KR102593915B1 - Mechanical Strength Control of Supramolecular Self-assembled Hyaluronic Acid Hydrogel - Google Patents

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Abstract

본 발명은 초분자 자기조립 히알루론산 하이드로겔을 제공한다.
본 발명에 따른 초분자 자기조립 히알루론산 하이드로겔은 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체의 종류에 따라 기계적 강도의 제어가 가능하므로, 히알루론산 하이드로겔의 응용분야에 필요한 최적의 기계적 강도 제공이 가능하다.
The present invention provides a supramolecular self-assembled hyaluronic acid hydrogel.
The supramolecular self-assembled hyaluronic acid hydrogel according to the present invention can control the mechanical strength depending on the type of hyaluronic acid-cyclodextrin derivative, so it is possible to provide optimal mechanical strength required for the application field of hyaluronic acid hydrogel.

Description

초분자 자기조립 히알루론산 하이드로겔의 기계적 강도 제어{Mechanical Strength Control of Supramolecular Self-assembled Hyaluronic Acid Hydrogel}{Mechanical Strength Control of Supramolecular Self-assembled Hyaluronic Acid Hydrogel}

본 발명은 초분자 자기조립 히알루론산 하이드로겔의 기계적 강도 제어에 관한 것이다.The present invention relates to the control of mechanical strength of supramolecular self-assembled hyaluronic acid hydrogel.

하이드로겔은 3차원 구조를 갖는 친수성 고분자로 구성되어 있으며 물에는 녹지 않으면서 높은 수분 함유량을 가져 생체 조직과 유사한 환경을 제공 할 수 있다. 하이드로겔을 구성하는 고분자는 합성고분자 혹은 생체 유래 고분자로 구성될 수 있으며, 생체 유래 고분자로는 젤라틴, 콜라겐, 아가로즈, 알긴산, 키토산, 아밀로스를 포함한 전분, 플루란, 덱스트란, 히알루론산 등을 사용할 수 있다. 이러한 생체 유래 고분자는 하이드로겔의 3차원 구조를 구성할 수 있다. Hydrogel is composed of hydrophilic polymers with a three-dimensional structure and has a high moisture content while being insoluble in water, providing an environment similar to living tissue. The polymers that make up the hydrogel can be composed of synthetic polymers or bio-derived polymers. Bio-derived polymers include gelatin, collagen, agarose, alginic acid, chitosan, starch including amylose, pullulan, dextran, and hyaluronic acid. You can use it. These bio-derived polymers can form the three-dimensional structure of a hydrogel.

상기 알긴산, 키토산, 플루란, 덱스트란, 히알루론산 등의 고분자는 자기조립 성질이 결여되어, 하이드로겔의 3차원 구조를 형성하기 위해서는 금속 가교제 혹은 화학적 가교제가 요구된다. 이러한 화학적 가교제를 이용한 경우, 하이드로겔을 형성시 가교제 혹은 고분자의 양에 따라 하이드로겔의 기계적 강도 제어가 가능하다. 그러나, 가교제는 약물이나 효소, 세포등과 반응이 가능하므로, 하이드로겔 내에 약물, 효소, 세포 등을 안정적으로 담지하기 어렵다는 단점이 있다. Polymers such as alginic acid, chitosan, flurane, dextran, and hyaluronic acid lack self-assembly properties, and a metal or chemical crosslinking agent is required to form a three-dimensional structure of a hydrogel. When such a chemical cross-linking agent is used, the mechanical strength of the hydrogel can be controlled depending on the amount of the cross-linking agent or polymer when forming the hydrogel. However, since cross-linking agents can react with drugs, enzymes, cells, etc., there is a disadvantage that it is difficult to stably support drugs, enzymes, cells, etc. in the hydrogel.

반면, 젤라틴, 아가로즈 등은 높은 온도에서 물에 용해되고, 낮은 온도에서 고분자 내 소수성 잔기가 물리적으로 얽히게 되어 초분자 자기조립성 하이드로겔 형성을 할 수 있다. 이러한 온도에 따른 초분자 자기조립성 하이드로겔의 경우, 초기에 고분자를 녹이기 위해 높은 온도가 요구되기 때문에, 열에 대한 낮은 안정성을 갖는 약물이나, 효소, 세포 등을 담지시키기 어렵다는 단점이 있다.On the other hand, gelatin, agarose, etc. dissolve in water at high temperatures, and at low temperatures, hydrophobic residues in the polymer become physically entangled, forming a supramolecular self-assembled hydrogel. In the case of such temperature-dependent supramolecular self-assembling hydrogels, there is a disadvantage in that it is difficult to support drugs, enzymes, cells, etc. with low stability against heat because a high temperature is required to initially melt the polymer.

한편, Host-Guest 포집복합체 형성은 소수성 guest 화합물이 친수성 host 화합물 내의 소수성 공동에 포집되어 비공유성 결합을 통해 복합체를 형성하는 것을 의미한다. 대표적인 생체 유래 host 화합물로는 환형 올리고당인 사이클로덱스트린이 있다. 사이클로덱스트린은 구성하고 있는 글루코스의 수에 따라 알파(6)-, 베타(7)- 감마(8)-로 나눌 수 있다. 베타-사이클로덱스트린의 경우, 아다만테인(adamantane)과 강력한 Host-Guest 초분자 포집복합체를 형성이 가능한 것으로 알려져 있다. 따라서, 우수한 생체적합성을 갖는 히알루론산의 당골격에 베타-사이클로덱스트린을 공유결합을 유도하여 치환시킨 히알루론산-사이클로덱스트린(HA-CD)과 히알루론산 당골격에 아다만테인을 공유결합을 유도하여 치환시킨(HA-Ad)을 이용하여 초분자 자기조립 하이드로겔이 개발되었다. 사이클로덱스트린과 아다만테인을 치환시킨 히알루론산 유도체는 비공유성 Host-Guest 포집복합체 형성을 기반으로 하기에 약물, 효소 및 세포 등을 담지하기에 적합하며, 생체 내 주입도 가능하다. 그러나, 담지되는 물질에 따라 필요한 하이드로겔의 최적의 기계적 강도가 다르기 때문에 기계적 강도 제어가 요구된다. 예를 들어 약물의 서방출을 위해서는 강한 기계적 강도가 필요하며, 세포의 경우 배양되는 매트릭스 혹은 스캐폴드의 기계적 강도에 따라 분화가 조절된다. Meanwhile, the formation of a host-guest capture complex means that a hydrophobic guest compound is trapped in a hydrophobic cavity within a hydrophilic host compound and forms a complex through non-covalent bonds. A representative bio-derived host compound is cyclodextrin, a cyclic oligosaccharide. Cyclodextrins can be divided into alpha (6)-, beta (7)-, and gamma (8)- depending on the number of glucose they consist of. In the case of beta-cyclodextrin, it is known that it is possible to form a strong Host-Guest supramolecular entrapment complex with adamantane. Therefore, hyaluronic acid-cyclodextrin (HA-CD) is substituted by covalently bonding beta-cyclodextrin to the glycoskeleton of hyaluronic acid, which has excellent biocompatibility, and adamantane is covalently bonded to the hyaluronic acid glycoskeleton. A supramolecular self-assembled hydrogel was developed using substituted (HA-Ad). Hyaluronic acid derivatives substituted with cyclodextrin and adamantane are suitable for carrying drugs, enzymes, and cells because they are based on the formation of a non-covalent Host-Guest trapping complex, and can also be injected into the body. However, because the optimal mechanical strength of the hydrogel required varies depending on the supported material, mechanical strength control is required. For example, strong mechanical strength is required for sustained release of drugs, and in the case of cells, differentiation is controlled depending on the mechanical strength of the matrix or scaffold in which they are cultured.

초분자 자기조립 히알루론산 하이드로겔은 사이클로덱스트린과 아다만테인의 포집복합체 형성능에 기인하기 때문에 복합체 형성능을 조절하여 하이드로겔의 기계적 강도를 제어 가능하다. 따라서, 본 발명에서는 히알루론산 골격에 치환시키는 사이클로덱스트린의 종류 및 히알루론산과 사이클로덱스트린 사이의 링커의 길이를 조절함으로써 사이클로덱스트린의 자유도에 변화를 주어 아다만테인과 포집복합체 형성을 제어함으로써 기계적 강도를 높이는 것이 가능하다.Since the supramolecular self-assembled hyaluronic acid hydrogel is due to the ability to form a trapping complex of cyclodextrin and adamantane, the mechanical strength of the hydrogel can be controlled by adjusting the ability to form the complex. Therefore, in the present invention, by controlling the type of cyclodextrin substituted for the hyaluronic acid skeleton and the length of the linker between hyaluronic acid and cyclodextrin, the degree of freedom of the cyclodextrin is changed to control the formation of a trapping complex with adamantane, thereby improving mechanical strength. It is possible to raise it.

본 발명은 사이클로덱스트린과 아다만테인의 초분자 자기 조립에 의해 제조된 초분자 자기조립 히알루론산 하이드로겔을 제공하는 것을 목적으로 한다.The purpose of the present invention is to provide a supramolecular self-assembled hyaluronic acid hydrogel prepared by supramolecular self-assembly of cyclodextrin and adamantane.

또한, 본 발명은 초분자 자기조립 히알루론산 하이드로겔의 기계적 강도 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Additionally, the present invention aims to provide a method for controlling the mechanical strength of supramolecular self-assembled hyaluronic acid hydrogel.

본 발명은 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체; 및 히알루론산-아다만테인 유도체로부터 제조되고, The present invention relates to hyaluronic acid-cyclodextrin derivatives; and hyaluronic acid-adamantane derivatives,

상기 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체는 히알루론산의 D-글루쿠론산의 카르복실기와 사이클로덱스트린의 6번 탄소 위치의 하이드록시기가 링커를 매개로 결합되어 있는 것인 기계적 강도가 제어된 초분자 자기조립 히알루론산 하이드로겔을 제공한다. The hyaluronic acid-cyclodextrin derivative is a supramolecular self-assembled hyaluronic acid hydrocarbon with controlled mechanical strength in which the carboxyl group of D-glucuronic acid of hyaluronic acid and the hydroxy group at the 6th carbon position of cyclodextrin are bonded through a linker. Provides gel.

또한, 본 발명은 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체 및 히알루론산-아다만테인 유도체를 혼합하는 단계를 포함하는 전술한 초분자 자기조립 히알루론산 하이드로겔의 제조 방법을 제공한다. Additionally, the present invention provides a method for producing the above-described supramolecular self-assembled hyaluronic acid hydrogel, comprising mixing a hyaluronic acid-cyclodextrin derivative and a hyaluronic acid-adamantane derivative.

본 발명은 사이클로덱스트린과 아다만테인의 초분자 자기 조립에 의해 제조된 초분자 자기조립 히알루론산 하이드로겔을 제공한다. The present invention provides a supramolecular self-assembled hyaluronic acid hydrogel prepared by supramolecular self-assembly of cyclodextrin and adamantane.

상기 하이드로겔은 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체의 종류에 따라 기계적 강도의 제어가 가능하여, 초분자 자기조립 히알루론산 하이드로겔의 응용분야에 필요한 최적의 기계적 강도 제공이 가능하다. 또한, 포집복합체 형성능의 제어가 가능하다. The mechanical strength of the hydrogel can be controlled depending on the type of hyaluronic acid-cyclodextrin derivative, making it possible to provide optimal mechanical strength required for applications of supramolecular self-assembled hyaluronic acid hydrogel. Additionally, it is possible to control the ability to form a trapping complex.

도 1은 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체의 합성도를 나타낸다.
도 2는 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체의 NMR 스펙트럼으로, (a)는 사이클로덱스트린 치환도가 17%인 3' 유도체, (b)는 사이클로덱스트린 치환도가 49%인 3'유도체, (c)는 사이클로덱스트린 치환도가 28%인 4' 유도체의 NMR 스펙트럼을 나타낸다.
도 3은 히알루론산-아다만테인 유도체의 합성도를 나타낸다.
도 4는 초분자 자기조립 히알루론산 하이드로겔의 유변학적 성질을 나타낸다.
도 5는 초분자 자기조립 히알루론산 하이드로겔의 Tan δ (loss factor) 비교 그래프를 나타낸다.
도 6은 필름 형성 결과 및 피부 도포예를 나타낸다.
Figure 1 shows the synthesis diagram of a hyaluronic acid-cyclodextrin derivative.
Figure 2 is an NMR spectrum of a hyaluronic acid-cyclodextrin derivative, (a) is a 3' derivative with a cyclodextrin degree of substitution of 17%, (b) is a 3' derivative with a cyclodextrin degree of substitution of 49%, and (c) is a 3' derivative with a cyclodextrin degree of substitution of 49%. The NMR spectrum of the 4' derivative with cyclodextrin substitution degree of 28% is shown.
Figure 3 shows the synthesis diagram of hyaluronic acid-adamantane derivative.
Figure 4 shows the rheological properties of the supramolecular self-assembled hyaluronic acid hydrogel.
Figure 5 shows a comparative graph of Tan δ (loss factor) of supramolecular self-assembled hyaluronic acid hydrogel.
Figure 6 shows film formation results and skin application examples.

본 발명은 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체; 및 히알루론산-아다만테인 유도체로부터 제조된 하이드로겔에 관한 것이다. The present invention relates to hyaluronic acid-cyclodextrin derivatives; and hydrogels prepared from hyaluronic acid-adamantane derivatives.

본 발명에서는 사이클로덱스트린과 히알루론산의 D-글루쿠론산 사이의 링커의 길이를 변화시켜, 기계적 강도가 제어된 초분자 자기조립 히알루론산 하이드로겔을 제공할 수 있다. In the present invention, it is possible to provide a supramolecular self-assembled hyaluronic acid hydrogel with controlled mechanical strength by changing the length of the linker between cyclodextrin and D-glucuronic acid of hyaluronic acid.

이하, 본 발명의 하이드로겔을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the hydrogel of the present invention will be described in more detail.

본 발명에서 히알루론산은 생체 적합성 및 생분해성 특성을 가질 뿐만 아니라 경피 전달 특성을 가지고 있어, 인체에 안전하게 적용할 수 있으며 항원 단백질을 비롯한 다양한 단백질 의약품 및 화학 의약품의 경피 약물 전달 시스템에 적용 가능하다는 장점을 가진다. In the present invention, hyaluronic acid not only has biocompatibility and biodegradability properties, but also has transdermal delivery properties, so it can be safely applied to the human body and has the advantage of being applicable to transdermal drug delivery systems for various protein drugs and chemical drugs, including antigen proteins. has

본 발명에서 명시적인 기재가 없는 한, '히알루론산(Hyaluronic acid, HA)'은 하기 일반식 1로 표현되며, N-아세틸-D-글루코사민 및 D-글루쿠론산의 반복단위를 갖는 고분자를 지칭하며, 히알루론산의 염 또는 유도체 형태를 모두 포함하는 의미로 사용된다.In the present invention, unless explicitly stated otherwise, 'Hyaluronic acid (HA)' is expressed by the general formula 1 below and refers to a polymer having repeating units of N-acetyl-D-glucosamine and D-glucuronic acid. It is used to include all salts or derivatives of hyaluronic acid.

[일반식 1][General Formula 1]

상기 일반식 1에서, n은 25 내지 8,000 또는 25 내지 1,000의 정수일 수 있다.In General Formula 1, n may be an integer of 25 to 8,000 or 25 to 1,000.

본 발명에서 히알루론산의 염으로 히알루론산의 테트라부틸암모늄염(HA-TBA)을 사용할 수 있다. In the present invention, tetrabutylammonium salt of hyaluronic acid (HA-TBA) can be used as the salt of hyaluronic acid.

본 발명에서 ‘히알루론산 유도체’는 상기 일반식 1의 히알루론산 기본 구조를 기반으로 하여 아민기, 알데하이드기, 바이닐 그룹, 치올기, 알릴옥시그룹, N-숙신이미딜-3-(2-피리딜디치오)프로피오네이트(N-Succinimidyl-3-(2-pyridyldithio)propionate, SPDP), N-하이드록시숙신이미드(N-hydroxysuccinimide, NHS) 등의 작용기가 도입되어있는 히알루론산의 모든 변형체를 지칭한다. 예를 들어, 상기 히알루론산 유도체로 HA-디아미노부탄(HA-diaminobutane), HA-헥사메틸렌디아민(HA-hexamethylenediamine), HA-알데하이드(HA-aldehyde), HA-아디픽산 디하이드라지드(HA-Adipic Acid Dihydrazide, HA-ADH), HA-2-아미노에틸 메타크릴레이트 하이드로클로라이드(HA-2-Aminoethyl methacrylate hydrochloride), HA-스페르민(HA-Spermine), HA-스페르미딘(HA-spermidine), HA-SPDP, HA-NHS 등을 사용할 수 있다.In the present invention, the 'hyaluronic acid derivative' is based on the basic structure of hyaluronic acid of General Formula 1 and contains an amine group, an aldehyde group, a vinyl group, a thiol group, an allyloxy group, and N-succinimidyl-3-(2-pyridyl group). All variants of hyaluronic acid into which functional groups such as N-Succinimidyl-3-(2-pyridyldithio)propionate (SPDP) and N-hydroxysuccinimide (NHS) are introduced. refers to For example, the hyaluronic acid derivatives include HA-diaminobutane, HA-hexamethylenediamine, HA-aldehyde, and HA-adipic acid dihydrazide (HA). -Adipic Acid Dihydrazide, HA-ADH), HA-2-Aminoethyl methacrylate hydrochloride, HA-Spermine, HA-spermidine (HA- spermidine), HA-SPDP, HA-NHS, etc. can be used.

상기 히알루론산은 대부분의 동물에 존재하며 생분해성, 생적합성, 면역반응이 없는 선형적인 다당류의 고분자로서 인체에 안전하게 적용할 수 있다. 히알루론산은 체내에서 분자량에 따라 여러 가지 다른 역할을 수행하기 때문에 여러 가지 용도로 사용될 수 있다.The hyaluronic acid is present in most animals and can be safely applied to the human body as a linear polysaccharide polymer that is biodegradable, biocompatible, and has no immune response. Hyaluronic acid can be used for many purposes because it performs several different roles in the body depending on its molecular weight.

본 발명에서 사용되는 히알루론산, 히알루론산의 염, 또는 히알루론산의 유도체는 그 구성의 한정은 없으나, 바람직하게는 분자량이 10,000 내지 3,000,000 달톤(Da)일 수 있다. The composition of hyaluronic acid, a salt of hyaluronic acid, or a derivative of hyaluronic acid used in the present invention is not limited, but preferably has a molecular weight of 10,000 to 3,000,000 daltons (Da).

또한, 본 발명에서 명시적인 기재가 없는 한, "하이드로겔(hydrogel)"은 물을 분산매로 하는 겔을 의미한다. 상기 하이드로겔은 하이드로졸이 냉각으로 인하여 유동성을 상실하거나 3차원 망목 구조와 미결정 구조를 갖는 친수성 고분자가 물을 함유하여 팽창하거나 하여 형성될 수 있다. 전해질 고분자의 하이드로겔은 고흡수성을 나타내는 것이 많으며 흡수성 고분자로서 다방면에 실용화되어 있다. 히드로겔 중에는 온도, pH 등으로 상전이를 하여 팽창비가 불연속적으로 변화하는 것도 있다.Additionally, in the present invention, unless explicitly stated otherwise, “hydrogel” refers to a gel using water as a dispersion medium. The hydrogel may be formed when a hydrosol loses its fluidity due to cooling or when a hydrophilic polymer with a three-dimensional network structure and a microcrystalline structure expands by containing water. Hydrogels made of electrolyte polymers often exhibit high absorbency and are used in many fields as absorbent polymers. Among hydrogels, there are some whose expansion ratio changes discontinuously due to phase transition due to temperature, pH, etc.

본 발명에서 "초분자(supramolecule)"란 수소결합, 정전기적 상호작용 또는 반데르발스 인력과 같은 비공유 결합을 통해 분자나 이온이 모여 형성된 분자복합체(또는 포집복합체)를 의미한다. 초분자의 구조를 형성하는 대표적인 비공유결합들은 공유결합에 비해 매우 약하기 때문에 초분자 물질은 주변의 환경에 따라 구조가 쉽게 변할 수 있으며, 이러한 특징을 이용하면 물질의 모양을 임의적으로 조절할 수 있다. 초분자 구조를 형성하는 대표적인 원리로 자기조립(self-assembly)이 있다. 자기조립은 자발적인 상호작용으로 분자들이 조립되는 현상을 의미한다. In the present invention, “supramolecule” refers to a molecular complex (or trapping complex) formed by gathering molecules or ions through non-covalent bonds such as hydrogen bonding, electrostatic interaction, or van der Waals attraction. Since the representative non-covalent bonds that form the structure of supramolecular structures are very weak compared to covalent bonds, the structure of supramolecular materials can easily change depending on the surrounding environment, and using this feature, the shape of the material can be arbitrarily controlled. A representative principle for forming supramolecular structures is self-assembly. Self-assembly refers to the phenomenon in which molecules are assembled through spontaneous interactions.

본 발명에서 "초분자 자기조립 히알루론산 하이드로겔"은 본 발명에 따른 제조 방법에 의해 제조되는 하이드로겔로서, 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체 및 히알루론산-아다만테인 유도체로부터 제조되며, 사이클로덱스트린 및 아다만테인의 초분자 반응에 의해 제조되는 하이드로겔을 의미한다. In the present invention, “supramolecular self-assembled hyaluronic acid hydrogel” is a hydrogel manufactured by the manufacturing method according to the present invention, and is manufactured from a hyaluronic acid-cyclodextrin derivative and a hyaluronic acid-adamantane derivative, cyclodextrin and adamantine. It refers to a hydrogel manufactured by the supramolecular reaction of thein.

본 발명에 따른 하이드로겔은 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체 및 히알루론산-아다만테인 유도체로부터 제조될 수 있다. Hydrogels according to the invention can be prepared from hyaluronic acid-cyclodextrin derivatives and hyaluronic acid-adamantane derivatives.

본 발명에서 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체(HA-CD 유도체)는 히알루론산과 사이클로덱스트린이 결합된 유도체를 의미한다. 상기 히알루론산의 D-글루쿠론산의 카르복실기와 사이클로덱스트린의 6번 탄소 위치의 하이드록시기가 링커를 매개로 결합을 형성할 수 있으며, 구체적으로 아마이드 결합을 통해 결합을 형성할 수 있다. In the present invention, hyaluronic acid-cyclodextrin derivative (HA-CD derivative) refers to a derivative in which hyaluronic acid and cyclodextrin are combined. The carboxyl group of D-glucuronic acid of the hyaluronic acid and the hydroxyl group at the 6th carbon position of cyclodextrin can form a bond through a linker, and specifically, a bond can be formed through an amide bond.

일 구체예에서, 링커는 -NH-(CH2)m-NH-를 구조를 가질 수 있으며, 상기 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물일 수 있다. In one embodiment, the linker may have the structure -NH-(CH 2 )m-NH-, and the hyaluronic acid-cyclodextrin derivative may be a compound represented by Formula 1 below.

[화학식 1][Formula 1]

상기 화학식 1에서, n은 25 내지 8,000 또는 25 내지 1,000 의 정수일 수 있다. 또한, m은 2 내지 8의 정수 또는 4 내지 6의 정수일 수 있다. 상기 m의 범위에서 우수한 기계적 물성을 부여할 수 있으며, 특히 낮은 사이클로덱스트린의 치환도에서도 높은 기계적 강도를 부여할 수 있다. In Formula 1, n may be an integer of 25 to 8,000 or 25 to 1,000. Additionally, m may be an integer of 2 to 8 or an integer of 4 to 6. In the above range of m, excellent mechanical properties can be imparted, and in particular, high mechanical strength can be imparted even with a low degree of substitution of cyclodextrin.

일 구체예에서, 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체에서 사이클로덱스트린의 치환도는 10 내지 50%, 10 내지 40%, 또는 25 내지 35%일 수 있다. 일반적으로 사이클로덱스트린의 치환도가 낮으면 제조되는 초분자 하이드로겔의 기계적 물성이 나쁘다. 또한, 치환도가 클 경우 사이클로덱스트린의 내부 소수성 특성이 증가하여, 고분자의 물에 대한 용해도를 낮추고, 히알루론산의 카르복시 그룹이 가질 수 있는 수소결합과 음이온성 성질을 저해하여 히알루론산 골격 자체가 가진 구조적 특성이 변화할 우려가 있다. 본 발명에 따른 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체는 낮은 치환도를 가지면서도 수성 용매에서의 용해도가 높은 장점을 가진다. 이때 치환도는 하기와 같이 계산할 수 있다.In one embodiment, the degree of substitution of the cyclodextrin in the hyaluronic acid-cyclodextrin derivative may be 10 to 50%, 10 to 40%, or 25 to 35%. In general, if the degree of substitution of cyclodextrin is low, the mechanical properties of the manufactured supramolecular hydrogel are poor. In addition, when the degree of substitution is large, the internal hydrophobic properties of the cyclodextrin increase, lowering the solubility of the polymer in water and inhibiting the hydrogen bonding and anionic properties that the carboxy group of hyaluronic acid may have, thereby inhibiting the hyaluronic acid skeleton itself. There is a risk that structural characteristics may change. The hyaluronic acid-cyclodextrin derivative according to the present invention has the advantage of having a low degree of substitution and high solubility in aqueous solvents. At this time, the degree of substitution can be calculated as follows.

치환도 = (사이클로덱스트린이 결합된 히알루론산 반복 단위의 몰량) * (사이클로덱스트린이 결합 및 결합되지 않은 히알루론산 반복 단위의 몰량) * 100 Degree of substitution = (molar amount of hyaluronic acid repeating unit with cyclodextrin bound) * (molar amount of hyaluronic acid repeating unit with and without cyclodextrin bound) * 100

본 발명에서 히알루론산-아다만테인(CD-Ad) 유도체는 히알루론산과 아다만테인이 결합된 유도체를 의미한다. 구체적으로, 히알루론산의 하이드록시기와 아다만테인의 카르복실기가 에스터 결합 또는 아마이드 결합을 통해 결합을 형성할 수 있다. In the present invention, hyaluronic acid-adamantane (CD-Ad) derivative refers to a derivative in which hyaluronic acid and adamantane are combined. Specifically, the hydroxyl group of hyaluronic acid and the carboxyl group of adamantane may form a bond through an ester bond or amide bond.

일 구체예에서, 아다만테인은 아다만테인의 염 또는 유도체 형태를 모두 포함하는 의미로 사용될 수 있다. 예를 들어, 아다만테인으로 카르복실기가 치환된 Adamantaneacetic acid(Ada-acetic acid) 또는 (1-adamantyl)phenol을 사용할 수 있다. In one embodiment, adamantane may be used to include all salt or derivative forms of adamantane. For example, Adamantaneacetic acid (Ada-acetic acid) or (1-adamantyl)phenol, in which the carboxyl group is substituted with adamantane, can be used.

상기 히알루론산-아다만테인 유도체는 하기 화학식 2로 표시될 수 있다.The hyaluronic acid-adamantane derivative may be represented by the following formula (2).

[화학식 2][Formula 2]

상기 화학식 2에서 n은 25 내지 8,000 또는 25 내지 1,000의 정수일 수 있다. In Formula 2, n may be an integer of 25 to 8,000 or 25 to 1,000.

일 구체예에서, 히알루론산-아다만테인 유도체에서 아다만테인의 치환도는 10 내지 50% 또는 10 내지 35%일 수 있다. 상기 범위에서 기계적 강도가 우수한 하이드로겔을 제조할 수 있다. In one embodiment, the degree of substitution of adamantane in the hyaluronic acid-adamantane derivative may be 10 to 50% or 10 to 35%. Within the above range, a hydrogel with excellent mechanical strength can be manufactured.

본 발명에서 하이드로겔은 전술한 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체; 및 히알루론산-아다만테인 유도체로부터 제조될 수 있으며, 구체적으로 하이드로겔은 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체의 사이클로덱스트린 및 히알루론산-아다만테인 유도체의 아다만테인의 초분자 반응에 의해 제조될 수 있다. In the present invention, the hydrogel includes the above-described hyaluronic acid-cyclodextrin derivative; and hyaluronic acid-adamantane derivatives. Specifically, the hydrogel can be manufactured by supramolecular reaction of cyclodextrin of hyaluronic acid-cyclodextrin derivative and adamantane of hyaluronic acid-adamantane derivative.

본 발명에서는 사이클로덱스트린(cyclodextrin)을 사용하여 초분자체, 즉, 하이드로겔을 제조할 수 있다. 사이클로덱스트린은 6~8개의 포도당 분자의 α-1,4 결합을 통해 형성된 소수성 공동을 갖는 고리형 올리고사카라이드(oligosaccharide)로, 포도당 분자의 개수가 6개인 α-사이클로덱스트린, 7개인 β-사이클로덱스트린, 및 8개인 γ-사이클로덱스트린으로 구분된다. 이때 사이클로덱스트린을 형성하고 있는 포도당 분자의 개수에 따라 사이클로덱스트린의 분자량, 소수성 공동의 크기, 용해도 등이 달라질 수 있다.In the present invention, a supramolecular sieve, that is, a hydrogel, can be produced using cyclodextrin. Cyclodextrin is a cyclic oligosaccharide with a hydrophobic cavity formed through the α-1,4 bond of 6 to 8 glucose molecules. α-cyclodextrin has 6 glucose molecules, and β-cyclodextrin has 7 glucose molecules. Dextrins, and eight γ-cyclodextrins. At this time, the molecular weight, size of the hydrophobic cavity, solubility, etc. of the cyclodextrin may vary depending on the number of glucose molecules forming the cyclodextrin.

사이클로덱스트린의 구조는 X-ray분석에 의하면 C2와 C3에 결합해있는 하이드록시기가 바깥쪽으로 펼쳐져 있고, C6 에 결합해있는 하이드록시기 역시 반대방향으로 펼쳐져 있기 때문에 링의 외곽은 전체적으로 친수성을 띄고 있다. 반면 C3 와 C5의 수소이온과 에테르의 산소가 사이클로덱스트린 구조 안쪽에 위치하고 있어 내부 공동은 소수성을 띈다. 따라서 전체 구조의 친수성 외각은 물과 같은 극성용매에 잘 녹을 수 있게 하면서 구조체 내부에는 외곽과 반대되는 성격의 소수성 기공을 형성한다. 이는 사이클로덱스트린의 가장 큰 특성인 호스트-게스트 상호작용을 통해 복합체 형성을 가능하게 한다. According to X-ray analysis, the structure of cyclodextrin shows that the hydroxyl groups bonded to C2 and C3 are spread outward, and the hydroxyl group bonded to C6 is also spread in the opposite direction, so the outer ring is overall hydrophilic. . On the other hand, the hydrogen ions of C3 and C5 and the oxygen of ether are located inside the cyclodextrin structure, so the internal cavity is hydrophobic. Therefore, the hydrophilic outer shell of the entire structure allows it to dissolve well in polar solvents such as water, while forming hydrophobic pores inside the structure that are opposite to the outer shell. This enables complex formation through host-guest interaction, which is the greatest characteristic of cyclodextrin.

게스트 물질은 일정한 사이즈를 갖는 사이클로덱스트린의 기공 안에 들어가면서 구조적 fitting에 의해 복합체를 형성하는데, 사이클로덱스트린의 종류에 따라 기공의 높이는 같지만 직경과 부피가 서로 달라지게 된다. 본 발명에서는 게스트 물질로 아다만테인을 사용한다. 상기 아다만테인은 사이클로헥세인 환 4개가 바구니 모양으로 축합된 구조를 갖고 대칭성이 높으며 안정한 화합물로, 사이클로덱스트린과 호스트-게스트 상호작용을 통해 결합을 형성할 수 있다.The guest material enters the pores of cyclodextrin with a certain size and forms a complex through structural fitting. Depending on the type of cyclodextrin, the height of the pores is the same, but the diameter and volume are different. In the present invention, adamantane is used as a guest material. The adamantane is a highly symmetric and stable compound that has a structure in which four cyclohexane rings are condensed into a basket shape, and can form a bond with cyclodextrin through host-guest interaction.

즉, 본 발명은 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체의 사이클로덱스트린 및 히알루론산-아다만테인 유도체의 아다만테인의 호스트-게스트 상호작용을 통해 하이드로겔이 제조될 수 있다. That is, in the present invention, a hydrogel can be produced through host-guest interaction of cyclodextrin of a hyaluronic acid-cyclodextrin derivative and adamantane of a hyaluronic acid-adamantane derivative.

일 구체예에서, 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체 및 히알루론산-아다만테인 유도체의 함량비는 1:0.1 내지 1:10, 1:0.5 내지 1:2 또는 1:1일 수 있다. In one embodiment, the content ratio of the hyaluronic acid-cyclodextrin derivative and the hyaluronic acid-adamantane derivative may be 1:0.1 to 1:10, 1:0.5 to 1:2, or 1:1.

일 구체예에서, 초분자 자기조립 히알루론산 하이드로겔은 수용액을 기반으로 하는 완충용액일 수 있다. 상기 완충용액에서 하이드로겔의 함량은 1 내지 50 중량%, 5 내지 20 중량% 또는 5 내지 15 중량%일 수 있다. In one embodiment, the supramolecular self-assembled hyaluronic acid hydrogel may be an aqueous solution-based buffer solution. The content of hydrogel in the buffer solution may be 1 to 50% by weight, 5 to 20% by weight, or 5 to 15% by weight.

일 구체예에서, 본 발명의 하이드로겔은 유용 물질을 포함할 수 있다. 상기 유용 물질의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 약물, 기능성 화장료의 유용 물질, 형광물질, 방사성 동위원소, 표적 지향성 물질, 이미징 물질, 세포 배양에 필요한 배양액으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다. In one embodiment, the hydrogel of the present invention may contain useful substances. The type of the useful material is not particularly limited, and may be, for example, one or more selected from the group consisting of drugs, useful materials for functional cosmetics, fluorescent materials, radioactive isotopes, targeting materials, imaging materials, and culture media required for cell culture. there is.

유용 물질을 포함하는 하이드로겔은, 상기 유용 물질의 전달을 위한 약물전달체로서 기능할 수 있다.A hydrogel containing a useful substance can function as a drug carrier for delivering the useful substance.

상기 약물은 인간을 포함한 동물에서 질병 또는 증상을 저해, 억제, 경감, 완화, 지연, 예방 또는 치료할 수 있는 물질로서, 그 예로는 파클리탁셀(paclitaxel), 독소루비신(doxorubicin), 도세탁셀(docetaxel), 5-플루오레우라실(5-fluoreuracil), 옥살리플라틴(oxaliplatin), 시스플라틴(cisplatin), 카르보플라틴(carboplatin), 베르베린(berberine), 에피루비신(epirubicin), 독시사이클린(doxycycline), 겜시타빈(gemcitabine), 라파마이신(rapamycin), 타목시펜(tamoxifen), 헤르셉틴(herceptin), 아바스틴(avastin), 티사브리(tysabri), 에르비툭스(erbitux,) 캠패트(campath), 제발린(zevalin), 휴미라(humira), 밀로타르그(mylotarg), 졸레어(Xolair), 벡사르(bexxar), 랩티바(raptiva), 레미카데(remicade), siRNA, 앱타머(aptamer), 인터페론(interferon), 인슐린, 레오프로(reopro), 리툭산(rituxan), 제나팍(zenapax), 시물렉트(simulect), 오르토클론(orthoclone), 시나기스(synagis), 에리트로포이에틴(erythropoietin), 표피 성장 인자(EGF), 인간 성장 호르몬(hGH), 티오레독신(thioredoxin), Fel d1, Api m1, 마이엘린 염기성 단백질(myelin basic protein), Hsp60 및 dnaJ 등을 사용할 수 있다. The drug is a substance that can inhibit, suppress, alleviate, relieve, delay, prevent or treat a disease or symptom in animals, including humans. Examples include paclitaxel, doxorubicin, docetaxel, 5- 5-fluoreuracil, oxaliplatin, cisplatin, carboplatin, berberine, epirubicin, doxycycline, gemcitabine, rapa rapamycin, tamoxifen, herceptin, avastin, tysabri, erbitux, campath, zevalin, humira , mylotarg, reopro, rituxan, zenapax, simulect, orthoclone, synagis, erythropoietin, epidermal growth factor (EGF), human growth hormone ( hGH), thioredoxin, Fel d1, Api m1, myelin basic protein, Hsp60, and dnaJ can be used.

상기 기능성 화장료의 유용 물질로 주름 기능성 성분, 미백 기능성 성분, 자외선 차단 기능성 성분, 천연물 유래 성분, 피부 마이크로바이옴, 기능성 균주, 및 피부 마이크로바이옴 및 기능성 균주의 발효물 등으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다. 또한, 화장품 제형에 들어가는 점착제, 점증제, pH 조절제, 향미제, 습윤제 및 방부제를 추가로 사용할 수 있다. The useful substance of the functional cosmetic is one selected from the group consisting of anti-wrinkle functional ingredients, whitening functional ingredients, UV-blocking functional ingredients, ingredients derived from natural products, skin microbiome, functional strains, and fermented products of skin microbiome and functional strains. You can use the above. In addition, adhesives, thickeners, pH adjusters, flavoring agents, wetting agents, and preservatives included in cosmetic formulations can be additionally used.

상기 형광물질은 본 발명이 속하는 당업계에서 일반적으로 사용되는 형광 물질일 수 있으며, 그 예로는 플루오레세인(fluorescein), 로다민(rodamine), 단실(Dansyl), Cy 및 안트라센(antracene) 등을 사용할 수 있다. The fluorescent material may be a fluorescent material commonly used in the industry to which the present invention pertains, examples of which include fluorescein, rodamine, Dansyl, Cy, and anthracene. You can use it.

상기 방사성 동위원소는 3H, 14C, 22Na, 35S, 33P, 32P 및 125I일 수 있다. The radioactive isotopes may be 3 H, 14 C, 22 Na, 35 S, 33 P, 32 P and 125 I.

상기 표적 지향성 물질은 특정 표적 물질을 선택적으로 인지, 결합 또는 전달할 수 있는 임의의 물질을 의미하며, 그 예로는 RGD(알지닌-루신-아스파틱산), TAT(트레오닌-알라닌-트레오닌) 및 MVm(메티오닌-발린-D메티오닌) 등의 펩티드, 특정 세포를 인지하는 펩티드, 항원, 항체. 엽산, 핵산, 앱타머, 또는 탄수화물(예, 글루코스, 프럭토스, 만노스, 갈락토스, 리보스 등)을 사용할 수 있다. The target-directing material refers to any material that can selectively recognize, bind, or deliver a specific target material, examples of which include RGD (arginine-leucine-aspartic acid), TAT (threonine-alanine-threonine), and MVm ( Peptides such as methionine-valine-Dmethionine), peptides that recognize specific cells, antigens, and antibodies. Folic acid, nucleic acids, aptamers, or carbohydrates (e.g., glucose, fructose, mannose, galactose, ribose, etc.) can be used.

또한, 이미징 물질은 이미징 물질은 NMR(Nuclear Resonance Spectrometer), MRI(자기공명이미지), PET(Positron Emission Tomography), CT(Nuclear Resonance Spectrometer)와 같은 스펙트로스코피나, 형광 현미경, 공촛점 레이져 주사 현미경 등의 현미경을 통해 감지할 수 있는 임의의 물질로서, 그 예로는 Ga-콤플렉스, 나노 입자 및 탄소 나노 재료 등이 있으나, 이들로 한정되는 것은 아니다. 상기 Ga-콤플렉스로는 Ga-DTPA, Ga-DTPA-BMA, Ga-DOT 및 Ga-cyclam등이 있으며, 상기 나노 입자로는 금, 은, 망간, 카드뮴, 셀레늄, 텔루륨 및 아연 등이 있으며, 바람직하게는 1~200 nm 크기의 나노 입자이며, 상기 탄소 나노 재료로는 단일벽 나노 튜브, 다중벽 나노 튜브, 플러린 및 그라핀 등을 사용할 수 있다. In addition, imaging materials include spectroscopy such as NMR (Nuclear Resonance Spectrometer), MRI (Magnetic Resonance Imaging), PET (Positron Emission Tomography), CT (Nuclear Resonance Spectrometer), fluorescence microscope, confocal laser scanning microscope, etc. Any material that can be detected through a microscope, examples of which include, but are not limited to, Ga-complexes, nanoparticles, and carbon nanomaterials. The Ga-complexes include Ga-DTPA, Ga-DTPA-BMA, Ga-DOT, and Ga-cyclam, and the nanoparticles include gold, silver, manganese, cadmium, selenium, tellurium, and zinc. Preferably, the nanoparticles are 1 to 200 nm in size, and the carbon nanomaterials include single-walled nanotubes, multi-walled nanotubes, fullerene, and graphene.

또한, 세포 배양에 필요한 배양액으로 당업계에서 사용되는 성분을 제한없이 사용할 수 있다. In addition, ingredients used in the industry can be used as a culture medium for cell culture without limitation.

또한, 본 발명은 전술한 초분자 자기조립 히알루론산 하이드로겔의 제조 방법에 관한 것이다. Additionally, the present invention relates to a method for producing the above-described supramolecular self-assembled hyaluronic acid hydrogel.

본 발명에 따른 초분자 자기조립 히알루론산 하이드로겔은 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체 및 히알루론산-아다만테인 유도체를 혼합하는 단계를 포함할 수 있다. The supramolecular self-assembled hyaluronic acid hydrogel according to the present invention may include the step of mixing a hyaluronic acid-cyclodextrin derivative and a hyaluronic acid-adamantane derivative.

본 발명에서 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체는 히알루론산과 사이클로덱스트린을 반응시켜 제조할 수 있다.In the present invention, the hyaluronic acid-cyclodextrin derivative can be produced by reacting hyaluronic acid and cyclodextrin.

일 구체예에서, 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체는 (a) 사이클로덱스트린의 6번 탄소 위치의 하이드록시기를 디아민 화합물과 반응시켜 아민기를 가지는 사이클로덱스트린을 제조하는 단계; 및In one embodiment, the hyaluronic acid-cyclodextrin derivative includes the steps of (a) reacting the hydroxy group at the 6th carbon position of the cyclodextrin with a diamine compound to prepare a cyclodextrin having an amine group; and

(b) 상기 아민기를 가지는 사이클로덱스트린과 히알루론산을 반응시켜 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체를 제조하는 단계를 통해 제조할 수 있다. (b) It can be prepared through the step of reacting hyaluronic acid with the cyclodextrin having the amine group to produce a hyaluronic acid-cyclodextrin derivative.

단계 (a)에서는 사이클로텍스트린의 6번 탄소 위치의 하이드록시기에 반응성기를 형성시킨 후, 디아민 화합물과 반응시키는 방법으로 아민기를 가지는 사이클로덱스트린을 제조할 수 있다. In step (a), cyclodextrin having an amine group can be produced by forming a reactive group at the hydroxyl group at the 6th carbon position of cyclodextrin and then reacting it with a diamine compound.

상기 디아민 화합물로는 1,2-ethylenediamine, 1,3-propanediamine, 1,4-butanediamine, 1,5-pentanediamine, 1,6-hexanediamine, 1,7-heptanediamine 및 1,8-octanediamine으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다. The diamine compounds include 1,2-ethylenediamine, 1,3-propanediamine, 1,4-butanediamine, 1,5-pentanediamine, 1,6-hexanediamine, 1,7-heptanediamine, and 1,8-octanediamine. You can use more than one of your selections.

단계 (b)에서 아민기를 가지는 사이클로덱스트린은 히알루론산 1 당량 대비 0.5 내지 1.5 당량, 0.5 내지 1.0 당량, 또는 0.6 내지 0.8 당량으로 사용할 수 있다. 상기 사용되는 사이클로덱스트린의 함량은 치환도에 영향을 미치며, 상기 함량 범위에서 치환도를 10 내지 50%로 조절할 수 있다. In step (b), cyclodextrin having an amine group can be used in an amount of 0.5 to 1.5 equivalents, 0.5 to 1.0 equivalents, or 0.6 to 0.8 equivalents based on 1 equivalent of hyaluronic acid. The content of the cyclodextrin used affects the degree of substitution, and the degree of substitution can be adjusted to 10 to 50% within the above content range.

상기 단계 (b)는 용매 및 커플링 시약의 존재하에서 수행할 수 있다. 상기 용매로 물, DMSO(Dimethyl sulfoxide) 또는 PBS(Phosphate-buffered saline)를 사용할 수 있으며, 커플링 시약으로 DMTMM(4-(4,6-Dimethoxy-1,3,5-triazin-2-yl)-4-methylmorpholinium chloride), EDC(N-(3-Dimethylaminopropyl)-N′-ethylcarbodiimide hydrochloride, NHS(N-Hydroxysuccinimide), Pyridine, HBTU(N′-Tetramethyl-O-(1H-benzotriazol-1-yl)uronium hexafluorophosphate) 또는 BOP((Benzotriazol-1-yloxy)tris(dimethylamino)phosphonium hexafluorophosphate)를 사용할 수 있다. Step (b) may be performed in the presence of a solvent and a coupling reagent. Water, DMSO (Dimethyl sulfoxide), or PBS (Phosphate-buffered saline) can be used as the solvent, and DMTMM (4-(4,6-Dimethoxy-1,3,5-triazin-2-yl) as the coupling reagent. -4-methylmorpholinium chloride), EDC(N-(3-Dimethylaminopropyl)-N′-ethylcarbodiimide hydrochloride, NHS(N-Hydroxysuccinimide), Pyridine, HBTU(N′-Tetramethyl-O-(1H-benzotriazol-1-yl) uronium hexafluorophosphate) or BOP ((Benzotriazol-1-yloxy)tris(dimethylamino)phosphonium hexafluorophosphate) can be used.

반응 시, 버퍼로 PBS 또는 MES(2-(N-morpholino)ethanesulfonic acid)를 사용할 수 있다.During the reaction, PBS or MES (2-(N-morpholino)ethanesulfonic acid) can be used as a buffer.

상기 단계 (b)는 25 내지 50℃, 실온에서 20 내지 48시간 또는 20 내지 30 시간 동안 수행할 수 있다.Step (b) can be performed at 25 to 50°C and room temperature for 20 to 48 hours or 20 to 30 hours.

본 발명에서는 아민기를 가지는 사이클로덱스트린의 당량 및 반응 시간의 조절 등을 통해 제조되는 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체의 치환도를 조절할 수 있다. In the present invention, the degree of substitution of the hyaluronic acid-cyclodextrin derivative produced can be adjusted by adjusting the equivalent weight and reaction time of the cyclodextrin having an amine group.

이러한 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체의 치환도는 10 내지 50%, 10 내지 40%, 또는 25 내지 35%일 수 있다. The degree of substitution of these hyaluronic acid-cyclodextrin derivatives may be 10 to 50%, 10 to 40%, or 25 to 35%.

또한, 본 발명에서 히알루론산- 아다만테인 유도체는 히알루론산과 아다만테인을 반응시켜 제조할 수 있다.Additionally, in the present invention, the hyaluronic acid-adamantane derivative can be produced by reacting hyaluronic acid and adamantane.

구체적으로, 히알루론산과 아다만테인을 용매에 용해시킨 후, 반응 시약의 존재하에서 반응시켜 제조할 수 있다. Specifically, it can be prepared by dissolving hyaluronic acid and adamantane in a solvent and then reacting in the presence of a reaction reagent.

상기 용매로 물, DMSO(Dimethyl sulfoxide) 또는 PBS(Phosphate-buffered saline)를 사용할 수 있다. 반응 시약은 에스터 반응을 일으키는 시약으로서, 4-DMAP(4-Dimethylaminopyridine), DVA(Divinyl acetate), N,N'-dicyclohexylcarbodiimide(N,N'-dicyclohexylcarbodiimide;DCC), Adamantane anhydride 또는 Di-tert-butyl dicarbonate를 사용할 수 있다. 또한 반응 시, 버퍼로 PBS 혹은 MES(2-(N-morpholino)ethanesulfonic acid)를 사용할 수 있다. 상기 반응은 진공 상태에서 수행될 수 있다. The solvent may be water, dimethyl sulfoxide (DMSO), or phosphate-buffered saline (PBS). The reaction reagent is a reagent that causes an ester reaction, such as 4-Dimethylaminopyridine (DMAP), Divinyl acetate (DVA), N,N'-dicyclohexylcarbodiimide (DCC), Adamantane anhydride, or Di-tert-butyl. dicarbonate can be used. Additionally, during the reaction, PBS or MES (2-(N-morpholino)ethanesulfonic acid) can be used as a buffer. The reaction can be performed in vacuum.

상기 제조된 히알루론산-아다만테인 유도체에서 아다만테인의 치환도는 10 내지 50%일 수 있다.The degree of substitution of adamantane in the prepared hyaluronic acid-adamantane derivative may be 10 to 50%.

본 발명에서는 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체의 사이클로덱스트린 및 히알루론산-아다만테인 유도체의 아다만테인의 초분자 반응, 즉, 호스트-게스트 상호작용을 통해 하이드로겔이 제조될 수 있다.In the present invention, a hydrogel can be produced through supramolecular reaction, that is, host-guest interaction, of cyclodextrin of a hyaluronic acid-cyclodextrin derivative and adamantane of a hyaluronic acid-adamantane derivative.

일 구체예에서, 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체 및 히알루론산-아다만테인 유도체의 함량비는 1:0.1 내지 1:10, 1:0.5 내지 1:2 또는 1:1일 수 있다. In one embodiment, the content ratio of the hyaluronic acid-cyclodextrin derivative and the hyaluronic acid-adamantane derivative may be 1:0.1 to 1:10, 1:0.5 to 1:2, or 1:1.

또한, 일 구체예에서, 하이드로겔은 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체 및 히알루론산-아다만테인 유도체의 물리적 혼합에 의해 제조할 수 있다.Additionally, in one embodiment, the hydrogel can be prepared by physical mixing of a hyaluronic acid-cyclodextrin derivative and a hyaluronic acid-adamantane derivative.

또한, 본 발명은 전술한 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체; 및 히알루론산-아다만테인 유도체를 포함하는 약물전달체에 관한 것이다. In addition, the present invention relates to the above-described hyaluronic acid-cyclodextrin derivative; and a drug delivery system containing a hyaluronic acid-adamantane derivative.

본 발명에 따른 하이드로겔은 전술한 유도체들의 자가 조립을 통해 제조되므로 상기 하이드로겔 내부에 유용 물질, 구체적으로 약물을 담지할 수 있다. 이러한 약물로는 전술한 종류를 사용할 수 있다. Since the hydrogel according to the present invention is manufactured through self-assembly of the above-described derivatives, useful substances, specifically drugs, can be loaded inside the hydrogel. These drugs can be of the types described above.

일 구체예에서 유용 물질의 담지는 하이드로겔의 제조과정에서 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체 및 히알루론산-아다만테인 유도체와 상기 유용 물질을 함께 혼합함으로써, 하이드로겔 내에 유용 물질을 용이하게 담지할 수 있다. In one embodiment, the useful substance can be easily supported in the hydrogel by mixing the hyaluronic acid-cyclodextrin derivative and the hyaluronic acid-adamantane derivative with the useful substance during the production process of the hydrogel. .

일 구체예에서, 약물전달체의 제조시, 즉, 하이드로겔 내에 유용 물질의 담지시, 상기 유용 물질은 히알루론산에 유용 물질이 결합된 HA-유용 물질 접합체의 형태로 사용하거나, 또는 히알루론산-아다만테인 유도체에 유용 물질이 결합된 HA-Ad-유용 물질 접합체의 형태로 사용할 수 있다. 또는 유용 물질 자체로도 사용할 수 있다. 상기 HA-유용 물질 접합체는 히알루론산에 알데하이드기를 도입하고, amine-aldehyde 반응을 통해 히알루론산에 유용 물질(상기 유용 물질은 아민기를 포함하거나, 아민기로 개질될 수 있다.)을 결합시켜 제조할 수 있다. 또한, HA-Ad-유용 물질 접합체는 히알루론산-아다만테인(HA-Ad) 유도체에 알데하이드기를 도입하고, amine-aldehyde 반응을 통해 HA-Ad 유도체에 유용 물질(상기 유용 물질은 아민기를 포함하거나, 아민기로 개질될 수 있다.)을 결합시켜 제조할 수 있다.In one embodiment, when preparing a drug delivery system, that is, when carrying a useful substance in a hydrogel, the useful substance is used in the form of an HA-useful substance conjugate in which the useful substance is bound to hyaluronic acid, or hyaluronic acid-A. It can be used in the form of an HA-Ad-useful substance conjugate in which a useful substance is combined with a damantane derivative. Alternatively, it can be used as a useful substance itself. The HA-useful substance conjugate can be prepared by introducing an aldehyde group into hyaluronic acid and binding a useful substance (the useful substance may contain an amine group or be modified with an amine group) to hyaluronic acid through an amine-aldehyde reaction. there is. In addition, the HA-Ad-useful substance conjugate introduces an aldehyde group into a hyaluronic acid-adamantane (HA-Ad) derivative and adds a useful substance to the HA-Ad derivative through an amine-aldehyde reaction (the useful substance contains an amine group or , can be modified with an amine group) can be manufactured by combining.

상기 약물전달체는 인간을 포함한 동물에게 생체내 또는 시험관내로 유용 물질을 전달하기 위한 용도로 사용될 수 있다.The drug delivery system can be used to deliver useful substances in vivo or in vitro to animals, including humans.

또한, 본 발명은 본 발명에 따른 약물전달체를 포함하는 약제학적 조성물을 제공한다. 상기 약제학적 조성물은 약제학적으로 허용가능한 담체 또는 희석제 등을 추가로 포함할 수 있으며, 상기 약제학적 조성물은 당업자에게 공지된 임의의 방법, 예를 들어 경구, 비경구 투여, 예컨대 주사, 주입, 이식될 수 있다. 비경구 경로의 예로는 혈관내, 종양내, 암 주변부, 경점막, 경피, 근육내, 비내, 정맥내, 피내, 피하, 복강내, 뇌실내(intraventricularly), 두개강내(intracranially), 질내, 흡입, 직장 등이 있다.Additionally, the present invention provides a pharmaceutical composition containing the drug delivery system according to the present invention. The pharmaceutical composition may further include a pharmaceutically acceptable carrier or diluent, and the pharmaceutical composition may be administered by any method known to those skilled in the art, for example, oral or parenteral administration, such as injection, infusion, or transplantation. It can be. Examples of parenteral routes include intravascular, intratumoral, peritumoral, transmucosal, transdermal, intramuscular, intranasal, intravenous, intradermal, subcutaneous, intraperitoneal, intraventricularly, intracranially, intravaginally, and inhalation. , workplace, etc.

상기 약제학적 조성물은 제조된 하이드로겔을 그대로 사용하거나, 또는 투여 경로에 적합한 형태, 즉, 고체 제제, 액체 제제, 또는 수화젤로 제형화하여 사용할 수 있다.The pharmaceutical composition can be used as a prepared hydrogel, or can be formulated into a form suitable for the administration route, that is, a solid preparation, a liquid preparation, or a hydrogel.

또한, 본 발명은 전술한 초분자 자기조립 히알루론산 하이드로겔을 포함하는 경피 전달용 조성물에 관한 것이다. Additionally, the present invention relates to a composition for transdermal delivery containing the above-described supramolecular self-assembled hyaluronic acid hydrogel.

본 발명에 따른 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체; 및 히알루론산-아다만테인 유도체로부터 제조되는 초분자 자기조립 히알루론산 하이드로겔을 피부 등에 도포하면 필름을 형성하며, 이를 통해 제형 내의 유효 물질의 유지 및 효과적인 경피 전달이 가능하다. Hyaluronic acid-cyclodextrin derivative according to the present invention; And when the supramolecular self-assembled hyaluronic acid hydrogel prepared from a hyaluronic acid-adamantane derivative is applied to the skin, a film is formed, which enables maintenance of the active substance in the formulation and effective transdermal delivery.

일 구체예에서, 경피 전달용 조성물에 포함되는 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체 및 히알루론산-아다만테인 유도체의 함량은 각각 0.5 내지 10 wt%, 1 내지 5 wt% 또는 1 내지 2 wt%일 수 있다. 상기 함량 범위에서 피부 등에 도포 시 필름을 형성하며, 유용 물질의 유지 및 경피로의 전달이 효과적으로 이루어 질 수 있다. 상기 유도체의 함량이 너무 적으면 유용 물질의 저장에 문제가 발생하고 또한 필름이 형성되지 않고 유동성의 겔로만 존재하므로 상기 함량 범위롤 조절하는 것이 좋다. In one embodiment, the content of the hyaluronic acid-cyclodextrin derivative and the hyaluronic acid-adamantane derivative included in the composition for transdermal delivery may be 0.5 to 10 wt%, 1 to 5 wt%, or 1 to 2 wt%, respectively. . In the above content range, a film is formed when applied to the skin, etc., and useful substances can be effectively maintained and delivered to the dermis. If the content of the derivative is too low, problems may arise in the storage of useful substances, and a film is not formed and exists only as a fluid gel. Therefore, it is better to adjust the content range.

일 구체예에서, 경피 전달용 조성물은 전술한 유용 물질을 포함할 수 있으며, 구체적으로, 주름 기능성 성분, 미백 기능성 성분, 자외선 차단 기능성 성분, 천연물 유래 성분, 피부 마이크로바이옴, 기능성 균주, 및 피부 마이크로바이옴 및 기능성 균주의 발효물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. In one embodiment, the composition for transdermal delivery may include the above-described useful substances, specifically, anti-wrinkle functional ingredients, whitening functional ingredients, UV protection functional ingredients, natural product-derived ingredients, skin microbiome, functional strains, and skin. It may include one or more selected from the group consisting of microbiome and fermented products of functional strains.

또한, 본 발명은 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체; 및 히알루론산-아다만테인 유도체를 포함하는 화장료 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 따른 화장료 조성물은 주름 개선의 효과를 가질 수 있으며, 주름개선용 화장료 조성물로 사용될 수 있다. Additionally, the present invention relates to hyaluronic acid-cyclodextrin derivatives; and a cosmetic composition containing a hyaluronic acid-adamantane derivative. The cosmetic composition according to the present invention can have the effect of improving wrinkles and can be used as a cosmetic composition for improving wrinkles.

이하, 본 발명을 하기 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be explained in detail by the following examples. However, the following examples only illustrate the present invention, and the content of the present invention is not limited to the following examples.

실시예. Example.

실시예 1. 하이드로겔 제조 Example 1. Hydrogel preparation

(1) 히알루론산-사이클로덱스트린(HA-CD) 유도체의 제조(1) Preparation of hyaluronic acid-cyclodextrin (HA-CD) derivatives

① 6번 탄소 위치의 하이드록시 그룹이 알킬디아민으로 치환된 사이클로덱스트린(CD-NH① Cyclodextrin (CD-NH) in which the hydroxy group at carbon position 6 is substituted with an alkyldiamine 22 ) 제조) manufacturing

사이클로덱스트린 40 g을 450 ml의 증류수에 넣고 60℃로 가열하여 자석교반기를 이용하여 녹였다. 실온으로 반응 용액을 식히고, 1-(p-Toluenesulfonyl)imidazole 31.3g을 넣고 4시간 동안 실온에서 교반하였다. NaOH 18 g을 50 ml를 증류수에 녹여 NaOH 용액을 제조하고, 이를 위 반응 용액에 20분 동안 천천히 넣어주고, 이후 10분간 교반하였다. 반응에 참여 안한 1-(p-Toluenesulfonyl)imidazole를 필터를 통해 제거하였다. 필터된 용액에 NH4Cl 48.2 g을 넣고 반응을 끝낸 후, 공기를 불어주어 반응 용액을 12 시간 동안 1/2 배로 농축하였다. 농축된 반응 용액을 차가운 물 100 ml를 2번 부어 씻어주고, 마지막으로 200 ml의 아세톤을 부어 물을 제거하고 진공 오븐을 이용하여 건조시켜 Mono-6-O-(p-toluenesulfonyl)-사이클로덱스트린을 얻었다. 40 g of cyclodextrin was added to 450 ml of distilled water, heated to 60°C, and dissolved using a magnetic stirrer. The reaction solution was cooled to room temperature, 31.3 g of 1-(p-Toluenesulfonyl)imidazole was added, and stirred at room temperature for 4 hours. A NaOH solution was prepared by dissolving 50 ml of 18 g of NaOH in distilled water, which was slowly added to the above reaction solution for 20 minutes and then stirred for 10 minutes. 1-(p-Toluenesulfonyl)imidazole, which did not participate in the reaction, was removed through a filter. After adding 48.2 g of NH 4 Cl to the filtered solution and completing the reaction, air was blown to concentrate the reaction solution to 1/2 the volume for 12 hours. The concentrated reaction solution was washed twice with 100 ml of cold water, and finally, 200 ml of acetone was poured to remove the water and dried using a vacuum oven to produce Mono-6-O-(p-toluenesulfonyl)-cyclodextrin. got it

Mono-6-O-(p-toluenesulfonyl)-사이클로덱스트린 10 g을 산소가 차단된 아르곤 가스 상에서 30 mL의 DMF에 녹이고, 20 내지 30 ml의 1,6-hexanediamine을 넣어 80℃에서 12시간 동안 교반 반응 시켰다. 반응 용액 10배에 해당하는 아세톤을 부어 사이클로덱스트린 유도체를 침전시키고, 이를 진공오븐으로 건조시켰다. 양이온교환 컬럼수지를 이용하여, 6번 탄소에 있는 하이드록시 그룹이 알킬다이아민 그룹으로 치환된 사이클로덱스트린(mono-(6-(1,6-hexamethylenediamine)-6-deoxy)-beta-cyclodextrin, 4)을 분리하고, 동결건조하여 최종 생산물을 얻었다.Dissolve 10 g of Mono-6-O-(p-toluenesulfonyl)-cyclodextrin in 30 mL of DMF under oxygen-blocked argon gas, add 20 to 30 ml of 1,6-hexanediamine, and stir at 80°C for 12 hours. reacted. Acetone equivalent to 10 times the reaction solution was poured to precipitate the cyclodextrin derivative, which was dried in a vacuum oven. Using a cation exchange column resin, cyclodextrin (mono-(6-(1,6-hexamethylenediamine)-6-deoxy)-beta-cyclodextrin, 4, in which the hydroxy group at carbon 6 is replaced with an alkyldiamine group. ) was separated and lyophilized to obtain the final product.

② 히알루론산-사이클로덱스트린(HA-CD) 유도체의 제조② Preparation of hyaluronic acid-cyclodextrin (HA-CD) derivatives

히알루론산-사이클로덱스티린 유도체의 합성 과정을 도 1에 모식도로 나타내었다. The synthesis process of the hyaluronic acid-cyclodextyrin derivative is schematically shown in Figure 1.

구체적으로, 100 mg의 히알루론산을 20 ml의 0.1M MES buffer(pH 5.5)에 교반하여 녹였다. 이후 히알루론산의 몰수의 4배에 해당하는 4-(4,6-디메톡시-1,3,5-트리아진-2-일)4-메톡시몰폴리늄 클로라이드(DMTMM)를 히알루론산 용액에 넣어 1~2시간동안 교반하였다Specifically, 100 mg of hyaluronic acid was dissolved in 20 ml of 0.1M MES buffer (pH 5.5) by stirring. Afterwards, 4-(4,6-dimethoxy-1,3,5-triazin-2-yl)4-methoxymorpholinium chloride (DMTMM) corresponding to 4 times the number of moles of hyaluronic acid was added to the hyaluronic acid solution. and stirred for 1 to 2 hours.

①에서 제조된 사이클로덱스트린을 히알루론산 당량 대비 0.75 배 당량을 상기 히알루론산 반응 용액에 넣고 24시간 동안 실온에서 교반하면서 반응하여 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체를 합성하였다. 제조된 유도체(4')를 투석을 통해 정제하고, 동결건조를 통해 획득하였다. The cyclodextrin prepared in ① was added to the hyaluronic acid reaction solution in an amount 0.75 times the equivalent weight of hyaluronic acid, and reacted with stirring at room temperature for 24 hours to synthesize a hyaluronic acid-cyclodextrin derivative. The prepared derivative (4') was purified through dialysis and obtained through freeze-drying.

상기 제조된 히알루론산-사이클로덱스트린(HA-CD) 유도체의 치환도는 28%였다. The degree of substitution of the prepared hyaluronic acid-cyclodextrin (HA-CD) derivative was 28%.

(2) 히알루론산-아다만테인(HA-Ad) 유도체의 제조(2) Preparation of hyaluronic acid-adamantane (HA-Ad) derivatives

히알루론산-아다만테인 유도체의 합성 과정을 도 3에 모식도로 나타내었다. The synthesis process of the hyaluronic acid-adamantane derivative is schematically shown in Figure 3.

먼저, 히알루론산의 TBA(Tetrabutylammonium)염을 제조하였다. 히알루론산 1 g을 100 ml의 이온이 제거된 3차 증류수에 녹여 히알루론산 용액을 준비하였다. DOWEX 50Wx 8,400 혹은 양이온 치환성 레진 컬럼에 히알루론산 용액을 통과시켜 히알루론산의 Na(sodium)염을 제거하였다.First, the TBA (Tetrabutylammonium) salt of hyaluronic acid was prepared. A hyaluronic acid solution was prepared by dissolving 1 g of hyaluronic acid in 100 ml of deionized triple distilled water. The Na (sodium) salt of hyaluronic acid was removed by passing the hyaluronic acid solution through a DOWEX 50Wx 8,400 or cation exchangeable resin column.

Na가 제거된 히알루론산 용리액을 40% TBA-OH(Tetrabutylammonium hodroxide)를 이용하여 pH를 7~8로 적정하였다. 이 후, 자석교반기를 이용하여 1시간 동안 교반한 후 동결건조하여 히알루론산의 TBA 염(6)을 제조하였다.The pH of the hyaluronic acid eluent from which Na was removed was adjusted to pH 7-8 using 40% TBA-OH (Tetrabutylammonium hodroxide). Afterwards, the mixture was stirred for 1 hour using a magnetic stirrer and then freeze-dried to prepare the TBA salt of hyaluronic acid (6).

상기 히알루론산의 TBA염(6)과 히알루론산 기준 당량 2~3배에 해당하는 아다만테인 아세트산(1-adamataneacetic acid, 7) 및 히알루론산 기준 당량 0.7~1배에 해당하는 4-DMAP(4-dimethylaminopyridine)을 DMSO(Dimethyl sulfoxide)에 용해시켰다. 용해 전후에 진공과 아르곤 가스를 이용하여 반응 용기 내에 있는 산소를 제거하였다. 이 후 디-터트-부틸-디카보네이트(di-tert-butyl dicarbonate)(히알루론산 기준 당량 ~0.5배에 해당하는 양)을 반응 용액에 첨가한 후 자석교반기를 이용하여 24시간 동안 충분히 교반하였다.The TBA salt of hyaluronic acid (6), adamantane acetic acid (1-adamataneacetic acid, 7), which is 2 to 3 times the equivalent of hyaluronic acid, and 4-DMAP (4), which is 0.7 to 1 times the equivalent of hyaluronic acid. -dimethylaminopyridine) was dissolved in DMSO (Dimethyl sulfoxide). Oxygen in the reaction vessel was removed using vacuum and argon gas before and after dissolution. Afterwards, di-tert-butyl dicarbonate (an amount equivalent to ~0.5 times the standard equivalent of hyaluronic acid) was added to the reaction solution and stirred thoroughly for 24 hours using a magnetic stirrer.

24시간 후 반응 용액에 히알루론산 당량에 해당하는 NaCl(sodium chloride)를 물에 녹여 반응용액에 첨가하고, 이어서 아이소프로필 알코올(isopropyl alcholo)을 5~10배 넣어, 히알루론산-아다만테인 유도체를 침전시켰다. 필터를 통해 침전물을 얻고 이를 물에 용해시켜 0.1M의 NaCl 용액에서 24시간 동안 투석을 진행하고, 추가로 48 시간 동안 증류수를 이용하여 투석을 진행하였다. After 24 hours, NaCl (sodium chloride) corresponding to the equivalent weight of hyaluronic acid was dissolved in water and added to the reaction solution. Then, 5 to 10 times more isopropyl alcohol was added to create a hyaluronic acid-adamantane derivative. precipitated. The precipitate was obtained through a filter, dissolved in water, dialyzed in a 0.1 M NaCl solution for 24 hours, and dialyzed using distilled water for an additional 48 hours.

아이소프로필 알코올의 첨가를 통한 침천회수법이 아닌 반응용액을 회수하여 투석막에 넣고 20%(v/v) DMSO용액을 이용하여 24시간 동안 투석을 진행하였다. 이후 상기의 방법을 통해 추가로 투석을 진행하여 획득물을 얻을 수도 있다.Rather than using a immersion recovery method through the addition of isopropyl alcohol, the reaction solution was recovered, placed in a dialysis membrane, and dialyzed using a 20% (v/v) DMSO solution for 24 hours. Afterwards, additional dialysis can be performed using the above-mentioned method to obtain the product.

투석 후, 동결건조를 통해 히알루론산-아다만테인 유도체를 획득하였다. After dialysis, hyaluronic acid-adamantane derivatives were obtained through freeze-drying.

제조된 히알루론산-아다만테인 유도체의 치환도는 20%였다.The degree of substitution of the prepared hyaluronic acid-adamantane derivative was 20%.

(3) 하이드로겔 제조(3) Hydrogel production

(1)에서 제조된 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체를 PBS (Phosphate buffered saline, pH 7.4) 용액에 4wt%를 녹여 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체 용액을 준비하였다. A hyaluronic acid-cyclodextrin derivative solution was prepared by dissolving 4 wt% of the hyaluronic acid-cyclodextrin derivative prepared in (1) in a PBS (Phosphate buffered saline, pH 7.4) solution.

(2)에서 제조된 히알루론산-아다만테인 유도체를 PBS 용액에 5wt% 녹여 히알루론산-아다만테인 유도체 용액을 준비하였다.A hyaluronic acid-adamantane derivative solution was prepared by dissolving 5 wt% of the hyaluronic acid-adamantane derivative prepared in (2) in a PBS solution.

상기 두 개의 히알루론산 유도체를 1:1로 혼합하여 초분자 자기조립 히알루론산 하이드로겔을 제조하였다.A supramolecular self-assembled hyaluronic acid hydrogel was prepared by mixing the two hyaluronic acid derivatives 1:1.

비교예 1.Comparative Example 1.

(1) 히알루론산-사이클로덱스트린(HA-CD) 유도체의 제조(1) Preparation of hyaluronic acid-cyclodextrin (HA-CD) derivatives

① 3번 탄소 위치의 하이드록시 그룹이 아민기로 치환된 사이클로덱스트린(CD-NH① Cyclodextrin (CD-NH) in which the hydroxy group at carbon position 3 is replaced with an amine group 22 ) 제조) manufacturing

3번 탄소에 있는 하이드록시 그룹이 아민기로 치환된 사이클로덱스트린(3A-Amino-3A-deoxy-(2AS,3AS)-beta-cyclodextrin, 2)를 TOKYO CHEMICAL INDUSTRY CO., LTD,(제품번호: A1916)에서 구입하여 사용하였다.Cyclodextrin (3A-Amino-3A-deoxy-(2AS,3AS)-beta-cyclodextrin, 2), in which the hydroxy group at carbon 3 is replaced with an amine group, was manufactured by TOKYO CHEMICAL INDUSTRY CO., LTD, (Product number: A1916) ) was purchased and used.

② 히알루론산-사이클로덱스트린(HA-CD) 유도체의 제조② Preparation of hyaluronic acid-cyclodextrin (HA-CD) derivatives

히알루론산 100 mg을 10 ml의 0.1M MES buffer(pH 5.5)에 교반하여 녹였다. 이후 히알루론산의 몰수의 4배에 해당하는 4-(4,6-디메톡시-1,3,5-트리아진-2-일)4-메톡시몰폴리늄 클로라이드(DMTMM)를 히알루론산 용액에 넣어 1~2시간동안 교반하였다.100 mg of hyaluronic acid was dissolved in 10 ml of 0.1M MES buffer (pH 5.5) by stirring. Afterwards, 4-(4,6-dimethoxy-1,3,5-triazin-2-yl)4-methoxymorpholinium chloride (DMTMM) corresponding to 4 times the number of moles of hyaluronic acid was added to the hyaluronic acid solution. and stirred for 1 to 2 hours.

①의 사이클로덱스트린을 히알루론산 당량 대비 0.7배 당량을 상기 히알루론산 반응 용액에 넣고 24시간 동안 실온에서 교반하면서 반응하여 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체를 합성한 것을 제외하고는, 실시예 1의 (1)와 동일한 방법으로 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체(2')를 제조하였다.(1) of Example 1, except that 0.7 times the equivalent of hyaluronic acid equivalent of ① was added to the hyaluronic acid reaction solution and reacted with stirring at room temperature for 24 hours to synthesize a hyaluronic acid-cyclodextrin derivative. Hyaluronic acid-cyclodextrin derivative (2') was prepared in the same manner as above.

제조된 히알루론산-아다만테인 유도체의 치환도는 50%였다.The degree of substitution of the prepared hyaluronic acid-adamantane derivative was 50%.

(2) 히알루론산-아다만테인(HA-Ad) 유도체의 제조(2) Preparation of hyaluronic acid-adamantane (HA-Ad) derivatives

실시예 1의 (2)와 동일한 방법으로 히알루론산-아다만테인 유도체를 제조하였다. A hyaluronic acid-adamantane derivative was prepared in the same manner as (2) of Example 1.

(3) 하이드로겔 제조(3) Hydrogel production

(1)에서 제조된 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체를 PBS 용액에 5wt%를 녹여 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체 용액을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1의 (3)와 동일한 방법으로 하이드로겔을 제조하였다.A hydrogel was prepared in the same manner as (3) of Example 1, except that 5 wt% of the hyaluronic acid-cyclodextrin derivative prepared in (1) was dissolved in a PBS solution to prepare a hyaluronic acid-cyclodextrin derivative solution. did.

비교예 2.Comparative Example 2.

(1) 히알루론산-사이클로덱스트린(HA-CD) 유도체의 제조(1) Preparation of hyaluronic acid-cyclodextrin (HA-CD) derivatives

① 6번 탄소 위치의 하이드록시 그룹이 아민기로 치환된 사이클로덱스트린(CD-NH2) 제조① Production of cyclodextrin (CD-NH2) in which the hydroxy group at carbon position 6 is replaced with an amine group.

Mono-6-O-(p-toluenesulfonyl)-사이클로덱스트린 10 g을 100 ml의 28~30% 암모니아수에 넣고 교반하였다. 매일 5 ml의 새로운 암모니아수를 반응 용액에 5일간 넣어 반응하였다. 반응 6일 후, 반응 용액 7 내지 10배에 해당하는 아세톤을 넣어 침전시켜 생성물을 얻고, 진공건조하였다. 양이온컬럼 수지를 이용하고, 동결건조하여 6번 탄소에 있는 하이드록시 그룹이 아민기로 치환된 사이클로덱스트린(6-mono-6-deoxt-beta-cyclodextrin, 3)를 제조하였다.10 g of Mono-6-O-(p-toluenesulfonyl)-cyclodextrin was added to 100 ml of 28-30% ammonia water and stirred. 5 ml of new ammonia water was added to the reaction solution every day for 5 days. After 6 days of reaction, 7 to 10 times as much acetone as the reaction solution was added to precipitate the product, which was then vacuum dried. A cyclodextrin (6-mono-6-deoxt-beta-cyclodextrin, 3) in which the hydroxy group at carbon 6 was replaced with an amine group was prepared by using a cation column resin and freeze-drying.

②히알루론산-사이클로덱스트린(HA-CD) 유도체의 제조②Manufacture of hyaluronic acid-cyclodextrin (HA-CD) derivatives

히알루론산 100 mg을 20 ml의 0.1M MES buffer(pH 5.5)에 교반하여 녹였다. 이후 히알루론산의 몰수의 2배에 해당하는 4-(4,6-디메톡시-1,3,5-트리아진-2-일)4-메톡시몰폴리늄 클로라이드(DMTMM)를 히알루론산 용액에 넣어 1~2시간동안 교반하였다.100 mg of hyaluronic acid was dissolved in 20 ml of 0.1M MES buffer (pH 5.5) by stirring. Afterwards, 4-(4,6-dimethoxy-1,3,5-triazin-2-yl)4-methoxymorpholinium chloride (DMTMM), which is twice the number of moles of hyaluronic acid, was added to the hyaluronic acid solution. and stirred for 1 to 2 hours.

①에서 제조된 사이클로덱스트린을 히알루론산 당량 대비 0.75배 당량을 상기 히알루론산 반응 용액에 넣고 24시간 동안 실온에서 교반하면서 반응하여 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체를 합성한 것을 제외하고는, 실시예 1의 (1)와 동일한 방법으로 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체(3')를 제조하였다.Example 1 (Except that 0.75 times the equivalent of the hyaluronic acid equivalent of the cyclodextrin prepared in ① was added to the hyaluronic acid reaction solution and reacted with stirring at room temperature for 24 hours to synthesize a hyaluronic acid-cyclodextrin derivative. Hyaluronic acid-cyclodextrin derivative (3') was prepared in the same manner as 1).

제조된 히알루론산-아다만테인 유도체의 치환도는 17%였다.The degree of substitution of the prepared hyaluronic acid-adamantane derivative was 17%.

(2) 히알루론산-아다만테인(HA-Ad) 유도체의 제조(2) Preparation of hyaluronic acid-adamantane (HA-Ad) derivatives

실시예 1의 (2)와 동일한 방법으로 히알루론산-아다만테인 유도체를 제조하였다. A hyaluronic acid-adamantane derivative was prepared in the same manner as (2) of Example 1.

(3) 하이드로겔 제조(3) Hydrogel production

(1)에서 제조된 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체를 PBS 용액에 5wt%를 녹여 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체 용액을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1의 (3)와 동일한 방법으로 하이드로겔을 제조하였다.A hydrogel was prepared in the same manner as (3) of Example 1, except that 5 wt% of the hyaluronic acid-cyclodextrin derivative prepared in (1) was dissolved in a PBS solution to prepare a hyaluronic acid-cyclodextrin derivative solution. did.

비교예 3.Comparative Example 3.

(1) 히알루론산-사이클로덱스트린(HA-CD) 유도체의 제조(1) Preparation of hyaluronic acid-cyclodextrin (HA-CD) derivatives

① 6번 탄소 위치의 하이드록시 그룹이 아민기로 치환된 사이클로덱스트린(CD-NH2) 제조① Production of cyclodextrin (CD-NH2) in which the hydroxy group at carbon position 6 is replaced with an amine group.

비교예 2의 (1) ①과 같은 방법으로 제조하였다. It was prepared in the same manner as (1) ① of Comparative Example 2.

② 히알루론산-사이클로덱스트린(HA-CD) 유도체의 제조② Preparation of hyaluronic acid-cyclodextrin (HA-CD) derivatives

히알루론산 100 mg을 15 ml의 0.1M MES buffer(pH 5.5)에 교반하여 녹였다. 이후 히알루론산의 몰수의 2배에 해당하는 4-(4,6-디메톡시-1,3,5-트리아진-2-일)4-메톡시몰폴리늄 클로라이드(DMTMM)를 히알루론산 용액에 넣어 1~2시간동안 교반하였다.100 mg of hyaluronic acid was dissolved in 15 ml of 0.1M MES buffer (pH 5.5) by stirring. Afterwards, 4-(4,6-dimethoxy-1,3,5-triazin-2-yl)4-methoxymorpholinium chloride (DMTMM), which is twice the number of moles of hyaluronic acid, was added to the hyaluronic acid solution. and stirred for 1 to 2 hours.

①에서 제조된 사이클로덱스트린을 히알루론산 당량 대비 1.0배 당량을 상기 히알루론산 반응 용액에 넣고 24시간 동안 실온에서 교반하면서 반응하여 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체(3')를 합성한 것을 제외하고는, 실시예 1의 (1)와 동일한 방법으로 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체(3')를 제조하였다.Except that 1.0 times the equivalent of the hyaluronic acid equivalent of the cyclodextrin prepared in ① was added to the hyaluronic acid reaction solution and reacted with stirring at room temperature for 24 hours to synthesize the hyaluronic acid-cyclodextrin derivative (3'). Hyaluronic acid-cyclodextrin derivative (3') was prepared in the same manner as (1) in Example 1.

제조된 히알루론산-아다만테인 유도체의 치환도는 49%였다.The degree of substitution of the prepared hyaluronic acid-adamantane derivative was 49%.

(2) 히알루론산-아다만테인(HA-Ad) 유도체의 제조(2) Preparation of hyaluronic acid-adamantane (HA-Ad) derivatives

실시예 1의 (2)와 동일한 방법으로 히알루론산-아다만테인 유도체를 제조하였다. A hyaluronic acid-adamantane derivative was prepared in the same manner as (2) of Example 1.

(3) 하이드로겔 제조(3) Hydrogel production

(1)에서 제조된 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체를 PBS 용액에 5wt%를 녹여 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체 용액을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1의 (3)와 동일한 방법으로 하이드로겔을 제조하였다.A hydrogel was prepared in the same manner as (3) of Example 1, except that 5 wt% of the hyaluronic acid-cyclodextrin derivative prepared in (1) was dissolved in a PBS solution to prepare a hyaluronic acid-cyclodextrin derivative solution. did.

실험예 1. 유도체의 NMR 분석Experimental Example 1. NMR analysis of derivatives

(1) 방법(1) Method

실시예 및 비교예에서 제조된 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체를 NMR(DPX300, Bruker, Germany)으로 분석하였다. The hyaluronic acid-cyclodextrin derivatives prepared in Examples and Comparative Examples were analyzed by NMR (DPX300, Bruker, Germany).

(2) 결과(2) Results

히알루론산-사이클로덱스트린 유도체의 NMR 분석 결과를 도 2에 나타내었다. The results of NMR analysis of the hyaluronic acid-cyclodextrin derivative are shown in Figure 2.

도 2에서 (a)는 비교예 2에서 제조된 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체(사이클로덱스트린 치환도 17%, 3'), (b)는 비교예 3에서 제조된 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체(사이클로덱스트린 치환도가 49%, 3'), (c)는 실시예 1에서 제조된 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체(사이클로덱스트린의 치환도 28%, 4')의 NMR 스펙트럼을 나타낸다.In Figure 2, (a) is a hyaluronic acid-cyclodextrin derivative prepared in Comparative Example 2 (cyclodextrin substitution degree 17%, 3'), (b) is a hyaluronic acid-cyclodextrin derivative prepared in Comparative Example 3 (cyclodextrin Degree of substitution is 49%, 3'), (c) shows the NMR spectrum of the hyaluronic acid-cyclodextrin derivative prepared in Example 1 (degree of substitution of cyclodextrin 28%, 4').

상기 도 2에 나타난 바와 같이, 2.0 ppm에서 나타난 히알루론산 골격의 아세틸 그룹의 적분값인 3을 기준으로, 5.0 ppm에서 나타난 사이클로덱스트린의 글루코스의 1번 탄소의 하이드로젠 픽이 이 검출된 것을 확인할 수 있다. 이를 통해, 히알루론산에 사이클로덱스트린이 접합된 것과 치환도를 확인할 수 있다.As shown in Figure 2, based on 3, which is the integral value of the acetyl group of the hyaluronic acid skeleton shown at 2.0 ppm, it can be confirmed that the hydrogen pick at carbon 1 of the glucose of cyclodextrin shown at 5.0 ppm was detected. there is. Through this, it is possible to confirm that cyclodextrin is conjugated to hyaluronic acid and the degree of substitution.

실험예 2. 하이드로겔의 유변학적 성질Experimental Example 2. Rheological properties of hydrogel

(1) 방법(1) Method

실시예 1 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 하이드로겔의 유변학적 특성을 측정하였다. The rheological properties of the hydrogels prepared in Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 were measured.

구체적으로, MCR 92 레오미터(Anton Paar,USA)를 통해 하이드로겔의 저장탄성율 (G’)과 손실탄성율 (G’’)를 각주파수 0.1 내지 100 rad/s의 범위 및 25℃ 에서 직경 25 mm 플레이트로 측정하였다.Specifically, the storage modulus (G') and loss modulus (G'') of the hydrogel were measured using an MCR 92 rheometer (Anton Paar, USA) at an angular frequency in the range of 0.1 to 100 rad/s and a diameter of 25 mm at 25°C. Measured with a plate.

(2) 결과(2) Results

측정 결과를 도 4에 나타내었다.The measurement results are shown in Figure 4.

도 4에서 (a)는 비교예 1에서 제조된 5wt% HA-CD(2', 치환도 50%)와 5wt% HA-Ad(6', 치환도 20%)로 구성된, (b)는 비교예 2에서 제조된 5wt% HA-CD(3', 치환도 17%)와 5wt% HA-Ad(6', 치환도 20%)로 구성된, (c)는 비교예 3에서 제조된 5wt% HA-CD(3', 치환도 49%)와 5wt% HA-Ad(6', 치환도 20%)로 구성된, (d)는 실시예 1에서 제조된 4wt% HA-CD(4', 치환도 28%)와 5wt% HA-Ad(6', 치환도 20%)로 구성된 초분자 자기조립 히알루론산 하이드로겔의 유변학적 성질을 나타낸다.In Figure 4, (a) is composed of 5 wt% HA-CD (2', degree of substitution 50%) and 5 wt% HA-Ad (6', degree of substitution 20%) prepared in Comparative Example 1, and (b) is a comparison. (c) consists of 5 wt% HA-CD (3', degree of substitution 17%) prepared in Example 2 and 5 wt% HA-Ad (6', degree of substitution 20%), and (c) is 5 wt% HA prepared in Comparative Example 3. -CD (3', degree of substitution 49%) and 5 wt% HA-Ad (6', degree of substitution 20%), (d) is 4 wt% HA-CD (4', degree of substitution) prepared in Example 1 28%) and 5 wt% HA-Ad (6', degree of substitution 20%).

상기 도 4에 나타난 바와 같이, 비교예 1에서 제조된 하이드로겔은 비교예 2에 비해 사이클로덱스트린의 치환도가 높아 겔의 탄성도가 높으나. 사이클로덱스트린의 치환도가 비슷한 비교예 3이 비교예 1보다 탄성도가 더 높은 것을 확인할 수 있다. 즉, 사이클로덱스트린의 6번 탄소 위치에 하이드로겔이 결합되고, 치환도가 높은 것이 우수한 탄성도를 가진다. As shown in FIG. 4, the hydrogel prepared in Comparative Example 1 has a higher degree of cyclodextrin substitution and thus has higher elasticity than Comparative Example 2. It can be seen that Comparative Example 3, which has a similar degree of substitution of cyclodextrin, has higher elasticity than Comparative Example 1. In other words, the hydrogel is bonded to the 6th carbon position of the cyclodextrin, and the higher the degree of substitution, the higher the elasticity.

그러나, 실시예 1은 비교예 1 및 비교예 3과 비교하여 낮은 사이클로덱스트린 치환도를 가지고, 더 낮은 히알루론산의 농도를 가짐에도 불구하고 동등 이상의 탄성도를 가지는 것을 확인할 수 있다.However, it can be confirmed that Example 1 has a lower degree of cyclodextrin substitution and a lower concentration of hyaluronic acid than Comparative Examples 1 and 3, but has elasticity equal to or greater than that of Comparative Examples 1 and 3.

실험예 3. 하이드로겔의 Tan δ (loss factor) 측정Experimental Example 3. Measurement of Tan δ (loss factor) of hydrogel

(1) 방법(1) Method

실시예 1 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 하이드로겔의 Tan δ을 측정하였다. Tan δ of the hydrogels prepared in Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 was measured.

구체적으로, 실험예 2 에서 측정된 방법과 동일한 방법으로 하이드로겔의 저장탄성율과 손실탄성율을 측정하였으며 Tan δ는 손실탄성율/저장탄성율의 비로 계산하였다.Specifically, the storage modulus and loss modulus of the hydrogel were measured using the same method as measured in Experimental Example 2, and Tan δ was calculated as the ratio of loss modulus/storage modulus.

(2) 결과(2) Results

측정 결과를 도 5에 나타내었다.The measurement results are shown in Figure 5.

도 5에서 (a)는 비교예 1에서 제조된 5wt% HA-CD(2', 치환도 50%)와 5wt% HA-Ad(6', 치환도 20%)로 구성된, (b)는 비교예 2에서 제조된 5wt% HA-CD(3', 치환도 17%)와 5wt% HA-Ad(6', 치환도 20%)로 구성된, (c)는 비교예 3에서 제조된 5wt% HA-CD(3', 치환도 49%)와 5wt% HA-Ad(6', 치환도 20%)로 구성된, (d)는 실시예 1에서 제조된 4wt% HA-CD(4', 치환도 28%)와 5wt% HA-Ad(6', 치환도 20%)로 구성된 초분자 자기조립 히알루론산 하이드로겔의 Tan δ 측정 결과를 나타낸다.In Figure 5, (a) is composed of 5 wt% HA-CD (2', degree of substitution 50%) and 5 wt% HA-Ad (6', degree of substitution 20%) prepared in Comparative Example 1, and (b) is a comparison. (c) consists of 5 wt% HA-CD (3', degree of substitution 17%) prepared in Example 2 and 5 wt% HA-Ad (6', degree of substitution 20%), and (c) is 5 wt% HA prepared in Comparative Example 3. -CD (3', degree of substitution 49%) and 5 wt% HA-Ad (6', degree of substitution 20%), (d) is 4 wt% HA-CD (4', degree of substitution) prepared in Example 1 The Tan δ measurement results of a supramolecular self-assembled hyaluronic acid hydrogel composed of 28%) and 5 wt% HA-Ad (6', degree of substitution 20%) are shown.

상기 도 5에 나타난 바와 같이, 비교예 2는 모든 각주파수 범위에서 다른 예보다 높은 Tan δ 값을 나타내며 각주파수 30 rad/s 이상에서 1 이하의 Tan δ 값이 나타난다. 치환도가 높은 비교예 1의 경우, 초기 각주파수에서 비교예 2보다 낮은 Tan δ 값이 나타났으며 각주파수 10 rad/s 이상에서 1 이하의 Tan δ 값이 나타나 비교예 2보다 기계적 강도가 우수한 것을 확인하였다. As shown in FIG. 5, Comparative Example 2 shows a higher Tan δ value than other examples in all angular frequency ranges, and a Tan δ value of 1 or less at an angular frequency of 30 rad/s or more. In the case of Comparative Example 1 with a high degree of substitution, a Tan δ value lower than that of Comparative Example 2 was observed at the initial angular frequency, and a Tan δ value of 1 or less was observed at an angular frequency of 10 rad/s or more, showing superior mechanical strength than Comparative Example 2. confirmed.

비교예 1과 유사한 치환도를 가지나 6번 탄소 위치에 아민기가 있는 비교예 3의 경우, 모든 각주파수 범위에서 비교예 1보다 낮은 Tan δ 값이 확인되었고, 각주파수 1 rad/s 이하에서 1 이하의 Tan δ값이 나타남이 확인 되었다. 실시예 1은 비교예 3과 유사한 Tan δ 값이 나타났으나, 이는 모든 각 주파수에서 더 낮은 Tan δ 값을 갖는 것으로 확인 되었다. In the case of Comparative Example 3, which has a degree of substitution similar to Comparative Example 1 but has an amine group at the 6th carbon position, a Tan δ value lower than that of Comparative Example 1 was confirmed in all angular frequency ranges, and was less than 1 at an angular frequency of 1 rad/s or less. It was confirmed that the Tan δ value of . Example 1 showed Tan δ values similar to Comparative Example 3, but it was confirmed to have lower Tan δ values at all frequencies.

1 보다 낮은 Tan δ값은 하이드로겔의 탄성이 점성보다 높다는 것을 의미하며 낮은 Tan δ값을 가질수록 기계적 강도가 높다는 것을 의미한다. 따라서, 본 실험예를 통해 실시예 1에서 제조된 하이드로겔이 낮은 치환도를 가지면서도 기계적 강도가 우수한 것을 확인할 수 있다. A Tan δ value lower than 1 means that the elasticity of the hydrogel is higher than the viscosity, and a lower Tan δ value means higher mechanical strength. Therefore, through this experimental example, it can be confirmed that the hydrogel prepared in Example 1 has a low degree of substitution and has excellent mechanical strength.

실험예 4. 초분자 자기조립 하이드로겔 기반 경피 전달 화장품 제형 Experimental Example 4. Transdermal delivery cosmetic formulation based on supramolecular self-assembled hydrogel

(1) 방법(1) Method

실시예 1에서 제조된 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체와 히알루론산-아다만테인 유도체를 각각 1 wt% 또는 2 wt% 농도로 하기 표 1과 같이 구성된 화장품 조성물에 녹여 경피 전달용 화장품 제형을 제조하였다.A cosmetic formulation for transdermal delivery was prepared by dissolving the hyaluronic acid-cyclodextrin derivative and the hyaluronic acid-adamantane derivative prepared in Example 1 in a cosmetic composition as shown in Table 1 below at a concentration of 1 wt% or 2 wt%, respectively.

화장품 제형에는 물, 점증제, pH 조절제, 보습제, 방부제 용매 등이 포함되며, 미백 기능성 성분, 주름개선 기능성 성분, 천연물 유래 기능성 성분, 피부 마이크로바이옴 및 기능성 균주, 피부 마이크로바이옴 및 기능성 균주 발효물 등이 추가로 포함될 수 있다. Cosmetic formulations include water, thickeners, pH adjusters, moisturizers, preservative solvents, etc., whitening functional ingredients, wrinkle improvement functional ingredients, natural product-derived functional ingredients, skin microbiome and functional strains, skin microbiome and functional strain fermentation. Water, etc. may be additionally included.

NO.NO. INGREDIENTS LISTINGREDIENTS LIST 1One WATER WATER 22 ACRYLATES/C10-30 ALKYL ACRYLATE CROSSPOLYMER ACRYLATES/C10-30 ALKYL ACRYLATE CROSSPOLYMER 33 TROMETHAMINE TROMETHAMINE 44 HYDROXYETHYLCELLULOSE HYDROXYETHYLCELLULOSE 55 HYDROLYZED HYALURONIC ACID HYDROLYZED HYALURONIC ACID 66 SODIUM HYALURONATE SODIUM HYALURONATE 77 DISODIUM EDTA DISODIUM EDTA 88 SACCHAROMYCES FERMENT FILTRATE SACCHAROMYCES FERMENT FILTRATE 99 ALOE BARBADENSIS LEAF EXTRACT ALOE BARBADENSIS LEAF EXTRACT 1010 ULMUS DAVIDIANA ROOT EXTRACT  ULMUS DAVIDIANA ROOT EXTRACT 1111 METHYLPROPANEDIOL METHYLPROPANEDIOL 1212 1,2-HEXANEDIOL 1,2-HEXANEDIOL 1313 GLYCERIN GLYCERIN 1414 PENTYLENE GLYCOL PENTYLENE GLYCOL 1515 BUTYLENE GLYCOL BUTYLENE GLYCOL 1616 ETHYLHEXYLGLYCERIN ETHYLHEXYLGLYCERIN

(2) 결과(2) Results

제조된 화장품 제형의 필름 형성 결과 및 피부 도포예를 도 6에 나타내었다. The film formation results and skin application example of the prepared cosmetic formulation are shown in Figure 6.

화장품 제형 내 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체와 히알루론산-아다만탄 유도체의 함량은 1 내지 5 wt%일 수 있으며, 각 화장품 성분들과 함께 피부에 적용될 때 필름을 형성할 수 있다. The content of the hyaluronic acid-cyclodextrin derivative and the hyaluronic acid-adamantane derivative in the cosmetic formulation may be 1 to 5 wt%, and may form a film when applied to the skin together with each cosmetic ingredient.

상기 형성된 필름으로 인해 유효성분이 유지되며 효율적인 경피 전달을 할 수 있다.Due to the formed film, the active ingredient is maintained and efficient transdermal delivery is possible.

Claims (13)

초분자 자기조립 히알루론산 하이드로겔을 포함하며,
상기 초분자 자기조립 히알루론산 하이드로겔은 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체; 및 히알루론산-아다만테인 유도체로부터 제조되고,
상기 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물이며,
상기 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체에서 사이클로덱스트린의 치환도는 25 내지 35%인 경피 전달용 조성물:

[화학식 1]


상기 화학식 1에서, n은 25 내지 8,000의 정수이고, m은 2 내지 8의 정수이다.
Contains supramolecular self-assembled hyaluronic acid hydrogel,
The supramolecular self-assembled hyaluronic acid hydrogel is a hyaluronic acid-cyclodextrin derivative; and hyaluronic acid-adamantane derivatives,
The hyaluronic acid-cyclodextrin derivative is a compound represented by the following formula (1),
A composition for transdermal delivery wherein the degree of substitution of cyclodextrin in the hyaluronic acid-cyclodextrin derivative is 25 to 35%:

[Formula 1]


In Formula 1, n is an integer from 25 to 8,000, and m is an integer from 2 to 8.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
히알루론산-아다만테인 유도체는 히알루론산의 카르복실기와 아다만테인이 에스터 결합 또는 아마이드 결합을 통해 결합되어 있는 것인 경피 전달용 조성물.
According to claim 1,
The hyaluronic acid-adamantane derivative is a composition for transdermal delivery in which the carboxyl group of hyaluronic acid and adamantane are bonded through an ester bond or amide bond.
제 1 항에 있어서,
히알루론산-아다만테인 유도체에서 아다만테인의 치환도는 10 내지 50%인 경피 전달용 조성물.
According to claim 1,
A composition for transdermal delivery in which the degree of substitution of adamantane in a hyaluronic acid-adamantane derivative is 10 to 50%.
제 1 항에 있어서,
히알루론산-사이클로덱스트린 유도체 및 히알루론산-아다만테인 유도체의 함량비는 1:0.1 내지 1:10 인 경피 전달용 조성물.
According to claim 1,
A composition for transdermal delivery wherein the content ratio of the hyaluronic acid-cyclodextrin derivative and the hyaluronic acid-adamantane derivative is 1:0.1 to 1:10.
제 1 항에 있어서,
하이드로겔은 히알루론산-사이클로덱스트린 유도체의 사이클로덱스트린 및 히알루론산-아다만테인 유도체의 아다만테인의 초분자 반응에 의해 형성되는 것인 경피 전달용 조성물.
According to claim 1,
The hydrogel is a composition for transdermal delivery that is formed by supramolecular reaction of cyclodextrin of a hyaluronic acid-cyclodextrin derivative and adamantane of a hyaluronic acid-adamantane derivative.
제 1 항에 있어서,
초분자 자기조립 히알루론산 하이드로겔은 수용액을 기반으로 하는 완충용액인 경피 전달용 조성물.
According to claim 1,
Supramolecular self-assembled hyaluronic acid hydrogel is a composition for transdermal delivery that is an aqueous solution-based buffer solution.
제 1 항에 있어서,
유용 물질을 추가로 포함하며,
상기 유용 물질은 약물, 기능성 화장료의 유용 물질, 형광물질, 방사성 동위원소, 표적 지향성 물질, 이미징 물질 및 세포 배양에 필요한 배양액으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상인 경피 전달용 조성물.
According to claim 1,
It additionally contains useful substances,
The useful substance is a composition for transdermal delivery, wherein the useful substance is one or more selected from the group consisting of drugs, useful substances in functional cosmetics, fluorescent substances, radioactive isotopes, target-directing substances, imaging substances, and culture media required for cell culture.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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KR102371998B1 (en) * 2018-10-26 2022-03-10 (주)화이바이오메드 Preparation and Application of Self-Assembled Supramolecular Hyaluronic Acid Hydrogels

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
RODELL ET AL., "Rational Design of Network Properties in Guest-Host Assembled and Shear-Thinning Hyaluronic Acid Hydrogels", BIOMACROMOLECULES, 2013, Vol. 14, No. 11, pp. 4125-4134*

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