KR100967363B1 - 기능성 성분의 방출조절용 전분 겔의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기능성 성분의 방출조절용 전분 겔의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 전분을 증류수에 분산시키고 이를 호화 및 노화하여 겔을 형성시킴으로써 이루어지는 기능성 성분의 방출조절용 전분 겔의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 화학제제의 첨가 없이 형성된 전분 겔을 그대로 기능성 성분의 방출 조절용 매트릭스로 이용하는 겔 타입의 제형을 제조할 수 있으며, 이를 이용하여 여러 기능성 성분이 포집되고 방출 조절된 약학적 조성물 또는 식품학적 조성물을 제조할 수 있다.

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Description

기능성 성분의 방출조절용 전분 겔의 제조방법 {Preparing methods of starch gel for controlled release of functional ingredients}

본 발명은 기능성 성분의 방출조절용 전분 겔의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 전분을 증류수에 분산시키고 이를 호화 및 노화하여 겔을 형성시킴으로써 이루어지는 기능성 성분의 방출조절용 전분 겔의 제조방법에 관한 것이다.

합성 고분자에 비해 생체적합성 및 생분해성 등의 장점을 가진 전분은 식물에서 생합성 되는 다당체로서 약물 정제(tablet)의 소재로 이용되어왔다. 이러한 약물 제형은 약물의 경구투여 시, 물성을 조절하여 구강 및 피부 패치제(patch)로 사용되어 약물의 방출속도 조절에 이용되고 있으며, 화장품에서도 전분 농도 및 점도 등을 조절하여 방향성분 및 기타성분 등의 피내수송(intradermal transport)에 이용된다(Hanselmann, et al., Macromolecules 29, 1996; Herman & Remon, International Journal of Pharmaceutics 56, 1989; H. Trommer & R. H. H. Neubert, Journal of pharmacy & pharmaceutical sciences 8, 2005).

기존의 전분을 부형제로 사용한 정제(tablet)의 제조법은 주로 전분 파우더에 윤활제, 결합제 등의 화학물질을 첨가하여 물리적으로 압착하는 것이었다(J. Ceulemans, et al., Journal of controlled release 77, 2001). 전분의 방출 조절 성능을 개선하기 위해 많은 화학제제 첨가 등이 시도되어 인체 유해성에 대한 지적이 있어왔다. 또한, 정제(tablet)는 기타 다른 제형에 비해서 제조 및 유통이 쉬운 장점이 있으나, 기존의 정제 제조는 전분 파우더 상태에서의 압착에 의해 이루어졌기 때문에, 전분입자의 물리적 성질이 방출 조절에 있어서 제한 요소가 되어왔고 건조 상태의 정제는 유효성분을 포집하는데 있어서 대상 약물 및 기능성 성분이 일부에 제한되어 있었고, 분말 상태를 건식 혼합 할 때 기능성 성분을 균일하게 섞는데 있어서 한계가 있었다. 파우더 대신 겔 제형을 이용한 합성고분자 제제가 개발되었지만(한국 특허출원 10-2000-0058363, 한국 특허출원 10-2001-0086058), 이들 방법은 온도 민감한 생분해성 공중합체 용액이 체내 주사 시에 온도 상승에 따라 겔화되는 원리를 이용한 것으로, 항상 겔 상태를 유지하지 못하므로 정제처럼 보관 및 유통이 용이하지 못하며, 공정이 복잡하여 제조 시 시간적, 비용적 부담이 수반되는 단점이 있다. 또한, 리포솜 전달체를 포집하는 제형도 겔 타입의 연고 제제에만 국한 되어 있다(한국 특허출원 10-1997-0004721).

이에, 본 발명자들은 상기 종래기술들의 문제점들을 극복하기 위하여 예의 연구노력한 결과, 화학제제의 첨가 없이 형성된 전분 겔을 그대로 방출 조절용 매트릭스로 이용하는 새로운 겔 타입의 제형을 제조하였으며, 이들 제형이 여러 기능성 성분을 포집하면서 기능성 성분의 방출을 조절할 수 있음을 확인하고, 본　발명 을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 주된 목적은 화학제제의 첨가 없이 형성된 전분 겔을 이용한 기능성 성분의 방출조절이 가능한 방출조절용 전분 겔의 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 한 양태에 따르면, 본 발명은 a) 전분을 증류수에 분산시키는 단계, b) 상기 전분 분산액을 호화시키는 단계, 및 c) 상기 호화된 전분 분산액을 노화시켜 겔을 형성시키는 단계를 포함하는 기능성 성분의 방출조절용 전분 겔의 제조방법을 제공한다.

본 발명에서, 용어 ‘호화’는 전분(녹말)에 물을 가하여 가열하면 팽윤(膨潤)하고 점성도가 증가하여 전체가 반투명인 거의 균일한 콜로이드 물질이 되는 현상을 말한다. 구체적으로 생전분은 전분 분자가 밀착되고 규칙적으로 배열되어 있기 때문에 물분자나 소화액이 들어갈 수 없는 반결정형(semi-crystalline) 구조를 가지고 있는데, 전분에 물을 가하여 가열하면 이 반결정형 구조가 녹아서 사이가 넓어져 틈이 생기게 되며 이것을 팽윤(swelling)이라고 하고, 이와 같이 미셀이 바깥쪽부터 차례로 무너져가는 현상을 호화라고 한다.

또한, 용어 ‘노화’란 상기 호화된 전분을 상온에 두게 되면 점점 불투명해지면서 본래의 전분 구조와 유사하게 변형되고, 호화에서 풀린 반결정형 구조가 재 배열에 의해 분자가 집합되어 구조와 물성이 처음의 전분 구조와 유사한 형태로 되돌아오는 현상을 말한다.

본 발명에서, 상기 ‘기능성 성분’은 약학적 유효성분 또는 기능식품의 유효성분을 모두 포함하는 의미로서, 본 발명에서와 같이 전분 겔에 포집되어 전분이 체내에서 소화 될 때 그 유효성분들이 방출되면서 약학적 또는 식품학적 효능을 나타내는 성분들을 말한다.

본 발명에서, 용어 ‘방출조절’이란 상기 기능성 성분이 일정시간 동안 최종 조성물로부터 저속으로, 서서히, 연속적으로, 연장성으로, 지효성으로 또는 확장적으로 방출되는 것을 의미한다. 이는 체내에서 유효성분들이 단번에 치료부위 또는 기능향상 부위에 투여되는 것이 아니라 지속적으로 그 효과를 낼 수 있음을 의미하기도 한다.

일반적으로, 전분은 약제의 부형제로서 사용되어 결합제 및 충진제의 역할을 한다. 위액에 의해 수화되면 정제 표면에서부터 겔 막이 형성되며 이 막이 약물 확산을 조절하게 된다. 또한 노화 전분은 방출 조절제로 이용되기도 하였다(Te Wierik et al., Journal of Controlled Release 45, 1997; Elfstrand et al., Starch/Staerke 58, 2006). 이들은 노화 중에 반 데르 발스 힘과 분자내/분자간 수소 결합에 의해 전분 사슬들이 회합되어서 무정형 영역에서 결정질을 형성함[Tako, Starch/Staerke 58, 1996)을 이용하여 노화 조건에 따른 결정의 양과 형태에 변화를 통해 약물방출 속도를 조절 할 수 있는 성질을 이용한 것이다.

본 발명에서는, 상기 기존의 방법과는 다른 새로운 노화 전분 겔을 제조하였 다. 기존의 제조법에서는 전분을 노화시킨 후 건조하여 파우더로 만든 후 물리적으로 압착하여 정제(타블렛, tablet)를 제조하였는데, 본 발명에서는 호화된 전분 분산액을 제형틀에서 노화시켜서 파우더로의 분쇄 없이 그대로 이용하는 시스템을 개발하였다. 이렇게 형성된 전분 겔은 타블렛 제조 시 전분 파우더의 물리적 성형능력의 제한을 피할 수 있고, 노화 중 형성된 겔 네트워크를 그대로 이용할 수 있으므로 보다 안정적인 매트릭스 구조를 이룰 수 있는 장점이 있다. 또한, 표면에 유리상의 겔을 형성하므로 관능적으로도 우수하며 수분함량을 30%에서 90% 이상까지 올릴 수 있으므로 건조상의 타블렛에서는 포집할 수 없었던 성분들까지도 적용할 수 있다.

본 발명의 제조방법에서, 상기 b)단계에서 호화 전 또는 후에 기능성 성분을 혼합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 기능성 성분의 혼합에서, 기능성 성분이 열에 안정한 경우에는 호화 전 또는 후, 어느 시점에서든지 전분 분산액과 혼합할 수 있으나, 기능성 성분이 열에 약한 경우에는 전분 분산액을 먼저 호화시키고 호화된 전분 분산액을 약 50-80℃ 정도로 식힌 후에 기능성 성분을 혼합하는 것이 바람직하다. 이 때, 혼합 시 뻑뻑하지 않도록 기능성 성분 종류와 전분분산액의 물성을 고려하여 식히는 온도를 적절히 선택할 수 있다.

또한 상기 b)단계에서, 전분 분산액의 호화에 사용되는 용기의 재질로는 고온가압 멸균기에서 사용할 수 있는 재질로 된 것이 좋고 열전도 등을 고려하여 적절히 선택할 수 있는데 유리, 스틸 재질은 호화 시 전분 분산액(페이스트)이 끓어 넘치거나 기벽에 엉겨 붙게 되므로, 폴리프로필렌과 같이 열전도가 낮아서 용기표 면 온도가 상대적으로 낮은 재질의 용기를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제조방법에서, 상기 c)단계의 노화 전 또는 후에 정제, 환제, 패치 또는 드레싱으로 제형화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 호화된 전분 분산액과 기능성 성분의 혼합물은 제형화 할 수 있다면 통상적인 방법을 이용하여 어떠한 형태로도 제형화 할 수 있으나, 전분 겔이 기능성 성분의 방출조절용으로 사용되는 것을 감안하여 제형의 표면에서부터 겔이 녹아들어 가게 하기 위해서는 상기 정제, 환제, 패치 및 드레싱 제형 중에서 적절히 선택하여 제형화 할 수 있다. 또한 상기 제형화 단계를 노화 전에 수행하거나 노화 후에 수행하는 것은 전분 분산액의 전분 농도 및 기능성 성분의 특성에 따라 적절히 선택할 수 있다.

상기 제형화 방법으로는, 기능성 성분을 함유한 전분 호화액을 정제틀에서 물리적으로 압착(타정)하거나 약제의 제형화에 통상적으로 사용되는 압착기를 사용하거나 정제 및 환제로 제조하거나 기타 공지된 방법일 수 있다. 또한, 물리적 압착없이 용기에서 노화된 그대로 겔을 이용할 수도 있다. 또한 상기 기능성 성분이 피부를 통하여 투여되고 활성을 나타내는 피부 부착용도로 사용되는 경우에는, 기능성 성분을 함유한 전분 호화액을 그대로 또는 수용액에 녹여 피부 부착용 용지에 얇게 코팅하고 휘발시키면 얇은 필름형태의 패치로 제조하여 패치 제형으로 사용될 수 있다.

본 발명의 제조방법에서, 상기 a)단계에서 전분은 아밀로즈 및 아밀로펙틴의 함량에 상관없이 모든 종류의 전분을 사용할 수 있으나, 바람직하게는 옥수수 전 분, 쌀 전분, 찹쌀 전분, 감자 전분, 고구마 전분, 보리 전분, 콩(pea) 전분, 밀 전분, 사고(sago) 전분, 아마란스 전분, 타피오카 전분, 수수(sorghum) 전분, 바나나 전분, 녹두 전분, 동부 전분 및 쿠즈(kuzukiri) 전분으로 이루어진 군에서 선택된 것이 적당하다. 또한 상기 전분들로부터 제조된 변성 전분, 예컨대 치환전분, 가교전분, 산화전분, 덱스트린 등을 사용할 수도 있으며, 전분에서 분리된 아밀로즈 및 아밀로펙틴을 사용할 수도 있다.

본 발명의 제조방법에서, 상기 a)단계에서 전분을 증류수에 10-70중량%, 바람직하게는 20-50중량%의 농도로 분산시키는 것이 적당하다. 상기 전분 분산액의 농도범위와 비교하여, 전분함량이 낮으면 겔 강도가 낮고 전분함량이 높으면 경도가 너무 높아서 경구 투여 시 삼키는데 어려울 수 있으며, 상대적으로 수분 함량이 낮아서 포집성분(기능성 성분)의 선택에 제한이 따를 수 있다.

상기 전분 분산액에서 전분의 농도가 10-70중량%라 함은, 본 발명에서 제조되는 전분 겔이 수분을 30-90중량%를 가지는 하이드로 겔임을 의미한다. 이는 기존에 건조 형태의 타블렛이 포집할 수 없었던 수용성 성분 및 리포좀을 포집할 수 있음을 의미하기도 한다. 상기 리포좀은 지용성 비타민류 또는 항산화제 등 기능성 유효성분을 함유할 수 있다.

본 발명의 제조방법에서, 상기 b)단계의 호화 전에 전분 분산액을 50-90℃에서 60-100초간, 바람직하게는 60-80℃에서 70-90초간 팽윤(swelling)시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 언급하고 있는 호화 과정에서, 호화가 일어나는 과정 중에 팽윤이 일어나게 되는데, 본 발명에서는 50-90℃에서 60-100초간 유지시키는 팽윤 과정을 추가함으로써, 전분이 많은 부분과 적은 부분으로 나누어지는 상분리를 억제할 수 있도록 하였다. 이러한 팽윤과정에 의해 호화 및 노화를 거친 전분 겔은 일정한 구조의 네트워크 상을 형성하는 데 도움이 될 수 있다.

본 발명의 제조방법에서, 상기 b)단계에서 호화는 100-140℃에서 5-20분간 수행하는 것이 바람직하다. 상기 범위보다 온도가 낮으면 호화가 덜 돼서 불균일한 매트릭스가 형성되고 온도가 너무 높으면 전분의 열분해가 일어날 수 있다. 상기 호화는 통상적인 가압멸균기를 이용하여 수행할 수 있으며, 호화를 위해 사용되는 기기는 특별히 한정되지 않는다.

본 발명의 제조방법에서, 상기 c)단계에서 노화는 호화된 전분이 서서히 노화되도록 단순히 저온에 일정시간을 방치함으로서 수행될 수 있는데, 바람직하게는 4-30℃에서 1-10일간 저장하는 것이 좋으며, 상기 저장 기간동안 4℃에서 1-3일 저장 후 30℃에서 1-3일 저장하는 과정을 1-3회 반복하는 것이 더욱 바람직하다. 본 발명의 실시예에서는, 4℃에서 저장하여 노화를 수행하는 것보다 4℃에서 2일 저장 후 30℃에서 2일 저장하는 과정을 2회 반복하여 저장하였을 때 더 느린 방출을 나타내는 것을 확인하였다(도 4).

본 발명의 제조방법에서, 상기 기능성 성분은 약학적 유효성분인 것을 특징으로 한다. 상기 약학적 유효성분은 경구투여 또는 피부를 통한 투여로서 그 활성을 나타낼 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 통상적으로 잘 알려진 약학적 유효성분일 수 있다. 예를 들어, 진통제, 진정제, 항균제, 항분비제, 자극제, 항종양제, 수면제, 정신활력제, 신경안정제, 호르몬제, 해열제, 당뇨병 치료제, 심 혈관제, 항경련제, 말라리아 예방약, 영양제, 백신 항원 등을 사용할 수 있다. 구체적으로는 테오필린, 니페디핀, 이부프로펜 및 리포좀으로 구성된 군에서 선택된 것이 바람직하다. 상기 약학적 유효성분들은 원하는 치료효과를 얻기 위해 투여되는 양은 사용하는 특정한 약제에 따라 달라질 수 있는데, 상기 광범위한 종류의 약학적 유효성분들은 그들의 공지된 용량 및 용도에 따라 적절히 선택되어야 하며, 성인 기준으로 0.01-100mg 범위에서 선택될 수 있다. 일례로서, 심혈관제로 사용되는 테오필린은 성인 기준 1일 0.1-100mg으로 투여될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 약학적 유효성분은 수용성 및 지용성 약제인 것을 특징으로 한다. 종래 방출 조절제로서 전분은, 특히 제약 산업에서 타블렛, 캡슐제의 부형제 및 코팅소재로서 사용되고 있지만 대부분 건식 상태로서 포집 약물의 종류에 제한이 있었다. 본 발명의 전분 겔은 습식 상태로서 적용 약물의 범위가 넓고, 식품의 단순 질감 외에도 기능성 성분의 안정한 수송체로서 전분농도 및 겔의 물성 조절로 인하여 수용성 및 지용성 약제의 포집에도 사용될 수 있다. 상기 수용성 약제로는 수용성 비타민류(예컨대 비타민 B, C), 수용성 펩타이드 제제, 수용성 항산화제일 수 있다.

본 발명의 제조방법에서, 상기 기능성 성분은 기능성 식품의 유효성분인 것을 특징으로 한다. 종래 식품분야에서 사용된 전분 겔은 대부분 식품에서 씹힘성 때문에 사용되고 있으나, 본 발명의 전분 겔은 기능성 식품의 유효성분을 포집하고 체내 소화 시 유효성분의 방출을 조절하는 목적으로 기능성 식품의 제조에 이용될 수 있다.

본 발명에서, 상기 기능성 식품의 유효성분은 생리활성 성분을 포함하는 식물 추출물, 어류, 해조류 및 미생물 추출물 또는 그들의 정제물(예컨대 당류, 단백질, 아미노산, 불포화 지방산, 유지, 미량원소 등)을 말한다. 이러한 기능성 식품을 섭취함으로써 함유되어 있는 유효성분의 생리학적 효능을 얻을 수 있다.

상기 기능성 식품의 유효성분은, 그 생리학적 효능을 나타내기 위해서 식품학적 분야에서 공지된 방법에 의해 제조된 것일 수 있으며, 그 자체 또는 식품학적으로 허용되는 담체, 부형제, 희석제 등과 혼합하여 제조된 것도 포함된다. 또한, 이들은 경구 또는 비경구로 투여되어 그 생리학적 효능을 나타내게 된다.

상기 기능성 식품의 유효성분의 섭취량은, 그 특정 유효성분의 종류에 따라 그들의 공지된 용량에 따라 섭취하게 되고, 원하는 효능을 얻기를 위해 대상자의 연령, 성별, 체중, 상태에 따라 적절히 선택될 수 있으며, 바람직하게는 성인기준 1일 0.01 내지 10.0g을 섭취할 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.

실시예 1. 전분 분산액의 호화

찰 옥수수전분(Samyang Genex Company, Seoul, Korea) 40g을 증류수 60g에 분산시킨 후, 70℃ 수저에서 80초간 가온하여 전분 입자를 팽윤시킴으로써 전분 분산액에서 상분리를 억제하였다. 다음으로, 전분 분산액 1 ml 폴리프로필렌 용기(14mm diameter)에 옮긴 후 가압멸균기(SA-MAC-1200, SANYO Electric Co., Ltd)를 이용하여 121℃에서 10분간 호화시켰다.

실시예 2. 전분 호화 액의 노화

실시예 1에서 호화시킨 일정한 형태를 갖는 용기에 담긴 전분 분산액(페이스트 상태)을 수분함량 유지를 위해 테프론 테이프로 밀봉한 후, 4℃에서 8일간 저장하여 노화시키거나, 4℃에서 2일 저장 후 30℃에서 2일 저장하는 과정(1 cycle; 이하 ‘4/30 cycle’)을 2회로 8일간 저장하여 노화시킴으로써 노화된 전분 겔을 제조하였다.

실시예 3. 다양한 전분을 이용한 전분 겔의 제조

찰 옥수수전분 이외에도 이의 인산기 치환한 변성전분(치환전분)을 이용하여 노화된 전분 겔을 제조하였다. 겔 제조공정은 실시예 1의 찰 옥수수전분과 동일하며 음으로 하전된 인산기를 붙여서 양이온성 약물과 charge interaction을 유도해 방출속도를 조절할 수 있다(도 4와 5 참조). 이외에도 쌀 전분 또는 감자전분을 이용하여 본 발명의 전분 겔을 제조할 수 있다.

시험예 1. 노화된 전분 겔의 단면 관찰

실시예 2에서 제조된 전분 겔의 미세구조 이미지, 겔 구조에 따른 약물 방출 거동 등을 측정하였으며, 저장 온도에 따른 아밀로펙틴 체인의 노화 양상을 분자 수준에서 모델링 하였다. 측정 과정 및 결과는 다음과 같다.

주사전자현미경(JSEM 5410LV System, JOEL, Japan)을 이용하여 노화 조건에 따른 겔의 단면을 동결건조 후 관찰하였다. 도 2a에서 나타난 바와 같이, 저장 기간이 길어짐에 따라 스폰지 상의 단위크기가 작아졌는데, 이는 노화가 진행됨에 따라 전분 체인내의(또는 체인간의) 수소결합이 일어나서 매트릭스의 수축과 전분이 많은 부분과 적은 부분이 나뉘어 지는 상분리가 일어났기 때문인 것으로 판단된다. 반면, 도 2b에서 나타난 바와 같이, 4/30℃ cycle에서 저장 하였을 때는 전분 결정질들의 무정형 영역으로 전파되어서 스폰지 상의 구조를 보이지 않은 것으로 확인하였다.

시험예 2. 나노 수준의 전분 사슬 다발의 관찰

투과전자현미경 (TECNAI12, Philips, Netherlands) 을 이용하여 저장 기간에 따른 노화 양상을 아밀로펙틴 사슬 다발의 형태로서 관찰하였다. 도 3a에서 나타난 바와 같이, 저장 기간이 길어짐에 따라 겔 내 불균질성이 증가하였다. 이는 전분 체인 간의 회합이 상분리를 유도하였고, 이것이 다시 아밀로펙틴의 분자 간 수소결합과 아밀로펙틴 다발의 응집을 가속화 시켰기 때문인 것으로 판단된다. 반면, 도 3b에서 나타난 바와 같이, 4/30℃ cycle에서 저장 하였을 때 아밀로펙틴 사슬 다발의 형태는 4℃에서 저장하였을 때처럼 뚜렷하지는 않았으나 저장기간이 길어질수록 아밀로펙틴 다발의 응집이 보였다.

제조예 1. 열에 안정한 기능성 성분을 함유하는 전분 겔의 제조

찰 옥수수전분과 테오필린(Theophylline, Sigma-Aldrich Chemical Co)을 4:1의 비율로 혼합한 후 혼합물 40 g을 증류수 60g에 분산시킨 후, 70℃ 수저에서 80초간 가온하여 전분 입자를 팽윤시킴으로써 전분 분산액에서 상분리를 억제하였다. 전분 분산액 1 ml을 폴리프로필렌 용기(14mm diameter)에 옮긴 후 가압멸균기를 이용하여 121℃에서 10분간 호화시켰다. 상기 용기에 담긴 호화전분 분산액(페이스트 상태)을 수분함량 유지를 위해 테프론 테이프로 밀봉한 후, 4℃에서 8일간 저장하여 노화시키거나, 4/30℃ cycle을 2회로 8일간 저장하여 노화시킴으로써 노화된 전분 겔을 제조하였다.

제조예 2. 열에 약한 기능성 성분을 함유하는 전분 겔의 제조

찰 옥수수전분 32g(테오필린의 경우와 같은 비율로 혼합할 때)을 증류수 60g에 분산시킨 후, 70℃ 수저에서 80초간 가온하여 전분 입자를 팽윤시킴으로써 전분 분산액에서 상분리를 억제하였다. 다음으로, 전분 분산액을 가압멸균기를 이용하여 121℃에서 10분간 호화시켰다. 상기 호화시킨 전분 분산액(페이스트 상태)을 60-70℃로 식히고, 리포좀 8g과 혼합한다. 이를 일정한 형태를 갖는 용기에 담고 수분함량 유지를 위해 테프론 테이프로 밀봉한 후, 4℃에서 8일간 저장하여 노화시키거나, 4/30℃ cycle을 2회로 8일간 저장하여 노화시킴으로써 노화된 전분 겔을 제조 하였다.

제형예 1. 기능성 성분을 함유하는 전분 겔 정제 제형의 제조

상기 제조예 1과 제조예 2에서 노화시킨 기능성 성분을 함유하는 전분 겔을 정제틀을 이용하여 물리적으로 압착하여 정제(tablet)로 제조하였다.

시험예 3. 약물 방출 거동

USP 용출기(Woojoo Sci. Co., Korea)를 이용하여 전분 겔로부터 약물 방출 거동을 측정하였다. α-amylase를 함유한 pH 6.8의 0.05M 인산 버퍼용액에서 제형예 1에서 제조된 테오필린이 포집된 전분 겔을 37℃에서 100rpm의 속도로 교반하여 용출된 약물을 자외선 분광 광도계를 이용하여 268nm의 파장에서 측정하였다. 도 4에서 나타난 바와 같이 4℃에서 저장하여 노화시켰을 때 보다 4/30℃ cycle에서 저장하여 노화시켰을 때 더 느린 방출을 보였는데, 이것은 노화에 따른 전분결정의 핵형성과 결정이 성장이 교대로 진행되면서 겔 매트릭스내 결정형 및 무정형 ud역에서 전분체인의 안정된 네트워크가 보다 균일하게 형성되어 테오필린의 확산을 방해하였기 때문인 것으로 판단된다.

제형예 2. 기능성 성분을 함유하는 전분 겔 패치 제형의 제조

상기 제조예 1과 제조예 2에서 노화시킨 기능성 성분을 함유하는 전분 겔을 10× 10× 50 mm의 주형에 넣고 약 20MPa의 압력으로 두께 1mm의 단층 패치(patch) 를 제조하였다. 또한, 압착과정 없이 10× 10× 50 mm의 주형에서 호화액을 노화시켜 패치를 제조할 수도 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 전분을 호화 및 노화하여 겔을 형성시킴으로써 기능성 성분의 방출조절용 전분 겔을 제조할 수 있다. 이러한 제조방법은 화학제제의 첨가 없이 형성된 전분 겔을 그대로 기능성 성분의 방출 조절용 매트릭스로 이용하는 겔 타입의 제형을 제공하며, 이를 이용하여 여러 기능성 성분이 포집되고 방출조절된 약학적 조성물 또는 식품학적 조성물을 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전분 겔의 제조방법을 도식화한 것이다.

도 2a와 2b는 본 발명의 노화 조건에 따른 전분 겔 구조 및 아밀로펙틴 다발의 형태를 주사전자현미경으로 관찰한 사진이다.

도 3a와 3b는 본 발명의 노화 조건에 따른 전분 겔 구조 및 아밀로펙틴 다발의 형태를 투과전자현미경으로 관찰한 사진이다.

도 4는 본 발명의 노화조건에 따른 전분 겔의 기능성 성분 방출 양상을 나타내는 그래프이다.

도 5는 본 발명의 노화조건에 따른 전분 겔에서 방출 5시간 째에 기능성 성분 방출 양상을 나타낸 그래프이다.

Claims (13)

1. a) 전분을 증류수에 분산시키는 단계;

   b) 상기 전분 분산액에 기능성 성분을 혼합한 후 이를 호화시키거나, 또는 상기 전분 분산액을 호화시킨 후 기능성 성분을 혼합하는 단계; 및

   c) 상기 호화된 전분 분산액을 노화시켜 겔을 형성시킨 후, 건조 및 분말화 공정 없이 정제, 환제, 패치 또는 드레싱으로 제형화하는 단계를 포함하는 기능성 성분의 방출조절용 전분 겔의 제조방법.
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4. 제 1항에 있어서, 상기 a)단계에서 전분은 옥수수 전분, 쌀 전분, 찹쌀 전분, 감자 전분, 고구마 전분, 보리 전분, 콩(pea) 전분, 밀 전분, 사고(sago) 전분, 아마란스 전분, 타피오카 전분, 수수(sorghum) 전분, 바나나 전분, 녹두 전분, 동부 전분 및 쿠즈(kuzukiri) 전분으로 이루어진 군에서 선택된 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 1항에 있어서, 상기 a)단계에서 전분을 증류수에 10-70중량%의 농도로 분 산시키는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제 1항에 있어서, 상기 b)단계의 호화 전에 전분 분산액을 50-90℃에서 60-100초간 팽윤시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제 1항에 있어서, 상기 b)단계에서 호화는 100-140℃에서 5-20분간 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제 1항에 있어서, 상기 c)단계에서 노화는 4-30℃에서 1-10일간 저장하는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제 8항에 있어서, 상기 저장 기간동안 4℃에서 1-3일 저장 후 30℃에서 1-3일 저장하는 과정을 1-3회 반복하여 저장하는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제 1항에 있어서, 상기 기능성 성분은 약학적 유효성분인 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제 10항에 있어서, 상기 약학적 유효성분은 테오필린, 니페디핀, 이부프로펜 등 소수성 약물, 비타민류, 펩타이드 제제, 항산화제, 및 리포좀으로 구성된 군에서 선택된 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제 10항에 있어서, 상기 약학적 유효성분은 수용성 및 지용성 약제인 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제 1항에 있어서, 상기 기능성 성분은 기능성 식품의 유효성분인 것을 특징으로 하는 방법.

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