KR101141983B1 - 생리활성물질을 담지시킬 수 있는 나노다공성 실리카화 인지질막층이 형성된 화장품용의 질화붕소 분체 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다른 화장품용 무기분체들에 비해 우수한 광택성과 사용감을 갖지만 낮은 반응표면적으로 인한 화장품 제제화에 큰 제약을 받는 질화붕소를 2가금속으로 킬레이팅시키는 것에 의해 2가금속착체층을 형성시켜 분체 표면적을 증가시킨 후, 생리활성물질 및 기능성 원료를 함유할 수 있는 고체지질막을 코팅시킨 후, 고체지질막의 친수성 부분에 실리카화 반응을 선택적으로 하여 2 내지 5㎚ 크기의 기공을 갖는 나노다공성 실리카화 인지질막층을 형성시킨 후, 상기 나노다공성 실리카화 인지질막층에 항산화제 기능을 갖는 아스타잔틴 등과 같은 생리활성물질을 담지 및 방출시킬 수 있는 나노다공성 실리카화 인지질막층이 형성된 화장품용의 질화붕소 분체 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

질화붕소 분체, 고체지질막, 킬레이팅, 레시틴, 색조 메이크업 화장품, 아스타잔틴

Description

생리활성물질을 담지시킬 수 있는 나노다공성 실리카화 인지질막층이 형성된 화장품용의 질화붕소 분체 및 그의 제조방법 {Boron nitride powder comprising nanoporous silicified phospholipid layers that can impregnate physiologically active material for cosmetic composition and manufacturing method thereof}

본 발명은 생리활성물질을 담지시킬 수 있는 나노다공성 실리카화 인지질막층이 형성된 화장품용의 질화붕소 분체 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 다른 화장품용 무기분체들에 비해 광택성이 우수하여 사용감이 뛰어남에도 낮은 반응 표면적으로 인한 사용함량에 큰 제약을 받는 질화붕소를 2가금속으로 킬레이팅시키는 것에 의해 2가금속착체층을 형성시켜 분체 표면적을 증가시킨 후, 생리활성물질 및 기능성 원료를 함유할 수 있는 고체지질막을 코팅시킨 후, 고체지질막의 친수성 부분에 실리카화 반응을 선택적으로 하여 2 내지 5㎚ 크기의 기공을 갖는 나노다공성 실리카화 인지질막층을 형성시킨 후, 상기 나노다공성 실리카화 인지질막층에 항산화제 기능을 갖는 아스타잔틴 등과 같은 생리활성물질을 담지 및 방출시킬 수 있는 나노다공성 실리카화 인지질막층이 형성된 화장품용의 질화붕소 분체 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

계속되는 불경기는 국가 전반에 걸쳐 영향을 주고 있으며, 이는 수년째 화장품 업계에도 큰 타격을 주고 있다. 이러한 경제 불황은 대부분 업체의 화장품 매출 감소로 이어지고 있지만, 이런 불경기에 있어서도 유독 기능성 화장품 시장은 지속적으로 성장하고 있는 실정이다.

기능성 화장품은 일반 화장품에 비해 생리활성이 강조된 화장품 또는 기능이 강조된 화장품을 말한다. 다만, 2000년 7월부터 시행된 국내 화장품 법에서는 피부의 미백에 도움을 주는 제품, 피부의 주름 개선에 도움을 주는 제품 및 자외선으로부터 피부를 보호하는데 도움을 주는 제품으로 정의하고 있다.

그러나 큰 시장 성장을 이루고 있는 기능성 화장품(미백, 주름개선, 자외선 차단)의 대부분은 기초화장품에 국한되어 있다. 기초화장품에 국한되는 이유는 대부분의 기능성을 발현하는 물질이 천연물로부터의 추출이나 합성공정을 통하는데, 이 형상은 기초화장품의 제형에 적합하기 때문이다. 또한, 기능성을 발현시키는 물질의 대부분은 순수하게 존재할 때 세포독성의 발현 및 변성의 위험이 매우 크고, 기능성 원료 유도체 또한 대기 중의 수분 및 태양광과 같은 직사광선 노출 시, 변성될 가능성이 커 오히려 피부에 독이 될 수 있으며, 짧은 유통기한으로 신제품을 개발하더라도 화장품 업체에 큰 부담이 되고 있다. 이러한 문제를 해결하고자 대부분의 기능성 화장품 원료의 개발은 안정화를 위한 유도체 개발과 신규 기능성 물질의 개발이 주를 이루고 있다. 최근 국내 벤처 기업들을 중심으로 신규 기능성 원료 및 기존 기능성 원료의 유도체를 이용한 새로운 원료 개발이 선행 연구되고 있지만, 신규 및 개발 원료 또한 기초제품의 응용측면으로만 한정되고 있다. 하지 만, 일본을 중심으로 기술 선진국에서는 기능성화장품의 영역을 기초제품에서 색조제품으로 연구영역을 확장하고 있다. 국내에서는 이러한 연구가 조금씩이나마 시도되고 있으나, 주로 기초 화장품에 사용되는 원료를 그대로 사용하거나, 약간의 변형을 거쳐 적용하는 실정이다. 따라서 기능성 색조화장료의 개발은 화장품의 국가 경쟁력 제고 및 고부가가치 창출면에서 시급히 선행되어야 하는 연구 분야이다. 이러한 기능성 색조화장품의 개발에 있어 가장 기초가 되어야 할 부분은 기능성 물질을 안정화시킨 색조화장품 원료의 개발에 있다. 대부분의 기능성 물질은 그 자체가 액상으로 존재하는 유기물이나 색조화장품 원료의 대부분은 무기물이라는 점을 고려하면, 두 물질의 혼합을 통한 안정적인 제형 개발은 쉽지 않다.

한편, 실리카소재를 색조 화장품으로서의 사용한다는 것은 그 자체가 갖는 무거운 이질감으로 감성을 가장 중요하게 생각하는 화장품에 있어 그 사용량의 한계를 가질 수 있다. 이미 일본에서는 무기/무기 하이브리드 기술을 이용하여 소프트 포커스(Soft Focus) 화장품용 분체를 제조, 시판 중에 있다. 이러한 제품은 광택이 있는 분체를 이종의 무기분체를 코팅하여 난반사를 이용, 시각적인 개선을 이룬 제품에 한정된다.

다른 한편으로, 미백 원료에 대하여는 흑화의 원인인 멜라닌의 생성경로에 따라 많은 연구가 진행 중이며, 생성기작에 대한 서로 다른 원료가 개발되고 있다. 즉 생성기작(메카니즘) 별로 멜라닌 합성에 기여하는 티로시나아제(Tyrosinase)의 활성을 억제하는 알부틴, 감초추출물, 닥나무 추출물, LG 106W; 티로시나아제의 발현을 억제하는 멜라솔브(Melasolv), 멜라닌 합성 차단 기작을 하는 비타민 씨(Vitamin C) 및 그 유도체, 코엔자임 큐10(Coenzyme Q10), 생성된 멜라노좀이 각질 형성세포로 이동되는 것을 차단하는 원료 등이 개발되었다. 미백 기능성 화장품에 응용되는 고시된 미백 기능성 소재로는 알부틴, 유용성 감초 추출물, 닥나무 추출물 분말, 에틸아스코르빌에테르(Ethyl Ascorbyl ether), 아스코르빈산 2 글루코시드(AA2G ; Ascorbic acid 2 glucoside) 등이 대표적이다. 이외에도 국내 각 사에서 독창적으로 개발된 기능성 미백 신소재로 멜라닌전환제(Melanin swiching agent)인 MS-135, 계피산 유도체인 멜라졸브, 속수자 추출물의 주성분을 이용한 피토클리어 EL-1을 개발했고, 천연자원인 뽕나무의 어린가지인 상지를 이용해 제품화하고 있다. 최근 외국계 선진국에서는 티라민(Thyramine)을 이용한 칼슘신호 전달방해와 티로시나아제 저해물질로 새로운 신호 전달 차단 경로의 미백 소재를 개발했다.

그러나 이들 티로시나아제 생합성 저해 물질이 멜라노좀까지 도달하여 우수한 활성을 보일 수 있을 지에 대해서는 많은 의문점이 제시된다. 따라서 미백 화장품 소재개발연구는 멜라노좀까지의 침투능력, 케라티노사이트와의 상호관계, 표피 세포의 분화 재생 능력 등 다각적인 검토가 필요하다.

특히 최근 기능성 화장품 시장의 성장은 화장의 개념이 “미의 창출”을 넘어 “피부의 건강”이라는 개념의 확장을 이루고 있다.

이런 화장의 목적 변화는 국내/외 시장에 있어서도 미백 화장품에 크게 관심을 갖지 않던 해외의 기술선진업체 조차도 이런 화장의 개념 변화에 따른 중국, 한국, 일본, 동남아시아의 시장 성장에 따라 신규 개발을 유도하였고, 이런 신규 개 발은 국내의 적지 않은 미백 기능성 화장품시장을 해외 업체가 점유하게 한 원이 되었다. 큰 시장 성장을 이루고 있는 기능성 화장품의 대부분은 기초화장품에 국한되어있다. 기초화장품에 국한되는 이유는 대부분의 기능성을 발현하는 물질이 천연물로부터의 추출이나 합성 공정을 통하는데, 그 결과물은 대부분 액체의 형상을 이루고 있고, 이 형상은 기초화장품의 제형에 적합하기 때문이다. 또한, 기능성을 발현시키는 물질의 대부분은 순수하게 존재할 때 세포독성의 발현 및 변성의 위험이 매우 큰데, 최근에는 이러한 원료의 문제를 해결하기 위해 기능성 물질의 단독 사용을 피해, 유도체의 형태로 안전 및 안정성을 기하고 있다. 하지만 이러한 기능성 원료 유도체 또한 대기 중의 수분 및 태양광과 같은 직사광선 노출 시 변성의 위험이 크다. 이런 이유로 기능성 화장품의 개발은 큰 어려움이 있다. 이러한 문제를 해결하고자, 대부분의 기능성 화장품 원료의 개발은 안정화를 위한 유도체 개발과 신규 기능성물질의 개발이 주를 이루고 있다. 최근 들어 우수 기술을 소유한 국내 벤처기업들을 중심으로 신규 기능성 원료 및 기존 기능성 원료의 유도체를 이용한 새로운 원료 개발이 선행 연구되고 있지만, 신규 및 개발 원료 또한 기초제품의 응용측면으로만 한정되고 있다. 국내에서는 현재 국내/외의 시판되는 색조 화장품에 있어 기능성 제품은 자외선 차단제품에 국한되어 있기 때문에, 미백 및 주름 개선 효과를 나타내는 기능성 색조화장품의 개발은 화장품의 국가 경쟁력 제고 및 고부가가치 창출 면에서 시급히 선행되어야 하는 연구 분야이다. 이러한 기능성 색조화장품의 개발에 있어 가장 기초가 되어야 할 부분은 기능성 물질을 안정화시킨 색조화장품 원료의 개발에 있다. 대부분의 기능성 물질은 그 자체가 액 상으로 존재하는 유기물이나 색조화장품 원료의 대부분은 무기물이라는 점을 고려하면, 두 물질의 혼합을 통한 안정적인 제형 개발은 쉽지 않다.

본 발명에서 사용되는 화장품 내에서의 기능성 물질인 방출연구는 피부에 효과적으로 기능성 물질이 가지고 있는 효능을 부여할 수 있어 현대인에 민감한 사항인 피부의 주름 개선과 미백 그리고 본 연구에서 중점적으로 생각한 노화방지에 효율적인 방출효과를 보일 것으로 예상된다.

한국 보건산업진흥원의 발표 자료인 “화장품 소재 시장분석 및 유망 화장품 소재 개발전략 수립”에 따르면 국내 화장품 원료 개발은 1980년대에 들어서는 고기능성 제품에 대한 소비자의 관심이 높아짐에 따라 신소재에 대한 연구 개발과 출시가 본격적으로 이루어지고 있는 것으로 분석되었다. 하지만 90년대 초반까지는 기능성원료보다는 계면활성제, 무기분체, 방부제 등의 기본적으로 널리 사용되는 원료의 수입대체를 위한 원료개발이 이루어 졌으며, 실제로 기능성 화장품 원료의 개발은 90년대 후반 이후, 미백, 주름 등의 원료들이 개발되기 시작하여 2000년대는 다양한 카테고리의 기능성 원료들이 개발되고 있는 것으로 나타났고 있다. 국내에서는 미백원료로 고시된 미백원료 알부틴, 유용성 감초추출물, 닥나무 추출물 분말, 에틸아스코르빌에테르 등이 대표적이고, 독자 개발된 원료로는 MS-135, 계피산유도체인 멜라졸브, 속수자 추출물의 주성분을 이용한 피토클리어 EL-1을 개발했으며, 뽕나무의 어린가지인 상지를 이용한 제품이 출시되고 있다. 주름 원료의 경우에는 고시 원료로 레티놀, 레티놀 팔미테이트, 아데노신 등이 있으며, 독자 개발된 원료로는 (-)에피갈로카테킨-3-갈레이트(EGCG ; (-)epigallocathechin-3- gallate (EGCG), 푸룩토스-1,6-디포스페이트(fructose-1,6-diphosphate), 디팔미토일 하이드록시프롤린(DPHP), 글루큐론산, 엘-카르니틴, 우루솔릭산, 올레아노익산, 3,9-디페룰로일-6-옥소프테로카르펜액(텐솔린-에프),엔-아세틸글루코사민(NAG ; N-acetyl glucosamin) 등이 있다. 자외선 차단으로는 고시된 유기 자외선 흡수제와 무기 자외선 차단제등이 사용되어지고 있으며, 그 외에도 피막 형성제 - 셀룰로오스계 고분자, 피브이피(PVP)/알파-올레핀계(α-olefinic) 중합체, 불소 변성 실리콘 수지- 등이 사용되어 자외선 차단 효과를 극대화 시킨다. 그 외에도 유전자 발현 조절을 통한 기능성 화장품 신소재들이 연구 개발되어지고 있다. 하지만 아직까지도 화장품 원료의 80% 이상을 수입에 의존하는 것으로 조사되어 화장품 원료의 국산화가 매우 시급한 것으로 평가되고 있다.

최근 들어 2005년 국내 컨소시엄에 화장품신소재센터를 설립, 정부에서 6차년도에 걸쳐 신소재 개발을 지원 할 계획이지만, 이 연구센터에도 무기분체 관련된 기능성 원료의 개발은 계획되어 있지 않은 실정이다. 더구나 색조화장품 원료의 경우, 대부분 일본에서 수입을 하고 있으며, 수입되는 원료는 분체의 분쇄처리를 통한 분체가 주를 이루고 있으며, 이러한 분체에 펄(Pearl) 가공, 금속비누(Metal Soap), 레시틴(Lecithin) 등의 유기 표면 처리 기술이 개발되어 있으며, 이러한 기술을 확보하고 제조하는 업체는 5개 내외에 불가한 실정이다. 대부분의 원료 제조업체들은 기능성 원료의 추출 및 합성에 의존하고 있으며, 분체 가공 및 에멀젼 등의 가공을 통한 안정화 원료의 제조는 대부분 일본, 미국, 유렵 각국에서 수입을 하고 있는 실정이다.

최근 들어 화장품은 기초화장품과 색조화장품의 경계가 무너지고 있는 실정에 있으며, 이러한 현상의 제품의 제형에 있어서도 벌크(Bulk)의 분체 형상으로만 제조되던 색조 제품이 에멀젼화 되어 분체상과 유화상의 중간상을 나타내거나, 파운데이션에 미백 또는 주름 기능성 물질을 첨가하여 단일 기능성 및 이중 기능성 파운데이션을 제조하는 등 점차 색조 화장품의 경향이 기능성 및 독특한 제형의 개발에 집중되고 있다.

현재 국제 화장품 분야에 있어 세계적으로 중점적인 테마는 기능성 화장품의 개발이다. 기능성 화장품은 이전의 단순한 피부의 보습, 보호의 기능에서 확대되어 “피부의 주름 증가”, “기미나 주근깨, 노인성 흑반”, “각질증가”, “피부건조” 등과 같이 피부에서 일어 날 수 있는 문제점들을 구체적으로 해결하는데 도움을 주는 화장품이다. 이 기능성 화장품의 개발은 1993년 알파히드록시산(AHA ; Alpha Hydroxy Acid), 레티놀(Retinol), 비타민 씨 등의 피부 주름개선, 미백, 피부 세포 재생주기 촉진 등의 효능을 갖는 제품이 개발되면서 시작되었다. 화장품 산업의 최우량기업 중의 하나인 로레알의 경우, 화학, 생물학, 의학, 물리학, 독성학 등 30여 분야의 전문연구원 2,500명의 연구진을 보유하고 있으며, 관련연구에 매출액의 3%를 연구개발에 투자하고 있다. 연간 3,000가지의 신제형 개발과 함께 합성 또는 생산기술개발로 지금까지 약 110가지의 새로운 생리활성 물질을 개발하고 관련 특허를 2000년도에만 420건 출원하고 있다. 이러한 전략적인 연구 목표하에 로레알은 건강한 피부의 조건인 피부항상성 유지에 필요한 요소들을 적절히 공급하는 혁신적인 방법들을 찾고 있다. 예를 들면 리포좀 기술보다 한 단계 앞선 나노좀 기술을 세계 최초로 도입하여 비타민 E를 고농도로 화장품에 적용하기에 이르렀으며, 최근에는 디엔에이 마이크로 어레이(DNA Micro Array) 기술을 도입하여 자외선에 의한 피부손상을 분자수준에서 평가하는데 성공하였다. 그 외, 타사의 경우에는 인체 섬유아세포 배양 콜라겐, 중남미산 참마자 추출 '디오스게닌', 테라인(Terrain), 루시놀, 치자나무 추출물, 디아릴부타디엔(Diaryl butadiene), 중합체성 1,3-디케톤(Polymeric 1,3-diketone), 펩타이드 조성물 등의 수백 건의 미백, 주름 및 노화방지, 자외선 차단 등의 원료들이 개발, 제품화 되어 시판되고 있다. 하지만, 이러한 해외의 선진 기업들도 분체 기능성 원료에는 아직 미진한 단계에 있으며, 일본의 시세이도(Shiseido)에서 일부 기능성 분체에 대한 접근을 시도하고 있는 것으로 알려져 있을 뿐이다.

상기한 바와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위해, 본 발명에서는 다른 화장품용 무기분체들에 비해 광택성이 우수하여 사용감이 뛰어남에도 사용함량에 큰 제약을 받는 질화붕소 분체의 표면에 2가금속 킬레이팅을 수행하고, 그 위에 고체지질막을 형성시킨 후, 그 위에 인체에 대한 안전성이 우수한 것으로 입증된 다공성 실리카층을 형성시키는 것으로 이루어지는 복합화기술을 통해 기능성 원료가 갖고 있는 고기능성은 그대로 유지하면서도 인체에 대한 안전성을 높이면서도 또한 다공성 실리카층에 유효한 생리활성물질들을 효율적으로 담지시킬 수 있도록 하는 것을 가능하게 하여 종래의 화장료용 분체가 안고 있는 문제점들을 해결하도록 하 는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 생리활성물질을 담지시킬 수 있는 다공성 실리카층이 형성된 화장품용의 질화붕소 분체는, 질화붕소 분체와, 상기 질화붕소 분체의 표면에 형성되는 2가금속착체층과, 상기 2가금속착체층 상에 형성되는 고체지질막 및 상기 고체지질막 상에 형성되는 나노다공성 실리카화 인지질막층을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 질화붕소 분체는 판상의 구조를 지닌 크기가 5 내지 20㎛의 평균입경을 갖는 것이 될 수 있다.

상기 2가금속착체층을 형성하는 2가금속으로서는 마그네슘, 칼슘 또는 바륨이 될 수 있다.

상기 2가금속을 포함하는 화합물로는 마그네슘, 칼슘 바륨들로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 어느 한 금속의 무수염화물(anhydrous chloride), 황산염(sulfate) 또는 아세테이트(acetate)로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 어느 한 화합물 또는 이들 화합물들의 2이상의 혼합물이 될 수 있다.

상기 고체지질막을 구성하는 지질물질은 레시틴, 밍크유, 라놀린, 항유고래유, 호호바오일 또는 이들 중 2이상의 혼합물들로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 것이 될 수 있다.

상기 나노다공성 실리카화 인지질막층에는 아스타잔틴, 비타민 C, 비타민 E, 코엔자임 큐10, 알부틴, 유용성 감초 추출물 또는 이들 중 2이상의 혼합물들로 이 루어지는 그룹으로부터 선택되는 유효 생리활성물질이 더 담지될 수 있다.

또한 본 발명에 따른 생리활성물질을 담지시킬 수 있는 다공성 실리카층이 형성된 화장품용의 질화붕소 분체의 제조방법은, (1) 질화붕소 분체의 표면을 2가금속으로 킬레이팅시켜 2가금속착체층을 형성시키는 킬레이팅단계; (2) 상기 킬레이팅단계에서 수득되는 2가금속착체층이 형성된 질화붕소 분체의 2가금속착체층 상에 지질물질을 코팅시켜 상기 2가금속착체층 상에 고체지질막을 형성시키는 지질막형성단계; 및 (3) 상기 고체지질막 상에 실리카의 전구체인 테트라에틸오르토실리케이트로 코팅시키고, 이를 안정화시켜 나노다공성 실리카화 인지질막층을 형성시키는 실리카형성단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 (1)의 킬레이팅단계에서 사용되는 상기 질화붕소 분체는 바람직하게는 판상의 구조를 지닌 크기가 5 내지 20㎛의 평균입경을 갖는 것이 될 수 있다.

상기 (1)의 킬레이팅단계에서 상기 2가금속착체층을 형성하는 상기 2가금속으로서는 마그네슘, 칼슘 또는 바륨이 될 수 있다.

상기 (1)의 킬레이팅단계에서 상기 2가금속착체층을 형성하는 상기 2가금속을 포함하는 화합물로는 마그네슘, 칼슘 바륨들로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 어느 한 금속의 무수염화물(anhydrous chloride), 황산염(sulfate) 또는 아세테이트(acetate)로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 어느 한 화합물 또는 이들 화합물들의 2이상의 혼합물이 될 수 있다.

상기 (2)의 지질막형성단계에서 상기 고체지질막을 구성하는 지질물질은 레시틴, 밍크유, 라놀린, 항유고래유, 호호바오일 또는 이들 중 2이상의 혼합물들로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 것이 될 수 있다.

상기 (3)의 실리카 형성단계 이후, 상기 나노다공성 실리카화 인지질막층에 아스타잔틴, 비타민 C, 비타민 E, 코엔자임 큐10, 알부틴, 유용성 감초 추출물 또는 이들 중 2이상의 혼합물들로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 유효 생리활성물질을 더 담지시키는 생리활성담지단계가 더 포함될 수 있다.

본 발명에 따르면 다른 화장품용 무기분체들에 비해 광택성이 우수하여 사용감이 뛰어남에도 사용함량에 큰 제약을 받는 질화붕소 분체의 표면을 2가 금속으로 킬레이팅시키고, 그 후, 고체지질막을 형성시킨 후, 상기 고체지질막 상에 나노다공성 실리카화 인지질막층을 형성시켜서 이루어지며, 상기 나노다공성 실리카화 인지질막층에는 항산화제로서의 아스타잔틴 등과 같은 생리활성물질을 담지될 수 있는 화장품용의 질화붕소 분체 및 그의 제조방법이 제공된다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면들을 참고로 하여 상세히 설명한다.

하기의 설명은 본 발명의 바람직한 태양을 기술하는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

21세기에 들어와 생활수준의 향상과 함께 젊고, 아름다운 인생을 즐기려는 욕망이 강하게 나타고 있으며, 더욱이 현대 의학의 발달로 평균수명이 증대되고 고령화 사회로의 진입에 따라 노화억제에 관심이 집중되고 있다. 이러한 고령화 사회로의 진입은 건강하고 아름다운 노후에 대한 욕구를 증대시켰으며, 이런 사회적 변화와 함께 화장품도 단순한 개념(concept) 차원이나 일시적인 개선에서 벗어나 실질적인 효능 효과가 요구되어 오고 있다.

본 발명은 자외선 차단 화장품 제조의 분야에 기능성 유기분체의 복합화를 통한 메이크업 제품의 고기능화, 유,무기 복합분체를 이용한 복합 고기능성 화장품 원료 개발의 새로운 장르가 화장품 제형기술 개발 및 고기능성 화장품 원료 생산 기술을 통해 국가 경쟁력의 성장으로 이루어 질 수 있을 것으로 사료된다. 본 발명에 있어 유,무기 복합 기능성 복합 분체의 제조 기술을 이루게 되면, 제형의 어려움에 의해 화장품 원료로서의 사용이 어려웠던 여러 원료의 복합화를 통해 화장품 원료로서의 사용 및 화장품 개발이 가능 할 수 있을 것으로 여겨진다.

본 발명에 따른 생리활성물질을 담지시킬 수 있는 다공성 실리카층이 형성된 화장품용의 질화붕소 분체는, 질화붕소 분체와, 상기 질화붕소 분체의 표면에 형성되는 2가금속착체층과, 상기 2가금속착체층 상에 형성되는 고체지질막 및 상기 고체지질막 상에 형성되는 나노다공성 실리카화 인지질막층을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

본 발명에서 사용한 무기 판상분체인 질화붕소(Boron Nitride)는 백색의 흑연이라고 불리는 신소재로 화학식은 BN이며, 흑연과 비슷한 육방정계 구조를 갖고 있어 화학적, 물리적 성질이 흑연과 비슷하다. 그러나 질화붕소 분체는 백색으로 전기적으로 뛰어난 절연체이지만 흑연은 전기적으로 도체이다. 또한, 질화붕소 분체는 열전도성, 내열성, 전기 전도성 윤활/이형성이 뛰어난 재료로서, 화장품, 코팅재, 윤활유, 도포재, 절연 방열재 필러 등에 사용된다. 이러한 무기 판상에 유 기물질을 직접 코팅을 하게 되면 불안정한 화학반응으로 유기물질이 무기물질에 고정되지 않고 흐르게 되는 데, 이것을 2가금속의 화합물을 이용한 킬레이팅에 의해 분체를 일차적으로 안정화시키고, 실리카층의 형성에 의해 이차적으로 안정화를 시켜 분체 안에 약물 방출을 위한 유기물을 안정화시킴으로써 약물을 담지 및 방출할 수 있는 시스템을 제공하는 것에 본 발명의 특징이 있다고 할 수 있겠다. 상기 질화붕소 분체는 바람직하게는 판상의 구조를 지닌 크기가 5 내지 20㎛의 평균입경을 갖는 것이 될 수 있다. 상기 질화붕소 분체의 평균입경이 5㎛ 미만이 되거나, 20㎛를 초과하는 것과 같이 상기한 범위를 벗어나는 경우, 제조과정에서의 취급 상의 곤란한 점이나 피부에의 적용 시의 사용감 등 화장품의 원료로서 사용하기에 적절하지 않게 되는 문제점이 있을 수 있다.

본 발명에 따르면, 무기물질의 표면개질을 위하여 2가금속의 킬레이트제를 사용한다. 상기 2가금속착체층을 형성하는 2가금속으로서는 마그네슘, 칼슘 또는 바륨이 될 수 있다. 상기 2가금속을 포함하는 화합물로는 마그네슘, 칼슘 바륨들로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 어느 한 금속의 무수염화물(anhydrous chloride), 황산염(sulfate) 또는 아세테이트(acetate)로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 어느 한 화합물 또는 이들 화합물들의 2이상의 혼합물이 될 수 있다. 특히, 상기 2가금속으로서 바람직하게는 마그네슘을 사용한다. 이처럼, 마그네슘 화합물이 킬레이트제로 바람직한 이유는 마그네슘이 척추동물에 있어서 필수적인 미네랄 성분이고, 칼륨(K)을 제외하고는 인체 내에서 가장 풍부한 이온이기 때문이다. 특히, 키나아제(kinase), 포스파타아제(phosphatase) 등의 포스페이트 화합물 을 함유하는 많은 효소들이 활성화를 위하여 마그네슘이온(Mg²⁺)을 요구하는 것으로 알려져 있다. 더욱이, 마그네슘이온은 RNA, DNA 또는 단백질 합성 및 멤브레인 안정화와 같은 생리적 및 생화학적 프로세스와 관계가 있다. 특히 마그네슘 화합물의 경우, 무수염화마그네슘(Magnesium chloride anhydrous, MgCl₂, 식량(FW) : 95.22)이 바람직하게 사용될 수 있다. 즉, 2가금속, 특히 염화마그네슘을 킬레이팅제로 사용하여 판상의 무기물질인 질화붕소 분체의 표면에 있는 -OH기에 2가금속을 가교화(bridge)시킨다. 이때, 2가금속 화합물은 용매로서 물 또는 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올(예를 들면, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올 등)에 용해시킨 용액형태로 제조된 후, 무기물질의 표면에 흡착되며, 그 결과 상기 2가금속의 이온이 무기 물질 표면의 -OH기와 배위결합하는 방식으로 가교화되고, 2개의 -OH기를 갖게 된다. 즉, 가교형태로 존재하는 2가금속이 보다 많은 -OH기를 생성시켜 유기물질을 끌어당김으로써 판상의 사이마다 채워지도록 한다.

상기 고체지질막을 구성하는 지질물질은 레시틴, 밍크유, 라놀린, 항유고래유, 호호바오일 또는 이들 중 2이상의 혼합물들로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 것이 될 수 있다. 특히 본 발명에 있어서, 바람직한 유기물질, 즉 지질 성분으로는 레시틴이 사용되는데, 이는 세포막의 구성 성분으로서, 일반적으로 난황(egg yolk) 또는 콩으로부터 유래되는 포스파타이드 부분(phosphatide fraction)을 함유하고 있다. 레시틴의 구조는 하기 화학식 1로 표시된다.

이와 같이, 2가금속으로 킬레이팅된(수식된) 무기물질은 지질물질 특히 레시틴에 의하여 그 표면이 코팅된다. 이때, 지질의 친수성 부분은 상기 2가 금속-킬레이트된 무기물질의 표면측을 향하는 반면, 소수성 부분은 그 반대측을 향하는 방식으로 배열된다. 따라서, 판상 무기물질의 판상 사이에 인지질의 이중층(bilayers), 즉 친수성 부분 및 소수성 부분이 형성된다. 유기물질인 지질, 즉 레시틴은 일반적으로 무기물질 상에 고정되기 곤란하므로 흐름성을 갖게 되나, 무기 물질의 표면을 2가금속으로 킬레이팅할 경우, 이러한 지질베지클(phospholipid vesicles)이 유동성 있게 효과적으로 코팅될 수 있는 것이다. 이와 관련하여, 상기 유기물질(지질)이 코팅된 영역의 경우, 판상 특성이 소실되는 바, 이는 후술하는 실시예로부터 보다 명확하게 입증될 수 있다.

이후, 상기 2가금속으로 킬레이팅된 무기물질의 표면에 지질 베지클인 레시틴을 코팅한 후, 고정화하기 위하여 실리카 전구체인 테트라에틸오르토실리케이트(TEOS ; Tetraethyl orthosilicate)를 사용하여 코팅을 시켜주고, 이차적으로 안정화를 시켜 분체 안에 약물 방출을 위한 유기물을 안정화시킴으로써 약물을 담지 및 방출할 수 있는 무기 판상 복합 재료를 제조한다. 즉, 테트라에틸오르토실리케이트로 코팅시키고, 안정화시키는 것으로 나노다공성 실리카화 인지질막층이 형성된다. 이때의 코팅 및 안정화 조건은 예시적으로는 코팅을 위한 반응시에 산성조건으로 2M 염산 10㎖을 사용하였고, 반응은 24시간 진행시키는 것에 의하여 유동성인 고체지질막인 레시틴을 유기물인 테트라에틸오르토실리케이트를 이용하여 레시틴의 친수부분에 테트라에틸오르토실리케이트가 결합하며, 이때 테트라에틸오르토실리케이트는 가수분해(hydrolysis)와 축합(condensation) 반응이 일어나 실리카화되며, 동시에 유동성인 고체지질막을 고정화시켜 안정화시킨다.

상기한 바와 같이 고체지질막 상에 형성되는 상기 나노다공성 실리카화 인지질막층에는 아스타잔틴, 비타민 C, 비타민 E, 코엔자임 큐10, 알부틴, 유용성 감초 추출물 또는 이들 중 2이상의 혼합물들로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 유효 생리활성물질이 더 담지될 수 있게 된다.

또한 본 발명에 따른 생리활성물질을 담지시킬 수 있는 다공성 실리카층이 형성된 화장품용의 질화붕소 분체의 제조방법은, (1) 질화붕소 분체의 표면을 2가금속으로 킬레이팅시켜 2가금속착체층을 형성시키는 킬레이팅단계; (2) 상기 킬레이팅단계에서 수득되는 2가금속착체층이 형성된 질화붕소 분체의 2가금속착체층 상에 지질물질을 코팅시켜 상기 2가금속착체층 상에 고체지질막을 형성시키는 지질막형성단계; 및 (3) 상기 고체지질막 상에 실리카의 전구체인 테트라에틸오르토실리케이트로 코팅시키고, 이를 안정화시켜 나노다공성 실리카화 인지질막층을 형성시키는 실리카형성단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 (1)의 킬레이팅단계는 질화붕소 분체의 표면을 2가금속으로 킬레이팅시켜 2가금속착체층을 형성시키는 것으로 이루어진다.

상기 (1)의 킬레이팅단계에서 사용되는 상기 질화붕소 분체는 바람직하게는 판상의 구조를 지닌 크기가 5 내지 20㎛의 평균입경을 갖는 것이 될 수 있다.

상기 (1)의 킬레이팅단계에서 상기 2가금속착체층을 형성하는 상기 2가금속으로서는 마그네슘, 칼슘 또는 바륨이 될 수 있으며, 바람직하게는 상기 (1)의 킬레이팅단계에서 상기 2가금속착체층을 형성하는 상기 2가금속을 포함하는 화합물로는 마그네슘, 칼슘 바륨들로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 어느 한 금속의 무수염화물(anhydrous chloride), 황산염(sulfate) 또는 아세테이트(acetate)로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 어느 한 화합물 또는 이들 화합물들의 2이상의 혼합물이 될 수 있다. 상기 킬레이팅은 염화마그네슘 등과 같은 2가금속을 킬레이팅제로 사용하여 판상의 무기물질인 질화붕소 분체의 표면에 있는 -OH기에 2가금속을 가교화(bridge)시킨다. 이때, 2가금속 화합물은 용매로서 물 또는 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올(예를 들면, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올 등)에 용해시킨 용액형태로 제조된 후, 무기물질의 표면에 흡착되며, 그 결과 상기 2가금속의 이온이 무기 물질 표면의 -OH기와 배위결합하는 방식으로 가교화되고, 2개의 -OH기를 갖게 된다. 즉, 가교형태로 존재하는 2가금속이 보다 많은 -OH기를 생성시켜 유기물질을 끌어당김으로써 판상의 사이마다 채워지도록 하는 것으로 수행된다.

상기 (2)의 지질막형성단계는 상기 킬레이팅단계에서 수득되는 2가금속착체층이 형성된 질화붕소 분체의 2가금속착체층 상에 지질물질을 코팅시켜 상기 2가금 속착체층 상에 고체지질막을 형성시키는 것으로 이루어진다. 상기 코팅은 상기 2가금속착체층이 형성된 질화붕소 분체를 액상의 지질물질 또는 가열 또는 적절한 용매에 의해 용해되어 액화된 지질물질에 담지시키는 것으로 수행될 수 있다. 이때, 지질물질을 증류수를 사용하여 80℃에서 2시간 동안 교반시키면서 레시틴을 녹인 후 담지시킬 수 있다.

상기 (2)의 지질막형성단계에서 상기 고체지질막을 구성하는 지질물질은 레시틴, 밍크유, 라놀린, 항유고래유, 호호바오일 또는 이들 중 2이상의 혼합물들로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 것이 될 수 있다.

상기 (3)의 실리카형성단계는 상기 고체지질막 상에 실리카의 전구체인 테트라에틸오르토실리케이트로 코팅시키고, 이를 안정화시켜 나노다공성 실리카화 인지질막층을 형성시키는 것으로 이루어진다. 즉, 테트라에틸오르토실리케이트로 코팅시키고, 안정화시키는 것으로 나노다공성 실리카화 인지질막층이 형성된다. 이때의 코팅 및 안정화 조건은 예시적으로는 코팅을 위한 반응시에 산성조건으로 2M 염산 10㎖을 사용하였고, 반응은 24시간 진행시키는 것에 의하여 유동성인 고체지질막인 레시틴을 유기물인 테트라에틸오르토실리케이트를 이용하여 레시틴의 친수부분에 테트라에틸오르토실리케이트가 결합하며, 이때 테트라에틸오르토실리케이트는 가수분해(hydrolysis)와 축합(condensation) 반응이 일어나 실리카화되며, 동시에 유동성인 고체지질막을 고정화시켜 안정화시킨다.

상기 (3)의 실리카 형성단계 이후, 상기 나노다공성 실리카화 인지질막층에 아스타잔틴, 비타민 C, 비타민 E, 코엔자임 큐10, 알부틴, 유용성 감초 추출물 또 는 이들 중 2이상의 혼합물들로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 유효 생리활성물질을 더 담지시키는 생리활성담지단계가 더 포함될 수 있다.

본 발명의 일 구체예에 따른 고체 지질막이 코팅된 무기 복합물은 하기와 같이 제조될 수 있다.

상기 제조방법은 예시 목적으로서 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

먼저, 킬레이트제인 2가금속 화합물을 물 또는 알코올(바람직하게는, 에탄올)에 용해시킨 용액 및 판상의 무기 분체를 바람직하게는 교반 하에서 혼합하여 2가금속 이온이 무기 분체의 표면에 흡착하여 가교를 형성하도록 한다. 이때, 혼합 시간은 후속 단계인 레시틴 코팅 단계의 반응 조건 등을 고려하여 적절하게 조절되면 족하며, 특별히 한정되는 것은 아니다. 판상의 무기 분체인 질화붕소 파우더에 2가 금속이온인 마그네슘을 충분히 킬레이트화 시키기 위해서 반응 시간은 2시간으로 하였다. 반응 시간은 특별히 한정되는 것은 아니다. 이와 관련하여, 용액 내에서 상기 2가금속 화합물의 농도가 증가할수록 무기 분체의 표면상에 보다 많은 -OH기가 생성되는 바, -OH기의 결합효과를 고려하여 바람직하게는 0.5 내지 1.5M, 보다 바람직하게는 0.8 내지 1.2M, 가장 바람직하게는 약 1.0M 수준의 농도 범위로 조절하는 것이 바람직하다.

상기 실험과는 별도로, 레시틴을 물 또는 알코올(바람직하게는, 에탄올)에 용해시켜 상기 2가 금속으로 킬레이트된 무기 분체와 바람직하게 교반 하에서 접촉시킨다. 이를 위한 장비로서 바람직하게는 고압 균일화기(high pressure homogenizer)가 사용 가능하다. 이때, 무기 분체의 판상 사이에 충분한 량의 레시틴이 함유되도록 경우에 따라서는 지질 베지클 용액을 2회 이상 무기 분체와 접촉시킬 수 있다. 상기 실험에서 생성된 용액에 테트라에틸오르토실리케이트를 교반 하에서 혼합하여 생성된 분체와 테트라에틸오르토실리케이트의 결합효과가 좋게 한다. 교반시간은 약 8시간 정도로 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

이하 실시예를 통해 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보지만, 하기 예에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.

먼저 도 1에 본 발명의 방법에 따라 고체 지질막이 코팅된 무기 물질의 복합물을 제조하고 실리카를 코팅하는데 수반되는 일련의 과정을 개략적으로 도시하였으며, 도 1에서 (a)는 판상형태를 지닌 질화붕소 파우더이고, (b)는 마그네슘이 킬레이팅 된 질화붕소 파우더이고, (c)는 마그네슘이 킬레이팅 된 질화붕소 파우더에 레시틴을 코팅한 것이고 그리고 (d)는 마그네슘이 킬레이팅 된 질화붕소 파우더에 레시틴을 코팅한 것에 실리카를 코팅한 것이다.

실시예 1

하기와 같은 작업순서들에 따라 본 발명에 따른 생리활성물질을 담지시킬 수 있는 다공성 실리카층이 형성된 화장품용의 질화붕소 분체를 제조하였다.

1-1. 마그네슘-킬레이트 된 질화붕소 분체의 제조

염화마그네슘(magnesium chloride; MgCl₂; 식량 : 95.22, 미합중국 소재 시그마(Sigma)사의 제품)의 무수화물을 증류수에 투입하였으며, 각각 0.1M, 0.25M, 0.5M, 0.75M 및 1M의 용액을 제조하였다. 상기 각각의 용액에 입도 질화붕소(화학식: BN) 분체 10g을 투입하여 5시간 동안 상온에서 교반시켰다. 그 다음, 증류수로 여과한 후에 상온에서 완전히 건조시켰다. 그 결과, 마그네슘-킬레이트된 질화붕소 분체를 얻었다. 킬레이팅 이전의 질화붕소 분체 자체의 퓨리에변환-적외선분광분석을 수행한 결과를 도시하는 도면을 도 3a에 나타내었으며(도3a에 질화붕소만을 퓨리에변환-적외선분광분석으로 측정 하였을 때 3500 내지 3300cm^-1에서 넓게 나타나는 피크를 확인 할 수 있음)에 2가금속을 가교화(bridge)됨을 확인할 수 있음), 여기에서 보듯이 질화붕소 분체의 표면 상에 -OH기가 존재함을 피크의 분석으로부터 확인할 수 있었다. 또한, 앞서와 같이 마그네슘 화합물의 농도를 달리하여 얻은 각각의 마그네슘-킬레이트된 질화붕소 분체에 대하여 퓨리에변환-적외선분광분석을 수행한 결과를 도시하는 도면을 도 3b에 나타내었으며, 여기에서도 마그네슘-킬레이트된 질화붕소 분체들의 표면 상에 -OH기가 존재함을 피크의 분석으로부터 확인할 수 있었다.

또한, 도 3에 마그네슘의 몰농도를 0.25M, 0.5M, 0.75M 및 1.0M로 변화를 주어 질화붕소 파우더에 킬레이팅 시킨 다음 레시틴 3g 을 코팅 시킨 후 여과를 하여 얻은 여액을 자외선-가시광선으로 측정하였다. 측정 결과 0.75M 이상에서 얻은 여액에서는 레시틴 피크를 확인 할 수 없었다. 이로보아 0.75M 이상의 마그네슘을 사용하는 것이 바람직하다는 것을 확인 할 수 있었다.

상술한 바와 같이, 용액 내의 염화마그네슘의 농도를 달리하여 얻은 각각의 분체에 대하여 퓨리에변환-적외선분광분석을 수행하였다. 상기 분석에 사용된 장치는 퓨리에 변환 적외선분광분석기(JASCO V-460 퓨리에변환/적외선분광분석기(파장 범위 : 650 내지 4000㎚; 미러클 싱글 리플렉턴스 브롬화칼륨(Miracle Single reflectance KBr) 사용; 해상도(Resolution) : 4 ㎝^-1 ; 주사시간(Scan times) : 30초))를 사용하였다.

상기 도면으로부터, Mg²⁺이온이 킬레이션 되면서 질화붕소의 표면상에 -OH기를 확인할 수 있었으며, 1M의 염화마그네슘 용액을 사용하여 얻어진 분체를 사용하였다.

1-2. 지질 베지클이 코팅된 마그네슘-킬레이트 된 질화붕소 분체의 제조

레시틴(계란으로부터 수득된 제품, 미합중국 소재 티씨아이(TCI)사 제품) 2g을 탈이온수(98g)에 첨가하였으며, 미크론 랩 40(Micron LAB 40) 균일화기(homogenizer ; 독일연방공화국 소재 APV Gaulin사 제품)를 사용하여 100℃에서 균일화 처리하였다. 상기 상온의 레시틴 베지클 용액은 상압 조건(1기압) 하에서 상기 균일화기를 3회 거치도록 하여 나노에멀젼 형태의 레시틴 베지클을 형성하도록 하였다. 상기 레시틴 베지클 용액을 앞서 실시예 1-1에서 수득된 마그네슘-킬레이트된 질화붕소 분체 3g의 수용액에 투입하여 5시간 동안 교반시켰으며, 그 다음 여과지로 여과하면서 증류수로 세척한 후, 상온 및 공기 분위기 조건 하에서 48시간 건조시켰다.

1-3. 마그네슘-킬레이팅되고 지질 베지클이 코팅된 질화붕소 분체에의 실리 카 코팅

상기에서 제조된 지질 베지클이 코팅된 질화붕소 용액을 여과하기 전에 테트라에틸오르토실리케이트 8.5g을 천천히 떨어뜨리면서 24시간 교반한 후, 여과지로 여과하면서 증류수로 세척을 한 후, 상온 및 공기 분위기 조건 하에서 48시간 건조시켰다.

1-4. 실리카로 코팅된 질화 붕소 분체에 아스타 나노좀 함침

상기 1-3에서 수득된 실리카로 코팅된 질화붕소 분체를 상온 및 공기 분위기 조건 하에서 48시간 건조시킨 후, 여기에 아스타 나노좀 10㎖을 10분 동안 떨어뜨리면서 혼합시켰다. 아스타 나노좀(Asta Nanosome, 주식회사 에이티랩, 제조번호 : AAN08JA05TU)은 붉은 색의 반투명 액체이고, 약간 특이한 냄새가 난다. 아스타 나노좀은 물/이눌린라우릴카바메이트(Inulin lauryl carbamate)/(아크릴레이트 암모늄메타크릴레이트 공중합체(Acrylate ammonium methacrylate copolymer)/아스타잔틴(Astaxanthin)/콜레쓰-20(Choleth-20)/페녹시에탄올(Phenoxyethanol)/프로필파라벤(Propylparaben)/메틸파라벤(Methylparaben)/부틸파라벤(Butylparaben)/에틸파라벤(Ethylparaben)/이소부틸파라벤(Isobutylparaben)/부틸렌글리콜(Butylene glycol)으로 구성 되어있다. 이눌린라우릴카바메이트는 유화제로 사용되며 물에 용해 되었을 때 자가결합을 하여 미셀(micelle)을 형성한다. 이 미셀 안의 소수부분에 고분자인 아크릴레이트 암모늄메타크릴레이트 공중합체가 결합하고, 이 고분자에 아스타잔틴이 결합하여 아스타 나노좀이 형성된다. 콜레쓰-20/페녹시에탄올/프로필파라벤/메틸파라벤/부틸파라벤/에틸파라벤/이소부틸파라벤 들은 방부제로 사 용되었으며, 부틸렌글리콜은 방부제의 효과를 높이는데 사용되었다. 충분히 약물이 함침 될 수 있을 정도로 약 24시간 동안 교반시켰다. 상기 용액을 여과지로 여과한 후, 상온 및 공기 분위기 조건 하에서 48시간 건조시켰다.

실험예 1 ; 아스타 나노좀이 함침된 실리카로 코팅된 질화붕소 분체의 약물방출

본 실험에서 사용된 약물은 항산화작용에 효과가 있는 아스타 나노좀(Asta Nanosome)을 사용하였다.

우선 아스타 나노좀을 증류수에 녹여 아스타 나노좀 수용액을 중량%별로 용액을 준비하였다. 생성된 샘플을 자외선-가시광선 분광분석기(UV-Vis spectrometer)를 통해 흡광도를 측정하여 정량곡선을 구하였다. 그리고 다음과 같은 검량선의 결과를 수학식 1로 도출하였다.

아스타 나노좀 : y = 3160.7321453915x + 0.0259548819

이때, x는 약물의 농도, y는 흡광도를 나타낸다.

이러한 검량선을 바탕으로 약물방출 실험을 실시하였다.

아스타 나노좀이 함침된 실리카로 코팅된 질화붕소 파우더 0.5g을 시험관에 취한 후 인산염완충액을 피펫을 이용하여 5㎖를 시험관에 넣어 1분간 와류기(Vortex)를 이용하여 섞어준 후, 통상의 교반기(shaker)에서 2시간 동안 교반시킨 후, 통상의 원심분리기로 옮겨 3000rpm에서 5분 동안 원심분리 후, 주사기(syringe)로 여액을 뽑아낸 후, 피펫을 사용하여 인산염완충액 5㎖를 상기 시험 관에 투입하고, 와류기로 1분 동안 섞은 후, 다시 상기 교반기에 넣고 교반시키는 과정(PBS투입-와류-교반-원심분리-여액채취의 과정의 반복)을 2시간마다 반복하면서 여액을 취하였다.

실험예 2 ; 분석과정

2-1. 에너지 분산형 X선 분석장치(EDX); Energy Dispersive X-ray spectroscopy

실시예 1에 있어서, (a) 질화붕소 분체, (b) 마그네슘-킬레이트 된 질화붕소 분체, (c) 지질 베지클이 코팅된 마그네슘-킬레이트 된 질화붕소 분체 및 (d) 지질 베지클이 코팅된 마그네슘-킬레이트된 질화붕소 분체에 실리카가 코팅된 분체들의 에너지 분산형 X선 분석장치를 사용하였다. 이를 위하여, 기기는 JEOL JSM 6700F 모델(Pt 입자로 표면 코팅처리)을 사용하였으며, 그 결과를 도 2a 내지 도 2d들에 나타내었다.

상기 도면들로부터 알 수 있듯이, 질화붕소 분체는 원소 B와 N으로 이루어져 있다는 것을 확인하였다(도 2a).

도 2b에서 붕소(B), 질소(N), 마그네슘(Mg), 염소(Cl)들이 확인 된 것으로 마그네슘이 킬레이팅된것을 확인 할 수 있었다. 이는 마그네슘에 의한 킬레이팅이 분체가 갖는 본래의 판상의 형태에 특별한 영향을 미치지 않는다는 것을 의미한다. 상기와 같이 마그네슘-킬레이트 된 질화붕소 분체에 레시틴(지질)을 코팅을 한 시료에서 원소 붕소, 질소, 마그네슘, 염소, 인, 산소, 탄소들이 확인 된 것으로 보아 코팅이 잘 된 것을 확인 할 수 있었다(도 2c). 즉, 질화붕소 분체의 판상 표면 에 가교형태로 존재하는 마그네슘이 -OH기를 생성시키면서 유기물질인 레시틴을 잡아주어 판상 표면에 고체지질막(레시틴)이 코팅되었음을 확인할 수 있었다. 상기와 같이 지질 베지클이 코팅된 마그네슘-킬레이트된 질화붕소 분체에 실리카가 코팅되어 수득되는 분체의 경우, 판상 형태는 유지하였으며, 원소 붕소, 질소, 마그네슘, 염소, 인, 산소, 탄소, 실리콘들을 확인할 수 있었다(도 2d).

이처럼, 에너지 분산형 X선 분석장치를 통하여, 마그네슘은 유기물질이 무기 분체의 판상 사이에 충분히 채워질 수 있도록 하는 역할을 함을 확인할 수 있었다.

마그네슘-킬레이트 된 질화붕소 분체에 레시틴(지질)을 코팅할 경우, 판상 형태가 소실되었지만 실리카로 코팅을 하면서 원래의 상태인 판상 형태를 유지하는 것을 확인할 수 있었다. 이는 지질의 친수성 부분과 테트라에틸오르토실리케이트가 결합을 하면서 실리카화 됨을 의미한다.

2-2. 퓨리에변환-적외선분광분석

실시예 1에서, 고체 지질막이 코팅된 질화붕소 분체를 제조하는 과정에서 사용된 원료 물질 및 각 단계, 즉 질화붕소 분체, 마그네슘-킬레이트된 질화붕소 분체(1M의 염화마그네슘 용액 사용), 지질 코팅된 질화붕소 분체 및 실리카 코팅된 질화붕소 분체, 그리고 아스타 나노좀이 함침된 질화붕소 분체에 대한 퓨리에변환-적외선분광분석을 수행하였으며, 사용된 장치는 상기 실시예 1에서 사용된 장치와 동일한 장치를 사용하였으며, 그 결과를 도 2b , 2c및 도 2d들에 나타내었다.

상기 도면들에서, ①은 질화붕소 분체, ②는 마그네슘-킬레이트된 질화붕소 분체, ③은 지질이 코팅된 질화붕소 분체, ④는 실리카 코팅된 질화붕소 분체를 가 리킨다. 분석 결과, 질화붕소 분체의 스펙트럼은 1374㎝^-1 및 917.87㎝^-1에서 날카로운 밴드(sharp band)의 존재가 발견되었다. 마그네슘-킬레이트된 질화붕소 분체의 경우, 마그네슘 수화물(Mg-(OH)₂)의 형성에 기인하여 3405㎝^-1에서 -OH의 증가를 나타냄을 확인할 수 있다. 지질 코팅된 질화붕소 분체의 경우, 마그네슘 수화물의 강도가 레시틴의 치환에 의하여 감소되었고, 초기 알킬쇄 밴드는 3000 내지 2800㎝^-1에서 나타났다. 실리카로 코팅한 질화붕소 분체의 경우, 1037㎝^-1에서 실리카 밴드를 확인할 수 있었다.

2-3. 자외선-가시광선 분광분석

아스타 나노좀의 흡광도를 알아보기 위해 자외선-가시광선 분광분석을 수행하였으며, 그 결과를 도 4a 내지 도 4e들에 나타내었다.

상기 도면들로부터 알 수 있듯이, 아스타 나노좀의 흡광도를 알아보기 위한 샘플을 각각 (0.001M, 0.00075M, 0.0005M, 0.00025M, 0.0001M) 별로 제조하여 측정하였다. (도 4a 참조). 즉, 아스타 나노좀은 282㎚에서 흡수된다는 것을 알 수 있었다. 실시예 1에서 제조된 아스타잔틴이 함침된 실리카로 코팅된 질화붕소 분체의 약물방출을 한 결과로, 아스타 나노좀의 피크인 282㎚ 보다 209㎚에서 강한 흡광도를 확인할 수 있었다. 이는 아스타 나노좀만이 아닌 다른 물질과의 결합으로 인해 생긴 결과라고 생각할 수 있다(도 4b). 상기 도면들에서 아스타 나노좀의 피크인 282㎚에서의 흡광도 값을 측정하였다.

상기와 같이 282㎚에서 측정된 흡광도 값을 이용하여 시간당 약물이 방출되는 농도를 측정한 그래프를 도 4c에 나타내었다. 도 4c에서 알 수 있듯이, 10시간 이후부터는 약물이 거의 방출되지 않는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 이 약물을 피부에 도포했을 경우, 10시간 동안이 가장 약물의 효과를 최대로 얻을 수 있다고 예상할 수 있다. 상기 도 4c를 이용하여 약물이 시간에 따라 누적되는 양을 측정하였다(도 4d). 8시간 이후에는 누적값이 거의 일정함을 확인할 수 있었다. 이로부터 수면이나 활동 시간이 대략 6 내지 8시간으로 예상하였을 때, 위 도 4d에서 보는 바와 같이, 노화방지를 위한 아스타 나노좀의 약물효과가 최대의 능력을 발휘하는 것을 확인 할 수 있었으며, 아스타 나노좀을 이용한 본 발명에 따른 분체가 항산화작용에 좋은 영향이 미칠 것이라는 점을 예상할 수 있다.

본 발명 기술의 핵심 내용 중 하나가 되는 무기 판상분체를 이용한 고체 지질막 코팅기술은 그 모제가 되는 판상분체의 표면 -OH기와 레시틴의 표면 반응기의 가교기술을 이용하는 것이다. 지금까지 개발되어 진 분체의 코팅기술은 메치콘(Methicone) 또는 디메치콘(Dimethicone)을 이용한 실리콘 오일계 코팅기술과 지방산에 2가 또는 3가 이온의 금속을 이용하여 코팅하는 금속염 코팅이 주로 개발되어 사용되어 왔다.

본 발명에 있어서는 지방산 코팅에 사용되는 금속염을 이용하여 코팅을 행하였으며, 코팅의 유무의 확인에 있어서는 코팅 전 분체는 분체 표면이 친수의 형태를 갖고 있으므로, 수상 분산 시 현탁액의 현상을 나타내며, 코팅이 된 후에는 레시틴의 친수기는 분체를 향하고 친유기가 표면으로 도출되게 됨으로 소수의 특성을 띄게 된다.

위의 특성을 이용하여 코팅 후 분체의 소수 특성을 확인하면 코팅의 여부를 알 수 있었다. 또한 분체상의 복합 고체지질막의 코팅을 위해서는 지질막이 별도의 제조 공정에 분체 코팅 기술이 포함되어야 함으로 독립적인 두 공정의 복합화가 이루어져야 하는 공정 기술 개발이 필요로 하게 되었다. 금속염을 이용한 코팅 시, 코팅 후, 금속이온의 안정한 결합과 코팅분체의 숙성을 위해 24시간의 공정 여유를 주었으며, 여과공정을 통해 여액의 상태로 코팅여부가 판정되어짐을 알 수 있었다.

본 발명에 따라 감성적 측면에의 소프트 포커스(Soft Focus) 효과를 갖는 화장품 원료의 수입 대체 뿐만이 아닌 유기/무기 복합화를 통한 기능성 분체의 개발을 통해 새로운 기능성 무기복합분체의 개발과 이를 이용한 기능성 색조화장품의 개발을 이룰 수 있다. 이러한 형태의 화장품 원료는 국내/외에 전혀 보고되어 있지 않은 신기술이다. 국내의 화장품 시장은 고/저가의 제품으로 양극화 되어 있지만, 본 발명을 통한 저가의 기능성 색조화장품의 제조를 통해 일반국민의 피부건강에도 크게 기여할 수 있을 것으로 사료된다.

특히 본 발명에 따르면 상기한 바와 같은 감성적 한계가 실리카를 질화붕소 분체의 판상분체 표면에 코팅을 해줌으로써 문제를 해결할 수 있었다. 질화붕소 분체는 판상 또는 구상의 다른 분체들 보다 동 마찰계수가 작아 사용감 및 퍼짐성이 우수하면서도 뛰어난 부착성을 가져 색조화장료로서 많은 주목을 받고 있는 원료이다.

한편, 질화붕소 분체 자체는 그 광택성이 우수하여 일정량 이상을 사용하게 되면 오히려 광택성으로 인해 얼굴이 커져 보이는 단점이 있어 그 사용 함량에 제약을 받고 있는 화장료용 원료이다. 따라서 뛰어난 사용감 및 퍼짐성, 부착성을 갖는 질화붕소 분체에 다공성 실리카층을 표면에 코팅해줌으로서 질화붕소의 광택성을 줄여주면서 고기능성은 그대로 유지하는 색조화장료의 개발이 가능하게 되어 감성적 측면에의 소프트 포커스 효과를 갖는 화장품 원료의 수급이 가능하게 된다.

또한 이를 실생활에 적용시킬 수 있는지 여부를 인체 내의 일정한 이온 농도와 급격한 pH 변화 조절에 작용을 하는 인산염완충액(PBS ; Phosphate Buffer Solution)을 만들어 피부(skin)의 온도로 제어하면서 방출 실험을 실시하여 검증하였다.

본 발명은 화장품류를 제조하는 장업에서 이용될 수 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

도 1은 본 발명의 일 구체예에 따라, 고체 지질막이 코팅된 무기 물질의 복합물을 제조하는데 수반되는 일련의 과정을 개략적으로 도시하는 도면이다.

도 2a 내지 도 2d들은 실시예 1에 있어서, (a) 질화붕소 분체, (b) 마그네슘-킬레이트된 질화붕소 분체, (c) 레시틴이 코팅된 마그네슘-킬레이트된 질화붕소 분체, (d) 레시틴이 코팅된 마그네슘-킬레이트된 질화붕소 분체에 실리카 코팅된 분체에 대한 EDAX 분석을 수행한 결과를 도시하는 도면들이다.

도 3a는 킬레이팅 이전의 질화붕소 분체 자체의 퓨리에변환-적외선분광분석을 수행한 결과를 도시하는 도면이고, 도 3b는 마그네슘 화합물의 농도를 달리하여 얻은 각각의 마그네슘-킬레이트된 질화붕소 분체에 대하여 퓨리에변환-적외선분광분석을 수행한 결과를 도시하는 도면이다.

도 3c는 질화붕소 분체, 마그네슘-킬레이트된 질화붕소 분체, 레시틴 코팅된 마그네슘-킬레이트 질화붕소 분체, 레시틴 코팅된 마그네슘-킬레이트 질화붕소 분체에 실리카 코팅을 수행한 질화붕소 분체에 대한 퓨리에변환-적외선분광분석 결과를 도시하는 그래프이다.

도 4a는 마그네슘의 몰농도를 변화시켜 질화붕소 파우더에 킬레이팅 시킨 후 레시틴을 코팅한 후 필터를 하여 여액을 채취하여 자외선-가시광선분석을 수행한 결과를 도시하는 도면이고, 도 4b는 아스타 나노좀을 농도별로 만들어 자외선-가시광선분광분석을 수행한 결과를 도시하는 도면이고, 도 4c는 도 4b에서 282㎚에서 흡광도값을 구하여 표준보정곡선(Standard Calibration Curve)을 도시한 도면이고, 도 4d는 생리활성성분으로서 아스타잔틴이 함침된 레시틴 코팅된 마그네슘-킬레이트 질화붕소 분체에 실리카 코팅한 분체를 2시간 마다 약물방출하여 여액을 자외선-가시광선분광분석을 수행한 결과를 도시하는 도면이고, 도 4e는 여액을 측정하여 아스타 나노좀 피크인 282㎚에서의 흡광도값을 시간별로 도시한 도면이고, 그리고 도 4f는 여액을 측정하여 아스타 나노좀 피크인 282㎚에서의 흡광도값을 시간별로 누적하여 도시한 도면이다.

Claims (12)

1. 질화붕소 분체와, 상기 질화붕소 분체의 표면에 형성되는 마그네슘착체층과, 상기 마그네슘착체층 상에 형성되는 레시틴막 및 상기 레시틴막 상에 형성되는 나노다공성 실리카화 인지질막층을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 생리활성물질을 담지시킬 수 있는 다공성 실리카층이 형성된 화장품용의 질화붕소 분체.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 질화붕소 분체는 판상의 구조를 지닌 크기가 5 내지 20㎛의 평균입경을 갖는 것임을 특징으로 하는 생리활성물질을 담지시킬 수 있는 다공성 실리카층이 형성된 화장품용의 질화붕소 분체.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 마그네슘착체층을 형성하는 마그네슘을 포함하는 화합물로는 마그네슘의 무수염화물(anhydrous chloride), 황산염(sulfate) 또는 아세테이트(acetate)로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 어느 한 화합물 또는 이들 화합물들의 2이상의 혼합물임을 특징으로 하는 생리활성물질을 담지시킬 수 있는 다공성 실리카층이 형성된 화장품용의 질화붕소 분체.
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 나노다공성 실리카화 인지질막층에는 아스타잔틴, 비타민 C, 비타민 E, 코엔자임 큐10, 알부틴, 유용성 감초 추출물 또는 이들 중 2이상의 혼합물들로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 유효 생리활성물질이 더 담지됨을 특징으로 하는 생리활성물질을 담지시킬 수 있는 다공성 실리카층이 형성된 화장품용의 질화붕소 분체.
7. (1) 질화붕소 분체의 표면을 마그네슘으로 킬레이팅시켜 마그네슘착체층을 형성시키는 킬레이팅단계;

   (2) 상기 킬레이팅단계에서 수득되는 마그네슘착체층이 형성된 질화붕소 분체의 마그네슘착체층 상에 레시틴을 코팅시켜 상기 마그네슘착체층 상에 레시틴막을 형성시키는 지질막형성단계; 및

   (3) 상기 레시틴막 상에 실리카의 전구체인 테트라에틸오르토실리케이트로 코팅시키고, 이를 안정화시켜 나노다공성 실리카화 인지질막층을 형성시키는 실리카형성단계;

   를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 생리활성물질을 담지시킬 수 있는 다공성 실리카층이 형성된 화장품용의 질화붕소 분체의 제조방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 (1)의 킬레이팅단계에서 사용되는 상기 질화붕소 분체가 판상의 구조를 지닌 크기가 5 내지 20㎛의 평균입경을 갖는 것임을 특징으로 하는 생리활성물질을 담지시킬 수 있는 다공성 실리카층이 형성된 화장품용의 질화붕소 분체의 제조방법.
9. 삭제
10. 제 7 항에 있어서,

    상기 마그네슘착체층을 형성하는 상기 마그네슘을 포함하는 화합물이 마그네슘의 무수염화물(anhydrous chloride), 황산염(sulfate) 또는 아세테이트(acetate)로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 어느 한 화합물 또는 이들 화합물들의 2이상의 혼합물임을 특징으로 하는 생리활성물질을 담지시킬 수 있는 다공성 실리카층이 형성된 화장품용의 질화붕소 분체의 제조방법.
11. 삭제
12. 제 7 항에 있어서,

    상기 (3)의 실리카 형성단계 이후, 상기 나노다공성 실리카화 인지질막층에 아스타잔틴, 비타민 C, 비타민 E, 코엔자임 큐10, 알부틴, 유용성 감초 추출물 또는 이들 중 2이상의 혼합물들로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 유효 생리활성물질을 더 담지시키는 생리활성담지단계가 더 포함함을 특징으로 하는 생리활성물질을 담지시킬 수 있는 다공성 실리카층이 형성된 화장품용의 질화붕소 분체의 제조방법.

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