KR20120078202A - 피부 패치제 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지지체층 및 지지체층의 한쪽 면 또는 양쪽 면에 도포된 약물층을 포함하는 피부에 부착하는 패치제 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 상기 지지체층은 열가소성 폴리우레탄 초극세 섬유 집합체가 용융전기방사에 의해 가교되어 구성된 다공성 부직포를 포함하고, 상기 부직포는 다방향으로의 신장률이 500% 이상인 것을 특징으로 한다. 본 발명의 패치제는 초극세 섬유 사이에 적정 크기의 미세 기공을 포함하기 때문에 약물 방출 속도가 꾸준할 뿐 아니라 투습방수성 및 통기성이 우수하다.

Description

피부 패치제 및 그의 제조방법{Skin-patch Material and Preparation Method thereof}

본 발명은 지지체층 및 지지체층의 한쪽 면 또는 양쪽 면에 도포된 약물층을 포함하는 피부에 부착하는 패치제 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 상기 지지체층은 열가소성 폴리우레탄 초극세 섬유 집합체가 용융전기방사에 의해 가교되어 구성된 다공성 부직포를 포함하여 투습방수성 및 통기성이 뛰어난 고신축성의 패치제 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

패치형 치료제는 먹는 약으로 인해 생길 수 있는 위장장애, 간장애 등의 부작용이 거의 없을 뿐 아니라 약물이 일정한 속도로 체내에 전달되므로 약효를 오랫동안 유지시킬 수 있는 장점이 있어, 피부에 직접적으로 적용이 가능한 신개념의 약물제제 치료제이다.

현재 시중에 패치형 약물 제제로 상용화된 것 중 대표적인 것으로 파스나 금연패치 등이 있다. 이와 같은 상용화된 패치들은 필름형태의 점착제 내에 약물을 분산시켜 제작하는 것으로 패치의 너비에 비하여 두께가 얇게 디자인되고, 대부분 확산형 피부투과촉진제가 함유된 점착성 고분자 또는 겔에 약물을 분산시켜 피부 위에 부착되도록 만들어지고 있다.

이러한 패치제의 지지체로서 일반적인 부직포가 사용되는 경우 신축성에 한계가 있어 움직임에 대해 충분히 신장이 되지 않아 불편함을 느끼거나 패치제가 떨어질 수 있을 뿐 아니라 생활 방수 기능이 없기 때문에 장시간 사용이 어렵다.

또한, 기존의 패치제의 약물층은 대부분 점착성 고분자 또는 겔에 약물을 분산시켜 피부 위에 부착하는 형태로 약물의 방출이 초기에만 급격히 일어나고 이후에는 약물 방출 속도가 꾸준히 이루어지지 않을 뿐만 아니라 통기성 및 살균성이 좋지 않다.

본 발명의 하나의 목적은 투습방수성이 뛰어나고 피부 밀착성과 신축성이 우수한 피부에 부착하는 패치제를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 투습방수성 및 통기성이 우수한 피부에 부착하는 패치제의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 그 밖의 목적, 이점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 자명해질 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 구현예는 지지체층 및 지지체층의 한쪽 면 또는 양쪽 면에 도포된 약물층을 포함하는 피부에 부착하는 패치제로서, 상기 지지체층은 열가소성 폴리우레탄 초극세 섬유 집합체가 용융전기방사에 의해 가교되어 구성된 다공성 부직포를 포함하고, 상기 부직포는 다방향으로의 신장률이 500% 이상인 패치제에 관한 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 구현예는

열가소성 폴리우레탄(TPU) 방사 중합체 재료를 준비하는 단계;

상기 방사 중합체 재료를 용융전기방사하여 다공성 초극세 섬유 웹을 제조하는 단계;

용융전기방사된 초극세 섬유 웹을 캘린더링에 의해 열융착하여 다공성 초극세 섬유 부직포를 수득하는 단계; 및

상기 부직포의 한쪽 면 또는 양쪽 면에 약물제를 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 피부에 부착하는 패치제의 제조방법에 관한 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 구현예는

열가소성 폴리우레탄(TPU) 방사 중합체 재료를 준비하는 단계;

상기 방사 중합체 재료를 용융전기방사하여 다공성 초극세 섬유 웹을 제조하는 단계;

용융전기방사된 초극세 섬유 웹을 캘린더링에 의해 열융착하여 다공성 초극세 섬유 부직포를 수득하는 단계; 및

상기 부직포를 약물제가 용해된 용액 내에 함침시켜 부직포 내에 약물층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 피부에 부착하는 패치제의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 패치제는 투습방수기능이 우수할 뿐 아니라 신장률 및 탄성복원력이 우수하여 부상 부위에 사용시 탄력성 있는 지지대 역할을 하여 안정감과 편안함을 줄 수 있다. 또한, 폴리우레탄 소재로 되어 있고 용매를 전혀 사용하지 않아 인체 친화적이다. 또한, 기존 패치제의 약물층에 비해 약물 방출이 꾸준히 이루어지고 통기성도 우수하다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에서 제조된 부직포의 SEM 사진이다.

이하에서 첨부 도면을 참고하여 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지의 범용적인 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 명세서에서 “초극세 섬유”라 함은 약 0.1 내지 10 ㎛ 의 직경을 갖는 섬유를 의미한다.

"부직포”란 섬유를 직조공정을 거치지 않고, 평행 또는 부정방향으로 배열하고 열과 수지를 이용하여 섬유가 서로 얽히도록 기계적인 처리를 하여 만든 옷감을 의미한다.

본 발명에서 “방사 중합체 재료”는 열가소성 폴리우레탄 중합체 단독 또는 이러한 폴리우레탄 열가소성 중합체와 상기 중합체 이외의 다른 성분을 포함하는 방사 재료를 의미한다.

본 발명의 하나의 구현예의 패치제는 지지체층 및 지지체층의 한쪽 면 또는 양쪽 면에 약물층을 포함하고, 상기 지지체층은 열가소성 폴리우레탄 초극세 섬유 집합체가 용융전기방사에 의해 가교되어 구성된 다공성 부직포를 포함한다.

본 발명의 일구현예의 패치제를 구성하는 열가소성 폴리우레탄 (TPU) 소재의 부직포는 극세 섬유로 이루어져 있기 때문에 신장율 500% 이상의 고탄성력을 나타낼 수 있다. 일례로, 상기 부직포의 신장률은 500% 내지 1000%일 수 있다.

또한, 본 발명의 패치제는 극세섬유로 인한 부드러운 표면으로 인해서 피부 감촉 및 밀착성이 우수하며 극세 기공을 포함하여 투습방수성이 우수하기 때문에 샤워와 같은 일상 생활이 가능하여 장시간 사용할 수 있다.

상기 패치제는 용융전기방사에 의해서 제조된 다공성 부직포로 구성될 수 있다. 용융전기방사란 섬유 원료 용융액을 하전상태에서 방사하여 미세 직경의 섬유를 제조하는 기술이다. 용융 전기방사법은 솔벤트를 사용하지 않고 고분자 용융액만을 사용하여 섬유를 제조하기 때문에 잔류 솔벤트로 인한 유해한 효과가 전혀 없어, 특히 제조된 웹을 창상 치료용 패치제 등으로 이용하는데 유용하다.

이러한 용융 전기방사법은 전극의 한 극은 방사노즐부에, 다른 한 극은 콜렉터에 위치한 서로 반대 극성을 가지는 두 전극 사이에서, 하전된 고분자 용융액을 방사노즐부를 거쳐 공기중으로 토출하고, 이어서 공기 중에서 하전 필라멘트의 연신 및 또 다른 필라멘트 분기를 거쳐 극세섬유를 제조하는 방법이다. 즉, 하전된 토출 필라멘트는 노즐과 콜렉터 사이에 형성된 전기장 내에서 상호 반발 등 전기적 영향으로 심한 요동을 거치면서 극세화된다.

이 때, 초극세 섬유 부직포를 구성하는 초극세 섬유의 직경은 전기방사시의 조건을 적절히 조절함으로써 조절될 수 있다.

또한, 부직포의 두께는 초극세 섬유의 굵기 및 부직포 형성시에 나노섬유가 축적되는 정도를 조절함으로써 조절될 수 있고, 다공성 구조의 공극 크기를 조절할 수도 있다.

본 발명의 일 구현예에 따른 상기 부직포는, 바람직하게는 극세사의 평균직경이 0.1 내지 10 ㎛ 이고, 단위면적당 중량이 10 ~ 70 g/㎡ 이며, 두께가 100 ~ 200 ㎛ 인 것이 좋다. 또한, 부직포 내의 공극의 크기는 0.1 ~ 10 ㎛로 하는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이와 같은 본 발명의 일 구현예에 따른 상기 패치제는, KS K 0594:2008, 초산칼륨법으로 측정한 투습도가 5000 g/㎡24시간 이상인 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 열가소성 폴리우레탄은 공지된 폴리우레탄 반응기술을 사용하여 제조할 수 있다. 예컨대, 폴리알킬렌에테르글리콜에 과잉 몰의 유기디이소시아네이트를 아미드계 극성용매 중에서 반응시켜 말단에 이소시아네이트기를 갖는 중간중합체를 조제하고, 이어서, 이러한 중간중합체를 아미드계 극성용매에 용해하고 사슬연장제와 말단정지제를 반응시킴으로써 폴리우레탄 중합체를 얻을 수 있다. 열가소성 폴리우레탄(TPU)은 선형 구조의 거대한 분자 구조로 인해서 열가소성을 띄고, 일반적인 폴리우레탄과는 달리 열가소성 폴리우레탄을 제조하기 위해서는 연쇄 부가 반응을 거쳐야 한다.

TPU의 선형 구조를 얻기 위해서는 2개의 관능기를 가진 MDI를 아디픽산(Adipic acid), 글리콜(Glycol)과 부탄디올(Butanediol)로 제조된 선형 폴리에스터 폴리올(Polyesterol) 또는 폴리테트라하이드로퓨란(Polytetrahydrofuran)과 반응을 시킨다. TPU의 탄성체적인 물성은 고분자 연쇄부가 반응 시에 생기는 상분리 현상에 영향을 받는다. 즉, MDI와 폴리올 그리고 MDI와 부탄디올의 반응 생성물로부터 상분리가 일어난다.

친수성 폴리우레탄 프레폴리머의 제조에 있어서는 바람직하게는 이소시아네이트 1~3몰에 대해 폴리에테르폴리올류 0.15~0.95 몰비로 합성하여 제조한다.

이소시아네이트로는 이소포론 디이소시아네이트, 2,4-톨루엔디이소시아네이트 및 그 이성질체, 디페닐메탄디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 라이신디이소시아네이트, 트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 비스(2-이소시아네이트에텔)-퓨마레이트, 3,3'-디메틸-4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 1,6-헥산디이소시아네이트, 4,4'-바이페닐렌디이소시아네이트, 3,3'-디메틸페닐렌디이소시아네이트, p-페닐렌디이소시아네이트, m-페닐렌디이소시아네이트, 1,5-나

프탈렌디이소시아네이트, 1,4-자일렌디이소시아네이트, 1,3-자일렌디이소시아네이트 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 디페닐메탄디이소시아네이트, 2,4-톨루엔디이소시아네이트 및 그 이성질체, p-페닐렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네디트를 사용하는 편이 좋다.

폴리에트레폴리올류는 분자내에 3개 이상의 수산기를 갖고 분자량이 3,000~6,000이며 에틸렌옥사이드 함량이 50~80%인 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 랜덤공중합체와 분자내에 2개 이상의 수산기를 갖고 분자량이 1,000~4,000인 폴리프로필렌글리콜 중량 대비 30:70으로 혼합하여 사용할 수 있으며, 바람직하게는 분자내에 3개의 수산기를 갖고 분자량이 3,000~6,000이며 에틸렌옥사이드 함량이 50~80%인 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 랜덤 공중합체를 단독으로

사용하는 편이 좋다. 그러나 물성조절을 위하여 상기에서 언급하지 않은 타 이소시아네이트화합물과 폴리올류를 혼합 사용할 수 있다.

열가소성 폴리우레탄 칩이 준비되면 상기 폴리우레탄 칩을 방사구금과 콜렉터 사이에 전압이 인가된 상태 하에서, 전기방사에 의해 콜렉터 상에 방사하여 초극세 섬유 웹을 형성한다. 이러한 열가소성 초극세 폴리우레탄 초극세 섬유가 전기방사되면서 동시에 3차원의 네트워크로 융착되어 다공성 섬유 웹을 형성한다. 따라서 기재가 없더라도 소정의 두께의 부직포를 제조할 수 있다.

전기방사에 의해 수득한 초극세 섬유 웹을 캘린더링에 의해서 열융착하여 다공성 초극세 섬유 부직포를 수득하고, 상기 부직포의 한쪽 면 또는 양쪽 면에 약물제를 도포하여 패치제로 제조할 수 있다.

상기 부직포 상에 위치한 약물층은 본 발명의 패치제에 적용할 수 있는 약물을 함유하는 층이다. 상기 약물층에 함유되는 약물제의 종류는 특별히 한정되지 않으나, 근육통, 타박상, 관절염, 피부미백 및 주름개선을 위한 미용품 및 금연보조제일 수 있다.

또한, 부직포에 약물제를 도포하는 방법으로는 라미네이팅, 스프레이 분사법, 코팅법 등이 있으나 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 캘린더링 단계는 90 내지 105도의 온도에서 캘린더링 롤에 의해서 행할 수 있다.

한편, 부직포 수득 후, 부직포 지지체를 약물제가 용해된 용액 내에 함침시켜 부직포 자체에 약물층을 형성하는 것도 가능하다. 이와 같이 지지체에 직접 약물을 함침한 경우 기존의 필름 형태의 약물층에 비해 약물 방출이 꾸준히 이루어지고 통기성도 우수하다.

이하에서 실시예를 들어 본 발명을 보다 상세하게 설명할 것이다. 이러한 실시예는 본 발명의 바람직한 구현예들을 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 보호범위가 이들 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

실시예 1: 부직포 제조

100ppm이하 수분율로 관리되는 MI(melt index)가 224도에서 60g/10min 인 열가소성 폴리우레탄(이하 TPU)을 사용하여 40mm, L/D=25인 단일 스크류(single screw)의 압출기에서 각단을 Z1, Z2, Z3로 할 때, Z1의 온도를 210 내지 230도, Z2의 온도를 180 내지 190도 및 Z3의 온도를 210 내지 230도로 설정하고 최종 방사 빔(spinning veam)의 온도를 200도에서 기어 펌프 속도를 5~30rpm으로 조절해가면서 드레싱재 제조를 위한 초극세사 섬유웹을 전기방사 하였다. 전기방사시 방사구금의 전압은 50kv로 인가하였고, 콜렉터의 전압은 -30 내지 -50kv로 인가하였다. 이 때, TCD(Tip to collector distance)은 20~50cm범위로 하였으며, 홀 당 폴리머 0.1 내지 0.2g가 토출되어 섬유 웹을 형성하였다. 전기방사에 의해 수득된 초극세 섬유웹을 100도에서 캘린더링하여 다공성 초극세 섬유 부직포를 수득하였다.

실시예 2: 패치제 제조

케토프로펜 1.5g을 클로로포름에 녹이고 폴리이소부칠렌 14g과 광유 7g을 헥산에 녹인 후 두 용액을 혼합하였다. 혼합된 용액에 프로필렌글리콜 모노라우레이트 0.8g과 하이드록시 톨루엔 14㎎을 가하고 서로 완전히 혼화할 때까지 저었다. 완전히 혼화가 되면 실시예 1에서 제조된 부직포의 한쪽면 상에 두께가 40㎛ 되도록 코팅하고 60℃에서 20분간 건조하여 약물층을 함유한 패치제를 제조하였다.

인장특성 평가

실시예 1에서 제조된 부직포를 제조사 MITUTOYO 모델명(No.7301)두께측정기를 사용하여 표 1과 같이 두께를 달리하여 3 개의 시편으로 샘플링하여 각각의 인장 특성을 도 1에 도시하였다.

인장변형율 및 인장응력은 만능시험기계(이하 UTM)을 사용하여 측정하였다. Cross head speed는 100mm/min으로 시편이 파단이 될 때까지를 최종신율로 계산하였고 그때의 stress를 인장응력으로 정의하여 비교하였다. 시편의 치수는 KS M3054의 플라스틱 필름 및 시트의 인장 시험방법 규격의 1호형 시험편을 기준하여 준비하였다.

투습성 평가

실시예 1에서 제조된 부직포를 제조사 MITUTOYO 모델명(No.7301)두께측정기를 사용하여 표 1과 같이 두께를 달리하여 3 개의 시편으로 샘플링하여 KS K 0594:2008, 초산칼륨법으로 투습성을 평가한 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

	두께(um)	인장변형율(%)	인장응력(kgf/cm2)	투습도(g/㎡24시간)
시편 1	146	591.833	70.186	5677.433
시편 2	249	593.511	61.209	5711.467
시편 3	294	782.789	79.418	5792.133

또한, 수득된 부직포의 주사전자현미경 사진을 도 1에 나타내었다. 도 1을 참조하면, 전기방사된 초극세 섬유는 서로 얽혀 있는 부직포 형태를 형성하였고, 초극세 섬유 사이에 통기성 및 투습성을 부여할 수 있는 소기공 및 대기공이 다수 형성되었음을 알 수 있다.

상기 표 1로부터 확인되는 바와 같이, 본 발명의 부직포의 경우, 5000 g/㎡24시간 이상의 우수한 투습성을 나타낸다.

이상에서 본 발명의 바람직한 구현예를 예로 들어 상세하게 설명하였으나, 이러한 설명은 단순히 본 발명의 예시적인 실시예를 설명 및 개시하는 것이다. 당업자는 본 발명의 범위 및 정신으로부터 벗어남이 없이 상기 설명 및 첨부 도면으로부터 다양한 변경, 수정 및 변형예가 가능함을 용이하게 인식할 것이며, 그러한 변형이나 변경은 본 발명의 특허청구범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (9)

1. 지지체층 및 상기 지지체층의 한쪽 면 또는 양쪽 면에 도포된 약물층을 포함하는 피부에 부착하는 패치제로서, 상기 지지체층은 열가소성 폴리우레탄 초극세 섬유 집합체가 용융전기방사에 의해 가교되어 구성된 다공성 부직포를 포함하고, 상기 부직포는 다방향으로의 신장률이 500% 이상인 것을 특징으로 하는 패치제.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 초극세 섬유의 평균직경은 0.1 내지 10 ㎛인 것을 특징으로 하는 패치제.
   
3. 제 1항에 있어서, 상기 부직포의 두께는 100 내지 200㎛인 것을 특징으로 하는 패치제.
   
4. 제 1항에 있어서, 상기 부직포 내의 공극의 크기는 0.1 내지 10㎛인 것을 특징으로 하는 패치제.
   
   
5. 제 1항에 있어서, 상기 패치제는, KS K 0594:2008, 초산칼륨법으로 측정한 투습도가 5792 g/㎡24시간인 것을 특징으로 하는 패치제.
   
6. 열가소성 폴리우레탄(TPU) 방사 중합체 재료를 준비하는 단계;
   상기 방사 중합체 재료를 용융전기방사하여 다공성 초극세 섬유 웹을 제조하는 단계;
   용융전기방사된 초극세 섬유 웹을 캘린더링에 의해 열융착하여 다공성 초극세 섬유 부직포를 수득하는 단계; 및
   상기 부직포의 한쪽 면 또는 양쪽 면에 약물제를 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 피부에 부착하는 패치제의 제조방법.
   
7. 열가소성 폴리우레탄(TPU) 방사 중합체 재료를 준비하는 단계;
   상기 방사 중합체 재료를 용융전기방사하여 다공성 초극세 섬유 웹을 제조하는 단계;
   용융전기방사된 초극세 섬유 웹을 캘린더링에 의해 열융착하여 다공성 초극세 섬유 부직포를 수득하는 단계; 및
   상기 부직포를 약물제가 용해된 용액 내에 함침시켜 부직포 내에 약물층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 피부에 부착하는 패치제의 제조방법.
   
8. 제 6항 또는 7항에 있어서, 상기 용융전기방사 단계는 열가소성 폴리우레탄 탄성섬유의 직경이 0.1 내지 10 ㎛가 되도록 방사하는 단계임을 특징으로 하는 패치제의 제조방법.
   
9. 제 6항에 있어서, 상기 부직포의 한쪽 면 또는 양쪽 면에 약물제를 도포하는 단계는 라미네이팅, 스프레이 분사법 또는 코팅법에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 패치제의 제조방법.

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