KR102413721B1 - 통증완화 성분이 포함된 알코올성 조성물, 및 이를 포함하는 알코올 스왑 - Google Patents

Abstract

본 발명은 통증완화 성분이 포함된 알코올성 조성물, 및 이를 포함하는 알코올 스왑에 관한 것이다. 본 발명은, 상처 부위 소독시 동반되는 국소 통증을 완화하는 통증완화 성분을 포함하여, 주사 또는 상처 소독 시에 발생하는 통증을 줄일 뿐 아니라, 스왑 형태의 일회용으로 개발하여 안정성 및 편리성을 확보하는 효과가 있다.

Description

통증완화 성분이 포함된 알코올성 조성물, 및 이를 포함하는 알코올 스왑{ALCOHOLIC DISINFECTANT COMPOSITION COMPRSING A PAIN-RELIEF COMPONENT, AND ALCOHOL SWAB COMPRSING THE SAME}

본 발명은 통증완화 성분이 포함된 알코올성 조성물, 및 이를 포함하는 알코올 스왑에 관한 것이다.

알코올은 가장 안전한 소독제로 60-90%의 알코올은 대부분의 그람 양성균, 그람 음성균, 결핵균, 곰팡이, 바이러스, HBV, HIV에 매우 효과적이고 소독효과도 포비돈 아이오딘(povidone iodine)보다 효과적이서, 질병으로 인해 주사제를 투여받아야 하거나 상처를 소독해야하는 경우에, 국소적인 소독제로 널리 사용되고 있다.

알코올을 주성분으로 하는 살균·소독제에 관한 종래의 기술은, 하기 특허문헌 1 내지 2의 것을 예시하여 이해할 수 있을 것이다. 이로써, 특허문헌 1 내지 2의 내용은 본 명세서 상의 배경기술로서 전부 인용된다.

특허문헌 1은, 녹차를 에탄올로 추출하여 얻어지는 추출물을 주성분으로 하여 손 소독시 살균소독 강화는 물론 피부보호 및 보습강화에 효과적이며, 알코올을 포함하고 있어 살균소독제로 사용시 알코올취 및 이취에 따른 불쾌감이 발생할 수 있으나 녹차의 폴리페놀 성분이 알코올 특유의 냄새를 제거하는 효과가 있어 냄새에 따른 불쾌감 없이 누구나 쾌적하게 사용할 수 있는 알코올성 살균소독제를 개시하고 있다.

특허문헌 2는, 천연물질 추출물을 포함하는 항균활성 증강용 손소독제 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 손소독제의 제조에 있어서, 정향, 황련 중에서 선택된 어느 하나의 천연물질 추출물을 첨가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 항균활성 증진용 손소독제의 제조방법 및 이의 방법으로 제조된 손소독제 조성물에 관한 것을 개시하고 있다.

상술한 종래 기술로부터 예시하여 이해할 수 있듯이, 종래에 알콜 소독제는 항균 활성을 증대시키는 방향으로의 조성물에 관한 것이 주류를 이루었고, 현재 통증 완화 물질이 함유되어 있는 기능성 효능을 가진 알콜 소독제라는 전문 소독제 분야는 발달되어 있지 못하다.

그러나, 알코올은 뛰어난 항균·항진균·항바이러스 효과에도 불구하고, 열상, 창상 등이 일어난 피부의 소독 시에, 여타의 소독제에 비해 극심한 통증을 유발하기 때문에, 환자들이 알코올에 의한 치료나 소독을 거부하는 경우가 많은 바, 이에 대한 문제 해결이 요구된다.

KR 10-0961879 B1 (2010.05.31.) KR 10-1130691 B1 (2012.03.20.)

본 발명의 목적은, 주사 또는 상처 부위 소독 시에 동반되는 국소 통증을 완화하는 알코올 소독제를 제공하는 것이다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서,

알코올, 및 통증완화 성분을 포함하는 알코올성 살균소독제 조성물을 제공한다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 통증완화 성분은, 리도카인, 아크리놀, 및 캄파에서 선택되어지는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 알코올성 살균소독제 조성물을 제공한다.

또한 본 발명에 있어서, 폴리비닐알코올, 카보폴, 및 글리세린에서 선택되어지는 1종 이상의 첨가제가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 알코올성 살균소독제 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명의 조성물이, 멸균 솜, 또는 부직포에 흡수된 것을 특징으로 하는 알코올 스왑을 제공한다.

본 발명은, 상처 부위 소독시 동반되는 국소 통증을 완화하는 통증완화 성분을 포함하여, 주사 또는 상처 소독 시에 발생하는 통증을 줄일 뿐 아니라, 스왑 형태의 일회용으로 개발하여 안정성 및 편리성을 확보하는 효과가 있다.

도 1은, 대식세포에서 LPS에 의해 유도되는 NO 생성에 대한 캄파, 아크리놀, 및 리도카인의 효과를 나타낸 것이다.
도 2는, 대식세포에서 LPS에 의해 유도되는 iNOS mRNA 발현에 대한 캄파, 아크리놀, 및 리도카인의 효과를 나타낸 것이다.
도 3은, 대식세포에서 LPS에 의해 유도되는 iNOS 단백 발현에 대한 캄파, 아크리놀 및 리도카인의 효과를 나타낸 것이다.
도 4는, 대식세포에서 LPS에 의해 유도되는 염증성 사이토카인 mRNA 발현에 대한 캄파, 아크리놀 및 리도카인의 효과를 나타낸 것이다.
도 5는, 대식세포에서 LPS에 의해 유도되는 염증성 사이토카인 분비에 대한 캄파, 아크리놀 및 리도카인의 효과를 나타낸 것이다.
도 6은, 포르말린 시험에서 포르말린 농도 변화에 따른 리도카인의 진통 효과를 평가한 것이다.
도 7은, 포르말린 시험에서 리도카인 전처리 시간에 따른 진통 효과를 평가한 것이다.
도 8은, 포르말린 시험에서 아크리놀의 진통 효과를 평가한 것이다.
도 9는 포르말린 시험에서 캄파의 진통 효과를 평가한 것이다.

이하, 본 발명에 대하여 실시예를 들어 보다 상세히 설명한다. 이하의 실시예는 발명의 상세한 설명을 위한 것일 뿐, 이에 의해 권리범위를 제한하려는 의도가 아님을 분명히 해둔다.

실시예

[ 포르말린 시험법을 이용한 진통 시험법( Formalin test ) ]

포르말린 시험에서는 조직손상이 일어나는 지속적인 통증에 대한 진통 효능/효력을 측정하기 위해 주로 랫드를 이용하는데 포르말린 시험은 자극원이 화학물질이고, 실험이 수행되는 동안 실험동물에 대한 구속이 적거나 거의 없으며, 통증자극과 반응이 일시적이지 않고 지속적이다(Dubuisson and Dennis, 1977). 포르말린에 의해 유도된 통증반응은 12상 단계를 거치며 이 두 단계는 약물학적으로 구별될 수 있다.

일반적으로 사용되는 실험 방법은 다음과 같았다.

1) cage에서 동물을 꺼내 몸무게를 잰다. 포르말린을 주사할 뒷발에 검정마커로 표시를 한다. 가능한 발의 전체를 완전히 칠한다.

2) 마킹된 랫드을 깨끗한 컨테이너에 넣는다. 거울을 컨테이너의 뒤와 옆에 설치하여 마킹된 동물의 발이 모든 각도에서 보이도록 한다. 실험환경에 적응시키기 위하여 15-30 분 정도 둔다.

3) 실험에 쓰일 약물용액을 준비한 후 0.5mL 주사기(28.5G 바늘)에 0.5 %포르말린과 함께 담는다.

* 5% 포르말린의 조제 : 10 % 완충-포르말린 용액(sigma)을 1:1로 증류수를 이용하여희석한다. 황색 유리병에 수주 동안 보관 가능. (10 % 완충 포르말린 용액은 4 %의포름알데하이드를 함유. 따라서 5%의 포르말린 용액은 2 % 포름알데하이드를 함유)

4) 1 mL 주사기(27 G바늘)을 이용하여 시험물질이나 적당한 vehicle를 주사한다. 10분(혹은 적당한 시간) 정도 물질이 흡수될 수 있는 시간을 준다.

5) 표시된 랫드의 발에 포르말린을 주사한다. 랫드를 컨테이너에서 테이블로 옮긴다. 한 손으로 몸통을 잡고 부드럽게 꼬리를 다른 손으로 쥔다. 랫드를 앉아있는 자세로 놓은 후 뒷발을 뻗게 한다. 마킹된 다리를 부드럽게 잡아 뻗게 하면서, 포르말린이 담긴 주사기를 집는다. 등쪽 표면에 바늘의 뭉뚝한 부분이 위, 뾰족한 부분이 아래로 가게 주사한다. 이 때 주사액은 피부 표면 바로 아래에 주입한다. 주사한 동물은 곧바로 컨테이너로 옮긴다. 1상 시작을 위해 타이머를 켠다. 포르말린 주사를 남아있는 모든 동물들에 반복하는데 이 때 주사를 가능한 빠르게 마칠 수 있도록 한다.

6) 첫 번째 랫드를 15 초 동안 관찰하면서 주사한 발이 위축되는 횟수를 센다. 남아있는 세 마리의 랫드에 이를 반복한다. 네 번째 랫드를 관찰 후, 첫 번째 랫드부터 다시 관찰한다. 10 분 동안 계속한다.

7) 1 상 반응 시 보였던 각 동물들의 위축반응의 횟수를 기록한다. 카운터를 0으로 리셋한다.

8) 첫번째 포르말린 주사 후 30 분 후, 2 상반응의 발 위축 횟수를 세기 시작한다.

이 때 6 번 단계의 관찰방법을 따른다. 20 분간 지속한 후 2 상 반응 시간 동안 보인 발 위축 횟수를 기록한다.

9) 각각의 처리 그룹을 연구하기 위해 1부터 8까지의 단계를 원하는 횟수만큼 반복한다.

1.대식세포에서 캄파 , 아크리놀 및 리도카인의 항염 효과 분석( in vitro 시험)

통증을 완화 시키는 기전 중에 COX(cyclooxygenase)효소를 저해하여 통증을 완화 하는 기전이 있다. COX효소는 prostaglandin을 합성하는데, prostaglandin이 바로 염증을 일으키는 원인이므로 일반적으로 항염 효과가 진통 효과와 연결이 되는 경우가 많이 있으므로 먼저 항염 효과 분석을 통해 아크리놀과 리도카인, 캄파의 진통 효과를 in vitro 상에서 평가해 보고자 하였다.

1.1 분석 시험 방법

1.1.1 세포배양

대식세포 (RAW264.7 세포)는 세포 배양액 [DMEM (Gibco), 10% FBS (Gibco), penicillin (100 U)/streptomycin (100 U) (Gibco)]을 이용하여 12 well 혹은 6 well plate에서 배양하였다.

1.1.2 Nitric Oxide 측정

시료와 LPS (1 ㎍/ml)를 처리한 후 24시간 후에 얻어진 세포 배양액 100 ㎕를 Griess reagent (Sigma)와 동량을 넣어 상온에서 15분 반응 시켰다. 반응 후 540 nm 파장에서 마이크로 플레이트 리더기를 이용하여 OD값을 측정한다. 스탠다드 물질은 Nitrite (NaNO₂)를 사용하였다.

1.1.3 염증성 사이토카인 분비 측정

시료와 LPS (1 ㎍/ml)를 처리한 후 24시간 후에 얻어진 세포 배양액에 분비된 염증성 사이토카인을 ELISA 분석하였다. 사용된 ELISA (TNF, IL-1, IFN 및 IL-6) kit는 Ab frontier (대한민국)에서 구매하였고 제조사의 권장 프로토콜에 따라 마이크로 플레이트 리더기를 이용하여 측정 분석 하였다.

1.1.4 Realtime RT - PCR

시료와 LPS (1 ㎍/ml)를 처리한 후 12시간 후에 Trizol (Gibco) 시약을 이용하여 mRNA를 추출한 후 RT 반응 kit (Wizbiosolution)으로 cDNA를 합성하였다. SYBR Green PCR mix(Qiagen)와 primer (iNOS, TNF, IL-1, IFN, IL-6, GAPDH)를 넣고 Real-time PCR 장비(Rotor-Gene Q)를 이용하여 실시간 중합효소반응을 수행 후 Rotor-Gene Q소프트웨어를 사용하여 유전자 발현을 비교 분석하였다.

1.1.5 Western blot

시료와 LPS (1 ㎍/ml)를 처리한 후 24시간 후에 RIPA 용액을 이용하여 단백을 추출하고 정량하였다. 8% polyacrylamide gel을 사용한 electrophoresis로 protein (40 ㎍)을 검사하였다. 단백은 acrylamide로부터 nylon filter로 transfer하고 1% bovine serum albumin으로 blocking 하였다. iNOS (Santa cruz) 항체를 함유한 blocking buffer에 상온으로 2-3 시간 배양하였다. 그런 후에 0.3% Tween 20을 함유한 PBS 용액으로 15 분간 3 회 세척하고 형광 표지된 2차 항체를 반응시켰다. 0.3% Tween 20을 함유한 PBS 용액으로 15 분간 3 회 세척하였다. 세척이 끝난 membrane은 이미징 분석장비 (Li-COR)를 이용하여 단백 발현을 측정하였다.

1.1.6 통계처리

실험결과는 평균표준오차 (Mean S.E.M., n=4)로 계산하였다. 각 군 간의 유의성 검증은 Student's t-test와 One-way ANOVA (dunnet post test)를 사용하였다. p값이 5% 미만일 때에 유의성이 있는 것으로 판정하였다.

1.2 분석 시험 결과

본 분석실험에서 대식세포는 염증 연구에 가장 널리 사용되는 RAW 264.7 세포주를 이용하였고 염증반응 유도는 lipopolysaccharide (LPS; 1 ㎍/ml)를 처리하여 유도하였다. 분석에 사용한 시료는 Camphor, Acrinol 및 Lidocaine 이었고 사용 농도는 Nitric oxide (NO) 분석을 통해 0-20 (㎍/ml) 범위로 한정하였다.

1.2.1 iNOS ( inducible nitric oxide synthase ) 발현 분석

① Nitric oxide ( NO ) 측정

캄파, 아크리놀 및 리도카인이 LPS 유도 NO 생성에 대한 분석을 실시하였다. 시료와 LPS (1 ㎍/ml)를 처리한 후 24시간에 세포 배양액을 얻었고 Grisess 반응으로 nitrite의 양을 측정하여 전체 NO 양으로 대변하였다. 대식세포에서 LPS가 유도하는 NO 생성을 캄파와 리도카인이 농도 의존적으로 감소시키지만, 아크리놀은 사용한 농도 범위내에서 NO 생성을 억제시키지 못하였다. 결과는 도 1에 나타난 바와 같았다.

② iNOS mRNA 발현

캄파, 아크리놀 및 리도카인이 LPS 유도 iNOS mRNA 발현에 대한 분석을 실시하였다. 시료와 LPS (1 ㎍/ml)를 처리한 후 12시간에 Trizol 용액에 샘플링 하였다. Realtime RT-PCR 분석에서 LPS가 유도하는 iNOS mRNA 발현은 캄파와 리도카인에 의해서만 20 ㎍/ml 농도에서 유의하게 감소되었고 아크리놀에 의해서는 그 효과가 억제되지 않았다. 결과는 도 2에 나타난 바와 같았다.

③ iNOS 단백질 발현

캄파, 아크리놀 및 리도카인이 LPS 유도 iNOS 단백 발현에 대한 분석을 실시하였다. 시료와 LPS (1 ㎍/ml)를 처리한 후 24시간에 RIPA 용액에 샘플링 하였다. Western blot 분석에서 LPS가 유도하는 iNOS 단백 발현은 캄파와 리도카인에 의해서만 20 ㎍/ml 농도에서 유의하게 감소되었고 아크리놀에 의해서는 억제되지 않음을 확인할 수 있었다. 결과는 도 3에 나타난 바와 같았다.

1.2.2 염증성 사이토카인 유전자 ( TNF , IL -1, IFN , IL -6) 발현 분석

① 염증성 사이토카인 분비 측정

캄파, 아크리놀 및 리도카인의 염증성 사이토카인 분비에 미치는 영향을 분석하였다. 시료와 LPS (1 ㎍/ml)를 처리한 후 24시간에 세포 배양액을 얻었고 염증성 사이토카인 ELISA 분석에 사용하였다. 대식세포에서 LPS가 유도하는 TNF, IL-1, IFN 및 IL-6 분비는 캄파와 리도카인에서만 20 ㎍/ml 농도에서 유의하게 감소되었고 아크리놀은 아무런 영향을 보이지 않았다. 결과는 도 4에 나타난 바와 같았다.

② 염증성 사이토카인 유전자 mRNA 발현

캄파, 아크리놀 및 리도카인의 염증성 사이토카인 mRNA 발현에 미치는 영향을 분석하였다. 시료와 LPS (1 ㎍/ml)를 처리한 후 12시간에 Trizol 용액에 샘플링 하였다. Realtime RT-PCR 분석에서 LPS가 유도하는 TNF, IL-1, IFN 및 IL-6 mRNA 발현은 캄파와 리도카인에 의해서만 20 ㎍/ml 농도에서 유의하게 감소되었고 아크리놀에 의해서는 억제되지 않았다. 결과는 도 5에 나타난 바와 같았다.

1.2.3 실험 결과

캄파, 아크리놀 및 리도카인의 NO 생성과 iNOS 유전자 발현에 미치는 영향을 분석하였다. 대식세포에서 LPS가 유도하는 NO 생성을 캄파와 리도카인이 농도 의존적으로 감소시켰다 (도 1). 하지만, 아크리놀은 사용한 농도 범위내에서 NO 생성을 억제시키지 못하였다. LPS가 유도하는 iNOS mRNA와 단백질 발현은 NO 생성 결과와 같은 패턴으로 캄파와 리도카인에 의해서만 20 ㎍/ml 농도에서 유의하게 감소되었다 (도 2, 도 3). 캄파, 아크리놀 및 리도카인의 염증성 사이토카인 유전자 발현에 미치는 영향을 분석하였을때 대식세포에서 LPS가 유도하는 TNF, IL-1, IFN 및 IL-6 분비를 ELISA로 분석한 결과 캄파와 리도카인에서만 20 ㎍/ml 농도에서 유의하게 염증성 사이토카인 분비가 감소되었고 아크리놀은 아무런 영향을 보이지 않았다 (도 4). LPS가 유도하는 염증성 사이토카인 mRNA 발현 결과는 염증성 사이토카인 분비 생성 결과와 같은 패턴으로 캄파와 리도카인에 의해서만 20 ㎍/ml 농도에서 mRNA 발현이 유의하게 감소되었다 (도 5). 결론적으로 캄파와 리도카인은 LPS 유도 대식세포 염증반응 (NO 생성 및 염증성 사이토카인 생성 반응)에 대하여 항염 효과를 갖는 것을 확인할 수 있었다.

2. 국소 통증 완화 물질의 in vivo 효력 screening test

2.1 Formalin test (꼬리 회피 반응 시험)

시험 용액 ((lidocaine, acrinol, camphor, 70% EtOH)에 쥐의 왼쪽 뒷발을 1 분간 담가 적신 후 꺼내어 (5분정도 적셔진 상태 유지) 20 분을 둔 후, 다음 1% formalin을 intraplantar에 10㎕를 투여한 후 투명 아크릴 상자에 놓고 5 분 동안 통증반응(scratching, licking, biting)을 보이는 시간을 측정하였다.

2.2 효력 시험 방법

2.2.1. Formalin 농도에 따른 진통 효과 시험

먼저 포르말린 농도에 따른 진통 효과를 측정 하여 보았다. ICR 마우스의 왼쪽 뒷다리를 lidocaine 용액에 1분간 담그고 왼쪽 뒷다리 발바닥에 포르말린 용액 (0.5, 1, 3, 5%)을 s.c. 투여 후 5 분 동안 통증반응을 측정하였다. 그래프의 결과값은 mean±SEM으로 나타내었다(One-way ANOVA with Tukey's post-hoc test, **p<0.01; vehicle vs 10% lidocaine 처치군). 결과는 도 6과 같았다. 실험 결과 1% 농도에서 유의한 진통 효과를 확인할 수 있었다.

2.2.2. 도포 시간에 따른 진통 효과 시험

위의 실험 결과를 바탕으로 도포 시간에 따른 진통 효과를 시험 하기 위하여 ICR 마우스의 왼쪽 뒷다리를 lidocaine 용액에 1분간 담그고 도포 10, 20, 30 분후, 왼쪽 뒷다리 발바닥에 1% 포르말린 용액을 s.c. 투여 후 5 분 동안 통증반응을 측정하였다. 그래프의 결과값은 mean±SEM으로 나타내었다(Student t-test, *p<0.05, ***p<0.001; zero time vs 처치군, n=5). 결과는 도 7과 같았다.

2.2.3. 물질에 따른 진통 효과 시험

위의 실험 결과를 바탕으로 다른 후보 물질들의 진통 효과도 같이 관찰하여 보기 위하여 ICR 마우스의 왼쪽 뒷다리를 acrinol, camphor 용액에 1분간 담그고 20 분후 왼쪽 뒷다리 발바닥에 1% 포르말린 용액을 s.c. 투여 후 5 분 동안 통증반응을 관찰하여 측정하고 진통효과를 측정해 보고자 하였다. 그래프 (scatter plot)의 결과값은 mean±SEM으로 나타내었다 (Student t-test, *p<0.05, **p<0.01, ***p<0.001; vehicle vs 처치군, n=5). 실험 결과는 도 8, 및 도 9와 같았다.

6.4 효력 시험 결과

1% 포르말린 시험법을 이용한 통증반응 검색 결과, lidocaine, acrinol, camphor를 각각 도포한 그룹에서 vehicle 처리군과 비교하여 유의한 진통 반응이 관찰되었다(도 7 내지 도 9 참조).

진통 효과 실험을 위하여 먼저 여러 농도의 포르말린을 투여하여 가장 적당한 1% 포르말린 농도를 선택하였다(도 6).

또한 리도카인 전처치 시간을 다르게 하여 포르말린 시험을 수행한 결과, 20분 전처치가 가장 유의한 결과를 나타내어 전처리 시간은 20분으로 정하였으며 (도 7) 이러한 결과를 바탕으로 acrinol 과 camphor의 효력 시험을 측정해 본 결과 acrinol과 camphor에서도 각각 진통 효과를 관찰 할 수 있었다.

특히 camphor의 경우 진통 효과 뿐만 아니라 항염 효과 실험에서도 우수한 결과가 도출 되었으므로 진통뿐 아니라 소염 효과를 위하여 모두 사용할 수 있는 우수한 물질임을 확인 할 수 있었다.

3. 시제품 제작을 위한 약액의 점성 향상과 피막 형성 test

3.1 실험 목적

피부표면에 약액이 처방되었을 경우 일정시간 피부 부착의 효과를 나타내어 약액 내 유효성분이 피부에 침투할 수 있는 시간을 부여하고 에탄올 약액이 대기 중으로 쉽게 휘발하는 특성을 감소시키기 위해 약액의 건조 후 피막을 형성함으로써 국소 통증 완화물질의 손실을 방지하는 부수적인 효과를 얻을 수 있다. 이때 고려해야 할 사항으로는 첫째 인체무독성, 둘째 약액의 투명성, 셋째 혼합조건의 용이성, 넷째 선정된 원료의 가공성(제품 가공성) 등을 고려해야 한다. 상기와 같은 목적을 달성하기 위해서 3가지 재료 즉, Poly vinyl alcohol(PVA), 카보폴(Ultrez 21) 및 글리세린을 선정하였으며 모두 사용이 가능하다. 그 이유로는 다음과 같다.

첫째 선정된 원료는 모두 식약처로부터 인체 무독성 평가를 받았으며 둘째 약액 제조 후 약액의 물성이 점성을 갖는 것으로 예측되며 셋째 약액의 투명도가 모두 확보된 경우이다.

약액 제조에 필요한 농도는 PVA는 ~2%, 카보폴은 ~0.15%, 글리세린은 ~10%으로 설정하였다.

3.2 실험 방법

3.2.1 기기

본 실험을 위해 사용한 장비로는 다음과 같다.

Homogenizer, pH meter, chemical balance

3.2.2 시료준비

[시료 1] 에탄올(78.85%) + PVA(2%) + Camphor(0.2%)

PVA(Poly Vinyl Alcoho)은 에탄올에 용해도가 적기 때문에 소량의 물에 투입한 후 온도를 올려 완전히 용해시킨 후 일정량의 에탄올과 camphor 0.2g을 가하여 최종 에탄올의 농도를 부피비 78%, 최종 부피 100mL로 제조하였다.

[시료 2] 에탄올(78.85%) + Carbopol(0.15%) + Camphor(0.2%)

에탄올 100mL에 Carbopol 0.15g을 첨가한 후 Carbopol이 충분히 wetting될 때까지 방치하였고, 완전히 wetting이 된 후 이를 균일혼합기로 거어주어 dispersion시켰다. 이 시료에 Camphor 0.2g을 가하여 완전히 용해시킨 후 Triethanol amine으로 용액의 pH를 중성으로 중화시켜 시료를 제조하였다.

[시료 3] 에탄올(78.85%) + Glycerin(10g) + Camphor(0.2%)

에탄올 100mL에 Glycerin과 Camphor 0.2g을 가한 후 magnetic bar로 충분히 저어주어 완전히 용해시켜 시료를 제조하였다.

3.3 실험 결과

3.3.1 약액 제조 시 용액의 상태

시료 1은, PVA의 에탄올 용해도가 나빠서 용액의 상태는 혼탁도가 높았고, 용해도를 초과한 PVA가 다시 석출되어 끈적이는 비정질 석출물이 관찰되었다.

이에 비해 시료 2는 증류수에 carbopol이 wetting되는 시간에 비해 에탄올용액에 wetting되는 시간이 오래 걸렸지만 그런대로 용액의 상태는 혼탁도가 그리 높지 않은 결과를 얻었다. 그러나 carbopol의 산성도를 중화시키기위해 TEA를 첨가하면 용액의 점성도가 크게 증가하였다.

시료 3은 glycerin이 에탄올에 잘 용해되는 특성 때문에 camphor와 함께 처리하였는데 용액의 상태는 가장 투명도가 높았다.

3.3.2 첨가제 농도에 대한 고려

< PVA >

물에 대한 친수성이 좋고, 인체에 무독한 특성 및 보습력에 영향을 준다고 알려져 화장품원료로 널리 사용되기 때문에 선택해 보았다. 그러나 예상과는 달리 에탄올에 대해 용해도가 극히 좋지 않고, 오로지 물에 대한 용해도가 우수하여 가온한 상태의 물에 용해시킨 후 실온까지 방치한 결과 점성을 갖는 투명한 액상이 되었다. 그러나 이를 에탄올로 희석시키면 급격히 응고되어 PVA가 석출되는 경향을 보였다. 따라서 2% 이상 PVA를 적용시키기 곤란한 결과를 얻었다.

< Carbopol(Ultrez 21) >

이때 사용한 carbopol은 물성이 일반적인 carbopol과 같으나 U-21 carbopol은 가온시키지 않고 직접 wetting과 disperse시키는 특성을 가진 원료로서 사용하기 편리한 점이 있어 이를 사용하였다. 전술한 바와 같이 carbopol은 물에는 비교적 wetting이 잘 이루어지나 에탄올용액에서는 wetting되는 시간이 상대적으로 더 긴 문제는 있었다. Carbopol이 투입된 에탄올용액을 wetting과 disperse시킨 후 이를 중화시키면 액상의 물성은 투명한 점성을 보유한 약액을 제조할 수 있었다. 그런데 carbopol은 1% 이상의 농도로 사용하기 곤란한 문제가 있다. 완전히 점성만을 고려한다면 1% 이상이 필요하겠으나 나중에 과다한 점성도는 생산공정을 곤란하게 할 가능성이 크다.

< Glycerin >

Glycerin을 화장품에 적용시키는 이유는 보습력을 고려하기 때문이며 대략 10% 내외의 농도로 첨가하는 것은 비교적 과량이라 판단된다(대부분 1~2%). 그러나 문헌에 의하면 글리세린이 물, 알콜과는 친화력이 우수하기 때문에 농도를 높이더라도 반제품의 물성이 크게 나빠지지 않을 것으로 생각된다. 따라서 10%의 과량을 첨가해본 결과 앞의 경우에 비해 glycerin은 에탄올 용액에 투입하면 처음에는 점성의 glycerin으로 인해 용액 내 double layer가 생성되나 균질교반기를 사용하지 않더라도 이를 mixing하게 되면 대단히 용해가 잘 되는 결과를 얻었다. 약액의 물성은 에탄올만의 용액과도 차이가 없을 정도로 투명하며 점성을 가지지 않은 것 같은 결과를 얻었다.

3.3.3 제조된 반제품의 물성 Test

[용액의 점성도]

시료 1과 시료 2는 외형상 점성을 유지하고 있으나 글리세린이 첨가된 시료 3은 외형적으로 전혀 점성을 나타내지 않은 것처럼 보였다. 그러나 상세히 서술하자면 시료 1인 끈적이는 비정질 점액이 석출되었기 때문에 시료 2에 비해 점성도는 개선이 되었으나 시료 2의 경우 점성을 상당히 소유한 유동성 액체상태가 되었다.

[용액의 탁도]

용액이 탁도는 PVA가 석출된 시료 1이 시료 2에 비해 상당한 탁도를 가지고 있었으나 시료 3은 전혀 탁도를 나타내지 않았다. 따라서 탁도의 순서는 카보폴(U-21) > PVA > 글리세린이 첨가된 시료 순으로 투명도가 증가하였다.

[건조시간]

에탄올에 첨가제 형태로 camphor와 점성증가제를 적용시켰기 때문에 에탄올 자체만의 결과에 비해 건조되는 시간은 더 지속되었다(건조시간이 더 걸렸다). 건조시간은 시료 3 > 시료 1 > 시료 2과 같았다. 피부표면을 문질러본 결과 시료 2는 급격히 점성을 잃어버리는 carbopol 특성을 나타내었다. 이런 성질을 없애기 위해 금속봉쇄제 EDTA를 적용시킨 결과 오히려 용액의 탁도를 증가시키는 결과를 얻었다.

[피막형성]

피부에 적용시켜 묻어있는 약액이 건조된 후 피부표면에 피막을 형성하는지를 테스트해보았다. 그 결과 glycerin을 적용시킨 결과에서 확실한 피막을 형성하는 결과를 얻었고, 시료 1과 2는 시료 3에 비해 피막형성 정도가 좋지 않았다. 결론적으로 시료 1과 2의 피막형성 정도를 판단할 때 거의 유사한 결과를 얻었다.

[시제품 가공]

시제품 가공은 사면포장 중 3면만을 sealing한 후 3 x 3.5 cm 사이즈 부직포를 넣고, 주사기를 이용하여 약액을 주입하여 제조하였다.

전반적으로 고찰한 바와 같이 점성도, 탁도 등을 고려할 때 시제품 가공성은 글리세린을 첨가한 시료 3이 가장 우수하였고, 시료 1인 PVA를 첨가제로 사용한 경우 마지막으로 점성을 갖는 카보폴을 첨가한 시료가 가장 가공이 떨어지는 결과를 얻었다.

[제품 가공성]

1매 swab 제조방법은 사면 자동포장이고, 일정량의 약액이 자동으로 주입되는 형태이다. 따라서 약액의 상태가 생산성에 지대한 영향을 미치게 되는데 첫째 약액의 기포형성, 둘째 약액의 점성이 중요한 인자이다.

사면포장기의 원리로는 약액을 필름포장 내부로 주입하는 방법은 피스톤원리에 의한 감압으로 실린더에 약액을 흡입시킨 후 이를 피스톤으로 밀어 노즐을 통해 약액을 주입하는데 실린더에 일정량 약액이 주입되도록 하는 방식은 피스톤방식과 볼 방식이 있다.

약액을 주입할 때 피스톤의 팽창이 발생하는데 이때 거품이 형성되면 정확한 약액이 실린더 내부로 흡입되기 곤란하며 실린더가 미끌리는 현상이 발생한다. 또한 실린더 내부에 약액이 일정한 양 주입되면 이를 정지시키는 밸브가 작동되어 약액 주입을 정지시키는데 이 작용이 원활하지 못하게 된다. 이 현상을 방지하기 위해 종종 거품나는 제품의 가공성 정밀도를 높이기 위해 밸브작용을 볼타입으로 바꾸어 생산하는데 거품이 과다할 경우 볼도 스테인레스 재질을 사용하는데 이도 작용력에 한계가 있다.

이를 고려해본다면 시료 3과 같이 에탄올 기제에 첨가제로 인해 나타나는 기포성 및 점성이 없는 유형이 가장 바람직하다고 볼 수 있다.

3.3.4 결론

약액의 피부적용성 테스트(피막형성 첨가제)를 PVA, Carbopol 및 Glycerin의 3가지 첨가제에 대해 검토한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.

에탄올용액에 3가지 첨가제를 가하여 용해도를 고려해본 결과 글리세린의 용해도가 가장 우수하였고, carbopol은 별도의 처리절차가 있었으나 중화 처리할 경우 혼탁도는 크게 나빠지지 않았다. 그러나 이에 비해 PVA는 에탄올에 대한 용해도가 나빠 혼탁도가 가장 나쁜 결과를 얻었다.

에탄올용액에 첨가하는 첨가제의 농도는 최종 용액의 물성을 고려하여 PVA는 2%, Carbopol은 0.15%, 글리세린은 10%로 고정하였다.

첨가제가 부가된 에탄올 용액의 투명도는 글리세린이 가장 좋았고, 카보폴, PVA 순으로 투명도가 감소하였다.

피부에 적용시켜 약액이 건조되는 시간을 검토한 결과 글리세린, PVA, 카보폴 순서로 건조시간이 증가하였다.

피부표면에서 약액이 건조된 후 피막형성의 정도를 판단해본 결과 글리세린의 경우가 완전한 피막형성이 이루어졌지만 다른 2가지 경우는 피막형성 정도가 그리 좋지 않았다.

전체적인 약액의 물성으로 판단한다면 시제품 및 제품의 제작 용이성은 글리세린이 가장 우수한 것으로 사료된다.

Claims (4)

1. 살균소독제로서 70~80 중량% 에탄올;
   피막형성제로서 5~15 중량% 글리세린; 및
   리도카인의 통증완화 성분을 포함하는 알코올성 살균소독제 조성물.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1의 조성물이, 멸균 솜, 또는 부직포에 흡수된 것을 특징으로 하는 알코올 스왑.

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