KR20180050622A - 마스크팩에 장착되는 장치, 그를 포함하는 마스크팩 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 마스크팩에 장착되는 장치, 그를 포함하는 마스크팩에 관한 것이다. 본 발명은 역전기투석(Reversed ElectroDialysis: RED) 전지부, 및 상기 역전기투석 전지부의 양단과 각각과 전기적으로 연결된 중간 매개 시트를 포함하고, 상기 역전기투석 전지는, 양이온 교환막과, 상기 양이온 교환막과 이격되어 배치된 음이온 교환막, 및 상기 양이온 교환막 및 상기 음이온 교환막에 대하여 적어도 부분적으로 정의되고, 전해질을 수용하며, 수용액을 흡수 할 수 있는 챔버를 구비하고, 건조한 상기 챔버에 상기 수용액이 주입되면 상기 역전기투석 전지가 활성화 된다.
Description
마스크팩에 장착되는 장치, 그를 포함하는 마스크팩에 관한 것이다.
일반적으로 화장품 분야에서 시트 마스크팩은, 손으로 바를 필요 없이 얼굴 형태로 제작된 시트 타입을 붙이는 것으로 보습 및 청정효과 등을 얻을 수 있는 제품으로, 얼굴 전체를 덮을 수 있는 디자인의 시트나 상, 하단의 2장으로 나뉜 시트, 눈밑, 눈가, 입가 등의 특정 부위에 맞춘 시트 등 다양한 형태로 시장에 나와 있다.
일반적인 마스크팩은 생리 활성 물질을 국소적으로 경피적으로 전달되므로, 피부에 유용한 물질들의 전달에 한계가 있다. 마스크팩을 이용하여 피부에 유용한 물질들의 전달을 위해서는 마스크팩이 피부에 잘 접착될 수 있도록 하는 것이 중요하다. 또한, 미용 효과를 더욱더 증진시기기 위한 다양한 시도들이 있어왔으며, 그 중 하나가 이온토포레시스 장치를 사용하는 것이다.
이온토포레시스는 전하를 띤 분자들이 조직을 쉽게 통과하도록 하는 약물전달방법이다. 도 1은 종래의 이온토포레시스 장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 이온토포레시스 장치는 직류 전류를 이용하여 이온 물질을 피부에 침투시는 기술로서, 동일한 극성의 이온 사이에 작용하는 척력을 이용하기 위해 양의 특성을 갖는 이온 물질에는 '+'전극에 인가하며, 음의 특성을 가지는 이온 물질에는 '-'전극에 인가하여 이온 물질이 피부에 용이하게 침투되도록 한다. 약물이 수동적으로 흡수되는 전통적인 경피투여 방법과 달리, 이온토포레시스 장치에서는 전기장 내에서 능동적인 수송이 이루어진다.
그러나, 종래의 이온토포레시스 장치는 산화반응이 피부에 부착된 전극의 표면에서 발생되어 이온토포레시스 장치를 사용한 사용자의 피부에 가려움증, 통증, 화끈거림, 홍반 등이 발생하는 문제점을 가진다.
따라서, 마스크팩을 피부에 잘 접착되게 하고, 마스크팩 내의 물질을 피부에 효율적으로 전달하면서, 전극을 구비한 이온토포레시스 장치를 사용하여 약물을 피부로 전달하는 과정에서 발생할 수 있는 가려움증, 통증, 화끈거림, 및 홍반 현상을 방지할 수 있는 이온토포레시스 원리를 이용한 마스크팩의 개발이 요구된다.
일 양상은 마스크팩을 피부에 잘 접착되게 하고, 피부를 통한 생리활성 물질의 전달이 향상되며, 원하는 부위, 예를 들면, 주름이 많이 생기는 부위에 생리활성 물질을 특이적으로 더 많이 전달할 수 있고, 전극을 구비한 전지를 사용하여 유용 물질을 피부로 전달하는 과정에서 발생할 수 있는 부작용을 방지할 수 있는 마스크팩에 장착되는 장치, 및 그를 포함하는 마스크팩을 제공하는데 있다. 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 실시예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.
본 발명의 일측면은, 역전기투석(Reversed ElectroDialysis: RED) 전지부, 및 상기 역전기투석 전지부의 양단과 각각과 전기적으로 연결된 중간 매개 시트를 포함하고, 상기 역전기투석 전지는 양이온 교환막과, 상기 양이온 교환막과 이격되어 배치된 음이온 교환막, 및 상기 양이온 교환막 및 상기 음이온 교환막에 대하여 적어도 부분적으로 정의되고, 전해질을 수용하며, 수용액을 흡수 할 수 있는 챔버를 구비하고, 건조한 상기 챔버에 상기 수용액이 주입되면 상기 역전기투석 전지가 활성화 되는 마스크팩에 장착되는 장치를 제공한다.
또한, 상기 챔버는 상기 수용액을 흡수 할 수 있는 직물 또는 비-직물로 형성될 수 있다.
또한, 상기 전해질은 상기 수용액을 흡수할 수 있는 직물에 함침될 수 있다.
또한, 상기 중간 매개 시트는 상기 역전기투석 전지부의 양단에 배치되는 양극과 음극에 분리되어 연결될 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 역전기투석(Reversed ElectroDialysis: RED) 전지부와, 상기 역전기투석 전지부의 양단과 각각과 전기적으로 연결된 중간 매개 시트, 및 상기 중간 매개 시트에 연결되는 물질 함유시트를 포함하고, 상기 역전기투석 전지는 양이온 교환막과, 상기 양이온 교환막과 이격되어 배치된 음이온 교환막, 및 상기 양이온 교환막 및 상기 음이온 교환막에 대하여 적어도 부분적으로 정의되고, 전해질을 수용하며, 수용액을 흡수 할 수 있는 챔버를 구비하고, 건조한 상기 챔버에 상기 수용액이 주입되면 상기 역전기투석 전지가 활성화 되는 마스크팩을 제공한다.
또한, 상기 물질 함유시트는 대상체에 전달하고자 하는 물질이 전해질 용액, 에센스, 히드로겔, 셀룰로오스, 아가로오스, 겔라틴 또는 콜라겐 중 포함되도록 구성될 수 있다.
일 양상에 따른 마스크팩에 장착되는 장치 및 그를 포함하는 마스크팩에 의하면, 마스크팩이 적용 부위, 예를 들면, 피부에 잘 접착이 되고, 피부를 통한 생리활성 물질의 전달이 향상되며, 전극을 구비한 장치를 사용하여 생리활성 물질을 피부로 전달하는 과정에서 발생할 수 있는 가려움증, 통증, 화끈거림, 및 홍반 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 이온토포레시스 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 일 구체예에 따른 마스크팩에 장착되는 장치를 도식화하여 나타낸 도면이다.
도 3은 일 구체예에 따른 마스크팩의 윗면을 도식화하여 나타낸 도면이다.
도 4는 일 구체예에 따른 마스크팩의 사시도를 도식화하여 나타낸 도면이다.
도 5는 다른 구체예에 따른 마스크팩의 사시도를 도식화하여 나타낸 도면이다.
도 6은 일 구체예에 따른 역전기 투석 전지를 사용한 마스크팩의 측면을 도식화하여 나타낸 도면이다.
도 7은 일 구체예에 따른 역전기 투석 전지를 사용한 마스크팩의 활성화 원리를 도식화하여 나타낸 도면이다;
도 7a는 활성화 전의 상태의 역전기 투석 전지의 전해질 흐름을 나타내고,
도 7b는 활성화가 시작될 때의 역전기 투석 전지의 전해질 흐름을 나타내고,
도 7c는 활성화된 상태의 역전기 투석 전지의 전해질 흐름을 나타낸다.
도 8은 일 구체예에 따라 제조된 마스크팩에 장착되는 장치의 사진이다.
도 9는 일 구체예에 따른 마스크팩에 장착되는 장치의 전지부의 용기를 나타낸 도면이다.
도 10은 일 구체예에 따라 제조된 마스크팩이 대조군(왼쪽 패널)과 실험군(오른쪽 패널)으로 나누어 돼지 피부에 적용된 것을 나타낸 사진이다.
도 11은 일 구체예에 따라 제조된 마스크팩을 돼지 피부에 적용하였을 때의 물질 전달 효과를 나타낸 사진이다.
도 12는 일 구체예에 따라 제조된 마스크팩을 돼지 피부에 적용하였을 때의 물질 전달 효과를 정량적으로 나타낸 그래프이다.
도 13을 일 구체예에 따라 제조된 마스크팩을 마우스 피부에 적용하였을 때의 비타민 C 전달 효과를 나타낸 그래프이다.
도 2는 일 구체예에 따른 마스크팩에 장착되는 장치를 도식화하여 나타낸 도면이다.
도 3은 일 구체예에 따른 마스크팩의 윗면을 도식화하여 나타낸 도면이다.
도 4는 일 구체예에 따른 마스크팩의 사시도를 도식화하여 나타낸 도면이다.
도 5는 다른 구체예에 따른 마스크팩의 사시도를 도식화하여 나타낸 도면이다.
도 6은 일 구체예에 따른 역전기 투석 전지를 사용한 마스크팩의 측면을 도식화하여 나타낸 도면이다.
도 7은 일 구체예에 따른 역전기 투석 전지를 사용한 마스크팩의 활성화 원리를 도식화하여 나타낸 도면이다;
도 7a는 활성화 전의 상태의 역전기 투석 전지의 전해질 흐름을 나타내고,
도 7b는 활성화가 시작될 때의 역전기 투석 전지의 전해질 흐름을 나타내고,
도 7c는 활성화된 상태의 역전기 투석 전지의 전해질 흐름을 나타낸다.
도 8은 일 구체예에 따라 제조된 마스크팩에 장착되는 장치의 사진이다.
도 9는 일 구체예에 따른 마스크팩에 장착되는 장치의 전지부의 용기를 나타낸 도면이다.
도 10은 일 구체예에 따라 제조된 마스크팩이 대조군(왼쪽 패널)과 실험군(오른쪽 패널)으로 나누어 돼지 피부에 적용된 것을 나타낸 사진이다.
도 11은 일 구체예에 따라 제조된 마스크팩을 돼지 피부에 적용하였을 때의 물질 전달 효과를 나타낸 사진이다.
도 12는 일 구체예에 따라 제조된 마스크팩을 돼지 피부에 적용하였을 때의 물질 전달 효과를 정량적으로 나타낸 그래프이다.
도 13을 일 구체예에 따라 제조된 마스크팩을 마우스 피부에 적용하였을 때의 비타민 C 전달 효과를 나타낸 그래프이다.
본 실시예들에서 사용되는 용어는 본 실시예들에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 기술분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 임의로 선정된 용어도 있으며, 이 경우 해당 실시예의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서, 본 실시예들에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 실시예들의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
실시예들에 대한 설명들에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 구성요소를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 실시예들에 기재된 "...부", "...모듈"의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 실시예들에서 사용되는 "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 도는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 실시예들에서 사용되는 "제 1" 또는 "제 2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 대상들을 설명하는데 사용할 수 있지만, 상기 대상들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 대상을 다른 대상과 구별하는 목적으로만 사용된다.
하기 실시예들에 대한 설명은 권리범위를 제한하는 것으로 해석되지 말아야 하며, 해당 기술분야의 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 것은 실시예들의 권리범위에 속하는 것으로 해석되어야 할 것이다. 이하 첨부된 도면들을 참조하면서 오로지 예시를 위한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
일 양상은 마스크팩에 장착되는 장치를 제공한다.
도 2는 일 구체예에 따른 마스크팩에 장착되는 장치(101)를 도식화하여 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하여 설명하면, 마스크팩에 장착되는 장치는 음극과 양극을 갖는 전지부(110); 및 상기 전지부(110)와 전기적으로 연결된 중간 매개 시트(116)를 포함한다.
일 구체예에 있어서, 상기 전지부(110)는 전류를 생성할 수 있는 어떠한 전지도 사용가능하다. 예를 들면, 상기 전지부는 역전기 투석 전지, 1차 전지, 또는 2차 전지를 포함할 수 있고, 상세하게는 플렉서블 배터리(flexible battery), 알칼리 전지, 건전지, 수은 전지, 리튬 전지, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지, 리튬이온 이차 전지, 및 리튬이온폴리머 이차 전지로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 전지를 포함할 수 있다. 상기 역전기 투석 전지에 대해서는 하기 도 6 및 7을 통해 상세히 설명한다. 상기 전지부(110)는 상기 중간 매개 시트(116)의 일 면 상의 어느 부분에 위치될 수 있다.
상기 전지부(110)는 전극을 포함할 수 있고, 각각의 전극, 즉 음극(131) 및 양극(132)은 중간 매개 시트(116)의 연결부(118, 119)에 의해 중간 매개 시트(116)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 전극으로 사용될 수 있는 재질에는 전도성이 있는 재질을 포함할 수 있으며, 예를 들면 은, 은에폭시, 팔라듐, 구리, 알루미늄, 금, 티타늄, 팔라듐, 크롬, 니켈, 백금, 은/염화은, 은/은이온, 또는 수은/산화수은일 수 있다.
일 구체예에 있어서, 상기 중간 매개 시트(116)는 상기 전지부(110)로부터 발생된 전류가 상기 마스크팩의 물질 함유 시트(120)로 흐르게 하도록 구성된 것일 수 있다. 상기 중간 매개 시트(116)는 부분적으로 절연 부위를 포함하고 있고, 상기 중간 매개 시트(116)의 절연 부위에 의해 상기 전지의 음극(131) 및 양극(132)으로부터 발생된 전류가 전기적으로 연결되지 않는 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 중간 매개 시트(116)는 부분적으로 전도성 물질(117)로 메쉬 구조로 코팅 또는 인쇄되어, 회로를 형성할 수 있다. 상기 회로는 두 개의 구분된 회로를 형성할 수 있고, 하나의 회로는 양극에 연결되고, 다른 하나는 음극에 연결될 수 있다. 상기 전도성 물질(117)에 의한 회로는 또한, 전기적 또는 물리적으로 연결되지 않을 수 있다. 예를 들면, 상기 마스크팩 또는 마스크팩에 장착되는 장치의 인중 부위 또는 턱 부위가 물리적으로 연결되지 않음으로써, 전도성 물질(117)에 의한 회로는 연결되지 않는 것일 수 있다. 이와 같이 함으로써, 일 구체예에 따른 마스크팩은 전류의 흐름이 더 향상되어 더 많은 물질을 전달할 수 있다.
따라서, 상기 중간 매개 시트(116)는 상기 중간 매개 시트(116)의 적어도 부분적으로 전도성 물질을 포함하거나, 전도성 물질로 코팅되거나, 또는 전도성 직물(woven), 또는 전도성 비-직물(non-woven)(예를 들면, 부직포)로 구성된 것일 수 있다. 또한, 예를 들면, 상기 중간 매개 시트(116)는 건조 형태(dry form)일 수 있다. 또한, 상기 중간 매개 시트의 재질은 합성 수지, 예를 들면, 아크릴 수지, 우레탄 수지, 실리콘 수지, 스타이렌수지, 아닐린 수지, 아미노 수지, 아미노알키드 수지, 아세트산비닐 수지, 알키드 수지, 에폭시 수지, 톨루엔수지, 또는 그들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 전도성 물질은 탄소, 금, 은, 알루미늄, 구리, SUS(Steel Use Stainless) 및 그들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것일 수 있다. 상기 전도성 물질의 코팅을 위해, 상기 전도성 물질은 탄소 페이스트, 금 페이스트, 은 페이스트, 알루미늄 페이스트, 구리 페이스트, SUS 페이스트 및 그들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 페이스트를 사용할 수 있다. 상기 전도성 물질의 코팅 또는 인쇄는 통상의 당업자에게 자명한 방법으로 코팅될 수 있으며, 예를 들면, 그라비아 인쇄, 옵셋 인쇄, 디지털 프린팅, 또는 전사 등의 방법에 의해 코팅될 수 있다. 통상의 당업자는 목적하는 도전성 값을 얻기 위해 중간 매개 시트 상에 인쇄되는 적절한 방식과 페이스트의 양을 결정할 수 있다.
또한, 상기 중간 매개 시트(116)는 상기 전지부(110)와 전기적으로 연결되기 위한 연결부(118, 119)를 더 포함할 수 있다. 상기 연결부(118, 119)는 상기 전도성 물질(117)과 같은 것일 수 있다.
일 구체예에 있어서, 상기 중간 매개 시트(116)는 상기 전지부(110)로부터 발생된 전류가 상기 물질 함유시트(120)로 흐르게 하는 역할을 수행할 수 있다. 상기 중간 매개 시트(116)는 마스크팩의 적용시 물질을 전달하고자 하는 얼굴의 관심 부위 상에 배치된 것일 수 있다. 예를 들면, 물질 함유시트(120) 전체에 대상체에 전달하고자 하는 물질이 적용되어 얼굴 전체에 마스크팩이 적용되지만, 얼굴의 특정 부위, 예를 들면, 주름이 많이 존재하는 부위, 여드름이 많이 존재하는 부위 등에 상기 중간 매개 시트를 배치함으로써 마스크팩 내의 물질을 더 잘 전달할 수 있다. 통상의 당업자는 상기 중간 매개 시트의 크기 및 형태를 얼굴의 관심부위에 물질이 잘 전달할 수 있도록 적절하게 결정할 수 있다.
상기 중간 매개 시트(116)는 전지부(110)에서 생성된 전류가 적용 부위 전체에 흐르도록 회로를 형성할 수 있고, 예를 들면, 상기 중간 매개 시트의 도전성은 0.1 ohm/cm 내지 10 ohm/cm일 수 있다. 상세하게는 도전성은 10 ohm/cm 이하, 8 ohm/cm 이하, 6 ohm/cm 이하, 4 ohm/cm 이하, 2 ohm/cm 이하, 1 ohm/cm 이하일 수 있다.
일 구체예에 있어서, 상기 전도성 물질이 코팅된 중간 매개 시트의 존재로 인해 피부와 직접 닿는 마스크 시트를 눌러줘 마스크팩이 피부에 잘 접착되게 할 수 있다.
또한, 일 구체예에 따른 마스크팩은 전극을 구비한 전지를 사용하여 생리활성 물질을 피부로 전달하기 때문에 물질의 전달이 향상되면서도, 이 과정에서 발생할 수 있는 부작용을 방지할 수 있다.
다른 구체예에 있어서, 상기 장치는 하나 또는 2개의 전지부(110)를 포함할 수 있다. 상기 전지부가 두 개인 경우, 상기 전지부(110)는 상기 중간 매개 시트(116)의 동일한 면상에 배치될 수 있다. 또한, 두 개의 전지부(110)의 각각의 양극(132)은 중간 매개 시트(116)의 전도성 부분(117)에 의해 전기적으로 연결된 것이고, 각각의 음극(131) 또한 중간 매개 시트(116)의 전도성 부분(117)(예를 들면, 전도성 물질이 코팅된 부분)에 의해 전기적으로 연결된 것일 수 있다. 또한, 상기한 바와 같이, 상기 두 개의 전지부(110)의 양극(132) 및 음극(131)은 상기 중간 매개 시트(116)의 절연 부위(예를 들면, 전도성 물질이 코팅되지 않은 부분)에 의해 상기 전지의 음극(131) 및 양극(132)으로부터 발생된 전류가 전기적으로 연결되지 않는 것일 수 있다.
다른 양상은 상기 장치를 포함하는 마스크팩을 제공한다.
도 3 내지 도 5를 참조하여 설명하면, 마스크팩은 상기 장치(101); 및 상기 장치의 중간 매개 시트(116)가 전지부(110)와 연결된 면의 반대면에 연결된 물질 함유시트(120)를 포함하는 것일 수 있다.
상기 장치(101)에 대해서는 상기한 바와 같다.
일 구체예에 있어서, 마스크팩은 양극 및 음극을 갖는 전지부(110); 상기 전지부의 양극 및 음극에 각각 전기적으로 연결된 중간 매개 시트(116); 및 상기 두 개의 중간 매개 시트(116) 중 하나의 일면 또는 상기 두 개의 중간 매개 시트(116) 각각의 일면에 연결된 하나 또는 두 개의 제1, 또는 제2 물질 함유시트(120)를 포함하고, 상기 중간 매개 시트(116)는 상기 전지부로부터 발생된 전류가 상기 물질 함유시트(120)로 흐르게 하도록 구성된 것일 수 있다. 또한, 상기 물질 함유시트(120)는 상기 전지부(110)로부터 발생된 전류에 의해 상기 물질 함유시트(120) 내의 물질을 대상체에 전달하도록 구성된 것일 수 있다. 또한, 상기 전도성 물질(117)이 인쇄된 면에 물질 함유시트(120)가 연결될 수 있고, 전도성 물질(117)이 인쇄된 면의 반대면에 물질 함유시트(120)가 연결될 수 있다. 상기 제1 또는 제2 물질 함유시트(120)는 대상체에 전달하고자 하는 물질이 제1 및 제2 물질 함유시트(120) 모두에 포함되어 있거나, 또는 대상체에 전달하고자 하는 물질이 제1 물질 함유시트(120)에만 포함되어 있는 것일 수 있다. 또한, 상기 물질 함유시트(120)는 젖은 형태(wet form)일 수 있다. 상기 물질 함유시트(120)는 대상체에 전달하고자 하는 물질이 전해질 용액, 에센스, 히드로겔, 셀룰로오스, 아가로오스, 겔라틴 또는 콜라겐 중 포함되도록 구성된 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 물질 함유시트(120)가 셀룰로오스인 경우, 마스크팩은 셀룰오로스팩일 수 있고, 콜라겐인 경우, 마스크팩은 콜라겐팩일 수 있다. 상기 셀룰로오스팩 또는 마스크팩은 통상의 당업계에서 알려진 의미로서 사용된다. 따라서, 상기 물질 함유시트는 통상적인 마스크팩으로서 사용하기 위한 일반적인 시트를 의미할 수 있다. 상기 물질 함유시트는 또한 전해질을 포함할 수 있으며, 전해질의 예는 NaCl, MgCl2, AgCl, CuCl2, CaCl2, 또는 그들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 물질 함유시트에 포함되는 전해질의 농도는 예를 들면, 0.01 % 내지 0.2%, 0.02 % 내지 0.18%, 0.05 % 내지 0.18%, 0.08 % 내지 0.15%, 0.08 % 내지 0.12%, 또는 0.08%, 0.09%, 0.1%, 또는 1.1%일 수 있다. 상기 물질 함유시트에 상기 저농도의 전해질을 포함시킴으로써, 물질 함유 시트의 사용감이 악화되지 않으면서물질 함유시트가 적절한 도전성 값을 갖도록 하여, 물질 함유시트 내의 물질을 적용 부위에 더 잘 전달할 수 있다. 또한, 상기 물질 함유 시트는 수용성 다당류, 예를 들면, 아라비오 갈락탄을 더 포함하는 것일 수 있다. 상기 물질 함유 시트 내의 수용성 다당류를 첨가함으로써, 전도성을 더 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 물질 함유시트(120)는 전하 또는 극성을 갖는 물질을 포함하는 것일 수 있다. 상기 물질은 대상체에 전달하고자 하는 물질일 수 있다. 물질 함유시트(120)에는 대상체에 전달하고자 하는 물질이 포함된 상태로 제공되거나, 또는 대상체에 전달하고자 하는 물질이 포함되지 않은 채로, 상기 물질이 별도의 용기에 담겨 키트로서의 형태로 대상체에 전달하고자 하는 물질이 제공될 수 있다.
또한, 예를 들면, 상기 물질 함유시트(120)에는 전하 또는 극성을 갖는 물질이 포함 또는 내포되어 있는 수용액 또는 완충액, 히드로겔 또는 매트릭스가 포함될 수 있다. 상기 물질 함유시트에 포함되는 물질은 물질 전달을 촉진하는 성질을 갖는 인핸서(enhancer) 물질과 혼합되어 있을 수 있다. 상기 인핸서에는 크게 효소적 인핸서와 비효소적 인핸서로 나눌 수 있다. 효소적 인핸서로는 파파인, 트립신, 펩신, 브로멜라이와 같은 단백질 분해 효소를 이용한 인핸서가 있고, 비효소적 인핸서로는 락탐 화합물, 에틸 아세테이트, 에틸 알콜, 디옥솔란, 비이온계면활성제, 플로필렌 글리콜, 카프릴산, 카프릭 트리글리세리드, n-데실 메틸 술폭시드와 같은 비효소적 물질을 이용한 인핸서가 있다. 이들 인핸서는 전달하고자 하는 물질에 따라 적절하게 혼합되어 이용될 수 있다. 또한, 상기 매트릭스 물질에는 아크릴산 또는 메타크릴산의 에스테르와 알콜의 중합체와 같은 아크릴 또는 메타크릴 수지가 포함될 수 있다. 상기 알콜에는 부탄올, 펜탄올, 이소펜탄올, 2-메틸 부탄올, 3-메틸 펜탄올, 2-에틸부탄올, 이소옥탄올, 데칸올, 또는 도데칸올이 포함될 수 있다. 또한, 상기 중합체는 단독 중합체 뿐만 아니라, 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, N-알콕시메틸아크릴아미드, N-알콕시메틸메타크릴아미드, N-t-부틸아크릴아미드, 이타콘산, 비닐아세테이트, N-분지된 알킬 말레아민산 글리콜 디아크릴레이트, 또는 이들의 혼합물과 같은 에틸렌성 불포화 단량체와의 공중합체가 포함될 수 있다. 또 다른 매트릭스 물질에는 스티렌부타디엔, 부틸에테르, 네오프렌, 폴리이소부틸렌, 폴리부타디엔 및 폴리이소프렌과 같은 천연 또는 합성 고무, 폴리비닐아세테이트, 우레아포름알데히드 수지, 페놀포름알데히드 수지, 레소시놀 포름알데히드 수지, 에틸 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 니트로셀룰로즈, 셀룰로즈 아세테이트부티레이트, 및 카르복시메틸 셀룰로즈와 같은 셀룰로즈 유도체, 및 구아르, 아카시아, 펙틴, 전분, 덱스트린, 알부민, 젤라틴, 카제인 등과 같은 천연검이 포함될 수 있다. 이들 물질에는 당업계에 잘 알려진 바와 같이 접착제 및 안정화제가 포함될 수 있다. 또한, 상기 물질 함유시트가 접촉하여 물질이 전달되는 대상체는 인간 및 그 밖의 목적으로 하는 포유동물을 예로 들 수 있다.
상기 물질 함유시트(120)에 포함되는 전하 또는 극성을 갖는 물질은 물질 자체가 물질 함유시트 내의 이온전도성 매질 중에서 전하를 띠는 것 또는 용매화 등에 의하여 전하를 띠거나 극성을 갖는 물질일 수 있다. 상기 전하 또는 극성을 갖는 물질은 생리적으로 활성인 물질 또는 약물을 포함할 수 있다. 상기 물질의 분자량(MW)은 예를 들면, 약 100 내지 약 2000, 약 200 내지 약 2000, 약 300 내지 약 1000, 약 300 내지 약 800, 또는 약 400 내지 약 7000일 수 있다. 또한, 상기 물질은 미백제, 주름개선제, 약제 또는 그들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 미백제의 예는 닥나무추출물, 나이아신아마이드, 아데노신, 알부틴, 에틸아스코빌에테르(ethyl ascorbyl ether), 유용성감초추출물(oil soluble licorice extract), 아스코빌글루코시드(ascorbyl glucoside), 아시코빌테트라이소팔미테이트(ascorbyl tetraisopalmitate), 마그네슘아스코빌포스페이트, 알파-비사보롤 또는 그들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 주름개선제의 예는 레티놀, 레티닐팔미테이트(Retinyl Palmitate), 아데노신(adenosine), 폴리에톡실레이티드레틴아미드(polyethoxylated retinamide), 아세틸 헥사펩타이드(Acetyl hexapeptide-3 or 8), 아세틸 옥타펩타이드(Acetyl Octapeptide-3), 아세틸 테트라펩타이드(Acetyl tetrapeptide-5), 팔미토일 펜타펩타이드(Palmitoyl pentapeptide), 카퍼펩타이드 (Copper peptide), 팔미토일 올리고펩타이드(Palmitoyl oligopeptide), 팔미토일 다이펩타이드(Palmitoyl dipeptide-10), 팔미토일 트라이펩타이드(Palmitoyl Tripeptide-1), 팔미토일 테트라펩타이드(Palmitoyl Tetrapeptide-7), 팔미토일 펜타펩타이드(Palmitoyl Pentapeptide-3), 팔미토일 헥사펩타이드(Palmitoyl Hexapeptide-12), 펜타펩타이드(Pentapeptide-18, Leuphasyl) 또는 그들의 조합을 포함할 수 있다. 또한, 상기 물질은 단백질일 수도 있다. 상기 단백질은 물질 함유 내에 포함되어 전달될 수 있도록 변형된 단백질 또는 이온화된 또는 이온화 가능한 형태의 단백질일 수 있다.
도 6 및 7을 참조하여 상기 전지부(110)가 역전기 투석 전지인 경우의 마스크팩의 작동원리에 대해 상세히 설명한다. 상기 역전기투석 전지부(110)는, 양이온 교환막(111); 상기 양이온 교환막(111)과 이격되어 배치된 음이온 교환막(112); 및 상기 양이온 교환막(111) 및 상기 음이온 교환막(112)에 대하여 적어도 부분적으로 정의된, 또는 양이온 교환막(111) 및 음이온 교환막(112) 사이에 배치된, 전해질을 수용하는 챔버(113, 114)를 포함하고, 상기 양이온 교환막(111) 및 음이온 교환막(112)은 교대로 배치되고, 상기 챔버는 전해질이 고농도로 포함된 챔버(113)와 전해질이 저농도로 포함된 챔버가 교대(114)로 배치된 것일 수 있다.
상기 중간 매개 시트(116)는 상기 역전기투석 전지부(110)의 양 바깥면에 존재하는 전극부(음극(131), 양극(132))와 연결된 것일 수 있다. 바깥면에 전해질을 수용하는 챔버(예를 들면, 부직포), 및 양이온 교환막(111)이 존재하는 경우 음극(131)이 될 수 있고, 바깥면에 전해질을 수용하는 챔버(예를 들면, 부직포), 및 음이온 교환막(112)이 존재하는 경우 양극(132)이 될 수 있다. 이때, 하기와 같이, 음극(131)에서는 산화반응으로 전자가 생산되고, 양극(132)에서는 환원반응으로 전자가 소모될 수 있다.
(음극) Ag -> Ag- + e-
(양극) AgCl + e- -> Ag + Cl-
일 구체예에 있어서, 상기 마스크팩(100)은 상기 전해질을 수용하는 챔버(113, 114)를 하나의 층으로 하여, 2 내지 70개, 5 내지 60개, 7 내지 40개, 10 내지 35개, 또는 15 내지 30개의 층을 갖는, 복수의 양이온 교환막(111), 음이온 교환막(112), 및 전해질을 수용하는 챔버(113, 114)를 포함하는 것일 수 있다.
상기 물질 함유시트(120)의 일면은 물질을 투여하고자 하는 대상체(S)와 접촉될 수 있어, 상기 역전기투석 전지부(110)로부터 발생된 전류는 상기 중간 매개 시트(116)를 통해 상기 물질 함유시트(120)로 흐르게 되어 상기 물질 함유시트(120) 내의 물질을 대상체(S)에 전달하게 한다. 예를 들면, 전해질이 고농도로 포함된 챔버(113) 내 양이온(Na+)은 양이온 교환막(111)을 투과하여 전해질이 저농도로 포함된 챔버(114)로 이동하고, 이와 유사한 원리로, 전해질이 저농도로 포함된 챔버(114) 내 음이온(Cl-)은 음이온 교환막(112)을 투과하여 전해질이 저농도로 포함된 챔버(114)로 이동하게 된다. 상기 이온의 이동이 모든 양이온 교환막(111), 음이온 교환막(112) 및 챔버(113, 114)에서 일어나게 된다. 이러한 이온의 이동을 기전력으로 하여, 음극(131)에서는 상대적으로 부족한 양이온을 보충하기 위하여, 상기한 바와 같이, 산화반응이 일어나서 전자를 생산하게 되고, 양극(132)에서는 상대적으로 부족한 음이온을 보충하기 위하여, 환원반응이 일어나서 전자를 소모하게 된다. 따라서, 역전기투석 전지부(110)에서는 이온 전류가 발생하여 전류를 출력하게 된다.
이후, 연결부(119)를 통해 전지부(110)의 음극(131)과 연결된 중간 매개 시트(116)의 전도성 부분(117)에는 음전하가 하전되어, 물질함유시트(120)에 포함된 양이온성 물질(D+)와 척력이 작용할 수 있다. 유사하게, 연결부(118)를 통해 전지부(110)의 양극(132)과 연결된 중간 매개 시트(116)의 전도성 부분(117)에는 양전하가 하전되어, 물질함유시트(120)에 포함된 음이온성 물질(D-)와 척력이 작용할 수 있다. 따라서, 예를 들면, 전지부의 음극(131)과 연결된 물질 함유시트(120)의 경우에는 양이온(D+)을 피부를 통해 대상체에 침투(전달)시킬 수 있고, 전지부의 양극(132)와 연결된 물질 함유시트(120)의 경우에는 음이온(D-)을 피부를 통해 대상체에 침투(전달)시킬 수 있다.
또한, 상기 역전기투석 전지부(110)에서 형성되는 전압 또는 전류는 상기 양이온 교환막(111), 음이온 교환막(112)의 종류, 두께, 또는 챔버(113, 114)의 부피를 조절함으로써 조절할 수 있다. 상기 전해질을 수용하는 챔버(113, 114)의 부피를 결정하는 두께는 전지부(110)의 중간 부분에 존재하는 챔버(113,114)의 두께가 전지부(110)의 바깥 부분에 존재하는 챔버(113, 114)의 두께보다 더 두꺼운 것일 수 있다. 이와 같이 함으로써, 전지부(110)에서 출력되는 전압 또는 전류를 증가시킬 수 있다. 상기 전지부에서 출력되는 전압의 범위는 적어도 약 0.5 Volt 이상, 예를 들면, 약 0.5 volt 내지 약 15 volt, 약 1.0 volt 내지 약 10 volt, 약 1.5 volt 내지 약 8.0 volt, 약 2.0 volt 내지 약 6.0 volt, 약 2.0 volt 내지 약 4.0 volt, 또는 약 2.0 volt 내지 약 3 volt일 수 있다. 상기 전지부에서 출력되는 전류의 범위는 적어도 약 0.1 mA 이상, 예를 들면, 약 0.1 mA 내지 약 10 mA, 약 0.2 mA 내지 약 8 mA, 약 0.4 mA 내지 약 6 mA, 약 0.5 mA 내지 약 4 mA, 약 0.5 mA 내지 약 2 mA, 또는 약 0.5 mA 내지 약 1 mA일 수 있다. 상기 전류는 피부 저항에 따라 상이할 수 있으며, 피부 저항은 약 1000 내지 3000 Ohm 일 수 있다.
본 명세서에서 용어 "역전기투석(Reversed ElectroDialysis: RED)"은 두 용액 사이의 염 농도(salt concentration)의 차이로부터 발생하는 염도 구배 에너지를 의미할 수 있고, 일 구체예에 있어서 마스크팩(100)에 전류를 흐르게 하는 현상을 의미할 수 있다. 따라서 역전기투석 전지부(110)는 역전기투석을 사용하여 전류를 생성시키는 장치를 의미할 수 있다. 예를 들면, 본 명세서에서 역전기투석 전지부(110)는 고농도 전해질 용액 및 저농도 전해질 용액 간의 용액 내 전해질의 이온 농도 차이에 의해 전류를 발생시키는 것일 수 있다.
또한, 일 구체예에 따른 마스크팩(100)은 역전기투석을 사용하기 때문에, 별도의 전원 또는 전극이 요구되지 않거나 별도의 전원 또는 전극을 갖지 않는 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 전지부는 상기 물질을 대상체로 전달하기 위한 유일한 전류원인 것인 것일 수 있다. 상기 마스크팩(100)은 물질을 대상체로 전달하기 위한 전류원으로 상기 전지부만으로 이루어진 것일 수 있으며, 상기 전지부는 별도의 전원 또는 전극을 갖지 않는 것일 수 있다. 역전기투석 전지부(110)를 사용하여 전류를 형성하기 위해 상기 전지부는 전해질 용액을 사용할 수 있다. 본 명세서에서 용어 "전해질(electrolyte)"은 물 등의 용매에 녹아서 이온으로 해리되어 전류를 흐르게 하는 물질을 의미할 수 있고, 상기 전해질 용액은 전해질이 녹아있는 물 등의 용액을 의미할 수 있다. 따라서, 상기 전해질은 전해질 용액 중에 포함되어 있는 것일 수 있다. 상기 역전기투석 전지부(110)는 고농도 전해질 용액과 저농도 전해질 용액과의 차이를 통해 전류가 발생되는데, 상기 전해질이 고농도로 포함된 챔버(113) 내의 전해질의 양은 상기 전해질이 저농도로 포함된 챔버(114) 내의 전해질의 양보다 보다 높은 것일 수 있다. 상기 전해질이 저농도로 포함된 챔버(114)는 전해질이 포함되어 있지 않은 것도 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 전해질은 전해질 용액 중에 포함되어 있고, 상기 전해질이 고농도로 포함된 챔버(113)는 약 0.1 내지 약 20 mol/L, 약 0.5 내지 약 15 mol/L, 약 0.7 내지 약 10 mol/L, 약 1.0 내지 약 8.0 mol/L, 약 1.0 내지 약 2.0 mol/L, 또는 약 1.2 내지 약 1.8 mol/L의 전해질 용액의 이온 농도를 포함하고, 상기 전해질이 저농도로 포함된 챔버(114)는 전해질을 포함하지 않거나, 약 0.005 내지 약 10 mol/L, 약 0.005 내지 약 8 mol/L, 약 0.01 내지 약 6 mol/L, 약 0.05 내지 약 6.0 mol/L, 약 0.1 내지 약 4.0 mol/L, 또는 약 0.1 내지 약 2.0 mol/L의 전해질 용액의 이온 농도를 포함하며, 상기 전해질이 고농도로 포함된 챔버(113) 내의 전해질 용액의 이온 농도는 상기 전해질이 저농도로 포함된 챔버(114) 내의 전해질 용액의 이온 농도보다 보다 높은 것일 수 있다.
다른 구체예에 있어서, 상기 전해질을 포함하는 챔버(113, 114)는 전해질 페이스트(paste)를 포함하는 것일 수 있다. 상기 전해질 페이스트는 수용성 고분자 바인더 및 전해질을 포함하는 것일 수 있다. 상기 수용성 고분자 바인더는 예를 들면, 셀룰로오스계 수지, 잔탄검, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐 알코올, 수용성(메타)아크릴 수지, 폴리에테르-포리올, 및 폴리에테르우레아-폴리우레탄으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다. 상기 수용성 고분자 바인더와 전해질을 혼합하여 전해질 페이스트를 제조함으로써 전해질 페이스트를 포함하는 챔버를 제조할 수 있다. 상기 챔버 내에 포함되는 전해질을 전해질 페이스트로 함으로써 저항을 낮출수 있어, 챔버 내의 전해질이 더 잘 이동할 수 있다.
또 다른 구체예에 있어서, 상기 전해질을 포함하는 챔버(113, 114)는 전해질이 내포된 히드로겔을 수용하고 있는 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 전해질이 고농도로 포함된 챔버(113)는 고농도의 전해질을 포함하는 고체 물질 또는 고농도의 전해질이 내포된 히드로겔을 수용하고 있거나, 상기 전해질이 저농도로 포함된 챔버(114)는 비어 있거나 저농도의 전해질을 포함하는 고체 물질 또는 저농도의 전해질이 내포된 히드로겔을 수용하고 있는 것일 수 있다. 상기 고체 물질 또는 히드로겔이 포함되어 있는 경우, 예를 들면, 고체 상태의 소금(NaCl)이 포함되어 있는 경우, 물이 챔버 내로 유입되면 상기의 고체 물질 또는 히드로겔은 물에 용해되어 전해질 수용액을 형성함으로써 이온의 흐름이 발생할 수 있다. 상기 고체 물질 또는 히드로겔은 수용성, 또는 이온성 물질의 투과성을 갖고, 적절한 기계적 특성을 갖는 물질이라면 제한 없이 사용될 수 있다. 상기 고체 물질 또는 히드로겔의 예는 한천(agar), PEGDA(poly ethylene glycol diacrylate), PHEMA(Poly(2-hydroxyethyl methacrylate)), 알긴산, 예를 들면, 소듐 알지네이트, 칼슘 알지네이트, 또는 포타슘 알지네이트를 포함할 수 있다. 또한, 상기 고체 물질 또는 히드로겔은 이온성 결합물질의 고형 파우더 제형을 포함할 수도 있다.
상기 전해질을 포함하는 챔버(113, 114)는 수용액을 흡수할 수 있는 직물 또는 비-직물로 구성된 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 비-직물은 부직포일 수 있다. 전해질을 포함하는 챔버(113, 114)가 수용액을 흡수할 수 있는 직물로 구성된 경우, 상기 전해질은 분말의 형태로 상기 챔버 내에 포함될 수 있다. 전해질이 직물 상에 분말의 형태로 존재하는 경우, 용액, 예를 들면, 물이 챔버 내로 유입되면 전해질이 물에 용해되어 전해질 수용액을 형성함으로써 이온의 흐름이 발생할 수 있다. 또한, 상기 챔버(113, 114)는 전해질이 함침된 직물 또는 비-직물일 수 있다. 상기 전해질 함침된 직물 또는 비-직물은 예를 들면, 부직포를 NaCl 용액에 넣은 후 열풍 롤링 공정을 통해 제조할 수 있다. 예를 들면 전해질을 고농도로 포함하는 챔버(113)는 NaCl 고농도 용액에 수용액을 흡수할 수 있는 직물 또는 비-직물을 넣은 후 열풍 롤링 공정을 통해 제조할 수 있고, 전해질을 저농도로 포함하는 챔버(114)는 NaCl 저농도 용액에 수용액을 흡수할 수 있는 직물 또는 비-직물을 넣은 후 열풍 롤링 공정을 통해 제조할 수 있다. 또한, 전해질을 저농도로 포함하는 챔버(114)는 NaCl을 함침하지 않고, 수용액을 흡수할 수 있는 직물 또는 비-직물로 구성할 수도 있다.
또한, 상기 전해질이 고농도로 포함된 챔버(113)와 저농도로 포함된 챔버(114)에서 전해질의 양 또는 전해질 용액의 이온 농도는 활성화되었을 때 적어도 약 0.5 Volt 이상, 예를 들면, 약 0.1 volt 내지 약 15 volt, 약 0.2 volt 내지 약 10 volt, 약 1.0 volt 내지 약 8.0 volt, 약 2.0 volt 내지 약 6.0 volt, 약 2.0 volt 내지 약 4.0 volt, 또는 약 2.0 volt 내지 약 3 volt의 전압을 출력하도록 서로 다른 양 또는 이온 농도로 포함될 수 있다. 또한, 약 0.1 mA 이상, 예를 들면, 약 0.1 mA 내지 약 10 mA, 약 0.2 mA 내지 약 8 mA, 약 0.4 mA 내지 약 6 mA, 약 0.5 mA 내지 약 4 mA, 약 0.5 mA 내지 약 2 mA, 또는 약 0.5 mA 내지 약 1 mA의 전류를 발생하도록 서로 다른 양 또는 이온 농도로 포함될 수 있다. 상기 전해질의 예는 NaCl, MgCl2, AgCl, CuCl2, CaCl2, 또는 그들의 조합을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 용어 "이온 교환막(ion-exchange membrane)"은 양이온 또는 음이온 중 어느 하나를 통과시키는 경향이 강한 막을 의미할 수 있다. 상기 이온 교환막은 합성수지일 수 있으며, 예를 들면, 상기 합성수지는 가교된 것일 수 있다. 양이온 교환막(111)은 음전하를 띠고 있어, 음전하를 갖는 이온은 반발하여 통과시키지 않고 양전하를 갖는 이온을 통과시킬 수 있고, 예를 들면, 설폰기를 갖는 양이온 교환막(111)일 수 있다. 반대로 음이온 교환막(112)은 양전하를 띠고 있어, 양전하를 갖는 이온은 반발하여 통과시키지 않고 음전하를 갖는 이온을 통과시킬 수 있고, 예를 들면, 4가 암모늄을 갖는 음이온 교환막(112)일 수 있다. 상기 양이온 교환막(111)을 형성하는 단량체의 종류는 설폰산-타입 단량체, 예를 들면, 2-(메타)아크릴아마이드-2-메틸프로판설폰산(2-(meth)acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid), 3-설포프로판(메타)아크릴레이트(3-sulfopropane(meth)acrylate), 10-설포데카인(메타)아크릴레이트) 및 그들의 염; 카르복실산-타입 단량체, 예를 들면, 2-(메타)아크릴로일에틸프탈산(2-(meth)acryloylethylphthalic acid), 2-(메타)아크릴로일에틸숙신산(2-(meth)acryloylethylsuccinic acid), 2-(메타)아크릴로일에틸말레산(2-(meth)acryloylethylmaleic acid), 2-(메타)아크릴로일에틸-2-히드록시에틸프탈산(2-(meth)acryloylethyl-2-hydroxyethylphthalic acid), 11-(메타)아크릴로일옥시데실-1,1-디카르복실산(11-(meth)acryloyloxydecyl-1,1-dicarboxylic acid), 및 그들의 염; 및 황산-타입 단량체, 예를 들면, 2-(메타)아크릴로일옥시에틸 디히드로겐포스페이트(2-(meth)acryloyloxyethyl dihydrogenphosphate), 2-(메타)아크릴로일옥시에틸 페닐 히드로겐포스페이트(2-(meth)acryloyloxyethyl phenyl hydrogenphosphate), 10-(메타)아클로일옥시데실 디히드로겐포스페이트(10-(meth)acryloyloxydecyl dihydrogenphosphate), 6-(메타)아크롤로일옥시헥시 디히드로겐포스페이트(6-(meth)acryloyloxyhexyl dihydrogenphosphate), 및 그들의 염을 포함할 수 있다. 상기 음이온 교환막(112)을 형성하는 단량체의 종류는 N,N-디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트(N,N-dimethylaminoethyl(meth)acrylate), N,N-디에틸아미노데틸(메타)아크릴레이트(N,N-diethylaminoethyl(meth)acrylate), N,N-디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트/메틸 클로라이드(N,N-dimethylaminoethyl(meth)acrylate/methyl chloride), 및 N,N-디에틸아미노에틸(메타)아크릴레이트/메틸 클로라이드(N,N-diethylaminoethyl(meth)acrylate/methyl chloride)를 포함할 수 있다. 상기 양이온 교환막(111) 또는 음이온 교환막(112)의 이온 교환능(Ion Exchange Capacity: IEC)은 약 0.5 meg/g 이상, 또는 약 1.0 meg/g 이상, 예를 들면, 약 0.5 내지 약 20.0 meg/g, 약 1.0 내지 약 10.0 meg/g, 약 2.0 내지 약 10.0 meg/g, 약 5.0 내지 약 10.0 meg/g일 수 있다. 또한 상기 양이온 교환막(111) 또는 음이온 교환막(112)의 투과선택성은 약 70% 또는 약 80% 이상, 예를 들면, 약 80 내지 약 100%, 약 90 내지 약 100%, 또는 약 95 내지 약 100%일 수 있다.
일 구체예에 있어서, 마스크팩(100)은 상기 양이온 교환막(111) 및 음이온 교환막(112)을 이격시키기 위한 스페이서(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 스페이서는 상기 전해질을 수용하는 챔버(113, 114)와 동일한 것일 수 있다. 상기 스페이서는 상기 이온 교환막들이 달라붙는 것을 방지하는 역할을 할 수 있으며, 예를 들면, 폴리프로필렌 또는 폴리에틸론으로 이루어진 망체, 스폰지, 접착 테이프, 또는 직물, 예를 들면 천, 부직포 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 스페이서는 양이온 및 음이온 교환막(112), 및 전해질을 수용하는 챔버(113, 114)를 지지하기 위한 지지체 역할을 하는 것일 수 있다. 상기 지지체는 예를 들면, 가스켓일 수 있다.
또한, 도 9에 나타낸 바와 같이, 역전기 투석 전지부(110)는 역전기투석 전지부(110)를 수용하기 위한 용기(115)를 더 포함할 수 있다. 상기 용기(115)는 역전기투석 전지부(110)를 활성화시키기 위한 용액이 투여되기 위해 구멍을 포함하거나 역전기투석 전지부(110)의 일부가 노출되도록 구성된 것일 수 있다. 상기 용기(115)의 구멍은 용기의 길이 방향으로 복수개가 형성된 것일 수 있다. 상기 길이 방향은 역전기투석 전지부의 교환막과 평행한 방향을 의미할 수 있다. 그 외에 추가적인 구멍은 통상의 당업자가 적절하게 선택하여 형성할 수 있다. 상기 용기(115)는 역전기투석 전지부(110) 내 부품들을 유지하고 지지하기 위한 역할을 수행할 수 있다. 또한, 예를 들면, 상기 용기(115)는 챔버(113, 114) 내의 용액이 새지 않도록 할 수 있다. 또한 상기 용기(115)의 일부분은 스페이서(미도시), 예를 들면, 양면 테이프로서, 상술한 바와 같은 스페이서의 역할을 수행할 수 있다. 또한, 상기 용기는 절연체일 수 있고, 상기 용기의 재질로는 또한 종래에 사용되는 임의의 재질이 사용될 수 있다. 임의의 재질에는 예를 들면, 셀로판, 셀룰로즈 아세테이트, 에틸셀룰로즈, 가소화된 비닐아세테이트-비닐클로라이드 공중합체, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 나일론, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐리덴클로라이드, 고무줄, 연질 플라스틱, 경질 플라스틱, 금속판, 나무판, 종이, 천 및 알루미늄 포일이 포함될 수 있다.
도 7을 참조하면, 역전기 투석 전지가 활성화되는 구체예를 도식화하여 나타낸다. 상기 역전기 투석 전지은 일 구체예에 있어서, 도 7a에서와 같이, 상기 챔버(113, 114)의 측벽으로서, 상기 양이온 교환막(111) 및 음이온 교환막(112) 사이에 위치하는 측벽의 적어도 일 부분에 물 투과성 막(140)이 배치될 수 있다. 또한, 상기 챔버(113, 114)로 물을 공급하는 물 공급부(130)가 챔버(113, 114)의 측벽의 적어도 일 부분에 연결된 것일 수 있다. 상기 물 공급부(130)와 챔버(113, 114)는 유로 또는 채널(미도시)에 의해 유체적 통신(fluidic communication)을 할 수 있다. 상기 유체적 통신을 제어할 수 있는 수단 또는 벨브를 또한 더 포함할 수 있다. 상기에서 측벽이라 함은 상기 챔버들이 마주보는 면이 아닌 면을 지칭할 수 있다. 이어서, 도 7b에 나타낸 바와 같이, 상기 물 공급부(130) 내의 물은 물 투과성 막(140)을 통해 챔버(113, 114) 내로 유입되고, 그에 의해 도 7c에 나타낸 바와 같이, 상술한 이온의 흐름이 형성될 수 있다. 상기의 물 투과성 막 또는 물 공급부 외에도 장치의 챔버(113, 114)에 전해질 이온 농도 차이를 발생시키는 임의의 수단을 통해 장치는 활성화될 수 있다. 예를 들면, 사용자가 상기 장치를 피부에 접촉시키기 전 또는 후에 장치를 활성화하기 위해 물을 공급함으로써 장치가 활성화될 수 있다.
또 다른 양상은 상기 마스크팩에 장착되는 장치 또는 그를 포함하는 마스크팩을 포함하는 키트를 제공한다.
상기 키트는 상기 마스크팩에 장착되는 장치를 활성화시키기 위한 수용액(예를 들면, 물)을 함유하는 용기를 포함할 수 있다. 상기 수용액은 전해질을 포함할 수 있다. 또한, 상기 활성화를 위한 수용액은 점도를 갖는 물질, 예를 들면, 하이드로겔일 수 있다. 상기 전해질에 대해서는 상기 물질 함유시트에 함유되는 전해질에서 기재한 바와 같다.
상기 키트는 대상체에 전달하고자 하는 물질을 함유하는 용기를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 마스크팩에는 대상체에 전달하고자 하는 물질이 포함되지 않은 상태에서 특정 용기에 담겨 있는 물질과 함께 키트로서 상기 마스크팩이 제공될 수 있다. 상기 대상체에 전달하고자 하는 물질은 물질을 포함하는 조성물 또는 물질 파우더의 형태로 제공되는 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 물질을 포함하는 조성물은 물질을 포함하는 크림, 겔, 액체, 에센스, 세럼 등의 형태로 제공될 수 있다. 상기 물질을 포함하는 조성물은 일정 점도 이상을 가지고, 사용자는 상기 물질을 물질 함유시트에 적용함으로써, 상기 물질을 생체 내로 전달할 수 있다. 통상의 당업자는 사용 양태에 따라, 상기 약물의 제공되는 형태 및 그에 상응하는 물질 함유시트의 구성, 및 성분을 적절히 선택할 수 있다. 상기 마스크팩, 상기 물질, 및/또는 상기 수용액이 키트로서 제공되는 경우, 사용자는 상기 약물을 마스크팩에 적용하고, 수용액을 사용하여 마스크팩을 활성화하여, 본인 또는 타인의 피부에 접촉시킴으로써 상기 물질을 생체 내로 전달할 수 있다.
도 8은 일 구체예에 따라 제조된 마스크팩에 장착되는 장치의 사진이다. 중간 매개 시트로서는 부직포를 사용하였고, 0.5 g의 은 페이스트(대주전자, 대한민국)를 상기 부직포에 프린팅하였다. 점도 조절을 위한 용제는 에틸 카비톨 아세테이트를 사용하였다. 은 페이스트를 인쇄한 후에, 120 ℃에서 3 내지 4시간 동안 열 공정을 수행하여 인체에 유해한 용제를 제거하고, 1시간 이상 에어 공정 통해 쿨링과 탈취 과정을 동시에 수행하였다. 이후 중간 매개 시트를 타공하기 위해, 상기 은 페이스트가 인쇄된 롤을 표시마킹하여, 타공시 상기 표시마크를 센싱함으로써, 오차 범위 내에서 타공이 될 수 있도록 하였다. 이러한 과정을 통해 얻어진 중간 매개 시트의 도전성은 약 1 ohm/cm이었다. 전지부로서는 역전기 투석 전지를 사용하였다. 구체적으로, 전해질을 수용하는 챔버로서는 약 0.2 내지 0.5 mm의 두께를 갖는 부직포를 사용하였다. 양이온 교환막과 음이온 교환막은 ASAHI GLASS Co.로부터 구입하여 사용하였다. 상기 부직포, 양이온 교환막, 및 음이온 교환막을 부착시키기 위한 스페이서, 용기, 또는 지지체로서는 SBX 테이프(CROSS사, SBX 테이프)를 사용하였다. 상기 SBX 테이프에는 이온 교환이 일어날 수 있도록 구멍을 뚫어 전해질을 수용하는 챔버 내에 용액을 위치시킬 수 있는 공간을 확보하였다. 또한, NaCl 분말을 부직포에 일정량만큼 올려놓아 전해질이 고농도로 포함된 챔버는 농도가 1.72 M이 되게 하고, 전해질이 저농도로 포함된 챔버는 농도가 0.011M이 되도록 하였다. 상기와 같이 역전기투석 전지부의 각 구성을 준비하고, 전술된 역전기투석 전지부의 적층 순서대로 각 구성을 쌓아올렸다. 상기 챔버의 면적은 1.5 cm X 1.3 cm가 되게 하였고, 상기 챔버를 하나의 층으로 하여, 31개의 층을 갖는 역전기투석 전지부를 제조하였다. 전압 및 전류는 전류계 Keysight사의 digital multimeter 34410A로 구리동판을 역전기투석 전지부에 접촉하여 측정하였다.
상기 전지부와 중간 매개 시트의 연결은 초음파 공정으로 수행하였다. 지지체(즉, 용기)에 역전기 투석 전지를 끼우는 공정을 수작업으로 진행하고 상기 전지부를 시트와 연결하였다. 지지체 하단부와 중간 매개 시트의 은 페이스트가 인쇄되지 않은 부분, 그리고 전지의 전극과 은페이스트가 인쇄된 부분을 초음파 공정을 통해 연결하였다.
상기와 같이 마스크팩에 장착되는 장치를 제조하였고, 물질 함유 시트로는 젖은 형태(wet form)의 극세사 마스크(PNC 산업, 대한민국)를 사용하여 피부에 적용하였다. 마스크팩을 활성화 시키기 위한 수용액으로는 NaCl이 0.1%의 농도로 포함된 수용액을 사용하였다.
도 10 및 11에 나타낸 바와 같이, 물질이 잘 전달되는지 여부를 돼지 피부에 적용하여 실험하였다. 구체적으로, 먼저 도축장에서 구매한 냉동보관된 돼지 피부를 꺼내 상온에서 2-3시간 가량 녹여 준비하였다. 이후에 돼지 피부에 있는 털을 제거하고, 핀을 이용하여 돼지 피부가 탄력을 가지도록 펴서 판 위에 고정하였다. 실험군으로는 상기에서 제조된 일구체예에 따른 마스크팩을 돼지 피부 위에 30분간 적용시켰고, 실험군으로는 RED 전지가 장착되지 않은 마스크 팩을 30분간 적용시켰다. 물질 함유부에는 형광 시약인 0.5 mM의 칼세인(Calcein, M.W 622.55 g/mol, Sigma-Aldrich)을 사용하였다. 이후 돼지 피부를 샘플링하여, 4% 파라포름알데히드(pH 7.4, 4℃) 고정액으로 24시간 동안 고정하였다. 고정 후에는 PBS(pH 74) 용액으로 충분히 세척한 후 Tissue-Tek O.C.T. compound(Sakura Finetek; USA)로 포매하고 급속 냉각시켰다. 냉각된 시료를 동결절편기(Shandon Cryotome SME Cryostat, Shandon Scientific LTD, Cheshire, England)를 이용하여 7 um의 크기로 절단하였다. 동결전편한 조직을 PBS 용액으로 세척하고, 마운팅 용액(mounting solution)에 올리고 커퍼 슬립으로 덮은 후, 형광 현미경(Axio Observer Z1; Zeiss, Gottingen, Germany)으로 관찰하였고, 그 결과를 도 11에 나타내었다. 또한, 상기의 형광을 분광광도계를 이용하여 정량화하였고, 그 결과를 도 12에 나타내었다. 도 11및 12에 나타낸 바와 같이, 대조군에서는 형광이 각질층을 투과하지 못하고 잔류한 반면, 일 구체예에 따른 마스크팩은 형광이 각질층을 넘어 깊게 투과함으로 확인할 수 있었다. 또한, 도 12에 나타낸 바와 같이, 수동확산피부의 침투량(약 0.05 ng/cm2)에 비교하여, 역전기 투석을 사용한 피부에서는 대략 7배(0.47 ng/ cm2) 증가한 것을 확인하였다.
또한, 도 13에 나타낸 바와 같이, 마우스에서의 비타민 C 피부 흡수도를 평가하였다. 구체적으로, 무모 마우스(hairless mouse) 피부를 이용하여 비타민 C의 피부내 누적량 측정 시험을 수행하였다. 대조군으로 일반 패치에 비타민 C를 함유한 제제를, 시험군으로 역전기 투석을 이용한 패치에 비타민 C를 함유한 제제를 사용하였다. 3 w/v% Cabopol을 이용하여 점착성 하이드로겔 타입 패치를 제조하였으며, 비타민 C 함유 점착성 하이드로겔 0.5 mL을 패치에 로딩하였다(비타민 C 함량: 2.5 w/v%; 패치당 비타민 C 로딩량: 12.5 mg). 5주령(20-25 g) 마우스의 등 부위 피부를 적출하여 상기의 패치를 장착(mount)하였다. 6시간 배양 후 패치를 제거하고 피부를 조심스럽게 떼어낸 후, DDW 및 MeOH를 이용하여 신속히 세척 및 -70℃ 냉동보관 하였다. 냉동보관 하였던 피부 샘플을 상온에 방치하여 해동한 후, 3M 스트리핑 셀로판 테이프(stripping cellophane tape)를 이용해 각질층을 채취하고, 추출용매(DW : MeOH = 1 : 1 mixture)가 들어있는 15 mL 코니컬 튜브(conical tube)로 옮긴 후 균질기(homogenizer)를 이용하여 4000 rpm에서 2분간 균질화하여 표피 및 진피층에 있는 비타민 C를 추출하였다. 제조된 샘플 내의 비타민 C 함량은 고성능 액체크로마토그래피(HPLC)(이동상: Acetonitrile : 0.3 M KH2PO4 (pH 4) = 40 : 60, 컬럼: Nucleosil NH2 (100 μm), 유속: 0.8 mL/min, 주입부피: 20 μL, UV 파장: 264 nm, 컬럼 온도: 25 ℃)를 이용하여 측정하였고, 그 결과를 도 13에 나타내었다. 도 13에 나타낸 바와 같이, 비타민 C 함유 대조군 패치의 경우 표피 및 진피층 부위 비타민 C 잔류량이 적으나, 일 구체예에 따른 역전기 투석 패치 적용시 표피 및 진피층 부위 비타민 C 잔류량이 대조군 대비 약 3배 증가하였음을 확인할 수 있다.
이상의 결과로, 일 구체예에 따른 마스크팩은 피부에 잘 접착이 되고, 피부를 통한 생리활성 물질의 전달이 향상되며, 전극을 구비한 장치를 사용하여 생리활성 물질을 피부로 전달하는 과정에서 발생할 수 있는 가려움증, 통증, 화끈거림, 및 홍반 현상을 방지할 수 있는 효과가 있음을 확인하였다.
100: 마스크팩
101: 마스크팩에 장착되는 장치
110 : 전지부 111 : 양이온 교환막
112 : 음이온 교환막 113, 114 : 챔버
115 : 용기 116 : 중간 매개 시트
117 : 전도성 부분 120 : 물질 함유시트
130 : 물 공급부 140 : 물 투과성 막
131 : 음극 132 : 양극
110 : 전지부 111 : 양이온 교환막
112 : 음이온 교환막 113, 114 : 챔버
115 : 용기 116 : 중간 매개 시트
117 : 전도성 부분 120 : 물질 함유시트
130 : 물 공급부 140 : 물 투과성 막
131 : 음극 132 : 양극
Claims (6)
- 역전기투석(Reversed ElectroDialysis: RED) 전지부; 및
상기 역전기투석 전지부의 양단과 각각과 전기적으로 연결된 중간 매개 시트를 포함하고,
상기 역전기투석 전지는,
양이온 교환막;
상기 양이온 교환막과 이격되어 배치된 음이온 교환막;및
상기 양이온 교환막 및 상기 음이온 교환막에 대하여 적어도 부분적으로 정의되고, 전해질을 수용하며, 수용액을 흡수 할 수 있는 챔버;를 구비하고,
건조한 상기 챔버에 상기 수용액이 주입되면 상기 역전기투석 전지가 활성화 되는, 마스크팩에 장착되는 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 챔버는 상기 수용액을 흡수 할 수 있는 직물 또는 비-직물로 형성된, 마스크팩에 장착되는 장치. - 제2 항에 있어서,
상기 전해질은 상기 수용액을 흡수할 수 있는 직물에 함침된, 마스크팩에 장착되는 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 중간 매개 시트는 상기 역전기투석 전지부의 양단에 배치되는 양극과 음극에 분리되어 연결되는, 마스크팩에 장착되는 장치. - 역전기투석(Reversed ElectroDialysis: RED) 전지부;
상기 역전기투석 전지부의 양단과 각각과 전기적으로 연결된 중간 매개 시트; 및
상기 중간 매개 시트에 연결되는 물질 함유시트;를 포함하고,
상기 역전기투석 전지는,
양이온 교환막;
상기 양이온 교환막과 이격되어 배치된 음이온 교환막;및
상기 양이온 교환막 및 상기 음이온 교환막에 대하여 적어도 부분적으로 정의되고, 전해질을 수용하며, 수용액을 흡수 할 수 있는 챔버;를 구비하고,
건조한 상기 챔버에 상기 수용액이 주입되면 상기 역전기투석 전지가 활성화 되는, 마스크팩. - 제6 항에 있어서,
상기 물질 함유시트는 대상체에 전달하고자 하는 물질이 전해질 용액, 에센스, 히드로겔, 셀룰로오스, 아가로오스, 겔라틴 또는 콜라겐 중 포함되도록 구성된, 마스크팩.
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