KR20110110482A - 비타민이 함유된 히알우론산 나노섬유 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 비타민이 함유된 수용성 고분자 나노섬유 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 비타민 A 또는 비타민 E가 함유된 히알우론산 (Hyaluronic acid, HA) 나노섬유 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 빛에 민감한 비타민 A나 E를 수용성 고분자인 히알우론산 (Hyaluronic acid, HA)에 캡슐화 시킴으로써 빛으로 부터의 비타민 A나 E 활성 유지에 도움을 줄 수 있다.
상술한 비타민이 캡슐화된 히알우론산은 화장품 산업 (cosmetic product)에 널리 응용이 될 것이다.
본 발명은 빛에 민감한 비타민 A나 E를 수용성 고분자인 히알우론산 (Hyaluronic acid, HA)에 캡슐화 시킴으로써 빛으로 부터의 비타민 A나 E 활성 유지에 도움을 줄 수 있다.
상술한 비타민이 캡슐화된 히알우론산은 화장품 산업 (cosmetic product)에 널리 응용이 될 것이다.
Description
본 발명은 비타민이 함유된 수용성 고분자 나노섬유 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 비타민 A 또는 비타민 E가 함유된 히알우론산 (Hyaluronic acid, HA) 나노섬유 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
자외선에 지속적인 피부의 노출과 내생의 광 감제 분자 (endogenous photosensitizer molecules)에 의한 광자의 흡수는 피부의 외관에 영향을 주는 여러 가지의 활성산소종 (reactive oxygen species)을 형성하게 된다. 이는 또한 광노화 (photoaging), 선번 (sunburn), 광발암현상 (photocarcinogenesis)등과 같은 여러 가지의 퇴행성 반작용 효과와 피부손상을 야기 시킨다.
이런 퇴행성 반작용 효과로부터 피부를 보호하기 위한 접근법 중 하나로 제약 및 화장품 산업에서 중요한 전략상 산화방지제가 사용이 되고 있다. 자외선이나 환경적 오염물질에 의해 생성된 피부의 자유라디칼 (free radical)을 제거하기 위해서 산화방지제가 결합되고 있는 것은 화장품 및 제약에서 공식화 되고 있다.
최근에 비타민 A 나 비타민 E는 피부를 보호하기 위해 화장품류에 널리 사용되고 있다. 하지만 이런 비타민 A 나 비타민 E는 광산화 (Photo-oxidation)가 일어나는 단점을 가지고 있다.
전기방사법은 방사공정을 작동시키고, 용액이나 용해로부터 고분자 섬유를 생산하기 위해서 전기적 힘만을 이용하는 기술이다. 마이크로 범위의 지름을 가진 섬유를 생산할 수 있는 전통적인 방사공정과 달리, 전기방사법은 나노미터 범위의 지름을 가진 섬유를 생산할 수 있다. 전기방사 된 고분자 나노섬유는 적은 지름과 큰 특이한 표면 영역을 수반하고, 높은 정도의 구조적 완전성과 우수한 기계적 특성 결과를 포함하는 많은 특이한 특성들을 가지고 있다. 게다가 전기방사 된 고분자 나노섬유로 만들어진 부직 직물 (nonwoven fabrics)은 나노섬유사이의 기공크기를 제어할 수 있는 독특한 능력을 제공한다. 대게 합성의, bottom-up 방법으로 생산 된 나노로드 (nanorod), 나노튜브 (nanotube), 나노와이어 (nanowire)와 달리 전기방사 된 나노섬유막은 top-down 나노 생산 공정으로 만들어졌는데, 이는 연속적이고 낮은 단가의 나노섬유를 만들게 되었고 또한, 일직선으로 정렬되며 결집되고 응용분야에 가공되기에 상대적으로 쉽게 되도록 하는 결과를 얻게 된다.
약물 또는 생활성 단백질의 통합으로 된 조직공학용 스캐폴드 (scaffolds in tissue engineering)는 혼합, 코 엑셜 (co-axial)과 에멀젼 전기방사 (emulsion electrospinning)의 방법을 포함하여 많은 연구원들에 의해서 조사되고 있다. 혼합의 전기방사법에 의해 제작된 섬유에 있어서 통합된 약물이나 단백질은 초기 과다 방출 (burst release) 현상을 나타낸다. 이는 약물 입자들이 전기방사 과정 동안에 전기적 추진력 하에서 섬유의 표면에 위치하려는 경향에 기인한다. 초기 과다 방출의 문제점을 해결하기 위해서 가장 가능한 방법 중 하나는 전기방사 된 섬유 안에 약물이나 단백질을 캡슐화 하는 것이다. 더욱이, 섬유로부터 약물이나 단백질을 방출하는 것은 더 안정적일 것이다. 코 엑셜 (co-axial) 전기방사법은 코어 쉘 (core shell) 구조를 가진 섬유를 준비하기 위해 사용되어 왔다. 두 개의 구성성분은 다른 급수 모세관 채널을 통한 동축으로 (coaxially) 동시적으로 전기방사 될 수 있다. 그러나 코 엑셜 (co-axial) 전기방사법은 동적인 과정이며, 내부와 외부의 용액의 흐름속도 (flow rate), 계면 장력 (interfacial tension)과 두 고분자 용액의 점탄성 (viscoelasticity)과 같은 많은 요인들은 동반 (entrainment)에 영향을 미치고 따라서 필수의 코어 쉘 (core shell) 구조 없이 섬유를 생산할 수 있다. 게다가 특이한 구조와 동작 파라미터 (operational parameters)의 신중한 선택은 원하는 결과를 보장하기 위해서 필요하다.
최근에 고분자 나노섬유의 코어 쉘 (core shell)타입을 준비하기 위한 에멀젼 (emulsion )의 (용액대신에) 전기방사법에 대한 관심이 증가하고 있다. 에멀젼(특히, 유중수적형인 유제 (water-in-oil type of emulsions)) 보통 유기용매에 용해되어 있는 고분자인 오일 상 (oil phase)과 물에 녹아 있는 활성 물질인 수 상 (water phase)을 포함하고 있다. 에멀젼 입자는 유화제 (emulsifier)나 계면활성제(surfactant)에 의해 안정화되는 것이 필요하다. 생체 적합성/생분해성 고분자 안에 캡슐화된 약물로 만들어진 나노 섬유의 코어 쉘 (core shell)타입을 형성하는 결과를 초래할 수 있다.
히알우론산 (Hyaluronic acid , HA)은 자연적으로 발생하는 선형의 다당류로서 103에서 107의 분자량 범위를 가진 a-1,4-D-glucuronic acid(a-1,4-D-글루쿠론산)과 b-1,3-N-acetyl-D-glucosamine(b-1,3-N-아세틸-D-글루코사민)이 교차하는 이당류 유닛으로 구성되어 있다. 다중 음이온 중합체 (polyanionic polymer)는 탯줄, 활액 (synovial fluid), 유리체 (vitreous) 등등과 같은 결합조직 (connective tissues)에서 발견될 수 있다. 독특한 점탄성 (viscoelastic) 특성과 좋은 생체 적합성 때문에 변경되지 않고 유도되지 않은 히알우론산은 약물 전달체, 세포 캡슐, 조직 재생의 영역에서 널리 이용되어 왔다.
이에 본 발명자들은 비타민 A나 E의 안정화 및 나노 매트릭스의 결과를 특징 지우기 위해 비타민 A나 E를 함유하고 있는 히알우론산 나노섬유 매트릭스를 고안하기 이르렀다.
본 발명의 목적은 비타민을 안정화시키기 위해 비타민이 함유된 수용성 고분자 나노섬유 및 이의 제조방법을 제공함을 목적으로 한다. 보다 구체적으로 비타민 A 또는 비타민 E가 함유된 히알우론산 나노섬유 및 이의 제조방법을 제공함을 목적으로 한다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 비타민이 함유된 수용성 고분자 나노섬유를 제공한다. 보다 바람직하게는 비타민이 함유된 수용성 고분자 전기방사 나노섬유를 더 포함할 수 있다.
비타민의 종류는 지용성 비타민에는 레티놀, 팔미틴산레티놀 등의 비타민 A류, 비타민 D류, 비타민 E류 및 비타민 F류(필수지방산) 등을 예로 들 수 있으며, 수용성 비타민에는 비타민 B2, 비타민 B6, 비오틴 등의 비타민 B류, 스테아린산아스코빌, 팔미틴산아스코빌 등의 비타민 C류 및 비타민 P류(프로폴리스) 등을 예로 들 수 있다.
상기 비타민은 지용성 비타민인 비타민 A 또는 비타민 E 아세테이트(VE)인 것이 바람직하며, 상기 비타민의 함유는 비타민이 수용성 고분자 나노섬유에 캡슐화 되는 것을 포함할 수 있다. 비타민을 수용성 고분자 나노섬유에 캡슐화시킴으로써 빛으로부터의 비타민 활성유지에 도움이 될 수 있다.
상기 수용성 고분자는 알지네이트 (alginate), 키토산 (chitosan), 아가로스(agarose) 등이 있으나, 독특한 점탄성 (viscoelastic) 특성과 좋은 생체 적합성을 가진 히알우론산 (hyaluronic acid, HA)이 바람직하다. 히알우론산 (Hyaluronic acid , HA)은 자연적으로 발생하는 선형의 다당류로서 103에서 107의 분자량 범위를 가진 a-1,4-D-glucuronic acid (a-1,4-D-글루쿠론산) 과 b-1,3-N-acetyl-D -glucosamine (b-1,3-N-아세틸-D-글루코사민)이 교차하는 이당류 유닛으로 구성되어 있다. 다중 음이온 중합체 (polyanionic polymer)는 탯줄, 활액 (synovial fluid), 유리체 (vitreous) 등등과 같은 결합조직 (connective tissues)에서 발견될 수 있다.
본 발명은 또한 비타민이 함유된 수용성 고분자 나노섬유의 제조방법을 제공한다. 보다 구체적으로
(i) 비타민 용액과 수용성 고분자 용액의 혼합물을 만드는 단계;
(ii) 상기 (i)의 혼합물을 전기방사하여 나노섬유를 제조하는 단계를 포함하는 비타민이 함유된 수용성 고분자 나노섬유의 제조방법을 제공한다.
비타민의 종류는 지용성 비타민에는 레티놀, 팔미틴산레티놀 등의 비타민 A류, 비타민 D류, 비타민 E류 및 비타민 F류(필수지방산) 등을 예로 들 수 있으며, 수용성 비타민에는 비타민 B2, 비타민 B6, 비오틴 등의 비타민 B류, 스테아린산아스코빌, 팔미틴산아스코빌 등의 비타민 C류 및 비타민 P류(프로폴리스) 등을 예로 들 수 있다.
상기 (i) 단계에서의 비타민은 지용성 비타민인 비타민 A 또는 비타민 E 아세테이트(VE)인 것이 바람직하다.
상기 (i) 단계에 있어서, 비타민 용액은 비타민을 계면활성제 존재 하에 유기용매에 용해시켜 제조되는 것으로서, 유기용매로는 저급 알코올, 아세톤, 클로로포름, 메틸렌클로라이드, 에테르, 에틸아세테이트, 헥산 등을 사용할 수 있다. 저급 알코올로는 탄소수 1-4인 메탄올, 에탄올, 프로판올 및 부탄올을 사용할 수 있으며, 그 중 에탄올이 바람직하며, 10% 에탄올이 가장 바람직하다. 상기 에탄올은 수용성 용매의 증발율 (evaporation rate)을 높이며, 비타민의 용해도를 증가 시킬 수 있다. 또한, 나노섬유의 매트릭스의 구조 (morphology)에 영향을 줄 수 있다.
상기 계면활성제는 비타민의 입자 크기 (Particle size)를 최소화시키기 위한 것으로서 종류는 Tween, NIKKOL, Ceteth 등이 있으나, NIKKOL과 Ceteth가 바람직하다
상기 (i) 단계의 수용성 고분자는 alginate, chitosan, agarose등이 있으나 독특한 점탄성(viscoelastic) 특성과 좋은 생체 적합성을 가진 히알우론산 (hyaluronic acid, HA)이 바람직하다. 상기 수용성 고분자를 염산 (HCL) 수용액에 녹임으로써, 수용성 고분자 용액을 만드는 것을 포함할 수 있다.
상기 비타민 용액과 수용성 고분자 용액을 균질기 (homogenizer)를 이용함으로써 비타민이 유화된(emulsified) 혼합물을 만드는 것이 바람직하다.
상기 (ii) 단계의 전기방사는 에어 블로잉 (air blowing) 전기방사 기구를 사용하며, 섬유 매트릭스의 형성을 위해 에어 블로잉 (air blowing)의 온도 및 속도를 최적화 한다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 전기방사 된 나노섬유는 SEM (scanning electron microscope)에 의해 구조와 분포를 알 수 있으며, 섬유의 지름은 SEM 이미지를 통해 측정한다. 섬유의 지름이 비타민이 함유되지 않은 HA 지름보다 상대적으로 섬유의 지름이 증가되었음을 알 수 있다. 이로써 HA 섬유에 VA 또는 VE가 함유되었다고 볼 수 있다(도 4, 도 5).
비타민 A 나 E는 광산화 (Photo-oxidation)에 의해 분해된다. 즉, 비타민 A또는 비타민 E는 빠르게 산화될 수 있고, 이 반응은 UV에 의해 활성화 된다.
본 발명의 다른 실시예에서는 히알우론산 섬유에 함유된 VA 또는 VE는 유리(free)된 VA 또는 VE에 비해 UV에 의해 광분해 (photodegradation)가 덜 된다는 것을 알 수 있다(도 6).
본 발명은 빛에 민감한 비타민 A나 E를 수용성 고분자인 히알우론산 (Hyaluronic acid, HA)에 캡슐화 시킴으로써 빛으로 부터의 비타민 A나 E 활성 유지에 도움을 줄 수 있다.
비타민이 캡슐화된 히알우론산은 화장품 산업 (cosmetic product)에 널리 응용이 될 것이다.
도 1은 에어 블로잉 전기방사 기구(Air-blowing electrospinning apparatus)를 나타낸 것이다.
도 2는 전기방사 된 HA 나노섬유의 에탄올의 양 (v/v)에 따른 구조에 미치는 효과를 나타낸 것이다. ((A) 0 %, (B) 5 %, (C) 10 % and (D) 15 %(비타민 A, E))
도 3a는 비타민 A(1%)가 함유된 HA의 전기방사 된 나노섬유를 나타낸 것이다. (A)는 비타민 A의 부존재 및 (B)는 비타민 A의 존재하의 섬유를 나타낸다.
도 3b는 비타민 E(1%)가 함유된 HA의 전기방사 된 나노섬유를 나타낸 것이다. (A)는 비타민 E의 부존재 및 (B)는 비타민 E의 존재하의 섬유를 나타낸다.
도 4는 HA 섬유와 HA/VE 섬유의 FT-IR 스펙트럼을 나타낸다.
도 5a는 VA/HA 섬유의 60% 에탄올 추출물 및 VA의 UV 스펙트럼을 나타낸다.
도 5b는 VE/HA 섬유의 60% 에탄올 추출물 및 VE의 UV 스펙트럼을 나타낸다.
도 6a는 UV 노출동안 유리된 비타민 A의 분해를 나타낸다.
도 6b는 UV 노출동안 유리된 비타민 E-아세테이트의 분해를 나타낸다.
도 7a는 UV 노출동안 HA 섬유안의 비타민 A의 분해를 나타낸다.
도 7b는 UV 노출동안 HA 섬유안의 비타민 E-아세테이트의 분해를 나타낸다.
도 8a는 UV 노출동안 유리된 비타민 A 및 HA 섬유안의 비타민 A의 분해를 나타낸다.
도 8b는 UV 노출동안 유리된 비타민 E 및 HA 섬유안의 비타민 E의 분해를 나타낸다.
도 2는 전기방사 된 HA 나노섬유의 에탄올의 양 (v/v)에 따른 구조에 미치는 효과를 나타낸 것이다. ((A) 0 %, (B) 5 %, (C) 10 % and (D) 15 %(비타민 A, E))
도 3a는 비타민 A(1%)가 함유된 HA의 전기방사 된 나노섬유를 나타낸 것이다. (A)는 비타민 A의 부존재 및 (B)는 비타민 A의 존재하의 섬유를 나타낸다.
도 3b는 비타민 E(1%)가 함유된 HA의 전기방사 된 나노섬유를 나타낸 것이다. (A)는 비타민 E의 부존재 및 (B)는 비타민 E의 존재하의 섬유를 나타낸다.
도 4는 HA 섬유와 HA/VE 섬유의 FT-IR 스펙트럼을 나타낸다.
도 5a는 VA/HA 섬유의 60% 에탄올 추출물 및 VA의 UV 스펙트럼을 나타낸다.
도 5b는 VE/HA 섬유의 60% 에탄올 추출물 및 VE의 UV 스펙트럼을 나타낸다.
도 6a는 UV 노출동안 유리된 비타민 A의 분해를 나타낸다.
도 6b는 UV 노출동안 유리된 비타민 E-아세테이트의 분해를 나타낸다.
도 7a는 UV 노출동안 HA 섬유안의 비타민 A의 분해를 나타낸다.
도 7b는 UV 노출동안 HA 섬유안의 비타민 E-아세테이트의 분해를 나타낸다.
도 8a는 UV 노출동안 유리된 비타민 A 및 HA 섬유안의 비타민 A의 분해를 나타낸다.
도 8b는 UV 노출동안 유리된 비타민 E 및 HA 섬유안의 비타민 E의 분해를 나타낸다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명하도록 한다. 하기 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 일 예에 지나지 않으며, 이에 의하여 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다.
<실시예>
1. 재료
히알우론산 (hyaluronic acid, HA), 비타민 A와 비타민 E 아세테이트(VE)는 태평양으로부터, 에틸 알콜 (Ethyl alcohol 94.5%)은 SAMCHUN으로부터 구입했다. 아울러 염산 (HCl) 을 준비 했다.
2. 히알우론산 (hyaluronic acid, HA) 용액 과 비타민 A, E 용액의 준비
히알우론산 (hyaluronic acid, HA) 샘플은 선역연쇄상구균 (Streptococcus equi)의 액체배지 (broth culture)에서 추출했고, 정제되었다. HA 용액은 HA 분말을 균질기 (homogenizer)를 이용하여 0.0177N 염산 (HCl) 수용액에 녹여서 만들었다. 비타민 A또는 비타민 E 용액은 유리된 비타민 A또는 비타민 E, 세테스-20 (Ceteth-20)과 NIKKoL HCO-60을 에탄올 (EtOH)에 녹여서 만들었다. 이 두 용액은 균질기를 이용하여 비타민 A 또는 비타민 E-유화 혼합물을 만들었다.
3. 전기 방사 (Electrospinning)
전기 블로잉 (electro-blowing) 기술은 실험실에 구축된 전기 회전 기기 (electro-spinning apparatus)의 변형에 기초해서 발전 되었다. 이것은 도 1에 나타나 있다(도 1). 에어 블로우 시스템 (air blow)은 두 개의 구성요소인 히터와 송풍기로 구성되어 있다. 송풍기에 의해 발생된 공기 (air)는 히팅엘리멘트 (Heating Elements)를 통과함으로써 열을 받는다. 다양한 공기 온도와 블로잉 비율을 가진 에어 블로우 기능은 히터의 전원 출력과 공기의 흐름 속도 (flow rate)를 제어함으로써 얻을 수 있다. 전극의 출구 구멍으로서 프로그래머블 펌프 (Programmable pump)(KD SCIENTIFIC MODEL 781100)에 의해 실린지 안의 HA 용액은 분출된다. 용액의 공급 비율 (solution feeding rate)은 1.25ml/h 였다. 양성의 높은 전압의 공급은 0-30kV의 범위를 넘는 전압을 공급하기 위해 이용되었다. 집진판 (collecting plate)은 알루미늄 포일 (foil)로 되어 있었고, 이는 전기방사 된 HA 막을 모으기 위한 것이었다. 현 기구에 있어 사용된 가장 높은 전기적 영역은 25kV 였고, 두 개의 전극 (electrodes) 사이의 가장 짧은 거리는 6.0cm을 사용하였다.
4. 섬유의 특성 (Fiber characterization)
전기방사 된 나노섬유는 SEM (scanning electron microscope)에 의해 구조와 분포를 알 수 있었다. 섬유의 지름은 SEM 이미지를 통해 측정했다. 이미지로부터 적어도 20개의 다른 섬유와 80개의 다른 구획은 무작위로 선택되었고 포토샵 (Photoshop) 10.0 판을 사용하여 평균을 산출하기 위해 지름은 측정되었다.
5. HA 섬유 안에 캡슐화된 비타민 A와 E의 특성
초극세섬유 (Ultrafine fiber) 안의 비타민 A (VA) 또는 비타민 E 아세테이트 (VE) 의 코어 (core)는 섬유로부터 추출함으로서 측정되었다. 비타민 A는 365nm에서 비타민 E는 285.5nm에서 흡광한다고 알려져 있다. HA/VA 또는 HA/VE 섬유를 60% 에탄올에 녹인 뒤 UV-spectroscopy를 사용하여 VA 또는 VE의 존재 여부를 확인 할 수 있었다. 또한 VA 또는 VE 가 UV에 의해 광산화가 일어나는 점을 이용하여 유리된 VA 또는 VE와 HA/VA 또는 HA/VE 섬유를 UV 노출 시간에 따라 UV-spectros copy를 사용하여 각각 365nm, 285.5nm에서 흡광도를 측정하였다.
6. HA 매트릭스 구조에 있어 에탄올의 효과
HA 나노섬유는 에어 블로잉 (air blowing) 전기방사를 이용하여 제조할 수 있었다. 수용성의 용매의 증발율 (evaporation rate)을 더 높이기 위해 에탄올은 HA 용액에 첨가되었고, 결과물 용액 (resulting solutions)은 전기방사 되었다. HA 나노섬유 매트릭스의 구조는 SEM에 의해 측정되었다. 도 2-A의 구조들은 에탄올의 퍼센트에 따른 기능을 나타낸다. HA-spinning 용액에서 에탄올 없이는 섬유의 대부분은 가교결합을 이루었고, 섬유 사이의 공간은 거의 관찰되지 않았다. 교상결합 현상은 점차적으로 사라졌고, 10%의 에탄올에서 명확한 나노구조를 얻었다. 더 높은 에탄올 농도에서 구조는 불규칙한 두께 및 형상 (irregular thickness and shape)로 저하되었다. 이는 용매의 더 빠른 증발에 의한 것임을 알 수 있었다. 표 1에서 방사된 섬유의 사이즈는 비타민 A 및 E 모두 56.2 와 86.8nm에서 관찰되었다.
| Mean(nm) | Standard deviation(nm) | |
| EtOH content 0v/v% EtOH content 5v/v% EtOH content 10v/v% EtOH content 15v/v% |
73.46nm 86.75nm 56.17nm 69.56nm |
0.11396nm 0.17689nm 0.05947nm 0.10558nm |
7. HA 나노섬유 안의 비타민 A 또는 비타민 E-아세테이트의 합성
계면 활성제인 NIKKOL, Ceteth 존재 하에 에탄올에서 VA와 VE는 용해도가 높아졌고, 수용성 HA 용액으로 퍼졌다. VA와 VE를 포함한 HA의 혼합물은 광학 현미경 관찰 (optical microscopic observation)에 기초로 하여 나노 에멀젼으로 보였다. 에어 블로잉 (air-blowing) 전기방사를 이용하여 VA 또는 VE 유화 혼합물로부터 비타민 A 또는 비타민 E-아세테이트가 함유된 전기방사 나노섬유를 얻을 수 있었다. 도 3a 또는 도 3b에서 보면 [A]는 VA 또는 VE가 함유되지 않은 HA 섬유이며, [B]는 VA 또는 VE가 함유된 HA/VA 또는 HA/VE 섬유이다. VA 또는 VE가 함유된 HA/VA 또는 HA/VE 섬유의 지름이 VA 또는 VE가 함유되지 않은 HA 지름보다 상대적으로 섬유의 지름이 증가되었음을 알 수 있다. 이로써 HA 섬유에 VA 또는 VE가 함유되었다고 간접적으로 알 수 있었다.
표 2는 HA 섬유와 VA/HA 섬유의 지름을 나타낸 표이고, 표 3은 HA 섬유와 VE/HA 섬유의 지름을 나타낸 표이다.
| Mean(nm) | |
| Hyaluronic acid Hyaluronic acid/Vitamin A |
56.16nm 71.51nm |
| Mean(nm) | Maximum(nm) | Minimum(nm) | |
| Hyaluronic acid Hyaluronic acid/vitaminE-acetate |
56.16nm 75.82nm |
90nm 108nm |
23.33nm 60nm |
8. HA 나노섬유 안의 VA 또는 VE의 합성의 확인 (Confirmation of VA and VE incorporation into HA nanofiber)
HA 나노섬유에 VA의 존재를 확인하기 위해 UV spectroscopy를 VE의 존재를 확인하기 위해 FT-IR과 UV spectroscopy를 사용였다.
우선 HA 섬유에 VE의 존재를 확인하기 위해 HA 섬유와 VE가 함유된 HA/VE 섬유를 FT-IR spectroscopy를 사용하여 비교해 보았다. 도 4에서 보면 HA 섬유와는 달리 VE가 함유된 HA/VE fiber에서는 1456cm-1와 1758 cm-1에서 피크가 나타났다. 이는 전형적인 VE에서 나타나는 에스테르 bond와 방향족 화합물 (aromatic ring)에서 나타나는 아릴 (aryl) bond에 해당하는 피크와 일치하였다. 이로써 확실히 VE가 HA 섬유에 함유되어 있다는 것을 알 수 있었다. 또한, HA 섬유의 피크와 전형적인 HA powder의 피크를 비교해 보았을 때 변화가 없었다. 이는 HA이 에어 블로잉 전기방사 (air-blowing electrospinning) 과정에서 분해 (degradation) 되지 않고 섬유로 방사되었음을 알 수 있었다.
HA 섬유에 VA 또는 VE의 존재를 확인하기 위해 다른 방법으로 UV spectroscopy를 사용하였다. HA 섬유와 VA 또는 VE가 함유된 HA/VA 또는 HA/VE 섬유를 survery scan방법을 사용하여 비교해 보았다. HA/VA 또는 HA/VE 섬유로부터 추출물의 UV-흡수 스펙트럼은 VA 또는 VE와 비교해 보았고, 두 스펙트럼의 페턴들을 각각 일치 시켰다. 이것은 HA 섬유안의 VA 또는 VE는 초기의 VA 또는 VE의 상태를 의미했다 (도 5a,b).
9. 유리된 VA 또는 VE와 VA/HA 섬유 또는 VE/HA 섬유의 광분해
VA 또는 VE는 광산화 (Photo-oxidation)에 의해 분해된다. 즉, VA 또는 VE는 빠르게 산화될 수 있고, 이 반응은 UV에 의해 활성화 된다. VA 또는 VE가 HA 섬유에 캡슐화되면 유리된 VA 또는 VE보다 상대적으로 UV에 안정하다고 추측하여, UV 노출 시간에 따른 VA 또는 VE의 안정성을 검사 하였다. 우선 유리된 VA 또는 VE와 VA/HA 섬유 또는 VE/HA 섬유를 60% 에탄올에 녹인 뒤 UV spectroscopy를 사용하여 VA 또는 VE의 흡광도를 측정하였다. 도 6 를 보면 유리된 VA 또는 VE는 UV 노출 시간의 흐름에 따라 VA 또는 VE의 흡광도가 떨어지는 것을 알 수 있었다. 즉 VA 또는 VE가 광분해 (photodegradation)되는 것을 알 수 있었다. 반면에 HA 섬유에 함유된 VA 또는 VE는 유리된 VA 또는 VE에 비해 UV에 의해 광분해 (photodegradation)가 덜 된다는 것을 알 수 있었다. 이로써 VA 또는 VE가 HA 섬유에 캡슐화되어 있다고 생각해 볼 수 있었다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
Claims (9)
- 비타민이 함유된 수용성 고분자 나노섬유.
- 제 1항에 있어서,
상기 비타민은 비타민 A 및 비타민 E에서 선택되는 것을 특징으로 하는 나노섬유.
- 제 1항에 있어서,
상기 수용성 고분자는 히알우론산 (hyaluronic acid, HA)인 것을 특징으로 하는 나노섬유.
- (i) 비타민 용액과 수용성 고분자 용액의 혼합물을 만드는 단계;
(ii) 상기 (i)의 혼합물을 전기방사하여 나노섬유를 제조하는 단계를 포함하는 비타민이 함유된 수용성 고분자 나노섬유의 제조방법.
- 제 4항에 있어서,
상기 (i) 단계의 비타민은 비타민 A 및 비타민 E에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 4항에 있어서,
상기 (i) 단계의 비타민 용액은 비타민을 계면활성제의 존재 하에서 에탄올에 용해시켜 마련되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 4항에 있어서,
상기 계면활성제는 니콜(NIKKOL), 세테스(Ceteth)인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 4항에 있어서,
상기 에탄올은 8.0 ~ 13.0 % 에탄올인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 4항에 있어서,
상기 (i) 단계의 수용성 고분자는 히알우론산(hyaluronic acid, HA) 인 것을 특징으로 하는 방법.
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| KR1020100029826A KR20110110482A (ko) | 2010-04-01 | 2010-04-01 | 비타민이 함유된 히알우론산 나노섬유 |
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