질의 공유결합하는 반응식을 도시한 것이다.
[반응식 1]
Figure 112007034589471-pat00024
상기 반응식 1에서 나타나는 바와 같이, 폴리에틸렌 글리콜 아마이드 숙신이미딜 글루타레이트는 친전자성 (electrophilic)을 가지고 있어서, 비공유 전자쌍을 가지고 있는 -NH2, -OH 및 -SH와 같은 친핵성 (nucleophilic) 작용기와 공유결합이 이루어진다. 폴리에틸렌 글리콜과 숙신이미딜 글루타레이트 사이에 존재하는 아마이드 링커 (amide linker)는 공유결합 이후의 전체 구조에 안정성을 부여한다. 만약 아마이드 링커가 없다면, 폴리에틸렌 글리콜의 골격과 숙신이미딜 글루타레이트 사이의 에스터 결합 (ester bond)이 가수 분해되어 수용액 상태에서 유도체의 활성을 잃어버릴 수 있다. 따라서 폴리에틸렌 글리콜 유도체(A)와 결합의 효율 및 지속력을 증가시키기 위해서, 유도체 내에 아마이드, 우레탄, 우레아, 또는 티오 등의 링커가 있는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이 모발의 라이신 함량은 2.6%에 지나지 않는다. 이 중 시스테인은 거의 대부분 시스틴으로 존재하여 친핵성 성질이 약하며, 또한 아르기닌에 결합시키기 위해서는, pH 10 이상에서 반응시켜야 한다. 따라서 본 발명의 모발 처리용 조성물은 화장품 사용에 적합한 pH (4.5 ~ 10)를 감안하여 pH 6.5 내지 10에서 라이신의 아민에 결합시키는 것이 바람직하다. 따라서 본 발명의 모발 처리용 조성물은 각각 6.5 내지 10의 pH를 가지는 것이 바람직하며, pH가 8.5 내지 9.5인 것이 더욱 바람직하다. pH가 6.5 미만이면 폴리에틸렌 글리콜 유도체의 페길레 이션 (PEGylation)의 수율이 낮아지고, pH 10 초과일 경우 모발의 손상을 초래할 수 있다.
본 발명은 또한 아민과 공유결합 가능한 2 이상의 관능기를 함유하는 다중 가지(multi-arm) 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)를 포함하는 모발 처리용 조성물; 및
상기 유도체 (A)의 관능기와 반응할 수 있는 관능기를 하나 이상 함유하는 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (B) 및/또는 생체적합 고분자 (C)를 포함하는 모발 처리용 조성물을 포함하는 모발 처리제에 관한 것이다.
본 발명의 모발 처리제를 사용할 경우 1차적으로 모발 처리용 조성물 A가 1차 층을 형성하고, 임의로 상기 1차 층 상에 모발 처리용 조성물 B가 2차 층을 형성함으로써, 모발의 두께와 볼륨을 증가시키고, 손상모를 복구하며, 모발의 형태 및 컬을 장기간 유지시킬 수 있다. 따라서 본 발명의 모발 처리제는 상기 모발 처리용 조성물 A와 모발 처리용 조성물 B가 별도의 2팩 (2 pack) 형태로 포함된 키트 형태로 사용되는 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 조성물들이 각각 별도로 사용되어질 수 있음은 물론이다.
본 발명은 또한,
아민과 공유결합 가능한 2 이상의 관능기를 함유하는 다중 가지(multi-arm) 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)를 포함하는 조성물을 모발에 적용하여 상기 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)를 모발에 공유 결합시키는 단계를 포함하는 모발 처리 방법에 관한 것이다.
상기 본 발명에 따른 모발 처리 방법은
상기 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)의 관능기와 반응할 수 있는 하나 이상의 관능기를 가지는 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (B) 및/또는 생체적합 고분자 (C)를 함유하는 조성물을 적용하여 하이드로겔을 형성하는 단계
를 추가로 포함하는 것이 바람직하다
이하 도면을 기초하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 도 1에는 모발 표면에 폴리에틸렌 글리콜 아마이드 숙신이미딜 글루타레이트의 단위를 함유하는 4-가지 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)가 모발의 라이신에 결합할 수 있는 형태를 도시한 것이다. 4-가지 (4-arm) 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)가 모발 표면의 라이신에 결합할 확률은 가지가 하나인 메톡시 폴리에틸렌 글리콜 아마이드 숙신이미딜 글루타레이트보다 4배 정도 높으며, 일단 한 개의 아마이드 숙신이미딜 글루타레이트가 라이신의 아민과 결합하게 되면(i), 남아있는 3개의 작용기가 근처의 라이신에 결합할 수 있는 가능성은 더욱 커지게 된다(ii, iii). 도면에 나타나 있진 않지만, 4 개의 아마이드 숙신이미딜 글루타레이트가 모두 각각 라이신에 결합하여 존재할 수도 있음을 확인하였다.
또한, 도 2에는 모발의 표면에 결합한 4-가지 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A) 에 폴리에틸렌 글리콜 유도체(B), 탈아세틸화 아민기를 함유한 키토산, 케라틴 또는 엘라스틴 등과 같은 단백질, 가수 분해된 저분자 폴리펩타이드, 피토 케라틴 등을 포함한 기능성을 가지는 물질이 결합된 상태를 나타내는 도면이며, 아민을 말단기로 가지고 있는 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (B)를 예로 들어 도시하였다. 메톡시 폴리에틸렌 글리콜 아민 (mPEG-AM)인 경우 1 개의 아민을, 2-가지 (2-arm) 폴리에틸렌 글리콜 아민 (2-arm PEG-AM)인 경우 2 개의 아민을, 4-가지 폴리에틸렌 글리콜 아민 (4-arm PEG-AM)인 경우 4개의 아민을, 6-가지 폴리에틸렌 글리콜 아민 (6-arm PEG-AM)인 경우 6개의 아민을 가진다.
또한, 다중 가지 (multi-arm) 폴리에틸렌 글리콜 아민 외에, 케라틴, 엘라스틴 같은 단백질이나, 키토산도 한 분자당 또는 한 고분자 내에서 여러 개의 아민을 포함할 수 있다. 특히 키토산은 탈아세틸화 정도에 따라서 한 고분자 당 수십에서 수백개의 아민을 함유할 수 있다.
도 2에 나타난 바와 같이 모발 표면에서 4-가지 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)의 결합은 모발 표면에 1차 층(layer)을 형성할 수 있다. 퍼머, 탈색, 또는 염색에 의해 손상된 모발일수록 4-가지 폴리에틸렌 글리콜 유도체의 공유 결합이 증가되었다. 이것은 모발의 손상됨에 따라 모발 내부에 있던 라이신의 노출이 많아진 것에 기인하는 것으로 생각된다. 즉, 물리적 또는 화학적 모발 처리에 의해서 모발을 유지하고 있는 고유 결합들이 손상을 입게 되고, 모발을 구성하는 단백질의 펩타이드 결합이 깨져 작은 펩타이드 또는 아미노산들이 유출됨으로써, 모발표면에 노출되는 아미노산들이 증가될 수 있다. 또한 4-가지 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)를 공유 결합시켰을 때 모발의 보습력, 컬 유지력, 헹굼시 볼륨 느낌 등이 향상됨을 확인할 수 있었다.
도 2에서 1차 층(layer)은 모발에는 적어도 한 곳 이상에 공유결합을 한 폴리에틸렌 글리콜 아마이드 숙신이미딜 글루타레이트의 단위를 포함하는 4-가지 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)로 이루어진다. 1차 층에는 반응하지 않은 활성이 있는 아마이드 숙신이미딜 글루타레이트 작용기가 존재할 수 있게 되는데, 여기에 2 차로 아민 등을 포함한 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (B), 키토산, 케라틴 또는 엘라스틴 등과 같은 단백질, 가수분해된 저분자 폴리펩타이드 또는 피토 케라틴 등을 결합시킬 수 있고, 이러한 아민 작용기를 포함한 물질은 2차 층(layer)을 형성하게 되며, 1차 층과 2차 층이 격자 결합을 이룰 때 하이드로젤이 형성될 수 있다.
폴리에틸렌 글리콜 유도체가 다중 가지를 가질수록, 농도가 높을수록 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤은 쉽게 형성될 수 있으며, 높은 농도에서는 "시각적인 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤"을 확인할 수 있다. 본 발명에서 사용된 용어 "시각적인 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤"이라 함은 눈으로 볼 수 있는 딱딱하게 굳은 고체의 젤의 형태를 의미하는데, 이러한 시각적인 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤로 모발을 코팅하는 것으로 바람직하지 않다. 본 발명에서는 나노 수준에서 마이크로 미터의 하이드로젤을 형성하는 것이 바람직하다. 형성된 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤은 모발 표면에 공유결합하게 된다. 또한 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤에 참여하게 된 아민을 포함한 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (B)를 비롯한, 기능성 물질은 그 기능성을 그대로 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 모발에 공유 결합으로 연 결되어 있기 때문에 기능성을 장기간 유지할 수 있다. 또한 모발 표면에 형성된 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤은 모발 표면 위에 형성됨으로써 하이드로젤의 두께만큼이나 모발의 두께를 증가시키는 효과를 가져 올 수 있음을 확인하였다.
모발 표면에 일단 형성된 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤에는 첨가된 모든 아민 작용기가 결합하는 것은 아니다. 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤에 참여하지 않은 아민 작용기가 존재할 수 있다. 이것은 1차 층(layer) 의 관능기, 예를 들면 아마이드 숙신이미딜 글루타레이트와 2차 층(layer)의 아민의 몰비 (molar ratio)를 다르게 함으로써 조절할 수 있다. 반응하지 않은 아민 작용기는 또다시 상술한 4-가지 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)로 처리하였을 때 아민 작용기를 공여하게 된다 (3rd layer). 따라서 모발 자체로는 아민의 수가 제한적이지만, 하이드로젤을 형성한 이후에는 상당한 아민의 수를 증가시킬 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예 및 실험예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예 및 시험예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤의 형성
폴리에틸렌 글리콜 아마이드 숙신이미딜 글루타레이트를 함유하는 4-가지 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (이하 ‘4-가지 PEG-ASG'라 칭함, (주)선바이오(주) 제조, (분자량 20,000 달톤) 5% (w/v)를 pH가 9인 20 mM 포스페이트 버퍼에 녹여 준비하 였고, 동일한 버퍼 용액에 하기 표 1에 기재된 농도의 4-가지 폴리에틸렌 글리콜-아민 (분자량 20,000 달톤) 용액을 따로 준비하였다. 두 용액을 동일 부피 (500 ㎕)로 혼합한 후 40분간 방치하였고, 그 결과는 하기 표 1과 같이 나타내었다.
4-가지 폴리에틸렌 글리콜-아민 (w/v) 농도 1% 1.5% 2% 3% 4% 5%
시각적인 폴리에틸렌 글리콜 하이드록젤 - - - + + +
+ : 시각적인 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤이 관찰됨
- : 시각적인 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤이 관찰되지 않음
상기 표 1에서 나타나는 바와 같이, 4-가지 폴리에틸렌 글리콜-아민의 농도가 3% 이상일 때 시각적인 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤이 보였으며, 2%인 경우에는 1%, 1.5%인 경우보다 상당한 점도를 보였으나 시각적인 하이드로젤은 형성되지 않았다. 하지만 1.5% 이하의 농도에서는 시각적인 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤을 볼 수 없었다. 시각적인 하이드로젤 형성을 보이지 않은 용액을 SDS 폴리아크릴아마이드 전기 영동 (SDS-PAGE)하여, 티트리졸 (Titrisol®) 염색 분석하였다. 구체적으로는 증류수로 전기영동한 SDS-PAGE 젤 표면의 SDS를 제거한 후 5% 바륨 클로라이드(barium chloride) 용액에 5분간 담근 후 다시 증류수로 표면을 씻어주었다. 폴리에틸렌 글리콜의 반복 단위 (repeat unit, -CH2CH2O-)는 금속이온을 킬레이팅하는 성질이 있기 때문에, 바륨 클로라이드는 폴리에틸렌 글리콜에 킬레이팅된다. 증류수로 젤을 씻어줌으로써 표면에 묻어있는 바륨 클로라이드가 제거된 젤을 적당히 희석된 티트리졸 용액에 5분간 담근 후 증류수로 씻어주었다. 티트리졸 용액 안에 요오드 (iodine)는 폴리에틸렌 글리콜에 킬레이팅된 바륨 양이온과 결합하여 그 위치가 붉은 색으로 표시되고, 이를 도 3에 나타내었다. 도 3에서 도시한 바와 같이, 1% 및 1.5%의 농도에서 분자량이 큰 하이드로젤이 형성되었음을 확인할 수 있었다.
폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤의 형성은 각각의 폴리에틸렌 글리콜의 농도와 pH에 의존하며, 반응시간이 길수록 하이드로젤를 형성이 많아졌다. 2%의 4-가지 폴리에틸렌 글리콜-아민을 혼합한 용액은 시간이 지날수록 시각적인 하이드로젤을 형성됨을 확인할 수 있었다.
실시예 2. 폴리에틸렌 글리콜-마우스 혈청 단백질의 하이드로젤의 형성
4-가지 PEG-ASG (분자량 20,000 달톤) 3% (w/v)를 pH가 9인 20 mM 포스페이트 버퍼에 녹여 준비하였다. 같은 버퍼 용액에 0.03%부터 0.5%까지의 농도의 마우스 혈청 단백질 용액을 따로 준비하였다. 이어서 두 용액을 동일 부피 (500 ㎕)씩 혼합한 후 40분간 방치하였다. 실시예 1과 동일한 방법으로 분석한 폴리에틸렌 글리콜-혈청단백질의 하이드로젤을 도 4에 나타내었다.
도 4에서 도시한 바와 같이, 낮은 농도의 마우스 혈청 단백질 용액에서는 시각적인 하이드로젤 형성을 확인할 수 없었지만, SDS-PAGE 분석에서는 마이트로미터 이하의 하이드로젤을 형성을 하고 있는 것이 확인되었다.
실시예 3. 폴리에틸렌 글리콜-키토산 하이드로젤의 형성
4-가지 PEG-ASG (분자량 20,000 달톤) 3% (w/v)를 pH가 9 인 20 mM 포스페이트 버퍼에 녹여 준비하였다. 같은 버퍼 용액, 0.015%부터 2%까지의 농도의 키토산 (분자량 200,000 달톤) 용액(pH 5.0)을 따로 준비하였다. 두 용액을 동일 부피 (500 ul)씩 혼합한 후 40분간 방치하였다. SDS-PAGE 분석하여, 티트리졸(Titrisol® )염색 분석하였고, 형성된 폴리에틸렌 글리콜-키토산의 하이드로젤을 도 5에 나타내었다. 키토산 용액 1% 이상일 경우 시각적인 하이드로젤이 형성 되는 것을 확인할 수 있었다.
실시예 4. 폴리에틸렌 글리콜- 피토 콜라겐 하이드로젤의 형성
4-가지 PEG-ASG (분자량 20,000 달톤) 3% (w/v)를 pH가 9인 20 mM 포스페이트 버퍼에 녹여 용액을 준비하고, 동일한 버퍼 용액에 0.3%부터 5%까지의 농도의 피토 콜라겐(phyto-collagen)를 첨가한 용액을 따로 준비하였다. 두 용액을 동일 부피 (500 ㎕)씩 혼합한 후 40분간 방치하였다. 이를 SDS-PAGE 분석하여, 티트리졸(Titrisol®)염색 분석하였고, 형성된 폴리에틸렌 글리콜-피토 콜라겐 하이드로젤을 도 6에 나타내었다.
도 6에서 도시한 바와 같이, 피토 콜라겐이 0.3% 이상일 경우 폴리에틸렌 글리콜-피토 콜라겐 하이드로젤이 형성됨을 확인할 수 있었다.
실시예 5. 모발 상에 하이드로젤의 형성
모발의 전처리
헤어 샵에서 구한 건강한 인모를 블릿치 (bleach) 3회 또는 퍼머 과정을 거쳐서 약간의 손상이 가해지도록 유도하였다. 얻어진 모발 다발을 1.5% SLES (sodium laurly ether sulfate) 계면활성제를 이용하여 세척하고, 이를 상온에 충분히 방치함으로써 건조한 후에 사용하였다.
모발 처리용 조성물 A를 사용한 1차 층( layer )의 페길레이션
4-가지 PEG-ASG (분자량 20,000 달톤)를 pH가 9인 20 mM 포스페이트 버퍼 또는 pH가 9인 20 mM 카보네이트에 용해하여 모발 처리용 조성물 A를 제조하고, 이를 각 모발 다발에 처리함으로써 1차 층을 형성시켰다.
모발 처리용 조성물 B를 사용한 2차 층의 페길레이션
상기 실시예 1에서 처리된 모발 다발을 증류수로 린스하거나, 페이퍼 타올로 흡수하여 1차 층을 형성하고, 남아 있는 폴리에틸렌 글리콜 용액을 제거하였다. 20 mM 카보네이트 완충용액에 6-가지 폴리에틸렌 글리콜-아민 (분자량 10,000달톤)을 녹여 모발 처리용 조성물 B를 제조한 후, 이를 1차 층이 형성된 모발 다발에 골고루 도포하고, 30분간 반응시켰다. 이를 통하여 모발의 적어도 한 곳에 공유 결합한 4-가지 PEG-ASG와 폴리에틸렌 글리콜-아민이 분자간 격자를 이뤄 2차 층을 이루고 1차과 함께 하이드로젤 층을 형성하게 하였다.
제조된 모발을 1.5 wt% SLES 용액과 증류수로 충분히 세척하여, 미반응 폴리에틸렌 글리콜을 제거하였다. 세척된 모발을 상온에서 완전히 말린 후 가위로 잘게 자른 다음, 0.2g의 모발 조각을 5 ml의 증류수에 침지시키고, 모발과 폴리에틸렌 글리콜 사이의 공유 결합을 끊고자 80℃에서 끓였다. 16시간 끓인 후 상기 용액 1 ml 또는 2 ml에, TCA (TCA precipitation, trichloroacetic acid)를 이용하여 폴리에틸렌 글리콜을 침전시키고, 원심 분리 후 침전물은 0.1M NaOH를 이용하여 다시 녹인 다음 SDS-PAGE 분석하였으며, SDS-PAGE 젤 상에서 폴리에틸렌 글리콜의 검출은 티트리졸 (Titrisol®) 염색 (titrisol staining)을 사용하였다 (실시예 1에서 사용한 시험 방법).
시험예 1. 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)의 모발과의 공유 결합
0.5g의 모발 다발 (11 cm)을 각각 2.5%, 및 5% (w/v %) 농도의 4-가지 PEG-ASG (분자량 20,000 달톤) 용액 (20 mM 포스페이트 버퍼, pH 9.0)에서 40분 간 페길레이션 하였다. 4-가지 폴리에틸렌 글리콜 유도체(A)의 모발과의 공유 결합을 도 7에 나타내었다.
도 7에서는 4-가지 폴리에틸렌 글리콜 유도체가 모발에 공유결합하는 것을 나타낸다 (화살표). 작용기를 갖지 않는 4-가지 폴리에틸렌 글리콜 을 사용하였을 경우 모발에 처리 후, 모발 헹굼 과정에서 씻겨 없어지는 것을 확인하였다. 또한 4-가지 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)의 농도가 높을수록 모발에 페길레이션된 양은 증가하였다. 4-가지 폴리에틸렌 글리콜 유도체(A)로 처리되지 않은 모발을 대조군(C)으로 사용하였다. 4-가지 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)보다 SDS-PAGE 상에서 띠가 위로 이동된 것은 폴리에틸렌 글리콜의 반복 단위 (-(CH2CH2O)-)에 물 분자가 결합하여 하였기 때문에 분자량이 증가하였음을 나타낸다.
시험예 2. 반응시간에 따른 페길레이션의 정도
각각 0.5 g 모발 다발 (11 cm)을 5% 4-가지 PEG-ASG (분자량 20,000 달톤) 용액 (w/v% 20 mM 포스페이트 버퍼, pH 9.0)에서 10, 20, 30 및 40분 간 페길레이션시키고, 반응 시간에 따른 페길레이션 수율을 도 8에 나타내었다.
도 8에서 나타나는 바와 같이, 4-가지 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)와 모발의 아민 작용기와의 반응량은 경과된 시간에 비례하였다. 아마이드 숙신이미딜 글루타레이트의 반응성은 버퍼에 용해와 더불어 시작되어지며, 특히 반응 시간이 40분인 경우에 가장 많은 폴리에틸렌 글리콜이 페길레이션 되었다.
시험예 3. 버퍼 pH 에 따른 페길레이션의 정도
각각 0.5g 모발 다발 (11 cm)을 각 5% 4-가지 PEG-ASG (분자량 20,000 달톤) 용액 (w/v% 20 mM 포스페이트 버퍼, pH 9.0, 9.5, 10)에서 40분 동안 페길레이션 하였고, 반응 pH에 따른 페길레이션 수율을 도 9에 나타내었다.
도 9에서 도시한 바와 같이, 아마이드 숙신이미딜 글루타레이트 반응은 알칼리 pH에서 잘 반응하였고, pH 9.5에서 반응성이 가장 좋은 것을 확인할 수 있었다.
시험예 4. 버퍼 종류에 따른 페길레이션의 정도
각각 0.5 g 모발 다발 (11 cm)을 각 5% 4-가지 PEG-ASG (분자량 20,000 달톤) 용액 (20 mM 포스페이트 버퍼, pH 9.5, 또는 20 mM 카보네이트 버퍼, pH 9.5)에서 40분 동안 페길레이션 하였고, 완충 용액 (buffer) 종류에 따른 페길레이션 수율을 도 10에 나타내었다.
도 10에서 나타나는 바와 같이, 아마이드 숙신이미딜 글루타레이트 작용기는 버퍼 종류에 상관없이 모발과 반응하는 것으로 나타났으며, 반응은 버퍼의 종류보다는 pH나 반응 시간에 의존한다고 할 수 있다. 아마이드 숙신이미딜 글루타레이트 반응에서는 숙신 이미딜 작용기가 반응하면서, pH가 낮아지는 현상이 있고, 카보네이트 버퍼 (pKa2= 10.33)가 포스페이트 버퍼 (pKa2=7.2, pKa3=12.43)보다 아마이드 숙신이미딜 글루타레이트 반응 (pH 9-10)을 더 효과적으로 버퍼링하는 것을 확인할 수 있었다.
시험예 5. 추출 용액에 따른 추출 수율
0.5 g 모발 다발 (11 cm)을 5% 4-가지 PEG-ASG (분자량 20,000 달톤) 5%(w/v%) 용액 (20 mM 포스페이트 버퍼, pH 9.0)에서 각각 40분 동안 페길레이션 하였다. 모발에 결합된 폴리에틸렌 글리콜을 추출하기 위해, 증류수, 또는 20 mM 포스페이트 버퍼 pH 6.5, 7.5, 8.5의 용액에 각각 침지 후 80℃ 에서 16시간 끓였다. 페길레이트된 모발의 폴리에틸렌 글리콜 추출 용액에 따른 추출 수율을 도 11에 나타내었다.
도 11에서 나타나는 바와 같이, 추출 용액의 pH에 따라서 폴리에틸렌 글리콜 추출 정도가 비슷하였다. 이 결과로부터 모발로부터 추출된 폴리에틸렌 글리콜은 정전기적인 결합, 또는 수소결합에 의해서 결합되어 있지 않다는 것을 확인할 수 있었다.
시험예 6. 4-가지 PEG - ASG 의 반응시간에 따른 PEG 하이드로젤의 형성
0.5 g 모발 다발 (11 cm)을 5% 4-가지 PEG-ASG (분자량 20,000 달톤) 5%(w/v%) 용액 (20 mM 포스페이트 버퍼, pH 9.0)에서 각각 15, 20, 25분 동안 페길레이션하였다. 페이퍼 타올로 모발에 남아있는 용액을 적당히 제거한 후, 5%(w/v%) 6-가지 폴리에틸렌 글리콜-아민 용액 (20 mM 포스페이트 버퍼, pH 9.0)으로 30분간 처리하였다. 모발에 반응하지 않은, 남아 있는 4-가지 폴리에틸렌 글리콜 유도체를 제거하는 이유는 남아 있는 4-가지 폴리에틸렌 글리콜 유도체가 6-가지 폴리에틸렌 글리콜-아민 용액 (분자량 10,000)으로 처리했을 때 시각적으로 하이드로젤을 형성하기 때문이다. 따라서 모발 표면에 결합되어 있는 4-가지 폴리에틸렌 글리콜 유도체와 시각적으로 보이지 않은 하이드로젤을 이루고 모발의 표면에 공유결합하는 효과를 가져 올 수 있다. 대조군 (C)으로는 4-가지 PEG-ASG (분자량 20,000) 만을 40분 반응하였다. 상기와 같은 공정으로 형성된 모발 표면에서의 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤 1차 층(layer)은 도 12에 나타내었다.
도 12에서 도시한 바와 같이, 대조군 (C)으로 4-가지 PEG-ASG (분자량 20,000 달톤)만을 40분 반응하였을 때 20k 폴리에틸렌 글리콜 띠가 가장 많이 검출되었으며, 이는 4-가지 PEG-ASG의 반응시간에 따른 페길레이션 정도가 증가하기 때문이다. 대신에 6-가지 폴리에틸렌 글리콜-아민를 처리했을 경우 20k 띠의 정도가 약하긴 하지만, 모발에 결합된 4-가지 PEG-ASG와 결합하여, 시각적으로 보이지 않는 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤이 형성되어 분자량이 증가된 것임을 확인할 수 있었다.
시험예 7. 폴리에틸렌 글리콜-아민의 농도에 따른 PEG 하이드로젤의 형성
0.5g 모발 다발 (11 cm)을 5% (w/v%) 4-가지 PEG-ASG (분자량 20,000 달톤) 용액 (20 mM 포스페이트 버퍼, pH 9.0)에서 40분 동안 페길레이션시켰다. 페이퍼 타올을 사용하는 대신에 모발을 증류수로 가볍게 린스해주고 1% 또는 2% (w/v%)의 6-가지 폴리에틸렌 글리콜-아민 용액 (20 mM 포스페이트 버퍼, pH 9.0)으로 30분간 처리하였고, 형성된 모발 표면에서의 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤 2차 층(layer)을 도 13에 나타내었다.
도 13에서 나타나는 바와 같이, 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤이 1% 이상 6-가지 폴리에틸렌 글리콜-아민 용액에서 생성되는 것을 확인할 수 있었다.
시험예 8. 폴리에틸렌 글리콜- 아민의 농도에 따른 PEG 하이드로젤의 형성
0.5g 모발 다발 (11 cm)을 5% (w/v%) 4-가지 PEG-ASG (분자량 20,000 달톤) 용액 (20 mM 포스페이트 버퍼, pH 9.0)에서 40분 동안 페길레이션 하였다. 페이퍼 타올을 이용하여 모발에 남아있는 용액을 제거한 후, 2%, 5% 10% (w/v%) 6-가지 폴리에틸렌 글리콜-아민 (분자량 10,000) 용액 (20 mM 포스페이트 버퍼, pH 9.0)을 30분간 처리하였고, 형성된 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤을 도 14에 나타내었다.
도 14에서 나타나는 바와 같이, 6-가지 폴리에틸렌 글리콜-아민 용액을 처리했을 때 하이드로젤이 생성되는 것을 볼 수 있었다. 특히 5% 이상일 경우 많은 양의 하이드로젤이 형성되는 것을 확인할 수 있었다.
시험예 9. 폴리에틸렌 글리콜- 아민의 반응시간에 따른 PEG 하이드로젤의 형성
0.5g 모발 다발 (11 cm)을 5% (w/v%) 4-가지 PEG-ASG (분자량 20,000 달톤) 용액 (20 mM 포스페이트 버퍼, pH 9.0)에서 40분 동안 페길레이션 하였다. 페이퍼 타올을 이용하여 모발에 남아있는 용액을 제거한 후, 5% (w/v%) 6-가지 폴리에틸렌 글리콜-아민 (분자량 10,000 달톤) 용액 (20 mM 포스페이트 버퍼, pH 9.0)을 10분, 20분, 30분간 처리하였고, 형성된 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤(h-2)를 도 15에 나타내었다.
도 15에서 나타나는 바와 같이, 6-가지 폴리에틸렌 글리콜-아민 을 10분 이상 처리하였을 때 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤이 형성되는 것을 확인할 수 있었다.
시험예 10. PEG 하이드로젤이 형성된 모발 단면적
모발의 표면에 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤을 형성시킴으로써 모발의 두께가 증가하는지 알아보기 위해 레이저 스캔 마이크로미터 (Laser Scan Micrometer, LSM 3100, Mitutoyo)를 이용해 모발의 두께를 측정하였다. 레이저 스캔 마이크로미터를 이용해 모발의 두께를 측정하기 위해 모발을 다음과 같이 준비하였다. 길이 3 cm 모발 한 가닥의 양쪽 끝에 바이트 (bite)로 물린 후 레이저 스캔 마이크로미터의 트랙 (track)에 올려놓고, 모발의 두께를 측정할 수 있다. 동일 모발의 페길레이션 전 후 두께 (정확하게 단면적)를 측정한 후 증가된 두께를 계산하였다. 모발 샘플은 20가닥씩 측정하였고 그 평균값을 계산하였다. 각 모발 샘플을 페길레이션할 때, SDS-PAGE에서 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤이 형성되었는지 확인하기 위해, 모발 다발도 함께 페길레이션 하였다.
여기에 사용된 전기영동용 시료는 다음과 같이 준비하였다. 각각 0.5g 모발 다발 (11 cm)을 폴리에틸렌 글리콜 아마이드 숙신이미딜 글루타레이트를 포함하는 5% (w/v%) 4-가지 PEG-ASG (분자량 20,000 달톤) 5%(w/v%) 용액 (20 mM 포스페이트 버퍼, pH 9.0)에서 30분 동안 페길레이션 하였다. 타올로 모발에 남아있는 용액을 가볍게 제거한 후 5% (w/v%) 6-가지 폴리에틸렌 글리콜-아민 (분자량 10,000 달톤) 용액 (20 mM 포스페이트 버퍼, pH 9.0)을 30분간 처리하였다 (4ASG-6AM). 또한 음성 대조군으로서, 위의 과정 중에서 각 폴리에틸렌 글리콜 유도체 용액에서 폴리에틸렌 글리콜 유도체를 뺀 버퍼만을 가지고 같은 시간 처리하였다 (Buffer). 또한 양성 대조군으로서, 5% (w/v%) 4-가지 PEG-ASG를 40분간 처리하였고(4ASG), 형성된 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤 및 모발 단면적의 증가율을 도 16 및 도 17에 나타내었다.
도 16 및 도 17에서 나타나는 바와 같이, 버퍼만을 처리하였을 때 (60분), 모발의 두께는 오히려 감소하였다. 버퍼 속에서 60분간 처리되는 동안에 모발의 간충물이 흘러나왔을 가능성이 있다. 또는 작은 사이즈의 아미노산들이 모발로부터 빠져 올 수 있다. 4-가지 PEG-ASG만을 처리하였을 때는 모발의 단면적이 전보다 1.45% 증가하였다. 4-가지 PEG-ASG와 6-가지 폴리에틸렌 글리콜-아민를 연속적으로 처리하였을 때는 모발 단면적이 7.64% 가 증가하였음을 확인할 수 있었다.
시험예 11. PEG 하이드로젤이 형성된 모발의 전자주사현미경( SEM ) 분석
시험예 10의 모발 샘플들(0.5cm)을 이용하여 전자주사현미경(SEM)분석을 수행하였다. 각각의 모발 가닥을 백금 (Pt), 팔라듐(Pd) 이온 코팅한 후 주사전자현미경 (Hitachi사 S4700)을 이용하여 모발 표면을 관찰하고 도 18에 나타내었다.
분석결과, 도 18에 도시한 바와 같이, A와 B는 버퍼와 4-가지 PEG-ASG만을 각각 처리한 것으로 아무것도 처리하지 않은 모발과 표면에서 차이가 없다. 하지만 <도면 18> C 인 경우 4-가지 폴리에틸렌 글리콜 아마이드 숙신이미딜 글루타레이트를 처리한 후 6-가지 폴리에틸렌 글리콜-아민을 처리하였을 때 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤을 모발 표면에서 관찰할 수 있다. 평균 60 nm 직경을 가진 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤이 파티클 판상 위에서 보이며, 판상이 중첩된 곳에서도 볼 수 있다 (화살표). 관능면에서 버퍼와 4-가지 폴리에틸렌 글리콜 아마이드 숙신이미딜 글루타레이트를 처리하였을 때 부드러움 차이가 없었다. 하지만, C에서 같이 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤을 형성하였을 때 부드러움이 없어지고 뻣뻣한 느낌이 강했다. 대신에 모발의 강도는 강하다는 것을 확인할 수 있었다.
시험예 12. 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤 반복의 효과
0.5g 모발 다발 (11 cm)를 5% (w/v%) 4-가지 PEG-ASG (분자량 20,000 달톤) 용액 (20 mM 카보네이트 버퍼, pH 9.5)에서 30분 동안 페길레이션 하였다. 타올로 모발에 남아있는 용액을 가볍게 제거한 후 5% (w/v%) 6-가지 폴리에틸렌 글리콜-아민 (분자량 10,000 달톤) 용액 (20 mM 카보네이트 버퍼, pH 9.5)을 30분간 처리하였다. 위의 과정을 2회, 3회 반복 하였다. 각 회 과정이 끝난 후 모발을 깨끗하게 린스하였다. 대조군로서는 5% 4-가지 PEG-ASG만을 처리하였고, 그 결과를 도 19에 나타내었다.
처리결과, 도 19에 도시한 바와 같이, 4-가지 PEG-ASG만을 처리하였을 때 분자량이 큰 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤을 형성하지 못했다. 하지만, 4-가지 PEG-ASG를 처리한 후 추가로 6-가지 폴리에틸렌 글리콜-아마이드 숙신이미딜 글루타레이트를 처리하였을 때 전기영동의 웰 (well) 바닥에 희미하게 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤이 형성되었다. 1회 페길레이션된 모발을 같은 방법으로 2회, 3회 페길레이션 하였을 때 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤이 증가되는 것을 볼 수 있다. 하지만 4-가지 PEG-ASG (분자량 20,000)의 SDS-PAGE 전기영동 상에서 분자량 20,000에 해당하는 띠는 같은 양을 유지하는 것을 볼 수 있다. 이러한 결과는 모발 표면의 4-가지 PEG-ASG의 결합 부위는 한정되어 있다는 것을 의미하며, 증가된 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤은 먼저 형성된 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤 위에 추가적으로 결합된 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤일수 있음을 확인할 수 있었다.
시험예 13. PEG 하이드로젤의 모발 표면에서의 지속성
각각 0.5g 모발 다발 (11 cm)를 5% (w/v%) 4-가지 PEG-ASG (분자량 20,000 달톤) 용액 (20 mM 카보네이트 버퍼, pH 9.5)에서 30분 동안 페길레이션 하였다. 타올로 모발에 남아있는 용액을 가볍게 제거한 후 5% (w/v%) 6-가지 폴리에틸렌 글리콜-아민 (분자량 10,000) 용액 (20 mM 카보네이트 버퍼, pH 9.5)을 30분간 처리하였다. 과정이 끝난 후 모발을 1.5% SLES 용액으로 30회까지 린스하였다. 대조군로서 모발과 공유결합을 할 수 없는 메톡시 폴리에틸렌 글리콜을 모발에 처리하였고, 그 결과를 도 20에 나타내었다.
폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤이 모발에서 지속적으로 유지되는 것을 확인하기 위해 계면활성제를 이용하여 모발을 린스하였다. 도 20에 나타난 바와 같이 린스 횟수를 늘리면서 하이드로젤의 양이 감소하나, 30회까지 린스하였을 때에도 하이드로젤이 남아 있는 것을 확인하였다. 본 발명의 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤은 일회적인 것이 효과가 아니라 지속적인 효과를 부여할 수 있음을 확인할 수 있었다.
시험예 14. 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤의 조성물을 이용한 모발의 컬 유지력 측정
모발 처리용 조성물의 제조
(1) 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)를 포함하는 모발 처리용 조성물
pH 9.5인 20 mM 카보네이트 완충용액 (소듐 바이카보네이트 1.68g/리터 증류수)를 제조한 후, 상기 완충 용액 50 내지 60 ml를 비이커에 넣고, 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)를 제외한 성분을 첨가하여 조성물을 제조하였다. 첨가된 성분이 충분히 녹인 후 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A) (4-가지 PEG-ASG, 선바이오(주)제조)를 첨가하고 흔들어 용해시킨 후, 20 mM 카보네이트 완충용액을 이용하여 100 ml가 되도록 적정하여 조성물을 수득하였다. 조성물에 첨가된 각 성분의 함량은 하기 표 2와 같다.
대조군 A-1 A-2 A-3 A-4 A-5 A-6 A-7
폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A) 5 g 5 g 5 g 5 g 5 g 5 g 5 g
나트로졸 100 0.6 g 0.6 g 0.6 g 0.6 g 0.6 g 0.6 g
N-메틸피롤리돈 0.5 ml 0.5 ml 0.5 ml 0.5 ml 0.5 ml 0.5 ml
디메티콘 1 g
레시틴 1 g
마린 에라스틴 5 ml 5 ml
글리세린 4 ml 4 ml
(2) 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (B)를 포함하는 모발 처리용 조성물
폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A) 대신에 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (B)로서 6-가지 폴리에틸렌 글리콜 아민을 사용한 것으로 제외하고는, 상기 (1)에서와 동일한 방법으로 모발 처리용 조성물 (B)를 제조하였으며, 각각의 성분의 함량은 하기 표 3과 같다.
대조군 B-1 B-2 B-3 B-4 B-5 B-6 B-7
폴리에틸렌 글리콜 유도체 (B) 5 g 5 g 5 g 5 g 5 g 5 g 5 g
나트로졸 100 0.6 g 0.6 g 0.6 g 0.6 g 0.6 g 0.6 g
N-메틸피롤리돈 0.5 ml 0.5 ml 0.5 ml 0.5 ml 0.5 ml 0.5 ml
디메티콘 1 g 1 g
레시틴 1 g 1 g
마린 에라스틴 5 ml 5 ml
글리세린 4 ml 2 ml
모발의 컬 유지력 측정
상기 표 2 및 표 3에서 제조한 조성물로 실시예 5와 같은 방법으로 하이드로젤을 형성하였고, 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤 조성물의 모발의 컬 유지력을 측정하기 위해 하기와 같은 공정으로 실험을 수행하였다.
상기 표 2의 조성물을 모발에 적용한 후 상온에서 30분간 반응시킨 후, 페이퍼 타올을 이용하여 모발에 남아있는 용액을 적당하게 제거하였다. 표 3의 조성물을 1단계 처리한 모발에 골고루 도포한 후 상온에서 30분간 반응시켰고, 1.5% SLES 계면활성제를 이용하여 3회 샴푸하여 남아있는 조성물을 제거하였다. 대조군 (무처리)으로서 모발에 전혀 처리하지 않은 모발이 사용되었다.
컬 유지력 비교를 위해, 모발의 컬 생성은 모발 (L0,18cm)을 10호 롯트에 감은 후 40℃에서 20분간 방치한 후, 모발을 롯트로부터 떼어내었다. 모발의 전체 컬의 처음 길이(Lt1)를 측정또한, 상기 표 2의 A-1 내지 A-3, 및 표 3의 B-1 내지 B-3의 조성물을 동일한 공정을 수행하여, 모발의 컬 유지력을 측정하였다. 모발의 컬 유지력은 하기의 수학식 1을 이용하여 계산하였고, 그 결과를 하기 표 4 내지 5 및 도 21 내지 도 22에 나타내었다.한 후, 17시간 후 모발이 늘어난 길이(Lt2)를 측정하였다.
[수학식 1]
컬 유지력(%) = (L0 - Lt2)/(L0-Lt1) × 100
(L0: 초기 모발길이(18cm), Lt1: 로트에서 떼어낸 직 후 측정한 모발길이, Lt2: 로트에서 떼어낸 후 17시간 후 측정한 모발길이)
모발길이 (cm) 무처리 (대조군) 포뮬러 1 (A-1/B-1) 포뮬러 2 (A-2/B-2) 포뮬러 3 (A-3/B-3)
초기 (Lt1) 2.8 3.0 3.0 3.0
17시간 후 (Lt2) 7.3 6.8 6.4 6.2
컬 유지력 (%) 70.4 74.7 77.3 78.7
실험결과, 표 4 및 도 21에서 나타나는 바와 같이, 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤이 공유결합하고 디메치콘과 레시틴를 포뮬러의 조성물(포뮬러 3> 포뮬러 2> 포뮬러1)일 때 컬 유지력이 우수함을 확인할 수 있었고, 모발을 만졌을 때 매끄럽고, 탄력이 우수함을 확인할 수 있었다 (도 21 참조).
모발길이 (cm) 모발 (무처리) 포뮬러 4 (A-4/B-4) 포뮬러 5 (A-5/B-5) 포뮬러 6 (A-6/B-6) 포뮬러 7 (A-7/B-7)
초기 (Lt1) 2.5 2.5 2.8 2.8 2.7
17시간 후 (Lt2) 4.8 4.3 4.1 4.1 4.3
컬 유지력 (%) 85.2 88.4 91.4 91.4 89.5
실험결과, 표 5 및 도 22에서 나타나는 바와 같이, 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤이 공유결합하고 글리세린과 마린 엘라스틴이 포뮬러의 조성물일 때, 디메치콘을 주성분으로 첨가했을 때 (A-4/B-4)보다 컬 유지력이 우수함을 보여줌을 확인할 수 있었다(A-5/B-5, A-6/B-6 > A-7/B-7 > A-4/B-4). 글리세린을 첨가했을 때 (A-5/B-5, A-6/B-6, A-7/B-7) 컬 유지력과 탄성력이 좋았으며, 모발의 매끄러움도 더 증가함을 알 수 있었다.
본 발명의 폴리에틸렌 글리콜 하이드로젤을 함유하는 모발 코팅용 조성물의 제형 예를 설명하나, 본 발명은 이를 한정하고자 함이 아닌 단지 구체적으로 설명하고자 함이다.
제형예 1. 액상 제형(1)
4-가지 폴리에틸렌 글리콜 숙신이미딜 글루타레이트 5.0 g
나트로졸 100 0.6 g
엔-메틸피롤리돈 0.5 ml
※ 20mM 카보네이트 완충용액 pH 9.5, 100mL로 적정한 것
제형예 2. 액상 제형(2)
6-가지 폴리에틸렌 글리콜 아민 5.0 g
나트로졸 100 0.6 g
엔-메틸피롤리돈 0.5 ml
디메티콘 1.0 g
레시틴 1.0 g
※ 20mM 카보네이트 완충용액 pH 9.5, 100mL로 적정한 것
본 발명의 모발 처리제는 모발과 공유결합을 함으로써 모발의 두께와 볼륨을 증가시키고, 손상모를 복구하며, 모발의 형태 및 컬을 장기간 유지 시킬 수 있을 뿐만 아니라, 기타 기능성을 부여 할 수 있다.

Claims (17)

  1. 아민과 공유결합 가능한 2 이상의 관능기를 함유하는 다중 가지 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)를 포함하는 모발 처리용 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    폴리에틸렌 글리콜 유도체(A)는 하기 화학식 1의 단위를 2 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 모발 처리용 조성물:
    [화학식 1]
    [(OCH2CH2)n-P-Q-R-S]
    상기 식에서,
    n은 10 ~ 10,000을 나타내고,
    P는 단일결합, 산소원자, 황원자 또는 X-Y를 나타내며, 여기서 X는 황원자, 산소원자 또는 NH를 나타내고, Y는 카보닐(C=O), 카보닐 옥시 (COO) 또는 CONHCO를 나타내며,
    Q는 탄소수 1 내지 8의 알킬렌기를 나타내고,
    R은 카보닐 옥시 (COO)를 나타내며,
    S는 숙신 이미딜기를 나타낸다.
  3. 제 2 항에 있어서,
    화학식 1의 단위는
    폴리에틸렌 글리콜 숙신이미딜 글루타레이트, 폴리에틸렌 글리콜 숙신이미딜 숙시네이트, 폴리에틸렌 글리콜 숙신이미딜 아디페이트, 폴리에틸렌 글리콜 숙신이미딜 피멜레이트, 폴리에틸렌 글리콜 아마이드 숙신이미딜 숙시네이트, 폴리에틸렌 글리콜 아마이드 숙신이미딜 글루타레이트, 폴리에틸렌 글리콜 아마이드 숙신이미딜 아디페이트, 폴리에틸렌 글리콜 아마이드 숙신이미딜 피멜레이트, 폴리에틸렌 글리콜 우레탄 숙신이미딜 숙시네이트, 폴리에틸렌 글리콜 우레탄 숙신이미딜 글루타레이트, 폴리에틸렌 글리콜 우레탄 숙신이미딜 아디페이트, 폴리에틸렌 글리콜 우레탄 숙신이미딜 피멜레이트, 폴리에틸렌 글리콜 우레아 숙신이미딜 숙시네이트, 폴리에틸렌 글리콜 우레아 숙신이미딜 글루타레이트, 폴리에틸렌 글리콜 우레아 숙신이미딜 아디페이트, 폴리에틸렌 글리콜 우레아 숙신이미딜 피멜레이트, 폴리에틸렌 글리콜 티오 숙신이미딜 숙시네이트, 폴리에틸렌 글리콜 티오 숙신이미딜 글루타레이트, 폴리에틸렌 글리콜 티오 숙신이미딜 아디페이트 및 폴리에틸렌 글리콜 티오 숙신이미딜 피멜레이트로 이루어진 그룹 중에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 모발 처리용 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    폴리에틸렌 글리콜 유도체(A)는 2-가지, 3-가지, 4-가지, 6-가지 또는 8-가지의 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 모발 처리용 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)의 분자량은 1,000 ~ 1,000,000 달톤인 것을 특징으로 하는 모발 처리용 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)의 함량은 1 ~ 30 (w/v%)인 것을 특징으로 하는 모발 처리용 조성물.
  7. 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (B) 및 생체적합 고분자 (C)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함하고,
    상기 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (B) 및 생체적합 고분자 (C)는 제 1 항의 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)의 관능기와 반응할 수 있는 하나 이상의 아민기를 포함하며,
    상기 생체적합 고분자 (C)는 혈청단백질, 키토산, 피토 콜라겐, 케라틴, 엘라스틴, 펩타이드, 및 폴리펩타이드로 이루어진 그룹 중에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 모발 처리용 조성물.
  8. 삭제
  9. 제 7 항에 있어서,
    폴리에틸렌 글리콜 유도체 (B)는 선형, 2-가지, 3-가지, 4-가지, 6-가지, 또는 8-가지의 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 모발 처리용 조성물.
  10. 제 7 항에 있어서,
    폴리에틸렌 글리콜 유도체 (B)의 분자량은 1,000 ~ 1,000,000 달톤 (Dalton)인 것을 특징으로 하는 모발 처리용 조성물.
  11. 제 7 항에 있어서,
    폴리에틸렌 글리콜 유도체 (B)의 함량은 1 ~ 30 (w/v%)인 것을 특징으로 하는 모발 처리용 조성물.
  12. 삭제
  13. 제 1 항 또는 제 7 항에 있어서,
    점도 조절제 또는 유화제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 모발 처리용 조성물.
  14. 제 1 항 또는 제 7 항에 있어서,
    pH는 6.5 ~ 10 인 것을 특징으로 하는 모발 처리용 조성물.
  15. 제 1 항의 조성물 및 제 7 항의 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 모발 처리제.
  16. 아민과 공유결합 가능한 2 이상의 관능기를 함유하는 다중 가지 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)를 포함하는 조성물을 모발에 적용하여 상기 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)를 모발에 공유 결합시키는 단계를 포함하는 모발 처리 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    폴리에틸렌 글리콜 유도체 (A)의 관능기와 반응할 수 있는 하나 이상의 관능기를 가지는 폴리에틸렌 글리콜 유도체 (B) 및 생체적합 고분자(C)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 함유하는 조성물을 적용하여 하이드로겔을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 모발 처리 방법.
KR1020070045253A 2006-12-20 2007-05-09 모발 처리용 조성물, 모발 처리제 및 이를 이용한 모발처리방법 KR100862651B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/824,400 US20080159975A1 (en) 2006-12-20 2007-06-28 Hair treatment composition, hair treatment agent and method for treating hair by using the same
EP07022955A EP1938795A3 (en) 2006-12-20 2007-11-27 Hair treatment composition, hair treatment agent and method for treating hair by using the same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060130568 2006-12-20
KR20060130568 2006-12-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080058134A KR20080058134A (ko) 2008-06-25
KR100862651B1 true KR100862651B1 (ko) 2008-10-09

Family

ID=39803821

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070045253A KR100862651B1 (ko) 2006-12-20 2007-05-09 모발 처리용 조성물, 모발 처리제 및 이를 이용한 모발처리방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100862651B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101585343B1 (ko) 2014-10-01 2016-01-13 주식회사 엘지생활건강 모발 강화용 화장료 조성물

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101339841B1 (ko) * 2010-10-11 2013-12-10 심정임 모발처리제 조성물
KR101453219B1 (ko) * 2013-12-09 2014-10-22 주식회사 엘지생활건강 생체 접합용 조성물
CN105813626B (zh) * 2013-12-09 2019-05-07 株式会社Lg生活健康 含有碳二亚胺类化合物的组合物
WO2020077282A1 (en) * 2018-10-12 2020-04-16 L'oreal Responsive coatings for hair fibers
KR20220062356A (ko) 2019-10-17 2022-05-16 로레알 케라틴 섬유의 내구성 성형을 부여하기 위한 조성물, 시스템 및 방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003026545A (ja) * 2001-07-12 2003-01-29 Kanebo Ltd 頭髪化粧料
KR20060035343A (ko) * 2004-10-22 2006-04-26 선바이오(주) 폴리에틸렌 글리콜 유도체를 유효성분으로 함유하는 모발코팅용 조성물

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003026545A (ja) * 2001-07-12 2003-01-29 Kanebo Ltd 頭髪化粧料
KR20060035343A (ko) * 2004-10-22 2006-04-26 선바이오(주) 폴리에틸렌 글리콜 유도체를 유효성분으로 함유하는 모발코팅용 조성물

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101585343B1 (ko) 2014-10-01 2016-01-13 주식회사 엘지생활건강 모발 강화용 화장료 조성물
WO2016052931A1 (ko) * 2014-10-01 2016-04-07 주식회사 엘지생활건강 모발 강화용 화장료 조성물

Also Published As

Publication number Publication date
KR20080058134A (ko) 2008-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1938795A2 (en) Hair treatment composition, hair treatment agent and method for treating hair by using the same
JP4763239B2 (ja) タンパク質−シラン／シロキサンコポリマー、それらの調製、及びそれらの使用
US6923953B2 (en) Hair treatment method
KR100862651B1 (ko) 모발 처리용 조성물, 모발 처리제 및 이를 이용한 모발처리방법
EP3110395B1 (fr) Procédé de traitement des fibres kératiniques avec un polymère aminé et un ester activé
JP2011502171A (ja) ケラチン誘導体及びそれを製造する方法
KR100671935B1 (ko) 폴리에틸렌 글리콜 유도체를 유효성분으로 함유하는 모발코팅용 조성물
JP2000256146A (ja) パーマネントウエーブ用第１剤およびそれを用いた縮毛に対するストレートパーマの施術方法
KR101490465B1 (ko) 피부 또는 모발의 단백질과 결합하는 반응성 분기쇄의 지질화합물과 이를 포함하는 반응성 퍼스널 케어 제품
JP3774166B2 (ja) 毛髪処理剤及び毛髪処理方法
US20170367958A1 (en) Compositions and methods for hair improvement
JP2012171946A (ja) 毛髪の処理方法
JP2003300836A (ja) 毛髪前処理剤及び毛髪前処理方法
KR102214377B1 (ko) 층상자기조립성 다층 초박막 형성용 화장료 조성물 및 이를 이용한 모발 또는 피부의 표면 처리 방법
KR101989888B1 (ko) 손상된 모발의 복구를 위한 시스틴-실리콘 공중합체를 함유하는 모발 보호제 조성물 및 이를 포함하는 염모제
JP6548350B1 (ja) 毛髪修復用組成物及び毛髪修復方法
JP4646098B2 (ja) 化粧品基材
KR20110123452A (ko) 지렁이 분해물을 함유하는 모발 보호 및 수복용 모발 화장품 조성물
JP2003040727A (ja) 毛髪化粧料
JP2000281539A (ja) 化粧品基材
CN117898967A (zh) 一种基于二硫键修复的护发组合物、作用于头发的产品和用途
JPH01275519A (ja) 染毛剤組成物
JP2001064121A (ja) 毛髪化粧料
CH711252A2 (it) Composizione cosmetica per i capelli.
WO2018175871A1 (en) Hair treatment intermediates and methods

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120928

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130930

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141010

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151002

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161004

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171010

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180920

Year of fee payment: 11