KR20220086018A - 셀룰로오스를 이용하여 커큐민의 안정성 및 생체 이용률이 향상된 나노복합체 및 이의 제조방법 - Google Patents
셀룰로오스를 이용하여 커큐민의 안정성 및 생체 이용률이 향상된 나노복합체 및 이의 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 셀룰로오스를 이용하여 안정성 및 생체이용률을 향상시킨 커큐민 나노복합체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 셀룰로오스를 이용한 나노복합체는 셀룰로오스의 농도의존적으로 커큐민의 봉입률이 증가하여 HPC와 HPMC는 90% 이상의 높은 봉입율이 확인되었으며, 나노복합체에 봉입된 커큐민의 안정성 및 세포막 투과도가 증가하는 것이 확인됨에 따라, 셀룰로오스를 이용한 나노복합체은 커큐민의 수분용해도를 향상시키고 생체 내 이용율을 향상시킬 수 있으므로, 커큐민을 유효성분으로 하는 의약품, 화장품 및 건강식품으로 제공될 수 있다.
Description
본 발명은 셀룰로오스를 이용하여 커큐민의 안정성 및 생체이용률을 향상시킨 나노복합체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
커큐민은 향신료 강황에 존재하는 화합물로, 많은 연구에서 산화방지성, 소염성, 항증식성 및 항혈관 신생 활성과 같은 약물학적 효과를 갖는 것으로 나타났다. 그 자체로서, 커큐민은 암, 심장병, 당뇨병, 크론병 및 각종 신경학적 질환과 같은 질환과 싸우기 위한 표적을 나타낸다. 이러한 이유로, 커큐민에 대한 상당한 연구가 진행되고 있다.
커큐민의 중요한 이점은 카레와 같은 음식물에 향신료로서 수세기 동안 사용된 천연 화합물임에 기인하는 이의 광범위한 수용이다. 추가의 이점은 고용량에서도 부작용이 거의 없거나 전혀 없다는 점이다. 이는 또한 공급하기에 비교적 저렴하고, 실온에서 잘 저장할 수 있다.
이러한 이점에도 불구하고, 아직 해결해야 할 최우선 문제는 커큐민의 익히 공지된 문제인 동물에서의 낮은 생체이용성이다. 이는 불량한 용해도 및 따라서 시스템 및/또는 빠른 대사로부터 불량한 흡수, 제거를 포함하는 요인의 조합에 기인하는 것으로 간주된다.
과거에, 이러한 불량한 용해도는 적어도 시험관내 연구에서 커큐민의 용해도를 증가시키는 것을 돕는 담체, 예를 들면, DMSO 또는 트윈(Tween) 80을 첨가함으로써 해결했다. 그러나, 이러한 담체, 예를 들면, DMSO가 불쾌한 맛을 유도하고, 제조 비용 및 공정에 추가되어여 하고, 커큐민이 (소비자가 원하는) 천연 생성물이라는 이점을 손상시키는 문제점이 있다.
본 발명은 다양한 생리활성을 나타내는 커큐민의 안정성 및 생체이용률을 향상시키기 위해, 셀룰로오스를 이용한 커큐민 나노복합체 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 커큐민을 유기용매에 용해시켜 준비하는 단계 (제1단계); 셀룰로오스를 물에 용해시켜 준비하는 단계 (제2단계); 상기 제1단계의 유기용매와 제2단계의 물을 혼합하여 균질화하는 단계 (제3단계); 상기 균질화된 혼합물을 초음파 처리하는 단계 (제4단계); 및 상기 초음파 처리된 혼합물에서 유기용매를 증발시키는 단계 (제5단계)로 제조되는 커큐민 나노복합체 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제조방법에 따른 커큐민 나노복합체를 제공한다.
본 발명에 따르면, 셀룰로오스를 이용한 나노복합체는 셀룰로오스의 농도의존적으로 커큐민의 봉입률이 증가하여 HPC와 HPMC는 90% 이상의 높은 봉입율이 확인되었으며, 봉입된 커큐민의 안정성 및 세포막 투과도가 증가하는 것이 확인됨에 따라, 셀룰로오스를 이용한 나노복합체는 커큐민의 수분용해도를 향상시키고 생체내 이용율을 향상시킬 수 있으므로, 커큐민을 유효성분으로 하는 의약품, 화장품 및 건강식품으로 제공될 수 있다.
도 1은 제작된 커큐민 나노복합체를 확인한 이미지 결과이다.
도 2는 제작된 나노복합체 내 커큐민의 안정성을 확인한 결과이다.
도 2는 제작된 나노복합체 내 커큐민의 안정성을 확인한 결과이다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명은 커큐민의 수분산성과 안정성 높이기 위해 양친매성 성질을 지닌 셀룰로오즈를 이용한 나노복합체 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 제조방법은 커큐민의 물에 대한 용해도를 향상시키는 방법을 제공함으로써 커큐민의 의약품, 화장품 및 식품으로서의 활용도를 높이는데 기여할 수 있다.
본 발명은 커큐민을 유기용매에 용해시켜 준비하는 단계 (제1단계); 셀룰로오스를 물에 용해시켜 준비하는 단계 (제2단계); 상기 제1단계의 유기용매와 제2단계의 물을 혼합하여 균질화하는 단계 (제3단계); 상기 균질화된 혼합물을 초음파 처리하는 단계 (제4단계); 및 상기 초음파 처리된 혼합물에서 유기용매를 증발시키는 단계 (제5단계)로 제조되는 커큐민 나노복합체 제조방법을 제공할 수 있다.
상기 유기용매상은 다이클로로메테인(Dichloromethane) 및 클로로포름 (Chloroform)으로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.
상기 셀룰로오스는 HPC [Hydroxypropyl cellulose] 및 HPMC [(Hydroxypropyl)methyl cellulose]으로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.
상기 유기용매상은 유기용매 100 중량부에 대하여, 커큐민 0.01 내지 10 중량부가 포함되는 것일 수 있다.
상기 수상은 물 100 중량부에 대하여, 셀룰로오스 0.1 내지 0.8 중량부로 포함되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 제조방법에 따른 커큐민 나노복합체를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 다만 하기의 실시예는 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
<실시예 1> 커큐민 나노복합체 제조
커큐민 (Cur)을 다이클로로메테인(Dichloromethane)에 5 mg/mL로 용해시켰으며, Tween80, HPC [Hydroxypropyl cellulose; M.W 10,000, sigma-Aldrich], HPMC [(Hydroxypropyl)methyl cellulose; M.W 10,000, sigma-aldrich] 및 HEC [2-Hydroxyethyl cellulose; M.W 90,000, sigma-aldrich]을 각각 0.4% (100 mg/25 mL) 및 0.66% (100 mg/15 mL) 농도로 증류수에 용해시켰다.
5 mg/mL 커큐민 2 mL을 주사기를 이용해 상기 셀룰로오스 용액에 주사한 후 균질기 (Homogenizer)를 통하여 8,000 rpm으로 3분간 균질화하였다.
이후 초음파 (Sonication)를 3분 동안 처리하고, 600 rpm에서 4시간 동안 다이클로로메테인을 증발시킨 후 원심분리기 (3,000 rpm, 3 분)을 이용해 봉입되지 않은 커큐민을 제거하여 도 1과 같은 최종 나노복합체를 얻었다.
Dynamic light scattering (DLS)를 이용해 Cur 기준 0.1 mg/mL로 사이즈를 측정하여 표 1과 같은 나노복합체 사이즈를 확인하였다.
| Nunber mean (d.nm) | |
| Cur@tween 80 | 7.89 ± 1.23 |
| Cur@HPC | 217.39 ± 9.09 |
| Cur@HPMC | 188.59 ± 13.13 |
| Cur@HEC | 169.71 ± 66.27 |
<실시예 2> 봉입율 확인
제조된 나노복합체를 에탄올을 이용해 1/10 배 희석하여 나노 입자 내부에 있는 커큐민을 용해시키고, 커큐민 (Cur)을 에탄올에 녹여 검정곡선을 확인하였으며, 425 nm에서 흡광도를 측정하여 정량하였다.
그 결과, 표 2와 같이 농도가 높을수록 봉입율이 높아지는 것을 확인할 수 있었으며, 특히 HPC와 HPMC는 90% 이상의 높은 봉입율을 나타내었으나, HEC는 상대적으로 낮은 봉입율을 나타내는 것이 확인됨에 따라, HEC는 커큐민 봉입 담체로서 기능하기 어려울 것으로 판단되었다.
|
Cur:X
(curcumin 10 mg) |
15 mL (0.66 %, w/v) | 25 mL (0.40 %, w/v) | ||
| Loading efficiency (%) | Loading content (%) | Loading efficiency (%) | Loading content (%) | |
| Tween 80 | 71.94 ± 1.64 | 6.53 ± 0.15 | 37.01 ± 0.08 | 3.36 ± 0.01 |
| HPC | 93.57 ± 1.65 | 8.51 ± 0.15 | 25.78 ± 1.90 | 2.34 ± 0.17 |
| HPMC | 94.01 ± 3.26 | 8.55 ± 0.30 | 60.85 ± 1.05 | 5.53 ± 0.09 |
| HEC | 17.68 ± 2.16 | 1.61 ± 0.20 | 8.61 ± 4.26 | 0.78 ± 0.39 |
<실시예 3> 안정성 확인
커큐민 (Cur)을 다이클로로메테인(Dichloromethane) 에 5 mg/mL로 용해시키고, Tween80, HPC, HPMC 및 HEC을 각각 0.4% (100 mg/25 mL), 0.66% (100 mg/15 mL) 농도로 증류수에 용해시켰다.
5 mg/mL 커큐민 2 mL을 주사기를 이용해 상기 셀룰로오스 용액에 각각 주사한 후 균질기 (Homogenizer)를 이용하여 8,000 rpm, 3분간 균질화하였다.
이후 초음파 (Sonication)를 3분 동안 처리하고, 600 rpm에서 4시간 동안 디클로로메탄을 증발시킨 후 원심분리기 (3,000 rpm, 3 분)을 이용해 봉입되지 않은 커큐민을 제거하여 최종 나노복합체를 얻었다.
최종 나노복합체는 냉장보관 (4 ℃)에 보관하며 시간에 따라 (1, 3, 6, 10일) 나노복합체의 안정성을 테스트하였으며, 측정은 7번 과정을 반복해가며 남아있는 커큐민의 양을 정량하였다.
그 결과, 도 2 및 표 3과 같이 Cur@Tween80은 시간에 따라 비교적 안정성이 유지되면서 커큐민의 양이 10.33% 감소하였으며, Cur@HPC와 Cur@HPMC는 각각 36.29%와 29.76% 감소하였지만 50% 이상의 커큐민이 남아있는 것이 확인되었으나, Cur@HEC 경우 유의미한 결과를 나타내지 못하였다.
<실시예 4> 세포막 투과성 확인
12 trans well apical plate에 MDCK (Madin-Darby Canine Kidney) cell 1 × 105 cells/well로 분주하고, 4일 후, Transepithelial electrical resistance (TEER) 값을 측정하여 250 Ω cm2임을 확인하였다.
각각의 샘플을 Cur 150 μM 기준으로 apical (A) 또는 basolateral (B) plate에 2시간 동안 처리하고, apical (A)과 basolateral (B)의 샘플을 회수 한 뒤, LC-MS/MS analysis를 이용해 커큐민의 양을 정량하여 커큐민의 apparent permeability (Paap)를 측정하고 이에 따른 Efflux ratio를 확인하였다.
그 결과, 표 3과 같이 Paap 값이 커큐민에 비해 Cur@Tween80에서 23.25배, Cur@HPC 33.90배, Cur@HPMC에서 57.16배, Cur@HEC에서 3.97배 증가가 확인되었다.
보다 상세하게 대조군인 Cur@Tween80에 비해서 Cur@HPC 및 Cur@HPMC는 세포막 투과도가 증가하였으나, Cur@HEC는 유의미한 결과를 나타내지 못하였다.
상기 결과로부터 Cur@HPC 및 Cur@HPMC는 in vivo 생체 이용률에도 긍정적인 영향을 나타낼 수 있다.
| Compounds | P aap (Х10 -6 cm/sec) |
Efflux ratio
(B to A/A to B) |
| Cur (A to B) | 0.0185 ± 0.0021 | 0.0809 |
| Cur (B to A) | 0.0014 ± 0.0004 | |
| Cur@Tween80 (A to B) | 0.4294 ± 0.0470 | 0.0356 |
| Cur@Tween80 (B to A) | 0.0153 ± 0.0005 | |
| Cur@HPC (A to B) | 0.6262 ± 0.0166 | 0.0034 |
| Cur@HPC (B to A) | 0.0021 ± 0.0011 | |
| Cur@HPMC (A to B) | 1.0558 ± 0.0509 | 0.0087 |
| Cur@HPMC (B to A) | 0.0091 ± 0.0021 | |
| Cur@HEC (A to B) | 0.0734 ± 0.0493 | 0.0900 |
| Cur@HEC (B to A) | 0.0066 ± 0.0005 |
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
Claims (6)
- 커큐민을 유기용매에 용해시켜 준비하는 단계 (제1단계);
셀룰로오스를 물에 용해시켜 준비하는 단계 (제2단계);
상기 제1단계의 유기용매와 제2단계의 물을 혼합하여 균질화하는 단계 (제3단계);
상기 균질화된 혼합물을 초음파 처리하는 단계 (제4단계); 및
상기 초음파 처리된 혼합물에서 유기용매를 증발시키는 단계 (제5단계)로 제조되는 커큐민 나노복합체 제조방법. - 청구항 1에 있어서, 상기 유기용매는 다이클로로메테인 (Dichloromethane) 및 클로로포름 (Chloroform)으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 커큐민 나노복합체 제조방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 셀룰로오스는 HPC [Hydroxypropyl cellulose] 및 HPMC [(Hydroxypropyl)methyl cellulose]으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 커큐민 나노복합체 제조방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 유기용매상은 유기용매 100 중량부에 대하여, 커큐민 0.01 내지 10 중량부가 포함되는 것을 특징으로 하는 커큐민 나노복합체 제조방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 수상은 물 100 중량부에 대하여, 셀룰로오스 0.1 내지 0.8 중량부가 포함되는 것을 특징으로 하는 커큐민 나노복합체 제조방법.
- 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항의 제조방법에 따른 커큐민 나노복합체.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200176098A KR20220086018A (ko) | 2020-12-16 | 2020-12-16 | 셀룰로오스를 이용하여 커큐민의 안정성 및 생체 이용률이 향상된 나노복합체 및 이의 제조방법 |
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| KR20220086018A true KR20220086018A (ko) | 2022-06-23 |
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| KR (1) | KR20220086018A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102478218B1 (ko) * | 2022-05-06 | 2022-12-20 | 주식회사 모빅신소재기술 | 생분해성 플라스틱의 기계적 특성 강화를 위해 cnf와 생분해성 고분자를 혼합한 복합체의 제조 방법 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20080112224A (ko) | 2006-03-09 | 2008-12-24 | 인데나 에스피아 | 향상된 생체이용률을 갖는 커큐민의 인지질 복합체 |
-
2020
- 2020-12-16 KR KR1020200176098A patent/KR20220086018A/ko not_active Application Discontinuation
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|---|---|---|---|---|
| KR102478218B1 (ko) * | 2022-05-06 | 2022-12-20 | 주식회사 모빅신소재기술 | 생분해성 플라스틱의 기계적 특성 강화를 위해 cnf와 생분해성 고분자를 혼합한 복합체의 제조 방법 |
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