KR101296754B1 - 경피 흡수 투여용 하이드로겔 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 점착력이 우수하면서도 인장강도가 높고, 보습력 및 피부 수화 기능을 제공하는 경피 흡수 투여용 하이드로겔 조성물로서, 상기 조성물은 갈락토만난검, 카라기난검 및 점착부여제를 포함하고, 상기 갈락토만난검, 카라기난검 및 점착부여제의 함량은 하이드로겔 조성물 총량을 기준으로 0.5 내지 10중량%이며, 상기 갈락토만난검, 카라기난검 및 점착부여제의 함량비는 1 : 1~5 : 0.01~2인 하이드로겔 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 낮은 겔강도로 인해 보강재를 삽입하는 성형방식을 탈피하여 보강재 없이도 성형절단으로 인해 겔이 파괴되는 현상이 발생하지 않고, 주성분이 피부로 잘 전달될 수 있도록 피부와의 부착력이 우수하고, 사용하는 과정에서 겔이 찢기지 않도록 겔 강도를 높여 피부에 부착하는 과정에서 제품의 파손됨 없이 사용이 가능하며, 겔 강도를 높임으로 인한 응집력과 점착력의 반비례 관계로 점착력의 감소를 해소할 수 있다.

Description

경피 흡수 투여용 하이드로겔 조성물{A Hydrogel Composition For Transdermal Administration of Drug}
본 발명은 경피 흡수를 통한 약물 전달 제형을 위한 하이드로겔 조성물, 구체적으로는 점착력이 우수하면서도 인장강도가 높고, 보습력 및 피부 수화 기능을 제공하는 경피 흡수 투여용 하이드로겔 조성물에 관한 것이다.
현재 시판되고 있는 의약품 성분들은 대부분 경구를 통한 약물 전달 방식이 대부분이며, 이러한 경구를 통한 의약품 중 일부는 위장관 장애 및 간독성 문제를 유발한다. 이로 인해, 피부를 통해 흡수가 가능한 요건을 가지는 약물의 경우 화장품의 경우와 같이 경피 전달 방식을 이용한 겔, 크림, 로션, 패취제형 등의 다양한 방법이 시도되고 있다.
그러나, 경피 전달 제형에서도 겔, 크림, 로션은 치료 및 효능을 위한 원하는 부위에 도포하거나 바르는 과정에서 손 등을 사용하게 되는데, 이 때 목적부위가 아닌 손 등에 목적성분이 묻을 수 있으며, 사용 중에 옷이나 다른 사물에 묻을 경우 효율적인 사용이 불가능해진다.
이러한 단점을 개선하기 위해 패취제제를 이용한 약물 전달 제형 기술이 나오게 되었는데, 패취제형은 비수용성인 고무나, 실리콘, 아크릴에스터 등의 점착제를 휘발성 유기용매에 녹인 후 휘발성용매를 건조시켜 제조하는 기술이다. 그러나, 유기용매가 잔류할 경우 피부 자극이나 세포 독성 등의 문제를 유발할 수 있는 문제점이 있어, 최근에는 이러한 잔류 유기용매에 대한 문제로 유기용매의 사용 없이 수용상에 약물을 용해시켜 제조하는 하이드로겔 제형 기술이 떠오르고 있다.
하이드로겔 조성물의 성형체는 하이드로겔의 강도가 낮아 이를 보완하기 위해 구조적으로 하이드로겔 층 사이에 보강재로 메트 메쉬(Met Mesh)층을 포함하여 하이드로겔 조성물의 강도를 보완하도록 설계된 도 1 및 보강재가 아닌 지지체와 하이드로겔로 구성된 도 2의 구조로 나눌 수 있다.
이 중, 다당류를 사용하여 제조된 하이드로겔 제품이 판매되고 있는데, 이는 도 1의 구조로 성형된다. 도 1 의 구조를 가지는 다당류 하이드로겔은 폴리아크릴산베이스 하이드로겔에 비해 많은 수분량을 포함하며, 가수분해에 의해 발생된 수분이 겔표면으로 수분 방출(water desorption)현상을 나타내어 피부에 보습감을 제공할 수 있으나, 낮은 겔 강도로 인해 하이드로겔 사이에 보강재로 메트 메쉬층을 포함하게 된다. 이러한 메트 메쉬층은 폴리에스터 섬유나 부직포를 사용하게 되는데, 이들 메트 메쉬층의 뻣뻣한 특성으로 인해 섬유 유연제 처리나 염색 등의 공정을 거치게 된다. 이와 같이 처리된 메트 메쉬를 겔사이의 보강재로 사용할 경우, 메트 메쉬층의 유연제 처리가 되어 있더라도 하이드로겔 시트내에 삽입되면 하이드로겔에 뻣뻣한 특성을 갖게 할 뿐만 아니라, 메트 메쉬층 섬유의 유연제 및 염색제 성분이 하이드로겔내에서 수분과 다른 혼합물에 의해 일부 용해되어 겔 표면으로 방출될 경우 연약한 피부를 갖은 소비자나 피부의 약한 부위(얼굴 등)에 적용시 피부자극을 일으킬 수 있는 요인이 될 수 있다.
또한, 도 1에 표시된 겔 보강재가 하이드로겔층 중앙에 위치시키지 못할 경우에는 메트 메쉬층이 한쪽면으로 편중되거나 도포가 안 된 면이 발생하게 되고, 이로 인해 피부 부착면이 정해지지 않고 양방향으로 사용하는 제품을 사용하는 소비자에게 좋은 부착력과 보습력을 제공하기가 어려우며, 제조과정에서도 상품성이 떨어지거나, 높은 불량률을 발생시키게 된다.
하이드로겔 제품 중 도 2의 구성방식을 가지는 것으로서, 이온성 화합물 가교제와 폴리아크릴산으로 제조된 하이드로겔을 들 수 있다. 이러한 폴리아크릴산 하이드로겔은 높은 점착력을 제공 할 수 있으나, 약 일주일 정도의 숙성기간을 거쳐야 제품사용이 가능하며, 약 80g/m2의 부직포 지지체층이 포함되어 있어, 하이드로겔이 가교되는 숙성기간 동안 부직포 지지체층이 하이드로겔 내에 수분을 일정부분 흡수하여 피부에 제공되어야 할 수분함량이 줄어들게 된다.
또한, 수분을 흡수하려는 물성이 강한 가교된 구조를 갖고 있어 다당류 하이드로겔이 가수분해 되어 수분이 생성되고, 시간경과에 따라 수분 및 유효성분이 겔표면으로 이동하는 현상을 나타내지 않기 때문에 피부로의 신속한 수분 전달 및 피부각질층 수화측면에서 상대적으로 더욱 불리하다.
도 2에 따른 하이드로겔 제품과 같이 예를 들어, 이온성 화합물 가교제와 4%이상의 폴리아크릴산 및 그 염류를 사용하여 하이드로젤을 구성하는 폴리아크릴산 베이스 하이드로겔의 경우 가교된 겔 구조내에 갖혀진 수분(inner water)이 가교되지 않은 영역 내에 존재하는 수분(outer water)보다 상대적으로 많아 피부에 수분을 전달하는 보습력과 약물 흡수의 일차 저항으로 작용하는 피부각질층에 수화를 도모하는 속도가 늦고, 약물의 빠른 피부로의 침투가 상대적으로 불리하기 때문에 피부 투과 촉진제를 사용하게 된다.
이러한 피부 투과 촉진제의 사용은 피부의 자극을 유발할 수 있는 문제점이 나타날 수 있다. 또한, 이러한 이온성 화합물을 이용한 착이온 가교 폴리아크릴산 베이스 하이드로겔은 착이온 가교 구조로 인해 수분을 흡수하는 성질이 강하고, 다당류 하이드로겔이 가지는 가수분해에 의한 수분 생성 반응이 나타나지 않기 때문에 충분한 수분 공급과 보습을 기대하기 어렵다.
하이드로겔 제형은 피부 자극면에서 볼 때, 유기용매를 사용한 패취 제형보다 안전하지만, 유기용매를 휘발시켜 제조된 패취 제형보다 피부 흡수면에서 불리하다.
이에, 하이드로겔 제형의 피부 흡수력을 높이기 위해 피부 장벽을 교란시키거나 피부의 강한 자극을 줄 수 있는 경피 흡수촉진제를 이용하고 있는 실정이다.
따라서, 겔 보강제의 사용 없이도 겔의 인장강도를 유지하면서 점착력이 향상되고, 피부에의 자극 없이 약물을 피부로 신속히 이행할 수 있는 신규의 하이드로겔이 요구된다.
따라서, 본 발명은 종래의 문제점을 해결하여 겔강도를 높여 겔사이의 메트 메쉬층이 없이 겔강도를 높이며, 보강재인 메트 메쉬층이 가지는 유연제 및 염색제의 피부자극 유발 물질로 인한 피부 부작용을 최소화함과 동시에, 점착력이 우수하면서도 인장강도가 높은 하이드로겔 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 보강재 없는 하이드로겔의 단점인, 사용시 낮은 겔 강도로 쉽게 찢기거나, 지나치게 높은 응집력으로 취성파괴가 나타나는 문제와 높은 응집력만 고려하여 설계시 나타나는 점착력이 감소하는 문제를 해결하고자 한다.
더욱이, 경피 흡수촉진제의 사용없이 하이드로겔 제형 중 수분을 가장 많이 함유할 수 있으면서도, 수분을 피부로 효율적으로 전달시킬 수 있는 제형 기술을 이용하여 각질층의 수화를 돕는 방식을 통해 기능성 성분을 전달할 수 있는 하이드로겔 조성물을 제공하고자 한다.
현재까지 알려진 피부를 통한 약물의 흡수 경로는 크게 3가지로 추정되고 있는데, 첫째는 각질층을 통한 흡수이고, 둘째는 모공을 통한 흡수, 셋째는 에크린 한선을 통한 흡수이다. 현재 밝혀진 바로는 이 세 가지 중 각질층을 통한 흡수가 가장 중요한 흡수경로로 알려져 있다. 유효성분이 피부로 흡수되는 요인으로는 일반적으로 친수성 물질이 피부흡수가 잘 되며, 피부 수분량을 증가시키거나 피부 온도를 높여주고, 제형상의 산도도 조절과 각질층의 분포정도에 따른 신체부위 인자가 있다.
이를 바탕으로, 본 발명에 따른 하이드로겔 조성물은 각질층의 흡수를 도모하기 위해 수분공급을 통한 피부각질층 수화에 초점을 맞추어 피부흡수를 도모한 것으로, 하이드로겔 제형 내에 피부각질층의 교란이나 일부 용해가 가능한 피부 투과촉진제 등을 사용하여 피부 흡수율을 높인 종래의 하이드로겔과는 다른 것이며, 본 발명에 따른 하이드로겔 조성물을 통해 기능성 성분을 효율적으로 전달하여, 목적하는 효과 예를 들어 피부의 순기능을 높이기 위한 목적에 적합한 피부 보습이나 피부의 기능 향상 등에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.
본 발명은 점착력이 우수하면서도 인장강도가 높고, 보습력 및 피부 수화 기능을 제공하는 경피 흡수 투여용 하이드로겔 조성물로서, 상기 조성물은 갈락토만난검, 카라기난검 및 점착부여제를 포함하고, 상기 갈락토만난검, 카라기난검 및 점착부여제의 함량은 하이드로겔 조성물 총량을 기준으로 0.5 내지 10중량%이며, 상기 갈락토만난검, 카라기난검 및 점착부여제의 함량비는 1 : 1~5 : 0.01~2인 하이드로겔 조성물에 관한 것이다.
하나의 실시예에서, 상기 갈락토만난검은 카시아검, 로커스트콩검 및 타라검으로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 두 가지 이상일 수 있다.
하나의 실시예에서, 상기 점착부여제는 글리시리진산, 아스코르빈산, 살리실산, 스테아린산, 아미노산, 아젤레익산, 아시아틱산, 옥살산, 마데카식산, 히알루로닉산, 글루타믹산, 글리시레틴산, 락트산, 시트릭산, 리놀레익산, 말릭산, 소르빈산, 스테아릭산, 시스테인, 시스틴, 아르기닌, 아스파틱산, 알라닌, 에리소르빅산, 올레익산, 이디티에이, 타르타르산, 소르빈산, 감초추출물, 병풀추출물, 센텔라아시아티카 추출물, 아미노산컴플렉스, 알긴산, 펙틴, 폴리감마글루탐산, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산 또는 이의 염 및 이들 중 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 두 가지 이상일 수 있다.
하나의 실시예에서, 상기 조성물은 하이드로겔 조성물 총량을 기준으로 0.01~2중량%의 겔화조절제를 더 포함할 수 있다. 이 때, 상기 겔화조절제는 예를 들어 포타슘클로라이드, 포타슘하이드록사이드, 포타슘브로메이트, 포타슘포스페이트, 포타슘소르베이트, 포타슘알룸, 칼슘포스페이트, 칼슘락테이트, 칼슘옥사이드, 칼슘아세테이트, 칼슘하이드록사이드, 칼슘실리케이트, 칼슘스테아레이트, 판토텐산칼슘, 알루미늄바이카보네이트, 알루미늄(디)스테아레이트, 염화알루미늄, 알루미늄하이드록시클로라이드, 알루미늄클로로하이드레이트, 알루미늄마그네슘실리케이트, 징크클로라이드, 징크옥사이드, 징크라우레이트, 징크팔미테이트, 징크미리스테이트, 징크스테아레이트, 징크설페이트, 징크설파이드, 지르코늄옥사이드, 아이론옥사이드 및 이들 중 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 두 가지 이상일 수 있다.
하나의 실시예에서, 상기 조성물은 하이드로겔 조성물 총량을 기준으로 보습제 및 정제수 60~95중량%를 더 포함할 수 있다. 이 때, 상기 보습제는 예를 들어 글리세린, 글리세린의 폴리에틸렌글라이콜 에스테르, 글리세롤 모노프로폭실레이트, 부틸렌글라이콜, 프로필렌글라이콜, 솔비톨, 폴리에틸렌글라이콜, 폴리에틸렌/폴리프로필렌글라이콜 공중합체, 코듐토멘토숨 추출물, 콜라겐 아미노산 또는 펩티드, 크레아티닌, 디글리세롤, 바이오사카라이드검-1, 글루카민염, 글루쿠론산 염, 글루탐산염, 글리코겐, 헥실렌글라이콜, 당밀, 글리코사미노글리칸, 메톡시 PEG 10, 메틸 글루세스-10 및 20, 펜타에리쓰리톨, 펜타디올, PPG-1 글리세릴 에테르, PPG-9, 2-피롤리돈-5-카르복실산 및 그의 염(예를 들어 글리세릴 PCA), 하이알루로네이트염, 폴리아스파르테이트 염, 사카라이드 이성화물, 세리신, 실크아미노산, 아세틸하이알루로네이트 염, 폴리글루타메이트 염, 소르베쓰 20, 당, 당 알콜 및 당과 당 알코올 각각의 유도체, 트레할로스, 트리글리세롤, 트리메티올프로판, 트리스아미노메탄염, 보습용 식물 추출물 및 이들 중 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 두 가지 이상일 수 있다.
하나의 실시예에서, 상기 조성물은 하이드로겔 조성물 총량을 기준으로 pH 조절제 0.01~2중량%를 더 포함할 수 있다. 이 때, 상기 pH 조절제는 예를 들어 우레아, 암모니아, 암모늄포스페이트, 디에탄올아민, 디메틸에탄올아민, 소듐바이카보네이트, 소듐하이드로젤카보네이트, 트리에틸아민, 트리에탄올아민, 폴리에틸렌이민, 칼슘하이드록사이드, 포타슘하이드록사이드, 글리시리진산, 아스코르빈산, 살리실산, 스테아린산, 아미노산, 아젤레익산, 아시아틱산, 옥살산, 마데카식산, 히알루로닉산, 글루타믹산, 글리시레틴산, 락트산, 시트릭산, 리놀레익산, 말릭산, 소르빈산, 스테아릭산, 시스테인, 시스틴, 아르기닌, 아스파틱산, 알라닌, 에리소르빅산, 올레익산, 이디티에이, 타르타르산, 소르빈산, 알긴산, 펙틴, 폴리감마글루탐산, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산 및 이들 중 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 두 가지 이상일 수 있다.
하나의 실시예에서, 상기 조성물은 하이드로겔 조성물 총량을 기준으로 보존제 0.01~2.5중량%를 더 포함할 수 있다. 이 때, 상기 보존제는 파라옥시향산에스테르류, 페녹시에탄올, 카프릴일글라이콜, 글리세릴카프릴레이트, 폴리글리세릴카프레이트, 라우로일락틸레이트, 페네틸알콜, 카프릴하이드록사믹액시드, 에틸헥실글리세린, 이미다졸리디닐우레아, 페노닙, 천연방부제 및 이들 중 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 두 가지 이상일 수 있다.
하나의 실시예에서, 상기 조성물은 금속산화방지제 0.01~2.5중량%를 더 포함할 수 있다. 이 때, 상기 금속산화방지제는 예를 들어 디소듐이디티에이, 디포타슘이디티에이, 트리포타슘이디티에이 및 이들 중 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 두 가지 이상일 수 있다.
하나의 실시예에서, 상기 조성물은 하이드로겔 조성물 총량을 기준으로 0.1내지 5중량% 기능성 화장 성분 또는 의약품 성분을 더 포함할 수 있다. 이 때, 상기 기능성 화장 성분은 예를 들어 미백, 주름개선, 자외선 차단, 세포재생, 보습, 탄력, 각질제거, 피지제거, 아토피 또는 여드름의 예방 또는 치료를 위한 유효 성분을 포함할 수 있으며, 상기 의약품 성분은 예를 들어 염증 또는 통증완화, 냉감 및 온감작용 또는 상처치유용 성분을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 낮은 겔 강도로 인해 보강재를 삽입하는 성형방식을 탈피하여, 보강재 없이도 성형절단으로 인해 겔이 파괴되는 현상이 발생하지 않고, 주성분이 피부로 잘 전달될 수 있도록 피부와의 부착력이 우수할 뿐 아니라, 사용하는 과정에서 겔이 찢기지 않도록 겔 강도를 높여 피부에 부착하는 과정에서 제품의 파손됨 없이 사용이 가능하며, 겔 강도를 높임으로 인한 응집력과 점착력의 반비례 관계로 점착력의 감소를 해소할 수 있다.
한편, 위와 같은 조성물로 제조된 하이드로겔은 하이드로겔 내에 가교되지 않은 영역 내에 존재하는 수분(outer water)의 이수현상 및 다당류 고분자의 가수분해에 의해 생성되는 수분 및 기능성 성분이 겔 표면으로 이동되어 피부에 하이드로겔 적용시 주성분의 약물 효능 이외에도, 피부에 보습력을 제공함과 동시에 피부 각질층의 1차적인 수화를 통해 피부에 부작용을 유발하지 않고 기능성 성분의 피부 흡수를 유도할 수 있는 약물전달용 하이드로겔을 제조할 수 있다.
도 1 및 2는 종래 다당류를 사용하여 제조된 하이드로겔 제품의 구조를 모식적으로 도시한 도면이다.
도 3은 겔 사이에 메트 메쉬층이 포함되지 않은 하이드로겔 구조를 모식적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 하이드로겔 조성물로부터 제조된 하이드로겔과 폴리아크릴산 하이드로겔의 시간에 따른 수분방출량을 비교한 결과를 나타내는 그래프이다.
하나의 실시예에서, 본 발명에 따른 하이드로겔 조성물로부터 제조된 하이드로겔은 도 3에 도시된 구조를 가질 수 있다.
도 3에 도시된 구조는 겔 강도를 높여 겔 사이의 메트 메쉬층이 없이 사용 가능하도록 제작된 방식이다. 종래 이러한 방식으로 시판되고 있는 하이드로겔에서 갈락토만난류 또는 카라기난검이 베이스 폴리머를 이루었는데, 이러한 하이드로겔의 경우 본 발명에서와 같이 갈락토만난검류의 적절한 선택이나 카라기난검과의 적당한 비율로 겔강도를 유지시키는 것에 초점을 두지 않고, 무분별하게 겔화 조절제의 과량 사용에 의존하여 응집력을 높이는 방식으로 설계되어 있어, 고분자가 아닌 겔화 조절제의 저분자 다가양이온과 갈락토만난류 또는 카라기난검이 강하게 이온 결합하게 됨으로써, 취성 파괴가 나타나고 제품 사용시 쉽게 찢기는 현상이 발생하며, 응집력 증가로 인한 점착력 감소 현상이 발생되는 문제를 가지고 있다.
그러나, 본 발명에서는 갈락토만난검, 카라기난검 및 점착부여제를 포함하고, 상기 갈락토만난검, 카라기난검 및 점착부여제의 함량은 하이드로겔 조성물 총량을 기준으로 0.5 내지 10중량%이며, 상기 갈락토만난검, 카라기난검 및 점착부여제의 함량비는 1 : 1~5 : 0.01~2인 하이드로겔 조성물을 제공함으로써, 점착력이 우수하면서도 인장강도가 높은 경피 흡수 투여용 하이드로겔을 제조할 수 있다.
구체적으로, 상기 갈락토만난검은 카시아검, 로커스트콩검 및 타라검으로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 두 가지 이상일 수 있다. 상기 카시아검, 로커스트콩검 또는 타라검은 다른 갈락토만난류인 페누그리크검이나 구아검과 구조적인 차이를 가진다.
하기 화학식에서 보는 바와 같이, 구조적으로 검을 구성하는 만노스: 갈락토오스의 비율에서 차이가 나게 되는데, 그 비율을 설명하면 다음과 같다.
Figure 112010052163158-pat00001
먼저, 페누그리크검은 만노스: 갈락토오스=1:1, 구아검은 만노스: 갈락토오스=1.6:1, 타라검은 만노스: 갈락토오스=3:1, 로커스트콩검은 만노스: 갈락토오스=3.5:1, 카시아검 만노스: 갈락토오스= 4.3:1의 비율을 가지게 된다.
여기서, 타라검과 로커스트콩검 및 카시아검은 페누그리크검 및 구아검에 비해 만노스 양이 1.5배에서 4배까지 높고, 치환되지 않는 영역의 길이가 크다. 이를 이유로, 베이스 폴리머 중 하나인 카라기난검과 혼합되는 경우 겔 예를 들어, 더블 헬릭스(double helix) 구조에 의한 겔 형성시 겔 강도에서 시너지 효과를 거두어 목적하는 겔강도를 얻을 수 있게 된다.
앞서 언급한 인장강도 및 점착력을 높이기 위한 갈락토만난검류와 카라기난검의 선택과 아울러 추가적인 점착력을 향상시키기 위해선 점착력을 높일 수 있는 점착부여제가 첨가된다.
상기 점착부여제는 예를 들어, 카르복실기의 작용기 또는 이의 염 및 이의 혼합물을 포함할 수 있으며, 카르복시산 작용기를 통해 점착력을 향상시킬 수 있다. 상기 점착부여제의 구체적인 예시는 위에서 언급한 바와 같다.
상기 점착부여제가 첨가되는 경우 갈락토만난검류 중 카라기난검과 겔강도에 있어 시너지를 가지는 카시아검, 로커스트콩검 또는 타라검을 선택한다 할 지라도 겔 강도의 일정 부분 감소는 피할 수 없게 된다. 그러나, 본 발명에서와 같이 갈락토만난검, 카라기난검 및 점착부여제의 함량은 하이드로겔 조성물 총량을 기준으로 0.5 내지 10중량%로 하고, 상기 갈락토만난검, 카라기난검 및 점착부여제의 함량비를 1 : 1~5 : 0.01~2로 유지하는 경우 일정 수준의 겔강도를 유지하면서 점착력을 부여할 수 있다.
상기 갈락토만난검 및 카라기난검의 다당류 고분자를 통해 double helix 겔 구조를 형성할 수 있게 되고, 여기에 경우에 따라서 0.01~2중량%의 겔화조절제를 더 포함할 수 있다.
이 때, 겔화조절제로는 포타슘염 또는 다가양이온, 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있으며, 이의 구체적 예시는 앞서 언급한 바와 같다. 상기 다가양이온은 예를 들어 알루미늄 다가양이온일 수 있는데, double helix 겔 구조를 형성한 하이드로겔은 겔화조절제 중 알루미늄 다가양이온과의 착이온 결합한다.
따라서, 도 2에서와 같은 폴리아크릴산 하이드로겔의 가교구조에 비해, 상대적으로 inner water 보다 outer water가 많이 분포하고 있고, 폴리아크릴산 하이드로겔처럼 수분을 흡수하는 특성이 나타나지 않아 수분이 포화상태로 존재하고 있으며, 시간이 지남에 따라 다당류의 가수분해 현상으로 인해 추가적인 수분이 발생하기 때문에 높은 보습효과를 거둘 수 있고, 신속한 피부 각질층의 수화를 통해 피부 흡수율을 높일 수 있게 된다.
상기 겔화조절제를 pH 조절제와 함께 배합시 pH 변화 및 다가양이온과 카라기난검의 상호작용으로 인해 하이드로겔의 겔화온도와 하이드로겔성분의 용융점 및 겔화진행시간을 조절할 수 있다. 일반적으로 겔화조절제로 예시한 포타슘염 또는 다가양이온, 또는 이들의 혼합물은 카라기난검의 겔 강도를 조절할 수 있는 것으로 알려져 있으나, 본 발명에서는 카라기난검이 double helix구조에 의한 겔을 형성하는 과정이 고온에서 저온으로 온도를 낮추는 과정을 겪으면서 급격하게 일어나게 되는데, 이 때 겔을 도포하기 이전 공정인 배합 단계에서부터의 배합 온도와 도포 및 경화공정 중에 하이드로겔 double helix에 의한 경화 진행에 따른 온도 제어가 가능해진다.
가령, 겔화조절제로 예시한 포타슘염이나 다가양이온, pH 조절제의 양에 따라 겔화 온도가 높아질 경우, 도포 직전의 배합온도가 고온으로 유지되어야 제조가 가능해지기 때문에, 배합과정 중 투입된 약물의 열 안정성이 좋지 않은 약물을 투입할 때에는 배합유지온도를 낮추는 것이 무엇보다도 중요하다. 이러한 상황에서 포타슘염이나 다가양이온 및 pH조절제양을 조절하여 겔화 온도를 낮추어 배합 공정상의 온도를 낮추는 것이 필요하다.
특히, pH는 하이드로겔이 동일한 온도범위의 겔화온도를 가진다 하더라도 pH에 따라 겔화 시간 조절이 가능해진다. 일반적인 예로 카라기난검을 이용한 겔을 형성시 동일한 겔화 온도 조건에서 pH가 높을수록 겔 형성시간이 짧아지도록 조절할 수 있게 된다.
본 발명에 따라 전달되는 하이드로겔의 효능 성분으로 기능성 화장 성분 또는 의약품 성분을 포함할 수 있으며, 미백, 주름개선, 자외선차단, 세포재생, 보습, 탄력, 각질제거, 피지제거, 아토피, 여드름, 염증 및 통증완화, 냉감 및 온감작용, 상처치유 기능을 가지는 성분으로 예를 들어 닥나무 추출물, 알부틴, 에칠아스코빌에텔, 유용성 감초 추출물, 아스코빌글루코사이드, 마그네슘아스코빌포스페이트, 레티놀, 레티닐팔미테이트, 아데노신, 폴리에톡실레이티드레틴아마이드, 감마아미노부티릭액시드, 가시오가피, 갈근, 감초, 계지, 고삼, 괴화, 금은화, 꿀, 녹용, 녹차, 달맞이꽃, 당귀, 대나무, 도인, 마늘, 마치현, 맥문동, 면화자, 모자반, 뮤게, 반하, 백굴채, 백급, 백작약, 백지, 백차, 버드나무, 병풀, 삼백초, 상백피, 생지황, 수세미외, 신선초, 알로에, 약쑥, 어성초, 오매, 옥죽, 유칼립투스, 인삼, 자근, 자몽, 자소엽, 쟈스민, 정향, 차전초, 창포, 천궁, 천문동, 천상초, 카보마일, 크랜베리, 티트리, 팥, 호두, 황금, 황련, 옥용산, 감입, 구기자, 글리포니아, 들쭉, 레몬, 루이보스, 바오밥, 복분자, 브로콜리, 쌀겨, 쌀눈, 오렌지, 오미자, 유자, 율피, 파슬리, 황금, 검정콩, 당근, 메론 바오밥트리, 바질, 백련초, 백봉령, 사과, 산수유, 선인장, 송이, 올리브잎, 은행잎, 죽여, 토마토, 톳, 포도, 하수오 추출물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이하, 본 발명을 다음의 실시예 및 실험예에 의거하여 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명의 범주가 이에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1~3 및 비교예 1~3]
카라기난검과 시너지를 가지는 갈락토만난류의 선택을 위한 겔 강도 및 점착력 측정 시료를 준비하였다. 갈락토만난검류 중 만노스와 갈락토오스의 비율이 다른 타라검과 구아검을 각각 카라기난검과 표 1에 명시된 바와 같이 배합한 후에 온수 80oC를 유지하면서 용해시키고, 폴리에스터필름 위에 약 100~200마이크로미터 두께로 도포하고, 상온에서 약 5분간 방치한 뒤 알루미늄 포장재에 하루 동안 숙성시켜 점착력과 겔 강도를 측정하였다.
[표 1] 갈락토만난류와 카라기난이 배합된 시료의 점착력 및 겔강도 비교 시험
Figure 112010052163158-pat00002
표 1에서 보는 바와 같이 카라기난검과 겔을 형성할 수 있는 갈락토만난검류 중 타라검을 선택할 경우 구아검을 선택한 경우보다 겔강도가 높게 나타난 결과로 미루어 갈락토만난검류의 선택에 있어 만노스가 차지하는 비율이 카라기난검과의 겔 형성시 겔 강도 시너지를 가지는데 큰 영향을 주는 것을 알 수 있다.
또한, 만노스 비율이 큰 카시아검, 로커스트콩검, 타라검과 카라기난검 사이에 겔강도의 최적 비율 및 최적 인장강도는 본 발명에서 주장하는 1: 1~5의 비율을 선택할 수 있는데, 여기에 추가적인 겔 강도를 보완하기 위해 적은 양의 겔화조절제(양이온 화합물)을 배합하게 되면, 단순히 양이온 화합물에 의존한 카라기난검 하이드로겔에서 나타나는 취성 파괴 현상을 줄여 인장강도가 우수하며, 적절한 겔 강도를 유지할 수 있게 된다.
양이온 화합물에 의존한 카라기난검 하이드로겔은 갈락토만난검류와 형성된 하이드로겔의 겔 강도보다 낮게 나타남을 알 수 있고, 또한 타라검을 선택할 경우 구아검을 선택한 경우보다 겔강도 뿐만 아니라 점착력에도 좋은 영향을 주게 되는데, 이는 타라검이 구아검보다 만노스의 비율이 상대적으로 더 큰 이유 때문으로 여겨진다.
이와 관련하여, 도 4는 본 발명에 따라 제조된 하이드로겔과 다가양이온으로 가교된 폴리아크릴산 하이드로겔이 시간에 따라 수분이 겔표면으로 이동된 양을 측정한 수분방출량(water desorption rate)의 결과를 나타낸다. 도 4에서 나타나는 바와 같이, 다가이온으로 가교된 폴리아크릴산 하이드로겔은 가수분해현상으로 물이 생성되지 않고, 겔 표면에 수분이 형성되지 않아 신속한 피부 보습 및 피부각질층의 수화를 통한 약물전달을 기대하기 어렵지만, 본 발명의 다당류 하이드로겔은 피부각질층의 수화를 돕는 것이 보다 유리하다.
한편, 갈락토만난검(카시아검, 로커스트빈검 또는 타라검) : 카라기난검 = 1: 0.01~0.5 비율과 같이, 카라기난검의 비율이 갈락토만난검류의 비율보다 줄어들 경우에는 탄성이 약하고 점성만 강한 특성을 나타내어 인장시 하이드로겔이 복원되지 않아 적절한 점탄성을 갖지 못하게 된다.
[실시예 4, 5, 비교예 4 및 5]
접착력 부여를 위한 카르복실기 도입 후 점착력 및 겔강도 측정 시료를 준비하였다. 타라검과 카라기난검을 표 2에 명시된 바와 같이 온수 80oC를 유지하면서 교반 용해 후, 60oC로 냉각시킨 뒤 점착부여제로 카르복실기를 가지는 센텔라아시아티카 정량추출물 또는 폴리아크릴산을 프로필렌글라이콜에 분산시켜 교반 용해 후 폴리에스터필름 위에 약 100~200마이크로미터 두께로 도포하여 상온에서 약 5분간 방치 후 알루미늄포장재에 하루 동안 숙성한 시료의 점착력과 겔 강도를 측정하였다.
[표 2] 카르복실기가 도입된 본 발명의 겔에 대한 점착력 및 겔 강도 측정
Figure 112010052163158-pat00003
표 2는 갈락토만난류 : 카라기난 : 점착부여제의 함량비는 1 : 1~5 : 0.01~2로서 갈락토만난류를 타라검으로 사용한 경우와 구아검으로 선택하고, 점착부여제로서 센텔라아시아티카 정량추출물이나 폴리아크릴산으로 사용하였을 때의 점착력 및 겔강도 값을 나타낸다.
일반적으로, 카르복실기를 점착부여제로 사용할 경우 점착력은 상승하지만, 겔구조에 영향을 주어 겔강도를 떨어트리게 된다. 하지만, 본 발명에서 주장하는 갈락토만나류로 카시아검, 로커스트콩검, 타라검을 사용하게 될 경우 그 외에 다른 갈락토만난류인 구아검 등을 사용할 경우, 또한, 본 발명에서 주장하는 비율대로 선택시 점착력은 물론, 적당한 겔강도를 유지할 수 있음을 알 수 있다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (16)

  1. 점착력이 우수하면서도 인장강도가 높고, 피부 보습력 및 피부 수화 기능을 제공하는 약물의 경피 흡수 투여용 하이드로겔 조성물로서,
    상기 조성물은 카시아검, 로커스트콩검 및 타라검으로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 두 가지 이상의 갈락토만난검; 카라기난검; 센텔라아시아티카 추출물 및 폴리아크릴산 중 하나 이상의 점착부여제; 포타슘클로라이드, 포타슘하이드록사이드, 포타슘브로메이트, 포타슘포스페이트, 포타슘소르베이트, 포타슘알룸 및 이들 중 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나인 겔화조절제; 및 pH 조절제;를 포함하고,
    상기 갈락토만난검, 카라기난검 및 점착부여제의 함량은 하이드로겔 조성물 총량을 기준으로 0.5 내지 10중량%이며, 상기 갈락토만난검, 카라기난검 및 점착부여제의 함량비는 1 : 1~5 : 0.01~2이며,
    상기 겔화조절제의 함량은 하이드로겔 조성물 총량을 기준으로 0.01 내지 2중량%이고, 상기 pH 조절제의 함량은 하이드로겔 조성물 총량을 기준으로 0.01 내지 2중량%인 하이드로겔 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 조성물은 하이드로겔 조성물 총량을 기준으로 보습제 및 정제수 60~95중량%를 더 포함하는 하이드로겔 조성물.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 보습제는 글리세린, 글리세린의 폴리에틸렌글라이콜 에스테르, 글리세롤 모노프로폭실레이트, 부틸렌글라이콜, 프로필렌글라이콜, 솔비톨, 폴리에틸렌글라이콜, 폴리에틸렌/폴리프로필렌글라이콜 공중합체, 코듐토멘토숨 추출물, 콜라겐 아미노산 또는 펩티드, 크레아티닌, 디글리세롤, 바이오사카라이드검-1, 글루카민염, 글루쿠론산 염, 글루탐산염, 글리코겐, 헥실렌글라이콜, 당밀, 글리코사미노글리칸, 메톡시 PEG 10, 메틸 글루세스-10 및 20, 펜타에리쓰리톨, 펜타디올, PPG-1 글리세릴 에테르, PPG-9, 2-피롤리돈-5-카르복실산 및 그의 염, 하이알루로네이트염, 폴리아스파르테이트 염, 사카라이드 이성화물, 세리신, 실크아미노산, 아세틸하이알루로네이트 염, 폴리글루타메이트 염, 소르베쓰 20, 당, 당 알콜, 당의 유도체, 당 알콜의 유도체, 트레할로스, 트리글리세롤, 트리메티올프로판, 트리스아미노메탄염, 보습용 식물 추출물 및 이들 중 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나인 하이드로겔 조성물.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 pH 조절제는 우레아, 암모니아, 암모늄포스페이트, 디에탄올아민, 디메틸에탄올아민, 소듐바이카보네이트, 소듐하이드로젤카보네이트, 트리에틸아민, 트리에탄올아민, 폴리에틸렌이민, 칼슘하이드록사이드, 포타슘하이드록사이드, 글리시리진산, 아스코르빈산, 살리실산, 스테아린산, 아미노산, 아젤레익산, 아시아틱산, 옥살산, 마데카식산, 히알루로닉산, 글루타믹산, 글리시레틴산, 락트산, 시트릭산, 리놀레익산, 말릭산, 소르빈산, 스테아릭산, 시스테인, 시스틴, 아르기닌, 아스파틱산, 알라닌, 에리소르빅산, 올레익산, 이디티에이, 타르타르산, 소르빈산, 알긴산, 펙틴, 폴리감마글루탐산, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산 및 이들 중 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나인 하이드로겔 조성물.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 조성물은 하이드로겔 조성물 총량을 기준으로 보존제 0.01~2.5중량%를 더 포함하는 하이드로겔 조성물.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 보존제는 파라옥시향산에스테르류, 페녹시에탄올, 카프릴일글라이콜, 글리세릴카프릴레이트, 폴리글리세릴카프레이트, 라우로일락틸레이트, 페네틸알콜, 카프릴하이드록사믹액시드, 에틸헥실글리세린, 이미다졸리디닐우레아, 페노닙, 천연방부제 및 이들 중 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나인 하이드로겔 조성물.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 조성물은 금속산화방지제 0.01~2.5중량%를 더 포함하는 하이드로겔 조성물.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 금속산화방지제는 디소듐이디티에이, 디포타슘이디티에이, 트리포타슘이디티에이 및 이들 중 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나인 하이드로겔 조성물.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 조성물은 하이드로겔 조성물 총량을 기준으로 0.1내지 5중량% 기능성 화장 성분 또는 의약품 성분을 더 포함하는 하이드로겔 조성물.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 기능성 화장 성분은 미백, 주름개선, 자외선 차단, 세포재생, 보습, 탄력, 각질제거, 피지제거를 위한 유효 성분을 포함하는 하이드로겔 조성물.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 의약품 성분은 염증 또는 통증완화, 냉감 및 온감작용 또는 상처치유용 성분을 포함하는 하이드로겔 조성물.
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