KR20020069379A - 수용성 키토산과 목향추출물로 구성된 천연 셀 전달체 - Google Patents

수용성 키토산과 목향추출물로 구성된 천연 셀 전달체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 천연 셀 전달체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수용성 키토산(HFP)과 목향(Inula Helenium L.) 추출물이 함께 함유된 천연 셀 전달체로서 기존 유기합성 항균제의 단점을 해소하면서도 우수한 제 특성과 항균효과도 상호보완 및 상승시킬 수 있어 식품, 화장품, 의약품 등에 사용되어 자극성과 독성이 없이 우수한 제 특성과 광범위한 항균 스펙트럼을 나타낼 수 있고 이와 더불어 항염증효과도 동시에 갖는 천연 셀 전달체에 관한 것이다.

Description

수용성 키토산과 목향추출물로 구성된 천연 셀 전달체{Natural cell control carrier modular compounded Inula Helenium L. extract and water-soluble chitosan}
본 발명은 천연 셀 전달체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수용성 키토산(HFP)과 목향(Inula Helenium L.) 추출물이 함께 함유된 천연 셀 전달체로서 기존 유기합성 항균제의 단점을 해소하면서도 우수한 제 특성과 항균효과도 상호보완 및 상승시킬 수 있어 식품, 화장품, 의약품 등에 사용되어 자극성과 독성이 없이 우수한 제 특성과 광범위한 항균 스펙트럼을 나타낼 수 있고 이와 더불어 항염증효과도 동시에 갖는 천연 셀 전달체에 관한 것이다.
일반적으로 식품, 화장품, 의약품에 오염되는 미생물은 크게 세균과 곰팡이로 나눌 수 있다. 또, 세균은 크게 그램양성 세균과 그램음성 세균으로 나눌 수 있으며, 곰팡이는 이스트(Yeast)와 몰드(mold)로 나눌 수 있다. 이들 미생물은 수분이 존재하는 경우에 생육할 수 있는 것으로 알려져 있다. 특히 화장품과 같이 수분 활성(Aw)이 높은 경우에는 미생물의 생육이 잘 일어난다. 식품, 화장품에서 미생물이 증식하게 되면 탄수화물의 분해로 가스가 생성 되기도 하고, 유지 화합물에서 지방산이나 케톤잔기가 생성되어 산패가 되기도 하며, 단백질의 부패로 이취가 발생하기도 한다. 이러한 화장품 등의 미생물 오염과 증식으로 인한 제품의 변질을 막기 위해 항균제를 많이 사용한다. 일반적으로 식품, 화장품, 의약품 등에 사용되는 항균제로서는 메틸 p-하이드록시벤조에이트, 프로필 p-하이드록시벤조에이트, 이미다졸리디닐 우레아, 구연산, 프로필렌 글리콜 및 페녹시에탄올 등이 주로 사용되어지며, 항균효과를 높이기 위해 이들을 적정 함량으로 혼합하여 사용하거나 항균체계를 증강시키는 물질을 함께 사용함으로써 처방에 항균성을 갖도록 한다.
그러나 유기합성 항균제는 내성의 증가 부작용, 독성, 발암성, 원인 불규명성 물질 생성 등의 문제가 있어 품목의 규제, 사용량의 한도 규제 등이 점차 심화되고 있고, 또 소비규제와 경계성 선호 매력의 저하로 점점 구매력이 상실되고 있다. 또한 의약, 식품, 화장품에 사용되는 유기합성 항균제는 소량 사용에 의해서도 피부에 대한 자극성과 독성이 크기 때문에 접촉성 피부염이나 알러지 같은 피부 부작용을 일으키는 원인이 된다.
따라서, 의약, 식품, 화장품 등에 적용되는 항균제는 항균력 이외에도 피부에 대한 저자극성 및 독성과 내성이 없어야 한다. 본 발명은 이러한 요구를 충족시키는 천연 셀 전달체에 관한 것으로서, 수용성 키토산(HFP)과 목향 추출물(Inula Helenium L.)로 구성된다.
키토산의 항균활성에 대해서는 이미 널리 알려져 있지만, 그 기작은 미미하며 다만, 키토산의 아민 그룹의 양전하와 미생물 세포벽의 음전하가 반응하여 미생물의 생장을 억제 할 것이라고 추측할 뿐이다. 본 발명자 등은 발명에 사용된 수용성 키토산(HFP)에 대하여 세포에서의 강력한 NO 생성 기능과 유전체 변이 방지성, 염색체 변이 방지, 세포 재생능력, 세포 조절성 등 세포활성이 우수하며 안정성, 무독성을 검증한 바 있다[International Journal of Immunopharmacology 22. 2000, 923∼933; 미국특허 제5,730,876]이다. 본 발명자 등의 실험 결과에 따르면 상기한 수용성 키토산(HFP)은 세균과 이스트에 대해서는 강력한 항균 활성을 나타내지만 몰드에 대해서는 항균활성이 아주없거나 떨어지는 것으로 나타났다.
이에 본 발명자들은 기존의 유기합성 항균제의 단점을 해소하면서 우수한 제 특성과 보다 광범위한 항균 스펙트럼을 나타내는 천연 셀 전달체를 개발하고자 하는 노력의 일환으로서 수용성 키토산(HFP)을 항균제 적용하는데 있어서의 단점을 보완할 수 있는 천연물을 검색 하던 중 수용성 키토산(HFP)과 목향 추출물(Inula Helenium L.)을 함께 사용하여 세균과 이스트에는 물론 몰드에 대하여도 뛰어난 항균활성을 나타냄은 물론 항염증효과 까지도 얻게 되는 새로운 천연 셀 전달체를 개발하게 되었다. 본 발명의 수용성 키토산(HFP)과 목향 추출물(Inula Helenium L.)을 결합한 형태의 천연 셀 전달체에 대해 항균활성을 실험한 결과 박테리아, 효모 및 몰드에 대한 항균효과가 매우 우수하였으며, 첩포시험(patch test)을 통해 피부에 대한 자극성을 시험한 결과 유기합성방부제를 사용했을 때 보다 30% ∼ 60%정도 낮은 피부자극성을 보이는 것을 확인할 수 있었고, 또한 항염증효과도 우수하게 지닌 것을 확인하였다.
따라서 본 발명은 피부에 대한 자극성이 거의 없으면서 광범위한 항균 스펙트럼과 항염증효과를 나타내는 천연 셀 전달체를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명은 수용성 키토산(HFP)과 목향(Inula Helenium L.) 추출물로 구성된 천연 셀 전달체를 그 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 수용성 키토산(HFP)과 목향(Inula Helenium L.) 추출물로 구성된 천연 셀 전달체를 포함하는 항균제를 포함한다.
또한, 본 발명은 수용성 키토산(HFP)과 목향(Inula Helenium L.) 추출물로 구성된 천연 셀 전달체를 포함하는 항염증제를 포함한다.
이와 같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 천연 셀 전달체의 항균 메카니즘은 구성물이 수분을 함유하는 계(상태)에서 양전하(+ charge)를 띄는 것으로부터 비롯된다. 즉, 세균의 세포벽 성분으로서 타이코익 액시드(Teichoic acid)는 세포벽(cell wall)의 신장(伸長)을 조절하는 역할을 하며, 음전하(- charge)를 나타낸다. 이에 세포벽(cell wall)의 표면은 이러한 타이코익 액시드에 의해 음전하(- charge)를 띠게 된다. 따라서 양전하(+ charge)를 띄는 본 발명의 천연 셀 전달체가 표면에 음전하(-charge)를 띤 세균의 세포벽과 강한 이온결합을 주도적으로 하여 세균의 활성을 강력히 억제하고 성장을 저하시키는 것이다. 강한 이온결합과 약물전달됨에 따라 활동에 제약을 받게되는 세균은 치명적인 손상을 입고 급격히 그 활성이 떨어지게 된다.
또한, 본 발명의 천연 셀 전달체가 상기한 항균활성과 더불어 항염증에도 유효한 결과를 나타내는 바, 염증은 손상에 대한 살아 있는 조직의 반응으로, 생체 조직이 어떠한 원인에 의하여 손상을 받았을 때 이 손상을 국소화시키고 손상된 부위를 정상상태로 되돌리려는 방어기전이다. 여기에는 손상부위의 혈관, 신경, 체액 및 세포의 반응이 관여한다. 염증의 원인으로는 생물성 원인(세균), 물리적 원인(외상), 화학적 원인(내인성 또는 외인성 화학물질), 면역학적 원인이 있다. 염증반응은 대체로 혈관변화, 액체삼출 그리고 백혈구 침윤이 특징이며, 그 증상은 발적, 부어오름, 열 그리고 통증으로 나타나며, 특히 본 발명의 천연 셀 전달체는 백혈구 침윤 회복력이 우수하다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 천연 셀 전달체의 구성에 대해 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명이 사용하는 수용성 키토산은 미국특허 제5,730,876호에 공지되어 있는 방법을 기초하여 제조된 것으로, 올리고당 대비 분자량범위가 100,000 ∼ 300,000 이고, 물에 대한 용해 특성을 기초로 면역 단백질을 결합 제조한 것으로서 셀 전달체로서는 아미노산을 인식하여 tRNA가 셀(cell)을 자극하여 간접적 효과 발생에 관여하는 특징을 갖는다. 이러한 수용성 키토산(HFP)은 세포내에서의 NO생성 기능과 유전체 변이 방지성, 세포 재생능력, 세포 조절성 등 제반 세포활성이 우수하며 안정성, 무독성이 검증된 고효율 키토산이다[HFP™, (주)자광 제품;International Journal of Immunopharmacology 22. 2000, 923∼933].
또한, 본 발명의 천연 셀 전달체를 구성하는데 사용되는 또 다른 성분으로서 목향 추출물을 사용하는 바, 목향(Inula Helenium L.)의 주요작용으로서는 유효성분은 아직 알려져 있지 않으나 정유는 방부작용, 항염증작용, 구충작용이 있어 한의약 재료로서 식품, 의약에 현재 널리 활용되고 있다. 목향(Inula Helenium L.)의 뿌리줄기와 뿌리에는 1 ∼ 5%의 정유가 있는데, 이 정유의 결정을 '헬레닌'이라고 하는데 셀리난형의 세스쿠이테르펜락톤의 혼합물이다. 이 혼합물의 주요성분은 알란토락톤(C15H20O2), 이소알란토락톤(C15H20O2), 디히드로알란토락톤(C15H22O2), 알란톨산 등이다. 정유에는 헬레닌 외에도 트리테르펜알콜인 다미라디에닐아세타트(C32H52O2), 적은량의 알란톨(C15H23O2), 프로아줄렌이 함유되어 있다. 뿌리에는 이눌린(44%까지), 프세우도이눌린, 이눌레닌, 사포닌, 쓴맛 물질, 색소, 흔적의 알칼로이드가 있다.
본 발명에서는 다음과 같은 추출과정을 거쳐 수득한 목향 추출물을 유효성분으로 사용한다. 먼저, 목향(Inula Helenium L.)의 뿌리를 잘게 자른 다음 50 ∼ 80% 에탄올에 3 ∼ 10 일간 침출시켜 우려낸 다음 1차 여과하고 여액을 다시 냉장(-4℃)에서 3 ∼ 7 일간 숙성시켜 불용해물에 대한 침전을 유도한 다음 2차 여과한다. 2차 여과된 목향 추출물 용액을 회전증발진공농축기(rotary evaporator)와 동결건조기(freeze dryer)에서 고형분이 될 때까지 건조시켜 목향 추출물을 얻는다.
이상에서 설명한 수용성 키토산(HFP)과 목향추출물(Inula Helenium L.)이 함유된 용액을 재차 냉동건조하고 투석 정제과정과 같은 생명과학적 분리방법을 통한 물리적 유도화과정을 수행하여 본 발명이 목적하는 천연 셀 전달체를 얻는다.
한편, 본 발명에 따른 천연 셀 전달체를 구성하게 되는 수용성 키토산(HFP)과 목향 추출물(Inula Helenium L.)의 구성비 결정은 각각의 최소저해농도(MIC) 결과를 근거로 한다.
구성비(중량%) 최소저해농도(MIC, 단위; mg/mL)
수용성키토산(HFP) 목향추출물 스타필로코커스 아우레우스 에스케리키아 콜라이 슈도모너스 에어로지노사 칸디다 알비칸스 아스퍼질러스 나이거
0 100 5.0 〉60.0 40.0 〉70.0 1.0
30 70 2.1 2.6 6.0 1.5 0.9
50 50 1.3 2.8 7.0 1.6 2.1
70 30 1.2 2.2 2.1 1.3 0.7
100 0 1.5 2.5 2.5 1.5 〉5.0
본 발명의 천연 셀 전달체는 수용성 키토산(HFP) 0.01 ∼ 99.99 중량%와 목향 추출물 0.01 ∼ 99.99 중량%를 배합하도록 하며, 바람직하게는 수용성 키토산(HFP) 50.00 ∼ 90.00 중량%와 목향 추출물이 10.00 ∼ 50.00 중량%를 구성되도록 한다. 또한, 본 발명의 천연 셀 전달체를 제품화하기 위해서는 천연 항균제를 정제수에 용해하여 그 농도가 1 ∼ 30 %(w/v)가 되도록 희석한 후 다시 동결건조하여 제품화할 수 있다. 상기 표에서 볼 수 있듯이 키토산(HFP)과 목향 추출물 각각을 사용할 때에는 자기 고유 범위의 항균 특성외에는 효과가 적으나, 일정 함량비로 구성된 본 발명의 천연 셀 전달체는 키토산(HFP)의 지속성과 전달성, 상호의존성을 발휘하여 서로간의 상승효과가 있음을 발견할 수 있었으며 각 구성비 요소가 어느 임계부분에서 각각이 가지는 단점을 보완하여 최대로 효율화된다는 것을 알 수 있다.
본 발명의 천연 셀 전달체에 대한 항균활성을 실험한 결과, 박테리아, 효모 및 몰드에 대한 항균효과가 매우 우수하였으며, 피부에 대한 자극성을 시험한 결과 기존 유기합성 항균제를 사용했을 때 보다 30% ∼ 60% 정도 낮은 피부자극성을 보이는 것을 확인할 수 있었고, 또한 항염증효과도 우수하게 지닌 것을 확인하였다.
이와 같은 본 발명은 다음의 실시 예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는 바, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
제조예 1: 수용성 키토산의 수득[미국특허 제5,730,876호 참조]
라이조자임과 키토사나제 효소 용액하에서 25 ∼ 40 ℃에서 30 ∼ 70 KHz 범위의 변속초음파 공정의 탈리반응을 거쳐 역방향의 분리막 공정으로 분자량이 작은 부분을 분획 제거하고 상대적으로 분자량이 큰 수용성 키토산을 수집하여 여과 및 냉동건조를 반복하여 얻었다. 이상의 방법으로 얻어진 수용성 키토산은 올리고당 대비 분자량범위가 10만 ∼ 30만이고, 물에 대한 용해 특성을 갖추었으며, 여기에 면역프로테인(Immuno Protein)의 나노 코팅(size 50 nm)화 되어 세포 전달체 형으로 제조하였다. 또한, 이러한 수용성 키토산은 (주)자광에서 HFP™제품명으로 시판되고 있다.
제조예 2 : 목향 추출물의 수득
목향(Inula Helenium L.)의 뿌리를 잘게 자른 다음 70% 에탄올에 5 일간 침출시켜 우려낸 다음 1차 여과하고 여액을 다시 냉장(-4℃)에서 5 일간 숙성시켜 불용해물에 대한 침전을 유도한 다음 2차 여과하였다. 2차 여과된 목향 추출물 용액을 회전증발진공농축기(rotary evaporator)와 동결건조기(freeze dryer)에서 고형분이 될 때까지 건조시켜 목향 추출물을 얻었다.
실시예 1 : 항균력 비교시험
수용성 키토산(HFP), 목향(Inula Helenium L.) 추출물, 그리고 수용성 키토산-목향 추출물로 구성된 셀 전달체 각각에 대한 항균활성을 알아보기 위해 다음과 같은 비교실험을 실시하였다.
CTFA 미생물학 가이드 라인에서 추천하는 균 중 각종의 대표 5종 균을 선정한 다음, 표준 평판 회석법을 사용하여 각 균주들에 대한 최소저해농도(MIC)를 측정하였다. 최소저해농도는 수용성 키토산(HFP)과 목향추출물(Inula Helenium L.) 그리고 수용성 키토산-목향 추출물로 구성된 셀 전달체 각각을 농도별로 함유하는 한천 플레이트에 시험균을 스트리킹하여 3 일간 배양 후 균의 생장 유무를 확인한 다음 최소저해농도(MIC)를 결정하였다.
1. 시험균
그램 양성균: 스타필로코커스 아우레우스(Staphylococcus aureus)ATCC 6538P
그램 음성 장내균: 에스케리키아 콜라이(Escherichia coli)ATCC 8739
그램 음성균: 슈도모너스 에어로지노사(Pseudomonas aeruginosa)ATCC 9027
이스트: 칸디다 알비칸스(Candida albicans)ATCC 10231
몰드: 아스퍼질러스 나이거(Aspergillus niger)ATCC 9642
2. 사용배지
영양한천(nutrient agar)배지, 감자 포도당 한천(potato dextrose agar)배지
최소저해농도(MIC, 단위; mg/mL)
시험 균주 키토산1) 키토산2) 목향추출물 키토산2)-목향추출물(3:1)
스타필로코커스 아우레우스 > 55 1.5 5.0 1.0
에스케리키아 콜라이 > 50 2.5 > 60.0 2.0
슈도모너스 에어로지노사 > 60 2.5 40.0 2.0
칸디다 알비칸스 > 50 1.5 > 70.0 1.0
아스퍼질러스 나이거 > 70 > 5.0 1.0 0.5
1) 키토산: AMW.≥20,0002) 키토산: AMW.≤200,000(HFP™, 주식회사 자광 제품)
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 수용성 키토산(HFP)의 항균활성은 목향(Inula Helenium L.) 추출물에 의해 강화된 것을 알 수 있다. 특히, 항균구성체를 화장품 등에 적용하기 위해서는 항균 활성을 나타내는 균주의 범위가 넓어야 하는 바, 상기 비교실험에 선정된 균들은 화장품에 오염될 수 있는 균들 중 대표균을 선정한 것이므로 이 균들에 대해서는 필수적으로 항균 활성을 나타내야 한다. 상기 표 1의 결과는 수용성 키토산(HFP)과 목향(Inula Helenium L.) 각각을 단독 사용할 때 결핍점이 있을 수도 있지만 이들을 복합 사용하면 적합한 항균제로도 사용할 수 있는 우수한 특성을 나타낼 수 있다. 이처럼 수용성 키토산-목향 추출물로 구성된 본 발명의 셀 전달체가 우수한 항균특성을 나타낼 수 있었던 것은 수용성 키토산(HFP) 고유의 특성에 의한 것인 바, 수용성 키토산(HFP)은특질 상승효과와 지속성이 상당히 우수하여 목향 추출물과 같은 또 다른 천연 식물소재 등과 복합 사용하여 함께 사용된 타소재간의 상승효과를 부여하게 된다. 따라서, 본 발명의 천연 셀 전달체는 기존의 유기 합성항균제에 비해 손색이 없는 항균특성을 나타내므로 이의 대체 사용이 가능함을 확인할 수 있었다.
실시예 2 : 스킨로션 제형에서의 항균력 시험
다음 표 2에 나타낸 바와 같은 조성을 가지는 스킨로션 1 ∼ 4 각각에 대해서는 스타필로코커스 아우레우스(Staphylococcus aureus)ATCC 6538P, 에스케리키아 콜라이(Escherichia coli)ATCC 8739, 슈도모너스 에어로지노사(Pseudomonas aeruginosa)ATCC 9027, 칸디다 알비칸스(Candida albicans)ATCC 10231 및 아스퍼질러스 나이거(Aspergillus niger)ATCC 9642 균주에 대한 항균활성 실험을 실시하였다. 그 결과는 다음 표 2a 내지 표 2e에 나타내었다.
원 료 명 스킨로션 1 스킨로션 2 스킨로션 3 스킨로션 4
DL-판테놀 0.20 0.20 0.20 0.20
베타인 4.00 4.00 4.00 4.00
에톡시디글리콜 0.50 0.50 0.50 0.50
메칠글루세스-20 0.80 0.80 0.80 0.80
피이지·피피지(17/6) 코폴리머 1.00 1.00 1.00 1.00
글리세린 1.50 1.50 1.50 1.50
수용성키토산·목향추출구성 비(3:1) 5.00 10.00 - -
에탄올 7.00 7.00 7.00 7.00
메칠 p-벤조에이트 - - 0.1 -
피피지-26 베테스-26·피이지-40 하이드로게네이티드 캐스터 오일 0.20 0.20 0.20 0.20
락틱애씨드(10%) - - 0.17 0.17
조합향료 적량 적량 적량 적량
정제수 적량 적량 적량 적량
스타필로코커스 아우레우스에 대한 항균력
구 분 접종직후 1시간 후 2시간 후 4시간 후 8시간 후 24시간 후
스킨로션 1 7.00E+06 <1.00E+01 <1.00E+01 <1.00E+01 <1.00E+01 <1.00E+01
스킨로션 2 7.00E+06 <1.00E+01 <1.00E+01 <1.00E+01 <1.00E+01 <1.00E+01
스킨로션 3 7.00E+06 <1.00E+01 <1.00E+01 <1.00E+01 <1.00E+01 <1.00E+01
스킨로션 4 7.00E+06 <1.00E+01 <1.00E+01 <1.00E+01 <1.00E+01 <1.00E+01
에스케리키아 콜라이에 대한 항균력
구 분 접종직 후 1일 후 2일 후 4일 후 8일 후 24일 후
스킨로션 1 6.9E+06 <1.00E+01 <1.00E+01 <1.00E+01 <1.00E+01 <1.00E+01
스킨로션 2 6.9E+06 <1.00E+01 <1.00E+01 <1.00E+01 <1.00E+01 <1.00E+01
스킨로션 3 6.9E+06 <1.00E+01 <1.00E+01 <1.00E+01 <1.00E+01 <1.00E+01
스킨로션 4 6.9E+06 <1.00E+01 <1.00E+01 <1.00E+01 <1.00E+01 <1.00E+01
슈도모너스 에어로지노사에 대한 항균력
구 분 접종직 후 1시간 후 3시간 후 5시간 후 7시간 후 14시간 후
스킨로션 1 2.66E+05 7.25E+04 3.0E+01 <1.00E+01 <1.00E+01 <1.00E+01
스킨로션 2 2.66E+05 4.65E+04 <1.00E+01 <1.00E+01 <1.00E+01 <1.00E+01
스킨로션 3 2.66E+05 4.00E+04 1.00E+02 <1.00E+01 <1.00E+01 <1.00E+01
스킨로션 4 2.66E+05 7.15E+04 9.00E+02 <1.00E+01 <1.00E+01 <1.00E+01
칸디다 알비칸스에 대한 항균력
구 분 접종직 후 1일 후 3일 후 5일 후 7일 후 14일 후
스킨로션 1 3.20E+06 6.00E+03 4.00E+02 <1.00E+02 <1.00E+01 <1.00E+01
스킨로션 2 3.20E+06 6.00E+03 4.50E+02 <1.00E+02 <1.00E+01 <1.00E+01
스킨로션 3 3.20E+06 8.00E+03 <1.00E+02 <1.00E+01 <1.00E+01 <1.00E+01
스킨로션 4 3.20E+06 7.00E+03 9.00E+02 <1.00E+02 <1.00E+01 <1.00E+01
아스퍼질러스 나이거에 대한 항균력
구 분 접종직 후 1일 후 3일 후 5일 후 7일 후
스킨로션 1 1.19E+07 <1.0E+04 <1.00E+01 <1.00E+01 <1.00E+01
스킨로션 2 1.19E+07 <1.0E+04 <1.00E+01 <1.00E+01 <1.00E+01
스킨로션 3 1.19E+07 <1.0E+04 <1.00E+01 <1.00E+01 <1.00E+01
스킨로션 4 1.19E+07 <1.0E+04 <1.00E+01 <1.00E+01 <1.00E+01
상기 표 2a 내지 표 2d의 세균에 대한 항균력에 있어서 본 발명의 천연 셀 전달체가 함유된 스킨로션은 자체처방 에탄올의 유사한 항균력을 보인다. 그러나, 이스트나 몰드에 대한 항균력에 있어서 본 발명에 따라 수용성 키토산과 목향 추출물로 구성된 천연 셀 전달체는 기존 유기합성 항균제 예를 들면 메틸 p-하이드록시벤조에이트 (methyl p-hydroxybenzoate), 프로필 p-하이드록시벤조에이트 (propyl p-hydroxybenzoate), 이미다졸리디닐 우레아 (imidazolidinyl urea), 구연산 (citric acid), 프로필렌 글리콜 (propylene glycol) 및 페녹시에탄올 (phenoxyethanol) 등의 투입 처방에 비해 우수한 항균력을 나타냄을 알 수 있다.
본 발명의 천연 셀 전달체가 종래의 유기합성 항균제 보다 우수한 항균력을 나타내는 또다른 이유는 수분을 함유하는 계(상태)에서 셀 전달체가 양전하(+ charge)를 띄는 것으로부터 비롯된다. 즉, 따라서 양전하(+ charge)를 띄는 천연 셀 전달체가 음전하(- charge)를 띄는 세균의 세포벽과 강한 이온결합을 형성함으로써 보다 강력한 항균력을 나타내게 되는 것이다.
실시예 3 : 밀크로션 제형에서의 항균력 시험
다음 표 3에 나타낸 바와 같은 조성을 가지는 밀크로션 1 ∼ 4 각각에 대해서는 스타필로코커스 아우레우스(Staphylococcus aureus)ATCC 6538P, 에스케리키아콜라이(Escherichia coli)ATCC 8739, 슈도모너스 에어로지노사(Pseudomonas aeruginosa)ATCC 9027, 칸디다 알비칸스(Candida albicans)ATCC 10231 및 아스퍼질러스 나이거(Aspergillus niger)ATCC 9642 균주에 대한 항균활성 실험을 실시하였다. 그 결과는 다음 표 3a 내지 표 3e에 나타내었다.
원 료 명 밀크로션 1 밀크로션 2 밀크로션 3 밀크로션 4
글리세린 4.00 4.00 4.00 4.00
디소듐이디티에이 0.02 0.02 0.02 0.02
메칠 p-벤조에이트 - - 0.20 -
폴리글리세릴-3 메칠글루코스 디스테아레이트 1.55 1.55 1.55 1.55
글리세릴스테아레이트·피이지-100스테아레이트 0.50 0.50 0.50 0.50
글리세릴스테아레이트 0.50 0.50 0.50 0.50
세테아릴알코올 0.40 0.40 0.40 0.40
콜레스테릴·베헤닐·옥틸도데실 라우로일 글루타메이트 0.40 0.40 0.40 0.40
하이드로게네이티드 데실 올리베이트 0.60 0.60 0.60 0.60
카프릴릭·카프릭트리글리세라이드 4.00 4.00 4.00 4.00
스쿠알란 3.00 3.00 3.00 3.00
에톡시디글리콜 올레이트 2.00 2.00 2.00 2.00
미도폼시드오일 2.70 2.70 2.70 2.70
디메치콘 0.50 0.50 0.50 0.50
사이클로메치콘 1.50 1.50 1.50 1.50
이미다졸리디닐우레아 - - 0.30 -
폴리아크릴아미드·C13-14 이소파라핀·라우레스-7 0.60 0.60 0.60 0.60
수용성 키토산·목향추출물(3:1) 5.00 10.00 - -
시트릭애씨드(10%) - - 0.20 0.20
포타슘하이드록사이드(10%) 0.50 0.50 - -
조합향료 적량 적량 적량 적량
정제수 적량 적량 적량 적량
스타필로코커스 아우레우스에 대한 항균력
구 분 접종직 후 1시간 후 2시간 후 4시간 후 8시간 후 24시간 후
밀크로션 1 7.00E+06 7.85E+04 1.04E+05 4.42E+04 7.88E+04 3.69E+04
밀크로션 2 7.00E+06 <1.00E+03 <1.00E+02 <1.00E+01 <1.00E+01 <1.00E+01
밀크로션 3 7.00E+06 5.89E+06 4.54E+06 9.19E+05 7.35E+05 4.24E+03
밀크로션 4 7.00E+06 7.03E+06 6.52E+06 2.04E+06 1.05E+06 1.78E+06
에스케리키아 콜라이에 대한 항균력
구 분 접종직 후 1일 후 3일 후 5일 후 7일 후
밀크로션 1 1.19E+07 1.50E+04 4.00E+03 9.64E+04 8.72E+05
밀크로션 2 1.19E+07 1.51E+04 1.02E+04 4.15E+03 1.40E+04
밀크로션 3 1.19E+07 2.50E+04 5.00E+02 <1.00E+01 <1.00E+01
밀크로션 4 1.19E+07 3.50E+06 1.90E+06 9.00E+05 1.07E+06
슈도모나스 에어로지노사에 대한 항균력
구 분 접종직 후 1시간 후 2시간 후 4시간 후 8시간 후 24시간 후
밀크로션 1 6.90E+06 3.74E+04 2.89E+04 2.14E+04 1.75E+02 <1.00E+01
밀크로션 2 6.90E+06 <1.00E+01 <1.00E+01 <1.00E+01 <1.00E+01 <1.00E+01
밀크로션 3 6.90E+06 2.85E+02 <1.00E+01 <1.00E+01 <1.00E+01 <1.00E+01
밀크로션 4 6.90E+06 1.68E+05 1.70E+05 3.57E+04 2.70E+04 3.29E+04
칸디다 알비칸스에 대한 항균력
구 분 접종직 후 1일 후 3일 후 5일 후 7일 후 14일 후
밀크로션 1 2.66E+05 2.10E+04 4.55E+02 <1.00E+02 <1.00E+01 <1.00E+01
밀크로션 2 2.66E+05 1.05E+04 2.45E+02 <1.00E+02 <1.00E+01 <1.00E+01
밀크로션 3 2.66E+05 1.15E+05 6.00E+02 5.10E+02 4.40E+02 3.75E+02
밀크로션 4 2.66E+05 3.61E+05 1.34E+06 2.32E+05 1.54E+06 2.30E+06
아스퍼질러스 나이거에 대한 항균력
구 분 접종직 후 1일 후 3일 후 5일 후 7일 후 14일 후
밀크로션 1 3.20E+06 1.00E+03 1.45E+03 6.45E+02 3.40E+02 1.00E+02
밀크로션 2 3.20E+06 1.50E+03 8.00E+02 4.45E+02 3.15E+02 7.50E+01
밀크로션 3 3.20E+06 1.00E+03 1.00E+02 7.50E+01 2.00E+01 <1.00E+01
밀크로션 4 3.20E+06 1.25E+04 7.70E+03 4.75E+03 3.40E+03 1.70E+03
상기 표 3a 내지 표 3e의 5종균에 대한 밀크로션의 항균력을 살펴보면, 본 발명의 천연 항균제가 다소 적게 포함된 밀크로션 1의 경우 밀크로션 3(유기합성 방부제 함유처방)에 비해 항균력이 약간 떨어지지만, 본 발명의 천연 셀 전달체가약효량 포함된 밀크로션 2의 경우에는 전 균종에 걸쳐 밀크로션 3에 비해 항균력이 떨어지지 않음을 알 수 있다. 오히려 스타필로코커스 아우레우스(표 3a), 슈도모나스 에어로지노사(표 3c), 그리고 칸디다 알비칸스(표 3d)의 경우에는 본 발명의 천연 항균제가 포함된 밀크로션 2가 보다 더 뛰어난 항균력을 나타냄을 알 수 있다. 또한, 키토산의 약점인 아스퍼질러스 나이거에 대한 항균력의 경우, 표 3e에서 보는 바와 같이 충분히 유지됨을 알 수 있는 바, 이로써 본 발명에 따른 수용성 키토산-목향 추출물의 천연 셀 전달체는 기존에 일반적으로 사용되어온 유기합성 항균제 동일 이상의 항균력을 나타냄을 알 수 있다.
실시예 4 : 크림 제형에서의 항균력 시험
다음 표 4에 나타낸 바와 같은 조성을 가지는 크림 1 ∼ 4 각각에 대해서는 스타필로코커스 아우레우스(Staphylococcus aureus)ATCC 6538P, 에스케리키아 콜라이(Escherichia coli)ATCC 8739, 슈도모너스 에어로지노사(Pseudomonas aeruginosa)ATCC 9027, 칸디다 알비칸스(Candida albicans)ATCC 10231 및 아스퍼질러스 나이거(Aspergillus niger)ATCC 9642 균주에 대한 항균활성 실험을 실시하였다. 그 결과는 다음 표 4a 내지 표 4e에 나타내었다.
원 료 명 크림 1 크림 2 크림 3 크림 4
글리세린 4.00 4.00 4.00 4.00
디소듐이디티에이 0.02 0.02 0.02 0.02
메칠 p-벤조에이트 - - 0.20 -
폴리글리세릴-3 메칠글루코스 디스테아레이트 2.50 2.50 2.50 2.50
글리세릴스테아레이트·피이지-100스테아레이트 1.00 1.00 1.00 1.00
글리세릴스테아레이트 1.00 1.00 1.00 1.00
세테아릴알코올 0.80 0.80 0.80 0.80
콜레스테릴·베헤닐·옥틸도데실 라우로일 글루타메이트 0.40 0.40 0.40 0.40
하이드로게네이티드 데실 올리베이트 0.60 0.60 0.60 0.60
카프릴릭·카프릭트리글리세라이드 4.00 4.00 4.00 4.00
스쿠알란 3.00 3.00 3.00 3.00
에톡시디글리콜 올레이트 2.00 2.00 2.00 2.00
미도폼시드오일 2.70 2.70 2.70 2.70
디메치콘 0.50 0.50 0.50 0.50
사이클로메치콘 1.50 1.50 1.50 1.50
이미다졸리디닐우레아 - - 0.30 -
폴리아크릴아미드·C13-14 이소파라핀·라우레스-7 1.20 1.20 1.20 1.20
수용성 키토산·목향추출 구성비(3:1) 5.00 10.00 - -
시트릭애씨드(10%) - - 0.20 0.20
포타슘하이드록사이드(10%) 0.50 0.50 - -
조합향료 적량 적량 적량 적량
정제수 적량 적량 적량 적량
스타필로코커스 아우레우스에 대한 항균력
구 분 접종직 후 1시간 후 3시간 후 5시간 후 7시간 후
크림 1 1.19E+07 4.07E+04 1.10E+04 1.82E+04 4.68E+04
크림 2 1.19E+07 1.82E+04 7.59E+03 2.57E+03 1.40E+03
크림 3 1.19E+07 1.10E+04 5.50E+02 <1.00E+01 <1.00E+01
크림 4 1.19E+07 3.72E+06 2.82E+06 1.26E+06 1.70E+06
에스케리키아 콜라이에 대한 항균력
구 분 접종직 후 1일 후 2일 후 4일 후 8일 후 24일 후
크림 1 6.90E+06 3.63E+04 1.41E+04 7.59E+03 3.72E+02 <1.00E+01
크림 2 6.90E+06 2.57E+02 2.40E+01 <1.00E+01 <1.00E+01 <1.00E+01
크림 3 6.90E+06 5.50E+02 9.50E+01 3.10E+01 <1.00E+01 <1.00E+01
크림 4 6.90E+06 3.39E+05 7.59E+04 6.76E+04 1.82E+04 1.05E+05
슈도모나스 에어로지노사에 대한 항균력
구 분 접종직 후 1시간 후 3시간 후 5시간 후 7시간 후 14시간 후
크림 1 2.66E+05 2.63E+04 8.32E+02 1.32E+02 2.30E+01 <1.00E+01
크림 2 2.66E+05 1.51E+04 1.62E+02 7.90E+01 1.45E+01 <1.00E+01
크림 3 2.66E+05 8.32E+04 2.14E+03 9.12E+02 3.39E+02 4.70E+01
크림 4 2.66E+05 3.61E+05 2.57E+06 3.39E+05 2.24E+05 7.59E+06
칸디다 알비칸스에 대한 항균력
구 분 접종직 후 1일 후 2일 후 4일 후 8일 후 24일 후
크림 1 7.00E+06 2.09E+05 6.74E+04 3.80E+04 2.63E+04 1.45E+04
크림 2 7.00E+06 <1.00E+03 <1.00E+02 <1.00E+01 <1.00E+01 <1.00E+01
크림 3 7.00E+06 4.17E+06 2.69E+06 8.13E+05 2.69E+05 2.35E+04
크림 4 7.00E+06 6.03E+06 6.52E+06 3.39E+06 2.63E+06 3.24E+06
아스퍼질러스 나이거에 대한 항균력
구 분 접종직 후 1일 후 3일 후 5일 후 7일 후 14일 후
크림 1 3.20E+06 1.40E+03 1.35E+03 1.00E+03 7.50E+02 3.70E+02
크림 2 3.20E+06 1.35E+03 1.11E+03 7.45E+02 5.50E+02 2.15E+02
크림 3 3.20E+06 1.00E+03 2.50E+02 1.75E+02 3.50E+01 <1.00E+01
크림 4 3.20E+06 2.25E+04 1.50E+04 8.70E+03 5.40E+03 3.50E+03
밀크로션과 마찬가지로 화장품에서 가장 널리 사용되는 크림에서의 방부력을 살펴보면, 본 발명의 천연 셀 전달체가 유효량 포함된 크림 2가 크림 3에 비해 손색이 없는 항균력을 나타냄을 알 수 있다. 크림과 밀크로션은 제형상 구성성분이 비슷하지만 물리적 특성이 다를 경우 방부력이 다를 수도 있다. 이결과를 통해 물리적 특성에 상관없이 본 발명에 따른 수용성 키토산-목향 추출물의 천연 셀 전달체가 안정적인 항균력을 나타냄을 알 수 있다.
실시예 5 : 첩포시험 결과
상기 실시예 2 내지 4에서 제조된 화장품 제형 각각에 대하여 첩포시험을 실시한 결과를 다음 표 5에 나타내었다.
첩포시험은 24 시간 밀폐첩포 후 첩포를 제거한 다음 1 시간과 24 시간 후에 시험부위를 관찰하여 홍반(erythema)의 유·무 및 크기에 대하여 가중치를 두어 평가하였다. 첩포시험의 판정은 국제접촉피부염연구회(International Contact Dermatitis Research Group: ICDRG)의 기준에 따랐으며, 총 자극점수를 합한 후 피검자 수로 나누어 평균자극지수(mean score)를 구하였다.
제형별 첩포시험 결과
시 험 물 질 평균자극지수(mean score)
스킨로션 1 2.09
2 2.40
3 3.75
4 2.50
밀크로션 1 0.32
2 0.40
3 1.25
4 0.42
크 림 1 0.32
2 0.40
3 0.84
4 0.42
상기 표 5에서 보는 바와 같이, 본 발명의 천연 셀 전달체가 포함된 화장품 제형(제형 1, 2)은 기존의 유기합성 항균제가 포함된 화장품 제형(제형 3)에 비교하여 평균자극지수가 낮은 것으로 나타났는 바, 스킨로션은 30 ∼ 40%, 밀크로션은 약 60% 정도, 그리고 크림은 50% 정도 낮은 평균자극지수를 나타냈다.
이상의 결과로 볼 때 기존의 유기합성 항균제를 사용한 처방보다 본 발명의 천연 셀 전달체를 사용했을 경우 우수한 항균 효과는 물론 피부자극이 현저하게 낮아지는 것을 명백히 알 수 있으며 항염증 효과도 지니는 것을 확인하였다.
실시예 6 : 항염증효과 시험(Anti-inflammation assay)
수용성 키토산과 목향추출물 3:1 중량비로 구성된 본 발명의 천연 셀 전달체에 대한 항염증효과(Anti-inflammatory activity)를 평가하기 위해 다음과 같이 실시하였다. 약물알러지나 약물부작용 경력이 없는 건강한 남녀 피검자 20명을 대상으로 시험하였으며, 메틸 니코티네이트(methyl nicotinate)를 염증유발물질로, 본 발명의 천연 셀 전달체를 시험물질 1로, 항염증효과가 우수한 물질인 인도메타신(indomethacin)을 시험물질 2로 사용하여 실시하였다. 먼저 시험부위인 상박 안쪽부위를 색차계(chromameter:minolta, CR-300)를 사용하여 초기 "a"값(시험부위의 redness)을 측정하였다. 다음 상기 구성물 1.0% 수용액과 인도메타신 0.1% 수용액을 각각 4시간 동안 시험부위에 밀폐첩포한 다음 첩포를 제거하고 정제수로 세척하였다. 일과성에 의한 염증반응이 소실될 때까지 1 시간 정도 지난 다음 색차계를 사용하여 다시 각각의 시험부위의 "a"값을 측정하였다. 다음에 정제수에 메틸 니코티네이트를 3 mM이 되도록 희석한 용액을 직경이 1 cm인 필터페이퍼 디스크에 80 ㎕를 떨어뜨린 다음 1∼2분간 각 시험부위에 적용(부착)시켰다. 필터페이퍼디스크를 제거한 다음 정제수를 사용하여 각 시험부위를 충분히 세척하였다. 30 분 경과 후 색차계로 다시 각 시험부위를 측정하여 "a"값을 구하였다. 본 발명의 천연 셀 전달체 및 인도메타신 수용액 첩포부위의 "a"값과 염증유발물질인 메칠니코티네이트적용 후의 "a"값을 비교하여 각각의 항염증효과를 계산하였다. 이 실험에서 본 발명의 천연 셀 전달체는 항염증효과 평가기준 재료인 인도메타신에 비해 상당히 우수한 것으로 평가되었다.
항염증효과 시험 결과
구 분 "a" 값 (n=20) 항염증효과(%)
초기 값 5.69
메틸 니코티네이트 적용 후 10.84
천연 셀 전달체 처리 후 5.83 52.3
인도메타신 처리 후 6.38 41.14
전술한 바와 같이, 본 발명의 천연 셀 전달체는 수용성 키토산(HFP)과 목향(Inula Helenium L.) 추출물로 구성된 세포 전달물체로서 서로간의 단점을 보완하면서도 본연의 항균력을 극대화하므로 항염증효과 특성도 지녀 식품, 화장품, 의약품 등 그 적용분야가 광범위하다.

Claims (5)

  1. 수용성 키토산(HFP)과 목향(Inula Helenium L.) 추출물을 함유하는 것을 특징으로 하는 천연 셀 전달체.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 수용성 키토산(HFP) 0.01 ∼ 99.99 중량%와 목향 추출물 0.01 ∼ 99.99 중량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 천연 셀 전달체.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 수용성 키토산(HFP) 50.00 ∼ 90.00 중량%와 목향 추출물 10.00 ∼ 50.00 중량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 천연 셀 전달체.
  4. 수용성 키토산(HFP)과 목향(Inula Helenium L.) 추출물로 구성된 천연 셀 전달체가 함유된 것임을 특징으로 하는 항균제.
  5. 수용성 키토산(HFP)과 목향(Inula Helenium L.) 추출물로 구성된 천연 셀 전달체가 함유된 것임을 특징으로 하는 항염증제.
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