KR102200694B1

KR102200694B1 - 소수성 활성성분의 안정화 방법 및 안정화된 활성성분을 함유하는 화장료 조성물

Info

Publication number: KR102200694B1
Application number: KR1020180150815A
Authority: KR
Inventors: 황이택; 이선별
Original assignee: 한국세라믹기술원
Priority date: 2018-11-29
Filing date: 2018-11-29
Publication date: 2021-01-08
Also published as: KR20200064578A

Abstract

본 발명은 소수성 활성성분의 안정화 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 소수성 활성성분을 고분자 및 탄산칼슘을 이용하여 캡슐화함으로써 활성성분을 효과적으로 안정화하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 안정화 방법에 따라 고분자 및 탄산칼슘을 이용하여 캡슐화된 마이크로 입자는 pH 감응성을 가지므로 특정한 pH에서 활성성분을 방출하는 기능성 화장품의 제조에 유용하다.

Description

소수성 활성성분의 안정화 방법 및 안정화된 활성성분을 함유하는 화장료 조성물{Method of stabilizing hydrophobic active ingredients and cosmetic compositions containing the stabilized active ingredients}

본 발명은 소수성 활성성분의 안정화 기술에 관한 것으로, 구체적으로는 소수성 활성성분을 고분자 및 탄산칼슘을 이용하여 캡슐화함으로써 활성성분을 안정화하고, 제형 내에서의 활성성분 방출을 제어하는 기술에 관한 것이다.

제약, 화장품 분야에서 약물이나 단백질, 펩티드 또는 핵산과 같은 불안정한 생물학적 물질을 안정화하고 방출 제어를 통해 효과적으로 인체 내로 전달할 수 있는 생체 적합한 소재의 개발에 대한 관심이 증가하고 있다. 이와 관련하여, 고분자와의 컨쥬게이션을 통해 복합구조물을 형성하는 것이 산화 및 pH 변화에 의한 분해로부터 안전한 약물 및 진단 제제 투여에 적합한 하나의 형태로 이용되고 있다.

대한민국 공개특허 제2017-0062961호 "폴리페놀계 유효 성분 안정화용 조성물"에는 난용성인 폴리페놀계 유효성분을 안정화하기 위한 구성으로써 '다공성 고분자 입자, 및 사이클로덱스트린 또는 그 유도체로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을 포함하는 파우더; 및 베타인, 알라닐글루타민, 폴리쿼터늄-51, 니코틴아미드, 우레아 또는 그 유도체, 및 소듐피씨에이로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을 포함하는 보습성분을 포함하는 폴리페놀계 유효 성분 안정화용 조성물'이 개시되어 있고, 대한민국 공개특허 제2017-0076223호 "하이드로젤 캡슐, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 화장료 조성물"에는 '활성 성분 코어와, 상기 코어를 둘러싸며 형성되고, 서로 이온 결합된 양이온성 고분자와 음이온성 고분자를 아미노산으로 가교결합시킨 고분자를 포함하여 수계에서 하이드로젤을 형성할 수 있는 쉘을 포함하는 하이드로젤 캡슐'이 개시되어 있다.

본 발명자들은 제형 내에서 불안정한 활성성분들을 효과적으로 안정화시키며, pH 변화에 따른 방출 제어능력을 가지는 입자의 개발을 위해 연구하였으며, 불안정한 활성성분을 특정 고분자 및 탄산칼슘을 이용하여 캡슐화함으로써 이를 해결할 수 있음을 확인하여 본 발명을 완성하였다.

본 발명은 소수성 활성성분을 효과적으로 안정화시킬 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 방법에 의하여 안정화된 활성성분을 내포하는 구형의 마이크로 입자를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 마이크로 입자를 함유하는 화장료 조성물을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따르면,

(A)β-싸이클로덱스트린을 용매에 용해시키는 단계; (B)소수성 활성성분을 추가하고 교반하여 β-싸이클로덱스트린에 포접(inclusion)시키는 단계; (C)염화칼슘(CaCl₂) 용액을 가하여 교반하는 단계; (D)탄산암모늄((NH₄)₂CO₃) 용액을 가하고 교반하여 상기 (B)단계의 포접 복합체(inclusion complex)를 탄산칼슘으로 코팅하는 단계; 및 (E)여과 후 건조하는 단계를 포함하는 소수성 활성성분의 안정화 방법이 제공된다.

상기 소수성 활성성분은 테트라하이드로커큐민(Tetrahydrocurcumin), 강황추출물, 레티놀, 토코페롤, 코엔자임 Q-10 및 퀘르세틴(Quercetin)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 것이며, 바람직하게는 테트라하이드로커큐민(Tetrahydrocurcumin)임을 특징으로 한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따르면, 상기 안정화 방법에 의하여 안정화된 소수성 활성성분을 내포하는 구형의 마이크로 입자가 제공된다.

상기 마이크로 입자는 pH에 따라 감응하는 것임을 특징으로 한다.

상기 또 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따르면, 상기 마이크로 입자를 함유하는 화장료 조성물이 제공된다.

본 발명의 안정화 방법에 따르면 다양한 소수성 활성성분을 효과적으로 안정화시킬 수 있으며, 활성성분의 안정화로 생성되는 마이크로 입자는 pH에 따른 방출제어능력을 가지므로 특정 pH에서 활성성분을 방출하는 기능성 화장품의 제조에 유용하다. 또한 상기 마이크로 입자는 균일한 구형의 형태를 가지므로 화장품, 의약품 등의 외용제에 적용시 발림성이 우수하다는 장점을 가진다.

도 1은 본 발명 안정화 방법을 설명하는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에서 제조된 입자의 SEM 이미지 분석도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에서 제조된 입자의 BET 표면적, BJH 흡착 및 탈착 특성을 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에서 제조된 입자의 FT-IR 결과를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에서 제조된 입자의 제타전위 결과를 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에서 제조된 입자의 입자크기 분석도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에서 제조된 입자에 포함된 THC의 농도를 나타내는 그래프이다.

이하, 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다.

본 발명은 1차적으로 소수성 활성성분을 고분자인 β-싸이클로덱스트린(β-cyclodextrin)에 포접시켜 안정화하고, 2차적으로 포접 복합체를 탄산칼슘으로 코팅함으로써 소수성 활성성분을 안정화시키는 것을 기술적 특징으로 한다.

활성성분 전달체로서의 탄산칼슘은 생체 적합한 무기물로서 방출 제어를 기능적으로 할 수 있는 무기물의 특징을 지닌다. 이 탄산칼슘 입자는 몇 백 나노미터에서 몇 마이크로미터까지 다양한 크기와 다양한 모양의 구조체로 합성 가능하며, 탄산칼슘이 지니고 있는 기공 및 기공을 포함한 공간에 약물, 단백질, 효소 등의 다양한 물질을 효과적으로 담지할 수 있다.

또한 탄산칼슘은 pH에 감응하여 그 구조가 녹아버리는 특성을 가지며, 공침전(Coprecipitation) 방법으로 쉽게 제조가 가능할 뿐 아니라, 합성 시 이용되는 조건에 따라서 다양한 크기 및 모양으로 조절이 가능하다는 장점을 가진다.

본 발명에 따르면, (A)β-싸이클로덱스트린을 용매에 용해시키는 단계; (B)소수성 활성성분을 추가하고 교반하여 β-싸이클로덱스트린에 포접(inclusion)시키는 단계; (C)염화칼슘(CaCl₂) 용액을 가하여 교반하는 단계; (D)탄산암모늄((NH₄)₂CO₃) 용액을 가하고 교반하여 상기 (B)단계의 포접 복합체(inclusion complex)를 탄산칼슘으로 코팅하는 단계; 및 (E)여과 후 건조하는 단계를 포함하는 소수성 활성성분의 안정화 방법이 제공된다.

상기 소수성 활성성분은 테트라하이드로커큐민(Tetrahydrocurcumin), 강황추출물, 레티놀, 토코페롤, 코엔자임 Q-10 및 퀘르세틴(Quercetin)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 것이며, 바람직하게는 테트라하이드로커큐민(Tetrahydrocurcumin, THC)이다.

상기 소수성 활성성분 중 하나인 테트라하이드로커큐민(Tetrahydrocurcumin)은 항산화, 항염 활성을 가지는 물질로서 화장료로 사용되며, 통증완화, 항암 효과등이 알려져 건강기능식품이나 의약품의 원료로도 사용된다. 그런데 소수성이며 제형 내에서 불안정하여 경시 안정성이 요구되는 화장품 등의 적용에 어려움이 있다.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 보다 많은 양의 소수성 활성성분을 캡슐화하기 위하여 먼저 소수성 활성성분을 고분자인 β-싸이클로덱스트린에 포접(inclusion)시킨다. 구체적으로는 β-싸이클로덱스트린을 용매에 녹인 후, 소수성 활성성분을 첨가하여 교반함으로써, 소수성 활성성분을 β-싸이클로덱스트린에 포접시켜 포접 복합체(inclusion complex)를 제조한다. 이때 소수성 활성성분을 알코올 등의 용매에 용해시켜 첨가하는 것이 바람직하다.

이어 상기 포접 복합체를 탄산칼슘으로 코팅한다. 구체적으로는 먼저 상기 포접 복합체가 포함된 반응계에 염화칼슘(CaCl₂) 용액을 가하여 0.5~2시간 교반한다. 이어서 반응계에 탄산암모늄((NH₄)₂CO₃) 용액을 가하고 10~30분간 교반하면, 포접 복합체의 표면에 탄산칼슘이 코팅되어, 구형의 마이크로 크기의 입자가 형성된다(도 1). 이때 마이크로 입자의 제조에 사용되는 β-싸이클로덱스트린, 소수성 활성성분, 염화칼슘 및 탄산암모늄의 양은 적절한 비율로 조절하여 사용할 수 있다.

탄산칼슘이 코팅됨으로써 소수성 활성성분은 더욱 안정화된다. 또한 소수성 활성성분을 β-싸이클로덱스트린에 포접시켜 형성되는 포접 복합체는 그대로 제형에 적용시 발림성이 좋지 않지만, 탄산칼슘이 코팅되어 균일한 구형의 마이크로 입자를 형성하므로 이를 외용제로 적용하는 경우 제형의 발림성이 개선된다.

이와 같이 제조된 안정화된 소수성 활성물질을 내포하는 구형의 마이크로 입자는 활성성분으로서 화장품 조성물 전체 중량에 대하여 0.1~20중량% 함유될 수 있다.

건강한 피부의 pH는 약산성을 띈다. 잦은 세정 또는 질병 등으로 인해 중성 또는 알칼리 pH로 상승하게 되면 피부장벽손상을 유발하며, 중성 또는 약알칼리성 pH는 피부 상재균의 과다증식을 위한 유리한 조건을 형성하게 되어 이로 인한 각종 피부질환을 초래할 수 있는 것으로 보고되어 있다(The effect of detergents on skin pH and its consequences. Clin Dermatol. 1996; 14(1): 23-27.). 그러므로 이러한 피부 pH의 상승은 결과적으로 피부장벽기능을 약화시켜 피부 트러블 및 민감성 피부, 건조, 심하면 아토피를 일으킬 수도 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 pH 조정제를 사용하여 화장품을 약산성의 제형으로 제조하여 사용하기도 한다.

그런데 상기 구형의 마이크로 입자의 표면에 존재하는 탄산칼슘은 약산성 조건에서 분해되는 pH 감응성을 가지므로, 활성성분이 약산성 조건에서 방출되는 특성을 가지는 기능성 화장품에 적용되는 경우 특히 유용하다.

[실시예]

이하 본 발명을 실시예 및 시험예를 통하여 구체적으로 설명한다.

실시예 1: 활성성분 안정화 마이크로 입자의 제조

소수성 활성성분인 테트라하이드로커큐민(THC)을 안정화시킨 마이크로 입자를 제조하였다.

먼저 β-CD(1.2 g/100 mL DW)를 bottle에 넣고 녹였다. 소수성 활성성분인 THC(0.2g/50 mL EtOH) 용액을 추가하여 2.5 시간 동안 교반(stirring)하였다. 여기에 CaCl₂(1.1g/100 mL DW) 용액을 넣은 후 30분 동안 교반하였다. 이어서 (NH₄)₂CO₃(0.96 g/100 mL DW) 용액을 넣고 다시 10분 동안 교반하였다. 220 nm Nylon filter를 이용하여 여과한 후, 여과된 시료를 드라이오븐(60℃)에 넣어 건조시켰다.

시험예 1: SEM 이미지 분석

상기 실시예에서 제조된 입자의 SEM 이미지를 분석하였으며, 이를 도 2에 나타내었다.

도 2의 (a), (b), (c)에 나타난 바와 같이, 대략 5 마이크로미터 정도 크기의 구형의 입자로서 표면에 기공이 형성되어 있는 것을 관찰할 수 있다. 또한, 상기 형성된 입자들은 EDS 분석을 통해서 탄산칼슘 입자임을 확인할 수 있었다(도 2 (d)).

시험예 2: BET 표면적, BJH 흡착 및 탈착 분석

상기 실시예에서 제조된 입자의 BET 표면적, BJH 흡착 및 탈착 특성을 분석하였다. 이를 도 3에 나타내었다.

(a)는 마이크로 입자의 BET 표면적, (b)는 Isotherm linear plot, (c)는 BJH흡착특성, (d)는 BJH탈착 특성의 분석결과이다. 표면적이 3.2827 m²/g, pore 부피가 0.02407 cm³/g, BJH흡착 pore직경이 41.3727 nm, BJH탈착 pore직경이 15.0557 nm 로 나타나 마이크로 입자는 메조포러스한 특징을 지님을 알 수 있다.

시험예 3: FT-IR 측정

FT-IR(Fourier Transform Infrared spectroscopy)을 이용하여 실시예에서 제조된 입자를 분석하였다. 그 결과를 도 4에 나타내었다. (a) THC, (b) 탄산칼슘, (c) β-CD, (d) 탄산칼슘내로 삽입된 β-CD-THC 포접 복합체 입자를 나타낸다.

도 4에서 확인되는 바와 같이 β-CD-THC 포접 복합체가 탄산칼슘 내부로 캡슐화 되었음을 알 수 있다. 탄산칼슘이 가지고 있는 피크가 1401 cm^-1, 873 cm^-1, 712 cm^-1 에서 확인할 수 있다.

시험예 4: zeta potential(제타전위) 분석

상기 실시예에서 제조된 입자의 제타전위 분석을 하였으며, 그 결과를 도 5에 나타내었다.

입자의 제타전위값이 pH 7.4 조건에서 -33.67 mV로 나타나 표면이 음전하를 띄는 것을 알 수 있었으며, 이는 입자 자체가 매우 안정함을 의미한다.

시험예 5: PSA(particle size analyzer) 분석

상기 실시예에서 제조된 입자에 대한 PSA 분석을 하였으며, 그 결과를 도 6에 나타내었다. 도 6에서 확인되는 바와 같이 입자의 평균 직경이 8.56±2.69 μm 로서 SEM 이미지와 비슷한 크기 분포를 보임을 알 수 있다.

시험예 6: THC 농도 분석

상기 실시예에서 제조된 입자 내에 함유된 THC의 농도를 HPLC로 분석하였다.

도 7에서 확인되는 바와 같이 5분대에 peak의 면적값이 1.74279*10⁴ 임을 통해서 샘플 측정 시 사용한 1 mg/L 입자내에 0.2 mg/L의 THC가 존재함을 통해서 로딩양이 20% 임을 알 수 있었다.

제형 실시예 1: 크림의 제조

하기 표 1의 조성에 따라 통상의 방법으로 안정화된 테트라하이드로커큐민(THC)을 함유하는 크림을 제조하였다.

성분	함량(중량 %)
안정화된 테트라하이드로커큐민 입자(실시예 1)	3
글리세린	10
부틸렌글라이콜	5
글리세릴올리에이트	1.8
세테아릴올리베이트	0.5
솔비탄올리베이트	0.5
카프릴릭/카프릭트리글리세라이드	5.0
세틸에틸헥사노에이트	1.0
비즈왁스	0.5
스쿠알란	0.2
1,2-헥산다이올	0.2
콜레스테릴/베헤닐/옥틸도데실라우로일글루타메이트	1.0
디메치콘	0.5
사이클로펜타실론삭/사이클로헥사실록산	2.0
세티아릴알코올	1.0
미네랄 오일	2.5
디소듐이디티에이	0.02
비에이치티	0.05
토코페릴아세테이트	0.3
판테놀	0.2
에칠헥실메톡시신나메이트	0.2
향	0.01
정제수	잔량

Claims

(A)β-싸이클로덱스트린을 용매에 용해시키는 단계;
(B)소수성 활성성분인 테트라하이드로커큐민(Tetrahydrocurcumin)을 추가하고 교반하여 β-싸이클로덱스트린에 포접(inclusion)시키는 단계;
(C)염화칼슘(CaCl₂) 용액을 가하여 교반하는 단계;
(D)탄산암모늄((NH₄)₂CO₃) 용액을 가하고 교반하여 상기 (B)단계의 포접 복합체(inclusion complex)를 탄산칼슘으로 코팅하는 단계; 및
(E)여과 후 건조하는 단계를 포함하는 테트라하이드로커큐민(Tetrahydrocurcumin)의 안정화 방법.
삭제
제1항의 안정화 방법에 의하여 안정화된 테트라하이드로커큐민(Tetrahydrocurcumin)을 내포하는 구형의 마이크로 입자.
제3항의 마이크로 입자는 pH에 따라 감응하는 것임을 특징으로 하는 구형의 마이크로 입자.
제4항의 마이크로 입자를 함유하는 화장료 조성물.