KR20210068501A - 산화비스무트 콜로이드를 포함하는 국소 사용을 위한 광 차폐물 - Google Patents

산화비스무트 콜로이드를 포함하는 국소 사용을 위한 광 차폐물 Download PDF

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KR20210068501A
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Abstract

본 발명은 금속으로 도핑된 결정질 형태인 산화비스무트 콜로이드 Bi2O3을 포함하는 자외 방사선 내지 가시 방사선 범위의 광 차폐물을 생성하는 국소 조성물에 관한 것이다.

Description

산화비스무트 콜로이드를 포함하는 국소 사용을 위한 광 차폐물
본 발명은 UV 내지 가시 방사선(visible radiation) 범위의 광 차폐물에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 도핑된 산화비스무트 콜로이드, 특히 산화비스무트 α-Bi2O3를 함유하고, 선택적으로 폴리머로 그래프트(graft)된 형태인 국소 조성물 및 그의 용도에 관한 것이다.
본 발명의 이용 분야는 특히 화장품 및 의료 장치 분야, 보다 구체적으로는 전자기 방사선에 대해 보호하는 분야에 관한 것이다.
자외선 A(UV-A; 400-315 nm)가 지구 표면에 부딪히는 UV 선의 95%를 차지하는 것은 잘 알려져 있다. 이것은 자유 라디칼과 이에 따른 산화적 스트레스 현상을 생성함으로써 피부의 미성숙 노화를 초래한다.
자외선 B(UV-B; 315-280 nm)는 UV-A보다 더 에너지성(energetic)이다. 그러나, 이것은 대기에 의해 부분적으로 여광되고, 지구에 수신되는 UV 선의 5%를 나타낸다. 이것은 광선 홍반(actinic erythema)의 원인이 되며, 또한 자유 라디칼의 생성으로부터 기인하는 세포의 산화적 스트레스를 생성함으로써 피부의 노화를 가속화하는 것을 돕는다.
자외선 C(UV-C; 280-100 nm)는 UV-B보다 더 에너지성이다. 반면에, 이것은 오존 층에 의해 거의 완전히 여광되며, 태양 필터 분야에서 특별한 관심을 갖는 주제는 아니다.
가시 자외선(UV-V; 400-490 nm)은 다른 자외선보다 덜 에너지성이다. 그러나, 이것은 피부에 가장 깊이 침투하여 망상 진피에 도달하고, 잠재적으로는 현저한 세포 손상을 초래하는 자외선이다.
본 발명의 목적을 위하여, 용어 "가시 자외선 또는 UV-V"는 자외 방사선에 가까운 가시 방사선을 나타내며, 바람직하게는 400 내지 490 nm, 유리하게는 400 내지 450 nm, 보다 더 유리하게는 400 내지 420 nm이다.
모든 UV 선은 암 발생의 메커니즘과 연관된다.
일반적으로, 태양 차단 조성물은 유기 또는 무기일 수 있는 적어도 하나의 태양 필터를 포함한다.
비제한적 예로서, 유기 선스크린(sunscreen)은 다음의 패밀리에 속하는 화합물일 수 있다: 아미노벤조에이트, 신나메이트, 살리실레이트, 벤조페논, 페닐 벤조트리아졸, 등.
미네랄 태양 필터는 특히 이산화티타늄(TiO2) 및 산화아연(ZnO)을 포함한다.
이러한 타입의 보호는 자외선의 해로운 효과를 제한하는 것을 가능하게 한다.
전술한 다양한 태양 필터는 인간이 노출될 수 있는 모든 범위의 자외선을 아우르지 않는다. 사실, 이것은 필터가 일반적으로 제한된 범위의 파장에 대해서만 활성이기 때문이다. 예를 들면, 이산화티타늄 및 산화아연은 모든 UV-A를 여광하지 않거나, 유기 에틸헥실 트리아존 필터는 UV-B만을 여광한다.
보다 구체적으로 가시 UV-V 또는 자외선, 다시 말해, 자외 방사선에 가까운 가시 방사선, 바람직하게는 400 내지 490 nm, 유리하게는 400 내지 450 nm, 보다 더 유리하게는 400 내지 420 nm에 대한 여광에 의한 보호와 관련하여, 지금까지 효과적인 구체적인 개발의 대상은 아니었다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 선스크린 조성물은 일반적으로 몇 가지 선스크린 및 UV 선, 즉 UV-A(400 내지 315 nm) 및 UV-V(400 내지 490 nm)의 하류(downstream) 효과를 중화시키는 항산화제를 조합한다. 이것은 유기 및/또는 미네랄 태양 필터의 혼합물일 수 있다.
그러나, 몇 개의 필름과 많은 부형제(excipient)를 조합하면 상이한 요소들 간에 상호작용의 문제를 초래하여 보호의 효율성에 영향을 미칠 수 있다. 반면에, 유기 필터는 피부를 통해 용이하게 흡수될 수 있다. 그러나, 일부는 특히 내분비 교란물질로 인간의 건강에 해로운 영향을 갖는 것으로 의심된다. 마지막으로, 다양한 필터는 분해되기 쉽고, 이것은 다시 태양 차단을 제한하거나, 심지어 신체에 피해를 초래한다.
본 발명이 해결하기 위해 제안하는 과제는 자외 방사선으로부터 피부를 보호하기 위한 의도이고 전술한 것과 같은 결점을 갖지 않는 조성물을 개발하는 것이다.
산화비스무트는 일반적으로 X-선 유백제로서 의료 영상화 분야, 또는 에너지 분야, 예를 들면 연료 전지의 전해질에 사용된다.
본 출원인은 전혀 예상치 않게 산화비스무트의 비-비결정질 형태, 다시 말해, 결정질 형태가 특히 자외 방사선 필터로서 화장료 조성물에 사용될 수 있음을 인식하였다.
제1 측면에 따르면, 본 발명은 금속으로 도핑된 결정질 형태인 산화비스무트 콜로이드 Bi2O3를 포함하는 국소 조성물에 관한 것이다.
상기 조성물은 자외 방사선 내지 가시 방사선, 바람직하게는 200 내지 490 nm, 유리하게는 200 내지 450 nm, 보다 더 유리하게는 200 내지 420 nm 범위의 광 차폐물을 생성한다.
결정질 형태인 도핑된 산화비스무트 콜로이드 Bi2O3의 존재로 인해, 상기 조성물은 시판되는 필터보다 현저하게 더 큰 전자기 방사선의 일부를 차단함으로써 광 보호를 제공한다. 따라서, 본 발명은 동일한 범위의 파장, 특히 UV-C 및 UV-V 선을 차단하기 위해 몇 개의 유기 및/또는 미네랄 필터를 사용할 필요가 있는 종래기술의 조성물에 비해 명백한 이점을 제공한다.
본 발명에 따르면, 콜로이드는 결정질 형태인 입자를 나타낸다. 이것은 또한 퀀텀 닷(quantum dot)으로도 불릴 수 있다. 액체 매체, 예를 들면 수성 매체에서, 상기 콜로이드는 콜로이드성 현탁액 또는 콜로이드성 분산물을 형성한다.
바람직한 구현예에 따르면, 상기 콜로이드는 나노구조 또는 나노결정을 나타낸다.
산화비스무트 콜로이드 Bi2O3는 종래의 기술에 따라, 예를 들면, 전구체가 성장하는 "바텀 업(bottom up)" 접근법에 의해 합성될 수 있다. 상기 합성 경로는 나노물질 분야에서 흔히 사용되며, 단리된 원자로부터의 핵생성(nucleation) 단계 및 성장 단계를 시행한다. 이것은 콜로이드의 크기를 제어하는 것을 가능하게 한다.
산화비스무트 콜로이드 Bi2O3는 비스무트 옥살레이트, 즉 Bi2(C2O4)3 또는 Bi(C2O4)OH, 또는 비스무트 나이트레이트, Bi(NO3)3와 같은 종래의 전구체로부터 합성될 수 있다.
특정 구현예에 따르면, Bi2O3 콜로이드의 합성은 염기성 매체, 예를 들면 수산화나트륨의 존재 하에 수행될 수 있다.
다른 특정 구현예에 따르면, Bi2O3 콜로이드의 합성은 또한 질산 및/또는 폴리비닐피롤리돈 및/또는 글리세린과 같은 화합물의 존재 하에 수행될 수 있다.
유리하게는, 본 발명에 따른 Bi2O3 콜로이드의 합성은 물에서 수행될 수 있다.
이렇게 수득된 Bi2O3 결정은 다음에 의해 처리될 수 있다:
- 침전; 및/또는
- 특히 여과에 의한 세척; 및/또는
- 하소(calcination).
이미 나타낸 것과 같이, 본 출원인은 산화비스무트 콜로이드가, 특히 피부에 적용될 때, 유리하게는 200 nm 내지 420 nm의 전자기 방사선, 바람직하게는 자외 방사선을 차단하기 위한 제제로 작용할 수 있음을 인식하였다.
그 형태학적 대칭 특징 및 그 물리적 특성에 따라, 결정은 결정 시스템으로 분류될 수 있다.
산화비스무트 Bi2O3는, 예를 들면, 다음과 같은 상이한 열적, 전도적 및 광학적 특성을 갖는 상이한 결정학적(다형성) 상(phase)을 가질 수 있다:
- α 상; 및
- 정방정계(tetragonal) β 상;
- 중심(centered) 입방 구조를 갖는 γ 상;
- 면심(face-centered) 입방 구조를 갖는 δ 상.
상기 α 상은 P21/c 공간군(space group)에서 그 격자 파라미터가 a = 5.84 Å; b = 8.15 Å; c = 7.50 Å; β = 112.97°; Z = 4인 단사정계(monoclinic) 타입 네트워크로 결정화한다. 상기 상은 자유 산소 부위의 쿼터(quarter)를 갖는 정렬된 공공(ordered vacancy)을 나타낸다.
합성 또는 온도 조건에 따라, 상기 상들 중 어느 하나를 촉진하는 것이 가능하다.
예기치 않게, 유리하게는 단사정계 형태, 보다 더 유리하게는 알파 상의 단사정계 형태의 도핑된 산화비스무트 콜로이드는 거의 자외선 범위 전체, 즉 200 내지 420 nm의 파장에 걸쳐서 차단 효과를 나타낸다.
특정 구현예에 따르면, 본 발명에 따른 조성물은 단사정계 결정질 형태로만 존재하는 산화비스무트 콜로이드 Bi2O3을 포함한다.
특정 구현예에 따르면, 본 발명에 따른 조성물은 α 상 단사정계 결정질 형태로만 존재하는 산화비스무트 콜로이드 Bi2O3을 포함한다.
다시 말해서, 본 발명에 따른 조성물은 다음의 산화비스무트 콜로이드 Bi2O3가 없다:
- β, γ, 및 δ 상; 및/또는
- 정방정계, 중심 입방 및 면심 입방 형태.
본 발명의 본질적 특징에 따르면, 산화비스무트 콜로이드는 금속과 같은 도핑제로 도핑된다.
본 발명의 목적을 위하여, 용어 "도핑"은 결정 격자 내에서 금속 원자에 의한 비스무트 원자의 치환을 나타낸다.
본 발명에 따르면, 도핑은 도핑제의 전구체 또는 도핑제의 존재 하에, 특히 "바텀 업"에 의해 산화비스무트 콜로이드 Bi2O3의 합성을 수행하는 것으로 이루어진다.
본 발명의 의미 내에서 도핑은 먼저 산화물(oxide) 콜로이드를 모두 합성한 후, 이어서 이들을 도핑제의 전구체와 혼합하는 것으로 이루어지는 종래의 도핑과 상이하다.
본 발명에 따르면, 도핑은 결정형의 위치배열(configuration)을 변화시키지 않는다. 다시 말해서, α-Bi2O3 콜로이드(알파 상 및 단사정계 격자)의 X-선 분말 회절 패턴은 본 발명에 따라 금속으로 도핑된 α-Bi2O3 콜로이드(알파 상 및 단사정계 격자)의 경우와 정확히 중첩된다.
이와 대조적으로, 종래기술에서, α-Bi2O3 콜로이드를 원소, 특히 금속으로 도핑하면 결정질 형태를 변형시킨다. 이후, 상기 콜로이드는 알파 상의 형태뿐만 아니라 알파, 감마 및/또는 델타 상의 혼합물의 형태로 존재한다.
특정 구현예에 따르면, 상기 금속은 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 란탄족, 악티늄족, 전이 금속, 전이후(poor) 금속, 준금속(metalloid) 및 그 조립체(assembly)를 포함하는 군으로부터 선택된다. 유리하게는, 이것은 전이 금속이다.
예를 들면, 산화비스무트 콜로이드의 도핑은 철, 망간, 마그네슘, 구리, 크롬, 니켈 또는 심지어 아연으로 시행될 수 있으며, 선택적으로 칼륨 또는 칼슘은 예외이다.
유리하게는, 상기 금속은 철이다.
일반적으로, 도펀트(dopant)는 Bi2O3(생체적합성(biocompatible) 폴리머로 그래프트화 하기 전)의 질량 대비 0.01 내지 5 질량%, 보다 유리하게는 0.01 내지 0.15 질량%를 나타낸다.
산화비스무트 콜로이드를 금속, 바람직하게는 철로 도핑하면 콜로이드의 광촉매 활성을 억제한다. 상기 활성을 억제하면 결정 메쉬(mesh)가 분리되고, 이는 전자의 전달을 방지한다.
전자기 방사선 차단 기능에 더하여, 도핑된 산화비스무트 콜로이드는 또한 본 발명에 따른 화장료 조성물에 항산화제, 항균제, 살균제, 항바이오필름(antibiofilm), 살진균제 및 항바이러스 특성을 제공할 수 있다.
라디오결정학(radiocrystallography) 또는 X-선 회절분석법(diffractometry)이라고도 불리는 X-선 결정학은 원자 규모로 결정질 물질의 구조를 연구하는 것을 가능하게 한다. 상기 기술은 X-선 회절의 물리 현상에 기반한다. 예를 들면, 구리 소스(source)를 갖는 회절분석기가 사용될 수 있다.
따라서, 회절 패턴은 화합물의 결정질 형태의 진정한 시그니처(signature)를 형성한다. 상기 시그니처는 화합물의 결정질 형태에 특이적이다. 이것은 각 2θ(2-theta)에서 위치 피크(positional peak)의 목록의 형태를 취한다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 도핑된 산화비스무트 콜로이드는 유리하게는 단사정계 형태이고, 보다 더 유리하게는 알파, 알파-Bi2O3 또는 -α-Bi2O3 상의 단사정계 형태이다.
특정 구현예에서, 도핑된 Bi2O3 콜로이드는 생체적합성 폴리머로 그래프트된다.
본 발명에서 사용되는 산화비스무트 콜로이드는 종래기술의 입자, 예를 들면 JP 2010-090001 및 JP 2010-090002의 문헌에 개시된 것들과 비슷하지 않다. 상기 문헌들은 도핑되지 않거나 및/또는 그래프트되지 않은 입자를 개시하며, 그 결정질 상(α, β, γ, 등)은 부수적으로 특정되어 있지 않다.
본 발명의 목적을 위하여, 용어 "생체적합성"은 피부, 점막 및 외피(integument)와 세포적합성(cytocompatible)인 화합물을 나타내며, 시험관내(SkinEthic RHE 모델)에서 재구축된 인간 표피에 대해 15% 이하, 바람직하게는 10% 이하의 세포독성을 나타낸다. 다시 말해서, 상기 화합물은 세포 생존력과 관련하여 거의 중립으로 유지된다.
상기 세포적합성은 세포 생존력 테스트에 의해 평가될 수 있으며, 그 시약은 테트라졸륨 염인 MTT(3-(4,5-디메틸티아졸-2-일)-2,5-디페닐 테트라졸륨 브로마이드)이다.
상기 MTT 테스트는 미토콘드리아 활성을 검출하기 위한 비색 방법으로서, 구성성분의 세포독성력을 평가하게 한다. 이것은 살아있는 활성 세포의 미토콘드리아 숙시네이트 탈수소효소에 의해 시약에 함유되는 테트라졸륨 고리가 포르마잔으로 환원되는 것에 기반한다. 이것은 미토콘드리아에서 보라색 색상인 침전물을 형성한다.
실제로, 테스트 요소를 표피에 42분 동안 적용하고, 이어서 42시간 동안 후-처리 인큐베이션을 한 후, 세포의 생존력은 살아있는 세포에서 미토콘드리아 숙시네이트 탈수소효소의 활성을 측정함으로써 평가된다. 상기 효소는 MTT를 청색 포르마잔의 결정으로 변환시킨다. 상기 결정을 용출한 후, 광학 밀도의 분광광도법적 판독을 550 nm에서 수행한다. 측정된 흡광도는 살아있는 세포의 수와 비례한다.
생체적합성 폴리머는 친수성(hydrophilic) 또는 친유성(lipophilic) 특성을 가질 수 있다. 유리하게는, 이것은 친수성 폴리머이다.
생체적합성 폴리머는 유리하게는 친수성일 수 있고, 폴리비닐피롤리돈(PVP) 및 그의 코폴리머, 예컨대 트리아콘타닐-PVP, PVP-에이코센 또는 PVP-비닐아세테이트, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 클로라이드, 스티레닉스(styrenics), 폴리아미드, 아크릴레이트, 폴리에스테르, 폴리부텐, 폴리사카라이드, 예컨대 풀루란, 아라비녹실란, 셀룰로오스, 키틴, 키토산, 잔탄 검, 덱스트란, 웰란 검, 젤란 검, 아라빅 검, 히알루론산, 셀룰로오스 및 그의 유도체, 전분, 디우탄, 단백질 및 그의 구성성분, 예컨대 세리신 및 아미노산, 지방산, 인지질, 포스포글리세리드, 트리글리세리드, 실란 커플링제 및 그의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된다.
그래프트화는 콜로이드와 피부 사이의 생체접착성을 개선함으로써 Bi2O3 콜로이드가 피부 내로 침투하는 것을 방지한다. 다시 말해서, 피부에 대한 콜로이드의 접착을 개선하면 피부 내로의 그 침투를 제한 또는 방지한다.
물리적 또는 기계적 상호작용 및 화학적 상호작용을 통해, 생체적합성 폴리머는 피부에 대한 생체접착제로서 작용한다. 따라서, 본 발명에 따른 조성물은 피부에 부착하고, 물 또는 해수를 이용한 단순한 세척에 의해 제거되지 않는다.
피부와 화학적 결합을 생성함으로써 일어나는 생체적합성 폴리머의 생체접착은 다음을 성공적으로 유도한다:
- 생체적합성 폴리머와 피부 사이의 밀착 접촉. 이러한 밀착 접촉은 피부에 대한 생체접착 생체적합성 폴리머의 습윤 및/또는 그의 스웰링(swelling)에 의해 촉진된다; 및
- 생체접착 생체적합성 폴리머를 이용한 균열 및 잔주름의 충진.
생체적합성 폴리머는 또한 수성 매체에서 Bi2O3 콜로이드의 분산을 개선하고, 따라서 본 발명에 따른 조성물을 피부에 적용할 때 균질한 분포를 얻는 것을 가능하게 한다. 따라서, 본 발명에 따른 콜로이드를 포함하는 조성물은 유리하게는 콜로이드가 현탁액으로 있는 조성물이다.
생체적합성 폴리머를 이용한 그래프트화는 또한 시간이 지나면서, 및/또는 산성 pH, 특히 5.2 내지 7의 피부의 pH에서 Bi2O3 콜로이드의 안정성을 개선하는 것을 가능하게 한다. 그래프트화가 없다면, Bi2O3 콜로이드, 특히 알파-Bi2O3는 시간이 지나면서 불안정하게 되거나, 및/또는 7 이하의 pH에서 보다 신속하게 악화된다.
콜로이드의 그래프트화, 또는 기능화(functionalization)는 본 기술분야의 기술자의 일반적인 지식의 일부이다. 그래프트화, 또는 기능화는 생체적합성 폴리머와 콜로이드의 표면 사이에 공유 결합을 형성하는 것에 해당한다. 이것은 하트(heart)/쉘(shell) 타입의 콜로이드는 아니다.
생체적합성 폴리머는 콜로이드에 친유성 또는 친수성 특성을 제공할 수 있다.
일반적으로, 상기 조성물은 도핑된 Bi2O3 콜로이드를 포함할 수 있고, 유리하게는 조성물의 질량 대비 1 내지 60 질량%, 보다 유리하게는 20 내지 50 질량%로 그래프트된다. 이것은 도핑된, 유리하게는 그래프트된 Bi2O3 콜로이드의 질량%이다.
유리하게는, 상기 조성물의 도핑된 Bi2O3 콜로이드는 알파 결정질 형태, 바람직하게는 도핑된 단사정계 알파 결정질 형태인, 60 내지 100%, 유리하게는 80 내지 100%, 바람직하게는 100%의 도핑된 산화비스무트 콜로이드를 포함할 수 있다. 상기 알파 결정질 형태인 도핑된 콜로이드는 유리하게는 생체적합성 폴리머로 그래프트된다. 다시 말해서, 상기 구현예에 따르면, 상기 조성물의 도핑된 Bi2O3 콜로이드의 60 내지 100%, 바람직하게는 80 내지 100%, 보다 바람직하게는 100%는 알파 결정질 형태이다.
상기 Bi2O3 콜로이드는 유리하게는 구 형상이다.
유리하게는 알파 결정질 상이고, 바람직하게는 단사정계 알파 결정질 상인, 도핑 및 그래프트되거나 되지 않은 Bi2O3 콜로이드는 유리하게는 0.5 내지 1,000 nm, 보다 유리하게는 0.5 내지 100 nm, 보다 더 유리하게는 30 nm 정도의 크기를 갖는다.
상기 크기는 고체 상태에서 결정의 크기를 측정하기 위한 기술인 XRD(X-선 회절)에 의해 측정된다.
용어 "크기"는 콜로이드의 가장 큰 치수, 예를 들면 구 형상의 콜로이드의 경우 직경을 나타낸다. 이것은 그래프트되거나 그래프트되지 않은 콜로이드의 평균 크기이다. 사실, 본 발명에 따라 그래프트된 콜로이드의 크기는 또한 상기 기재된 값의 범위 이내에 포함된다.
특정 구현예에 따르면, 상기 조성물은 또한 친유성 및/또는 친수성 미네랄 선스크린을 포함할 수 있다. 상기 필터는 특히 산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO), 산화철(Fe2O3), 산화지르코늄(ZrO2), 산화실리콘(SiO2), 산화망간(예를 들면, MnO), 산화알루미늄(Al2O3), 산화세륨(Ce2O3), 및 그의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택될 수 있다.
유리하게는, 상기 미네랄 선스크린은 콜로이드 또는 입자 형태이다.
다른 특정 구현예에 따르면, 상기 조성물은 또한 친유성 및/또는 친수성 유기 선스크린을 포함할 수 있다. 상기 필터는 특히 하기 INCI 명칭을 포함하는 군으로부터 선택될 수 있다: 캠퍼 벤잘코늄 메토설페이트, 호모살레이트, 부틸 메톡시디벤조일메탄, 페닐벤즈이미다졸 - 설폰산, 테레프탈릴리덴 디캠퍼 설폰산, 부틸 메톡시디벤조일메탄, 벤질리덴 캠퍼 설폰산, 옥토크릴렌, 폴리아크릴아미도메틸 벤질리덴 캠퍼, 에틸헥실 메톡시신나메이트, PEG-25 PABA, 이소아밀 p-메톡시신나메이트, 에틸헥실 트리아존, 드로메트리졸 트리실록산, 디에틸헥실 부타미도 트리아존, 4-메틸벤질리덴 캠퍼, 3-벤질리덴 캠퍼, 에틸헥실 살리실레이트, 에틸헥실 디메틸 PABA 또는 옥틸 디메틸 PABA, 벤조페논-4/벤조페논-5, 메틸렌 비스-벤조트리아졸릴 테트라메틸부틸페놀, 디나트륨 페닐 디벤즈이미다졸 테트라설포네이트, 비스-에틸헥실옥시페놀 메톡시페닐 트리아진, 폴리실리콘-15, 디에틸아미노 히드록시벤조일 헥실 벤조에이트 및 그의 혼합물.
특정 구현예에 따르면, 상기 국소 조성물은 치료에 사용하기 위한 의도이다.
다른 특정 구현예에 따르면, 상기 국소 조성물은 치료에 사용하기 위한 의도가 아니다.
유리하게는, 본 발명에 따른 조성물은 선스크린 조성물이다.
이것은 바람직하게는 금속으로 도핑되고, 유리하게는 그래프트된 콜로이드를 포함하는, 오일 상 또는 유중수(water-in-oil) 또는 수중유(oil-in-water) 타입의 에멀전에서 바람직하게는 금속으로 도핑되고, 유리하게는 그래프트된 콜로이드의 수성 현탁액, 바람직하게는 금속으로 도핑되고, 유리하게는 그래프트된 콜로이드의 현탁액의 형태일 수 있다.
상기 생체적합성 폴리머는 친수성 또는 친유성 특성을 가질 수 있다.
상기 조성물이 오일-타입 분산제를 포함할 때, 산화비스무트 콜로이드 상에 그래프트된 생체적합성 폴리머는 유리하게는 친유성이다.
상기 조성물이 물-타입 분산제를 포함할 때, 산화비스무트 콜로이드 상에 그래프트된 생체적합성 폴리머는 유리하게는 친수성이다.
본 발명에 따른 조성물은 유리하게는 조성물의 질량 대비 2 내지 20 질량%, 보다 유리하게는 4 내지 10 질량%의 생체적합성 폴리머를 포함한다. 상기 백분율은 바람직하게는 금속으로 도핑된 Bi2O3 콜로이드에 선택적으로 그래프트된 생체적합성 폴리머를 포함한다.
특정 구현예에 따르면, 본 발명에 따른 조성물은 분산제, 습윤제, 안정화제, 및 pH 조절제를 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
유리하게는, 상기 분산제는 물 및/또는 오일이다.
바람직하게는, 상기 오일은 식물 기원의 탄화수소 오일(해바라기, 옥수수, 대두, 포도씨, 참깨, 헤이즐넛, 피마자유, 등), 미네랄 또는 합성 기원의 (선형 또는 분지된) 탄화수소(파리핀 오일, 등), 실리콘 오일(폴리메틸실록산, 시클로폴리디메틸실록산, 등), 플루오르화 오일, 및 그의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된다.
다른 구현예에 따르면, 상기 오일은 동물 기원의 탄화수소 오일일 수 있다.
상기 분산제는 유리하게는 물이다.
실제로, 본 발명에 따른 조성물은 유리하게는 조성물의 질량 대비 20 내지 80 질량%, 보다 유리하게는 40 내지 60 질량%의 물 및/또는 오일을 포함한다.
유리하게는, 상기 습윤제는 글리세롤, 우레아, 락트산 및 그의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된다.
본 발명에 따른 조성물은 유리하게는 조성물의 질량 대비 5 내지 25 질량%, 유리하게는 7 내지 15 질량%의 습윤제를 포함한다.
상기 습윤제는 조성물을 피부에 적용한 후 조성물이 너무 빨리 건조되는 것을 방지하는 것을 돕는다. 이것은 또한 피부의 보습을 돕는다. 이것은 또한 피부에 대한 퍼짐을 최적화하기 위한 목적으로 본 발명에 따른 조성물의 점도를 제어하는데 기여할 수 있다.
유리하게는, 상기 안정화제는 소르비탄 모노라우레이트, 구아 검, 잔탄 검, 및 그의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된다.
본 발명에 따른 조성물은 유리하게는 조성물의 질량 대비 0.5 내지 5 질량%, 보다 유리하게는 1 내지 3 질량%의 안정화제를 포함한다.
상기 안정화제는 조성물의 점도를 제어하는 것을 가능하게 한다.
유리하게는, 상기 pH 조절제는 시트르산, 아세트산, 아디프산, 아스코르브산, 붕산, 푸마르산, 글리콜산, 락트산, 말산, 요산 및 그의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된다.
본 발명에 따른 조성물은 유리하게는 조성물의 질량 대비 0.1 내지 1 질량%, 보다 유리하게는 0.2 내지 0.5 질량%의 pH 조절제를 포함한다.
상기 pH 조절제는 조성물의 pH를 생리학적 값으로 유지하는 것을 가능하게 한다. 이것은 피부에 적용될 때, 다시 말해, 산성 매체에 적용될 때 그 pH를 조정함으로써 조성물의 안정성을 개선한다.
본 기술분야의 기술자는 상기 조성물이 유리하게는 5.2 내지 7의 pH를 갖도록 pH 조절제의 양을 맞추는 방법을 알 것이다.
특정 구현예에 따르면, 본 발명에 따른 조성물은 유리하게는 대부분의 종래 선스크린 조성물의 경우와 달리 보존제가 없다.
이미 언급한 바와 같이, 상기 화장료 조성물은 국소 조성물이다. 이것은 다음과 같은 많은 이점을 갖고 있다:
- 유리하게는 수성 매체 내에서 소수의 성분들을 함유하는 간단한 제형,
- 넓은 스펙트럼의 자외 방사선(UV-C, UV-B, UV-A 및 UV-V)에 대한 보호에 있어서의 증가된 효율성으로서, 이러한 조성물은 태양광 페인트(solar paint)에 선호됨,
- 매우 높은 태양 차단 지수,
- 각질층(피부의 최외곽 세포 층) 내로 거의 또는 전혀 침투하지 않고, 따라서 민감하고 아토피인 피부를 보호함,
- 장기간의 태양 차단을 허용하는 피부에 대한 양호한 접착.
바람직한 구현예에 따르면, 본 발명에 따른 조성물은 조성물의 질량 대비 질량 기준으로 다음을 포함한다:
- 유리하게는 단사정계 알파 형태, α-Bi2O3이고, 유리하게는 생체적합성 폴리머로 그래프트된 1 내지 60%의 도핑된 산화비스무트 콜로이드;
- 2 내지 20%의 구조화 생체적합성 폴리머, 바람직하게는 폴리비닐피롤리돈(PVP);
- 5 내지 25%의 습윤제, 바람직하게는 글리세롤;
- 0.5 내지 5%의 안정화제, 바람직하게는 소르비탄 모노라우레이트;
- 0.1 내지 1%의 pH 조절제, 바람직하게는 시트르산; 및
- 20 내지 80%의 물 및/또는 오일.
바람직한 구현예에 따르면, 본 발명에 따른 조성물은 조성물의 질량 대비 질량 기준으로 다음을 포함한다:
- 유리하게는 단사정계 알파 형태, α-Bi2O3로만 존재하고, 유리하게는 생체적합성 폴리머로 그래프트된 1 내지 60%의 도핑된 산화비스무트 콜로이드;
- 2 내지 20%의 구조화 생체적합성 폴리머, 바람직하게는 폴리비닐피롤리돈(PVP);
- 5 내지 25%의 습윤제, 바람직하게는 글리세롤;
- 0.5 내지 5%의 안정화제, 바람직하게는 소르비탄 모노라우레이트;
- 0.1 내지 1%의 pH 조절제, 바람직하게는 시트르산; 및
- 20 내지 80%의 물 및/또는 오일.
유리하게는, 본 발명에 따른 조성물은 이산화탄소가 없는, 유리하게는 산소가 없는 매체에 보관될 수 있다. 상기 보관 조건은 본 발명에 따른 조성물의 사용 기간을 연장하는 것을 가능하게 한다.
본 발명은 또한 유리하게는 생체적합성 폴리머로 그래프트된 도핑된 산화비스무트 콜로이드 Bi2O3을, 유리하게는 UV-A, UV-B, UV-C 및 UV-V, 바람직하게는 200-420 nm 파장 스펙트럼의 자외선 필터로 사용하는 용도에 관한 것이다. 상기 용도는 특히 상기 콜로이드가 국소 화장료 조성물 내에 함유될 때 적합하다.
본 발명과 이로부터 기인하는 이점은 본 발명을 예시하기 위해 제공되고 제한하는 방식이 아닌 다음의 도면 및 실시예로부터 보다 명확하게 드러날 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 구현예(도핑된 α-Bi2O3)에 따른 유기 및 미네랄 태양 필터의 흡수 스펙트럼을 나타낸다.
도 2는 도핑된 TiO2, ZnO 및 α-Bi2O3의 콜로이드성 용액에 대한 반사율을 파장에 기반하여 나타낸다.
도 3은 도핑된 TiO2, ZnO 및 α-Bi2O3의 그래프트된 입자를 함유하는 조성물의 태양 차단 지수(SPF)를 그 질량%에 기반하여 나타낸다.
도 4는 본 발명의 바람직한 구현예(도핑된 α-Bi2O3) 및 대조군에 따른 미네랄 선스크린의 광촉매 활성의 분석을 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따른 α-Bi2O3 콜로이드(단사정계 알파 결정 상) 및 시판되는 α- Bi2O3 콜로이드의 피크를 비교하는 X-선 분말 회절 다이어그램을 나타낸다.
1/ 도핑된 산화비스무트 콜로이드의 합성
비스무트 나이트레이트 펜타히드레이트와 같은 산화비스무트 전구체 및 염화철과 같은 철 전구체를 물, 질산 및 수산화나트륨과 혼합한 후, 오토클레이브(autoclave)에서 밀봉한다.
이후, 반응 혼합물을 침전시킨 후, 100 내지 500℃ 온도에서의 하소 단계를 거치기 전에 여과에 의해 세척한다.
반응 혼합물이 세팅된 온도에 도달하면, 도핑된 산화비스무트가 결정화될 때까지 온도를 유지한다.
직경이 7 nm인 구형의 산화비스무트 나노결정을 수집한다.
본 발명에 따라 단사정계 격자인 알파 상 결정질 형태로만 존재하는 Bi2O3 콜로이드(α-Bi2O3) 및 시판되는 α-Bi2O3 콜로이드의 피크를 비교한 X-선 분말 회절 패턴은 도 5에 나타나 있다.
상기 결과는 본 발명에 따른 콜로이드와 비교하여 시판되는 α-Bi2O3 콜로이드의 경우에는 부가적인 및/또는 상이한 피크가 존재함을 보여준다. 시판되는 α-Bi2O3 콜로이드는 알파 및 감마 상의 산화비스무트의 혼합물이다. 사실, 약 30° 2θ에서의 피크는 알파 상이 아니라 감마 상과 양립되며, 주된 피크 근처의 약 27.5° 2θ에서의 미세한 피크는 감마 상에서는 예측되지 않고 알파 상에서 발견된다.
이와 대조적으로, 본 발명에 따른 콜로이드는 순수하며, 알파 상이 아닌 산화비스무트의 결정질 상으로부터 기인할 수 있는 부가적인 피크를 나타내지 않는다. 다시 말해서, 본 발명에 따른 콜로이드는 단사정계 배열인 알파 상의 결정질 형태에만 해당한다.
2/ α-Bi 2 O 3 , TiO 2 및 ZnO 콜로이드
단사정계 α-Bi2O3 콜로이드, TiO2 입자 및 ZnO 입자의 흡수 스펙트럼을 비교하였다.
이를 위하여, 다음의 화합물을 물에서 사용하였다:
(a) 예추석(anatase)의 형태인 TiO2 콜로이드(DLS에 의해 측정된 250 nm 정도의 응집체를 갖는 40 nm)로서, 상기 TiO2는 2%m PVP로 그래프트됨,
(b) 2%m PVP으로 그래프트된 ZnO 콜로이드(15 nm),
(c) 2%m PVP로 그래프트되고 철로 도핑된 α-Bi2O3 콜로이드(알파 상 형태이고 단사정계 배열인 콜로이드; XRD에 의해 30 nm 및 DLS에 의해 40 nm).
%m은 TiO2, ZnO 또는 철로 도핑된 α-Bi2O3의 질량 대비 PVP 질량에 의한 백분율을 나타낸다.
콜로이드의 그래프트화는 종래의 방식으로, 예를 들면 콜로이드 및 그래프트되는 폴리머(PVP)를 함유하는 물 및 에탄올의 용액에서 수행된다.
XRD에 의해 크기를 측정하기 위해 사용되는 회절계에 의해 생성되는 파장은 Cu-Kα 선 = 1.54 Å에 해당한다. 사용되는 다른 파라미터는 다음과 같다: 가속화 전압: 40 kV; 전류: 40 mA; 브래그(Bragg)-브렌타노(Brentano) 기하학.
DLS에 의한 크기 측정을 위한 조건은 다음과 같다: 파장 = 633 nm; 90° 검출기; 25℃. 분석된 샘플은 1 ㎜ 탱크에서 코코실리콘 오일로 희석된다(0.5 g/L).
2-a) 질량 흡광 계수
파장에 기반한 상기 화합물의 평균 질량 흡광 계수(ε)는 종래 분광광도계를 이용하여 행해진 측정으로부터 얻어졌다. 평균 질량 계수는 10%m(100 g/L), 0.75%m(7.5 g/L) 및 0.05%m(0.5 g/L)의 용액에 대해 각각 10 ㎛, 100 ㎛ 및 0.1 ㎝ 두께의 탱크에서 수행된 측정의 평균에 해당한다. 상기 질량 계수는 비어(Beer)-램버트(Lambert) 식으로부터 얻어진다:
ε = A/lC
상기에서, A는 측정된 흡광도이고, l(㎝)은 샘플을 통한 광로(optical path)이고, C(g/L)는 샘플의 질량 농도이다.
그 결과는 도 2에 나타나 있다.
TiO2 입자는 UV-B 영역(280-315 nm)에서 더 높은 평균 질량 계수를 나타낸다. 그러나, 도핑된 α-Bi2O3 콜로이드(알파 상 및 단사정계 배열)는 TiO2의 경우보다 현저하게 더 큰 UV-A (315-400 nm) 흡수 성능을 나타낸다. ZnO의 평균 질량 계수는 파장과 무관하게 낮게 유지된다.
2-b) 자외선에 대한 보호
10 ㎛ 두께 탱크에 대하여 이전에 언급된 용액 (a), (b) 및 (c)의 태양 차단 지수(SPF), UV-A 차단 지수(FP-UVA) 및 임계 파장을 다음의 방정식으로부터 계산하였다:
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
상기에서:
Eλ는 파장 λ의 홍반 작용 스펙트럼(0 및 1 사이의 값)을 나타낸다. 이것은 파장 λ에서의 UV 방사선이 피부에 홍반을 초래하기 쉬운 양이다.
Sλ는 파장 λ에서 스펙트럼 조도(irradiance)를 나타낸다.
Tλ는 파장 λ에서 샘플의 투과율(transmittance)을 나타낸다.
dλ는 적분 변수(integration variable)를 나타낸다.
임계 파장은 비 R이 0.9 이상인 파장에 해당한다. 다시 말해서, 이것은 스펙트럼 커브의 적분
Figure pct00004
이 290 및 400 nm 사이의 적분의 90%인 파장이다.
화합물 TiO2, ZnO 및 α-Bi2O3의 임계 파장은 각각 368 nm, 362 nm 및 382 nm이다.
상기 α-Bi2O3 화합물 하나만 370 nm보다 큰 임계 파장을 달성하는 것을 가능하게 한다.
도 3은 10-㎛ 탱크에서 그 질량 백분율(0.1 내지 30%m)에 기반하여 철로 도핑되고 TiO2, ZnO 및 α-Bi2O3(알파 상 및 단사정계 배열)로 그래프트된 입자의 태양 차단 지수(SPF)를 나타낸다.
상기 곡선들은 소정의 태양 차단 지수(SPF)를 달성하기 위해 필요한 태양 필터의 양을 결정하기 위해 사용된다. 표 1은 도 3의 데이터로부터 20, 30, 50 또는 100의 SPF를 달성하기 위해 필요한 질량 백분율을 명시한다.
태양 차단 지수(SPF)에 기반한 미네랄 필터(TiO2, ZnO, 철로 도핑된 α-Bi2O3)의 질량 백분율(%m)
SPF 20 SPF 30 SPF 50 SPF 100
TiO2 (%m) 5.6 6.66 8.26 11.2
ZnO (%m) 14.5 17 21 31.7
도핑된 α-Bi2O3 (%m) 7.06 8.04 9.3 11
표 2 및 표 3은 50 및 100의 SPF에 대한 UVA 차단 지수(SP-UVA) 및 SPF:SP-UVA 비를 열거한다.
50의 SPF에 대한 UVA 차단 지수(SP-UVA) 및 SPF:SP-UVA 비
SP-UVA SPF:SP-UVA
TiO2
(8.26%m)		 5.22 9.57
ZnO
(21%m)		 8.34 6
도핑된 α-Bi2O3
(9.3%m)		 21.21 2.36
100의 SPF에 대한 UVA 차단 지수(SP-UVA) 및 SPF:SP-UVA 비
SP-UVA SPF:SP-UVA
TiO2
(11.2%m)		 8.73 11.46
ZnO
(31.7%m)		 13.27 7.54
α-Bi2O3
(11%m)		 36.74 2.72
도 3의 결과로부터, 연구된 미네랄 필터의 효율성은 다음과 같음을 알 수 있다: 0.1 내지 10%m 농도의 경우 TiO2 > Bi2O3 > ZnO; 및 10%m 초과 농도의 경우 Bi2O3 > TiO2 > ZnO. 반면에, 철로 도핑된 α-Bi2O3 콜로이드(알파 상 및 단사정계 배열)는 종래 미네랄 필터의 경우보다 더 큰 흡수 범위를 나타낸다(도 1). 따라서, 이것은 유기 및/또는 무기 필터의 혼합물에 의존하지 않아도 되는 것을 가능하게 한다.
3/ 광촉매 활성
미네랄 UV 필터의 광촉매 활성은 다양한 필터 또는 대조군 및 UV 방사선의 존재 하에 메틸렌 블루의 분해를 모니터링함으로써 평가한다.
테스트된 미네랄 필터는 산화물이다. 보다 정확하게는, 이것은 ZnO 및 본 발명에 따라 도핑된 α-Bi2O3이다.
상세하게는, 수 중의 10 ㎕의 50 g/L 산화물 현탁액을 수 중의 4,990 ㎕의 1E-5 mol·L-1 메틸렌 블루 용액에 첨가한다. 대조군은 또한 수 중의 4,990 ㎕의 1E-5 mol·L-1 메틸렌 블루 용액에 산화물 현탁액 대신에 10 ㎕의 물을 첨가함으로써 제조된다. 상기 용액을 암소에 30분 동안 두어 연구되는 산화물의 표면에서 염료의 흡착 평형(adsorption equilibrium)을 달성한다.
이후, 용액의 흡광도를 메틸렌 블루의 흡착에 해당하는 540 nm 및 710 nm 사이에서 측정한다. 상기 측정은 시간 t = 0분을 구성한다. 상기 용액은 이어서 UV 광 하에 교반한다.
15, 30, 45, 60, 90 및 120분에서의 흡광도 측정값을 취한다.
540 nm 및 710 nm 사이의 곡선하면적(area under the curve)은 t = 0분에서의 측정값과 비교하여 메틸렌 블루의 상대적인 양을 측정하는 것을 가능하게 한다.
그 결과는 도 4에 나타나 있다.
상기 결과는 산화아연이 30분 이내에 메틸렌 블루의 90% 분해로 현저한 광촉매 활성을 갖는 것을 보여준다.
대조군은 광촉매로 인한 것이 아니라 UV 하에서 염료의 광-분해로 인한 것인 약 10%의 분해를 보여준다.
본 발명에 따라 도핑된 α-Bi2O3 콜로이드(알파 상 및 단사정계 배열)의 경우, 분해는 거의 0이며, 이것은 산화물의 광촉매 활성이 없음을 나타낸다. 염료의 광-분해는 또한 대조군과 비교하여 제한되는데, 그 이유는 2%의 메틸렌 블루만이 분해되었기 때문이다. 상기 현상은 본 발명에 따라 철로 도핑된 α-Bi2O3 콜로이드에 의해 UV 방사선의 일부가 흡수되고 ROS가 감소되었기 때문이다.
4/ 본 발명에 따른 화장료 조성물
본 발명에 따른 조성물을 제조하고, 시판되는 태양광 조성물과 비교하였다(표 4).
본 발명의 조성물과 비교한 시판되는 조성물의 특징분석
조성물 UV 필터 (함량) SPF 차단된 UV-V
악티니카 로션
(Actinica Lotion)		 유기 50+ 3.44%
ISDIN 스팟 프리벤트
(Spot Prevent)		 유기 50+ 0%
더미나
(Dermina)		 유기 및 미네랄 50 19.81%
미네랄 크렘 베판텐
솔레일
(Mineral creme Bepanthene Soleil)		 미네랄 50+ 16.59%
선 범(Sun Bum) 유기 70+ 0%
본 발명 철로 도핑된 α-Bi2O3 (알파 상 및 단사정계 배열) 50+ 25.93%
일반적으로, 표 4는 무기 UV 필터를 함유하는 조성물이 UV-V(가시 UV: 400-450 nm)를 차단하는데 가장 효과적임을 보여준다. 본 발명에 따른 조성물은 전체 UV 범위(UV-C, UV-B, UV-A 및 UV-V)에 걸쳐서 가장 좋은 효율성을 갖는다.
피부 침투 테스트는 유기 필터를 포함하는 조성물이 유기 및 무기 필터의 혼합물 또는 무기 필터만을 포함하는 조성물보다 피부에 더 깊이 침투함을 보여준다.
가장 좋은 결과는 본 발명에 따른 조성물의 경우에 얻어진다. 이것은 다른 조성물보다 피부에 훨씬 덜 침투한다. 이미 언급한 바와 같이, 상기 효과는 확실히 생체적합성 폴리머로 그래프트화함으로 인한 콜로이드의 생체접착성에서의 개선으로 인한 것이다.

Claims (16)

  1. 결정질 형태인 산화비스무트 콜로이드 Bi2O3을 포함하는 자외 방사선 내지 가시 방사선 범위의 광 차폐물을 생성하는 국소 조성물로서,
    상기 산화비스무트 콜로이드는 금속으로 도핑된 것을 특징으로 하는 국소 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 산화비스무트 콜로이드는 단사정계 형태인 것을 특징으로 하는 조성물.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 산화비스무트 콜로이드는 알파 상의 단사정계 형태인 α-Bi2O3인 것을 특징으로 하는 조성물.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 산화비스무트 콜로이드는 단사정계 알파 상 형태인 α-Bi2O3로만 존재하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단사정계 형태는 P21/c 공간군에서 다음의 메쉬 파라미터: a = 5.84 Å; b = 8.15 Å; c = 7.50 Å; β = 112.97°; Z = 4에 해당하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속은 철인 것을 특징으로 하는 조성물.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 산화비스무트 콜로이드는 생체적합성 폴리머로 그래프트된 것을 특징으로 하는 조성물.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 산화비스무트 콜로이드는 폴리비닐피롤리돈(PVP) 및 그의 코폴리머, 예컨대 트리아콘타닐-PVP, PVP-에이코센 또는 PVP-비닐아세테이트, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 클로라이드, 스티레닉스, 폴리아미드, 아크릴레이트, 폴리에스테르, 폴리부텐, 폴리사카라이드, 예컨대 풀루란, 아라비녹실란, 셀룰로오스, 키틴, 키토산, 잔탄 검, 덱스트란, 웰란 검, 젤란 검, 아라빅 검, 히알루론산, 셀룰로오스 및 그의 유도체, 전분, 디우탄, 단백질 및 그의 구성성분, 예컨대 세리신 및 아미노산, 지방산, 인지질, 포스포글리세리드, 트리글리세리드, 실란 커플링제 및 그의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택되는 생체적합성 폴리머로 그래프트된 것을 특징으로 하는 조성물.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    유리하게는 생체적합성 폴리머로 그래프트된 도핑된 산화비스무트 콜로이드를 조성물의 질량 대비 1 내지 60 질량%, 유리하게는 20 내지 50 질량%로 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도핑된 Bi2O3 콜로이드는 유리하게는 생체적합성 폴리머로 그래프트된 알파 결정질 형태인 60 내지 100%의 도핑된 산화비스무트 콜로이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  11. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    유리하게는 생체적합성 폴리머로 그래프트된 도핑된 산화비스무트 콜로이드는 0.5 nm 내지 1,000 nm, 유리하게는 0.5 nm 내지 100 nm 범위의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 조성물.
  12. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    다음을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물:
    - 다음을 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 친유성 및/또는 친수성 미네랄 선스크린: 산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO), 산화철(Fe2O3), 산화지르코늄(ZrO2), 산화실리콘(SiO2), 산화망간(예컨대, MnO), 산화알루미늄(Al2O3), 산화세륨(Ce2O3), 및 그의 혼합물; 및/또는
    - 하기 INCI 명칭을 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 친유성 및/또는 친수성 유기 선스크린: 캠퍼 벤잘코늄 메토설페이트, 호모살레이트, 부틸 메톡시디벤조일메탄, 페닐벤즈이미다졸 - 설폰산, 테레프탈릴리덴 디캠퍼 설폰산, 부틸 메톡시디벤조일메탄, 벤질리덴 캠퍼 설폰산, 옥토크릴렌, 폴리아크릴아미도메틸 벤질리덴 캠퍼, 에틸헥실 메톡시신나메이트, PEG-25 PABA, 이소아밀 p-메톡시신나메이트, 에틸헥실 트리아존, 드로메트리졸 트리실록산, 디에틸헥실 부타미도 트리아존, 4-메틸벤질리덴 캠퍼, 3-벤질리덴 캠퍼, 에틸헥실 살리실레이트, 에틸헥실 디메틸 PABA 또는 옥틸 디메틸 PABA, 벤조페논-4/벤조페논-5, 메틸렌 비스-벤조트리아졸릴 테트라메틸부틸페놀, 디나트륨 페닐 디벤즈이미다졸 테트라설포네이트, 비스-에틸헥실옥시페놀 메톡시페닐 트리아진, 폴리실리콘-15, 디에틸아미노 히드록시벤조일 헥실 벤조에이트 및 그의 혼합물.
  13. 청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
    분산제, 습윤제, 안정화제, 및 pH 조절제를 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 첨가제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  14. 청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
    선스크린 조성물인 것을 특징으로 하는 조성물.
  15. 청구항 1 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
    조성물의 질량 대비 질량 기준으로 다음을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물:
    - 유리하게는 생체적합성 폴리머로 그래프트된 알파 상의 단사정계 결정 시스템 형태 α-Bi2O3인 1 내지 60%의 도핑된 산화비스무트 콜로이드;
    - 2 내지 20%의 생체적합성 폴리머, 바람직하게는 폴리비닐피롤리돈;
    - 5 내지 25%의 습윤제, 바람직하게는 글리세롤;
    - 0.5 내지 5%의 안정화제, 바람직하게는 소르비탄 모노라우레이트;
    - 0.1 내지 1%의 pH 조절제, 바람직하게는 시트르산; 및
    - 20 내지 80%의 물 및/또는 오일.
  16. 유리하게는 생체적합성 폴리머로 그래프트된 도핑된 Bi2O3 산화비스무트 콜로이드의 유리하게는 200 내지 420 nm의 파장 스펙트럼에 대한 자외선 필터로서의 용도.
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