KR20210070823A - 당근 지상부 활성성분을 함유하는 화장료조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리감마글루탐산의 카르복시기에 페닐알라닌 유도체의 아민기와 결합되어 있는 유도체에 당근 지상부 추출물이 봉입된 입자와 이를 포함하는 화장료 조성물에 관한 것이다. 당근 지상부 추출물이 봉입된 입자는 수분산성, 안정성 및 전달효율을 향상시킬 수 있으며 화장품 또는 의약에 사용함으로써 효율적인 적용을 달성할 수 있다.

Description

당근 지상부 활성성분을 함유하는 화장료조성물 {Cosmetic composition containing active materials of Carrot leaf and stem}

본 발명은 당근 지상부 추출물을 봉입하여 수분산성, 안정성 및 전달효율을 증가시킬 수 있는 당근 지상부 봉입 입자 및 그를 함유하는 화장료 조성물의 개발에 관한 것이다.

화장품이나 의약의 원료 물질들 중에는 난용성 및 낮은 안정성이 문제가 되는 물질들이 다수 존재한다. 화장품 원료 물질로 많이 사용되는 활성성분들 중 지용성 성분 들은 난용성 및 낮은 안정성이 문제가 되는 물질군이 많다. 당근은 채소로써 흔히 중위도에서 재배되는 채소로 홍당무라고도 불리우며 16세기무렵 유럽에서 중국을 한국에 전해졌다. 주요성분으로 비타민 B1을 비롯해 소량의 비타민 B2와 비타민 C가 들어 있다. 그뿐만 아니라 사람의 몸에서 비타민 A로 바뀌는 카로틴이라는 물질도 들어있으며 당분과 철분이 풍부하다고 알려져 식재료로 활용되어 오고 있다. 최근 연구에서 당근 지상부 추출물유래 성분이 항염과 항균에 효과를 가지고 있는 것으로 알려져있다 (J.Kim et al., J Soc. Cosmet. Sci. Korea, (2018), 44, 427-436). 당근 지상부 추출물중 Cynaroside는 물에 잘 녹지않은 난용성 성분으로 항암, 항염, 항균에 효능이 있는 것으로 알려져 있다(J. Nho et. al., Toxicol Res. (2018),34(2), 133?141 ; J.Kim et al., J Soc. Cosmet. Sci. Korea, (2018), 44, 427-436)

난용성 물질은 화합물의 구조상 소수성 부위를 포함하고 있어 물에 잘 녹지않는 약물을 의미하며, 난용성으로 인해 그 실용성이 제한되는 경우가 많다. 신약으로 개발되는 약물 중 약 41% 이상이 난용성으로 인하여 중도에 개발이 중단되고 있으며, 미국 약전(US Pharmacopeia)에 등재된 약물의 약 1/3이상이 난용성 약물로 분류되고 있다(대한민국 공개특허 제2010-0096038호). 난용성 약물의 용해도를 개선하기 위하여 염의 형성, 계면활성제를 사용하여 가용화 시키기도 하는데 이러한 방법에는 가용화 용제의 독성으로 인하여 부작용이 발생하는 문제가 있다. 항암제인 탁솔 (taxol)의 난용성으로 인하여 사용되는 가용화제인 크레머포어 (cremophore)의 경우, 크레머포어의 독성으로 인한 심각한 아나필락스양 반응, 고지혈증, 적혈구의 응집 및 말초신경병증 등을 일으키는 부작용이 보고되고 있다(H.Gelderblom et al., European Journal of Cancer, (2001), 37,1590-1598). 한편 활성성분 전달효능을 극대화하기 위한 다양한 방법들이 연구되어 의약에서의 활성물질전달시스템(DDS) 기술이 화장품에도 적용, 시도되어왔는데, 대표적인 것이 나노제제관련 기술로써 현재 화장품 제제에 널리 사용되는 나노제제는 레시틴유화제를 이용하여 고온고압 유화방법을 통한 나노리포좀 제제가 보편적인데 이 방법은 제조공정중 노즐압력유도를 위한 고온조건으로 유효성분 활성이 감소되고, 나노 리포좀의 불안정성과 리포좀내 활성물질 포집이 한정적이고 경제성이 낮은 등의 문제점이 있어 널리 사용되지 못하고 있는 실정이다.

난용성 물질의 수용액 중에서의 용해도를 증강시키는 방법으로 합성 고분자

소재의 입자가 연구되고 있다. 그러나 합성 고분자 소재 입자들의 경우, 분해시의 분해 산물에 의한 독성 문제로 인하여 실제 임상에 적용되는 고분자 소재 입자는 폴리-락티드-글리콜리드 (poly-lactide-glycolide)소재를 제외하면 거의 없는 실정이다.

한편 폴리감마글루탐산은 D.L-글루탐산이 감마-글루타밀과 결합된 중합체로,점액성 물질이며, 폴리감마글루탐산은 한국의 전통발효식품 중 하나인 청국장과 일본의 낫또, 네팔의 키네마 등에서 분리된 바실러스속 균주로부터 생산되는데, 이 폴리감마글루탐산은 식용, 수용성 및 생분해성 고분자물질로서 흡습제 및 보습제로 이미 화장품의 원료 물질로 널리 이용되고 있다(Aditya R Bhat et al., AMB

express, 2013, (1), 36; Joerg M. Buescher et al., Critical Reviews in

Biotechnology, 2007, 27, 1-19).

본 발명은 당근 지상부 추출물을 봉입하여 수분산성, 안정성 및 전달효율을 증가시킬 수 있는 당근 지상부 추출물 봉입 입자 및 그를 함유하는 화장료 조성물의 개발을 목적으로 한다.

하기와 같은 본 발명의 구체적인 양태를 통하여 상기의 목적을 달성할 수 있었다:

(1) 친수성기와 친유성기를 함께 가지는 기본물질로서 폴리감마글루탐산의 카르복시기에 페닐알라닌 유도체의 아민기와 결합되어 있는 폴리감마글루타민산 유도체;

(2) 상기 (1)에 있어서, 당근 지상부 추출물 또는 이의 유도체가 봉입된 입자;

(3) 상기 (2)에 있어서, 입자의 크기가 20 내지 500 nm인 입자;

(4) 상기 (4)의 입자를 포함하는 화장품 조성물

본 발명의 폴리감마글루타민산 유도체에 당근 지상부 추출물을 봉입시킨 입자는 화장품 혹은 의약에 있어서 수분산성, 안정성 및 전달효율을 증가시킬 수 있는 효율적인 전달을 가능케 한다.

이러한 본 발명의 폴리감마글루타민산 유도체로 제조된 입자는 입자의 내부는 소수성이고 외부는 친수성이기 때문에 당근 지상부 추출물 활성물질이 내부에 안정적으로 봉입되었으며 봉입된 알로에 활성물질은 입자 상태로서 수 중에 용이하게 안정적으로 분산되므로 난용성 문제를 해결하여 화장품 혹은 의약으로의 적용을 가능케하며 나아가 효율적인 전달제제로써 적용을 제공한다.

또한 본 발명의 폴리감마글루타민산으로부터 제조된 유도체에 알로에 추출물을 봉입시킨 입자는 외부의 환경으로부터 알로에 활성물질의 노출을 차단함으로써 물리화학적 안정성을 높이는 효과를 나타내며 전달효과를 높여줌으로써 결과적으로 활성물질의 전달제제로써의 기능적 효율을 높여 화장품 혹은 의약으로의 적용을 가능케 한다.

도 1은 폴리감마글루타민산 유도체에 당근 지상부 추출물을 봉입시킨 실시예(2)-1 입자의 입자도 시험결과이며,
도2는 폴리감마글루타민산 유도체에 당근 지상부 추출물 봉입시 실시예(2)-3 적정 봉입효율 조사시 당근 지상부 추출물 HPLC 분석 시험결과이며,
도3는 폴리감마글루타민산 유도체에 당근 지상부 추출물 봉입시 실시예(2)-3 적정 봉입효율 조사시 수율 시험결과이며,
도4는 폴리감마글루타민산 유도체에 당근 지상부 추출물 봉입시 실시예(2)-3 적정 봉입효율 조사시 봉입율 시험결과이며,
도5는 폴리감마글루타민산 유도체에 당근 지상부 추출물을 봉입한 입자의 안정성 시험결과이며,
도6는 폴리감마글루타민산 유도체에 당근 지상부 추출물을 봉입한 입자의 피부흡수도 시험결과이며,
도7는 폴리감마글루타민산 유도체에 당근 지상부 추출물을 봉입한 입자 함유 화장료 조성물의 실시예(4) 가혹조건에서 pH 안정성 시험결과이며,
도8은 폴리감마글루타민산 유도체에 당근 지상부 추출물을 봉입한 입자 함유 화장료 조성물의 실시예(4) 가혹조건에서 비중 안정성 시험결과이며,
도9는 폴리감마글루타민산 유도체에 당근 지상부 추출물 함유 화장료 조성물의 실시예(5) 피부자극 임상테스트 시험결과이다.

본 발명은 알로에 추출물을 봉입하여 수분산성, 안정성 및 전달효율을 증가시킬 수 있는 알로에 봉입 입자 및 그를 함유하는 화장료 조성물의 개발에 관한 것이다.

본 발명자들은 친수성이 강한 천연 소재 고분자인 폴리 감마글루탐산으로부터 제조된 유도체에 당근 지상부 추출물을 봉입하여 분산성, 안정성 및 전달효율을 증가시킬 수 있는 자가 조립하는 알로에 봉입 입자 제조에 성공하였다. 본 입자는 다양한 화장품제형에 첨가하여 사용할 수 있다.

페닐알라닌의 아민기 (-NH2)를 폴리감마글루탐산의 카르복실기 (-COOH)에 선택적으로 결합시키기 위해서는 페닐알라닌의 카르복실기를 차폐한 형태의 페닐알라닌 유도체를 이용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 폴리감마글루탐산 유도체는 바람직하게는 폴리감마글루탐산의 카르복시기들 중 10 내지 60%가 페닐알라닌 유도체의 아민기와 결합되어 있는 것이다.

본 발명의 폴리감마글루탐산 유도체 중 폴리감마글루타민산의 분자량은 3K내지 450K 인 것이 바람직하다. 이렇게 제조된 본 발명의 폴리감마글루탐산 유도체는 중심축 (backbone)을 이루는 글루탐산들이 친수성 부분을 구성하고 치환되어 들어간 페닐알라닌 부분이 소수성 부분을 구성한다. 즉 본 발명의 폴리감마글루탐산 유도체는 양친매성을 갖는다. 따라서 본 발명의 폴리감마글루탐산 유도체는 수 중에 분산시켰을 때 친수성부분이 밖을 향하고 소수성 부분이 구의 중심쪽으로 모여 미셀을 용이하게 형성하며 알로에 추출물 활성물질이 내부 소수성 부분의 안쪽에 자연스럽게 위치하게 되므로 당근 지상부 추출물 활성물질을 입자 내에 용이하게 봉입할 수 있는 것이다. 입자 내에 봉입되지 않은 상태에서 당근 지상부 추출물이 물에 접하게 되면 바로 석출되거나 오일인 경우 물 표면에 떠올라 바로 층분리가 일어나겠지만, 유도체 내에 봉입된 알로에 활성물질은 수 중에 분산되어도 입자 표면에는 글루탐산들에 의한 친수성 부분이 차지하고 있으므로 안정적으로 분산되어 있을 수 있다. 또한 입자 내에 봉입된 알로에 활성물질은 입자 외부 환경에 노출되어 있지않고 입자 구성물질에 의하여 보호되어 있기 때문에 화장품과 같이 다양한 환경에 노출되는 경우에도 안정성을 월등하게 보장받을 수 있으며, 입자의 특성상 피부내로 활성물질의 전달효율을 높일 수 있다.

본 발명의 당근 지상부 추출물 봉입 입자는 입자를 안정적으로 형성하기만 하면 나노 단위 내에서 그 크기에 특별한 한정은 없다. 다만, 입자의 크기가 20 내지 500 nm인 것이 특히 바람직하다.

이하 실시예 등을 통하여 본 발명의 폴리감마글루타민산 유도체를 기

반으로 하는 당근 지상부 추출물 봉입 입자 제조에 관하여 구체적인 예를 기술하지만 본 발명의 내용이 이에 한정되는 것을 아니다.

실시예 (1). 폴리감마글루탐산 유도체의 제조

250ml 둥근 플라스크에 분자량 50K의 폴리감마글루탐산 1g을 탄산수소나트륨 0.3M 농도 40ml의 용액에 녹인다. 페닐알라닌과의 커플링을 위해 분자량 50K의 폴리감마글루탐산에 1:387의 당량 비율로 에틸(디메틸아미노프로필)카보디이미드[ethyl(dimethylaminopropyl) carbodiimide: EDC]를 1.5g을 탄산수소나트륨 0.3M농도 5ml에 용해시켜 250ml 둥근 플라스크에 첨가하여 0℃ 환경에서 30분 동안 반응시킨다. 그 후 페닐알라닌 에틸 에스터를 1 : 387 당량 비율로 1.8g을 15ml 코니칼 튜브 (conical tube)에 담은 후 가루채로 250ml 둥근 플라스크에 단계적으로 녹이면서 첨가한 후 탄산수소나트튬 0.3M 농도 5ml의 용액으로 워싱 후 250ml 둥근플라스크에 첨가하여 12시간 동안 반응 시킨다.

그 후, MWCO (molcular weight cut off) 3,500의 여과막을 이용하여 하루 동안은 삼차 증류수상에서, 다음 이틀은 메탄올 (MeOH)상에서 반응하지 못한 페닐알라닌, 에틸(디메틸아미노프로필) 카보디이미드 (EDC) 그리고 탄산수소나트륨을 여과시킨다. 페닐알라닌이 결합된 폴리감마글루탐산을 여과막에서 250ml 둥근 플라스크로 다시 옮겨 여과막으로 인한 용매치환의 결과인 메탄올(MeOH)을 감압장치를 이용하여 제거하여 본 발명의 폴리감마글루탐산 유도체 (폴리감마글루탐산의 분자량 50K및 페닐알라닌 접합비율 30%)를 수득하였다.

실시예 (2) 당근 지상부 추출물이 봉입된 입자 제조

실시예 (1)에서 제조한 폴리감마글루탐산 유도체를 10mg/ml의 농도로 메탄올(MeOH)에 용해시켰다. 당근 지상부 추출물을 3mg/ml의 농도로 메탄올에 용해시켰다. 그런 다음, 두 용액을 질량 비율 1:1로 섞은 후 회전 감압기를 이용하여 용매를 제거한 뒤 삼차증류수 1ml로 분산시키고 교반하여 나노 입자 현탁액을 수득하였다. 그 후, 동결건조를 하여 입자를 분말 형태로 보관하였다.

실험예 1. 나노 입자의 크기 측정

실시예 (2)의 나노 입자를 각각 삼차증류수에 분산시키고 이렇게 형

성된 나노 입자 현탁액에 대하여 한국화학융합시험연구원에 의뢰하여 입자크기를 측정하였다. 당근 지상부 추출물이 봉입된 나노 입자는 균일한 크기를 가지고 있음을 확인할 수 있었으며 평균 365.5nm의 입자 크기를 나타내었다(도 1).

실험예 2. 입자에의 봉입에 의한 수 분산성 향상 확인 실험

당근 지상부 추출물의 수 분산성 (water dispersability)이 본 발명의 입자에 봉입한 후 향상되는지 그 여부를 확인하기 위하여 실험을 하였다. 입자에 봉입하지 않은 당근 지상부 추출물과 본 발명의 입자에 봉입된 당근 지상부 추출물(실시예 (2))의 수 분산성을 비교 실험하였다. 먼저, 입자에 봉입하지 않은 당근 지상부 추출물의 경우, 당근 지상부 추출물을 1 mg으로 무게를 재어 삼차증류수 1ml에 가한 다음, 분산을 시키기 위해 초음파를 이용하였다. 당근 지상부 추출물이 봉입된 분말상의 입자는 1mg/ml의 농도로 삼차 증류수에 분산시켰다. 이렇게 각각 삼차증류수에 분산시킨 상태를 사진 찍어 수 분산성의 차이를 비교하였다. 그 결과, 입자에 봉입하지 않은 당근 지상부 추출물 자체인 경우 알로에추출물은 수 분산되거나 용해되지 않고 명확한 층 분리 현상이 일어났다. 그러나 본 발명의 입자에 당근 지상부 추출물이 봉입되어 있는 상태인 경우, 당근 지상부 추출물이 봉입된 입자가 삼차증류수에 안정된 상태로 분산됨을 확인할 수 있었다.

실험예 3. 입자에 당근 지상부 추출물 적정 봉입효율조사

적정봉입효율 조사를 위해 상기 실시예(1)의 폴리감마글루탐산 유도체 100mg에 당근 지상부 추출물을 각각 10 mg, 20mg, 30mg, 40mg, 50mg, 100mg을 가하고 봉입후 동결건조하여 분말형태로 얻었다. 분말 10 mg을 메탄올(MeOH)용액 10 ml에 녹여서 검액를 준비하였다. 또한, 당근 지상부 추출물의 지표물질인 cynaroside(cynaroside) 표준품을 메탄올(MeOH)에 녹여 1, 5, 10, 50, 100 ug/ml 으로 준비하였다. 준비한 검액과 표준액을 HPLC 크로마토그래피를 통하여 분석하였다. 분석조건은 VDSpher 100 C18-E 150*4.6mm 5um 컬럼에 0.1% Trifluoro acetic acid가 첨가된 증류수로 아세토나이트릴과 혼합하여 1ml/min의 유속으로하여 350 nm 파장에서 측정하여 표준액의 주피크의 지연식간의 면적값에서 표준검정곡선 (선형성 r2=0.999944)을 구하고 표준액의 주피크의 지연식간과 동일 위치에서 의 검액의 피크의 면적값을 대입하여 당근 지상부 추출물 지표성분인 cynaroside의 함량을 함량을 계산하였다. 봉입된 알로에 추출물의 cynaroside의 양을 봉입시 가해준 알로에 추출물의 cynaroside의 양으로 나눈어 그 백분율을 수율로 하였다. 봉입후 얻은 제주 알로에 추출물 함유 자가조립 입자의 무게를 투입한 제주 알로에 추출물과 자가조립 입자의 무게의 합으로 나누어 그 백분을 봉입률로 계산하였다. 그 결과 30mg이상에서는 수율이 약 89%, 봉입률이 약 22%로 확인되었다 (도 2, 3, 4).

실험예 4. 당근 지상부 추출물 봉입 입자의 안정성 조사

상온 조건에서 실시예 (2)의 입자를 정제수에 0.1% 농도 분산하여 시험관내의 분산정도를 빛의 산란을 통하여 분석하였다. 8일간 12시간 간격으로 산란되는 값이 50%내외로 산란패턴의 변화가 없이 유지됨을 확인하였다. 또한 빛의 산란이 시험관의 상하에서 일정하게 유지되는 것으로 보아 입자의 일정한 분산이 유지됨을 확인하였다. 즉, 상온에서 8일간 관측에서 안정성이 유지됨을 볼 수 있으며 이는 장비의 민감도를 최대 200배 가지므로 160일후에까지 안정성을 유지할 것으로 확인되었다 (도 5).

실험예 5. 당근 지상부 추출물 유도체 봉입 입자 피부흡수도실험

대한민국 식품의약품 안전처(KFDA) 생체외피부흡수시험 가이드라인에 따라 피부투과장치을 사용하여 실시예 (2)의 입자의 피부흡수도를 분석하였다. 피부투과장치의 공여칸에 실시예(2)의 당근 지상부 추출물이 봉입된 입자 5mg/cm2을 인공피부(Merck MIllipore사의 Membrane Strat-M)위에 고르게 도포하여 32 ℃ 온도조건에서 24시간 후 시료를 채취하여 피부에 흡수, 투과된 지표성분 cynaroside의 양을 HPLC를 통하여 분석하였다. 그 결과 피부(skin)에 4.5%, 피부투과(receptor) 14.91%로 전체 19.41% 정도의 입자가 피부내로 흡수됨을 확인하였다(도 6).

실시예 (3) 당근 지상부 추출물이 봉입된 입자를 함유하는 화장료 조성물 제조

실시예 (2)의 당근 지상부 추출물이 봉입된 입자를 100ppm으로 하고 부틸렌글라이콜 3.0%, 나이아신아마이드 2.0%, 글리세린 1.5%, 모란뿌리추출물 1.0%, 베타인 1.5%, 백미꽃추출물 1.0%, 구아이아줄렌 0.005% ,캠아줄렌 0.0001%, 아스퍼질러스/고본뿌리발효추출물 0.1%, 황기뿌리추출물 1.0%, 황금캘러스배양물 1.0%, 알로에베라잎추출물 0.5%, 에틸페닐알라닌아미도폴리감마-글루타믹애씨드 0.5%, 판테놀 0.15%, 소듐하이알루로네이트 0.1%, 다이포타슘글리시리제이트 0.1%, 비즈왁스 0.0001%, 오렌지껍질오일 0.001%, 유향유 0.0001%, 클라리오일 0.00001%, 구주소나무잎오일 0.00015%, 센티드제라늄꽃오일 0.00015%, 아데노신 0.04%, 카보머 0.15%, 1,2-헥산다이올 1.0%, 카프릴릴글라이콜 1.0%, 스타아니스추출물 1.0%, 다이소듐이디티에이 0.02%, 옥틸도데세스-16 1.0%, 트로메타민 0.15%, 옥수수전분 0.005%, 마이크로크리스탈린셀룰로오스 0.002%, 만니톨 0.5%, 슈크로오스 0.5%, 울트라마린 0.0001%, 하이드롤라이즈드콜라겐 0.01%, 캐모마일추출물 잔량을 적량으로 하는 화장료 조성물을 제조하였다.

실시예 (4) 당근 지상부 추출물 봉입 입자의 화장료 조성물내에서 안정성 조사

실시예(3)에서 제조한 발명의 당근 지상부 추출물 봉입 입자를 포함하는 화장료 조성물을 가혹조건 안정성 시험을 수행하였다. 시험법은 가이드라인에 따라 50℃ -> 상온 -> -20℃를 반복하여 보관하며 2주간 pH, 비중 및 경시변화를 조사한 결과 아래와 같았다. 나타난 바와같이 pH, 비중 및 경시변화상에 큰 변화가 나타나지않는 안정적인 결과를 나타냄을 확인하였다(도 7과 8).

실시예 (5) 당근 지상부 추출물 유도체 봉입 입자를 함유하는 화장료조성물의 피부자극실험

실시예(3)에서 제조한 발명의 당근 지상부 추출물 봉입 입자를 포함하는 화장료 조성물을 세명대학교 한방바이오산업 임상지원센터에 피부자극 임상시험을 의뢰하였다. 20대~50대여성 30명을 대상으로 실시하였으며 피험자의 피부유형과 상태는 자극이 전혀 없는 무자극으로써 안전한 것으로 확인되었다(도 9).

Claims (3)

1. 폴리감마글루탐산의 카르복시기에 페닐알라닌 유도체의 아민기와 결합되어 있는 유도체에 당근 지상부 추출물이 봉입된 것을 특징으로 하는 입자.
2. 제 1항에 있어서, 입자의 크기가 20 내지 500 nm인 입자.
3. 제 1항의 입자를 포함하는 화장품 조성물

Images