KR101640364B1 - 모기 기피제 조성물 및 패치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모기기피제에 관한 것이다. 본 발명은 시트로넬라 오일과 티아민, 이의 염 또는 이의 유사체를 활성물질로 함유하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 최종 제형이 하이드로겔 패치인 것을 특징으로 한다.

Description

모기 기피제 조성물 및 패치 {THE COMPOSITION AND PATCH FOR MOSQUITO REPELLENT}

본 발명은 모기 기피제에 관한 것이다. 모기 기피제는 활성물질과 기타 첨가제 등의 조성을 확정하고, 적합한 제형을 선택한 뒤, 합리적인 제조공정을 거쳐 생산한다. 때문에 모기 기피제 기술분야는 크게 조성, 제형 및 제조공정으로 분류할 수 있다. 이 중 본 발명은 조성과 제형에 대한 연구결과물이다.

공지의 모기 기피제 조성에 관해 살핀다.

최근 대한민국 소비자원이 조사한 결과에 따르면, 대한민국 시중에 유통 중인 모기기피제에 사용된 활성물질로는 디에칠톨루아미드(DEET), 이카리딘, 정향유 및 시트로넬라 오일의 4 가지가 존재했다. 각 성분의 특징은 아래와 같이 알려져 있다.

디에칠톨루아미드는 가장 널리 사용되어 온 합성기피제로서, 모기뿐 아니라, 파리, 이, 벼룩 또는 진드기 등의 해충 전반에 대해 기피효과가 있는 것으로 보고된 물질이다. 다만 디에칠톨루아미드는 불쾌하고 자극적인 냄새가 난다. 또한 디에칠톨루아미드는 두통, 불면 또는 발작 등을 포함한 신경장애를 유발할 수 있고, 피부침투력실험에서 300 ㎍/cm² 을 피부에 처리했을 때 1 시간 지난 후의 침투율이 30 % 이고, 12 시간 지난 후의 침투율이 36 % 를 가지는 등 높은 피부 침투성을 나타내, 임산부, 어린이, 저혈압 환자 또는 민감성 피부질환자 등에게 적합하지 않고, 건장한 성인의 경우도 체표면의 20 % 이상 바르지 말 것이 경고되어 있다. 뿐만 아니라 디에칠톨루아미드는 일부 플라스틱이나 합성고무와 반응하여 변색 등을 초래하는 문제점도 유발한다고 한다. 이에 디에칠톨루아미드는 대부분의 국가에서 사용의 제한이 권장되고 있다.

이카리딘은 디에칠톨루아미드와 마찬가지로 합성기피제이며, 다양한 종류의 해충에 효과적인 것으로 알려져 있다. 다만 이카리딘은 디에칠톨루아미드와 달리 무색·무취이고, 디에칠톨루아미드에 비해 안전한 것으로 평가되어, 디에칠톨루아미드의 대체 물질로 홍보되고 있는 실정이다. 그러나 이카리딘 역시 피부나 안자극을 유발할 수 있는 것으로 알려져 있다.

정향유는 식물성 성분으로서, 모기나 털진드기의 기피에 사용되고 있다. 정향유는 포함된 일부 성분이 피부 알레르기를 유발할 수 있다고 하나, 합성기피제와 대비했을 때 안전성 논란은 상대적으로 없다. 하지만 정향유는 발암가능물질인 메틸유게놀을 포함하고 있어, 사용에 주의가 요망된다. 이에 정향유는 한국에서는 모기기피 활성물질로서 허가되었지만, 미국, 캐나다 및 유럽연합에서는 메틸유게놀 성분의 발암가능성 문제가 제기되어 사용이 금지되거나 또는 사용 금지가 검토되고 있다고 한다.

시트로넬라 오일은 정향유와 마찬가지로 식물성의 천연 성분이다. 시트로넬라 오일은 다른 성분에 비해 모기기피 지속효과가 짧아 자주 사용해야 하는 단점이 있다. 또한 시트로넬라 오일 역시 메틸유게놀을 포함하고 있어, 유통이 허가되지 않은 국가가 일부 존재한다. 그러나 정향유와 대비하면 보다 다수의 국가에서 허가를 득한 성분이며, 합성기피제와 대비했을 때 부작용 등의 안전성 논란 또한 없다. 이러한 이유에서인지 최근 시트로넬라 오일을 활성물질 중 하나로서 배합하는 모기기피제 연구 문헌이 몇몇 존재한다.

예컨대 대한민국 공개특허공보 제 10-2015-0029881 호에는 성인남자의 양쪽 다리에 10 g 씩 모기기피제를 도포한 후 암컷 성충 빨간집모기를 대상으로 하여 기피력을 조사한 결과, 사자밭쑥(Artemisia princeps Pamp.) 추출물 30-35 중량%, 계피 추출물 10-15 중량%, 시트로넬라 오일 20-25 중량%, 피톤치드 오일 15 중량%, 야자오일 1 중량%, 어성초 숙성액 1 중량% 및 로즈마리 추출물 1 중량% 를 혼합한 조성이 만족스러운 모기기피효과의 지속력를 나타냈음이 개시되어 있다.

또한 대한민국 공개특허공보 제 10-2014-0042008 호에는 시트로넬라 오일 2-10 중량%, 레몬그래스 오일 0.1-1.0 중량%, 세드러스 아틀란티카 오일 0.1-1.0 중량%, 레시틴 0.1-0.5 중량%, 콸라야 수피 추출물 0.2-0.5 중량% 및 글린세린 0.2-1.0 중량% 를 혼합한 조성을 시험자 팔에 도포한 후 흰줄 숲 모기를 대상으로 하여 기피력 및 기피지속시간을 조사한 결과가 개시되어 있다.

대한민국 공개특허공보 제 10-2015-0029881 호 대한민국 공개특허공보 제 10-2014-0042008 호

시트로넬라 오일은 디에칠톨루아미드 등과 비교했을 때 사용상 유해성이 비교적 덜한 기피제 활성물질인 것으로서 인식되어 있다. 하지만 시트로넬라 오일마저도 발암물질인 메틸유게놀을 함유할 수 있고, 피부자극을 유발할 여지가 없다 단언할 수 없으며, 향기가 순간적으로 후각을 자극하기 때문에, 함량비율을 줄이는 것이 바람직하다. 그런데 문제는 함량비율을 줄일 경우 만족스러운 모기기피효과를 달성할 수 없다는 점이다.

본 발명자는 모기기피제 활성물질로서 시트로넬라 오일을 함유하되, 그 함량비율을 줄이더라도 모기 기피력 및 기피지속시간이 국내외 시중에 유통 중인 제품 대비 동등이상이며, 무엇보다 향기가 자극적이지 않아 사용함에 있어 불쾌감이 덜한 모기 기피제를 개발하고자 하였다.

본 발명은 아래의 수단으로 전술한 과제를 극복했다.

(1) 시트로넬라 오일; 및 티아민, 이의 염 또는 이의 유도체를 활성물질로 포함하는 모기기피용 조성물.

(2) 상기 (1) 에 있어서, 티아민, 이의 염 또는 이의 유도체가 티아민염산염, 티아민질산염, 티아민디설피드, 옥토티아민비스벤티아민, 푸르설티아민, 푸르설티아민염산염, 프로설티아민, 벤포티아민 및 티아민디세틸황산염수화물로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상인 것을 특징으로 하는 모기기피용 조성물.

(3) 상기 (1) 에 있어서, 티아민, 이의 염 또는 이의 유도체가 푸르설티아민 또는 이의 염인 것을 특징으로 하는 모기기피용 조성물.

(4) 시트로넬라 오일; 티아민, 이의 염 또는 이의 유도체를 활성물질로 포함하는 모기기피용 하이드로겔 패치.

(5) 상기 (4) 에 있어서, 티아민, 이의 염 또는 이의 유도체가 티아민염산염, 티아민질산염, 티아민디설피드, 옥토티아민비스벤티아민, 푸르설티아민, 푸르설티아민염산염, 프로설티아민, 벤포티아민 및 티아민디세틸황산염수화물로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상인 것을 특징으로 하는 모기기피용 하이드로겔 패치.

(6) 상기 (4) 에 있어서, 티아민, 이의 염 또는 이의 유도체가 푸르설티아민 또는 이의 염인 것을 특징으로 하는 모기기피용 하이드로겔 패치.

(7) 상기 (4) 내지 (6) 중 어느 하나에 있어서, 무기물 비드를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 모기기피용 하이드로겔 패치.

본 발명의 활성물질인 시트로넬라 오일과 티아민, 이의 염 또는 이의 유도체는 모기기피력, 기피지속시간 및 향기의 자극성 측면에서 조합에 따른 상승효과를 나타낸다. 종래 시트로넬라 오일을 활성물질로 함유하는 모기기피제는 기피지속시간이 1 시간 가량에 불과했으나, 본 발명은 위 종래 제품 대비 낮은 함량(중량 %)의 시트로넬라 오일을 함유함에도 불구하고, 티아민, 이의 염 또는 이의 유도체를 배합함으로써 디에칠톨루아미드에 상응하는 기피력을 4 시간 이상 지속적으로 달성할 수 있다.

또한 본 발명은 하이드로겔 패치로 최종 제형의 구현이 가능하며, 이와 같이 제조할 경우 위 기피지속시간과 향기의 자극성 효과가 보다 증대될 수 있다.

도 1 은 모기 기피제 동물실험을 위하여 제작한 72-inch test cage 를 나타낸 것이다.
도 2 는 모기 기피제 사람실험을 위하여 제작한 test cage 를 나타낸 것이다.
도 3 은 모기기피제 동물실험방법을 나타낸 것으로서, 모기 및 모기기피제를 케이지 바깥쪽에 넣어 실험한 것을 나타낸다.
도 4 는 기피효과 지속시간 확인을 위한 동물실험 모식도 예시를 나타낸 것이다. 도 4 중 prequito 는 본 발명의 일 구현예이다.

[활성물질]

본 발명은 합성기피제 위주의 시장에 천연성분의 의약외품을 출시함으로써 부작용 등의 문제가 부각되고 있는 합성원료의 사용을 꺼리는 수요자의 요구를 충족시키고자 개발하기에 이른 것이다.

모기기피제의 원리는 첫째 모기에게 자극을 주는 향기를 방출하여 모기의 접근을 방지하는 방식(예컨대 디에칠톨루아미드 또는 시트로넬라 오일의 피부도포)과 둘째 인체로부터 모기의 접근을 유도하는 향기의 방출을 억제하거나 또는 인체 내 대사과정을 통해 모기의 접근을 억제하는 물질을 땀과 함께 배출하는 방식(예컨대 티아민의 경구복용)이 있다. 이 중 모기에게 자극을 주는 향기를 방출하는 방식의 경우는 피부에 도포 또는 부착하는 제품과 의복에 부착하는 제품으로 나눌 수 있으며, 공통적으로 이는 인체에 무해하고, 효과가 장기간 지속될 수 있으며, 피부에 대해 자극성이 없고, 불쾌한 냄새가 덜하며, 화학적으로 안정하고, 피부 또는 의복전면에 처리하지 않아도 효과가 있는 것이 바람직하다.

시트로넬라 오일은 레몬유칼립투스(lemon eucalyptus)와 함께 1970년대 중반에 모기기피력이 있는 것으로 밝혀지면서, 당시 피부에 도포하여 사용해 온 디에칠톨루아미드와 같은 합성기피제의 대체제로서 기대를 모은 바 있다. 하지만 현재 여전히 모기기피제는 디에칠톨루아미드와 같은 합성기피제에 의존하고 있는데, 이유는 시트로넬라 오일이나 레몬유칼립투스의 경우 기피지속력이 동일 농도 및 제형에서 디에칠톨루아미드에 미치지 못했기 때문이다. 이에 대해 앞서 살펴본 것처럼 대한민국 공개특허공보 제 10-2015-0029881 호 또는 대한민국 공개특허공보 제 10-2014-0042008 호 등 시트로넬라 오일의 기피지속력을 상승시키기 위해 다른 물질과 배합해 보려는 시도는 있었지만, 해당 문헌을 보면 정작 디에칠톨루아미드와 대등한 기피지속력을 달성하였는지가 나타나 있지 않고, 또한 산업적으로 성공한 사례도 없다는 점에서, 시트로넬라 오일이나 레몬유칼립투스를 활용한 사례 중 만족스러운 기피지속력을 나타낸 연구결과는 없다고 파악된다.

그런데 놀랍게도 본 발명자는 원리는 모르겠으나 시트로넬라 오일에 티아민, 이의 염 또는 이의 유도체를 조합할 경우 시트로넬라 오일의 한계를 극복하는 상승효과가 발현됨을 발견하게 되어, 본 발명을 완성할 수 있었다. 특히 본 발명의 활성물질은 피부에 도포 또는 부착하는 경우뿐 아니라, 의복에 부착하더라도 모기기피효과가 피부에 도포하는 디에칠톨루아미드에 견주어 동등 이상을 나타냈다.

비타민 B1 인 티아민은 하루 세 번 25-50 mg 씩 복용하면 모기를 쫓아낼 수 있다는 연구결과가 있다(Pediatric Clinics of North America, 16:191, 1969). 위 연구에서는 티아민의 복용이 인체 내에서의 대사결과 땀과 함께 혼화되어 피부에서 모기의 접근을 억제하는 성분의 배출을 유도하는 것으로 짐작하고 있다. 이것은 확인된 이론이 아니나, 이 같은 연구결과의 발표에 의해, 모기 퇴치를 위하여 민간요법으로 티아민을 복용하는 사례가 있다고 한다.

그런데 본 발명자는 티아민, 이의 염 또는 이의 유사체를 위 연구와 같이 체내로 경구복용하여 대사과정을 거치게 하는 방식이 아니라, 외부에서 인체내 대사과정 없이 모기에게 자극을 주는 향기를 방출하는 방식인 시트로넬라 오일과 함께 배합해보았다. 분명 티아민은 인체 내에서의 대사과정을 거쳐야만 그나마 모기를 퇴치할 수 있다는 속설이 존재했기 때문에, 시트로넬라 오일처럼 단순히 외부에서 향기를 내는 방식으로 이용하려는 시도는 지금껏 존재하지 않았다.

하지만 본 발명자는 종래의 인식을 탈피해 시트로넬라 오일과 티아민, 이의 염 또는 이의 유사체를 향을 방출하는 방식의 모기기피제에 배합해 본 것이며, 그 결과 후각 자극성은 덜하면서도 시트로넬라 오일의 단점인 기피지속력을 상승시킬 수 있음을 발견하였다.

본 발명은 시트로넬라 오일과 티아민, 이의 염, 또는 이의 유사체를 조합하는 것을 특징으로 한다. 티아민, 이의 염 또는 이의 유사체는 예컨대 대한민국 식품의약품안전처에 허가된 성분인 티아민염산염, 티아민질산염, 티아민디설피드, 옥토티아민비스벤티아민, 푸르설티아민, 푸르설티아민염산염, 프로설티아민, 벤포티아민 및 티아민디세틸황산염수화물로 이루어진 군에서 1 종 이상의 선택이 가능하다. 물론 티아민, 이의 염 또는 이의 유사체는 위 허가된 성분 이외의 것을 사용해볼 수도 있을 것이다.

다만 본 발명자는 티아민, 이의 염 또는 이의 유사체 가운데 특히 푸르설티아민 또는 이의 염이 모기기피력, 기피지속시간 및 향기의 자극성에 있어 시트로넬라 오일과 조합했을 때 현격히 우수한 상승효과를 실현할 수 있음을 실험을 통해 확인하였다.

때문에 본 발명의 일 구현예는 시트로넬라 오일과 푸르설티아민 또는 이의 염을 활성물질로서 채택하는 것을 특징으로 한다.

시트로넬라 오일과 티아민, 이의 염 또는 이의 유사체는 중량 기준으로 1:0.1-3.0 의 배합비로 조합할 수 있다. 바람직하게는 시트로넬라 오일과 티아민, 이의 염 또는 이의 유사체를 1 : 1 의 중량비로 배합하는 것이 각 성분의 자극적인 향기를 서로 상쇄해 완화시켜줄 수 있고, 또한 기피지속시간을 4 시간 이상 확보함에 있어 탁월하다.

시트로넬라 오일은 전체 조성물 대비 0.5-20.0 중량% 를 첨가할 수 있다. 본 발명에 따른 일 구현예는 시트로넬라 오일을 전체 조성물 대비 2 중량% 만 첨가하더라도, 모기기피력 및 기피지속시간이 티아민, 이의 염 또는 이의 유사체와의 상승효과로 인해 종래 디에칠톨루아미드 20 중량% 함유 에어로졸 제품 대비 동등 이상의 효과를 나타낸다.

티아민, 이의 염 또는 이의 유사체는 전체 조성물 대비 0.5-20.0 중량% 첨가할 수 있다.

[제형]

대한민국에서는 모기기피제의 경우 식품의약품안전처로부터 의약외품 허가를 취득해야 시판이 가능하다. 식품의약품안전처에서 허가를 취득한 모기기피제의 최종 제형을 살펴보면, 에어로졸 제품이 대다수이다. 그런데 에어로졸 제형은 사용 시 충진제인 가스로 인해 폭발 위험성이 높고, 화재 발생 가능성도 있으며, 환경호르몬 또는 유독물질로 분류되는 첨가제 성분을 불가피하게 함유해야 하기 때문에 인체에 부작용을 유발할 염려도 있다. 하지만 제형의 채택에 따라 활성물질의 온전한 효능 발휘가 저해될 여지도 있어, 에어로졸 이외의 다양한 제형에 대한 연구개발은 미흡한 실정이었다.

본 발명에 따른 활성물질은 종래 공지된 제형을 채택할 수 있다. 다만 본 발명의 일 구현예는 하이드로겔 패치를 채택하는 것을 특징으로 한다. 이하 실시예에서도 살펴보겠지만 본 발명에 따른 활성물질인 시트로넬라 오일과 티아민, 이의 염 또는 이의 유사체는 하이드로겔 패치로 구현했을 때, 다른 제형에 비해 향기의 자극성이 보다 완화될 수 있었고, 특히 기피지속시간이 연장될 수 있었다.

하이드로겔 패치는 의약품 또는 미용용품에서는 종종 채택되는 제형이다. 이들은 모두 약리효과 또는 미용효과를 나타내는 활성물질이 피부로 흡수됨에 있어, 침투력을 향상시켜주는 역할을 한다. 하지만 시트로넬라 오일이나 디에칠톨루아미드를 활성물질로 하는 모기기피제는 활성물질을 피부 내로 침투시킬 것이 아니라, 모기의 접근을 막도록 외부로 방출시키는 것을 목적으로 한다. 또한 모기기피제는 의약품이나 미용용품처럼 피부에 부착하는 패치로 제조해볼 수 있으나, 피부에 부착하는 패치로 제조했을 경우 활성물질이 피부로 흡수되어, 인체에 유해한 영향을 미칠 우려가 있어, 가능하다면 의복에 부착하더라도 모기기피효과를 만족스럽게 달성할 수 있는 제품의 제조가 바람직하다. 다만 디에칠톨루아미드를 포함해 종래 유통되고 있는 제품은 의복에 도포하거나 부착할 경우 의복을 변질시킬 우려가 있거나, 피부 표면에서의 만족스러운 모기기피효과를 나타내지 못하거나, 또는 향기가 지나치게 자극적인지라, 이와 같은 제한으로 인해 피부에 도포하거나 부착하는 제품이 주를 이루고 있었던 것이다. 결론적으로 모기기피제에는 하이드로겔 패치의 적용이 큰 의미가 없는 것으로 인식되어 왔다. 그럼에도 불구하고, 본 발명자는 하이드로겔 패치에 특정 성분을 추가로 배합함으로써 위 종래의 인식과 달리 건식 패치에 비해 의복에 부착하더라도, 의복을 변질시키지 않으며, 모기기피효과가 디에칠톨루아미드를 피부에 도포하는 것과 견주어 동등이상이고, 기피지속시간을 극도로 연장시킬 수 있으며, 무엇보다 향기가 자극적이지 않고 은은하도록 제품을 상도해낼 수 있었다. 특히 건식 패치나 일반적인 에어로졸 제형은 향의 휘발성에 의존해 모기의 접근을 억제하는 항을 발산하는데, 향의 휘발성에 의존하기 때문에 지속시간이 짧고, 처음에는 향이 강한 반면 시간의 경과에 따라 점진적으로 향이 약해지는 문제점을 노출한다. 하지만 본 발명에 따른 하이드로겔 패치는 처음부터 균일한 향발산과 장시간의 휘산이 가능한데, 정확한 기전은 모르겠지만 물의 휘발에 따른 향 휘산과 향자체의 휘발성에 의한 휘산 등의 복합적인 휘산 방식이 서로 어우러졌기 때문인 것으로 추측된다.

하이드로겔은 50 중량% 이상의 수분을 함유하면 향을 오랫동안 유지할 수 있다.

하이드로겔은 공지의 천연 또는 합성 증점제로 구성할 수 있다. 또한 온도 감응성으로 구현하기 위해 2 이상의 성질이 상이한 증점제를 조합해볼 수 있다. 비제한적인 예로써 폴리비닐알코올, 소디움폴리아크릴레이트, 폴리아크릴산, 카보머, 폴리비닐피롤리돈, 소디움카르복시메칠셀룰로오즈, 카라기난, 잔탄검, 폴리비닐아세테이트 또는 전분 등에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 고분자로 구성할 수 있다. 증점제의 함량은 사용하는 성분의 종류에 따라 각 성분당 예컨대 0-10 중량% 범위에서 적의 결정할 수 있다. 점도를 조절함으로써 모기기피제를 구성하는 각 성분의 균일한 섞임과 패치에의 정확한 코팅효과를 기대할 수 있다.

하이드로겔에는 증점제와 함께 적절하게 가소제나 계면활성제를 배합할 수 있다. 가소제나 계면활성제의 선택과 함량은 적의 선택 가능하다.

본 발명의 하이드로겔 패치는 금속이온에 대하여 킬레이트 작용을 유도할 수 있는 물질을 추가로 배합할 수 있으며, 이의 비제한적인 예로써는 EDTA 또는 이의 염을 생각해 볼 수 있다.

본 발명의 하이드로겔 패치는 무기물 비드를 추가로 배합할 수 있다. 무기물 비드란 작은 폴들을 품은 구조를 지닌 물질로서, 본 발명자는 무기물 비드가 시트로넬라 오일과 티아민, 이의 염 또는 이의 유사체의 향을 흡착할 수 있는 기능을 가짐을 발견했다. 다만 몇몇 무기물 비드는 그 금속 이온의 특성으로 인해 하이드로겔 형성을 방해할 수 있다. 정리하면 본 발명의 하이드로겔 패치는 작은 폴들을 가진 물질이면서 동시에 하이드로겔 형성에 악영향을 끼치지 않는 것으로 알려진 무기물 비드를 함유하는 것을 특징으로 한다. 이러한 무기물 비드의 비제한적인 예로써는 활성탄, 알루미나, 실리카 겔, 제올라이트 또는 금속산화물 등을 고려할 수 있다. 바람직하게는 흡착도와 탈착도 양자를 고려해 예컨대 이염기 칼슘 포스페이트 무수물(Dibasic Calcium phosphate anhydrous)을 채택해볼 수 있다. 무기물 비드의 함량은 향을 유지시킬 시간과 강도를 고려해 적의 조절 가능하다. 무기물 비드를 배합하는 경우 배합하지 않은 경우에 비해 기피지속시간이 상당히 연장될 수 있었다. 또한 향기 역시 보다 은은하게 방출되었다.

본 발명에 따른 하이드로겔 패치는 예컨대 다음과 같이 제조할 수 있다.

1. 오일층부형제 혼합액, 물층부형제 혼합액, 오일주성분층(시트로넬라 오일과 무기물 비드), 물주성분층(티아민, 이의 염 또는 이의 유사체, 무기물 비드와 정제수)의 4가지 혼합액을 제조한다. 오일 주성분층과 물 주성분층을 제조 시 향에 대한 발산을 최대한 억제하며 무기물 비드에 대한 흡착을 충분히 시킨다.

2. 오일층 부형제 혼합액과 물층부형제 혼합액을 균질하게 섞은 다음 오일 주성분층, 물 주성분층을 빠른속도로 섞어 제형(컴파운드)을 제조한다.

3. 제조한 컴파운드는 롤코팅기로 부직포와 이형필름사이에 라미네이션 시킨다.

4. 라미네이션 된 원단은 컷팅, 포장을 하여 제품을 제조 한다.

하이드로겔 패치의 부직포 선택은 두 가지를 고려하여 선택한다. 우선 하이드로겔에 적합하야야 한다. 즉 물과 오일을 공동으로 포함하는 제품으로써 처방에 맞는 친수성과 소수성 성질을 가진 부직포여야 한다. 다음으로는 향을 균일하게 발산할 수 있는 구조를 가진 부직포여야 한다. 적합한 부직포는 위 기준을 잣대로 시중에 유통 중인 것 중에서 적의 채택 가능하다.

이하 실시예를 통해 본 발명을 설명한다. 한편 실시예는 본 발명을 한정하는 것임이 아니다.

[시험 모기 사육 및 준비]

시험모기는 대한민국 질병관리본부 매개곤충과에서 배포하는 위생곤충사육메뉴얼 (빨간집모기/흰줄숲모기)에 준수하여 사육하였다. 모기 사육조건은 다음과 같다. 온도 26-27 ± 1 °C (27 ± 2 °C), 상대습도 70 ± 5 % (80 ± 10 %) 및 광도 [06:00-20:00(Light), 20:00-06:00(Dark)]의 사육 조건을 유지하였다. 모기 유충은 열대어 사료를 먹이로 사용하며, 번데기는 따로 모아 우화통으로 옮겨준다. 성충은 설탕물을 먹이로 주며, 성충모기의 산란을 유도하기 위하여 mouse 를 이용한 흡혈을 유도한 후 산란통에 알을 받아 계대사육한다.

모기 실험은 연구실에서 청정한 상태로 사육한 흰줄숲모기(Aedes albopictus)를 이용하였다. 모기유인 및 흡혈능이 가장 왕성한 시기인 성충우화 후 3-4 일자 모기의 암컷을 이용하였으며, 흡혈유도를 위하여 실험 전 6 시간 전부터 먹이(설탕물)를 급여하지 않았다.

[실험 케이지]

모기 기피제 실험을 위하여 다음과 같은 구조물을 제작하여 활용하였다.

간접적 기피제 검증 동물실험은 National Pingtung University of Science and Technology(NPUST)의 Niann-Tai Chang 박사가 제안한 방법(1995, 1998 및 2011)을 사용하였다. 본 검증을 위하여 도 1 의 72-inch test cage 를 이용하였다.

사람을 대상으로 기피제 검증 실험은 도 2 의 test cage 를 이용하였다.

사람을 대상으로 기피효과 지속실험은 대한민국 식품의약품안전처 가이드라인에 따른 기피효과 지속실험에 대한 연구방법으로 수행하였다.

[실험방법]

기피효과 실험

모기기피제에 대한 동물실험은 도 1 의 72-inch 케이지를 이용하여 수행하였다. 도 3 과 같이 마우스를 보호하기 위해 작은 케이지 내에 마우스를 넣었으며, 모기의 유인을 위하여 마우스 케이지의 입구부분은 모기장으로 제작하였다. 모기기피제는 활성성분만의 효력을 확인하기 위해 일괄적으로 겔 성분으로 제형을 통일하여 마우스의 외피에 1 ml 도포한 뒤 실험을 진행했다.

사람에 대한 기피실험은 각 실험 당 100 마리의 암컷 모기를 사용하였으며, 성인남성 4 인과 성인여성 7 인에 대해 실험을 수행하였다. 실험은 패치와 겔 제형에 대해 수행하였다. 디에칠톨루아미드를 포함하는 시중에 유통 중인 제품은 일반적으로 에어로졸 등의 스프레이 제형이나, 제형의 특이성이 아닌 활성물질 자체의 효과를 보기 위해서는 겔을 도포하여 실험하는 것이 가장 정확하기 때문에, 활성물질의 효과 대비는 겔 제형에서 수행하였다.

패치 실험은 하박 중간 부분에 패치를 붙인 후 30 초 단위로 5 분간 유인된 모기 수를 count 한 후 전체 모기 마리 수 대비 기피율을 계산하였다.

젤 실험은 1 ml 분량의 제품을 하박 전체에 도포한 후 30 초 단위로 5 분간 유인된 모기 수를 count 한 후 전체 모기 마리 수 대비 기피율을 계산하였다.

기피효과 지속시간 확인 실험

모기기피제의 기피효과 지속시간을 확인하기 위하여 동물실험과 사람실험을 수행하였다.

동물실험은 마우스를 이용해 도 4 와 같이 온도 약 26 ± 1 °C, 습도 60-70 %, 형광조명 아래 상온에서 실험을 진행하였다. 3-6 일된 미흡혈 성충 암컷 60 마리를 사용하였으며, 모기의 급격한 폐사를 막기 위하여 가운데 10 % sucrose water 를 솜에 적셔 위치하였다. 약 30 일된 실험용 쥐로 모기를 유도하였다. 8 시간 동안 30 분 단위로 유인된 모기를 카운트하여 기피율을 계산하였다.

모기기피제의 기피효과 지속시간 사람실험은 대한민국 식품의약품안전처 가이드라인에 따른 기피효과 지속시간 확인 방법을 사용하여 확인하였다. 서로 다른 두 개의 케이지를 활용하여 실험하였으며, 각 케이지 당 100 마리의 암컷 모기를 사용하였다. 실험은 성인남성 3 인과 성인여성 3 인, 총 6 인을 대상으로 하였다.

위 가이드라인에 따르면 ED_99.9 농도의 기피제 1 ml 를 사용하여 실험을 수행하도록 되어 있다. 또한 기피제 도포(또는 부착) 후 30 분 이후부터 30 분-1 시간 단위로 실험을 수행하며, 실험 수행 후 1 마리 이상의 모기가 피부에 안착하여 30 초 이상 머물거나 흡혈할 때까지를 기피제 지속효과로 보았다.

서로 다른 두 개의 케이지를 이용하여 실험을 수행하였으며, 각 케이지 당 3-4 일차 암컷 모기 100 마리를 이용하여 실험을 수행하였다. 최초 기피제를 팔 하박 중간에 도포(또는 부착)한 후 30 분 후 최초 유인실험을 수행하였으며, 1 시간 단위로 3 분간 모기 기피효과를 검증하였다. 케이지 내 모기가 폐사할 경우, 그에 따른 숫자만큼의 모기를 추가하여 100 마리의 모기를 유지하며 실험을 수행하였다.

향기 자극성 실험

향기 자극성 평가는 후각을 방해하는 질병이 없는 자 중에서 남여 각각 10 명씩 모집해 블라인드 테스트를 수행했다. 밀폐된 공간에서 손등에 모기기피제를 도포 또는 부착한 뒤 손등을 안면으로부터 30 cm 이격을 유지하도록 한 후 1 분간 안구 또는 후각에 대한 자극성을 평가하였다. 평가 기준은 0 점(매우 자극적임), 1 점(자극적임), 2 점(보통), 3 점(자극적이지 않음), 4 점(매우 자극적이지 않음)으로 구분하였다. 각 제품별로 상대적으로 대비해 위 평가 기준에 따라 점수를 매겼다.

[실험결과]

72-inch cage 를 이용한 동물실험에 의한 기피력 평가

모기 300 마리를 이용하여 마우스에 대한 실험을 수행하였다. 30 초 단위로 5 분간 마우스 쪽으로 유인된 모기수를 count 한 후 전체 모기 마리 수 대비 기피율을 계산하였다.

Non-treated의 경우 평균 기피율이 27% 이었다.

디에칠톨루아미드가 20 중량% 함유되어 있는 겔(Aldrich D100951 - 100 g) 1 ml 를 외피에 도포한 경우 평균 기피율이 98% 이었다.

시트로넬라 오일이 4 중량% 함유되어 있는 겔 1 ml 를 외피에 도포한 경우 평균 기피율이75% 이었다.

푸르설티아민이 4중량% 함유되어 있는 겔 1 ml 를 외피에 도포한 경우 평균 기피율이 52% 이었다.

시트로넬라 오일 2 중량%, 푸르설티아민 2 중량% 함유되어 있는 겔 1 ml 를 외피에 도포한 경우 평균 기피율이98% 이었다.

	0.5분	1분	1.5분	2분	2.5분	3분	3.5분	4분	4.5분	5분	평균
non-treated	17	20	27	29	30	28	31	29	30	29	27
DEET 20%	100	100	100	99	99	98	98	94	96	96	98
시트로넬라 오일 4% 겔	46	68	76	80	88	83	80	78	74	77	75
푸르설티아민 4% 겔	28	42	62	55	50	52	58	56	59	58	52
시트로넬라 오일 2% + 푸르설티아민2% 겔	92	98	99	99	100	98	98	99	99	98	98

단위(%)

시트로넬라 오일 단독 또는 푸르설티아민 단독은 모기기피력이 만족스럽지 못하였으나, 놀랍게도 시트로넬라 오일과 푸르설티아민을 배합한 경우는 소량의 배합량임에도 불구하고 디에칠톨루아미드의 기피력에 필적하는 결과를 나타냈다.

위 겔은 모두 Acrylamide/Sodium acryldimethyltaurate copolymer&Isohexadecane&Polysorbate 80을 넣어 잘 섞어 만들었다.

예컨대 시트로넬라 오일 2 중량%, 푸르설티아민 2 중량% 함유 겔은 푸르설티아민을 물에 용해시켜 용액을 만들고, 거기에 시트로넬라 오일을 넣어 강한 스피드로 균일하게 분산을 시킨 다음, Acrylamide/Sodium acryldimethyltaurate copolymer&Isohexadecane&Polysorbate 80을 넣어 잘 섞어 제조하였다.

사람실험에 의한 기피력 평가

모기 100 마리를 이용하여 사람에 대한 실험을 수행하였다. 성인 남성 4 인과 성인 여성 7 인이 본 실험에 참가하였다. 하박 중간부분에 패치 또는 겔을 부착 또는 도포한 후 30 초 단위로 5 분간 유인된 모기 수를 count 한 후 전체 모기 마리 수 대비 기피율을 계산하였다.

Non-treated 의 경우 평균 기피율이 26% 이었다.

시트로넬라 2 중량%, 푸르설티아민 2 중량% 함유 겔 1 ml 를 도포한 경우 평균 기피율이 95% 이었다.

시트로넬라 2 중량%, 푸르설티아민 2 중량% 를 본 발명의 하이드로겔 패치(시트로넬라 100 mg, 푸르설티아민 100 mg, 이하 실시예에서도 같다)로 제조하여 부착한 경우 평균 기피율이 98% 이었다.

레몬 유칼립투스 12 중량% 를 함유(citronellal 80 mg)하는 건식패치(Skeeter Guard Lot No. 201429, 판매되고 있는 제품임)를 부착한 경우 평균 기피율이85% 이었다.

	0.5분	1분	1.5분	2분	2.5분	3분	3.5분	4분	4.5분	5분	평균
non-treated	17	23	26	29	28	29	27	26	28	27	26
시트로넬라 오일 2% + 푸르설티아민2% 겔	97	92	94	96	98	96	94	93	96	94	95
시트로넬라 오일 2% + 푸르설티아민2% 하이드로겔 패치	96	98	97	99	99	98	98	99	98	98	98
레몬유칼립투스 12%건식패치	79	82	86	84	87	88	84	85	89	86	85

단위 (%)

겔 제형에 비해 본 발명에 따른 하이드로겔 패치의 모기기피력이 약간 우세하였다. 또한 종래 시판 중인 시트로넬라 함유 건식 패치에 비교하면 본 발명에 따른 하이드로겔 패치의 모기기피력이 상당이 우수하였다. 기피력이 10% 이상 차이가 나는 것은 서로 다른 제품군으로서 효과가 전혀 상이한 것이라 평가될 수 있는 수치이다.

위 실험에 사용된 본 발명에 따른 하이드로겔은 푸르설티아민, 시트로넬라 오일, 이염기 칼슘 포스페이트 무수물, 메틸 파라벤, 프로필 파라벤, CMC Na, 소듐 폴리아크릴레이트, 부분적으로 수화된 폴리비닐 알코올, 폴리아크릴산, 카올린, EDTA 2Na, 알루미늄 글리시네이트, 타르타르산, 글리세린, 물을 배합하여 제조한 것이다. 이하 실험에서도 역시 마찬가지이다.

동물실험을 통한 기피효과 지속시간 확인

디에칠톨루아미드가 20 중량% 함유되어 있는 겔(Aldrich D100951 - 100 g) 1 ml 를 외피에 도포한 경우 결과 8시간 이후 평균 모기기피율이 85% 이었다.

시트로넬라 2 중량%, 푸르설티아민 2 중량% 함유 겔 1 ml 를 외피에 도포한 경우8시간 이후 평균 모기기피율이 54% 이었다.

시트로넬라 2 중량%, 푸르설티아민 2 중량% 를 본 발명의 하이드로겔 패치로 제조하여 외피에 부착한 경우 8시간 이후 평균 모기기피율이 84% 이었으며, 디에칠톨루아미드 8시간째 기피율 73%와 달리 시트로넬라 2중량%, 푸르설티아민 2 중량%는 8시간째에도 기피율80%가 유지 되었다.

레몬 유칼립투스 12 중량% 를 함유(citronellal 80 mg)하는 건식패치(Skeeter Guard Lot No. 201429)를 외피에 부착한 경우 8시간 이후 평균 모기기피율이 62% 이었다.

(단위 : %)

겔 제형으로 제조하거나, 종래 시판중인 건식패치(물론 건식패치는 활성물질이 본 발명과 상이하다)는 8 시간 지속사용하기에는 미흡함이 있었다. 이에 반해 본 발명의 하이드로겔 패치는 디에칠톨루아미드와 동등하게 8 시간 정도 사용하기에는 문제가 없었다. 종래 시트로넬라 오일 함유 제품이 1시간 단위로 재사용을 권장하고 있었음을 고려하면, 본 발명의 하이드로겔 패치는 지속시간효과가 상당히 뛰어남을 알 수 있다.

사람실험을 통한 기피효과 지속시간 확인

디에칠톨루아미드가 20중량% 함유되어 있는 겔(Aldrich D100951 - 100 g) 1 ml 를 도포한 경우 8시간 이후 평균 모기 기피율이 87% 이었다.

시트로넬라 2 중량%, 푸르설티아민 2 중량% 함유 겔 1 ml 를 도포한 경우 8시간 이후 평균 모기기피율이 57% 이었다.

시트로넬라 2 중량%, 푸르설티아민 2 중량% 를 본 발명의 하이드로겔 패치로 제조하여 부착한 경우 8시간 이후 평균 모기 기피율이 85% 이었으며, 디에칠톨루아미드 8시간째 기피율 71%와 달리 시트로넬라 2중량%, 푸르설티아민 2 중량%는8시간째에도 기피율 82%가 유지 되었다.

레몬 유칼립투스 12 중량% 를 함유(citronellal 80 mg)하는 건식패치(Skeeter Guard Lot No. 201429)를 부착한 경우 8시간 이후 평균 모기기피율이 58% 이었다.

사람실험에도 동물실험과 유사한 결과가 도출되었다.

(단위 : %)

향기 자극성 확인

시트로넬라 오일 2중량% 함유되어 있는 겔 1 ml 를 손등에 도포한 경우는 20명의 실험자로부터 공통적으로 냄새가 역하다는 평가를 받았다.

푸르설티아민이 2중량% 함유되어 있는 겔 1 ml 를 손등에 도포한 경우는 시트로넬라 오일에 비하면 덜 자극적이지만, 자극성이 비교적 부정적인 것으로 조사되었다.

시트로넬라 2 중량%, 푸르설티아민 2 중량% 함유되어 있는 겔 1 ml 를 손등에 도포한 경우는 시트로넬라 오일 단독 또는 레몬유칼립투스 건식패치에 비해 냄새 자극성이 덜한 것으로 나타났다.

시트로넬라 2 중량%, 푸르설티아민 2 중량% 의 본 발명의 하이드로겔 패치를 손등에 부착한 경우는 단순 겔 제형에 비해 자극성이 완화되었다.

레몬 유칼립투스 12중량% 를 함유하는 건식패치(Skeeter Guard Lot No. 201429)를 손등에 부착한 경우는 자극성이 상당히 심해 20명의 실험자가 공통적으로 부정적인 평가를 내렸다.

(단위 : 향자극점수)

Claims (7)

1. 시트로넬라 오일; 및 푸르설티아민 또는 이의 염을 활성물질로 포함하는 모기기피용 하이드로겔 패치로서, 시트로넬라 오일과 푸르설티아민 또는 이의 염은 중량 기준으로 1 : 0.1 - 3.0 의 배합비로 조합하며, 무기물 비드를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 모기기피용 하이드로겔 패치.
   
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