KR102522220B1 - 스피룰리나 미셀의 제조방법 및 이를 통해 제조된 스피룰리나 미셀이 탑재된 마이크로니들 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스피룰리나 미셀의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 미셀이 탑재된 마이크로니들 패치에 관한 것으로서, 상기 마이크로니들 패치를 통해 스피룰리나의 피부 흡수도를 높여 보습, 미백 또는 주름완화 등의 피부 개선 효과를 신속하게 얻을 수 있다.

Description

스피룰리나 미셀의 제조방법 및 이를 통해 제조된 스피룰리나 미셀이 탑재된 마이크로니들 {Manufacturing method of spirulina micelle and microneedle with spirulina micelle manufactured through it}

본 발명은 스피룰리나 미셀의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 미셀이 탑재된 마이크로니들 패치에 관한 것이다.

스피룰리나는 지구에서 가장 오래된 남조류로서, 세포벽이 얇은 다세포 생물이다. 주로 열대 지방의 소금기가 강한 호수에서 자생하며, 스피룰리나가 자라기에 최적인 수온은 32~42℃이며, 강한 알칼리성 환경에서 번식한다. 스피룰리나는 여러 유용성 성분이 함유되어 있어 건강보조식품과 화장품 제조시 다양하게 사용되고 있다.

의학 산업과 화장품 산업에서 기존의 DDS(Drug delivery system)으로 사용되고 있던 리포좀은 세포 내 효과적으로 침투한다는 연구결과가 발표됨에 따라 화장품 업계에서 리포좀 상품화가 활발히 진행 중이다. 그러나 2016년 3월 15일 동아사이언스의 '리포좀 화장품. 깊숙이는커녕 각질도 못 뚫는다'라는 기사와 같이 리포좀이 실제로는 각질층도 뚫을 수 없어서 효력이 없다고 보도되기도 하였다. 게다가 현재에도 리포좀은 여전히 고가의 화장품 제품으로 판매되고 있어 일반 소비자에게는 경제적인 부담일 수 밖에 없는 실정이다.

이에 본 발명자들은 스피룰리나를 리포좀보다 피부에 흡수가 용이한 미셀 형태로 제조하여 이를 나노 마이크로 니들 패치를 통해 피부에 직접 공급할 수 있는 제품을 개발함으로써 이 제품이 피부 개선 또는 영양공급용 패치로서 이용가능함을 확인하여 본 발명을 완성하였다.

대한민국 등록특허 제10-1719319호 (발명의 명칭 : 효율적인 피부 천공을 위한 마이크로니들 구조, 출원인 : 주식회사 엘지생활건강, 등록일 : 2017년03월17일) 대한민국 등록특허 제10-2046165호 (발명의 명칭 : 집속초음파 기술을 이용한 스피룰리나 추출물의 제조방법 및 이로부터 수득된 스피룰리나 추출물, 출원인 : (주)클래시스, 등록일 : 2019년11월12일) 대한민국 공개특허 제10-2019-0080549호 (발명의 명칭 : 미백용 용해성 마이크로니들 및 그 제조방법, 출원인 : 주식회사 더마젝, 공개일 : 10-2019-0080549)

본 발명의 목적은 스피룰리나 미셀의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 미셀이 탑재된 마이크로니들 패치를 제공하는 데에 있다.

본 발명은 초음파 처리를 이용한 스피룰리나 미셀의 제조방법에 관한 것이다.

상기 스피룰리나 미셀은 20~35℃의 물에 스피룰리나를 첨가하고 초음파 강도 20~30kHz에서 30~60초 동안 처리하여 제조할 수 있다. 이 때 물 100 중량부 기준 스피룰리나 10~15 중량부가 포함되는 것이 바람직하다.

상기 스피룰리나 미셀은 제조 직후, 다시, 초음파 발생을 통해 상기 미셀이 포함된 용액이 미세한 액적 상태로 분무된 후 건조되어 분말화되는 것이 바람직하다. 상기 초음파 강도는 120~130kHz이며, 60~70℃의 온도에서 분무건조될 수 있다.

이렇게 분말화된 스피룰리나 미셀은 나노 입자 상태로서, 생체 적합성 재료와 물과 함께 혼합되어 마이크로니들 패치용 조성물로 제조될 수 있다. 이 때, 스피룰리나 미셀:생체 적합성 재료:물의 혼합 중량비가 1:2:15 내지 1:3:20인 것이 바람직하다.

상기 마이크로니들 패치용 조성물은 마이크로니들 패치 제조용 몰드에 주입되고, 경화된 후 피부 패치제로서 사용가능하다. 따라서 상기 피부 패치제는 이를 피부에 밀착시키기 위해 추가적으로 접착포, 밀착포 등이 패치 상부에 층상으로 부가되거나, 별도의 구성으로 제공될 수 있다.

또한, 몰드에는 피부에 접촉하는 마이크로니들쪽에 이 미셀 분말이 포함된 용액을 붓고, 마이크로니들이 연결되어 있는 패치제의 일면은 굳이 미셀 분말이 포함되지 않아도 되기에, 몰드의 니들 형상에만 미셀이 포함된 용액을 붓고 니들이 경화한 후, 미셀을 포함하지 않고 히알루론산과 물만 이용하여 제조한 용액을 별도로 채워 경화해도 무방하다.

상기 피부 패치제는 피부 미백용 화장료 조성물로 제공될 수 있다.

상기 화장료 조성물은 피부 보습 효능, 피부 미백 효능 또는 피부 주름개선 기능이 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기 제조방법으로 제조된 스피룰리나 미셀이 탑재된 마이크로니들 패치를 제공한다.

상기 마이크로니들 패치는 키토산, 콜라겐, 젤라틴, 히알루론산, 알긴산, 콘드로이친(설페이트), 덱스트란(설페이트), 피브린, 아가로스, 풀루란, 셀룰로오스 중에서 선택되는 적어도 어느 하나인 생체유래 가용성 물질; 또는 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리비닐알콜(PVA), 비닐피롤리돈-비닐아세테이트공중합체, 히드록시프로필 셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 히드록시프로필메틸셀룰로오스, 나트륨 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리알콜, 시클로덱스트린, 덱스트린, 포도당, 과당, 녹말, 수크로스, 트레할로스, 글루코스, 말토스, 락토스, 락툴로스, 프락토스, 투라노스, 멜리토스, 멜레지토스, 덱스트란, 솔비톨, 만니톨, 크실리톨 중에서 선택되는 생체 적합성 재료로 제조되는 것을 특징으로 한다.

상기 마이크로니들은 원뿔형, 피라미드형, 스피어형, 단두형, 쐐기형 또는 칼날형 모양을 갖는 것을 특징으로 한다. 또한 마이크로니들의 길이는 50~500㎛ 인 것이 바람직하다.

본 발명은 또한 상기 마이크로니들 패치를 함유하는 피부 미백 또는 피부 탄력 개선용 화장료 조성물을 제공한다.

한편, 본 발명에서, 생체 적합성 재료를 이용하여 마이크로니들로 구성된 피부 패치제를 제조하는 것은 본 방법에서 제시하는 적절한 예시이며, 공지된 다양한 방법으로 마이크로니들을 제조할 수 있고, 스피룰리나 미셀의 제조가 본 발명에 있어 가장 중요하다.

본 발명은 스피룰리나 미셀의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 미셀이 탑재된 마이크로니들 패치에 관한 것으로서, 상기 마이크로니들 패치를 통해 스피룰리나의 피부 흡수도를 높여 보습, 미백 또는 주름완화 등의 피부 개선 효과를 신속하게 얻을 수 있다.

도 1은 친수성 헤드와 소수성 테일 구조의 스피룰리나 미셀을 이루는 단위체(좌측)와 완성된 미셀(우측)의 형태에 대한 예시를 나타내는 그림이다.
도 2는 마이크로니들 패치의 구조 및 니들 내에 스피룰리나 미셀(10)이 탑재된 상태를 나타내는 그림으로서, 마이크로니들 패치는 니들부(100)와 지지부(200)로 구성되며, 필요에 따라 접착부(300)가 추가될 수 있다.
도 3은 마이크로니들이 피부에 침투하여 니들부가 용해되는 과정을 나타내는 그림이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 내용이 철저하고 완전해지도록, 당업자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제공하는 것이다.

<실시예 1. 스피룰리나 미셀 및 이를 탑재한 마이크로니들 패치제 제조 - a>

스피룰리나 52.63g과 물 500g을 혼합하여 시료를 준비한 후 25kHz의 강도로 초음파를 30초 동안 발생하여 스피룰리나가 미셀 상태가 되게 하였고, 120kHz 강도의 초음파 발생을 통해 스피룰리나 미셀이 포함된 액상이 액적 상태로 분무되게 하면서, 70℃의 온도에서 분무 건조되게 하여 분말 상태로 건조된 스피룰리나 미셀을 얻었다.

분말 상태의 미셀 5g을 다시 물 100g과 생체 가용성 물질인 10 g의 히알루론산과 혼합하여 혼합 용액을 제조하여 몰드에 부어 나노 마이크로니들 패치제로 제조하였고, 상기 패치제를 접착제가 있는 밀착포에 붙여 피부 경피 전달용으로 사용가능하게 하였다. 상기 몰드로는 니들의 높이가 약 250 ㎛이고, 니들 밑면의 정사각형 길이가 약 100 ㎛의 길이를 갖는 세모뿔형 형상을 갖는 것을 사용하였다.

<실시예 2. 스피룰리나 미셀 및 이를 탑재한 마이크로니들 패치제 제조 - b>

실시예 1과 동일하게 마이크로니들 패치제를 제조하되, 25kHz의 강도의 초음파 대신 20kHz 강도의 초음파를 처리하면서 시간을 60초로 늘려 수행하였다.

<실시예 3. 스피룰리나 미셀 및 이를 탑재한 마이크로니들 패치제 제조 - c>

실시예 1과 동일하게 마이크로니들 패치제를 제조하되, 스피룰리나는 52.63g 대신 75g, 25kHz의 강도의 초음파 대신 30kHz 강도의 초음파를 처리하였다.

<비교예 1. 스피룰리나의 블렌더 분쇄 분말 함유 마이크로니들 패치제 제조>

스피룰리나 52.63g과 물 500g을 혼합하여 시료를 준비한 후 식품용 일반 블렌더를 이용하여 이를 30초 동안 분쇄한 후 70℃의 온도에서 열풍 건조하였고, 이렇게 건조된 분말 10g을 물 100g 및 히알루론산 10g과 혼합하여 실시예 1과 같은 방법으로 마이크로니들 패치제를 제조하였다.

<비교예 2. 스피룰리나의 건조분말 함유 마이크로니들 패치제 제조>

동결건조하여 미세분말화된 스피룰리나 분말 10g을 물 100g 및 히알루론산 10g과 혼합하여 실시예 1과 같은 방법으로 마이크로니들 패치제를 제조하였다.

<비교예 3. 초음파 조건을 변경한 스피룰리나 미셀 함유 마이크로니들 패치제 제조 1>

실시예 1의 조건에서 초음파 25kHz 강도로 30초 처리 대신 70kHz 강도로 30초 처리하여 스피룰리나 미셀을 제조하고, 이후의 절차는 동일하게 하여 마이크로니들 패치제를 제조하였다.

<비교예 4. 초음파 조건을 변경한 스피룰리나 미셀 함유 마이크로니들 패치제 제조 2>

실시예 1의 조건에서 25kHz 강도의 초음파 처리를 30초 대신 120초 처리한 후, 다음의 단계를 동일하게 하여 마이크로니들 패치제를 제조하였다.

<비교예 5. 스피룰리나 함량을 변경한 스피룰리나 미셀 함유 마이크로니들 패치제 제조>

실시예 1의 조건에서 스피룰리나 100g과 물 300g을 혼합한 후 이후의 과정을 동일하게 하여 마이크로니들 패치제를 제조하였다.

<실험예 1. 피부투과 정도 확인>

실시예들과 비교예들의 마이크로니들 패치를 5cm x 5cm로 돼지 피부 조직에 붙인 후 1시간 후에 각 피부조직을 동일한 크기로 잘라내고 반자동경피흡수시스템인 franz diffusion cell을 이용하여 스피룰리나의 지표물질인 파이코사이아닌의 검출량을 비교하였다. 그 결과는 실시예 1의 결과를 fold값 1.0으로 환산하여 비교하였다.

마이크로니들 패치	파이코사이아닌 흡수량 (fold)
실시예 1	1.00
실시예 2	1.12
실시예 3	1.05
비교예 1	0.23
비교예 2	0.15
비교예 3	0.52
비교예 4	0.45
비교예 5	0.24

그 결과, 실시예 1 내지 실시예 3의 조건에서 파이코사이아닌 흡수량이 현저하게 증가하는 것으로 확인된다. 이에 반해 초음파 등의 스피룰리나 가공 조건이 다르거나, 스피룰리나의 제조시 시료에서의 초기 함량 차이가 있는 비교예 1 내지 5에서는 파이코사이아닌 흡수량이 매우 낮은 것을 알 수 있다.

<실험예 2. 피부 미백 효능 확인>

실시예 1 내지 3과 비교예 1 내지 5의 마이크로니들 패치를 1cm x 3cm 크기로 피검자의 오른쪽 볼과 왼쪽 볼에 취침 전 매일 1시간씩 3개월간 부착하게 한 후 피부상태를 피부과에서 사용하는 피부내 흑백 색소 분포도 측정기를 통해 확인하게 하였다. 피부 색소 분포도를 통해 확인된 기미, 주근깨, 검버섯 등의 잡티는 명암을 수치화하는 s/w를 통해 수치값으로 환산하게 하였다.

마이크로니들 패치	피부 흑백 색소 (fold)
실험 전	1.00
실시예 1	0.73
실시예 2	0.62
실시예 3	0.75
비교예 1	0.93
비교예 2	0.95
비교예 3	0.95
비교예 4	0.98
비교예 5	0.97

그 결과, 비교예 1 내지 5의 마이크로니들 패치를 부분에서는 미백 효과가 거의 나타나지 않았으나, 실시예 1 내지 3의 마이크로니들 패치를 부착한 부분에서는 매우 현저한 색소 감소효과가 있는 것으로 나타났다.

<실험예 3. 피부 탄력도 확인>

실험예 2에서 실험을 수행한 사람들의 피부에 대해 피부 탄력도를 Cutometer(MPA 580, Courage and Khazaka Electronic Co., Germany)를 사용하여 측정하였다.

마이크로니들 패치	탄력 개선율 (%)
실시예 1	13.7
실시예 2	15.6
실시예 3	18.5
비교예 1	3.5
비교예 2	3.5
비교예 3	2.8
비교예 4	2.6
비교예 5	2.5

표 3을 통해 이번에도 실험전의 피부탄력도와 비교한 결과, 비교예 1 내지 5의 마이크로니들 패치를 부착한 부분보다 실시예 1 내지 3의 마이크로니들 패치를 부착한 피부의 탄력 개선율이 현저하게 증가하는 것으로 확인된다.

10: 마이크로니들 패치 내에 탑재된 스피룰리나 미셀
100: 마이크로니들 패치의 니들부
200: 마이크로니들 패치의 지지부
300: 마이크로니들 패치의 접착부

Claims (5)

1. 스피룰리나 미셀이 탑재된 마이크로니들 패치로서,
   상기 스피룰리나 미셀은,
   20~35℃의 물 100 중량부에 스피룰리나 10~15 중량부를 첨가하고 초음파 강도 20~30kHz에서 30~60초 동안 처리하여 스피룰리나 미셀 용액으로 제조된 후,
   120~130kHz의 초음파 발생을 통해 상기 스피룰리나 미셀이 포함된 용액이 미세한 액적 상태로 분무되어 60~70℃의 온도에서 건조된 나노입자 형태의 분말 스피룰리나 미셀인 것이고,
   상기 분말 스피룰리나 미셀, 생체 적합성 재료 및 물의 혼합 중량비가 1:2:15 내지 1:3:20인 것을 특징으로 하는 스피룰리나 미셀이 탑재된 마이크로니들 패치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 스피룰리나 미셀은 생체 적합성 재료와 혼합되어 마이크로니들 패치 제조용 몰드에 주입되고 경화되어 제조되는 것을 특징으로 하는 마이크로니들 패치.
5. 제1항의 마이크로니들 패치를 함유하는 것을 특징으로 하는 피부 미백 또는 피부 탄력 개선용 화장료 조성물.

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