KR101776140B1

KR101776140B1 - 근적외선 차단용 화장료 조성물 및 근적외선 차단제

Info

Publication number: KR101776140B1
Application number: KR1020160135687A
Authority: KR
Inventors: 장의순; 조아라; 김보미; 심규동; 김다정; 한효원
Original assignee: 금오공과대학교 산학협력단
Priority date: 2016-10-19
Filing date: 2016-10-19
Publication date: 2017-09-19
Also published as: KR20160124726A

Abstract

본 발명은 근적외선 차단용 화장료 조성물 및 근적외선 차단제에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 700 ~ 1400 ㎚의 근적외선을 효과적으로 차단하는 근적외선 차단제 및 상기 근적외선을 효과적으로 차단하여 피부의 광노화를 예방할 수 있는 근적외선 차단용 화장료 조성물에 관한 것이다.

Description

근적외선 차단용 화장료 조성물 및 근적외선 차단제{Cosmetic composition for near infrared ray block and near infrared ray blocker}

2011년 한국보건산업진흥원(KHIDI) 화장품산업 분석보고서에 따르면 2010년 세계 화장품 시장규모는 약 2,422억 달러로 전년대비 3.9% 증가하였으며 지역별 시장규모는 유럽이 약 933억 달러로 세계시장의 38.5%를 아시아-태평양 지역이 약 725억 달러로 39.9%를 북미/중남미 지역이 약 687억 달러로 28.4%의 시장규모를 차지하고 있는 것으로 나타났다.

화장품 유형 중 스킨케어(Skincare) 시장이 약 766억 달러로 전체 화장품 시장의 31.6%를 차지하고 있으며 연평균 성장률 또한 4.4%로 타 제품 유형에 비해 높다. 스킨케어 시장 세부유형별 점유율을 살펴보면 페이셜 케어(Facial care; Anti-agers, Night cream, Cleansing wipes, Face mask 등)가 약 65.4%로 높은 비중을 차지하고 있으며, 썬케어(Suncare) 제품군은 약 9.4%의 점유율 (약 72억 달러)을 보이고 있다.

이에 대하여, 공개특허 10-2014-0000498(공개일자: 2014년01월03일)에는 나노로드 형상의 티타니아를 포함하는 자외선 차단용 화장료 조성물을 기재하고 있으며, 보다 상세하게는 통상의 무기계 자외선 차단제의 형상 변형을 통해 나노로드 형상의 티타니아를 자외선 차단제 성분으로 포함함으로써, 통상의 무기계 자외선 차단제의 높은 굴절율로 인해 피부 도포시 하얗게 들뜨는 백화현상을 보완하고, 무기계 차단제들의 응집으로 인한 눅진한 사용감을 개선한 자외선 차단용 화장료 조성물을 기재하고 있다.

한편, 피부노화는 크게 두 종류로 나눌 수 있다. 그 한 가지는 내인성 노화 (intrinsic aging)로서 세월이 흘러감에 따라 피할 수 없는 노화 현상을 말한다. 두 번째는 광노화로서 오랫동안 햇빛에 노출된 얼굴, 손등, 목뒤 등의 피부에서 관찰되는 노화현상을 말하는 것으로 내인성 노화 현상과 햇빛에 의한 영향이 합쳐진 결과로 발생한다. 태양으로부터 지표면까지 도달하는 태양광은 적외선(Infrared light)이 50%, 가시광선(Visible light)이 40%, 자외선(Ultraviolet light)이 10%로 이루어져 있다.

최근 피부노화 분야 세계적 석학인 독일 뒤셀도르프 하인리히-하이네 의과대학 Jean Krutmann 교수의 연구결과에 따르면 UV-A는 각질층에 존재하는 각질세포나 진피층에 존재하는 섬유모세포의 mtDNA의 대량결실을 유도하여 MMPs를 생성시켜 광노화를 발생시키는 반면 적외선 중 근적외선(IR-A, 파장범위: 760 ~ 1,440 ㎚)의 65%는 피부의 피하조직까지 깊숙이 침투하여 '활성산소' 형성과 관계있는 미토콘드리아의 전자 전달체계를 방해하여 세포내 활성산소를 증가시키고 교원질 균형을 변화 시키는 등 피부 손상을 유발시킨다고 밝히고 있다(참고문헌: P. Schroeder et al., Exp. Gerontology, 43, 629-632, 2008, P. Schroeder et al., J. Invest. Dermatology, 128, 2491-2497, 2008, J. Krutmann, and P. Schroeder, J. Invest. Dermatology, 14, 44-49, 2009, C. Calles, et al., J. Invest. Dermatology, 130, 1524-1536, 2010.).

또한, 근적외선은 파장이 길어 자외선보다 피하조직까지 깊숙이 침투하게 되며 활성산소(ROS) 형성과 관계있는 미토콘드리아의 전자 전달체계를 방해하여 세포내 활성산소를 증가시키고, 이로 인해 MMP-1 생성증가 및 교원질 감소를 통한 피부 노화를 유발시킨다고 알려져 있다. 이는 자외선이 직접적으로 섬유모세포의 mtDNA의 대량결실을 유도하여 MMPs를 생성시키는 반면, 근적외선은 미토콘드리아를 자극하여 활성산소 생성하고 이에 의한 MMPs의 생성이라는 다른 과정을 나타내지만 광노화에는 자외선뿐만 아니라 근적외선도 영향을 미친다는 결과이다. 따라서 근적외선 조사에 의한 광노화(Photoaging)가 시작되면 피부 속 진피층에서 MMP-1의 생성은 증가하고 이에 따라 type-I, type-III collagen이 분해되어 감소할 것으로 예상되고 있다.

그러나 현재 적외선을 차단할 수 있는 물리, 화학적 방법은 거의 알려져 있지 않으며 자외선 차단제 역시 적외선의 근본적인 피부 손상 원리가 자외선과 달라 효과를 기대할 수 없다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 근적외선을 효과적으로 차단하고 이로 인해 피부의 광노화를 예방하는데 탁월한 효과를 보이는 근적외선 차단용 화장료 조성물 및 근적외선 차단제를 제공하고자 한다.

본 발명은 종횡비(aspect ratio) 3 ~ 7의 금 나노로드(nanorod)를 포함하는 근적외선 차단용 화장료 조성물을 제공한다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 화장료 조성물은 0.5 ~ 20 중량%의 금 나노로드를 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 근적외선은 700 ~ 1400 ㎚일 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 근적외선 차단용 화장료 조성물은 종횡비가 3.00 ~ 3.20인 금 나노로드 100 중량부에 대하여 종횡비 4.80 ~ 5.20인 금 나노로드 80 ~ 120 중량부 및 종횡비 5.50 ~ 6.00인 금 나노로드 80 ~ 120 중량부를 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 근적외선 차단용 화장료 조성물은 종횡비가 3.00 ~ 3.20인 금 나노로드 100 중량부에 대하여 종횡비 3.80 ~ 4.20인 금 나노로드 85 ~ 110 중량부, 종횡비 4.80 ~ 5.20인 금 나노로드 85 ~ 110 중량부 및 종횡비 5.50 ~ 6.00인 금 나노로드 85 ~ 110 중량부를 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 화장료 조성물은 MMP-1의 활성을 20 ~ 60% 저해하고, 타입-1 콜라겐(type-1 collagen) 분해를 저해할 수 있다.

또한, 본 발명은 종횡비(aspect ratio) 3 ~ 7의 금 나노로드(nanorod)를 포함하는 근적외선 차단제를 제공한다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 근적외선 차단제는 0.5 ~ 20 중량%의 금 나노로드를 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 근적외선 차단제는 종횡비가 3.00 ~ 3.20인 금 나노로드 100 중량부에 대하여 종횡비 4.80 ~ 5.20인 금 나노로드 80 ~ 120 중량부 및 종횡비 5.50 ~ 6.00인 금 나노로드 80 ~ 120 중량부를 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 근적외선 차단제는 종횡비가 3.00 ~ 3.20인 금 나노로드 100 중량부에 대하여 종횡비 3.80 ~ 4.20인 금 나노로드 85 ~ 110 중량부, 종횡비 4.80 ~ 5.20인 금 나노로드 85 ~ 110 중량부 및 종횡비 5.50 ~ 6.00인 금 나노로드 85 ~ 110 중량부를 포함할 수 있다.

본 발명의 용어를 설명한다.

본 발명의 "나노로드"는 다각형 고리로 연결된 원자들이 긴 막대의 모양을 이루는 두께 1 ~ 수십 나노미터(1 ㎚는 10억분의 1m), 길이 수 마이크로미터 크기의 미세한 1차 입자를 의미한다.

본 발명은 근적외선을 효과적으로 차단하고 이로 인해 피부의 광노화를 예방하는데 탁월한 효과를 보이는 근적외선 차단용 화장료 조성물 및 근적외선 차단제를 제공하는 효과가 있다.

도 1은 실험예 1에서 측정한 실시예 1 내지 5의 금 나로로드의 종횡비이다.
도 2는 실험예 1에서 측정한 실시예 1 내지 5의 금 나로로드의 UV-Vis 흡광 스펙트럼 측정 결과이다.
도 3은 실험예 1에서 측정한 실시예 1 내지 5의 금 나로로드의 TEM 사진이다.
도 4는 실험예 2에서 측정한 실시예 6 내지 9의 금 나로로드의 UV-Vis 흡광 스펙트럼 측정 결과이다.
도 5는 실험예 2에서 측정한 실시예 6 내지 9의 금 나로로드의 TEM 사진이다.
도 6은 실험예 3에서 측정한 제조예 1 내지 2의 근적외선 차단 로션의 근적외선 차단 효과이다.
도 7은 실험예 4에서 측정한 제조예 1의 근적외선 차단 로션의 MMP-1 생성 저해 활성이다.
도 8은 실험예 4에서 측정한 제조예 1의 근적외선 차단 로션의 타입-1 프로콜라겐 분해 저해 활성이다.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

상술한 바와 같이, 현재 적외선을 차단할 수 있는 물리, 화학적 방법은 거의 알려져 있지 않으며 자외선 차단제 역시 적외선의 근본적인 피부 손상 원리가 자외선과 달라 효과를 기대할 수 없는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 종횡비(aspect ratio) 3 ~ 7의 금 나노로드(nanorod)를 포함하는 근적외선 차단용 화장료 조성물을 제공함으로써 상술한 문제의 해결을 모색하였다. 이를 통해, 근적외선을 효과적으로 차단하고 이로 인해 피부의 광노화를 예방하는데 탁월한 효과를 보이는 근적외선 차단용 화장료 조성물 및 근적외선 차단제를 제공할 수 있다.

실험예 1 및 도면 2에서 확인되는 바와 같이, 최대 흡수 파장은 종횡비가 3.09인 금 나노로드는 720 ㎚, 종횡비가 4.02인 금 나노로드는 780 ㎚, 종횡비가 5.04인 금 나노로드는 900 ㎚, 종횡비가 5.87인 금 나노로드는 약 1,000 ㎚인 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 근적외선인 700 ~ 1400 ㎚의 파장을 효과적으로 차단하기 위해서는 종횡비가 3 ~ 7인 금 나노로드를 포함하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 종횡비가 3 ~ 6인 금 나노로드를 포함할 수 있다.

본 발명의 근적외선 차단용 화장료 조성물은 종횡비가 3 ~ 7인 금 나노로드를 포함하는 것이라면 그 혼합비를 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 종횡비가 3.00 ~ 3.20인 금 나노로드 100 중량부에 대하여 종횡비 4.80 ~ 5.20인 금 나노로드 80 ~ 120 중량부 및 종횡비 5.50 ~ 6.00인 금 나노로드 80 ~ 120 중량부를 포함할 수 있으며, 종횡비가 3.00 ~ 3.20인 금 나노로드 100 중량부에 대하여 종횡비 3.80 ~ 4.20인 금 나노로드 85 ~ 110 중량부, 종횡비 4.80 ~ 5.20인 금 나노로드 85 ~ 110 중량부 및 종횡비 5.50 ~ 6.00인 금 나노로드 85 ~ 110 중량부를 포함할 수 있다.

상기 혼합비를 벗어날 경우, 근적외선 영역의 빛을 고르게 차단하기 힘든 문제점이 발생할 수 있다. 따라서, 상술한 바와 같은 종횡비의 금 나노로드를 상술한 바와 같은 혼합비로 혼합하는 것이 근적외선 영역의 빛을 고르게 차단하기 적합할 수 있다.

또한, 상기 화장료 조성물은 종횡비가 3 ~ 7인 금 나노로드를 포함하는 것이라면 그 함량을 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 0.5 ~ 20 중량%의 금 나노로드를 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 0.8 ~ 10 중량%의 금 나노로드를 포함할 수 있다.

만약, 0.5 중량% 미만의 금 나노로드를 포함할 경우, 금 나노로드의 첨가로 인한 근적외선 차단 활성을 수득하기 힘든 문제점이 발생할 수 있으며, 20 중량%를 초과하는 양의 금 나노로드를 포함할 경우, 첨가한 금 나노로드 양에 비해 수득할 수 있는 근적외선 차단 활성이 현저하지 않아 경제적이지 못한 문제점을 발생할 수 있다.

나아가, 상기 근적외선은 적외선 중에서도 통상적으로 짧은 파장이라고 여겨지는 것이라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 700 ~ 1400 ㎚일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 700 ~ 1000 ㎚일 수 있다.

더불어, 상기 화장료 조성물은 근적외선을 효과적으로 차단하여, 근적외선 조사에 의해 향상되는 MMP-1의 활성을 20 ~ 60% 저해하고 타입-1 콜라겐(type-1 collagen) 분해를 저해할 수 있다.

실험예 3 내지 4 및 도면 7 내지 8에서 확인되는 바와 같이, 본 발명의 금 나노로드를 포함하는 근적외선 차단용 화장료 조성물은 근적외선 조사에 의해 향상되는 MMP-1의 활성을 현저하게 저해하며, 타입-1 콜라겐의 분해를 저해하여 타입-1 프로콜라겐(type-1 procollagen)의 생성량이 현저하게 적은 것을 확인할 수 있다.

본 발명의 화장료 조성물은 금 나노로드 이외에 통상적으로 화장료에 첨가할 수 있는 것이라면 그 첨가물을 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 유화제를 포함할 수 있다.

상기 유화제로는 폴리솔베이트60, 라놀린, 올리브 유화왁스(sorbitan oilvate), 카르나우바 왁스(Carnauba wax), 올리브 리퀴드, 레시틴, 스테아르산, 붕사, 세토스, 솔루빌라이저, 세틸알콜, 폴리솔베이트 80(Polysorbate 80), 솔비탄 스테아레이트(Sorbitan Stearate), 폴리옥시에틸렌 피토스테롤(Polyoxyetylene Phytosterol) 및 하이드로제네이티드 소이빈 포스포리피드(Hydrogenated Soybean Phospholipid)로 이루어진 군 중 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 제조되는 근적외선 차단제 및/또는 근적외선 화장료 조성물의 제형에 맞게 선택가능하다.

본 발명의 화장료 조성물은 글리세린, 부틸렌 글라이콜, 폴리옥시에틸렌 경화피마자유, 토코페릴 아세테이트, 시트릭산, 판테놀, 스쿠알란, 소듐 시트레이트 및 알란토인으로 포함된 군으로부터 선택되는 최소 하나의 보조성분을 추가적으로 포함할 수 있으며, 보다 바람직하게는 글리세린, 폴리옥시에틸렌 경화피마자유, 토코페릴 아세테이트, 스쿠알란 및 소듐 시트레이트를 포함하고, 부틸렌 글라이콜, 시트릭산, 판테놀 및 알란토인으로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상을 더 포함할 수 있으며, 가장 바람직하게는 글리세린, 부틸렌 글라이콜, 폴리옥시에틸렌 경화피마자유, 토코페릴 아세테이트, 시트릭산, 판테놀, 스쿠알란, 소듐 시트레이트 및 알란토인을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 화장료 조성물은 기본적으로 피부에 도포되는 것이므로, 당업계의 화장료 조성물을 참조하여 제공될 수 있으며, 예를 들어, 용액, 현탁액, 유탁액, 페이스트, 겔, 크림, 로션, 파우더, 비누, 계면활성제-함유 클린싱, 오일, 분말 파운데이션, 유탁액 파운데이션, 왁스 파운데이션 및 스프레이 등으로 제형화될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

보다 상세하게는, 유연 화장수, 영양 화장수, 영양 크림, 마사지 크림, 에센스, 아이 크림, 클렌징 크림, 클렌징 폼, 클렌징 워터, 팩, 스프레이 또는 파우더의 제형으로 제조될 수 있다.

본 발명의 제형이 페이스트, 크림 또는 겔인 경우에는 담체 성분으로서 동물성유, 식물성유, 왁스, 파라핀, 전분, 트라칸트, 셀룰로오스 유도체, 폴리에틸렌 글리콜, 실리콘, 벤토나이트, 실리카, 탈크 또는 산화아연 등이 이용될 수 있다.

본 발명의 제형이 파우더 또는 스프레이인 경우에는 담체 성분으로서 락토스, 탈크, 실리카, 알루미늄 히드록시드, 칼슘 실리케이트 또는 폴리아미드 파우더가 이용될 수 있고, 특히 스프레이인 경우에는 추가적으로 클로로플루오로히드로카본, 프로판/부탄 또는 디메틸 에테르와 같은 추진체를 포함할 수 있다.

본 발명의 제형이 용액 또는 유탁액인 경우에는 담체 성분으로서 용매, 용해화제 또는 유탁화제가 이용되고, 예컨대 물, 에탄올, 이소프로판올, 에틸 카보네이트, 에틸 아세테이트, 벤질 알코올, 벤질 벤조에이트, 프로필렌 글리콜, 1,3-부틸글리콜 오일, 글리세롤 지방족 에스테르, 폴리에틸렌 글리콜 또는 소르비탄의 지방산 에스테르가 있다.

본 발명의 제형이 현탁액인 경우에는 담체 성분으로서 물, 에탄올, 또는 프로필렌 글리콜과 같은 액상의 희석제, 에톡실화 이소스테아릴 알코올, 폴리옥시에틸렌 소르비톨 에스테르 및 폴리옥시에틸렌 소르비탄 에스테르와 같은 현탁제, 미소결정성 셀룰로오스, 알루미늄 메타히드록시드, 벤토나이트, 아가, 또는 트라칸트 등이 이용될 수 있다.

본 발명의 제형이 계면-활성제 함유 클린징인 경우에는 담체 성분으로서 지방족 알코올 설페이트, 지방족 알코올 에테르 설페이트, 설포숙신산 모노에스테르, 이세티오네이트, 이미다졸리늄 유도체, 메틸타우레이트, 사르코시네이트, 지방산 아미드 에테르 설페이트, 알킬아미도베타인, 지방족 알코올, 지방산 글리세리드, 지방산 디에탄올아미드, 식물성 유, 라놀린 유도체 또는 에톡실화 글리세롤 지방산 에스테르 등이 이용될 수 있다.

게다가, 본 발명은 종횡비(aspect ratio) 3 ~ 7의 금 나노로드(nanorod)를 포함하는 근적외선 차단제를 제공한다.

본 발명의 근적외선 차단제는 종횡비가 3 ~ 7인 금 나노로드를 포함하는 것이라면 그 혼합비를 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 종횡비가 3.00 ~ 3.20인 금 나노로드 100 중량부에 대하여 종횡비 4.80 ~ 5.20인 금 나노로드 80 ~ 120 중량부 및 종횡비 5.50 ~ 6.00인 금 나노로드 80 ~ 120 중량부를 포함할 수 있으며, 종횡비가 3.00 ~ 3.20인 금 나노로드 100 중량부에 대하여 종횡비 3.80 ~ 4.20인 금 나노로드 85 ~ 110 중량부, 종횡비 4.80 ~ 5.20인 금 나노로드 85 ~ 110 중량부 및 종횡비 5.50 ~ 6.00인 금 나노로드 85 ~ 110 중량부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 근적외선 차단제는 종횡비가 3 ~ 7인 금 나노로드를 포함하는 것이라면 그 함량을 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 0.5 ~ 20 중량%의 금 나노로드를 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 0.8 ~ 10 중량%의 금 나노로드를 포함할 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.

[ 실시예 ]

실시예 1. 금 나노로드 합성

실시예 1-1: 금 시드 합성

바이알에 0.02M 세틸트리메틸암모늄 브로마이드(CTAB; Cetyltrimethylammonium bromide) 5 ㎖와 0.005M HAuCl₄ 5 ㎖를 넣어주고 1분 동안 강하게 볼텍싱하였다. 그 후 환원제로서 약 3℃의 0.01M NaBH₄ 900 ㎕를 넣고 3 분간 볼텍싱하였다. 결과, 용액의 색깔은 갈색을 띄게 되며, 약 3 ~ 5 ㎚의 금 나노입자가 형성되어, 금 시드를 형성하고 이후 3시간 숙성하였다.

실시예 1-2: 성장 용액 제조

250 ㎖ 삼각 플라스크에 벤질디메틸암모늄 클로라이드(Benzyldimethylammnium chloride; BDAC)/CTAB 비율이 0.07이 되도록, 0.15M CTAB과 0.0105M BDAC을 넣고 증류수 100 ㎖를 넣어 녹여주었다. 이 플라스크를 준비해 둔 워터 배쓰(water bath)에 넣어 온도를 30℃로 유지하면서 교반 시켜주면서 CTAB과 BDAC을 완전히 녹여주었다. 0.001M HAuCl₄ 100 ㎖, 0.004M AgNO₃ 5 ㎖, 및 0.0788M 아스코빅산(Ascrobic acid) 1.4 ㎖를 위에 준비한 삼각 플라스크에 첨가하였다. 여기서 AgNO₃는 금 나노로드 성장의 촉매 역할을 하게 되며 성장용액의 색깔은 아스코빅산의 환원작용으로 인해 Au(III)가 Au(0)가 되면서 투명해지게 된다.

실시예 1-3: 금 나노로드 합성

실시예 1-2에서 수득한 성장 용액에 실시예 1-1에서 수득한 금 시드를 240 ㎕ 첨가하였다. 용액의 색깔이 투명색에서 와인색으로 변하게 되면 금 나노로드가 성장하는 것을 의미하며 BDAC/CTAB의 비에 따라 짧게는 10분에서 길게는 약 10시간에 걸쳐 색깔의 변화가 발생하였다.

색깔이 변화하는데 걸리는 시간이 길수록 금 나노로드의 종횡비는 커지는 것을 확인할 수 있었다. 색변화가 발생한 후 용액을 12시간 이상 교반시켜 주어 금 나노로드의 결정성장 반응을 완료하였다. 반응이 끝난 용액은 세척을 위하여 15,000 rpm에서 30분 동안 원심분리한 후 2번 정도 증류수로 세척한 후 다시 증류수에 분산시켰다.

실시예 2 ~ 5.

하기 표 1에 기재되어 있는 BDAC 용액 농도 및 BDAC/CTAB 비율을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 금 나노로드를 합성하였다.

구분	BDAC 용액 농도	BDAC/CTAB 비율
실시예 2	0.0495M	0.33
실시예 3	0.1005M	0.67
실시예 4	0.15M	1
실시예 5	0.45M	3

실험예 1.

실시예 1 내지 5에서 제조한 금 나노로드의 종횡비, UV-Vis흡광 스펙트럼 및 TEM 사진을 측정하였다.

구체적으로, 금 나노로드의 종횡비는 UV-Vis 흡광 스펙트럼과 투과전자현미경을 통해 측정하였다. 측정한 금 나노로드의 종횡비는 도면 1에 나타냈다.

상기 UV-Vis 흡광 스펙트럼(MECASYS, OTIZEN 3220U)을 이용하여 300 ~ 1,100 ㎚에서 UV-Vis 흡수 스펙트럼을 측정하였고, 측정 결과는 도면 2에 나타냈다.

상기 TEM 사진은 투과전자현미경(JEOL, JEM2100)을 이용하여 촬영하였으며, TEM 사진은 도면 3에 나타냈다.

도 1에서 확인되는 바와 같이, CTAB:BDAC의 농도비가 1:1일 때 종횡비가 약 7로 가장 컸으며 다른 농도비에서는 종횡비가 감소하는 것으로 확인되었다.

도 2에서 확인되는 바와 같이, CTAB:BDAC의 농도비를 0.07로 제조한 금 나노로드(실시예 1)는 최대 흡수 파장이 720 ㎚였고, CTAB:BDAC의 농도비를 0.33로 제조한 금 나노로드(실시예 2)는 최대 흡수 파장이 780 ㎚였고, CTAB:BDAC의 농도비를 0.67로 제조한 금 나노로드(실시예 3)는 최대 흡수 파장이 900 ㎚였고, CTAB:BDAC의 농도비를 1.0로 제조한 금 나노로드(실시예 4)는 최대 흡수 파장이 980 ㎚인 것을 확인할 수 있었다.

도 3에서 확인되는 바와 같이, CTAB:BDAC의 농도비가 1:1일 때 구형(Spherical shape)의 금 나노입자가 가장 적게 나타났으며, CTAB:BDAC의 농도비가 1:1 이하 및 이상일 때, 구형의 금 나노입자의 생성이 증가하는 것으로 확인되었다.

실시예 6 ~ 9.

하기 표 2에 기재되어 있는 농도의 AgNO₃ 용액을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 금 나노로드를 합성하였다.

구분	AgNO₃ 용액 농도
실시예 6	0.001
실시예 7	0.002
실시예 8	0.02
실시예 9	0.04

실험예 2.

실시예 1 및 실시예 6 내지 9에서 제조한 UV-Vis흡광 스펙트럼 및 TEM 사진을 실험예 1과 동일한 방법으로 측정하였다. UV-Vis 흡광 스펙트럼 측정 결과는 도면 4에, TEM 사진은 도면 5에 나타냈다.

도 4에서 확인되는 바와 같이, 0.004 M의 AgNO₃ 용액을 사용한 실시예 1의 금 나노로드의 흡광도가 실시예 6 내지 9에서 제조한 금 나노로드보다 현저하게 높은 것을 확인할 수 있었다. 특히, 근적외선 영역인 700 ~ 1,100 ㎚에서 실시예 1의 금 나노로드의 UV-Vis 흡수가 현저가 높은 것을 확인할 수 있었다.

도 5에서 확인되는 바와 같이, 0.004 M의 AgNO₃ 용액을 사용한 실시예 1의 금 나노로드의 종횡비가 실시예 6 내지 9에서 제조한 금 나노로드보다 현저하게 높은 것을 확인할 수 있었다.

제조예 1. 근적외선 차단 로션 제조

실시예 1 내지 5에서 제조한 금 나노로드를 10 ㎍/㎖로 포함하는 수용액 1 ㎎ 및 유화제(폴리솔베이트60) 99 ㎎을 혼합하고, 200 rpm으로 교반하여 근적외선 차단 로션을 제조하였다.

제조예 2.

수용액 5 ㎎ 및 유화제 95 ㎎을 혼합한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 근적외선 차단 로션을 제조하였다.

실험예 3. 근적외선 차단 효과 측정

제조예 1 내지 2에서 제조한 근적외선 차단 로션을 손등에 도포한 후 인공 태양광을 200W 제논 램프을 사용하여 640 J/㎠의 광량의 근적외선(700 ~ 1,400 ㎚의 파장)을 3 분 동안 조사한 후 온도 상승여부를 적외선 카메라(FLIR Systems SE/A325)를 통해 측정하였다. 측정 결과는 도면 6에 나타냈으며, 대조구는 유기용제만 바른 곳이다.

도 6에서 확인되는 바와 같이, 유기용제만 바른 대조구(control) 부위는 온도가 32 ℃까지 빠르게 상승한 반면, 제조예 1 내지 2에서 제조한 근적외선 차단 로션을 바른 부위는 온도 상승 없는 체온인 27 ℃인 것을 확인할 수 있었다. 이는 본 발명의 근적외선 차단 로션에 포함되어 있는 금 나노로드가 효과적으로 근적외선을 차단하여 온도 상승을 억제한 것을 알 수 있는 것이다.

실험예 4. 광노화 억제 측정

제조예 1에서 제조한 근적외선 차단 로션을 섬유아세포에 도포한 후 실험예 3과 동일한 광량 및 파장의 근적외선을 30 분 또는 60 분 동안 조사한 후 섬유아세포의 MMP-1과 타입-1 프로콜라겐(type-1 procollagen)의 함량을 Real-time PCR에 의한 mRNA 발현을 측정하여 확인하였다.

구체적으로, 섬유아세포를 2×10⁵ cell씩 60 ㎜ 배양 접시에 분주하고, 37 ℃, 5% 이산화탄소 배양기에서 배양 접시의 80%로 채워질 동안 배양하였다. 이후 제조예 1에서 제조한 근적외선 차단 로션 또는 유기용제를 도포하고, 도포 24시간 후 30 분(640 J/㎠) 또는 60분(1280 J/㎠) 동안 근적외선을 조사한 24시간 후 RNAiso plus(Takara사 제품)을 이용하여 이의 메뉴얼에 따라 RNA를 추출하였다.

상세하게, RNA 추출은 60 ㎜ 배양 접시당 RNAiso plus 1 ㎖ 및 클로로포름을 첨가하고 파쇄(vortexing), 원심분리(centrifuge)를 수행하고 상층액을 분리하여 이소프로판올(isopropanol)을 첨가한 후 다시 원심분리하여 상층액을 제거하고 여과하여 펠렛만 수득하였다. 이후 펠렛을 에탄올로 세척하고 건조하여 RNA를 수득하였다.

수득한 RNA의 농도를 Nanodrop 2000을 이용하여 측정하고, 총 RNA 1 ㎍에 300 ng의 oligo(dT)와 cDNA 합성 kit(FERMENTAS사 제품)을 이용하여 cDNA를 합성 및 수득하였다. 이후 cDNA 및 SYBER GREEN mix kit(Takara사 제품)을 이용하여 94 ℃에서 30초, 55 ℃에서 30초, 72 ℃에서 30초 조건으로 DNA 유전자 증폭기(Thermal cycler, Applied Biosystems)로 25 사이클로 PCR를 실행한 후 ABI7500로 real-time PCR 결과를 측정하였다.

측정 결과 중 MMP-1의 함량은 도면 7에, 타입-1 프로콜라겐의 함량은 도면 8에 나타냈으며, 음성 대조구는 근적외선을 조사하지 않은 것이고, 양성 대조구는 유기용제만 바른 것이다.

도 7에서 확인되는 바와 같이, 유기용제만 도포한 양성 대조구는 근적외선 조사에 의해 현저하게 향상된 MMP-1 생성을 확인할 수 있는 반면, 제조예 1의 근적외선 차단 로션을 도포한 부위는 근적외선을 조사하지 않은 음성 대조구와 유사한 MMP-1 생성량을 확인할 수 있었다. 특히, 60분 동안 근적외선을 조사한 경우, 제조예 1의 근적외선 차단 로션은 유기용제만 도포한 것에 비해 MMP-1의 생성을 54% 이상 현저하게 저해하는 것을 알 수 있었다.

도 8에서 확인되는 바와 같이, 유기용제만 도포한 양성 대조구는 근적외선 조사에 의해 타입-1 프로콜라겐 함량이 현저하게 감소한 것을 확인할 수 있는 반면, 제조예 1의 근적외선 차단 로션을 도포한 부위는 근적외선을 조사하지 않은 음성 대조구와 유사한 타입-1 프로콜라겐 함량을 확인할 수 있었다. 특히, 60분 동안 근적외선을 조사한 경우, 제조예 1의 근적외선 차단 로션은 유기용제만 도포한 것에 비해 타입-1 프로콜라겐의 분해를 1.9배 이상 현저하게 저해하는 것을 알 수 있었다.

따라서, 금 나노로드를 포함하는 화장료 조성물을 이용할 경우, 인체 피부조직에서 흡수력이 가장 낮은 근적외선 영역의 빛을 차단함으로써 근적외선에 의한 광노화를 효과적으로 억제할 수 있는 것을 알 수 있었다.

실시예 및 실험예를 통해 확인할 수 있는 바와 같이, 종횡비를 조절하여 제조한 금 나노로드를 포함하는 근적외선 차단용 화장료 조성물 및/또는 근적외선 차단제는 피부에 흡수되는 근적외선을 효과적으로 차단하여 MMP-1의 생성 및 타입-1 프로콜라겐의 분해를 저해하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 상기 MMP-1의 생성 및 타입-1 프로콜라겐의 분해를 저해함으로써 근적외선에 의한 피부 광노화를 억제할 수 있는 것을 알 수 있었다.

Claims

유효파장 700 ~ 1400 ㎚ 범위의 근적외선 차단용 화장료 조성물로서,
종횡비 3 ~ 7인 금 나노로드를 0.5 ~ 20 중량%로 포함하고,
상기 금 나노로드는 종횡비가 3.00 ~ 3.20인 금 나노로드 100 중량부에 대하여, 종횡비 4.80 ~ 5.20인 금 나노로드 80 ~ 120 중량부 및 종횡비 5.50 ~ 600인 금 나노로드 80 ~ 120중량부를 포함하는 근적외선 차단용 화장료 조성물.
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유효파장 700 ~ 1400 ㎚ 범위의 근적외선 차단용 화장료 조성물로서,
종횡비 3 ~ 7인 금 나노로드를 0.5 ~ 20 중량%로 포함하고,
상기 금 나노로드는 종횡비가 3.00 ~ 3.20인 금 나노로드 100 중량부에 대하여, 종횡비 3.80 ~ 4.20인 금 나노로드 85 ~ 110 중량부, 종횡비 4.80 ~ 5.20인 금 나노로드 85 ~ 110 중량부 및 종횡비 5.50 ~ 6.00인 금 나노로드 85 ~ 110 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 근적외선 차단용 화장료 조성물.
제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 화장료 조성물은 MMP-1의 활성을 20 ~ 60% 저해하고, 타입-1 콜라겐(type-1 collagen) 분해를 저해하는 것을 특징으로 하는 근적외선 차단용 화장료 조성물.
유효파장 700 ~ 1400 ㎚ 범위의 근적외선 차단용 화장료로서,
종횡비 3 ~ 7인 금 나노로드를 0.5 ~ 20 중량%로 포함하고,
상기 금 나노로드는 종횡비가 3.00 ~ 3.20인 금 나노로드 100 중량부에 대하여, 종횡비 4.80 ~ 5.20인 금 나노로드 80 ~ 120 중량부 및 종횡비 5.50 ~ 600인 금 나노로드 80 ~ 120중량부를 포함하는 근적외선 차단제.
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유효파장 700 ~ 1400 ㎚ 범위의 근적외선 차단용 화장료로서,
종횡비 3 ~ 7인 금 나노로드를 0.5 ~ 20 중량%로 포함하고,
상기 금 나노로드는 종횡비가 3.00 ~ 3.20인 금 나노로드 100 중량부에 대하여, 종횡비 3.80 ~ 4.20인 금 나노로드 85 ~ 110 중량부, 종횡비 4.80 ~ 5.20인 금 나노로드 85 ~ 110 중량부 및 종횡비 5.50 ~ 6.00인 금 나노로드 85 ~ 110 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 근적외선 차단제.