주지하다시피 콜라겐[collagen]은 결합 조직의 주성분으로, 뼈·피부 따위에 있는 경단백질이고, 레시틴[lecithin]은 글리세린 인산을 함유하는 인지질의 하나이며 생체막의 주요 구성 성분으로, 동물의 뇌·척수·혈구·난황 따위와 식물의 종자(種子)·효모·곰팡이류에 많이 함유되어 있어 식료품이나 의약품에 사용된다. 또한 리포좀(Liposomes)은 인지질이 수용액 중에 현탁되어 층(layer)으로 이루어진 일종의 운반체(vesicle)로서 운반체 안에 약물이나 기타 화장 원료성분 등을 삽입시켜 마이크로캡슐화(microcapsulation)가 가능한 것이다.
상기 리포좀 제조기술은 피부침투를 위한 대표적인 제형 기술로서 친수성 물질은 지질막 내부에 포집하고 소수성 물질은 지질막에 포집함으로서 포집된 물질을 효과적으로 동물의 피부를 비롯한 조직내로 보다 효율적으로 전달하고자 하는 것을 목적으로 하는 제형 기술이다.
상기 콜라겐을 리포좀과 결합하고자 하는 시도들은 있었으나 대부분 가수분해된 콜라겐을 리포좀에 포집하거나 리포좀을 콜라겐 젤내에 포집하여 미용목적이나 약물 전달체계에 사용하는 등이 대부분이었고 가수분해되지 않은 콜라겐 분자를 리포좀안에 포집시킨 사례는 아직 보고된 바가 없다.
생체내의 거의 모든 조직에 분포하는 콜라겐은 세포의 지지, 증식을 위한 구조체로써 주로 결합조직의 세포에 결합하여 장기와 조직을 형성함으로써 생체를 구축하는데 필수 불가결의 단백질이기 때문에 만일 콜라겐이 없다면 인간을 포함한 다세포동물은 존재할 수가 없다. 따라서 생체에 손상이 발생하면 그 본래의 조직으로 재생시키는 것이 최선의 방법이라고 볼 때, 손상부위의 조직에 세포외 기질이 공급될 경우 그 조직세포가 재생력을 갖게 될 것이므로, 노령화 및 각종 질환에 따른 콜라겐 결핍을 외부로부터 공급하는 것은 삶의 질을 높이는데 중요한 역할을 할 수 있다.
상기 콜라겐은 직접 액상으로 피하 혹은 근육 내로 주사하여 체내로 콜라겐 을 주입될 수 있으나 이는 외과적 시술을 요하는 침습적 방법으로서 일반인이 일상적으로 사용할 수 있는 방법은 아니라고 할 수 있다. 비 침습적이고 일반인이 사용가능한 방법으로서 피부 및 표피조직의 활성을 유지하고 재생속도를 높이기 위해서 콜라겐 혹은 콜라겐을 함유한 제품을 사용하게 되는데 특히 노화되거나 주름이 많은 피부 관리를 위해서 콜라겐이 함유된 로션을 도포하는 방법이 시행되고 있다.
그러나 도포된 로션에 함유된 콜라겐이 직접 피부 내로 침투되는지 보고된 바가 없고 정상적인 콜라겐의 분자량이 약 30만달톤 이상이고 수용액상에 용해되어 있으므로 피부의 각질층을 콜라겐분자가 직접 침투할 가능성이 거의 없다고 판단되며 따라서 콜라겐을 피부 내로 침투시킬 운반체(vehicle)가 절대적으로 필요하다고 할 수 있다.
상기 리포좀은 피부침투를 위한 대표적인 제형 기술로서 친수성 물질을 세포막과 가장 유사한 형태의 지질-이중막(Lipid bilayer)으로 싸서 액정화 하고 이 지질로 이뤄진 액정이 다시 친수성 액에 콜로이드 상태로 유지되는 안정화된 원료 제형이다. 이 제형의 특징은 피부침투가 거의 안되는 친수성의 유용물질을 이중의 오일막 내에 위치시키고 소수성의 유효성분은 막구성 요소화 하여 막에 침투시켜 생체막과 유사한 구형의 구조체로 만들어진다. 지질 이중막으로 이뤄진 리포좀은 이중 지질막으로 이뤄진 각질 피부 세포 간극을 통하여 또는 직접 세포를 관통하여 진피층까지 친수성 물질과 유용성 물질을 침투시킬 수 있는 강력한 성능을 나타낸다.
상기 리포좀의 제조에는 천연 유화성분인 레시틴이 사용되는데 레시틴은 생 체 이중 막 주요 구성 성분인 인지질로 이뤄져 있으며 이 성분은 유화 기능 외에 자극 완화성능을 보유하고 있어 사용 시 안전성에 큰 도움이 될 수 있다. 근본적인 피부침투 원리는 현재까지도 완전히 밝혀지지 않았으나 리포좀은 다른 미셀구조와는 달리 물풍선 같이 그 구조가 유연하여 좁은 틈도 통과할 수 있는 것으로 여겨지고 있다.
한편 삼중나선구조를 온전하게 유지하고 있는 분자량 약 30만D의 콜라겐 분자를 50~500 nm내외의 리포좀에 포집시키는 것은 지금까지 보고된 바 없다. 콜라겐 분자들과 영양물질 혹은 콜라겐과 결합하는 유용한 단백질 등을 리포좀에 포집하고 이러한 조성물을 피부 등의 세포층에 적용하였을 때 콜라겐과 포집된 물질의 세포막 경유 전달이 가능하게 된다.
상기와 같이 콜라겐 분자를 함유하는 리포좀은 그 기술적 중요성이나 경제적 가치에도 불구하고 아직 제조기술이 개발되지 않았다는 커다란 문제점으로 지적 되었다.
본 발명에 적용된 아텔로콜라겐을 포집한 리포좀과 그 제조방법 및 사용방법은 도 1 내지 도 4 에 도시된 바와 같이 구성되는 것이다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
먼저, 본 발명은 적용된 아텔로콜라겐을 포집한 리포좀은 동물의 결합조직으로부터 추출하여 분리 정제한 아텔로콜라겐, 하이드로제너레이티드레시틴, 콜레스테롤, 글라이세릴모노스테아레이트, Tween60, 스쿠알란, 스테아린산, 세토스테아릴알코올, 카보폴940 및 정제수가 포함되어 구성된다.
이때 본 발명은 표 1 과 같이 중량%로 상기 아텔로콜라겐은 0.1%, 하이드로제너레이티드레시틴은 2.50%, 콜레스테롤은 1.00%, 글라이세릴모노스테아레이트은 0.20%, Tween60은 0.50%, 스쿠알란은 4.00%, 스테아린산은 1.00%, 세토스테아릴알코올은 0.50%, 카보폴940은 0.05%와 잔부는 정제수에 의해 아텔로콜라겐을 포집한 리포좀이 이루어진다.
[표 1] 리포좀의 구성 및 구성비
|
성분 |
성분비(중량%) |
1 |
아텔로콜라겐 |
0.1 |
2 |
하이드로제너레이티드레시틴 |
2.50 |
3 |
콜레스테롤 |
1.00 |
4 |
글라이세릴모노스테아레이트 |
0.20 |
5 |
Tween60 |
0.50 |
6 |
스쿠알란 |
4.00 |
7 |
스테아린산 |
1.00 |
8 |
세토스테아릴알코올 |
0.50 |
9 |
카보폴940 |
0.05 |
10 |
정제수 |
Up to 100 |
또한 본 발명은 상기 아텔로콜라겐을 포집한 리포좀에 1,3-부틸렌글리콜, 소르비톨, PEG1500, 카르복시비닐폴리머, 메칠파라벤, 에탄올, PEG60 경화피마자유, 향료 및 잔부는 정제수를 더 포함하여 아텔로콜라겐을 포집한 리포좀 화장수를 구성하게 된다.
이때 본 발명은 표 2 와 같이 상기 아텔로콜라겐을 포집한 리포좀은 0.1중량%이고, 중량%로 1,3-부틸렌글리콜 5.0%, 소르비톨 3.0%, PEG1500 3.0%, 카르복시 비닐폴리머 0.1%, 메칠파라벤 0.10%, 에탄올 7.0%, PEG60 경화피마자유 0.2%, 향료 0.5% 및 잔부는 정제수에 의해 아텔로콜라겐을 포집한 리포좀 화장수가 이루어진다.
[표 2] 현탁유액 화장수의 구성 및 구성비
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성분 |
성분비(중량%) |
1 |
아텔로콜라겐 리포좀 |
0.1 |
2 |
1,3-부틸렌글리콜 |
5.0 |
3 |
소르비톨 |
3.0 |
4 |
PEG1500 |
3.0 |
5 |
카르복시비닐폴리머 |
0.1 |
6 |
메칠파라벤 |
0.10 |
7 |
에탄올 |
7.0 |
8 |
PEG60 경화피마자유 |
0.2 |
9 |
향료 |
적량 |
10 |
정제수 |
Up to 100 |
더하여 본 발명은 상기 아텔로콜라겐을 포집한 리포좀에 글라이세릴모노스테아레이트, Tween60, 폴리실록산, 밀납, 유동파라핀, 카프릭 또는 카프릴릭 트라이글리세라이드, 디메치콘, 초산토코페롤, 글리세린, 프로필렌글리콜, 잔탄검, 카르복시비닐폴리머, 트리에탄올아민, 메칠파라벤 및 잔부는 정제수를 포함하여 아텔로콜라겐을 포집한 리포좀 유액을 구성하게 된다.
이때 본 발명은 표 3 과 같이 상기 아텔로콜라겐을 포집한 리포좀은 10.0중량%이고, 중량%로 글라이세릴모노스테아레이트 2.0%, Tween60 1.5%, 폴리실록산 0.8%, 밀납 3.0%, 유동파라핀 8.0%, 카프릭 또는 카프릴릭 트라이글리세라이드 4.0%, 디메치콘 2.0%, 초산토코페롤 1.0%, 글리세린 4.0%, 프로필렌글리콜 3.0%, 잔탄검 0.05%, 카르복시비닐폴리머 0.1%, 트리에탄올아민 0.2%, 메칠파라벤 0.10% 및 잔부는 정제수에 의해 아텔로콜라겐을 포집한 리포좀이 이루어진다.
[표 3] 유화제품의 구성 및 성분비
|
성분 |
성분비(중량%) |
1 |
아텔로콜라겐 리포좀 |
10.0 |
2 |
글라이세릴모노스테아레이트 |
2.0 |
3 |
Tween60 |
1.5 |
4 |
폴리실록산 |
0.8 |
5 |
밀납 |
3.0 |
6 |
유동파라핀 |
8.0 |
7 |
카프릭, 카프릴릭 트라이글리세라이드 |
4.0 |
8 |
디메치콘 |
2.0 |
9 |
초산토코페롤 |
1.0 |
10 |
글리세린 |
4.0 |
11 |
프로필렌글리콜 |
3.0 |
12 |
잔탄검 |
0.05 |
13 |
카르복시비닐폴리머 |
0.1 |
14 |
트리에탄올아민 |
0.2 |
15 |
메칠파라벤 |
0.10 |
16 |
정제수 |
Up to 100 |
한편, 본 발명은 동물의 결합조직으로부터 추출하여 분리 정제한 아텔로콜라겐, 하이드로제너레이티드레시틴, 콜레스테롤, 글라이세릴모노스테아레이트, Tween60, 스쿠알란, 스테아린산, 세토스테아릴알코올, 카보폴940, 메칠파라벤 및 정제수가 포함된 리포좀을 마이크로플루이다이저(microfluidizer) 또는 호모믹서(homomixer)를 이용하여 아텔로콜라겐을 포집한 리포좀을 제조하게 된다.
그리고 이때 본 발명은 상기 아텔로콜라겐을 포집한 리포좀의 유상성분(정제수를 제외한 각 성분)을 용해조에 투입하여 75∼80도로 가온하여 용해시키는 단계를 거치고, 또한 별도의 반응조에 정제수 온도를 80∼85도로 상승시킨 후 상기 유상성분을 투입하여 5∼10분간 200∼300rpm으로 교반하는 단계를 거치고, 이후 상기 교반단계에서 이루어진 혼합액을 40∼50도로 냉각한 후 5∼10분간 3000∼40000rpm으로 혼합하여 아텔로콜라겐을 포집한 리포좀의 제조방법을 제공하게 된다.
본 발명에 적용된 상기 아텔로콜라겐 리포좀이 적용되는 화장료 조성물의 종류에는 유화제형이 바람직하지만, 특별한 제한은 없고 통상적인 화장료 조성물로 적용 가능하다. 또한 본 발명의 아텔로콜라겐 리포좀을 함유하는 외용제 조성물은 그 제형에 제한된 바가 없으며, 예를 들어, 마사지크림, 영양크림, 로션, 유연 화장수, 영양화장수, 팩, 젤 또는 점착 제형을 갖는 화장료 조성물일 수 있으며, 또한 연고, 겔, 패취 또는 분무제의 제형을 갖는 의약제일 수 있다. 또한 본 발명의 외용제 조성물은 제형에 따라 상기한 성분 이외에 본 발명의 목적하는 효과를 저해하지 않는 범위 내에서 다른 성분들은 더 함유할 수 있다
한편 본 발명은 상기의 구성부를 적용함에 있어 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다.
그리고 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명 아텔로콜라겐을 포집한 리포좀의 사용방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명은 동물의 결합조직으로부터 추출하여 분리 정제한 아텔로콜라겐, 하이드로제너레이티드레시틴, 콜레스테롤, 글라이세릴모노스테아레이트, Tween60, 스쿠알란, 스테아린산, 세토스테아릴알코올, 카보폴940 및 정제수가 포함된 리포좀을 현탁유액 화장수 또는 유화제품 화장수로 사용하게 된다.
또한 본 발명은 상기 아텔로콜라겐을 포집한 리포좀을 점증제, 유화제, 완충제, 보존제 중 어느 하나와 혼합하여 크림상으로 사용할 수 있다.
더하여 본 발명은 상기 아텔로콜라겐을 포집한 리포좀을 연고, 겔, 패취, 분무제인 의약품으로 만들어 피부 재생효과를 얻는 목적에 사용할 수 있도록 함은 물론이다.
이하에서는 상기한 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기로 하겠다.
<실시예>
상기와 같이 제조된 리포좀에 대하여 제타 전위 입경측정기(Model ELS-Z2, Otsuka사, 일본)를 이용하여 각 시료별로 3회씩 유화입자의 크기를 측정하였다. 그 결과의 평균치를 표 4 에 나타내었고, 도 2 는 입경의 그래프를 나타내었다.
[표 4]
ELS-Z2 (제타 전위 입경측정 시스템)를 사용한 size distribution 측정
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시험예 1 |
시험예 2 |
입자 평균 size |
91.65 nm |
139.88 nm |
입자 분포 (정규분포상의 90% 범위) |
74.9 nm ~ 123.9 nm (평균 79.46 nm) |
60.4 nm ~ 309.7 nm (평균 112.55 nm) |
Zeta pontential |
-45.05 mV |
-35.77 mV |
그래프 (도2) |
단일막 리포좀으로 한 개의 peak 생성 |
다중막 리포좀으로 두개의 peak 생성 |
아울러 본 발명의 임상시험, 피부 보습평가 결과는 아래와 같다.
즉, 상기에서 사용된 아텔로콜라겐의 효능을 확인하기 위하여, 30-40대 여성 명을 대상으로 보습 및 각질 개선효과를 측정하였고, 실험 방법은 다음과 같다. 표 5 참조.
여성 20명을 대상으로 3주간 하루 2회(아침, 저녁) 아텔로콜라겐을 피부에 도포하여 보습 및 각질 개선 효과를 도포하기 전과 비교하였다. 보습효과는 corneometer를 이용하여 피부의 수분량을 3회 측정하여 그 평균값을 사용하였고, 도포전, 도포후 30분, 도포 3주후 피험자의 좌측뺨의 수분량을 측정하여 통계적 유의성을 검증하였다. 각질 개선 효과는 Black D-squarme을 이용하여 도포전, 도포 3주 후 피험자의 우측 뺨에서 포집한 각질을 영상 분석하여 각질지수(Desquamation parameter; D.P.)를 구하였다. 각질지수 값이 감소할수록 수집된 각질의 표면적이 작아지는 것을 의미하므로, 피부에 잔재하는 각질의 양이 감소하고, 정상적인 각질이 피부에 밀착되어 피부결이 개선된 것으로 해석하였다.
[표 5]
보습, 각질 개선효과의 평균값
|
도포전 |
도포후 30분 후 |
도포 3주 후 |
보습효과 (수분량) - corneometer 측정값 |
73.9 ± 9.0 |
90.1 ± 5.8 |
78.1 ± 7.9 (p value : 0.017) |
각질개선효과 (각질지수) - D-squame index (%) |
71.5 ± 9.7 |
- |
65.0 ± 9.7 (p value : 0.003) |
* paired samples t-test, significance : p < 0.05
상기 결과를 보면, 아텔로콜라겐을 유효성분으로 사용한 경우, 피부의 보습력 및 피부개선 효과가 현저히 상승됨을 알 수 있다. 이를 실제 상업화할 수 있는 제형, 즉 화장수, 에센스, 에멀젼, 크림 등에 첨가시 바람직한 조성예는 전술한 바와 같다.