KR20200127633A - Monoolein Nano Cubic Phase Containing Polysaccharide-Disulfide Compound Complex For Cosmetic And Manufacturing Method Thereof - Google Patents

Monoolein Nano Cubic Phase Containing Polysaccharide-Disulfide Compound Complex For Cosmetic And Manufacturing Method Thereof Download PDF

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Abstract

Provided in the present invention is a monoolein nanostructure for a cosmetic material for delivery of effective ingredients to the skin and the body, which is a monoolein cubic phase containing a polysaccharide-disulfide compound complex inside a water channel. The polysaccharide-disulfide compound complex is bonded to steryl trimethyl ammonium chloride inserted in a monoolein bilayer and fixed to the water channel, and thus there is an advantage of enabling a stable fixation even without modification of polysaccharide or disulfide compound. In addition, the polysaccharide-disulfide compound complex has an advantage of safely storing physiologically active substances without diffusion through a three-dimensional network formed by an electrostatic mutual bond with physiologically active substances and a disulfide bond of disulfide compounds in an external environment, and also has a feature of removing the electrostatic mutual bond and the disulfide bond to diffuse and release the physiologically active substances in an internal environment. According to the present invention, the monoolein nanostructure for a cosmetic material for delivery of effective ingredients to the skin and the body is composed of a lipid bilayer, so as to provide an excellent transdermal absorption performance, and also provide a feature of controlling and releasing the physiologically active substances only when placed in an internal environment while being absorbed into the epidermal layer without releasing the physiologically active substances when applied to the epidermal layer. Thus, the monoolein nanostructure for a cosmetic material for delivery of effective ingredients to the skin and the body of the present invention provides an advantage of being used as a functional cosmetic drug delivery system capable of controlling and releasing the physiologically active substances by actively responding to the internal environment without any artificial stimulation.

Description

다당류-이황화 화합물 복합체를 포함하는 화장품 소재용 모노올레인 나노 큐빅상{Monoolein Nano Cubic Phase Containing Polysaccharide-Disulfide Compound Complex For Cosmetic And Manufacturing Method Thereof}Monoolein Nano Cubic Phase Containing Polysaccharide-Disulfide Compound Complex For Cosmetic And Manufacturing Method Thereof}

본 발명은 다당류-이황화 화합물 복합체를 포함하는 화장품 소재용 모노올레인 나노큐빅상에 관한 것이다.The present invention relates to a monoolein nanocubic phase for a cosmetic material comprising a polysaccharide-disulfide compound complex.

모노올레인 큐빅상(Mono olein cubic phase)은 물리 화학적 성질이 우수하여 약물전달체로서 많은 관심을 받고 있다. 모노올레인은 하나의 올레인산 분자와 하나의 글라이세롤 분자로 구성될 수 있으며 양친성이며 패킹변수(packing parameter)가 1보다 약간 커서 물 환경에서 큐빅상으로 존재하는 특징이 있다. 상기 모노올레인 이중층(bilayer)은 직경이 3 내지 5㎚이며 서로 교차하는 워터채널(intercrossing water channel)로 둘러싸여 있다. The monoolein cubic phase has excellent physicochemical properties and is thus attracting much attention as a drug delivery system. Monoolein may be composed of one molecule of oleic acid and one molecule of glycerol, is amphiphilic, has a packing parameter of a little greater than 1, and exists in a cubic phase in a water environment. The monoolein bilayer has a diameter of 3 to 5 nm and is surrounded by intercrossing water channels.

모노올레인 큐빅상은 이중층 또는 워터채널내에 자극을 감지할 수 있는 물질을 설치할 수 있다. 그렇게 되면 상기 모노올레인 큐빅상은 특정 자극에 반응하여 내부에 탑재한 물질을 방출하게 된다. 예를 들어 열감수성 고분자를 상기 워터채널에 포함시키면 상기 모노올레인 큐빅상은 열에 의해 내부에 탑재한 약물을 방출한다. 상기 열제어 방출은 열감수성 고분자가 열에 의해 워터채널의 구조변화가 일어나면서 유도되는 것으로 상기 워터채널내에 탑재된 약물의 확산성이 변화되어 그 방출률이 향상된다. 다른 예로서 큐빅상에 이온화가 가능한 고분자가 포함되면 pH 의존적 특성에 따라 탑재한 약물이 워터채널을 통해 방출될 수 있다. 상기 약물의 방출은 pH 변화에 따른 고분자의 구조적 변화 뿐 아니라 pH 변화에 따른 고분자와 약물간의 정전기적 상호결합의 변화에 의하여 조절된다. 또 다른 예로서 광교차결합 고분자를 워터채널에 포함시키게 되면 큐빅상에 광을 조사하는 방법으로 탑재된 약물의 방출을 조절할 수 있다. 금나노구체와 같은 광열나노입자(photo-thermal nanoparticle)를 큐빅상의 이중층에 포함시키면 근적외선을 조사하는 것으로 약물의 방출을 조절할 수 있다. 특히, 광열에너지는 큐빅상-육각상 변환(cubic to hexagonal transition)을 야기하기 때문에 더욱 효율적인 약물방출이 가능한 것으로 알려져 있다. In the monoolein cubic phase, a material capable of sensing stimulation may be installed in a double layer or a water channel. Then, the monoolein cubic phase releases the material mounted therein in response to a specific stimulus. For example, when a heat-sensitive polymer is included in the water channel, the monoolein cubic phase releases the drug mounted therein by heat. The thermally controlled release is induced when the heat-sensitive polymer changes the structure of the water channel due to heat, and the diffusion rate of the drug loaded in the water channel is changed, thereby improving the release rate. As another example, when an ionizable polymer is included in the cubic phase, the loaded drug may be released through a water channel according to pH-dependent properties. The release of the drug is controlled not only by the structural change of the polymer according to the pH change, but also by the change in the electrostatic interaction between the polymer and the drug according to the pH change. As another example, when the light crosslinking polymer is included in the water channel, the release of the loaded drug can be controlled by irradiating light onto the cubic. When photo-thermal nanoparticles such as gold nanospheres are included in a cubic double layer, the release of drugs can be controlled by irradiating near-infrared rays. In particular, since photothermal energy causes a cubic to hexagonal transition, it is known that more efficient drug release is possible.

그러나 피부에 도포하여 체내에 투입되는 화장품이나 약물전달체의 경우 상기와 같은 인위적인 자극으로 내부에 포함된 생리활성물질을 제어하여 방출하기에는 한계가 있었다. 따라서 체외에서는 생리활성물질을 보관하는 특성을 그대로 유지하나 체내에 투입된 후에는 체내의 환경에 대응하여 능동적으로 생리활성물질을 방출하는 화장품용 소재 및 약물전달체가 개발된다면 생리활성물질을 이용한 기능성 화장품의 개발이 더욱 활성화 될 것으로 기대된다. However, in the case of cosmetics or drug delivery systems applied to the skin and injected into the body, there is a limitation in controlling and releasing the physiologically active substances contained therein by the above artificial stimulation. Therefore, if a cosmetic material and drug delivery system that actively releases physiologically active substances in response to the internal environment after maintaining the properties of storing physiologically active substances outside the body are developed, functional cosmetics using physiologically active substances It is expected that the development will become more active.

본 명세서에서 언급된 특허문헌 및 참고문헌은 각각의 문헌이 참조에 의해 개별적이고 명확하게 특정된 것과 동일한 정도로 본 명세서에 참조로 삽입된다. The patent documents and references mentioned in this specification are incorporated herein by reference to the same extent as if each document was individually and clearly specified by reference.

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본 발명은 피부 및 체내 유효성분 전달을 위한 다당류-이황화 화합물 복합체를 포함하는 화장품 소재용 모노올레인 나노큐빅상에 관한 것으로 피부에 도포하기 전 체외에서는 상기 구조체 내부에 생리활성물질을 안전하게 보관하고 있다가 피부로 흡수되어 체내에 투입되면 상기 약물의 확산성이 증가하여 방출되는 화장품 소재용 약물전달체에 관한 것이다.The present invention relates to a monoolein nanocubic phase for a cosmetic material comprising a polysaccharide-disulfide compound complex for delivery of active ingredients to the skin and body, and a physiologically active substance is safely stored inside the structure outside the body before application to the skin. It relates to a drug delivery system for a cosmetic material that is absorbed into the skin and introduced into the body to increase the diffusion of the drug and released.

따라서 본 발명의 목적은 다당류-이황화 화합물 복합체(polysaccharide-disulfide compound complex)를 포함하는 피부 및 체내 유효성분 전달을 위한 화장품 소재용 모노올레인(monooleion) 나노 구조체 및 이의 제조방법을 제공하는 것에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a monooleion nanostructure for a cosmetic material including a polysaccharide-disulfide compound complex and a method of manufacturing the same for the delivery of active ingredients to the skin and body.

본 발명의 다른 목적 및 기술적 특징은 이하의 발명의 상세한 설명, 청구의 범위 및 도면에 의해 보다 구체적으로 제시된다. Other objects and technical features of the present invention are presented in more detail by the following detailed description, claims, and drawings.

본 발명은 다당류-이황화 화합물 복합체(polysaccharide-disulfide compound complex)를 포함하는 피부 및 체내 유효성분 전달을 위한 화장품 소재용 모노올레인(monooleion) 나노 구조체를 제공한다. The present invention provides a monooleion nanostructure for a cosmetic material for delivery of active ingredients to the skin and body, including a polysaccharide-disulfide compound complex.

상기 모노올레인 나노 구조체는 모노올레인 큐빅상(monoolein cubic phase)이며 이중층에 스테릴 트리메틸 암모늄 클로라이드(stearyl trimethyl ammonium chloride)가 삽입된 것을 특징으로 한다.The monoolein nanostructure is a monoolein cubic phase, and steryl trimethyl ammonium chloride is inserted into a double layer.

상기 다당류-이황화 화합물 복합체는 체내 약물전달용 모노올레인(monooleion) 나노 구조체의 워터채널을 구성하는 이중층에 고정되며 상기 다당류-이황화 화합물 복합체 내부에 등전점(isoelectric point)이 pH 4 내지 6인 생리활성물질을 더 포함한다.The polysaccharide-disulfide compound complex is fixed to the bilayer constituting the water channel of the monooleion nanostructure for drug delivery in the body, and the isoelectric point inside the polysaccharide-disulfide compound complex has a physiological activity of pH 4 to 6 It further contains substances.

특히, 상기 생리활성물질은 상기 체내 약물전달용 모노올레인(monooleion) 나노 구조체가 상기 pH 7 내지 8이며 환원글루타치온의 농도가 1 내지 10mM인 용액에 존재하는 경우, 상기 다당류-이황화 화합물 복합체 내부로부터 워터채널로 확산되어 방출률이 향상되는 특징이 있다.In particular, when the physiologically active substance is present in a solution having a pH of 7 to 8 and a concentration of reduced glutathione of 1 to 10 mM, the monooleion nanostructure for drug delivery in the body, from the inside of the polysaccharide-disulfide compound complex It diffuses into the water channel and has a feature of improving the emission rate.

본 발명은 모노올레인과 스테릴 트리메틸 암모늄 클로라이드를 45 내지 55℃에서 혼합하고 30 내지 40℃로 냉각시켜 혼합용융물을 제조하는 제 1 단계; 상기 혼합용융물을 30 내지 40℃로 유지하면서 다당류(polysccharide), 이황화 화합물(disulfide compound), 생리활성물질을 첨가하고 20 내지 25℃로 유지하여 모노올레인(monooleion) 나노 구조체를 제조하는 제 2 단계;를 포함하는 피부 및 체내 유효성분 전달을 위한 화장품 소재용 모노올레인(monooleion) 나노 구조체의 제조방법을 제공한다.The present invention is a first step of preparing a mixed melt by mixing monoolein and steryl trimethyl ammonium chloride at 45 to 55 ℃ and cooling to 30 to 40 ℃; The second step of preparing a monooleion nanostructure by adding a polysccharide, a disulfide compound, and a physiologically active substance while maintaining the mixed melt at 30 to 40°C and maintaining it at 20 to 25°C. It provides a method of manufacturing a monooleion nanostructure for a cosmetic material for delivery of active ingredients to the skin and body, including.

상기 모노올레인과 스테릴 트리메틸 암모늄 클로라이드는 1:4 내지 1:6의 몰비로 혼합되며 상기 다당류(polysccharide)와 이황화 화합물(disulfide compound)은 상기 다당류의 카르복실기와 상기 이황화 화합물의 아미노기가 1:0.6 내지 1:1의 몰비가 되도록 혼합된다.The monoolein and steryl trimethyl ammonium chloride are mixed in a molar ratio of 1:4 to 1:6, and the polysccharide and disulfide compound are the carboxyl group of the polysaccharide and the amino group of the disulfide compound is 1:0.6 To 1:1 molar ratio.

본 발명의 피부 및 체내 유효성분 전달을 위한 화장품 소재용 모노올레인(monooleion) 나노 구조체는 다당류-이황화 화합물 복합체를 워터채널 내부에 포함하는 모노올레인 큐빅상이다.The monooleion nanostructure for a cosmetic material for delivery of active ingredients to the skin and body of the present invention is a monoolein cubic phase containing a polysaccharide-disulfide compound complex inside a water channel.

상기 다당류-이황화 화합물 복합체는 모노올레인 이중층에 삽입된 스테릴 트리메틸 암모늄 클로라이드과 결합되어 상기 워터채널에 고정되므로 다당류 또는 이황화 화합물의 개질 없이도 안정적인 고정이 가능한 장점이 있다.Since the polysaccharide-disulfide compound complex is bonded to the steryl trimethyl ammonium chloride inserted in the monoolein bilayer and fixed to the water channel, there is an advantage that stable fixation is possible without modification of the polysaccharide or disulfide compound.

또한 상기 다당류-이황화 화합물 복합체는 체외 환경에서 생리활성물질과의 정전기적 상호결합과 이황화 화합물의 이황화 결합으로 형성된 3차원 네트워크를 통해 생리활성물질을 확산 없이 안전하게 보관할 수 있는 장점이 있으며 체내 환경에서는 상기 정전기적 상호결합 및 이황화 결합이 제거되어 상기 생리활성물질이 확산되어 방출되는 특징이 있다.In addition, the polysaccharide-disulfide compound complex has the advantage of being able to safely store physiologically active substances without diffusion through a three-dimensional network formed by electrostatic interactions with bioactive substances and disulfide bonds of disulfide compounds in an external environment. Electrostatic mutual bonds and disulfide bonds are removed so that the bioactive material is diffused and released.

본 발명의 피부 및 체내 유효성분 전달을 위한 화장품 소재용 모노올레인(monooleion) 나노 구조체는 지질이중층으로 구성되어 경피흡수 성능이 우수할 뿐 아니라 표피층에 도포시에는 생리활성물질을 방출하지 않고 있다가 표피층 내부로 흡수되어 체내환경에 위치해야만 생리활성물질이 제어 방출되는 특징이 있다. The monooleion nanostructure for a cosmetic material for delivery of active ingredients to the skin and body of the present invention is composed of a lipid bilayer and has excellent transdermal absorption performance and does not release physiologically active substances when applied to the epidermal layer. Bioactive substances are controlled and released only when absorbed into the epidermal layer and placed in the internal environment.

따라서 본 발명의 피부 및 체내 유효성분 전달을 위한 화장품 소재용 모노올레인 나노 구조체는 아무런 인위적인 자극 없이도 체내환경에 능동적으로 대응하여 생리활성물질을 제어 방출 할 수 있는 기능성 화장품용 약물전달체로서 사용 가능한 장점이 있다. Therefore, the monoolein nanostructure for cosmetic materials for delivery of active ingredients to the skin and body of the present invention can be used as a functional cosmetic drug delivery system capable of controlling and releasing physiologically active substances by actively responding to the body environment without any artificial stimulation. There is this.

도 1은 본 발명의 체내 약물전달용 모노올레인 나노 구조체의 모식도를 보여준다. 패널 (A)는 pH가 등전점 이하이며 비환원성 상태에서 생리활성물질의 확산이 억제된 상태를 보여주며 패널(B)는 pH가 등전점 이상이며 환원성 상태에서 생물활성물질의 확산이 촉진되어 방출양이 증가하는 상태를 보여준다.
도 2는 본 발명의 광산란 세기측정 결과를 보여준다. 패널(A)의 닫힌 동그라미는 pH 변화에 따른 광산란 세기의 변화정도를 보여주며 열린 동그라미는 카르복실기와 아미노기의 몰비를 변화시킨 경우의 광산란 세기의 변화정도를 보여준다. 패널(B)는 pH 변화에 따른 본 발명의 알지네이트-상피세포성장인자 결합체 생성 관련 광산란 세기의 변화를 보여준다.
도 3은 본 발명의 체내 약물전달용 모노올레인 나노 구조체에 대한 전자현미경 분석 결과를 보여준다. 패널(A)는 모노올레인 큐빅상(0/0)에 관한 것이며, 패널(B)는 모노올레인 큐빅상(1/0)에 관한 것이며, 패널(C)는 모노올레인 큐빅상(1/0.8)에 관한 것이며, 패널(D)는 모노올레인 큐빅상(1/0.8/EGF)에 관한 것이다.
도 4는 본 발명의 체내 약물전달용 모노올레인 나노 구조체에 대한 시차주사열량계 분석결과를 보여준다. 패널(A)의 a는 모노올레인 큐빅상(0/0)에 관한 것이며, b는 모노올레인 큐빅상(1/0)에 관한 것이며, c는 모노올레인 큐빅상(1/0.5)에 관한 것이며, d는 모노올레인 큐빅상(1/0.8)에 관한 것이다. 패널(B)의 a는 모노올레인 큐빅상(1/0/EGF)에 관한 것이며, b는 모노올레인 큐빅상(1/0.5/EGF)에 관한 것이며, c는 모노올레인 큐빅상(1/0.8/EGF)에 관한 것이다.
도 5는 본 발명의 체내 약물전달용 모노올레인 나노 구조체에 대한 편광현미경 분석결과를 보여준다. 패널(A)는 모노올레인 큐빅상(0/0)에 관한 것이며, 패널(B)는 모노올레인 큐빅상(1/0)에 관한 것이며, 패널(C)는 모노올레인 큐빅상(1/0.5)에 관한 것이며, 패널(D)는 모노올레인 큐빅상(1/0.8)에 관한 것이다.
도 6은 본 발명의 체내 약물전달용 모노올레인 나노 구조체에 대한 생리활성물질의 방출률 분석에 대한 것이다. 패널 (A)는 pH4.0인 방출버퍼의 결과를 보여주며 닫힌 동그라미는 환원글루타치온 0mM, 열린 동그라미는 환원글루타치온 2mM, 닫힌 세모는 환원글루타치온 10mM인 경우를 의미한다. 패널 (B)는 pH5.5인 방출버퍼의 결과를 보여주며 닫힌 동그라미는 환원글루타치온 0mM, 열린 동그라미는 환원글루타치온 2mM, 닫힌 세모는 환원글루타치온 10mM인 경우를 의미한다. 패널 (C)는 pH7.4인 방출버퍼의 결과를 보여주며 닫힌 동그라미는 환원글루타치온 0mM, 열린 동그라미는 환원글루타치온 2mM, 닫힌 세모는 환원글루타치온 10mM인 경우를 의미한다.
1 shows a schematic diagram of a monoolein nanostructure for drug delivery in the body of the present invention. Panel (A) shows the state in which the pH is below the isoelectric point and the diffusion of physiologically active substances is suppressed in the non-reducing state, and Panel (B) shows the state in which the pH is above the isoelectric point and the diffusion of the biologically active substance is promoted in the reducing state, thereby increasing the amount of release. Show the state.
2 shows the light scattering intensity measurement result of the present invention. The closed circle in panel (A) shows the degree of change in light scattering intensity according to the pH change, and the open circle shows the degree of change in the light scattering intensity when the molar ratio of carboxyl group and amino group is changed. Panel (B) shows the change in the intensity of light scattering related to the generation of the alginate-epithelial cell growth factor conjugate of the present invention according to the pH change.
3 shows an electron microscope analysis result of the monoolein nanostructure for drug delivery in the body of the present invention. Panel (A) relates to a monoolein cubic phase (0/0), panel (B) relates to a monoolein cubic phase (1/0), and panel (C) relates to a monoolein cubic phase (1). /0.8), and panel (D) relates to a monoolein cubic phase (1/0.8/EGF).
Figure 4 shows the results of differential scanning calorimeter analysis of the monoolein nanostructure for drug delivery in the body of the present invention. In panel (A), a is for a monoolein cubic phase (0/0), b is for a monoolein cubic phase (1/0), and c is for a monoolein cubic phase (1/0.5). And d is for the monoolein cubic phase (1/0.8). In panel (B), a is for a monoolein cubic phase (1/0/EGF), b is for a monoolein cubic phase (1/0.5/EGF), and c is for a monoolein cubic phase (1 /0.8/EGF).
FIG. 5 shows the results of polarization microscopy analysis of the monoolein nanostructure for drug delivery in the body of the present invention. Panel (A) relates to a monoolein cubic phase (0/0), panel (B) relates to a monoolein cubic phase (1/0), and panel (C) relates to a monoolein cubic phase (1). /0.5), and panel (D) relates to a monoolein cubic phase (1/0.8).
Figure 6 is for the analysis of the release rate of the bioactive material for the monoolein nanostructure for drug delivery in the body of the present invention. Panel (A) shows the result of the release buffer at pH 4.0, the closed circle represents the case of reduced glutathione 0mM, the open circle represents the reduced glutathione 2mM, and the closed triangle represents the case of reduced glutathione 10mM. Panel (B) shows the result of the release buffer at pH 5.5, the closed circle represents the case of reduced glutathione 0mM, the open circle represents the reduced glutathione 2mM, and the closed triangle represents the case of reduced glutathione 10mM. Panel (C) shows the result of the release buffer of pH 7.4, the closed circle represents the case of reduced glutathione 0mM, the open circle represents the case of reduced glutathione 2mM, and the closed triangle represents the case of reduced glutathione 10mM.

본 발명은 다당류-이황화 화합물 복합체(polysaccharide-disulfide compound complex)를 포함하는 피부 및 체내 유효성분 전달을 위한 화장품 소재용 모노올레인(monooleion) 나노 구조체를 제공한다. The present invention provides a monooleion nanostructure for a cosmetic material for delivery of active ingredients to the skin and body, including a polysaccharide-disulfide compound complex.

상기 모노올레인 나노 구조체는 모노올레인 큐빅상(monoolein cubic phase)의 구조를 가지는 것을 특징으로 하며 상기 큐빅상 내부에는 수용성 생리활성물질을 탑재할 수 있는 다당류-이황화 화합물 복합체를 포함하고 있다. 특히, 본 발명의 피부 및 체내 유효성분 전달을 위한 화장품 소재용 모노올레인 나노 구조체는 체내 pH 및 환원성 환경에 대응하여 내부에 탑재한 생리활성물질을 제어 방출할 수 있는 효과가 있다.The monoolein nanostructure is characterized by having a structure of a monoolein cubic phase, and includes a polysaccharide-disulfide compound complex capable of loading a water-soluble physiologically active substance inside the cubic phase. In particular, the monoolein nanostructure for a cosmetic material for delivery of active ingredients to the skin and the body of the present invention has the effect of controlling and releasing the physiologically active substances mounted therein in response to the pH and reducing environment in the body.

상기 모노올레인은 팩킹 파라메터(packing parameter)가 1보다 조금 큰 글리세롤 모노올레이트(glycerol monooleate)이다. 상기 모노 올레인은 수상에서 등방성 구조를 가지는 큐빅상(cubic phase)을 형성 할 수 있으며, 상기 큐빅상은 광학적으로 투명하고 지질 매트릭스의 내부를 가로지르는 워터채널(water channel)을 가질 수 있다. The monoolein is glycerol monooleate having a packing parameter of slightly greater than 1. The mono-olein may form a cubic phase having an isotropic structure in an aqueous phase, and the cubic phase may be optically transparent and have a water channel crossing the interior of the lipid matrix.

상기 워터채널은 모노올레인 이중층에 의해 분리되며 수상환경으로서 주위환경과 자유롭게 소통할 수 있다. 따라서 상기 워터채널 내부에는 다양한 종류의 수용성 화합물 즉, 약물 또는 생리활성물질을 탑재할 수 있다. The water channel is separated by a monoolein double layer and can freely communicate with the surrounding environment as an aquatic environment. Accordingly, various kinds of water-soluble compounds, that is, drugs or bioactive substances, may be mounted inside the water channel.

본 발명의 피부 및 체내 유효성분 전달을 위한 화장품 소재용 모노올레인 나노 구조체의 모노올레인 이중층은 세포독성이 낮은 스테릴 트리메틸 암모늄 클로라이드(stearyl trimethyl ammonium chloride)가 삽입된 것을 특징으로 한다. The monoolein bilayer of the monoolein nanostructure for a cosmetic material for delivery of active ingredients to the skin and body of the present invention is characterized in that steryl trimethyl ammonium chloride having low cytotoxicity is inserted.

상기 스테릴 트리메틸 암모늄 클로라이드는 양전하를 가지는 머리와 소수성 꼬리를 포함하고 있어 상기 모노올레인과 혼합하게 되면 상기 소수성 꼬리는 모노올레인 이중층에 삽입되고 상기 머리는 상기 이중층의 표면에 위치하게 된다. The steryl trimethyl ammonium chloride includes a positively charged head and a hydrophobic tail. When mixed with the monoolein, the hydrophobic tail is inserted into the monoolein bilayer and the head is located on the surface of the bilayer.

특히, 상기 모노올레인 이중층의 표면에 위치하며 양전하를 가지는 머리 부분은 상기 다당류-이황화 화합물 복합체를 구성하며 음전하를 가지는 다당류(polysaccharide)와 정전기적 상호결합을 하게 된다. 상기 상호결합은 상기 다당류-이황화 화합물 복합체를 모노올레인 이중층상에 고정시키는 역할을 하게 되고 이는 다당류-이황화 화합물 복합체가 상기 워터채널 내부에 위치하게 되는 중요한 기작이 된다. Particularly, the head part having a positive charge and located on the surface of the monoolein bilayer constitutes the polysaccharide-disulfide compound complex and undergoes electrostatic interaction with a polysaccharide having a negative charge. The mutual bond serves to fix the polysaccharide-disulfide compound complex on the monoolein bilayer, which becomes an important mechanism for the polysaccharide-disulfide compound complex to be located inside the water channel.

상기 다당류-이황화 화합물 복합체는 하나 이상의 카르복실기를 포함하는 다당류와 하나 이상의 아미노기를 가지는 이황화 화합물로 구성된다. 상기 다당류는 글리코사이드 결합에 의해 형성된 단당류 단위체의 긴 사슬로 구성된 중합체 탄수화물 분자이다.The polysaccharide-disulfide compound complex is composed of a polysaccharide containing at least one carboxyl group and a disulfide compound having at least one amino group. The polysaccharide is a polymeric carbohydrate molecule composed of a long chain of monosaccharide units formed by glycoside bonds.

본 발명의 다당류는 하나 이상의 카르복실기를 가지는 카르복실 다당류(carboxypolysaccharide, CPS)이다. 본 발명의 카르복실 다당류는 알지네이트, 카르복시메틸 셀룰로스, 카르복시에틸 셀룰로스, 키틴, 히알루론산, 전분, 글리코겐, 펙틴, 카르복시메틸 덱스트란, 카르복시메틸 키토산, 및 글리코사미노글라이칸, 및 헤파린으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물일 수 있으며 바람직하게는 알지네이트(alginate)이다.The polysaccharide of the present invention is a carboxypolysaccharide (CPS) having one or more carboxyl groups. The carboxyl polysaccharide of the present invention is from the group consisting of alginate, carboxymethyl cellulose, carboxyethyl cellulose, chitin, hyaluronic acid, starch, glycogen, pectin, carboxymethyl dextran, carboxymethyl chitosan, and glycosaminoglycan, and heparin. It may be any one selected or a mixture of two or more, preferably alginate.

상기 알지네이트는 카르복실기(carboxy group)를 포함하는 만누로네이트(mannuronate)와 글루로네이트(gluronate)의 잔기로 구성되며 이중층에 삽입된 스테릴 트리메틸 암모늄 클로라이드와 정전기적 상호결합을 하므로 상기 다당류-이황화 화합물 복합체를 모노올레인 큐빅상의 워터채널에 고정시키는 역할을 하게 된다. The alginate is composed of residues of mannuronate and gluronate containing a carboxy group and electrostatically interacts with the steryl trimethyl ammonium chloride inserted in the double layer, so the polysaccharide-disulfide compound It serves to fix the complex to the monoolein cubic water channel.

상기 이황화 화합물(disulfide compound)은 비환원상태에서 이황화 결합(difulfide bond)를 이룰 수 있으며 하나 이상의 아미노기를 포함하는 화합물을 의미한다. 바람직하게는 본 발명의 이황화 화합물은 시스타민(cystamine)이다. 상기 시스타민은 두 개의 아미노기(amino group)를 포함하는 이황화 화합물로서 상기 알지네이트의 잔기와 정전기적 상호결합을 수행하여 다당류-이황화 화합물 복합체를 형성하며 시스타민 사이에서 이황화 결합(disulfide bond)을 형성하여 상기 다당류-이황화 화합물 복합체가 3차원 네트워크를 이루도록 한다.The disulfide compound refers to a compound capable of forming a difulfide bond in a non-reducing state and containing one or more amino groups. Preferably, the disulfide compound of the present invention is cystamine. The cystamine is a disulfide compound containing two amino groups and performs electrostatic interaction with the residue of the alginate to form a polysaccharide-disulfide compound complex and forms a disulfide bond between cystamine. The polysaccharide-disulfide compound complex forms a three-dimensional network.

본 발명의 다당류-이황화 화합물 복합체는 상기 다당류와 상기 이황화 화합물이 다당류의 카르복실기와 이황화 화합물의 아미노기가 1:0.6 내지 1:1의 몰비가 되도록 혼합된다. 상기 다당류-이황화 화합물 복합체는 상기 모노올레인 큐빅상의 내부에서 상기 이황화 화합물간의 이황화 결합으로 3차원 네트워크가 형성된 겔(gel) 상태로 존재하게 되므로 상기 모노올레인 큐빅상의 워터채널을 폐쇄시키게 된다. 따라서 상기 큐빅상 내부에 탑재되는 생리활성물질은 외부로 확산되지 않고 안전하게 보관된다.In the polysaccharide-disulfide compound complex of the present invention, the polysaccharide and the disulfide compound are mixed so that the carboxyl group of the polysaccharide and the amino group of the disulfide compound have a molar ratio of 1:0.6 to 1:1. Since the polysaccharide-disulfide compound complex exists in a gel state in which a three-dimensional network is formed by disulfide bonds between the disulfide compounds in the monoolein cubic phase, the water channel of the monoolein cubic phase is closed. Therefore, the physiologically active material mounted inside the cubic phase is safely stored without diffusion to the outside.

상기 다당류-이황화 화합물 복합체의 3차원 네트워크 내부에는 생리활성물질이 탑재된다. 상기 생리활성물질은 상기 3차원 네트워크 구조의 물리적 장벽으로 인해 모노올레인 큐빅상의 워터채널로 쉽게 확산되지 않는다. 이와 반대로 상기 이황화 결합이 환원에 의해 제거되고 상기 다당류-이황화 화합물 복합체의 3차원 네트워크가 파괴되면 상기 생리활성물질의 워터채널내 확산이 촉진된다.A physiologically active substance is mounted inside the three-dimensional network of the polysaccharide-disulfide compound complex. The bioactive material does not easily diffuse into the water channel on a cubic monoolein due to the physical barrier of the three-dimensional network structure. On the contrary, when the disulfide bond is removed by reduction and the three-dimensional network of the polysaccharide-disulfide compound complex is destroyed, diffusion of the bioactive material into the water channel is promoted.

따라서 상기 몰비가 1:0.6 미만이면 이황화 결합의 수가 부족하여 3차원 네트워크가 치밀하게 구성되지 않아 생리활성물질의 워터채널 내 확산 차단 효과가 미미할 수 있으며 상기 몰비가 1:1이 넘으면 이황화 결합의 수가 너무 많아 환원반응으로 인한 3차원 네트워크 제거가 어려워지므로 생리활성물질의 확산조절이 어렵다.Therefore, if the molar ratio is less than 1:0.6, the number of disulfide bonds is insufficient and the three-dimensional network is not densely constructed, so that the effect of blocking the diffusion of the physiologically active material in the water channel may be insignificant. Too much, it is difficult to remove the 3D network due to the reduction reaction, so it is difficult to control the diffusion of bioactive substances.

상기 다당류-이황화 화합물 복합체의 3차원 네트워크 내부에 탑재되는 생리활성물질은 등전점(isoelectric point)이 pH 4 내지 6인 생리활성물질이다. The physiologically active substance mounted inside the three-dimensional network of the polysaccharide-disulfide compound complex is a physiologically active substance having an isoelectric point of 4 to 6.

상기 생리활성물질은 생리활성을 가지는 수용성 단분자 화합물, 수용성 펩타이드 또는 수용성 단백질일 수 있으며 상기 등전점을 기준으로 pH가 더 낮으면 표면전하가 양전하이고 상기 등전점을 기준으로 pH가 더 높으면 음전하로 존재하는 물질이다. 바람직하게는 본 발명의 생리활성물질은 상피세포성장인자(epidermal growth factor, EGF)이다.The physiologically active substance may be a water-soluble monomolecular compound, water-soluble peptide, or water-soluble protein having physiological activity. If the pH is lower based on the isoelectric point, the surface charge is positive, and if the pH is higher based on the isoelectric point, the surface charge is present as a negative charge. It is a substance. Preferably, the physiologically active substance of the present invention is an epidermal growth factor (EGF).

본 발명의 다당류-이황화 화합물 복합체에 포함된 다당류는 음전하를 가지고 있다. 따라서 상기 생리활성물질이 pH 4 미만의 환경에 존재하게 되면, 양전하를 가져 상기 다당류와 정전기적 상호결합을 하게 된다. 이와 반대로 본 발명의 생리활성물질이 pH 6 이상의 환경에 존재하게 되면, 음전하를 가져 상기 다당류와 정전기적으로 반발하게 된다. 따라서 상기 등전점을 기준으로 생리활성물질 주위의 pH를 조절하게 되면 상기 생리활성물질과 상기 다당류의 결합을 조절할 수 있게 되어 상기 생리활성물질이 워터채널내로 확산되는 정도를 조절할 수 있게 된다. The polysaccharide contained in the polysaccharide-disulfide compound complex of the present invention has a negative charge. Therefore, when the physiologically active substance is present in an environment with a pH of less than 4, it has a positive charge and electrostatically interacts with the polysaccharide. On the contrary, when the physiologically active substance of the present invention is present in an environment of pH 6 or higher, it has a negative charge and electrostatically repels the polysaccharide. Therefore, when the pH around the physiologically active substance is adjusted based on the isoelectric point, the binding of the physiologically active substance and the polysaccharide can be controlled, so that the degree of diffusion of the physiologically active substance into the water channel can be controlled.

정리하면, 본 발명의 생리활성물질은 다당류-이황화 화합물 복합체의 이황화 결합에 의한 3차원 네트워크 형성 정도 및 생리활성물질의 표면전하에 따라 워터채널로의 확산정도가 결정되며 상기 확산정도가 향상되면 방출량 또한 증가하게 된다. In summary, the degree of diffusion into the water channel is determined according to the degree of formation of a three-dimensional network by the disulfide bond of the polysaccharide-disulfide compound complex and the surface charge of the bioactive substance in the bioactive substance of the present invention. It will also increase.

본 발명의 상기 생리활성물질이 탑재된 본 발명의 피부 및 체내 유효성분 전달을 위한 화장품 소재용 모노올레인 나노 구조체는 pH 3 내지 4정도의 비환원성 완충용액에 보관된다. 상기 보관용액에 존재하는 상기 구조체는 다당류-이황화 화합물 복합체의 3차원 네트워크가 공고히 유지되어 있고 내부에 탑재된 생리활성물질이 양전하를 가지게 되어 다당류-이황화 화합물 복합체와 정전기적 상호결합을 이루게 되므로 상기 생리활성물질의 외부 방출이 차단된다. The monoolein nanostructure for a cosmetic material for delivery of active ingredients to the skin and body of the present invention on which the physiologically active substance of the present invention is mounted is stored in a non-reducing buffer solution having a pH of about 3 to 4. The structure present in the storage solution solidly maintains the three-dimensional network of the polysaccharide-disulfide compound complex, and the physiologically active substance mounted therein has a positive charge, thereby forming an electrostatic interaction with the polysaccharide-disulfide compound complex. External release of active substances is blocked.

이에 반하여 본 발명의 피부 및 체내 유효성분 전달을 위한 화장품 소재용 모노올레인 나노 구조체가 화장품 조성물로서 사용되어 피부에 도포되면 상기 구조체는 피부내부로 흡수되어 체내로 침투된다. 체내에 투입된 상기 구조체는 일정 농도의 환원글루타치온에 의해 환원환경이 유지되며 pH가 7 내지 8로 항상 유지되는 체내에 위치하게 되면서 이황화결합이 환원되어 제거되므로 다당류-이황화 화합물 복합체의 3차원 네트워크가 파괴되고 상기 생리활성물질의 표면전하가 음전하로 변환되어 다당류와의 정전기적 상호결합이 제거된다. 따라서 상기 생리활성물질은 상기 구조체 내부의 워터채널내로 확산이 증가되고 결국 상기 나노구조체로부터 체내로 방출하게 된다.On the contrary, when the monoolein nanostructure for a cosmetic material for delivery of active ingredients to the skin and body of the present invention is used as a cosmetic composition and applied to the skin, the structure is absorbed into the skin and penetrates into the body. The structure injected into the body maintains a reducing environment by a certain concentration of reduced glutathione, and is located in the body where the pH is always maintained at 7 to 8, and the disulfide bond is reduced and removed, thus destroying the three-dimensional network of the polysaccharide-disulfide compound complex. Then, the surface charge of the physiologically active material is converted into a negative charge, thereby removing electrostatic interaction with the polysaccharide. Accordingly, the physiologically active material increases in diffusion into the water channel inside the structure, and is eventually released from the nanostructure into the body.

약물 전달체의 필수 기능은 복용 전까지 약물을 안전하게 보관하고 있다가 복용 후 체내에 들어가서 약물을 방출하는 것이다. 상기에서 설명한바와 같이 본 발명의 피부 및 체내 유효성분 전달을 위한 화장품 소재용 모노올레인 나노 구조체는 약물전달체의 필수 기능에 부합하는 것으로 판단된다. 본 발명의 피부 및 체내 유효성분 전달을 위한 화장품 소재용 모노올레인 나노 구조체는 생리활성물질의 등전점 이하의 pH 환경 및 비환원성 환경에서는 상기 생리활성물질을 안전하게 보관하고 있다가 상기 생리활성물질의 등전점 이상의 pH 환경 및 환원환경에 해당하는 체액 또는 세포내에서는 상기 생리활성물질을 구조체의 외부로 방출하게 된다. The essential function of the drug delivery system is to safely store the drug until it is taken, then enter the body after taking it and release the drug. As described above, it is determined that the monoolein nanostructure for a cosmetic material for delivery of active ingredients to the skin and body of the present invention meets the essential functions of the drug delivery system. The monoolein nanostructure for a cosmetic material for delivery of active ingredients to the skin and body of the present invention safely stores the physiologically active substance in a pH environment below the isoelectric point of the physiologically active substance and in a non-reducing environment. In body fluids or cells corresponding to the above pH environment and reducing environment, the physiologically active substance is released to the outside of the structure.

본 발명은 하기의 단계를 포함하는 피부 및 체내 유효성분 전달을 위한 화장품 소재용 모노올레인 나노 구조체의 제조방법을 제공한다.The present invention provides a method of manufacturing a monoolein nanostructure for a cosmetic material for delivery of active ingredients to skin and body, including the following steps.

제 1 단계: 모노올레인과 스테릴 트리메틸 암모늄 클로라이드를 45 내지 55℃에서 혼합하고 30 내지 40℃로 냉각시켜 혼합용융물을 제조하는 단계.Step 1: Monoolein and steryl trimethyl ammonium chloride are mixed at 45 to 55°C and cooled to 30 to 40°C to prepare a mixed melt.

제 2 단계: 상기 혼합용융물을 30 내지 40℃로 유지하면서 다당류(polysccharide), 이황화 화합물(disulfide compound), 생리활성물질을 첨가하고 20 내지 25℃로 유지하여 모노올레인(monooleion) 나노 구조체를 제조하는 단계.Step 2: Maintaining the mixed melt at 30 to 40°C, adding polysccharide, disulfide compound, and physiologically active material, and maintaining it at 20 to 25°C to prepare a monooleion nanostructure Step to do.

상기 혼합온도가 45℃ 미만이면 지질분자의 분산성이 저하되어 지질 이중층 형성에 문제가 있으며 상기 온도가 55℃이상이어도 분산성이 크게 향상되지 않는다. 바람직하게는 상기 혼합은 50℃에서 수행한다.If the mixing temperature is less than 45°C, the dispersibility of the lipid molecule is lowered, resulting in a problem in the formation of the lipid bilayer, and even if the temperature is 55°C or higher, the dispersibility is not significantly improved. Preferably, the mixing is carried out at 50°C.

상기 혼합용융물에 다당류, 이황화 화합물 및 생리활성물질을 첨가하여 혼합하므로 내부의 워터채널 내부에 다당류, 이황화 화합물 및 생리활성물질이 탑재되도록 한다. 이를 위하여 상기 혼합용융물의 온도를 30 내지 40℃로 유지하는 것이 바람직하다. 상기 혼합용융물의 온도가 30℃ 미만이거나 40℃를 초과하면 다당류, 이황화 화합물 및 생리활성물질의 내부 탑재정도가 저하된다. 바람직하게는 상기 혼합용융물의 온도는 35℃이다. Since polysaccharides, disulfide compounds, and physiologically active substances are added to the mixed melt and mixed, polysaccharides, disulfide compounds, and physiologically active substances are mounted inside the water channel. For this purpose, it is preferable to maintain the temperature of the mixed melt at 30 to 40°C. When the temperature of the mixed melt is less than 30°C or exceeds 40°C, the degree of internal loading of polysaccharides, disulfide compounds and physiologically active substances decreases. Preferably, the temperature of the mixed melt is 35°C.

하기에서 실시예를 통해 본 발명을 더 상세히 설명한다.The present invention will be described in more detail through examples below.

실시예 Example

1. 실험재료 및 방법1. Experimental materials and methods

1.1 실험재료1.1 Experimental material

알지네이트(alginate)는 만누론산염(mannuronate)과 글루로네이트(gluronate)가 69:31의 몰비(molar ratio)로 구성되며, 분자량(MW)이 4000 내지 7000 Da이며, 점성(viscosity)이 1% 수용액 25℃ 서 4 내지 12 cP인 것을 사용하였다. 상기 알지네이트, 시스타민 디히드로클로라이드(cystamine dihydrochloride), pluronic F127, 글루타치온(glutathione) 및 텅스토인산(phosphotungstic acid)은 시그마알드리치(Sigma Aldrich Co., MO, USA)에서 구입하였다. 세포성장인자는 BIO-FD&C(Incheon, South Korea)에서 구입하였다.Alginate is composed of mannuronate and gluronate in a molar ratio of 69:31, molecular weight (MW) is 4000 to 7000 Da, viscosity (viscosity) is 1% An aqueous solution of 4 to 12 cP at 25°C was used. The alginate, cystamine dihydrochloride, pluronic F127, glutathione and phosphotungstic acid were purchased from Sigma Aldrich Co., MO, USA. Cell growth factors were purchased from BIO-FD&C (Incheon, South Korea).

모노올레인(monoolein) Monomuls 90-O 18은 BASF-Korea (Seoul, South Korea)로부터 제공받았으며 스테릴 트리메틸 암모늄 클로라이드(STAC)은 Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. (Tokyo, Japan)에서 구입하였다. 그 외 모든 재료들은 분석용 수준의 재료를 사용하였다.Monoolein Monomuls 90-O 18 was provided by BASF-Korea (Seoul, South Korea), and steryl trimethyl ammonium chloride (STAC) was obtained from Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. (Tokyo, Japan). All other materials used materials of analytical level.

1.2 알지네이트 복합체에 대한 광산란 분석1.2 Light scattering analysis for alginate complexes

먼저 겔 상태인 알지네이트-시스타민 복합체를 제조하고 이에 대해 광산란 분석(light scattering study)을 수행하였다. 이를 위하여 pH 3 내지 9의 완충용액을 이용하여 1% (w/v) 알지네이트 용액을 제조하였다. 상기 완충용액은 pH 3.0, 4.0, 9.0인 글라이신 완충용액(30mM glycine), pH 5.0, 6.0인 MES 완충용액(30mM glycine), pH 7.0, 8.0인 HEPES 완충용액(30mM glycine)을 사용하였다. 상기 완충용액을 이용하여 1% (w/v)시스타민 용액을 제조하였다. 5㎖ 시험관에서 알지네이트 용액 2㎖과 시스타민 용액 1.24㎖을 혼합하여 알지네이트와 시스타민의 농도가 1%(w/v)이며 카르복실기와 아미노기가 1:1 몰비(molar ratio)가 되도록 하는 방법으로 겔 상태의 알지네이트-시스타민 복합체를 제조하였다. First, a gel-like alginate-cystamine complex was prepared and light scattering analysis was performed on it. For this, a 1% (w/v) alginate solution was prepared using a buffer solution having a pH of 3 to 9. The buffer solution was a glycine buffer solution (30mM glycine) with pH 3.0, 4.0, 9.0, MES buffer solution (30mM glycine) with pH 5.0 and 6.0, and HEPES buffer solution (30mM glycine) with pH 7.0 and 8.0. A 1% (w/v) cytamine solution was prepared using the buffer solution. In a 5 ml test tube, 2 ml of alginate solution and 1.24 ml of cystamine solution are mixed so that the concentration of alginate and cystamine is 1% (w/v), and the carboxyl group and amino group are in a 1:1 molar ratio. An alginate-cystamine complex in the state was prepared.

상기 알지네이트-시스타민 복합체에 대한 광산란 측정은 동적광산란측정기(Plus 90, Brookheaven instrument, USA)를 이용하였으며 670㎚ 파장으로 90° 각도로 측정하였다. 알지네이트와 시스타민의 부피비(volumetric ratio)에 따른 복합체 형성을 확인하기 위하여 1% 알지네이트 용액(pH 3.0)과 1% 시스타민 용액(pH 3.0)을 다양한 부피비율로 혼합하여 카르복실기와 아미노기의 몰비가 1:0.1 내지 5가 되도록 하되 상기 알지네이트와 시스타민 혼합물의 총량은 1% (w/v)를 유지하도록 하였다.Light scattering of the alginate-cystamine complex was measured using a dynamic light scattering meter (Plus 90, Brookheaven instrument, USA) and measured at a 90° angle with a wavelength of 670 nm. 1% alginate solution (pH 3.0) and 1% cystamine solution (pH 3.0) were mixed in various volume ratios to confirm the formation of the complex according to the volume ratio of alginate and cystamine, so that the molar ratio of carboxyl group and amino group was 1 : 0.1 to 5, but the total amount of the alginate and cystamine mixture was kept at 1% (w/v).

다음으로 알지네이트-상피세포성장인자 복합체를 제조하고 이에 대하여 광산란 분석을 수행하였다. 알지네이트 용액(pH 3.0-9.0)은 상기 알지네이트 용액의 제조에 사용한 동일한 완충용액으로 제조한 상피세포성장인자 용액과 혼합하였으며 알지네이트의 카르복실기와 상피세포성장인자의 아미노기가 1:1의 몰비를 가지도록 하였다. 또한 알지네이트와 상피세포성장인자의 농도는 0.02%(w/v)가 되도록 하였다.Next, an alginate-epithelial cell growth factor complex was prepared and light scattering analysis was performed on it. The alginate solution (pH 3.0-9.0) was mixed with the epithelial cell growth factor solution prepared with the same buffer solution used in the preparation of the alginate solution, and the carboxyl group of the alginate and the amino group of the epithelial cell growth factor were made to have a molar ratio of 1:1. . In addition, the concentration of alginate and epithelial cell growth factor was set to 0.02% (w/v).

1.3 모노올레인 큐빅상의 제조1.3 Preparation of monoolein cubic phase

알지네이트, 시스타민, 상피세포성장인자가 포함되며 스테릴 트리메틸 암모늄 클로라이드가 이중층에 삽입된 모노올레인 큐빅상을 제조하였다. A monoolein cubic phase containing alginate, cystamine, and epithelial cell growth factor and containing steryl trimethyl ammonium chloride in the bilayer was prepared.

먼저 10㎖ 용기에 모노올레인 2g 및 스테릴 트리메틸 암모늄 클로라이드 4㎎을 함께 넣고 50℃로 유지된 항온수조에 담가 혼합용융물(mixture melt)을 수득한 후 35℃까지 냉각시켰다.First, 2 g of monoolein and 4 mg of steryl trimethyl ammonium chloride were put together in a 10 ml container, and then immersed in a constant temperature water bath maintained at 50° C. to obtain a mixture melt and then cooled to 35° C.

다음으로 시스타민(0㎎, 6.2㎎, 또는 9.9㎎), 알지네이트(0㎎, 또는 20㎎), 및 상피세포성장인자(0㎎, 또는 20㎎)를 pH가 8로 적정된 증류수에 녹여 혼합용액을 제조하였으며, 상기 혼합용액은 알지네이트의 카르복실기와 시스타민의 아미노기의 몰비가 각각 0:0, 1:0, 1:0.5, 또는 1:0.8이 되도록 조절하였다.Next, cystamine (0 mg, 6.2 mg, or 9.9 mg), alginate (0 mg, or 20 mg), and epidermal growth factor (0 mg, or 20 mg) were dissolved in distilled water with a pH of 8 and mixed. A solution was prepared, and the mixed solution was adjusted so that the molar ratio of the carboxyl group of alginate and the amino group of cystamine was 0:0, 1:0, 1:0.5, or 1:0.8, respectively.

마지막으로 상기 혼합용액을 35℃까지 가열하여 혼합용융물의 온도와 동일하게 유지한 후 상기 가열된 혼합용액 0.857㎖을 상기 혼합용융물에 천천히 첨가하였다. 그 후 뚜껑을 씌우고 알루미늄호일로 포장한 후 상온(20 내지 23℃)에서 상기 혼합용융물이 완전히 수화되어 투명한 겔(gel)상태의 모노올레인 큐빅상을 제조하였다.Finally, the mixed solution was heated to 35° C. to maintain the same temperature as the mixed melt, and 0.857 ml of the heated mixed solution was slowly added to the mixed melt. After that, the cap was covered and wrapped with aluminum foil, and the mixed melt was completely hydrated at room temperature (20 to 23°C) to prepare a transparent gel-like monoolein cubic phase.

상기 제조한 모노올레인 큐빅상은 각각 모노올레인 큐빅상(a/b/c)로 표시하였다. 상기 a는 알지네이트의 몰수를 의미하며, b는 시스타민의 몰수를 의미하며, c는 상피세포성장인자를 의미하되 EGF라 표시하는 경우 상피세포성장인자 20㎎을 사용한 것을 의미하며 0으로 표시한 경우 상피세포성장인자 0㎎을 사용한 것을 의미한다. 상피세포성장인자의 경우 큐빅상에 포함되며 몰비를 계산한 후 첨가하였다.The prepared monoolein cubic phase was represented by a monoolein cubic phase (a/b/c), respectively. Where a means the number of moles of alginate, b means the number of moles of cystamine, c means epithelial growth factor, but when EGF is indicated, it means that 20 mg of epithelial growth factor is used, and when indicated as 0 It means using 0 mg of epithelial cell growth factor. In the case of epithelial cell growth factor, it was included in the cubic phase and was added after calculating the molar ratio.

상기의 방법으로 제조한 모노올레인 큐빅상은 하기 표 1과 같다.The monoolein cubic phase prepared by the above method is shown in Table 1 below.

모노올레인Monoolein STACSTAC 알지네이트Alginate 시스타민Cystamine EGFEGF 실시예 1Example 1 모노올레인 큐빅상(0/0)Monoolein Cubic Prize (0/0) 2g2g 4㎎4mg 0㎎0mg 0㎎0mg 0㎎0mg 실시예 2Example 2 모노올레인 큐빅상(1/0)Monoolein Cubic Prize (1/0) 2g2g 4㎎4mg 20㎎20mg 0㎎0mg 0㎎0mg 실시예 3Example 3 모노올레인 큐빅상(1/0.5)Monoolein Cubic Prize (1/0.5) 2g2g 4㎎4mg 20㎎20mg 6.2㎎6.2mg 0㎎0mg 실시예 4Example 4 모노올레인 큐빅상(1/0.8)Monoolein Cubic Award (1/0.8) 2g2g 4㎎4mg 20㎎20mg 9.9㎎9.9mg 0㎎0mg 실시예 5Example 5 모노올레인 큐빅상(0/0/EGF)Monoolein cubic phase (0/0/EGF) 2g2g 4㎎4mg 0㎎0mg 0㎎0mg 20㎎20mg 실시예 6Example 6 모노올레인 큐빅상(1/0/EGF)Monoolein cubic phase (1/0/EGF) 2g2g 4㎎4mg 20㎎20mg 0㎎0mg 20㎎20mg 실시예 7Example 7 모노올레인 큐빅상(1/0.5/EGF)Monoolein cubic phase (1/0.5/EGF) 2g2g 4㎎4mg 20㎎20mg 6.2㎎6.2mg 20㎎20mg 실시예 8Example 8 모노올레인 큐빅상(1/0.8/EGF)Monoolein cubic phase (1/0.8/EGF) 2g2g 4㎎4mg 20㎎20mg 9.9㎎9.9mg 20㎎20mg

1.4 모노올레인 큐빅상에 대한 전자현미경 분석1.4 Analysis of monoolein cubic phase by electron microscope

상기 모노올레인 큐빅상은 Pluronic F127 용액(1.2% (w/v))이 10㎖씩 분주된 20㎖ 용기에 100mg씩 첨가하였으며 수조형 초음파분해기(VC 505, Sonic & Materials, USA)에서 30초 간격으로 펄스를 가하면서 30분간 균질화하였다. 상기의 방법으로 미분화한 큐빅상 현탄액 1㎖은 PTA 용액(2% (w/v)) 1㎖과 혼합하였으며 상기 혼합액은 상온에서 4시간동안 두었다. 포름바르/코퍼 코팅 그리드를 상기 혼합물 현탄액으로 적시고 공기중에서 건조하였다. 상기 샘플에 대한 전자현미경(LEO 912AB OMEGA, LEO Elektrone-mikroskopie, Germany)을 이용하여 촬영하였다.The monoolein cubic phase was added 100 mg each to a 20 mL container in which 10 mL of Pluronic F127 solution (1.2% (w/v)) was dispensed, and at 30 second intervals in a water bath ultrasonicator (VC 505, Sonic & Materials, USA). It was homogenized for 30 minutes while applying a pulse. 1 ml of the cubic suspension solution micronized by the above method was mixed with 1 ml of a PTA solution (2% (w/v)), and the mixture was left at room temperature for 4 hours. The formvar/copper coated grid was wetted with the suspension of the mixture and dried in air. The sample was photographed using an electron microscope (LEO 912AB OMEGA, LEO Elektrone-mikroskopie, Germany).

1.5 모노올레인 큐빅상에 대한 시차주사열량계 및 편광현미경 분석1.5 Differential Scanning Calorimeter and Polarization Microscopy Analysis of Monoolein Cubic Phase

제조한 모노올레인 큐빅상의 열에 의해 유도된 상변이를 관찰하기 위하여 시차주사열량계(differential scanning calorimetry, DSC)와 편광현미경을 사용하였다. 큐빅상 5 내지 7㎎을 밀폐된 팬에 넣은 후 뚜껑을 쒸우고 압력을 가하여 밀폐하였다(Tzero Sample Press Kit, TA Instruments, USA). 상기 팬은 시차주사열량계(DSC Q2000, TA Instruments, USA; installed in the Central Laboratory of Kangwon National University)에 넣고 35 내지 70℃에서 스캔하였다.A differential scanning calorimetry (DSC) and a polarizing microscope were used to observe the phase shift induced by heat in the prepared monoolein cubic phase. After putting 5 to 7 mg of cubic phase in a sealed pan, the lid was opened and pressure was applied to seal it (Tzero Sample Press Kit, TA Instruments, USA). The pan was placed in a differential scanning calorimeter (DSC Q2000, TA Instruments, USA; installed in the Central Laboratory of Kangwon National University) and scanned at 35 to 70°C.

편광현미경 분석을 위하여 모노올레인 큐빅상 cell을 제조하였다. 먼저 폴리프로필렌으로 제조한 O-링을 글루를 이용하여 커버글라스에 부착하였다. 그리고 충분한 양의 모노올레인 큐빅상을 필름사이의 공간에 넣고 그 위에 다른 커버글라스를 덮은 후 손가락으로 압력을 가하여 완전히 밀착되도록 하였다. 상기 제조한 cell을 온도조절장치(HS81, Mettler Toledo, USA)에 위치시킨 후 동일한 온도범위로 가열하면서 편광현미경을 통해 모노올레인 큐빅상의 이미지를 촬영하였다.A monoolein cubic cell was prepared for polarization microscope analysis. First, an O-ring made of polypropylene was attached to the cover glass using a glue. Then, a sufficient amount of the monoolein cubic phase was placed in the space between the films, covered with another cover glass, and pressure was applied with a finger to make it completely close. After placing the prepared cell in a temperature control device (HS81, Mettler Toledo, USA), while heating to the same temperature range, a monoolein cubic image was photographed through a polarizing microscope.

1.6 상피세포성장인자의 방출량 측정1.6 Measurement of the amount of epithelial growth factor released

상피세포성장인자 방출량 측정용액(방출용액)으로서 환원글루타치온(Reduced glutathione, GSH)이 0mM, 2mM, 또는 10mM의 농도로 녹아 있는 pH 4.0, 5.5, 또는 7.4 완충용액(150mM)을 사용하였다. A pH 4.0, 5.5, or 7.4 buffer solution (150mM) in which reduced glutathione (GSH) is dissolved in a concentration of 0mM, 2mM, or 10mM was used as the epithelial cell growth factor release measurement solution (release solution).

10㎖ 용기에 상기 방출용액(release medium) 3㎖을 넣은 후 큐빅상(0/0/EGF), 큐빅상(1/0/EGF), 또는 큐빅상(1/0.8/EGF) 2g을 첨가하고 뚜껑을 닫았다. 72시간 후 상기 샘플로부터 방출용액 150㎕를 채취하고 동일한 방출용액을 채워 넣었다. 상기 채취한 방출용액에 대하여 쿠마시 플러스 에세이(Pierce Biotechnology, USA)를 수행하여 상피세포성장인자의 농도를 측정하였다. 상기 상피세포성장인자의 방출 정도는 큐빅상에 탑재시킨 초기 상피세포성장인자의 양에 대비하여 방출된 상피세포성장인자의 양을 의미한다.After putting 3 ml of the release medium in a 10 ml container, 2 g of cubic phase (0/0/EGF), cubic phase (1/0/EGF), or cubic phase (1/0.8/EGF) were added, and I closed the lid. After 72 hours, 150 µl of the release solution was taken from the sample, and the same release solution was filled. Coomassie plus assay (Pierce Biotechnology, USA) was performed on the collected release solution to measure the concentration of epithelial cell growth factors. The degree of release of the epithelial cell growth factor refers to the amount of the epithelial cell growth factor released compared to the amount of the initial epithelial cell growth factor mounted on the cubic phase.

2. 실험결과2. Experiment result

2.1 알지네이트 복합체에 대한 광산란 분석결과2.1 Light scattering analysis result of alginate complex

도 2의 패널(A)는 pH 및 카르복실기와 아미노기의 몰비에 따른 알지네이트-시스타민 복합체 혼합용액의 광산란 세기변화정도를 보여준다. Panel (A) of FIG. 2 shows the degree of change in light scattering intensity of the mixed solution of the alginate-cystamine complex according to the pH and the molar ratio of the carboxyl group and the amino group.

상기 혼합용액의 광산란 세기는 pH가 낮을수록 강한 것으로 확인되었다. 상기 혼합용액의 pH가 9.0에서 3.0으로 변하는 경우, 상기 광산란 세기는 105kcps (kilo count per second)에서 260kcp으로 증가하는 것이 확인되었다(도 2의 패널(A)의 검은 점 그래프 참조). 상기 광산란의 세기가 증가한다는 것은 광을 산란할 수 있는 불용성물질의 양이 증가한 것을 의미한다.It was confirmed that the light scattering intensity of the mixed solution was stronger as the pH was lowered. When the pH of the mixed solution was changed from 9.0 to 3.0, it was confirmed that the light scattering intensity increased from 105 kcps (kilo count per second) to 260 kcp (refer to the black dot graph in panel (A) of FIG. 2). Increasing the intensity of light scattering means that the amount of insoluble matter capable of scattering light is increased.

시스타민 한 개의 분자는 2개의 말단 아미노기를 가지고 있다. 따라서 상기 아미노기는 정전기적 상호결합에 의해 알지네이트 사슬과 교차결합을 이룰 수 있으며 이는 불용성 복합체의 형성으로 이어진다. 낮은 pH 환경에서 상기 아미노기는 수소와 결합하려는 경향이 더 강해지므로 정전기적 착화합물의 생성이 더 유리해진다. 상기 혼합용액의 pH를 3.0으로 고정시키고 카르복실기와 아미노기의 몰비를 변화시켜 광산란 세기를 특정한 결과, 상기 몰비가 1:0인 경우에서 광산란 세기가 약 106 kcps인 것으로 확인되었다(도 2의 패널(A)의 흰점 그래프 참조). 상기 결과는 pH 3.0인 혼합용액에서 알지네이트가 불용성 물질로서 존재한다는 것을 의미한다. One molecule of cystamine has two terminal amino groups. Therefore, the amino group can cross-link with the alginate chain by electrostatic mutual bonding, which leads to the formation of an insoluble complex. In a low pH environment, the amino group has a stronger tendency to bind with hydrogen, so that the formation of electrostatic complexes is more advantageous. As a result of specifying the light scattering intensity by fixing the pH of the mixed solution to 3.0 and changing the molar ratio of the carboxyl group and the amino group, it was confirmed that the light scattering intensity was about 106 kcps when the molar ratio was 1:0 (Fig. 2 ), see white point graph). The above result means that alginate is present as an insoluble substance in the mixed solution of pH 3.0.

산성 환경에서 카르복실이기는 비이온화된 형태로 존재하게 되므로 분자간의 정전기적 반발력이 상대적으로 약해진다. 따라서 상기 산성 환경에서 알지네이트 사슬은 서로 엉켜 불용성으로 존재하게 된다. 상기 pH 3.0 환경에서의 광산란 결과는 상기 엉킨 알지네이트 사슬에 의한 것으로 판단된다.Since the carboxyl group exists in a non-ionized form in an acidic environment, the electrostatic repulsive force between molecules becomes relatively weak. Therefore, in the acidic environment, alginate chains are entangled with each other to exist insoluble. The light scattering result in the pH 3.0 environment is considered to be due to the entangled alginate chain.

카르복실기와 아미노기의 몰비가 1:0 내지 0.5인 경우, 상기 광산란 세기는 약 100kcp로 거의 일정한 것으로 확인된다(도 2의 패널(A)의 흰점 그래프 참조). 산성 환경에서 시스타민의 아미노기 역시 수소와 결합하려는 경향이 강한데, 상기 특성은 알지네이트 사슬과의 교차결합에 사용될 수 있고 상기 교차결합이 이루어지면 불용성의 겔(gel)상태인 알지네이트-시스타민 복합체가 형성된다. 그러나 도 2의 결과에 따르면, 카르복실기과 아미노기의 몰비가 1:0.5로 증가했음에도 광산란 수치가 상승하지 않은 것이 확인된다. 이는 시스타민의 양이 적어 알지네이트와 불용성 복합체를 형성할 수 없었기 때문으로 판단된다. 또한 카르복실기과 아미노기의 몰비가 1:0.5에서 1:1.5로 상승되면 광산란세기는 103kcps에서 294kcps로 급격히 증가하는 것이 확인된다. 이는 시스타민의 상대적인 양이 증가함에 따라 교차결합에 참여하는 분자의 양 또한 증가하게 되었고, 이로 인해 불용성 알지네이트-시스타민 복합체가 생성되어 광산란 세기를 향상시켰기 때문으로 판단된다. When the molar ratio of the carboxyl group and the amino group is 1:0 to 0.5, it is confirmed that the light scattering intensity is almost constant at about 100 kcp (refer to the white dot graph in panel (A) of FIG. 2). In an acidic environment, the amino group of cystamine also has a strong tendency to bind with hydrogen.This property can be used for cross-linking with the alginate chain, and when the cross-linking is achieved, an insoluble gel-like alginate-cystamine complex is formed. do. However, according to the results of FIG. 2, it is confirmed that the light scattering value did not increase even though the molar ratio of the carboxyl group and the amino group increased to 1:0.5. This is believed to be due to the fact that the amount of cystamine was small, so that it was not possible to form an insoluble complex with alginate. In addition, when the molar ratio of carboxyl group and amino group increases from 1:0.5 to 1:1.5, it is confirmed that the light scattering intensity increases rapidly from 103 kcps to 294 kcps. This is believed to be because the amount of molecules participating in the cross-linking also increased as the relative amount of cystamine increased, resulting in the formation of an insoluble alginate-cystamine complex, which improved the intensity of light scattering.

다른 한편으로는 카르복실기와 아미노기의 몰비를 1:1.5에서 1:5까지 향상시키는 경우, 광산란 세기가 오히려 294kcps에서 97kcps로 감소하는 것이 확인된다. 광산란 세기가 최대값을 가지는 경우는 정전기적 상호결합이 최대치에 달하는 경우이다. 따라서 카르복실기와 아미노기의 몰비가 1:5인 경우, 알지네이트의 카르복실기가 시스타민의 아미노기에 의해 포화된 이유로 광산란 세기가 오히려 감소한 것으로 판단된다(도 2의 패널(A)의 흰점 그래프 참조). 알지네이트의 카르복실기와 시스타민의 아미노기의 몰비가 1:1.5에서 1:5로 증가하게 되면, 시스타민의 아미노기는 화학양론적으로 초과한 상태가 되므로 알지네이트의 카르복실이기를 포화시키게 된다. 따라서 상기 몰비가 1:1.5에서 1:5로 증가함에 따라 알지네이트의 양은 감소하고 이는 알지네이트-시스타민 복합체의 형성을 감소시키므로 광산란 세기 또한 감소하게 된다.On the other hand, when the molar ratio of the carboxyl group and the amino group is increased from 1:1.5 to 1:5, it is confirmed that the light scattering intensity rather decreases from 294 kcps to 97 kcps. The case where the light scattering intensity has a maximum value is when the electrostatic interconnection reaches the maximum value. Therefore, when the molar ratio of the carboxyl group and the amino group is 1:5, it is judged that the light scattering intensity is rather reduced because the carboxyl group of the alginate is saturated by the amino group of cystamine (refer to the white dot graph in Fig. 2). When the molar ratio of the carboxyl group of alginate and the amino group of cystamine increases from 1:1.5 to 1:5, the amino group of cystamine is stoichiometrically exceeded, thus saturating the carboxyl group of alginate. Accordingly, as the molar ratio increases from 1:1.5 to 1:5, the amount of alginate decreases, which decreases the formation of the alginate-cystamine complex, and thus the intensity of light scattering decreases.

알지네이트를 전혀 사용하지 않아 카르복실기와 아미노기의 몰비가 0:1인 경우, 광산란 세기는 거의 0kcps에 가까운 것으로 확인된다. 이는 시스타민-알지네이트 복합체 겔이 전혀 생성되지 않았기 때문으로 판단된다.When no alginate is used and the molar ratio of carboxyl group and amino group is 0:1, the light scattering intensity is confirmed to be close to 0kcps. This is believed to be because cystamine-alginate complex gel was not produced at all.

도 2의 패널(B)는 pH 변화에 따른 알지네이트와 상피세포성장인자 혼합물의 광산란 세기 측정결과를 보여준다. pH가 2.4에서 4.2로 상승하는 경우, 광산란 세기값은 324kcps에서 904kcps로 상승하는 것이 확인된다.Panel (B) of Figure 2 shows the light scattering intensity measurement result of alginate and epithelial cell growth factor mixture according to the pH change. When the pH rises from 2.4 to 4.2, it is confirmed that the value of the light scattering intensity rises from 324 kcps to 904 kcps.

상피세포성장인자의 등전점은 pH4.6이다. 상기 pH에 존재하는 상피세포성장인자는 양전하를 가지게 된다. 양전하 상태인 상피세포성장인자는 알지네이트와 같이 음전하를 가지는 다당류와 결합하게 되고 이는 복합 코아세르베이트(complex coacervate)의 형성으로 이어진다. 상기 복합 코아세르베이트가 바로 상기 광산란의 원인이 된 것으로 판단된다. 알지네이트에 포함된 카르복실기의 이온화 정도는 pH값의 상승에 비례하기 때문에 상기 상피세포성장인자가 양전하상태로 존재하는 한 높은 pH 환경일수록 복합 코아세르베이트의 형성량도 증가된다. 상기 결과는 pH가 2.4에서 4.3으로 상승함에 따라 광산란 세기가 상승하는 결과를 설명해 준다. The isoelectric point of epithelial cell growth factor is pH 4.6. The epithelial cell growth factor present at the pH has a positive charge. The positively charged epithelial cell growth factor binds to a polysaccharide having a negative charge, such as alginate, which leads to the formation of complex coacervate. It is determined that the complex coacervate is the cause of the light scattering. Since the degree of ionization of the carboxyl group contained in alginate is proportional to the increase of the pH value, as long as the epithelial cell growth factor is present in a positively charged state, the amount of complex coacervate formed increases in a higher pH environment. The above result explains the result that the intensity of light scattering increases as the pH increases from 2.4 to 4.3.

pH가 4.2에서 5.0을 상승하는 경우 상기 광산란 세기는 904kcps에서 780kcps로 감소하는 것이 확인된다. 상피세포성장인자의 등전점이 pH4.6이기 때문에 pH가 4.2에서 5.0으로 상승하게 되면 상피세포성장인자의 전하는 양전하에서 음전하로 변화하게 된다. 상기 변화는 상기 복합코아세르베이트의 형성을 저하시키는 원인이 된다. When the pH rises from 4.2 to 5.0, it is confirmed that the light scattering intensity decreases from 904 kcps to 780 kcps. Since the isoelectric point of the epithelial cell growth factor is pH 4.6, when the pH is increased from 4.2 to 5.0, the charge of the epithelial cell growth factor changes from a positive charge to a negative charge. This change causes the formation of the composite coacervate to be lowered.

또한 pH가 5.0에서 6.3으로 증가하는 경우, 상기 광산란 세기는 780kcps에서 103kcps로 저하된다. 상기 pH범위에서는 pH값이 증가함에 따라 상피세포성장인자의 음전하량이 증가하게 된다. 이로 인하여 양전하를 가지는 알지네이트와 상피세포성장인자간의 정전기적 상호결합이 저하되어 복합 코아세르베이트의 형성이 급격히 저하되므로 광산란 세기 또한 급격한 저하된다. pH값이 6.3에서 8.0으로 상승하게 되면, 상기 광산란 세기는 103kcps에서 8kcps로 서서히 저하되며 상기 pH값이 8.0 내지 9.0이 되면 상기 광산란 세기는 “0”에 가깝게 된다. 상피세포성장인자는 pH 8.0 내지 9.0인 환경에서 알지네이트와 정전기적으로 결합하기 어려우며 다만 소량의 복합 코아세르베이트만을 형성하게 된다. 그 이유는 상기 pH 범위가 상피세포성장인자의 등전점으로부터 멀리 떨어져있어 강한 음전하를 띄게 되기 때문이다.Also, when the pH is increased from 5.0 to 6.3, the light scattering intensity decreases from 780 kcps to 103 kcps. In the above pH range, as the pH value increases, the amount of negative charge of the epithelial cell growth factor increases. As a result, the electrostatic interaction between the positively charged alginate and the epithelial cell growth factor is reduced, and the formation of the complex coacervate is rapidly reduced, and thus the intensity of light scattering is also rapidly decreased. When the pH value rises from 6.3 to 8.0, the light scattering intensity gradually decreases from 103 kcps to 8 kcps, and when the pH value is 8.0 to 9.0, the light scattering intensity approaches "0". Epithelial cell growth factor is difficult to electrostatically bind with alginate in an environment of pH 8.0 to 9.0, but only a small amount of complex coacervate is formed. The reason is that the pH range is far from the isoelectric point of the epithelial cell growth factor and thus has a strong negative charge.

2.2 모노올레인 큐빅상에 대한 전자현미경 분석 결과2.2 Results of electron microscopy analysis of monoolein cubic phase

도 3은 모노올레인 큐빅상(0/0), 모노올레인 큐빅상(1/0), 모노올레인 큐빅상(1/0.8) 및 모노올레인 큐빅상(1/0.8/EGF)에 대한 전자현미경 관찰결과를 보여준다. 흰색선은 워터채널(water channel)을 의미하며 검은색선은 지방이중층을 의미한다. 도 3의 결과에 의하면 상기 워터채널(흰색선)과 지방이중층(검은색선)은 서로 구부러진 상태로 확인된다. 전자현미경 샘플 제조에 사용하는 중금속 성분의 PTA는 수용성이다. 참고로, 샘플제조를 위한 염색과정에서 상기 PTA는 워터채널내로 쉽게 침투될 수 있는데 이로 인하여 워터채널내로 전자빔이 잘 침투되지 않아 상기 워터채널은 흰색으로 관찰되게 된다. 비뚤어진 흰색선과 검은색선은 모든 큐빅상의 전자현미경 관찰결과에서 확인되며 이는 모든 큐빅상이 동일한 구조를 가진다는 것을 의미한다.Figure 3 is for monoolein cubic phase (0/0), monoolein cubic phase (1/0), monoolein cubic phase (1/0.8) and monoolein cubic phase (1/0.8/EGF) Shows the result of observation under an electron microscope. The white line means the water channel and the black line means the fat bilayer. According to the result of FIG. 3, the water channel (white line) and the fat double layer (black line) are confirmed to be bent to each other. PTA as a heavy metal component used in electron microscope sample preparation is water-soluble. For reference, during the dyeing process for sample preparation, the PTA can easily penetrate into the water channel. As a result, the electron beam does not penetrate well into the water channel, so that the water channel is observed as white. The crooked white lines and black lines are confirmed by electron microscope observations of all cubic phases, which means that all cubic phases have the same structure.

상기 결과를 통하여 알지네이트, 시스타민 및 상피세포성장인자는 큐빅상의 구조에 영향주지 않는다는 것을 확인하였다. 상기 알지네이트, 시스타민 및 상피세포성장인자는 수용성이므로 워터채널 내부에만 존재하게 되고 이중층과 상호 결합할 우려가 없다. 따라서 상기 알지네이트, 시스타민 및 상피세포성장인자는 큐빅상의 구조적 영향에 대한 우려 없이 안전하게 적용될 수 있을 것으로 판단된다.Through the above results, it was confirmed that alginate, cystamine and epithelial cell growth factor did not affect the cubic structure. The alginate, cystamine, and epithelial cell growth factor are water-soluble, so they exist only inside the water channel and there is no fear of mutual bonding with the bilayer. Therefore, it is believed that the alginate, cystamine, and epithelial cell growth factor can be safely applied without concern about the structural effect of the cubic phase.

2.3 모노올레인 큐빅상에 대한 시차주사열량계 및 편광현미경 분석 결과2.3 Differential Scanning Calorimeter and Polarization Microscopy Analysis Results of Monoolein Cubic Phase

도 4의 패널(A)는 모노올레인 큐빅상(0/0), 모노올레인 큐빅상(1/0), 모노올레인 큐빅상(1/0.5), 및 모노올레인 큐빅상(1/0.8)에 대한 시차주사열량계 측정결과를 보여준다. 모노올레인 큐빅상(0/0)의 경우 60.2℃ 부근에서 흡열피크를 보였다. 모노올레인 큐빅상은 가열하면 큐빅상-육각상 전이(cubic to hexagonal transition)가 일어난다는 것이 알려져 있다. 따라서 상기 모노올레인 큐빅상(0/0)의 흡열피크는 큐빅상-육각상 전이가 일어나는 온도를 의미하는 것으로 판단된다. 모노올레인 큐빅상(1/0)의 경우, 52.0℃ 부근에서 흡열피크를 보였으며 모노올레인 큐빅상(0/0) 비하여 8℃ 낮은 온도에서 큐빅상-육각상 전이를 보이는 것으로 확인되었다. Panel (A) of FIG. 4 is a monoolein cubic phase (0/0), a monoolein cubic phase (1/0), a monoolein cubic phase (1/0.5), and a monoolein cubic phase (1/ 0.8) shows the results of differential scanning calorimetry. In the case of the monoolein cubic phase (0/0), an endothermic peak was observed around 60.2°C. It is known that a cubic to hexagonal transition occurs when the monoolein cubic phase is heated. Therefore, the endothermic peak of the monoolein cubic phase (0/0) is determined to mean the temperature at which the cubic phase-hexagonal phase transition occurs. In the case of the monoolein cubic phase (1/0), it was confirmed that the endothermic peak was shown around 52.0°C, and the cubic phase-hexagonal phase transition was observed at 8°C lower than that of the monoolein cubic phase (0/0).

알지네이트와 스테릴 트리메틸 암모늄 클로라이드는 모노올레인 큐빅상(1/0)에 포함되어 있으나 모노올레인 큐빅상(0/0)에는 포함되어 있지 않다. 알지네이트는 수용성이며 모노올레인 큐빅상의 워터채널내에 위치하게 된다. 따라서 상기 알지네이트는 큐빅상의 상전이 및 이중층의 모노올레인 패킹에만 작은 영향만을 줄 수 있다.Alginate and steryl trimethyl ammonium chloride are contained in the monoolein cubic phase (1/0), but not in the monoolein cubic phase (0/0). Alginate is water soluble and is located in the water channel on a cubic monoolein. Therefore, the alginate may have only a small effect on the cubic phase transition and monoolein packing of the double layer.

이에 반하여 상기 스테릴 트리메틸 암모늄 클로라이드는 양친성 성질이 있어 모노올레인 이중층에 삽입되어 존재할 수 있고 상기 이중층을 따라 유동할 수 도 있어 상전이온도를 저하시키는 원인이 된다. On the other hand, the steryl trimethyl ammonium chloride has amphiphilic properties, so that it may be present by being inserted into the monoolein bilayer, and may flow along the bilayer, thereby lowering the phase transition temperature.

모노올레인 큐빅상(1/0.5) 및 모노올레인 큐빅상(1/0.8)의 경우 각각 49.4℃ 및 48.2℃에서 상전이가 일어나는 것으로 확인된다. 상기 상전이 온도는 큰 차이가 없지만 모노올레인 큐빅상(1/0)에 대비하여 1 내지 3℃ 정도 낮은 것으로 판단된다. 시스타민 분자는 알지네이트 사슬과 정전기적으로 상호 결합하며 교차결합하여 사슬을 형성할 수 있다. 따라서 대부분의 시스타민 분자들은 알지네이트와 함께 워터채널내에 머물게 된다. 시스타민의 낮은 수용성 때문에 일부 시스타민 분자는 지방이중층 사이에 끼어들어 상전이 온도를 저하시키기도 한다. In the case of the monoolein cubic phase (1/0.5) and the monoolein cubic phase (1/0.8), it was confirmed that the phase transition occurred at 49.4°C and 48.2°C, respectively. Although there is no significant difference in the phase transition temperature, it is determined to be about 1 to 3°C lower than that of the monoolein cubic phase (1/0). Cystamine molecules electrostatically interact with alginate chains and can cross-link to form chains. Thus, most of the cystamine molecules stay in the water channel along with the alginate. Because of the low water solubility of cystamine, some cystamine molecules can get caught between the fat bilayers and lower the phase transition temperature.

도 4의 패널(B)는 모노올레인 큐빅상(1/0/EGF), 모노올레인 큐빅상(1/0.5/EGF) 및 모노올레인 큐빅상(1/0.8/EGF)의 시차주사열량계 측정결과를 보여준다. 모노올레인 큐빅상(1/0/EGF), 모노올레인 큐빅상(1/0.5/EGF), 모노올레인 큐빅상(1/0.8/EGF)의 경우 각각 51.6℃, 49.3℃, 및 48.2℃에서 상전이가 일어나는 것으로 확인된다. 상기 상전이 온도는 도 4의 패널(A)에 도시된 모노올레인 큐빅상(1/0), 모노올레인 큐빅상(1/0.5), 모노올레인 큐빅상(1/0.8)의 시차주사열량계 측정결과 유사한 것으로 판단된다. 따라서 상피세포성장인자에 의한 모노올레인 큐빅상의 상전이 변화는 미미한 것으로 판단된다. 상기와 같이 상피세포성장인자에 의한 모노올레인 큐빅상의 상전이 변화가 미미한 것은 상피세포성장인자가 수용성으로서 워터채널 내부에만 위치하기 때문으로 판단된다.Panel (B) of FIG. 4 is a differential scanning calorimeter of a monoolein cubic phase (1/0/EGF), a monoolein cubic phase (1/0.5/EGF), and a monoolein cubic phase (1/0.8/EGF). Shows the measurement result. In the case of monoolein cubic phase (1/0/EGF), monoolein cubic phase (1/0.5/EGF), and monoolein cubic phase (1/0.8/EGF), 51.6°C, 49.3°C, and 48.2°C, respectively It is confirmed that a phase transition occurs in. The phase transition temperature is a differential scanning calorimeter of a monoolein cubic phase (1/0), a monoolein cubic phase (1/0.5), and a monoolein cubic phase (1/0.8) shown in panel (A) of FIG. It is judged to be similar as a result of the measurement. Therefore, it is judged that the change in the phase transition of the monoolein cubic phase by the epithelial cell growth factor is insignificant. As described above, the change in the phase transition of the monoolein cubic phase by the epithelial cell growth factor is considered to be insignificant because the epithelial cell growth factor is water-soluble and is located only inside the water channel.

도 5는 모노올레인 큐빅상(0/0), 모노올레인 큐빅상(1/0), 모노올레인 큐빅상(1/0.5), 모노올레인 큐빅상(1/0.8)에 대한 편광광학 현미경 관찰 결과를 보여준다. 5 is a polarization optics for a monoolein cubic phase (0/0), a monoolein cubic phase (1/0), a monoolein cubic phase (1/0.5), and a monoolein cubic phase (1/0.8). Shows the results of microscopic observation.

모노올레인 큐빅상(0/0)에 대하여 59.3℃이상 가열한 결과, 복굴절 패턴이 관찰되는 것이 확인되었다. 일반적으로 큐빅상(cubic phase)은 광학적으로 등방성을 보이는 반면, 육각상(hexagonal phase)은 광학적으로 비등방성을 보인다. 상기 광학적 비등방성은 편광현미경에서 복굴절 패턴으로 나타난다. 따라서 모노올레인 큐빅상을 상기 온도 이상으로 가열하게 되면 큐빅상-육각상 전이가 일어난다는 것을 의미한다. 편광현미경 관찰결과에 따르면, 모노올레인 큐빅상(1/0), 모노올레인 큐빅상(1/0.5) 및 모노올레인 큐빅상(1/0.8)의 상전이 온도는 각각 52.1℃, 50.2℃, 및 48.8℃인 것으로 확인되었다.As a result of heating the monoolein cubic phase (0/0) to 59.3°C or higher, it was confirmed that a birefringence pattern was observed. In general, the cubic phase is optically isotropic, while the hexagonal phase is optically anisotropic. The optical anisotropy appears as a birefringent pattern in a polarizing microscope. Therefore, when the monoolein cubic phase is heated above the temperature, it means that the cubic phase-hexagonal phase transition occurs. According to the observation results under a polarizing microscope, the phase transition temperatures of the monoolein cubic phase (1/0), the monoolein cubic phase (1/0.5), and the monoolein cubic phase (1/0.8) were 52.1°C, 50.2°C, respectively, And 48.8°C.

상기 시차주사열량계 측정결과와 동일하게 편광광학현미경 관찰결과에서도 스테릴 트리메틸 암모늄 클로라이드와 시스타민이 모노올레인 큐빅상의 상전이 온도를 저하시키는 것이 확인되었다. 모노올레인 큐빅상(1/0/EGF), 모노올레인 큐빅상(1/0.5/EGF), 및 모노올레인 큐빅상(1/0.8/EGF)의 상전이는 각각 50.2℃, 49.2℃, 및 48.6℃ 부근에서 나타나는 것으로 확인되었다. 상기 시차주사열량계 측정결과와 동일하게, 편광광학현미경의 관찰결과에서도 상피세포성장인자에 의한 상전이 특성의 변화는 미미한 것으로 확인되었다.In the same way as the differential scanning calorimeter measurement result, in the observation result with a polarizing optical microscope, it was confirmed that steryl trimethyl ammonium chloride and cystamine lowered the phase transition temperature of the monoolein cubic phase. The phase transition of the monoolein cubic phase (1/0/EGF), the monoolein cubic phase (1/0.5/EGF), and the monoolein cubic phase (1/0.8/EGF) was 50.2°C, 49.2°C, and It was found to appear around 48.6°C. In the same way as the differential scanning calorimeter measurement result, it was confirmed that the change in the phase transition characteristics due to the epithelial cell growth factor was insignificant in the observation result of a polarizing optical microscope.

2.4 상피세포성장인자의 방출량 측정2.4 Measurement of Epithelial Cell Growth Factor Release

먼저, 알지네이트와 시스타민을 포함하지 않은 모노올레인 큐빅상(0/0/EGF)에 탑재된 상피세포성장인자(epidermal growth factor, EGF)의 방출프로파일(release profile)을 측정하였다. 상기 모노올레인 큐빅상(0/0/EGF)을 pH 4.0, 5.5 또는 7.4이며 환원글루타치온(GSH) 0mM, 2mM 또는 10mM인 방출용액에 첨가한 후 상기 큐빅상으로부터 방출된 상피세포성장인자의 양을 측정하는 방법으로 수행하였다. First, the release profile of the epidermal growth factor (EGF) mounted on a monoolein cubic phase (0/0/EGF) that did not contain alginate and cystamine was measured. The amount of epithelial cell growth factor released from the cubic phase after adding the monoolein cubic phase (0/0/EGF) to a release solution having a pH of 4.0, 5.5 or 7.4 and a reduced glutathione (GSH) of 0mM, 2mM or 10mM It was carried out by a method of measuring.

실험결과, 최초 5시간 동안 대부분의 방출이 이루어지는 것이 확인되었으며 5시간 이후에는 방출이 거의 확인되지 않았다. 상기 모노올레인 큐빅상(0/0/EGF)의 방출패턴은 전형적인 포화 방출패턴을 보이는 것으로 확인되었으며 방출량은 2% 미만이었다. 그 이유는 상기 상피세포성장인자가 모노올레인 큐빅상의 워터채널과 유사한 크기를 가져 확산성이 낮기 때문으로 판단된다.As a result of the experiment, most of the release was confirmed during the first 5 hours, and almost no release was observed after 5 hours. The emission pattern of the monoolein cubic phase (0/0/EGF) was confirmed to have a typical saturated emission pattern, and the emission amount was less than 2%. The reason is considered to be that the epithelial cell growth factor has a size similar to that of a monoolein cubic water channel and thus has low diffusivity.

환원글루타치온의 농도를 고정하고 pH값을 변화시켜 상피세포성장인자의 방출량을 측정하였다. 실험결과, 상피세포성장인자의 방출량은 pH의 변화에 의해 거의 영향을 받지 않는 것으로 확인되었다. The concentration of reduced glutathione was fixed and the pH value was changed to measure the amount of epithelial growth factor released. As a result of the experiment, it was confirmed that the amount of epithelial growth factor released was hardly affected by the change in pH.

예를 들어, 방출용액의 환원글루타치온 농도를 0mM으로 고정시키고 pH를 4.0, 5.5 및 7.4로 조절한 후 상피세포성장인자의 방출량을 측정한 결과, 72시간 동안의 방출량(%)은 각각 1.3%(pH 4.0), 1.6%(pH 5.5) 및 1.6%(pH7.4)인 것으로 확인되었다.For example, as a result of measuring the amount of release of epithelial growth factor after fixing the concentration of reduced glutathione in the release solution to 0 mM and adjusting the pH to 4.0, 5.5 and 7.4, the release amount (%) for 72 hours was 1.3% ( pH 4.0), 1.6% (pH 5.5) and 1.6% (pH 7.4).

상기 결과는 모노올레인 큐빅상(0/0/EGF)에 사용된 모노올레인이 전기적으로 중성의 특징을 가지기 때문으로 판단된다. 상기 모노올레인은 전기적 성질이 거의 없으므로 상피세포성장인자와 정전기적 결합을 거의 하지 않는다. 따라서 pH값의 변화에 의한 상피세포성장인자의 방출량은 거의 변하지 않게 된다. The result is considered to be because the monoolein used in the monoolein cubic phase (0/0/EGF) has an electrically neutral characteristic. Since the monoolein has little electrical properties, it hardly performs electrostatic coupling with epithelial cell growth factors. Therefore, the amount of epithelial cell growth factor released by the change of the pH value hardly changes.

모노올레인 큐빅상(0/0/EGF)은 상피세포성장인자의 방출량(%)에 대한 환원글루타치온의 농도에 의한 영향 역시 미미한 것으로 확인되었다. 모노올레인 큐빅상(0/0/EGF)에는 환원가능한 물질이 포함되어 있지 않다. 따라서 상기 큐빅상에 탑재된 상피세포성장인자의 방출량(%)은 환원글루타치온과 같은 환원인자에 의해 영향을 거의 받지 않는다. In the monoolein cubic phase (0/0/EGF), it was confirmed that the effect of the concentration of reduced glutathione on the release amount (%) of epithelial growth factor was also insignificant. The monoolein cubic phase (0/0/EGF) does not contain any reducible substances. Therefore, the amount of release (%) of the epithelial cell growth factor mounted on the cubic phase is hardly affected by a reducing factor such as reduced glutathione.

알지네이트가 포함된 모노올레인 큐빅상(1/0/EGF)에 대하여 환원글루타치온 농도가 0mM, 2mM, 또는 10mM이며 pH가 4.0, 5.5, 또는 7.4인 방출용액에 첨가한 후 상피세포성장인자의 방출프로파일을 분석하였다. Release of epithelial cell growth factor after addition to a release solution having a reduced glutathione concentration of 0mM, 2mM, or 10mM and a pH of 4.0, 5.5, or 7.4 for the monoolein cubic phase (1/0/EGF) containing alginate The profile was analyzed.

실험결과, 모노올레인 큐빅상(1/0/EGF)의 상피세포성장인자의 방출량(%)은 모노올레인 큐빅상(0/0/EGF)의 결과와 유사하게 시간에 따라 방출량이 증가하는 것으로 확인되었다. As a result of the experiment, the amount of release (%) of epithelial growth factor in the monoolein cubic phase (1/0/EGF) was similar to the result of the monoolein cubic phase (0/0/EGF). Was confirmed.

먼저 환원글루타치온과 같은 환원인자에 의한 모노올레인 큐빅상(1/0/EGF)의 방출량 변화를 확인한 결과, 환원글루타치온에 의한 방출량 변화는 없는 것으로 확인되었다. 이는 상기 모노올레인 큐빅상(1/0/EGF)에 환원될 수 있는 물질이 포함되어 있지 않기 때문으로 판단된다.First, as a result of confirming the change in the amount of release of the monoolein cubic phase (1/0/EGF) due to a reducing factor such as reduced glutathione, it was confirmed that there was no change in the amount of release due to reduced glutathione. This is believed to be because the monoolein cubic phase (1/0/EGF) does not contain a material that can be reduced.

이와 반대로 pH값의 변화는 모노올레인 큐빅상(1/0/EGF)의 상피세포성장인자 방출량에 영향을 주는 것으로 확인되었다. 예를 들어 환원글루타치온의 농도가 0mM며 pH가 4.0, 5.5, 또는 7.4인 방출용액의 경우, 모노올레인 큐빅상(1/0/EGF)의 상피세포성장인자 방출량은 각각 1.4%(pH4.0), 2.1%(pH5.5), 또는 2.7%(pH7.4)인 것으로 확인 되었다. On the contrary, it was confirmed that the change of the pH value affects the amount of epithelial growth factor released in the cubic phase (1/0/EGF) of monoolein. For example, in the case of a release solution with a concentration of reduced glutathione of 0 mM and a pH of 4.0, 5.5, or 7.4, the amount of epithelial growth factor released in the cubic phase (1/0/EGF) of monoolein is 1.4% (pH4.0, respectively). ), 2.1% (pH5.5), or 2.7% (pH7.4).

방출용액의 pH값이 상피세포성장인자의 등전점(isoelectric point)보다 낮은 경우 상피세포성장인자는 양전하를 가지게 된다. 양전하를 가진 상피세포성장인자는 음전하를 가지는 다당류인 알지네이트와 전기적으로 결합하는데 상피세포성장인자와 알지네이트의 코아세르베이션(coacervation) 복합체화라 한다. 상피세포성장인자와 알지네이트가 코아세르베이션(coacervation)되면 방출량(%)이 저하된다. 이에 반하여 방출용액의 pH 값이 상피세포성장인자의 등전점 이상으로 상승하게 되면, 상피세포성장인자는 음전하를 가지게 되어 알지네이트와의 결합력이 저하된다. 도 2의 패널(B)의 결과에 따르면, 상피세포성장인자와 알지네이트의 코아세르베이션(coacervation) 복합체율은 상피세포성장인자의 등전점 이상의 pH 환경에서 급격히 감소되는 것이 확인된다. 상기 결과는 방출용액의 pH가 상승함에 따라 상피세포성장인자의 방출량(%)이 증가하는 것과 일치된다. When the pH value of the release solution is lower than the isoelectric point of the epithelial cell growth factor, the epithelial cell growth factor has a positive charge. The positively charged epithelial cell growth factor electrically binds to the negatively charged polysaccharide alginate, which is referred to as the coacervation complex of the epithelial cell growth factor and alginate. When the epithelial growth factor and alginate are coacervated, the amount of release (%) decreases. On the other hand, when the pH value of the release solution rises above the isoelectric point of the epithelial cell growth factor, the epithelial cell growth factor has a negative charge and the binding force with alginate decreases. According to the results of panel (B) of FIG. 2, it was confirmed that the rate of coacervation complex between the epithelial cell growth factor and alginate was rapidly decreased in the pH environment above the isoelectric point of the epithelial cell growth factor. The above result is consistent with the increase in the amount of epithelial growth factor released (%) as the pH of the release solution increases.

도 6은 알지네이트, 시스타민, 상피세포성장인자가 포함된 모노올레인 큐빅상(1/0.8/EGF)이 환원글루타치온의 농도가 0mM, 2mM, 또는 10mM며 pH가 4.0, 5.5, 또는 7.4인 방출용액에서 상피세포성장인자를 방출하는 프로파일을 분석한 결과를 보여준다. Figure 6 is a monoolein cubic phase (1/0.8/EGF) containing alginate, cystamine, and epithelial cell growth factor is released with a reduced glutathione concentration of 0mM, 2mM, or 10mM and a pH of 4.0, 5.5, or 7.4 The results of analyzing the profile of the release of epithelial growth factors in the solution are shown.

분석결과 모노올레인 큐빅상(1/0/EGF)과 유사하게 pH가 상승함에 따라 상피세포성장인자의 방출량(%) 역시 상승하는 것이 확인되었다. 예를 들어 상기 모노올레인 큐빅상(1/0/EGF)에 대하여 환원글루타치온의 농도가 0mM이며 pH가 4.0, 5.5 및 7.4인 방출용액에서 72시간동안 상피세포성장인자의 방출을 관찰한 결과, 상피세포성장인자의 방출량은 각각 1.1%(pH4.0), 1.7%(pH5.5) 및 2.7%(pH7.4)인 것으로 확인되었다. As a result of the analysis, similar to the monoolein cubic phase (1/0/EGF), it was confirmed that the amount of epithelial growth factor released (%) also increased as the pH increased. For example, as a result of observing the release of epithelial growth factor for 72 hours in a release solution having a concentration of reduced glutathione of 0 mM and a pH of 4.0, 5.5 and 7.4 for the monoolein cubic phase (1/0/EGF), The amount of epithelial growth factor released was found to be 1.1% (pH4.0), 1.7% (pH5.5) and 2.7% (pH7.4), respectively.

상기에서 설명한 바와 같이 pH가 4.0에서 7.4로 상승하게 되면, 상피세포성장인자와 알지네이트의 정전기적 결합력이 감소하게 되므로 상피세포성장인자의 방출이 촉진된다. As described above, when the pH is increased from 4.0 to 7.4, the electrostatic binding force between the epithelial cell growth factor and alginate decreases, and thus the release of the epithelial cell growth factor is promoted.

모노올레인 큐빅상(1/0.8/EGF)은 상기 모노올레인 큐빅상(1/0/EGF)와 달리, 방출용액에 포함된 환원글루타치온의 농도에 따라 탑재된 상피세포성장인자의 방출률(%)이 변화하는 것으로 확인되었다. 예를 들어 방출용액의 pH를 4.0으로 고정한 후 환원글루타치온의 농도를 각각 0, 2, 및 10mM로 조절한 경우, 72시간 동안 방출된 상피세포성장인자의 방출률(%)은 각각 1.1%(0mM), 1.6%(2mM) 및 2.3%(10mM)인 것으로 확인되었다.The monoolein cubic phase (1/0.8/EGF) differs from the monoolein cubic phase (1/0/EGF), and the release rate of the loaded epithelial cell growth factor according to the concentration of reduced glutathione contained in the release solution (% ) Was confirmed to change. For example, if the pH of the release solution is fixed to 4.0 and then the concentration of reduced glutathione is adjusted to 0, 2, and 10 mM, respectively, the release rate (%) of the epithelial growth factor released for 72 hours is 1.1% (0 mM), respectively. , 1.6% (2mM) and 2.3% (10mM).

상기 모노올레인 큐빅상(1/0.8/EGF)는 시스타민과 알지네이트를 모두 포함하고 있다. 상기 시스타민은 두 개의 말단 아미노기를 포함하고 있으며 상기 말단의 아미노기는 정전기적 결합을 통해 알지네이트와 결합하여 알지네이트-시스타민 복합체를 형성하게 된다(도 2(A) 참조). 상기 알지네이트-시스타민 복합체는 겔(gel)상태로서 상기 상피세포성장인자를 구속하게 된다.The monoolein cubic phase (1/0.8/EGF) contains both cystamine and alginate. The cystamine contains two terminal amino groups, and the amino group at the terminal is bonded to alginate through electrostatic bonding to form an alginate-cystamine complex (see FIG. 2(A)). The alginate-cystamine complex is in a gel state and constrains the epithelial cell growth factor.

그러나 상기 모노올레인 큐빅상(1/0.8/EGF)이 환원글루타치온이 포함된 방출용액에 존재하게 되면, 용액내의 환원인자가 상기 큐빅상의 워터채널 내부로 침투되어 시스타민의 이황화 결합(disulfide bond)을 제거하게 되고 이는 워터채널 내부의 공간을 확장시켜 상피세포성장인자의 확산을 촉진하게 되므로 방출량(%) 또한 증가하게 된다. However, when the monoolein cubic phase (1/0.8/EGF) is present in the release solution containing reduced glutathione, the reducing factor in the solution penetrates into the cubic phase water channel, resulting in a disulfide bond of cystamine. Is removed, which expands the space inside the water channel and promotes the diffusion of epithelial cell growth factors, thus increasing the amount of release (%).

정리하면, 모노올레인 큐빅상에는 알지네이트가 포함되어 있기 때문에 산성환경에서는 상기 큐빅상에 탑재된 상피세포성장인자의 방출이 억제되며 pH가 증가하게 되면 상기 큐빅상에 탑재된 상피세포성장인자의 방출이 증가된다. In summary, since alginate is contained in the monoolein cubic phase, the release of the epithelial cell growth factor mounted on the cubic phase is suppressed in an acidic environment, and when the pH increases, the release of the epithelial cell growth factor mounted on the cubic phase is suppressed. Is increased.

또한 알지네이트와 시스타민을 모두 포함하는 모노올레인 큐빅상은 환원글루타치온에 의해 시스타민의 이황화결합이 제거되어 워터채널의 공간이 확장되므로 큐빅상내에 탑재된 상피세포성장인자의 방출량이 상승하게 된다.In addition, in the monoolein cubic phase containing both alginate and cystamine, the disulfide bonds of cystamine are removed by reduced glutathione, thereby expanding the space of the water channel, so that the amount of release of the epithelial cell growth factor mounted in the cubic phase increases.

약물전달체는 체내에서 투입되기 전까지는 약물을 안전하게 보관하고 있다가 체내에 투입된 후에는 약물의 방출이 증진되어야 한다. 본 발명의 모노올레인 큐빅상은 상기 약물전달체의 성능에 부합하는 것으로 판단된다.The drug delivery system must safely store the drug until it is injected into the body, and the release of the drug must be enhanced after it is injected into the body. It is determined that the cubic phase monoolein of the present invention meets the performance of the drug delivery system.

본 발명의 모노올레인 큐빅상은 비환원상태 또는 등전점이하의 pH 환경에서는 상피세포성장인자의 방출이 억제되는 특징이 있다.The monoolein cubic phase of the present invention is characterized in that the release of epithelial cell growth factors is suppressed in a non-reducing state or a pH environment below the isoelectric point.

이에 반하여 본 발명의 알지네이트와 시스타민을 모두 포함하는 모노올레인 큐빅상은 등전점 이상의 pH 환경이나 환원상태의 환경에서는 탑재한 상피세포성장인자의 방출이 촉진되는데 상기 환경은 모두 인체 내의 환경과 유사한 환경이므로 약물전달체로서 사용이 가능한 장점이 있다. In contrast, the monoolein cubic phase containing both alginate and cystamine of the present invention promotes the release of the loaded epithelial cell growth factor in a pH environment above the isoelectric point or in a reduced state, but all of the above environments are similar to those in the human body. There is an advantage that it can be used as a drug delivery system.

3. 결론3. Conclusion

본 발명은 워터채널내에 알지네이트와 시스타민이 포함된 모노올레인 큐빅상에 관한 것이다. 본 발명의 큐빅상은 방출용액의 pH값 및 환원상태에 따라 내부에 탑재한 상피세포성장인자를 방출량이 조절되는 특징이 있다.The present invention relates to a monoolein cubic phase containing alginate and cystamine in a water channel. The cubic phase of the present invention is characterized in that the amount of release of the epithelial cell growth factor mounted therein is controlled according to the pH value and reduced state of the release solution.

알지네이트-시스타민 혼합용액에 대한 광산란 세기 측정결과에 따르면, pH 3.0에서의 알지네이트와 시스타민의 최대 교차결합정도는 카르복실기와 아미노기의 몰비가 1:1.5인 경우인 것으로 확인되었다. 또한 알지네이트와 상피세포성장인자의 코아세르베이트 복합체 형성은 알지네이트와 상피세포성장인자 사이의 정전기적 상호결합이 가장 우수한 pH 4.2에서 가장 잘 만들어지는 것으로 확인되었다. According to the light scattering intensity measurement results of the alginate-cystamine mixed solution, it was confirmed that the maximum degree of crosslinking between alginate and cystamine at pH 3.0 was when the molar ratio of carboxyl group and amino group was 1:1.5. In addition, it was confirmed that the formation of the coacervate complex between alginate and epithelial cell growth factor was best made at pH 4.2, where the electrostatic interaction between alginate and epithelial cell growth factor was the best.

전자현미경을 통하여 관찰한 결과 모노올레인 큐빅상이 성공적으로 제조된 것이 확인되었다. 시차주사열량계(differential scanning calorimetry, DSC) 및 편광현미경 관찰결과, 모노올레인 큐빅상의 상전이 온도는 스테릴 트리메틸 암모늄 클로라이드, 알지네이트 및 시스타민의 첨가에 의해 변화되는 특징이 있으나 상피세포성장인자에 의하여는 변화되지 않는 것이 확인되었다.As a result of observation through an electron microscope, it was confirmed that the monoolein cubic phase was successfully prepared. As a result of differential scanning calorimetry (DSC) and polarization microscopy observations, the phase transition temperature of the monoolein cubic phase is characterized by the addition of steryl trimethyl ammonium chloride, alginate, and cystamine, but the epithelial cell growth factor It was confirmed that it did not change.

상기 큐빅상에 탑재된 상피세포성장인자의 방출량(%)은 5시간 후에 최고치에 다다르는 것이 확인되었으며 상기 상피세포성장인자의 방출량(%)은 1.4 내지 4.1%인 것으로 확인되었다. It was confirmed that the release amount (%) of the epithelial cell growth factor mounted on the cubic phase reached the maximum after 5 hours, and the release amount (%) of the epithelial cell growth factor was found to be 1.4 to 4.1%.

본 발명의 모노올레인 큐빅상은 워터채널 내부에 알지네이트와 시스타민을 포함하고 있으므로 pH가 상승하고 환원글루타치온 농도가 상승하는 경우, 상피세포성장인자와 알지네이트와의 결합이 감소되고 시스타민의 이황화 결합이 환원되어 사라지므로 탑재된 상피세포성장인자의 방출률(%)이 증가되는 특징이 있다. 이와 더불어 상피세포성장인자의 등전점인 pH4.6 미만이거나 비환원상태인 방출환경에서는 탑재된 상피세포성장인자가 방출되지 않고 워터채널 내부에 안전하게 보관되는 특징이 있다.Since the monoolein cubic phase of the present invention contains alginate and cystamine in the water channel, when the pH is increased and the reduced glutathione concentration is increased, the binding of the epithelial cell growth factor and alginate is reduced, and the disulfide bond of cystamine is reduced. Since it is reduced and disappears, the release rate (%) of the loaded epithelial cell growth factor is increased. In addition, in the release environment where the isoelectric point of the epithelial cell growth factor is less than pH 4.6 or in a non-reducing state, the mounted epithelial cell growth factor is not released and is safely stored inside the water channel.

따라서 본 발명의 모노올레인 큐빅상은 상피세포성장인자의 등전점 이상의 pH 상태이며 환원상태가 항상 유지되는 체내에 투입되는 경우 내부에 탑재된 상피세포성장인자가 방출되게 된다. 이는 본 발명의 알지네이트와 시스타민이 포함된 노모올레인 큐빅상이 펩타이드 약물 또는 단백질 약물을 운반하는 약물전달체로서 사용가능하다는 점을 의미한다.Therefore, when the cubic phase monoolein of the present invention is in a pH state above the isoelectric point of the epithelial cell growth factor, and is injected into the body where the reduced state is always maintained, the epithelial cell growth factor mounted therein is released. This means that the cubic phase of nomoolein containing alginate and cystamine of the present invention can be used as a drug delivery system for carrying a peptide drug or a protein drug.

본 명세서에서 설명된 구체적인 실시예는 본 발명의 바람직한 구현예 또는 예시를 대표하는 의미이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되지는 않는다. 본 발명의 변형과 다른 용도가 본 명세서 특허청구범위에 기재된 발명의 범위로부터 벗어나지 않는다는 것은 당업자에게 명백하다. The specific embodiments described herein are meant to represent preferred embodiments or examples of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereby. It will be apparent to those skilled in the art that variations and other uses of the invention do not depart from the scope of the invention described in the claims of this specification.

Claims (10)

다당류-이황화 화합물 복합체(polysaccharide-disulfide compound complex)를 포함하는 피부 및 체내 유효성분 전달을 위한 화장품 소재용 모노올레인(monooleion) 나노 구조체.
A monooleion nanostructure for cosmetic materials for delivery of active ingredients to the skin and body, including a polysaccharide-disulfide compound complex.
제 1 항에 있어서, 상기 모노올레인 나노 구조체는 모노올레인 큐빅상(monoolein cubic phase)인 것을 특징으로 하는 피부 및 체내 유효성분 전달을 위한 화장품 소재용 모노올레인(monooleion) 나노 구조체.
The method of claim 1, wherein the monoolein nanostructure is a monoolein cubic phase (monoolein cubic phase), characterized in that the monoolein (monooleion) nanostructure for a cosmetic material for delivery of active ingredients to the skin and body.
제 2 항에 있어서, 상기 모노올레인 큐빅상은 모노올레인 이중층(monoolein bilayer)에 스테릴 트리메틸 암모늄 클로라이드(stearyl trimethyl ammonium chloride)가 삽입된 것을 특징으로 하는 피부 및 체내 유효성분 전달을 위한 화장품 소재용 모노올레인(monooleion) 나노 구조체.
The method of claim 2, wherein the monoolein cubic phase has steryl trimethyl ammonium chloride inserted in a monoolein bilayer. Monooleion nanostructure.
제 1 항에 있어서, 상기 다당류-이황화 화합물 복합체는 체내 약물전달용 모노올레인(monooleion) 나노 구조체의 워터채널을 구성하는 이중층에 고정된 것을 특징으로 하는 피부 및 체내 유효성분 전달을 위한 화장품 소재용 모노올레인(monooleion) 나노 구조체.
The method of claim 1, wherein the polysaccharide-disulfide compound complex is fixed to the double layer constituting the water channel of the monooleion nanostructure for drug delivery in the body. Monooleion nanostructure.
제 1 항에 있어서, 상기 다당류-이황화 화합물 복합체는 하나 이상의 카르복시기를 포함하는 다당류와 하나 이상의 아미노기를 가지는 이황화 화합물로 구성된 것을 특징으로 하는 피부 및 체내 유효성분 전달을 위한 화장품 소재용 모노올레인(monooleion) 나노 구조체.
The method of claim 1, wherein the polysaccharide-disulfide compound complex is composed of a polysaccharide containing one or more carboxyl groups and a disulfide compound having one or more amino groups.Monooleion for cosmetic materials for delivery of active ingredients to skin and body. ) Nanostructure.
제 1 항에 있어서, 상기 다당류-이황화 화합물 복합체는 이황화 결합에 의해 3차원적으로 네트워크를 형성하는 것을 특징으로 하는 피부 및 체내 유효성분 전달을 위한 화장품 소재용 모노올레인(monooleion) 나노 구조체.
[2] The nanostructure of claim 1, wherein the polysaccharide-disulfide compound complex forms a three-dimensional network by disulfide bonds.
제 1 항에 있어서, 상기 피부 및 체내 유효성분 전달을 위한 화장품 소재용 모노올레인(monooleion) 나노 구조체는 상기 유효성분으로서 상기 다당류-이황화 화합물 복합체 내부에 등전점(isoelectric point)이 pH 4 내지 6인 생리활성물질을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 및 체내 유효성분 전달을 위한 화장품 소재용 모노올레인(monooleion) 나노 구조체.
The method of claim 1, wherein the monooleion nanostructure for a cosmetic material for delivery of active ingredients to skin and body has an isoelectric point of pH 4 to 6 in the polysaccharide-disulfide compound complex as the active ingredient. A monooleion nanostructure for cosmetic material for delivery of active ingredients to skin and body, characterized in that it further comprises a physiologically active substance.
제 7 항에 있어서, 상기 생리활성물질은 상기 피부 및 체내 유효성분 전달을 위한 화장품 소재용 모노올레인(monooleion) 나노 구조체가 상기 pH 7 내지 8이며 환원글루타치온의 농도가 1 내지 10mM인 용액에 존재하는 경우, 상기 다당류-이황화 화합물 복합체 내부로부터 워터채널로 확산되어 방출률이 향상되는 것을 특징으로 하는 피부 및 체내 유효성분 전달을 위한 화장품 소재용 모노올레인(monooleion) 나노 구조체.
The method of claim 7, wherein the physiologically active substance is present in a solution in which a monooleion nanostructure for a cosmetic material for delivery of active ingredients to the skin and body is at pH 7 to 8 and a concentration of reduced glutathione is 1 to 10 mM In the case of, a monooleion nanostructure for a cosmetic material for delivery of active ingredients to skin and body, characterized in that diffusion rate is improved by diffusion from the inside of the polysaccharide-disulfide compound complex to the water channel.
모노올레인과 스테릴 트리메틸 암모늄 클로라이드를 45 내지 55℃에서 혼합하고 30 내지 40℃로 냉각시켜 혼합용융물을 제조하는 제 1 단계;
상기 혼합용융물을 30 내지 40℃로 유지하면서 다당류(polysccharide), 이황화 화합물(disulfide compound), 생리활성물질을 첨가하고 20 내지 25℃로 유지하여 모노올레인(monooleion) 나노 구조체를 제조하는 제 2 단계;
를 포함하는 피부 및 체내 유효성분 전달을 위한 화장품 소재용 모노올레인(monooleion) 나노 구조체의 제조방법.
A first step of mixing monoolein and steryl trimethyl ammonium chloride at 45 to 55°C and cooling to 30 to 40°C to prepare a mixed melt;
The second step of preparing a monooleion nanostructure by adding a polysccharide, a disulfide compound, and a physiologically active substance while maintaining the mixed melt at 30 to 40°C and maintaining it at 20 to 25°C. ;
A method of manufacturing a monooleion nanostructure for a cosmetic material for delivery of active ingredients to the skin and body comprising a.
제 9 항에 있어서, 상기 모노올레인과 스테릴 트리메틸 암모늄 클로라이드는 1:4 내지 6의 몰비로 혼합되며 상기 다당류(polysccharide)와 이황화 화합물(disulfide compound)은 상기 다당류의 카르복시기와 상기 이황화 화합물의 아미노기가 1:0.6 내지 1:1의 몰비가 되도록 혼합되는 것을 특징으로 하는 피부 및 체내 유효성분 전달을 위한 화장품 소재용 모노올레인(monooleion) 나노 구조체의 제조방법.
The method of claim 9, wherein the monoolein and steryl trimethyl ammonium chloride are mixed in a molar ratio of 1:4 to 6, and the polysccharide and the disulfide compound are the carboxyl group of the polysaccharide and the amino group of the disulfide compound. A method of manufacturing a monooleion nanostructure for cosmetic materials for delivery of active ingredients to the skin and body, characterized in that the mixture is mixed in a molar ratio of 1:0.6 to 1:1.
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