KR20220113676A - 화장품용 천연 기능성 성분을 갖는 천연 폴리머로 제조된 나노섬유 매트릭스 - Google Patents
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Abstract
화장품으로서 사용하기 위한 선택적인 기능성 성분을 포함하는 다당류 및/또는 단백질로부터 선택된 100% 천연 바이오폴리머를 포함하는 나노섬유 매트릭스가 본 명세서에 기재되어 있다. 보다 구체적으로, 어떠한 방부제, 계면활성제, 용매 및 가교제를 함유하지 않는 건조 시트를 포함하는 전기방사법에 의해 제조된 나노섬유 매트릭스이다. 나노섬유 화장품을 사용하기 위해, 단순히 피부를 적신 다음 피부에 나노섬유를 적용하기만 하면 된다. 기능성 성분은 전기방사 동안 나노섬유 매트릭스 내에 선택적으로 포함되어 다양한 미용 효과를 제공할 수 있다. 기능성 성분은 보습, 안티에이징, 주름 감소, 미백, 항산화, 여드름 치료 등과 같은 피부 이점들을 제공한다. 기능성 성분은 화장품에 향기나는 효과를 제공하기 위해 나노섬유 매트릭스에 포함되는 에센셜 오일일 수 있다. 기능성 성분은 또한 천연 염료가 될 수 있으며, 여기서 그것은 나노섬유 매트릭스에 포함되어 착색된 나노섬유를 만들 수 있다. 착색된 나노섬유는 블러셔, 아이섀도우, 아이브로우, 네일 폴리시, 립스틱, 컨투어링 및 머리 염색 제품과 같은 메이크업 제품에 사용할 수 있다. 기능성 성분을 포함하거나 포함하지 않는 100% 천연 바이오폴리머로 구성된 나노섬유 매트릭스는 다양한 형상으로 가공될 수 있거나 또는 소비자에 의해 쉽게 절단되어 다양한 피부 영역에 다양한 목적으로 사용할 수 있다.
Description
관련 출원
본 출원은 참조로 본원에 포함된 중국 특허 출원 번호 2019109923626호 및 2019109922500호로부터 우선권을 얻는다.
기술 분야
화장품으로서 사용하기 위한 선택적 기능성 성분과 함께 다당류 및/또는 단백질로부터 선택된 100% 천연 바이오폴리머(natural biopolymers)를 포함하는 나노섬유 매트릭스가 본원에 기재되어 있다. 보다 구체적으로, 나노섬유 매트릭스가 임의의 방부제, 계면활성제, 용매 및 가교제를 함유하지 않는 건조 시트를 포함하는 전기방사법에 의해 제조되었다. 나노섬유 화장품을 사용하는 것은, 단순히 피부를 적신 후, 피부에 나노섬유를 적용하는 것이다. 기능성 성분은 전기방사 동안 나노섬유 매트릭스 내에 선택적으로 포함되어 다양한 미용 효과를 제공할 수 있다. 기능성 성분은 보습(moisturizing), 안티-에이징(anti-ageing), 주름 감소(wrinkle reduction), 미백(brightening), 항산화(antioxidant) 및 여드름 치료(acne treatment)와 같은 피부 이점들을 제공한다. 기능성 성분은 화장품에 향기나는 효과를 제공하기 위해 나노섬유 매트릭스에 포함되는 에센셜 오일일 수 있다. 기능성 성분은 또한 천연 염료가 될 수 있으며, 여기서 나노섬유 매트릭스 중에 포함되어 착색된 나노섬유를 제조할 수 있다. 착색된 나노 섬유는 블러셔(blush), 아이섀도우(eyeshadow), 아이브로우(eyebrow), 네일 폴리시(nail polish), 립스틱(lipstick), 컨투어링(contouring) 및 머리 염색 제품(hair dye products)과 같은 메이크업 제품에 사용될 수 있다. 기능성 성분을 포함하거나 포함하지 않는 100% 천연 바이오폴리머를 포함하는 나노섬유 매트릭스는 다양한 형상으로 가공될 수 있거나, 소비자에 의해 용이하게 절단되어 상이한 피부 영역에 상이한 목적으로 사용할 수 있다.
최근 몇 년 동안, 화장품 산업은 계속해서 빠르게 성장하고 있으며, 소비자들은 화장품에 더 많은 지출을 할 의향이 있다. 소비자는 효능(efficacy), 안전성(safety), 웰니스(wellness), 지속 가능성(sustainability), 윤리(ethics) 및 편의성(convenience)을 기준으로 제품을 선택한다. 소비자들은 식품 등급 성분과 관련된 더 나은 규제, 더 나은 지속 가능한 공정 및 덜 부정적인 부작용으로 인해 천연이며 친환경인 제품을 구매하려는 의지가 더 강하며, 식품 표준 및 화장품/GMP 인증 화장품을 선호한다.
시장에는 다양한 종류의 화장품들이 있다. 안면 마스크 카테고리에는 시트 마스크, 젤 마스크, 클레이 마스크 및 건조 마스크와 같은 다양한 변형이 있다. 시트 마스크는 시장에서 매우 일반적인 변형이다. 기존의 시트 마스크는 직물 재료를 액체 용액에 담금으로써 제조한다. 액체 용액은 일반적으로 활성 성분, 점도 조절 폴리머, 물, 방부제, 경피흡수 촉진제(penetration enhancers), 용매 및 계면활성제를 포함한다. 적용을 위하여, 기존의 시트 마스크는 젖은 시트를 피부 위에 약 10 내지 30분 동안 그대로 두었다가, 시트를 제거하고 버린 다음 헹구어야 한다. 사람이 사용하기에 편리하지 않으며, 그것은 일반적으로 가정이나 스파, 클리닉에서 앉거나 엎드린 자세 동안에 적용된다.
또한, 기존의 시트 마스크에는 액체 환경에서 박테리아가 번식하는 것을 방지하기 위해 방부제가 포함되어야만 한다. 파라벤, 벤조산나트륨, 소르브산칼륨, 및 페녹시에탄올과 같은 방부제는 피부에 해로울 수 있다. 방부제 또는 용매는 매우 민감한 피부를 가진 사람들에게 자극, 홍반(erythema) 또는 불편감(uncomfortable feeling)을 아마도 유발할 수 있다. 시장에서 더 많은 교육을 받은 소비자는 이러한 화학 물질의 부작용을 이해하고 이러한 성분들을 피하려고 노력한다.
할당된 시간 동안 착용하지 않는 경우, 기존의 시트 마스크는 원하는 피부 이점들을 제공하지 않지만; 그러나 너무 오랫동안 착용하는 경우, 수분이 증발하여 피부가 건조해질 것이다. 또한 피부에 흡수되는 성분의 용량과 효능을 조절하는 것도 어렵다. 게다가, 기존의 시트 마스크가 모든 피부 상태에 이상적이지 않다. 예를 들어, 기존의 마스크는 습윤한 환경 조건이 박테리아 성장을 촉진하여 여드름 문제를 악화시킬 수 있기 때문에, 여드름이 잘 나는 피부에 적합하지 않은 것으로 확인되었다.
건조 마스크 기술은 방부제나 유기 용매를 사용하지 않는 새로운 카테고리이다. 시중에 판매되는 대부분의 건조 마스크는 동결 건조 방식으로 제조된다. 성분은 기질(지지 직물)에 보유된다. 건조 마스크를 적용하기 위해서는, 건조 마스크를 피부 위에 적용하기 전에, 먼저 물에 담구어야 한다. 건조 마스크는 유기 용매의 문제를 극복하지만, 여전히 긴 적용 시간(보통 여전히 10 내지 30분)이 필요하다. 기존 시트 마스크에 존재하는 모든 문제들을 해결하지 못한다. 여전히 피부에 흡수되는 성분의 용량 조절이 어렵고, 일반적으로 합성 폴리머와 가교제가 포함되어 있는데, 이것은 여전히 민감한 피부에 적합하지 않다.
전기방사법(Electrospinning)은 고전압을 사용하여 습식 폴리머 용액을 건조 나노섬유로 전환시키는 제조 방법이다. 나노섬유 안면 마스크는 긴 적용 시간, 제한된 사용 환경 조건, 제어되지 않은 용량, 원하지 않는 용매 및 재료 함유와 같은 상기에서 언급한 기존 마스크의 문제를 해결할 수 있다.
CN104703507B호 등록 특허는 전기방사법에 의해 제조된 나노섬유로 구성된 화장품 필름을 개시하고 있다. CN104703507B호에 개시된 나노섬유 층은 수용성 폴리머인 폴리비닐알코올 및 폴리비닐피롤리돈, 및 또한 가교제에 의해 제조된다.
CN109576817A호 특허는 폴리비닐 알코올과 알긴산 나트륨으로 제조된 나노섬유 안면 마스크를 제조하는 방법을 개시한다. CN109576817A호에서 폴리비닐 알코올의 농도는 전기방사 용액 중에서 7% 내지 10%이고 알긴산 나트륨은 0.4% 내지 3%이다.
CN109363967A호 특허는 60-80부의 히알루론산, 10-20부의 산화 폴리에틸렌 및 5-10부의 생물활성 펩티드로 만들어진 나노섬유 안면 마스크를 개시한다.
상기에서 언급한 이러한 특허들은 폴리머의 전기방사 능력과 나노섬유의 잠재적인 적용을 입증하였다. 그러나, 이들 특허에서 제조된 나노섬유는 합성 폴리머로 제조되거나 또는 부분적으로 합성 폴리머로 제조된다. 그것은 기존 마스크에 존재하는 문제점을 해결하지 못한다. 합성 폴리머를 견딜 수 없는 민감한 피부를 갖는 사람들에게는 적합하지 않다. 또한, 사람들이 합성 플라스틱의 분해에 대한 환경적 우려가 있고 더 많은 천연 및 바이오-유래 제품을 선호하는 경우, 이를 사용하는 것도 이상적이지 않다. 또한, 특허 CN104703507B호에서 사용되는 가교제는 일반적으로 화장품에서 선호되지 않는 화학물질이다. 일부의 합성 폴리머 및 화학 물질들은 장기간 사용하는 경우 피부에 해로울 수 있다.
US 9,775,917호 특허는 콜라겐 나노섬유가 수분과 접촉하는 경우, 활성 성분을 빠르게 방출할 수 있는 능력을 갖는 해양 유래의 콜라겐 나노섬유를 개시한다. 그러나, 본 발명에서 나노섬유는 동물 기반 콜라겐으로 한정된다.
상기로부터, 합성 폴리머의 문제를 극복하는 동시에 연장된 적용 시간, 기존 안면 피부 마스크의 제어되지 않은 용량의 문제를 극복하거나, 또는 대중에게 유용한 선택을 적어도 제공하는 나노섬유 조성물 및 관련 제품에 대한 용도가 존재함을 알 수 있다.
본 발명은 이러한 문제들을 극복하고 100% 천연 폴리머, 보다 구체적으로 다당류 및/또는 단백질을 포함하는 화장품의 발명을 개시할 것으로 예상된다. 비타민, 과일/식물/허브 추출물, 에센셜 오일 및 천연 염료와 같은 기능성 성분은 선택적으로 나노섬유 매트릭스에 포함되어, 진보된 피부 이점, 색상, 향 또는 풍미를 제공할 수 있다.
제품, 조성물, 방법 및 이의 용도의 추가 측면들 및 이점들은 단지 예로서 제공된 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다.
요약
스킨 케어 및 화장품을 위한 기능성 성분을 갖는 다당류 및/또는 단백질 나노섬유 매트릭스가 본원에 기재되어 있다. 보다 구체적으로, 생체재료-기반 나노섬유 매트릭스는 스킨 케어/화장품에 사용되는 다당류 및/또는 단백질의 조합으로 제조되고 전기방사법에 의해 제조된다. 진보된 피부 이점들을 위해, 전기방사 동안 나노섬유 매트릭스에 기능성 성분을 선택적으로 포함시킬 수 있고, 나노섬유와 함께 피부에 전달할 수 있다. 이것은 기존 화장품에 존재하는 문제점을 극복한다. 원하는 기능성 성분을 선택함으로써, 본 발명에 개시된 나노섬유 매트릭스는 다양한 피부 이점들, 메이크업 목적 또는 향기나는 기능을 제공할 수 있다. 그의 건조 형식으로 인해, 다양한 형상으로 쉽게 가공되거나 다양한 용도로 소비자에 의해 수동으로 절단된다.
제1 측면에서,
적어도 하나의 유형의 다당류; 및/또는 선택적으로
적어도 하나의 유형의 단백질;
을 포함하는 나노섬유 매트릭스가 제공되며,
나노섬유 매트릭스가 진보된 스킨 케어 적용(advanced skin care application)을 위한 기능성 활성제(들) 또는 성분(들)을 선택적으로 가지며,
여기서 나노섬유가 기능성 활성제(들) 또는 성분(들)이 첨가되거나 첨가되지 않은 혼합 다당류 및/또는 단백질 용액으로부터 제조되고, 건조 나노섬유 시트와 같은 건조 나노섬유 부직포 직물로 전기방사되며(electrospun);
바람직하게는, 건조 나노섬유 시트는 상이한 형상으로 가공되어 피부의 상이한 영역에 적용되고(applied); 여기서, 바람직하게는 젖은 피부와 접촉 시에, 나노섬유가 피부에 점차적으로 용해되어 임의의 활성제를 방출하거나 또는 피부 위에 놓여 진보된 치료학적 이점들을 위한 임의의 활성제를 방출한다.
제2 측면에서 기능성 활성제(들) 또는 성분(들)이 첨가되거나 첨가되지 않은 건조 나노섬유 매트릭스 형태의 화장품이 제공되며, 여기서 나노섬유 매트릭스가 다당류 및/또는 단백질로부터 선택된 100% 천연 바이오폴리머로 제조되고, 건조 나노섬유 시트로 전기방사된다.
제3 측면에서, 실질적으로 전술한 바와 같은 나노섬유 매트릭스를 제조하는 방법이 제공된다.
상기와 같이, 기존의 안면 마스크는 장기간 적용 시간의 필요성, 합성 폴리머 함유, 계면활성제 함유, 유기 용매 함유, 방부제 함유, 또한 조절되지 않는 침투 용량(uncontrolled penetration dosage)등의 문제점들이 있었다. 본 발명에 기재된 나노섬유 안면 마스크의 이점은 기존의 안면 마스크에 열거된 문제들을 극복한다. 성분들의 조절된 용량은 즉각적이고 효율적으로 피부에 전달된다. 나노섬유 제품의 사용은 간단하고 편리하다. 이러한 기능성 성분을 포함하거나 포함하지 않는 나노 섬유는 젖은 피부에 적용하며, 피부에 즉시 흡수된다. 안면 마스크에 사용되는 기능성 성분을 포함하거나 포함하지 않는 나노섬유 매트릭스는 기존의 안면 마스크와 관련되어 존재하는 억제력을 극복할 수 있다. 기존의 안면 마스크는 장기간의 적용 시간, 느린 침투, 조절되지 않는 침투 용량을 필요로 했다. 기존의 안면 마스크에는 또한 합성 폴리머, 계면활성제, 유기 용매, 방부제 및 기타 기능성 첨가제가 포함되어 있어, 산화 또는 박테리아 성장과 같은 환경적 취약성으로부터 제품을 안정화시킨다. 본 발명에서 기재된 나노섬유 안면 마스크는 이러한 문제들을 극복한다. 다당류 및/또는 단백질로 만들어진 나노섬유 안면 마스크는 천연 유래이며 합성 폴리머를 포함하지 않는다. 그 건조 형태와 낮은 수분 활성으로 인해, 박테리아 성장을 억제하기 위한 방부제가 필요하지 않다. 본 발명에 개시된 나노섬유 마스크는 계면활성제 및 용매를 전혀 함유하지 않으므로, 피부가 민감한 사람들에게 이상적이다. 또한 다당류나 단백질은 천연 폴리머로 생분해성이 있으므로, 합성 폴리머에 비해 환경 영향이 적다. 나노섬유 매트릭스를 만들기 위해, 식품 등급의 다당류 및/또는 단백질을 선택함으로써, 수득된 제품은 '식용(edible)' 및 '피부에 안전함(skin safe)'으로 간주될 수 있다. 식물 기반 다당류 및/또는 식물 기반 단백질을 선택함으로써, 사용자에게 비건 제품(vegan products)의 옵션을 제공한다.
앞서 언급했듯이, 마스크에는 방부제, 계면 활성제, 유기 용매가 포함되어 있지 않아, 민감한 피부를 갖는 사람들이 선호할 것이다. 또한, 폴리머 매트릭스는 식물성 성분들로부터 선택된다. 사용자에게 동물 기반 제품을 피할 수 있는 옵션을 제공하며 합성 폴리머 사용에 대한 환경적 우려가 있는 사용자에게도 또한 적합하다. 또한, 건조 나노섬유 마스크를 사용하여 전체 안면 마스크, 코 마스크, 눈밑 패치, 이마 마스크, 턱 마스크, 볼 마스크, 목 마스크 및 입술 마스크 등을 포함하는 다양한 형상으로 가공할 수 있다. 또한, 마스크의 형상은 사용자에 의해 결정될 수 있으며, 사용자는 시트 마스크를 그 요구 사항에 맞게 임의의 형상으로 수동으로 절단할 수 있다. 그의 건조 특성으로 인해, 어떤 형상으로든 자르기 쉽다. 본 발명은 일상적인 사용자에게 항상 적합하지 않은 현재의 "유니-사이즈(uni-size)" 마스크의 문제를 극복할 수 있다. 특히 여드름 치료의 경우, 사용자는 감염되지 않은 피부에 영향을 주지 않고 감염 부위에 적용할 수 있는 크기로 건조 나노섬유를 단지 자르기만 하면 된다. 기존 마스크의 경우, 기존 마스크에 액체가 포함되어 있고 습윤 환경에서 박테리아가 성장할 수 있으므로 여드름성 피부에 적합하지 않은 경우가 종종 있었다. 장기간 동안 피부에 남아 있어야 하기 때문에, 박테리아 성장은 여드름성 피부에 이상적이지 않으며 여드름 문제를 악화시킬 수 있다. 본 발명에서, 나노섬유 매트릭스는 식물 기반에서 추출된 물질을 포함하는 광범위한 다당류 및 단백질들로 확장된다. 이것은 비건 제품을 제조할 수 있는 기회를 제공한다. 적용 시간은 1분 이내로 짧다. 그 성분은 통제된 용량에 있고 피부에 흡수된다. 이것은 교통 기관, 작업장, 공공 장소 등과 같은 어떠한 상황에서도 사용하기 편리하고 적합하다.
최종적으로, 본 발명은 혁신적인 스킨 케어 제품을 제조하는 방법을 개시하고 기존의 안면 마스크의 문제점을 극복한다. 피부 효능 특성은 다당류 및/또는 단백질 나노섬유 매트릭스에서 다양한 기능 성분을 선택함으로써 조정할 수 있다.
제품, 조성물, 방법 및 이의 용도의 추가적인 측면들은 첨부한 도면을 참조하여 단지 예로서 제공되는 하기의 설명으로부터 명백해질 것이며:
도 1은 덱스트란, 풀루란 및 콜라겐을 포함하는 나노섬유 매트릭스를 도시한다: (a) SEM 이미지; (b) 직경 분포;
도 2는 나노섬유가 피부 표면 위에 적용된 후 다양한 타임프레임에서 광 간섭성 단층촬영 신호(optical coherence tomography signals)를 갖는 광 간섭성 단층촬영 그래프를 도시한다: (a) t=0, t=20분 및 t=30분; (b) t=0, t=35분, t=45분 및 t=50분;
도 3은 덱스트란, 풀루란 및 후코이단을 포함하는 비건 나노섬유 매트릭스를 도시한다: (a) SEM 이미지; (b) 직경 분포;
도 4는 24시간 배양 후, 음성 대조군(비처리된 표피), 양성 대조군(0.1% SDS로 처리된 표피) 및 테스트 샘플(비건 나노섬유 및 0.1% SDS로 처리된 표피)의 TNF-알파 농도의 표를 나타낸다;
도 5는 96시간 배양 후 세포 단독, 고지산(kojic acid)을 갖는 세포 및 나노섬유와 에틸 아스코르브산을 갖는 세포의 멜라닌 농도 그래프를 나타낸다;
도 6은 세포 단독, 콜라겐 및 히알루론산으로 만들어진 나노섬유 매트릭스를 갖는 세포, 및 덱스트란, 풀루란 및 콜라겐으로 만들어진 나노섬유 매트릭스를 갖는 세포에서의 엘라스틴 농도 그래프를 나타낸다;
도 7은 본 발명의 나노섬유 제품의 사용 전후 주름 감소 사진을 나타낸다;
도 8은 본 발명의 나노섬유 제품을 사용한 경우와 사용하지 않은 경우(대조군)에 따른 시간에 대한 주름의 변화 그래프를 나타낸다;
도 9는 본 발명의 나노섬유 제품을 사용한 경우의 한 면과 본 발명의 나노섬유 제품을 사용하지 않은 경우(대조군) 다른 면에 대한, 28일 후 안각 탄성 변화(canthus elasticity variation)의 그래프를 나타낸다;
도 10은 립 마스크용 예시적인 착색 나노섬유의 사진을 나타낸다;
도 11은 나노섬유 마스크의 예시적인 다양한 형상들을 나타낸다;
도 12는 섬유아세포 및 케라틴 생성 세포와 함께 배양한 후 젖산 탈수소효소 분석에 대한 흡광도 값의 표를 나타낸다; 그리고
도 13은 보관 시작 시와 실온 및 40℃에서 보관한지 2개월 후의 미생물 함량의 표를 나타낸다.
도 1은 덱스트란, 풀루란 및 콜라겐을 포함하는 나노섬유 매트릭스를 도시한다: (a) SEM 이미지; (b) 직경 분포;
도 2는 나노섬유가 피부 표면 위에 적용된 후 다양한 타임프레임에서 광 간섭성 단층촬영 신호(optical coherence tomography signals)를 갖는 광 간섭성 단층촬영 그래프를 도시한다: (a) t=0, t=20분 및 t=30분; (b) t=0, t=35분, t=45분 및 t=50분;
도 3은 덱스트란, 풀루란 및 후코이단을 포함하는 비건 나노섬유 매트릭스를 도시한다: (a) SEM 이미지; (b) 직경 분포;
도 4는 24시간 배양 후, 음성 대조군(비처리된 표피), 양성 대조군(0.1% SDS로 처리된 표피) 및 테스트 샘플(비건 나노섬유 및 0.1% SDS로 처리된 표피)의 TNF-알파 농도의 표를 나타낸다;
도 5는 96시간 배양 후 세포 단독, 고지산(kojic acid)을 갖는 세포 및 나노섬유와 에틸 아스코르브산을 갖는 세포의 멜라닌 농도 그래프를 나타낸다;
도 6은 세포 단독, 콜라겐 및 히알루론산으로 만들어진 나노섬유 매트릭스를 갖는 세포, 및 덱스트란, 풀루란 및 콜라겐으로 만들어진 나노섬유 매트릭스를 갖는 세포에서의 엘라스틴 농도 그래프를 나타낸다;
도 7은 본 발명의 나노섬유 제품의 사용 전후 주름 감소 사진을 나타낸다;
도 8은 본 발명의 나노섬유 제품을 사용한 경우와 사용하지 않은 경우(대조군)에 따른 시간에 대한 주름의 변화 그래프를 나타낸다;
도 9는 본 발명의 나노섬유 제품을 사용한 경우의 한 면과 본 발명의 나노섬유 제품을 사용하지 않은 경우(대조군) 다른 면에 대한, 28일 후 안각 탄성 변화(canthus elasticity variation)의 그래프를 나타낸다;
도 10은 립 마스크용 예시적인 착색 나노섬유의 사진을 나타낸다;
도 11은 나노섬유 마스크의 예시적인 다양한 형상들을 나타낸다;
도 12는 섬유아세포 및 케라틴 생성 세포와 함께 배양한 후 젖산 탈수소효소 분석에 대한 흡광도 값의 표를 나타낸다; 그리고
도 13은 보관 시작 시와 실온 및 40℃에서 보관한지 2개월 후의 미생물 함량의 표를 나타낸다.
상기에서 언급한 바와 같이, 스킨 케어 및 화장품을 위한 기능성 성분을 갖는 다당류 및/또는 단백질 나노섬유 매트릭스가 본 명세서에 기재되어 있다. 보다 구체적으로, 생체 재료-기반 나노섬유 매트릭스는 스킨 케어 및 화장품에 사용되는 다당류 및/또는 단백질의 조합으로부터 제조되고, 전기방사법에 의해 제조된다. 진보된 피부 이점들을 위해, 전기방사 동안 나노섬유 매트릭스에 기능성 성분을 선택적으로 포함시킬 수 있고, 나노섬유와 함께 피부에 전달될 수 있다.
본 명세서의 목적을 위하여, '약' 또는 '대략'이라는 용어 및 그의 문법적인 변형은 참조 수량(reference quantity), 수준(level), 정도(degree), 값, 숫자, 빈도, 백분율, 치수, 크기, 양, 무게 또는 길이에 대한 30, 25, 20, 15, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 또는 1% 만큼에 따라 변화하는 수량, 수준, 정도, 값, 숫자, 빈도, 백분율, 치수, 크기, 양, 무게 또는 길이를 의미한다.
용어 '실질적으로(substantially)' 또는 그의 문법적인 변형은 적어도 약 50%, 예를 들어 75%, 85%, 95% 또는 98%를 의미한다.
'포함하는(comprise)'이라는 용어와 그의 문법적인 변형은 포괄적인 의미를 가져야 하는데, 즉, 직접 참조하는 나열된 구성 요소 뿐만 아니라 기타 지정되지 않은 구성 요소 또는 요소도 포함하는 것을 의미하는 것으로 따르게 될 것이다.
제1 측면에서,
적어도 하나의 유형의 다당류; 및/또는 선택적으로
적어도 하나의 유형의 단백질;
을 포함하는 나노섬유 매트릭스가 제공되며,
나노섬유 매트릭스가 진보된 스킨 케어 적용을 위한 기능성 활성제(들) 또는 성분(들)을 선택적으로 지니며, 여기서 나노섬유가 기능성 활성제(들) 또는 성분(들)이 첨가되거나 첨가되지 않은 혼합 다당류 및/또는 단백질 용액으로부터 제조되고, 건조 나노섬유 시트와 같은 건조 나노섬유 부직포 직물로 전기방사되며; 바람직하게는, 건조 나노섬유 시트는 상이한 형상으로 가공되어 피부의 상이한 영역에 적용되고; 여기서, 바람직하게는 젖은 피부와 접촉 시에, 나노섬유가 진보된 치료학적 이점들을 위하여 피부에 급속하게 용해되거나 또는 점차적으로 용해된다.
나노섬유 매트릭스는 100% 천연 유래 폴리머, 바람직하게는 다당류, 단백질 및/또는 이들의 조합의 전기방사법에 의해 제조될 수 있다. 다당류는 바람직하게는 하기 ― 덱스트란(dextran), 풀루란(pullulan); 후코이단(fucoidan); 알기네이트(alginate); 키토산(chitosan), 키틴(chitin), 아밀로스(amylose), 아밀로펙틴(amylopectin), 펙틴(pectin), 히알루론산(hyaluronic acid), 일반적으로 식물-기반 다당류; 및/또는 이들의 조합 ― 중 어느 하나로부터 선택되지만, 이에 한정되지 않는다.
단백질은 하기 ― 전체 사슬 콜라겐(whole chain collagen), 변성 콜라겐(denatured collagen), 변성 전체 사슬 콜라겐(denatured whole chain collagen), 가수분해 콜라겐(hydrolysed collagen), 콜라겐 펩티드(collagen peptides), 젤라틴(gelatin), 케라틴(keratin), 가수분해 케라틴(hydrolysed keratin), 제인(zein), 유청 단백질(whey protein), 가수분해 유청 단백질(hydrolysed whey protein), 밀 단백질(wheat protein), 가수분해 밀 단백질(hydrolysed wheat protein), 대두 단백질(soy protein), 가수분해 대두 단백질(hydrolysed soy protein), 콩 단백질(pea protein), 가수분해 콩 단백질(hydrolysed pea protein), 대마 단백질(hemp protein), 가수분해 대마 단백질(hydrolysed hemp protein) 및/또는 이들의 조합 ―중 어느 하나로부터 선택될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
본 발명은 다음을 위한 기능성 성분의 적어도 3가지 카테고리를 포함할 수 있다:
I. 다양한 피부 상태에 대한 피부 이점을 제공함,
II. 메이크업 제품에 사용되는 착색 효과를 제공함; 그리고/또는
III. 화장품에 향기나거나 또는 향미 기능을 제공함.
일 실시 형태에서, 기능성 성분은 다양한 피부 상태를 대상으로 하는 피부 이점들을 제공할 수 있는 비타민, 케톤, 지방산, 테르펜, 폴리페놀, 카로티노이드, 허브 추출물 및 과일 추출물을 포함할 수 있다. 과일 추출물 기능성 성분의 예로는 포도씨 추출물, 키위 껍질 추출물, 토마토 추출물, 빌베리 추출물 및 구기자 추출물을 들 수 있다. 식물 및 허브 추출물의 기능성 성분의 예로는 알로에 베라 추출물, 민트 추출물, 타임 추출물, 칸나비노이드 추출물, 엘더플라워 추출물, 세이지 추출물 및 로즈마리 추출물을 포함할 수 있다. 이들 기능성 성분은 전기방사 동안 나노섬유 내에 포함되어 항산화, 주름 감소, 다크 서클 감소, 미백, 항균성(antibacterial), 항미생물성(antimicrobial), 여드름 치료 및 보습 등과 같은 우수한 피부 이점들을 제공할 수 있다. 이러한 방식으로, 나노섬유 제품을 사용하는 것이 편리하고 간단하다.
일부 실시 형태에서, 기능성 성분은 과일 또는 식물로부터 추출된 천연 염료를 이용하여 착색 기능을 제공할 수 있다. 천연 염료는 다양한 농도로 나노섬유 매트릭스에 첨가될 수 있고, 천연 메이크업 제품으로서 인간에게 적합한 착색된 나노섬유를 만들 수 있다. 이러한 방식으로, 다당류나 단백질과 같은 천연 폴리머는 천연 염료를 지니는 능력이 탁월하다는 것이 입증되었다.
천연 염료는 비트 뿌리 추출물, 엘더베리 추출물, 아나토 추출물, 커큐민, 아스타잔틴, 당근 뿌리 추출물 및/또는 이들의 조합 중 어느 하나를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는 것으로 예상된다. 천연 염료의 하나 이상의 조합은 전기방사 동안 매트릭스에 첨가되어, 메이크업 적용을 위한 착색된 나노섬유를 만들 수 있다. 천연 염료는 용액에서 균질하게 혼합될 수 있고, 나노섬유 매트릭스 중에 균일하게 분산될 수 있다. 나노섬유는 염료의 선택에 따라, 분홍색, 오렌지색, 갈색, 짙은색 등으로 염색될 수 있다. 분홍색 나노섬유는 립 제품이나 블러셔 제품으로 사용할 수 있다. 갈색 또는 짙은 색상의 나노섬유는 아이섀도우, 아이브로우, 컨투어링, 머리 염색 제품으로 사용할 수 있다.
기능성 성분은 또한 향기나고 향미가 있는 나노섬유 제품을 만들기 위한 에센셜 오일일 수도 있다. 에센셜 오일은 호호바 오일(jojoba oil), 페퍼민트 오일(peppermint oil), 로즈힙 오일(rosehip oil), 샌달우드 오일(sandalwood oil), 라벤더 오일(lavender oil), 스쿠알란 오일(squalane oil), 스쿠알렌 오일(squalene oil), 마누카 오일(manuka oil), 티트리 오일(tea tree oil), 칸나비노이드 오일(cannabinoid oil), 코코넛 오일(coconut oil), 올리브 오일(olive oil), 아마씨 오일(flaxseed oil), 시나몬 오일(cinnamon oil), 아사이 오일(acai oil), 아르간 오일(argan oil), 피마자유(castor oil) 및/또는 이들의 조합을 포함할 수 있지만 이에 한정되지 않는 것으로 예상된다. 예를 들어, 페퍼민트 오일은 나노섬유 마스크를 입술에 적용하면 기분 좋은 맛을 낼 수 있거나, 또는 피부에 적용하는 나노섬유에 쿨링 효과를 줄 수도 있다.
재료 설명
상기와 같이, 본 발명은 바람직하게는 다당류 및/또는 단백질 재료인 천연 폴리머를 스킨 케어용 나노섬유 매트릭스로서 사용한다. 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 다당류는 중합체성 탄수화물 분자이며 글리코시드 결합에 의해 함께 연결된 단당류 단위의 긴 사슬로 이루어진다.
바람직하게는, 다당류 폴리머는 식물 기반 다당류 또는 동물 기반 다당류로부터 선택될 수 있다. 동물 기반 다당류는 키틴, 키토산 및 히알루론산 중 어느 하나를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 식물 기반 다당류는 덱스트란, 풀루란, 후코이단, 펙틴, 히알루론산, 알기네이트, 아밀로스 및 아밀로펙틴 중 어느 하나를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.
바람직한 실시 형태에서, 다당류는 히알루론산일 수 있다. 히알루론산은 반복 D-글루쿠론산과 N-아세틸-D-글루코사민이 글루쿠로나이드 결합으로 연결되어 구성되어 있다. 히알루론산은 천연적으로 발생하는 다당류이며 모든 동물 조직의 세포외 기질에서 발견된다. 히알루론산의 생물학적 기능에는 수화(hydration), 관절 윤활(joint lubrication), 공간 채움(space filling) 및 세포 이동을 위한 프레임워크가 포함된다. 이와 같이, 히알루론산은 수분 보유력이 우수하므로(그의 분자량의 1000배까지 수분을 보유할 수 있음), 보습력이 매우 우수하다. 노화된 피부에서는, 히알루론산의 합성 속도가 히알루론산의 분해 속도보다 더 느리므로, 건조하고 칙칙하고(dull) 주름진 피부 상태를 유발한다. 경피 수분 손실을 줄이고 주름의 깊이를 줄이는데 도움이 되도록 일상에서 히알루론산을 보충하는 것이 중요하다. 피부에서의 히알루론산의 중요성으로 인하여, 노화 방지, 보습, 상처 치유 및 탄력 증가의 이점들을 제공하는 화장품 시장에서 그것은 매우 인기 있는 성분이다. 천연적으로 발생하는 폴리머이므로, 대부분의 사람들에게 자극이나 알레르기를 일으키지 않고 일반적으로 안전한 것으로 간주된다. 시중에 유통되고 있는 대부분의 히알루론산은 식물 기반이며 미생물 발효에 의해 생산된다.
히알루론산의 분자량은 수천 달톤으로부터 수백만 달톤까지 다양하다. 히알루론산의 고분자량은 저분자량에 비해 우수한 보습 및 플럼핑 효과를 제공한다. 그러나, 고분자량 히알루론산은 피부 침투성이 매우 낮다. 고분자량 히알루론산을 일반적으로 표면 위에 필름 형태로 국소 적용하며 진피층까지 침투하지 않는다. 주름 감소를 위한 고분자량 히알루론산의 가장 효과적인 적용 방법은 가는 바늘을 이용하여 히알루론산을 진피층에 직접 주입하는 것이다. 주사 바늘로의 주입은 반드시 스파 및 피부과에서 수행해야 하며, 염증과 부기의 위험이 있다. 히알루론산을 함유한 나노섬유 매트릭스는 이러한 문제들을 극복한다. 나노 상태(300 nm 섬유 치수)에서 모든 벌크 거대분자의 용해력은 그 자체의 분자량의 용해력 이상이다. 따라서, 극성이 높고 친수성인 히알루론산은 수 중에서 피부의 모공(30 μm)보다 작은 크기로 분해되어, 그 벌크 상태보다 훨씬 빠르게 피부로 침투한다.
단백질은 식물 기반 단백질, 동물 기반 단백질 및/또는 이들 양자의 조합으로부터 선택될 수 있다. 식물 기반 단백질은 밀 단백질, 가수분해 밀 단백질, 제인, 대두 단백질, 가수분해 대두 단백질, 콩 단백질, 가수분해 콩 단백질, 대마 단백질 및 가수분해 대마 단백질 중 어느 하나를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 동물 기반 단백질은 콜라겐, 가수분해 콜라겐, 젤라틴, 케라틴 및 가수분해 케라틴 중 어느 하나를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서, 바람직하게는 콜라겐, 히알루론산, 덱스트란, 풀루란 및 이들의 조합을 선택하여, 나노섬유 매트릭스를 제조한다.
나노섬유를 제조하기 위하여, 다당류 및 단백질 재료는 산성 용액 중에 용해시킬 수 있고, 지지체 기질 위에 전기방사된다. 산성 용액은 바람직하게는 아세트산 수용액이다. 다당류 및 단백질 나노섬유 매트릭스의 예로는 덱스트란, 풀루란 및 가수분해 콜라겐의 조합일 수 있다.
또 다른 바람직한 실시 형태에서, 다당류 폴리머는 덱스트란일 수 있다. 덱스트란은 수용성 폴리머이고 무취일 수 있다. 당업계에 공지된 바와 같이, 이것은 수크로스가 채소로부터 유래하는 수크로스의 발효에 의해 생산된다. 덱스트란은 40 kDa, 60 kDa, 70 kDa, 110 kDa, 250 kDa 등의 다양한 분자량으로 이용가능하다.
이와 같이, 덱스트란은 생체적합성이 매우 우수하여 약제학적 용도, 안과적 용도, 식품첨가제 및 화장품 용도로 사용되어 왔다. 화장품에 사용하기 위해, 피부의 보습, 안정, 진정 및 탄력의 이점들을 제공한다. 본 발명에서 덱스트란은 그 자체로 또는 기타 천연 폴리머와 함께 전기방사되는 것으로 입증되었다. 덱스트란을 함유한 나노섬유 매트릭스는 빠른 용해, 빠른 흡수 및 보습 효과의 이점들을 제공할 수 있다.
풀루란은 수용성 폴리머이고, 아우레오바시디움 풀루란스(Aureobasidium pullulans)라는 곰팡이류에 의해 가수분해된 전분을 발효시켜 제조한다. 풀루란은 식품 첨가물, 약물 전달 및 스킨 케어 제품에 사용되어왔다. 식용이며, 무미이고, 무취인 특성으로 인해, 젤라틴과 유사하게 작용하면서 비건의 대안으로 젤라틴을 대체하기에 우수한 후보이다. 예를 들어, U.S.의 Capsugel®은 비건 소비자를 위한 젤라틴 캡슐을 대체하기 위해 풀루란으로 만든 Plantcaps™ 캡슐 제품을 출시했다. 젤라틴 캡슐의 모든 이점들을 제공하고, 엘레강스하고 수정같이 맑은 투명도를 제공한다. 풀루란은 예를 들어, Listerine PocketPaks® 오랄 케어 스트립(oral care strips)과 같이 오랄 리프레셔로 사용되었다. 스킨 케어 제품에 사용하는 경우, 제품의 부드러움, 필름 형성, 즉각적인 피부 타이트닝 효과를 제공한다. 식용 특성으로 인해, 화장품에 사용해도 안전한 것으로 간주된다. 풀루란을 함유한 나노섬유 매트릭스는 빠른 용해, 빠른 흡수, 진정 및 피부 타이트닝 효과의 이점을 제공할 수 있다.
후코이단은 L-후코오스와 황산염이 다량으로 포함된 황산화 다당류이다. 그것은 수용성 폴리머이고, 갈조류로부터 추출한다. 후코이단을 추출하는데 사용하는 방법에는 열수 추출, 염산이나 황산을 이용한 산 추출, 및 염화칼슘을 이용한 염 추출을 포함한다. 일반적으로 양질의 후코이단은 L-후코오스가 높고, 황산화 정도가 높으며, 오염 수준이 낮은 것으로 간주된다. 그것은 식품 보조제, 화장품 및 의약품으로 사용되었다. 후코이단은 피부 탄력 증가, UV 차단, 노화 방지, 항산화, 항종양, 항염 및 진정 효과의 이점들을 제공한다.
콜라겐은 동물에 존재하는 주요 단백질 중 하나이다. 콜라겐은 아미노산으로 이루어져 있으며 삼중 나선 구조를 형성한다. 온전한 삼중 나선 콜라겐은 피부의 세포외 기질에서 발견되는 불용성 섬유성 단백질이다. 섬유아세포는 콜라겐을 생성하는 가장 흔한 세포이다. 젊은 피부에 비해, 노화된 피부의 섬유아세포는 더 낮은 수준의 콜라겐을 합성한다. 따라서, 콜라겐의 보충은 경구 섭취 또는 국소 적용 중 어느 하나 의하여, 노화된 피부에 필요하다. 가수분해 콜라겐은 가수분해된 형태의 콜라겐이다. 이것은 소화가 잘되고 수용성이며 쉽게 흡수되어, 노화방지 효과를 위해 다양한 제품에 널리 사용되고 있다. 가수분해 콜라겐은 유리 아미노산을 제공할 수 있고, 콜라겐 섬유 형성을 위한 블록을 만들며, 또한 리간드로서 작용하여 섬유아세포 막에 존재하는 수용체에 결합하고 신규한 콜라겐 생성을 자극할 수 있다.
진보된 피부 이점들을 위해, 기능성 성분을 나노섬유 매트릭스에 포함할 수 있다.
본 발명자들은 표면적이 넓기 때문에, 나노섬유가 기능성 성분을 지니기 위한 최상의 플랫폼으로 입증되었다는 것을 예기치 않게 발견하였다. 전기방사법을 사용하여 기능성 성분의 높은 로딩률을 달성할 수 있다.
폴리머 매트릭스 중의 기능성 성분의 총 중량은 바람직하게는 0.1 wt.% 내지 30 wt.%일 수 있다. 하나의 기능성 성분 또는 다수의 기능성 성분이 매트릭스 내에 포함될 수 있는 것으로 예상된다.
바람직한 실시 형태에서, 천연 유래 활성제/성분이 기능성 성분에 사용될 수 있다. 여기에는 비타민, 허브 추출물, 과일 추출물, 바이오-기반 오일 및 비타민이 포함될 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.
바람직하게는, 비타민은 비타민 A, 비타민 C, 비타민 D, 비타민 E, 비타민 K, 비타민 B1, B2, B3, B5 및/또는 이들의 유도체를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.
기재된 과일 추출물에는 포도씨 추출물, 키위 껍질 추출물, 토마토 추출물, 빌베리 추출물, 구기자 추출물이 포함되지만, 이에 한정되지는 않는다.
기재된 허브 추출물에는 알로에 베라 추출물, 타임 추출물, 엘더플라워 추출물, 세이지 추출물, 로즈마리 추출물 및 칸나비노이드 추출물이 포함되지만, 이에 한정되지는 않는다.
기재된 바이오-기반 오일에는 호호바 오일, 페퍼민트 오일, 라벤더 오일, 스쿠알란 오일, 스쿠알렌 오일, 티트리 오일, 코코넛 오일, 올리브 오일, 아마씨 오일, 시나몬 오일, 아사이 오일, 아르간 오일, 피마자유 및 칸나비노이드 오일이 포함되지만, 이에 한정되지는 않는다.
기능성 성분을 함유하는 나노섬유 매트릭스를 제조하는 것이 예상되며, 기능성 성분은 미리 혼합된 다당류/단백질 용액에 첨가될 수 있다. 대안적인 실시 형태에서, 다당류 및 단백질은 미리 혼합된 기능성 성분 용액에 첨가될 수 있다.
상기 용매는 기능성 성분의 첨가에 따라 용액의 점도 및 전도도가 변화될 수 있는 산성 수용액일 수 있다.
폴리머 용액은 고전압에서 건조 나노섬유 시트로 제형화될 수 있으며, 여기서 기능성 성분은 전기방사에 의해 나노섬유 매트릭스에 성공적으로 포함될 수 있다.
안면 마스크에 비타민을 사용하는 예로는 나노섬유 매트릭스에 비타민 C 유도체를 포함하는 것일 수 있다. 다당류 폴리머로부터의 이점 외에도, 비타민 C는 항산화, 콜라겐 합성 촉진 및 멜라닌 생성 억제와 같은 다른 이점들을 제공할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 로즈마리 허브 추출물은 또한 항산화 특성을 제공하는 나노섬유 매트릭스에 포함될 수 있다. 티트리 오일은 나노섬유 매트릭스에 포함될 수 있으며, 항균의 피부 이점을 제공할 수 있으며 여드름 치료에 유용할 수 있다.
건조 나노섬유 시트는 전체 안면 마스크, 눈 밑 패치, 코 마스크, 이마 마스크, 턱 마스크, 볼 마스크, 목 마스크 및 피부의 상이한 영역들을 대상으로 하는 다른 형상 및 구성과 같은 다양한 형상으로 가공될 수 있다.
풀 뷰티 트리트먼트(full beauty treatment)에는 전체 안면 마스크, 눈 밑 패치, 코 마스크, 이마 마스크, 턱 마스크, 볼 마스크 및 목 마스크의 세트가 포함될 수 있으며, 여기서 각각의 마스크 유형마다 상이한 기능성 성분을 가질 수 있다. 예를 들어, 사용자가 하기와 같은 피부 문제를 갖는 경우이다: 턱, 볼, 코 주변 영역에 여드름이 나기 쉽고, 이마와 목 주변에 주름이 생기기 쉽고, 눈가에 다크 서클이 있고, 일반적으로 건성 피부. 뷰티 패키지에는 알로에 베라 추출물과 같이 일반적인 보습 효과를 제공하는 기능성 성분이 포함된 나노 섬유 매트릭스로 만들어진 전체 안면 마스크가 포함될 수 있다. 눈 밑 패치는 다크 서클 감소 효과를 제공할 수 있는 비타민 C가 함유된 나노섬유 매트릭스로 만들 수 있다. 턱 마스크, 볼 마스크, T-존 및 코 마스크는 항균 및 여드름 치료를 위한 티트리 오일을 포함한 나노섬유 매트릭스로 만들 수 있다. 이마 마스크와 목 마스크는 주름 감소를 위한 비타민 A 또는 유도체가 함유된 나노섬유 매트릭스로 만들 수 있다. 각각의 유형의 마스크는 대상 영역에 단지 몇 초 동안만 두면 된다. 기능성 성분을 지니는 나노섬유가 피부에 효율적으로 전달되어 피부 영역에 따라 다양한 기능과 이점들을 제공한다. 이 건조 나노섬유 시트 마스크는 기존 시트 마스크와 관련된 문제를 극복하는 혁신적인 기술이다.
기능성 성분의 목적은 항산화, 미백, 보습, 주름 감소와 같은 그의 피부 이점 효과에 한정되지 않고, 착색과 같은 다른 특성도 또한 제공할 수 있다. 기능성 성분은 천연 염색 추출물일 수 있다. 이와 같이, 천연 염료를 함유한 나노섬유 매트릭스를 립스틱이나 립 트리트먼트를 위해 사용할 수 있다. 또한 나노섬유 매트릭스는 식용 성분으로부터 제조될 수 있다고 예상된다. 이렇게 하면, 립스틱이나 립 트리트먼트로 안전하게 사용할 수 있다.
히알루론산 및 페퍼민트 오일을 함유한 나노섬유도 매우 우수한 플럼핑 효과를 나타내었다.
제2 측면에서, 실질적으로 전술한 바와 같은 나노섬유 매트릭스를 제조하는 방법이 제공된다.
다당류 및/또는 단백질 나노섬유 매트릭스를 제조하는 방법은 선택적으로 스킨 케어 제품을 위한 기능성 활성제 또는 성분을 함유할 수 있다.
다당류 및/또는 단백질 나노섬유 매트릭스는 수용성 다당류 폴리머가 건조 나노섬유가 되도록 하는 전기방사법에 의해 제조될 수 있다. 기능성 성분을 포함하거나 포함하지 않는 건조 다당류 나노섬유 매트릭스는 젖은 피부에 즉각적이고 효율적으로 흡수될 수 있고 우수한 치료학적 이점들을 제공할 수 있다.
일 실시 형태에서, 다당류 폴리머는 수용성 폴리머일 수 있다.
단백질에는 콜라겐, 가수분해 콜라겐, 젤라틴, 유청 단백질, 가수분해 유청 단백질, 케라틴, 가수분해 케라틴, 밀 단백질, 가수분해 밀 단백질, 대두 단백질, 가수분해 대두 단백질, 콩 단백질, 가수분해 콩 단백질, 대마 단백질, 및/또는 가수분해 대마 단백질을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
나노섬유 매트릭스는 적어도 하나의 유형의 다당류 및/또는 적어도 하나의 유형의 단백질로 만들어질 수 있다. 하나 이상의 유형의 다당류 및/또는 하나 이상의 유형의 단백질은 나노섬유 매트릭스를 제조하기 위해 선택될 수 있다.
전기방사 용액
다당류 나노섬유 매트릭스를 제조하는 방법은 수성 용매 중에 다당류 및 단백질을 용해시킬 수 있다. 전기방사법을 이용하여, 고전압 하에서 다당류와 단백질 용액을 나노섬유로 전환시키고, 수집한 기질 재료(collecting substrate materials) 상에 나노섬유를 퇴적시킬 수 있다.
상기와 같이, 나노섬유 매트릭스는 전기방사법에 의해 제조될 수 있다. 제1 단계는 전기방사 용액을 만드는 것이다. 다당류 및/또는 단백질을 수용액 중에 첨가하고 모든 물질이 완전히 용해될 때까지 1 내지 3시간 동안 혼합한다. 여기서 수용액은 바람직하게는 물 중 10 wt.% 내지 30 wt.%의 에탄올 또는 아세트산이다. 용액 중 총 폴리머 농도는 폴리머의 선택된 조성 및 폴리머의 분자량에 따라 10 wt.% 내지 50 wt.%일 수 있다. 용액의 점도는 100 cst 내지 400 cst 사이일 수 있고, 용액의 전도도는 1 내지 5mS/cm 사이일 수 있다. 본 발명에서, 폴리머는 천연 폴리머이며 제조된 전기방사 용액은 합성 폴리머, 방부제, 가교제, 계면활성제를 포함하지 않는다.
전기방사 조건
상기와 같이, 전기방사 용액을 제조하기 위해, 다당류 및 단백질 재료를 용매에 몇시간 동안 교반하면서 순차적으로 첨가할 수 있다. 대안적 실시 형태에서, 다당류 용액 및 단백질 용액은 별도로 제조된 다음, 두 용액을 함께 혼합할 수 있다.
전기방사법은 니들-리스 전기방사법(needle-less electrospinning method)을 포함할 수 있다.
전기방사 파라미터, 특히 전압, 전류, 전기방사 거리, 용액 공급 속도는 용액의 점도 및 전도도에 따라 조정되어야 하며, 궁극적으로 폴리머의 선택과 폴리머의 분자량에 의해 결정된다. 습도 및 온도와 같은 주변 환경 조건은 전기방사 공정에서 매우 중요하다. 본 발명에서 바람직한 환경 상대 습도는 25% 내지 50%이고, 온도는 15℃ 내지 35℃ 사이일 수 있다. 제조된 전기방사 용액을 전기방사 장치에 첨가한다. 고전압 하에서, 폴리머는 나노섬유로 전기방사된다. 전기방사 공정에서 용매가 증발되기 때문에, 제조된 나노섬유는 용매가 포함되지 않은 건조 시트이다. 제조된 나노섬유 매트릭스는 단백질 나노섬유, 다당류 나노섬유 또는 단백질과 다당류 나노섬유의 조합이다.
다당류 및 단백질의 제조된 나노섬유 매트릭스 조합은 피부에 다당류 및 단백질 양자의 이점을 모두 제공할 수 있다.
기능성 성분은 나노섬유 매트릭스 내에 포함되어 보다 진보된 피부 이점들을 제공할 수 있다. 나노섬유는 기능성 성분을 위한 우수한 안정제(stabilizers), 운반체(carriers) 및 전달 플랫폼(delivery platforms)인 것으로 밝혀졌다.
나노섬유의 직경은 10 nm 내지 2 미크론일 수 있다.
나노섬유 매트릭스의 밀도는 1 gsm 내지 100 gsm일 수 있다.
나노섬유 매트릭스 중에서 기능성 성분의 중량비는 0.1 wt% 내지 30 wt% 사이일 수 있다.
상술한 실시 형태는 또한 개별적으로(individually) 또는 집합적으로(collectively), 본 출원의 명세서에서 언급되거나 지시된 부분, 요소 및 특징, 및 임의의 2개 이상의 상기 부분, 요소 또는 특징의 임의의 또는 모든 조합으로 광범위하게 구성된다고 말할 수 있다.
기능성 성분을 갖는 나노섬유 매트릭스
진보된 피부 이점들을 달성하기 위해, 기능성 성분이 나노섬유 매트릭스에 포함되었다. 나노섬유는 그 표면적이 넓기 때문에, 기능성 성분을 지니기 위한 가장 적합한 플랫폼으로 입증되었다. 전기방사법을 사용하여 기능성 성분의 높은 로딩율(loading rates)을 달성할 수 있다. 폴리머 매트릭스 중에서 기능성 성분의 총 중량은 바람직하게는 0.01 wt.% 내지 30 wt.%이다. 하나의 기능성 성분 또는 다수의 기능성 성분이 매트릭스 내에 포함될 수 있다. 기능성 성분은 3개의 카테고리로 나눌 수 있다:
I. 다양한 피부 상태에 대한 피부 이점을 제공함,
II. 메이크업 제품에 대하여 착색 효과 제공함; 그리고
III. 화장품에 향기나거나 또는 향미 기능을 제공함.
기능성 성분을 함유한 나노섬유 매트릭스는 다음과 같은 단계를 거쳐 제조된다. 첫번째로, 다당류 및/또는 단백질을 수용액 중에 용해시킨다. 여기서 수용액은 수 중에 10 wt.% 내지 30 wt.%의 에탄올 또는 아세트산이다. 그 다음 기능성 성분을 다당류/단백질 용액에 첨가하고, 기능성 성분이 폴리머 용액에 용해되거나 균일하게 분산될 때까지 잘 혼합한다. 기능성 성분을 함유한 폴리머 용액을 전기방사 장치에 첨가한다. 전기방사 후에, 기능성 성분은 나노섬유 매트릭스 내에 성공적으로 포함된다.
피부 이점들을 제공하는 기능성 성분은 비타민, 케톤, 지방산, 테르펜, 폴리페놀, 카로티노이드, 식물 추출물, 허브 추출물, 과일 추출물, 식물 추출물, 에센셜 오일 및 이들의 조합으로부터 선택될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 비타민에는 비타민 A, 비타민 C, 비타민 D, 비타민 E, 비타민 K, 비타민 B1, B2, B3, B5 또는 이들의 유도체가 포함될 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 과일 추출물에는 포도씨 추출물, 키위 껍질 추출물, 토마토 추출물, 빌베리 추출물 및 구기자 추출물이 포함되지만, 이에 한정되지는 않는다. 식물/허브 추출물은 알로에 베라 추출물, 타임 추출물, 엘더플라워 추출물, 칸나비노이드 추출물, 세이지 추출물 및 로즈마리 추출물을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 로즈마리 허브 추출물을 함유한 나노섬유 매트릭스는 항산화 특성을 제공한다. 비타민 C를 함유한 나노섬유 매트릭스는 피부 미백 효과를 제공한다. 비타민 A를 함유한 나노섬유는 여드름 치료 기능을 제공한다.
피부의 기능성 성분은 항산화, 미백, 보습, 주름 감소와 같은 효과를 나타내지만, 착색과 같은 다른 기능도 또한 제공할 수 있다. 착색된 나노섬유는 메이크업 제품에 사용할 수 있다. 착색된 나노섬유를 만들기 위해, 전기방사 전에 폴리머 용액에 천연 염료를 첨가한다. 천연 염료는 비트 뿌리 추출물, 엘더베리 추출물, 아나토 추출물, 커큐민, 아스타잔틴, 당근 뿌리 추출물 및 이들의 조합을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 비트 뿌리 추출물은 베타닌 색소를 함유하고 있어 붉은색/분홍색을 나타낸다. 엘더베리 추출물 중의 주요 색소는 시아니딘 3-글루코시드이다. 아나토 추출물 중의 주요 색소는 노란색에서 주황색으로 존재하는 빅신(bixin)과 노르빅신(norbixin)이다. 당근 뿌리 추출물 중의 베타-카로틴은 주황색에 기여한다. 천연 염료가 포함된 나노섬유 매트릭스는 네일 폴리시, 립, 블러셔, 아이브로우 제품, 아이섀도우, 컨투어링 및 헤어 제품에 사용할 수 있다. 상기에서 언급한 바와 같이, 본 발명의 나노섬유 매트릭스는 모든 천연 성분을 포함한다. 따라서, 사용하기에 안전하며, 특히 립 타입 제품에 유용하다.
피부 이점들, 착색 효과 외에도, 나노섬유에 에센셜 오일을 첨가하는 것과 같이, 나노섬유 제품에 향을 제공하기 위해 기능성 성분을 또한 선택할 수도 있다. 에센셜 오일에는 호호바 오일, 페퍼민트 오일, 라벤더 오일, 스쿠알란 오일, 스쿠알렌 오일, 티트리 오일, 코코넛 오일, 올리브 오일, 마누카 오일, 칸나비노이드 오일, 아마씨 오일, 시나몬 오일, 아사이 오일, 아르간 오일, 피마자유 및 이들의 조합을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
또한, 실시 형태가 관련된 기술 분야에서 알려진 등가물을 갖는 특정 정수가 본원에 언급된 경우, 이러한 알려진 등가물은 개별적으로 설명된 것처럼 본원에 포함되는 것으로 간주된다.
작업 실시예
상기 기재된 제품, 조성물, 방법 및 이의 용도는 이제 특정 실시예를 참조하여 설명된다.
실시예 1
나노섬유 매트릭스의 형태
본 발명에서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 제조된 나노섬유 매트릭스의 형태를 주사 전자 현미경(SEM)으로 분석하였고, 섬유 직경 분포를 Fibraquant 소프트웨어로 분석하였다.
도시된 바와 같이, 덱스트란, 풀루란 및 콜라겐을 함유하는 폴리머 용액은 나노섬유로 성공적으로 전기방사되었다. 특히, 나노섬유 매트릭스는 도 1(a)에 도시된 바와 같이 연속적인 네트워크이고, 섬유 직경 분포는 도 1(b)에 도시하였다. 이러한 유형의 매트릭스의 평균 직경은 495 nm이고 중앙값 직경은 426 nm이다. 본 발명의 실시 형태는 10 내지 2000 nm 사이의 섬유 직경을 포함하는 것으로 예상된다.
실시예 2
적용 방법
나노섬유 매트릭스 마스크를 사용하는 경우, 우선 깨끗한 물로 피부를 적신다. 물은 소비자에게 다양한 옵션을 제공하는 얼음물, 실온의 물 또는 따뜻한 물일 수 있다. 물은 또한 수성 토너나 미스트 또는 에어로졸로 대체될 수 있다.
나노 섬유 매트릭스는 젖은 피부 위에 직접적으로 적용되며, 나노섬유는 피부에 즉각적으로 흡수된다. 그것은 씻어낼 필요가 없다.
실시예 3
나노섬유 매트릭스의 피부 침투 특성
나노섬유 매트릭스로 제조된 화장품은 피부에 흡수되어 시간이 지남에 따라 피부에 깊게 침투한다. 광 간섭성 단층촬영은 이러한 기능을 입증하기 위한 분석 도구로서 사용된다. 당업계에 공지된 바와 같이, 광 간섭성 단층촬영은 피부층 구조 연구, 질병 진단 및 약물 전달을 위해 피부과에서 널리 사용되어 온 비침습적 방법(non-invasive method)이다.
실험을 위하여, 나노섬유 매트릭스를 사산한(stillborn) 돼지 피부에 적용하고 t=0, 20분, 30분, 35분, 45분 및 50분에서의 피부 단면을 스캔하였다. 각 시점의 광 신호는 도 2에 도시되었다. 여기에서 나노섬유 매트릭스는 다른 성분 없이 덱스트란, 풀루란 및 콜라겐으로 구성된다.
t=0에서 나노섬유가 피부 표면 위에 막 적용되었을 때, 피크는 1.44 mm의 깊이에 위치한다. t=20분에서, 피크는 1.53 mm 깊이로 시프트된다(shifted). 이것은 피부 층에 나노섬유의 침투가 20분 이내에 발생함을 나타낸다. 피크는 30분 후에 1.6 mm, 35분 후에 1.7 mm, 45분 후에 1.76 mm, 50분 후에 1.89의 깊이로 계속 시프트된다. 이것은 이 나노섬유 매트릭스와 성분이 시간이 지남에 따라 피부 속으로 계속 침투하고 더 깊이 침투한다는 것을 나타낸다.
실시예 4
식물 기반 또는 비건 나노섬유 매트릭스
본 발명에 개시된 비건 제품은 식물 기반 다당류 및/또는 식물 기반 단백질을 선택하여 달성된다. 소비자가 동물 학대(animal cruelty), 지속 가능성(sustainability) 및 동물 기반 제품과 관련된 농업의 환경 풋프린트(environmental footprint)를 고려함에 따라 비건 제품은 점점 더 인기를 얻고 있다.
나노섬유 매트릭스는 100% 식물 기반 폴리머를 사용하여 제조할 수 있다. 이 실시예에서, 비건 나노섬유 매트릭스는 덱스트란, 풀루란 및 후코이단을 사용하여 제조된다. 비건 나노섬유 매트릭스의 형태 및 섬유 직경 분포는 도 3에 도시되어 있다. 이 나노섬유 매트릭스를 제조하기 위해, 먼저 덱스트란, 풀루란 및 후코이단을 아세트산 수용액에 첨가하여 폴리머 용액을 제조하고, 모든 폴리머가 완전히 용해될 때까지 1 내지 3시간 동안 교반한다. 폴리머 중에 첨가된 후코이단의 중량은 100 mg/g이다. 그 다음, 폴리머 용액을 전기방사 장치에 넣고 고전압 하에서 나노섬유 매트릭스로 전기방사하였다.
비건 나노섬유 매트릭스는 연속적인 섬유 네트워크이다. 나노섬유의 평균 직경은 320 nm이고 중앙값 직경은 275 nm이다. 덱스트란, 풀루란 및 후코이단은 다양한 미용상의 이점들을 제공할 수 있다. 덱스트란은 탁월한 보습 효과를 갖고, 풀루란은 탁월한 피부 타이트닝 효과를 가지며, 후코이단은 항산화, 항염증, UV 차단 특성과 같은 이점들을 제공한다. 이 비건 나노섬유 매트릭스는 사용하기에 매우 안전하면서도 다수의 미용적 이점을 제공한다. 또한, 그들은 모두 식용 재료이며 식품 산업에서 보충제로서 첨가되고 있다. 식품 등급의 덱스트란, 풀루란 및 후코이단이 나노섬유 제조에 활용되는 경우, 얻어진 나노섬유 매트릭스는 "식용" 화장품으로서 간주될 수 있다.
비건 나노섬유 매트릭스 중에서 후코이단의 존재를 증명하기 위하여, 분광광도법(spectrophotometry)이 공지된 방식으로 사용된다. 후코이단에는 L-후코오스가 다량 포함되어 있으므로, L-후코오스는 매트릭스 중에서 후코이단의 존재를 나타내는 마커 또는 지표로 사용할 수 있다. 제조된 비건 나노섬유 매트릭스는 대략 100 mg/mL의 농도로 Milli-Q 수 중에 용해된다. 용액의 분취량을 12M 황산에 희석하고 일정하게 교반하면서 100℃에서 15분 동안 가열하였다. 실온으로 냉각시킨 후, 3% w/v L-시스테인 염산염을 첨가하였다. 동일한 방식으로 L-후코오스 용액을 제조함으로써 검량선(calibration curve)을 생성하였다. 정제된 후코이단 추출물은 실험의 양성 대조군으로서 분석되었다. 샘플 및 표준을 마이크로플레이트에 분취하였고 405 nm에서 마이크로플레이트 리더를 사용하여 판독하였다. 비건 나노섬유는 3회 분석되었으며, 나노섬유 중의 L-후코오스 평균값은 147 mg/g이다. 덱스트란 및 풀루란에는 L-후코오스가 포함되어 있지 않기 때문에, 검출된 L-후코오스 레벨은 후코이단으로부터 유래한다. 이것은 나노섬유 매트릭스 중에 후코이단이 존재함을 입증하였다. L-후코오스 함량 수준은 추출 방법과 해조류의 종에 따라 크게 달라진다. 총 폴리머 중량 중에서 첨가된 후코이단은 100 mg/g이다. 이것은 비건 나노섬유 매트릭스 제조에 사용되는 후코이단에 높은 수준의 L-후코오스가 함유되어 있음을 의미한다.
덱스트란, 풀루란 및 후코이단을 포함하는 비건 나노섬유 매트릭스는 우수한 항염증 특성을 나타내며, 그것은 인 비트로 연구에서 입증되었다. 재생된(reconstructed) 인간 표피를 비건 나노섬유와 접촉시키고(실제 사용 조건을 모방하기 위한 국소 적용), 황산 도데실 나트륨(SDS)과 같은 자극성 염증제로 처리하여 비건 나노섬유가 염증 이벤트에 대응하는 능력을 평가하였다. 평가는 처리하지 않은 표피를 음성 대조군으로서, 단지 염증제(SDS)만을 처리한 표피를 양성 대조군으로서 평가하였다. TNF-알파(TNF-alpha)는 종종 급성 전-염증성 마커로서 염증 과정 및 산화 스트레스와 관련이 있다. 24시간 배양한 후, 테스트된 샘플 및 대조군 샘플에서 전-염증성 사이토카인 TNF-알파의 농도가 도 4에 도시된 바와 같이 얻어지며, 이것은 표피의 염증 상태에 대한 표시를 제공한다.
TNF-알파의 농도는 비-처리된 표피 중에서 25.68 pg/ml이고, 0.1% 염증제 SDS로 처리된 표피 중에서 47.92 pg/ml이고, 비건 나노섬유 및 0.1% 염증제로 처리된 표피에서 45.1 pg/ml이다. 비건 나노섬유로 처리된 표피는 TNF-알파 방출을 감소시킨다. 따라서, 이러한 결과는 덱스트란, 풀루란 및 후코이단에 의해 제조된 비건 나노섬유가 항염 특성과 염증성 물질에 대한 보호 능력을 가지고 있음을 나타낸다.
실시예 5
제형 개발: 미백
본 발명의 또 다른 실시예로는 피부 미백 효과를 위한 비타민 C(아스코르브산) 유도체를 함유하는 나노섬유 매트릭스이다. 이 실시예에서, 나노섬유 매트릭스는 콜라겐과 히알루론산에 의해 제조된다. 에틸 아스코르브산은 비타민 C의 안정한 형태이며, 나노섬유 매트릭스에 포함된 기능성 성분으로서 첨가된다. 이 미백 화장품 제형을 제조하기 위해서는, 먼저 전기방사 용액을 제조한다. 콜라겐 및 히알루론산을 아세트산 수용액에 첨가하고, 완전히 용해될 때까지 잘 혼합한다. 그 다음 에틸 아스코르브산을 폴리머 용액에 첨가하고, 완전히 용해될 때까지 잘 혼합한다. 본 발명에서 폴리머 중 에틸 아스코르브산의 농도는 바람직하게는 0.05% 내지 10%이다. 이 용액을 전기방사 장치에 첨가하였다. 전기방사 파라미터 및 주변 환경 조건은 이 제형의 제조를 최적화하도록 조정한다. 제조된 나노섬유 매트릭스에는 에틸 아스코르브산이 포함되어 있다. 이 제형의 미백 효과는 인 비트로 연구에 의해 평가되었다.
인 비트로 연구는 미백 효과를 평가하는데 사용되며 멜라닌 세포의 멜라닌 생성을 분석함으로써 결정된다. 멜라닌 세포에 의해 생성되는 멜라닌의 양은 피부색을 결정하므로, 미백 효과는 제형이 멜라닌 세포의 멜라닌 생성에 미치는 영향으로 평가할 수 있다. 이 연구에서는, 인간 표피 멜라닌 세포를 사용한다. 전통적으로 미백 성분으로서 사용되는 고지산은, 양성 대조군으로 사용된다. 고지산은 15% 에탄올/행크 균형 염 용액(Hanks balanced salt solution)에서 제조되고, 세포 배양물에 첨가하여 세포 배양물에서 42 μg/ml의 최종 농도를 제공한다. 0.8 cm 서클의 나노섬유를 세포 배양물에 직접적으로 적용하여 세포 배양물 중에서 에틸 아스코르브산의 최종 농도가 3 μg/ml가 되도록 한다. 도 5는 96 시간의 배양 시간 후 세포 단독, 고지산을 처리한 세포 및 나노섬유를 처리한 세포의 멜라닌 농도의 결과를 나타낸다.
각 샘플의 흡광도를 405 nm에서 판독한 다음 합성 멜라닌의 표준 곡선과 비교하여 세포 배양물에서 멜라닌 농도를 추정하였다. 표시된 결과는 삼중의 평균값이다. 멜라닌 농도는 세포 단독에서 101.5 ㎍/ml이고, 고지산이 있는 세포에서는 101.1 ㎍/ml이고, 나노섬유가 있는 세포에서는 97.48 ㎍/ml이다. 고지산은 멜라닌 생성을 약간 억제하지만, 통계적으로 유의하지는 않다. 이것은 아마도 첨가된 고지산 농도가 매우 낮기 때문일 것이다. 에틸 아스코르브산을 함유한 나노섬유 매트릭스는 세포 단독에 비해 멜라닌 생성을 4% 억제하는 것을 나타낸다. 세포 배양물에서 에틸 아스코르브산의 농도는 고지산의 농도 보다 14배 낮은, 3 ㎍/ml에 불과하다. 그러나, 멜라닌 억제 능력은 고지산보다 우수하다. 이것은 나노섬유 매트릭스가 활성 성분을 지니고, 기능성 성분의 이점들을 효율적으로 극대화할 수 있는 우수한 플랫폼임을 나타낸다. 이 제형은 미백 효과를 목적으로 하는 전체 안면 마스크 또는 다크 서클을 줄이기 위한 눈밑 패치에 사용할 수 있다.
실시예 6
제형 개발: 노화 방지 및 주름 감소
인 비트로
평가: 엘라스틴 자극
상이한 유형의 다당류 및 단백질을 선택함으로써, 나노섬유 매트릭스는 피부 이점들을 위한 상이한 목적을 실현할 수 있다. 본 발명에서 개발된 나노섬유 매트릭스의 예로는 인 비트로 연구에서 강화된 엘라스틴 자극 특성을 나타낸다. 이 나노섬유 매트릭스는 주름을 감소시키고 피부의 탄력을 개선하는데 사용할 수 있다. 도 6은 피부 섬유아세포에서 24시간 배양한 후, 세포 단독, 콜라겐 및 히알루론산을 포함하는 나노섬유 매트릭스를 갖는 세포, 뿐만 아니라 덱스트란, 풀루란 및 콜라겐을 포함하는 나노섬유 매트릭스를 갖는 세포의 엘라스틴 농도를 나타낸다. 피부 섬유아세포 배양물에서 24시간 배양한 후, 생성된 엘라스틴의 농도는 세포 단독에서 0.143 ng/ml이고, 콜라겐 및 히알루론산을 포함하는 나노섬유 매트릭스 중에서 0.544 ng/ml이고, 덱스트란, 풀루란 및 콜라겐을 포함하는 나노섬유 매트릭스 중에서 0.165 ng/ml이다. 나노섬유 매트릭스의 두 제형 양자 모두 향상된 엘라스틴 자극 능력을 나타내었다. 콜라겐 및 히알루론산 나노섬유 매트릭스는 세포 단독과 비교하여 엘라스틴 생성을 280%까지 촉진시킨다. 덱스트란, 풀루란 및 콜라겐 나노섬유 매트릭스는 세포 단독과 비교하여 엘라스틴 생성을 15%까지 촉진시킨다. 양자 모두의 나노섬유 매트릭스가 엘라스틴 자극 특성을 나타내지만, 콜라겐 및 히알루론산으로 구성되는 나노섬유 매트릭스로 인해, 훨씬 더 나은 성능을 나타내지만, 이 매트릭스는 노화의 징후를 감소시키기 위해 주름 방지 특성을 위해 선택하는 것이 바람직할 것이다.
인 비보
평가: 주름 감소
기능성 성분은 나노섬유 매트릭스에 포함되어 추가적인 이점들을 제공할 수 있다. 기능성 성분은 과일 추출물로부터 선택할 수 있다. 키위 및 포도씨 추출물과 함께 콜라겐 및 히알루론산 나노섬유 매트릭스를 포함하는 개발된 제형의 예로는 이 나노섬유 제형의 사용 전후를 나타내는 도 7에서 가장 잘 볼 수 있는 탁월한 주름 감소 효과를 나타내었다.
지원자가 나노섬유 제품을 눈가에 바르고 적용 전후 사진을 촬영하였다. 알 수 있는 바와 같이, 이 나노섬유 제형을 사용한 후 주름의 양과 깊이가 확실히 감소하였다.
또 다른 독립적인 인 비보 연구는 키위 및 포도씨 추출물을 함유한 콜라겐 및 히알루론산 매트릭스 제형의 노화 방지 특성을 입증하기 위하여, 30명의 중년 지원자(32세에서 58세 사이의 연령 분포, 평균 연령은 45세)로 구성된 포커스 그룹(focus group)에서 수행되었다. 지원자는 나노섬유 제품을 눈 밑 영역의 한 면에만 단지 적용하고, 대조군으로서 나노섬유 제형을 적용하지 않고 다른 면을 남기었다. 지원자들은 이 나노섬유 제품을 하루에 한 번 사용하였고, 그것을 28일 동안 연속적으로 사용하였다. 주름과 탄력성의 정보는 알려진 방식으로 VISIA 피부 분석 소프트웨어에 의해 얻어지고 분석된다. 정보는 0일, 14일 및 28일에 수집되었다.
도 8은 나노섬유 제품을 사용하는 얼굴의 한 면과 나노섬유 제품을 사용하지 않은 얼굴의 다른 면을 시간에 따른 주름의 변화의 결과로 나타내었다.
테스트 시작 전에, D0에서, 나노섬유 제품을 적용하기로 선택한 면에 주름이 더 심한 것으로 나타났다. 나노섬유 제품을 사용하기 시작한 후 시간이 지나면서 주름이 점차로 감소하였고, 28일 만에 3%까지 감소하였다. 대조군에서는, 나노섬유 제품을 사용하지 않은 경우, 주름이 점차적으로 증가하여 28일 만에 8%까지 증가하였다.
동일한 테스트 프로토콜을 사용하여 눈 주변 영역의 안각 탄력성의 변화를 테스트하였고, 그 결과를 도 9에 나타내었다.
앞서 언급한 바와 같이, 지원자는 나노섬유 제품으로 단지 한 면에만 적용하였고 대조군으로서 다른 면 위에는 적용하지 않았다. D0에서의 시작점은 대조군 측이 테스트하는 측보다 탄성이 더 우수함을 나타내었다. 그러나, 나노섬유 제품을 적용하지 않는 경우, 시간이 지남에 따라 탄성이 점차 감소하며, 28일 후에는 2%까지 감소하였다. 지원자가 나노섬유 제품을 1일 1회 적용하고 28일 동안 연속적으로 사용한 테스트하는 측에서는 탄성이 6%까지 증가하였다.
인 비트로 및 인 비보 연구 양자에 따르면 키위와 포도씨 추출물을 함유한 콜라겐 및 히알루론산 나노섬유 매트릭스의 제형은 주름 감소 특성이 우수하고, 화장품으로서 사용하는 경우 노화 징후를 감소시키는데 사용할 수 있다는 것을 입증하였다.
실시예 7
제형 개발: 립 마스크용 착색 나노섬유
천연 염료를 기능성 성분으로서 선택하여 메이크업 제품에 대한 착색 나노섬유를 제조하였다. 도 10은 립 마스크 적용에 사용할 수 있는 입술 모양의 분홍색 나노섬유의 예를 나타내었다. 분홍색 나노섬유는 전기방사 전에 콜라겐 및 히알루론산 폴리머 용액 중에 베타닌(비트 뿌리로부터 추출됨)을 첨가으로써 구현하였다.
단백질 및 다당류와 같은 천연 폴리머는 천연 염료가 지니는 그 우수한 특성을 입증하였다. 이 제형을 만들기 위해서는, 먼저 콜라겐 및 히알루론산을 산성 수용액 중에서 잘 혼합하였다. 그런 다음, 베타닌을 폴리머 용액에 첨가하였고, 폴리머 용액과 잘 혼합하였다. 전기방사 후, 베타닌은 콜라겐 및 히알루론산 나노섬유 매트릭스에 성공적으로 포함되었다. 전체 나노섬유 시트는 응집된 입자들이 보이지 않고 균일하게 색상으로 염색된다. 추가된 베타닌으로 인해 분홍색 나노섬유가 생성되었다. 합성 제품과 방부제가 포함된 다른 립 제품과 다르다. 이 립 제품은 3가지 성분만을 단지 함유하고 있다. 모든 성분은 천연이며 그 고유한 기능성을 가지고 있다. 콜라겐은 주름의 감소에 효과적이고, 히알루론산은 보습 및 플럼핑 효과를, 벨라닌은 착색을 제공한다. 착색된 안료가 입술 표면에 균일한 코팅 상태로서 남아 있다. 이 3가지 성분들은 식용이므로, 그것들은 사용하기에 안전한 것으로 간주된다.
실시예 8
다양한 형상
제조된 건조 나노섬유 시트는 전체 안면 마스크, 상부 안면 마스크, 하부 안면 마스크, 눈밑 패치, 코 마스크, 이마 마스크, 턱 마스크, 볼 마스크, 목 마스크와 같은 다양한 형상들로 가공될 수 있으며, 도 11에서 도시된 바와 같이, 피부의 상이한 영역들을 대상으로 한다.
예를 들어, 풀 뷰티 트리트먼트 레짐에는 전체 안면 마스크, 눈밑 패치, 코 마스크, 이마 마스크, 턱 마스크, 볼 마스크 및 목 마스크의 세트가 포함될 수 있으며, 여기서 각각의 유형의 마스크에는 상이한 기능성 성분이 함유될 수 있다.
일반적으로 소비자는 복합적인 피부 상태를 가지고 있다. 예를 들어, 사용자가 하기와 같은 피부 문제를 갖는다: 턱, 볼, 코 주변 영역에 여드름이 나기 쉽고, 이마와 목 주변에 주름이 생기기 쉽고, 눈가에 다크 서클이 있고, 일반적으로 건성 피부이다. 맞춤형 뷰티 패키지에는 예를 들면 알로에 베라 추출물과 같이 일반적인 보습 효과를 제공하는 기능성 성분이 포함된 나노 섬유 매트릭스로 만들어진 전체 안면 마스크가 포함될 수 있다. 눈밑 패치는 다크 서클 감소 효과를 제공할 수 있는 비타민 C가 함유된 나노섬유 매트릭스로 만들 수 있다. 턱 마스크, 볼 마스크 및 코 마스크는 여드름 치료를 위한 비타민 A를 포함한 나노섬유 매트릭스로 만들 수 있다. 이마 마스크와 목 마스크는 주름 감소를 위한 키위 및 포도씨 추출물이 함유된 나노섬유 매트릭스로 만들 수 있다. 각각의 유형의 마스크는 대상 영역에 단지 몇 초 동안만 두면 된다. 기능성 성분을 지니는 나노섬유가 피부에 효율적으로 흡수되어, 피부 상태에 따라 다양한 기능과 이점들을 제공한다. 따라서, 이 건조 나노섬유 시트 마스크는 기존 시트 마스크에 존재하는 문제를 극복하여 혁신적이다.
또한, 본 발명은 소비자에게 나노섬유를 필요에 따라 임의의 형상으로 수동으로 절단할 수 있는 옵션을 제공한다. 본 발명은 항상 모든 사람에게 맞도록 적합하지 않고, 원하는 형상으로 절단하기 쉽지 않은 현재의 유니-사이즈 마스크의 문제점을 극복할 수 있다. 예를 들어, 여드름 치료의 경우, 사용자는 나노섬유 제품을 절단할 수 있고, 그의 피부의 다른 영역에 영향을 주지 않고 감염된 영역에만 단지 그것을 적용할 수 있다.
실시예 9
나노섬유 제품의 안전성 및 안정성(stability)
세포독성 테스트
나노섬유 제품은 사용에 대한 그 안전성을 평가하기 위해 인 비트로 세포독성 테스트를 거쳤다. 테스트는 피부 섬유아세포 및 케라틴 생성 세포에 대해 수행되었다. 결과는 젖산 탈수소효소의 활성에 의해 결정된다. 콜라겐 및 히알루론산 나노섬유 매트릭스, 키위 및 포도씨 추출물이 포함된 콜라겐 및 히알루론산 나노섬유 매트릭스, 또한 덱스트란, 풀루란 및 콜라겐 나노섬유 매트릭스의 3가지 제형이 테스트되었다. 도 12는 피부 섬유아세포 및 케라틴 생성 세포에서 이들의 상이한 제형으로부터의 젖산 탈수소효소의 수준을 도시하였다.
72 시간의 배양 시간 후, 상기 제형 중 어느 것도 섬유아세포 및 케라틴 생성 세포에 대한 독성 효과를 나타내지 않았다.
미생물 테스트
다당류 및/또는 단백질로 제조된 나노섬유 매트릭스의 본 개시된 발명은 어떠한 방부제도 함유하지 않는다. 나노섬유 매트릭스의 미생물 함량 결과는 방부제가 필요하지 않음을 입증하였다.
특히, 도 13은 보관 시작 시와 실온 및 40℃에서 보관한지 2개월 후의 미생물 함량 결과를 나타낸다. 이 제형은 키위 및 포도씨 추출물이 함유된 콜라겐 및 히알루론산 나노섬유 매트릭스로 만들어졌다.
총 호기성 중온성 세균(total aerobic mesophilic bacteria), 총 효모 및 곰팡이 수(total yeast and mould count), 및 총 호기성 중온성 미생물은 모두 실온 및 40℃에서 보관한지 2개월 후에 1 cfu 미만이다. 통제된 조건에서, 40℃에서 보관하면 실온에서 8개월 동안 보관한 결과를 나타낼 수 있다. 특정 미생물이 존재하지 않았다. 이것은 본 발명에 의해 제조된 화장품이 방부제가 필요하지 않음을 입증하였다.
본 발명의 측면들은 단지 예시의 방식으로 설명되었으며, 본 명세서의 청구 범위의 범위를 벗어나지 않고 수정 및 추가가 이루어질 수 있음을 이해해야만 한다.
Claims (36)
- 적어도 하나의 유형의 다당류; 및/또는 선택적으로
적어도 하나의 유형의 단백질;
을 포함하는 나노섬유 매트릭스(nanofibre matrix)로서,
나노섬유 매트릭스가 진보된 스킨 케어 적용(advanced skin care application)을 위한 기능성 활성제(들) 또는 성분(들)을 선택적으로 지니며,
여기서 나노섬유가 기능성 활성제(들) 또는 성분(들)이 첨가되거나 첨가되지 않은 혼합 다당류 및/또는 단백질 용액으로부터 제조되고, 건조 나노섬유 시트와 같은 건조 나노섬유 부직포 직물로 전기방사되며(electrospun);
바람직하게는, 건조 나노섬유 시트는 상이한 형상으로 가공되어 피부의 상이한 영역에 적용되고(applied); 여기서, 바람직하게는 젖은 피부와 접촉 시에, 용해된 나노섬유가 피부에 점차적으로 용해되어 임의의 활성제를 방출하거나 또는 피부 위에 놓여 진보된 치료학적 이점들을 위한 임의의 활성제를 방출하는, 나노섬유 매트릭스. - 청구항 1에 있어서, 나노섬유 매트릭스가 천연 폴리머로부터 유래되고, 매트릭스는 무-용매(solvent free)이고, 무-계면활성제(surfactant free)이고, 무-방부제(preservative free) 및 무-가교제(crosslinker free)이고; 합성 또는 석유 유래 화학 물질이 없는, 나노섬유 매트릭스.
- 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 다당류가 동물 기반(animal-based) 또는 식물 기반(plant-based) 또는 이들 양자의 조합인, 나노섬유 매트릭스.
- 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 동물 기반 다당류가 키틴, 키토산, 히알루론산 또는 이들의 조합을 포함하고, 식물 기반 다당류가 덱스트란(dextran), 풀루란(pullulan), 후코이단(fucoidan), 알기네이트(alginate), 펙틴, 히알루론산, 아밀로스, 아밀로펙틴 또는 이들의 조합을 포함하는, 나노섬유 매트릭스.
- 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 단백질이 동물 기반 또는 식물 기반 또는 이들 양자의 조합인, 나노섬유 매트릭스.
- 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 동물 기반 단백질이 콜라겐(collagen), 가수분해 콜라겐(hydrolysed collagen), 변성 콜라겐(denatured collagen), 변성 전체 사슬 콜라겐(denatured whole chain collagen), 젤라틴(gelatin), 케라틴(keratin), 가수분해 케라틴 또는 이들의 조합을 포함하고, 식물 기반 단백질이 유청 단백질(whey protein), 가수분해 유청 단백질, 제인(zein), 밀 단백질(wheat protein), 가수분해 밀 단백질, 대두 단백질(soy protein), 가수분해 대두 단백질, 콩 단백질(pea protein), 가수분해 콩 단백질, 대마 단백질(hemp protein), 가수분해 대마 단백질 또는 이들의 조합을 포함하는, 나노섬유 매트릭스.
- 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서, 나노섬유 매트릭스가 적어도 하나의 유형의 다당류 및/또는 적어도 하나의 유형의 단백질로 제조되고; 바람직하게는, 하나 이상의 유형의 다당류, 및/또는 하나 이상의 유형의 단백질이 나노섬유 매트릭스를 제조하기 위해 선택되는, 나노섬유 매트릭스.
- 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서, 나노섬유 매트릭스가 다당류 및/또는 단백질의 조합이고, 피부에 다당류 및 단백질 양자 모두로부터의 이점들을 제공하는, 나노섬유 매트릭스.
- 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서, 기능성 성분이 나노섬유 매트릭스 내에 포함되어(incorporated) 보다 진보된 피부 이점들을 제공하며; 바람직하게는, 나노섬유 매트릭스가 기능성 성분에 대한 우수한 안정제(stabilizer), 운반체(carrier) 및 전달 플랫폼(delivery platform)인 것인, 나노섬유 매트릭스.
- 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서, 기능성 성분의 피부 이점들은 보습(moisturizing), 미백(brightening), 주름 감소(wrinkle reduction), 다크 서클 감소(dark circle reduction), 항균(antibacterial), 타이트닝(tightening), 항산화(antioxidant) 및 여드름 치료(acne treatment)를 포함하지만, 이에 한정되지 않는, 나노섬유 매트릭스.
- 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서, 기능성 성분이 플럼핑(plumping), 광채(glowing) 및 착색(colouring)의 다른 이점들을 제공하는, 나노섬유 매트릭스.
- 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서, 기능성 성분이 비타민, 과일 추출물, 식물 추출물, 허브 추출물 및 바이오 기반(bio-based) 또는 에센셜 오일(essential oils)을 포함하지만, 이에 한정되지 않는, 나노섬유 매트릭스.
- 청구항 12에 있어서, 비타민이 비타민 A, 비타민 C, 비타민 D, 비타민 E, 비타민 K, 비타민 B1, B2, B3, B5 또는 이들의 유도체 또는 이들의 조합을 포함하지만, 이에 한정되지 않는, 나노섬유 매트릭스.
- 청구항 12에 있어서, 과일 추출물의 기능성 성분이 포도씨 추출물, 키위 껍질 추출물, 토마토 추출물, 빌베리 추출물(bilberry extract), 구기자 추출물(goji berry extract)을 포함하지만, 이에 한정되지 않는, 나노섬유 매트릭스.
- 청구항 12에 있어서, 식물 또는 허브 추출물의 기능성 성분이 알로에 베라 추출물(aloe vera extract), 타임 추출물(thyme extract), 엘더플라워 추출물(elderflower extract), 세이지 추출물(sage extract), 로즈마리 추출물(rosemary extract), 칸나비노이드 추출물(cannabinoid extract)을 포함하지만, 이에 한정되지 않는, 나노섬유 매트릭스.
- 청구항 12에 있어서, 에센셜 오일이 향기나는 기능(scented function)을 제공하며, 호호바 오일(jojoba oil), 페퍼민트 오일(peppermint oil), 라벤더 오일(lavender oil), 로즈힙 오일(rosehip oil), 샌달우드 오일(sandalwood oil), 라벤더 오일, 스쿠알란 오일(squalane oil), 스쿠알렌 오일(squalene oil), 마누카 오일(manuka oil), 티트리 오일(tea tree oil), 칸나비노이드 오일, 코코넛 오일, 올리브 오일, 아마씨 오일(flaxseed oil), 시나몬 오일(cinnamon oil), 아사이 오일(acai oil), 아르간 오일(argan oil), 피마자유(castor oil) 및 이들의 조합을 포함하지만, 이에 한정되지 않는, 나노섬유 매트릭스.
- 청구항 1 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 있어서, 기능성 성분의 조성물이 다수의 진보된 이점들을 얻기 위해 다당류 및/또는 단백질 나노섬유 매트릭스에 첨가되고; 바람직하게는, 상이한 기능성 성분을 지니는 나노섬유 매트릭스가 피부에 대하여 상이한 기능들을 제공하는, 나노섬유 매트릭스.
- 청구항 17에 있어서, 기능성 성분이 나노섬유에 착색 효과를 제공하고, 착색된 나노섬유가 블러셔(blush), 아이섀도우(eyeshadow), 아이브로우 제품(eyebrow product), 네일 폴리시(nail polish), 립 제품(lip products), 컨투어링(contouring) 및 머리 염색 제품(hair dye products)과 같은 메이크업 제품에 사용되는, 나노섬유 매트릭스.
- 청구항 18에 있어서, 나노섬유 매트릭스의 착색된 나노섬유가 식물, 채소 또는 과일로부터 추출된 천연 염료로부터 유래되고, 천연 염료가 비트 뿌리 추출물(beetroot extract), 엘더베리 추출물(elderberry extract), 아나토 추출물(annatto extract), 커큐민(curcumin), 아스타잔틴(astaxanthin), 당근 뿌리 추출물(carrot root extract) 및 이들의 조합을 포함하지만, 이에 한정되지 않는, 나노섬유 매트릭스.
- 청구항 1 내지 청구항 19 중 어느 한 항에 있어서, 매트릭스가 하나의 유형의 기능성 성분 또는 다수의 유형의 기능성 성분들을 지닐 수 있는, 나노섬유 매트릭스.
- 청구항 1 내지 청구항 20 중 어느 한 항에 있어서, 화장품이 젖은 피부 위에 적용되고 나노섬유가 피부에 흡수되어 피부 이점, 향기나는 기능 또는 착색 효과를 제공하는, 나노섬유 매트릭스.
- 청구항 1 내지 청구항 21 중 어느 한 항에 있어서, 피부 이점 및 피부로의 나노섬유의 용해 속도(dissolution rate)가 기능성 성분들에 따라 변화되는, 나노섬유 매트릭스.
- 청구항 1 내지 청구항 22 중 어느 한 항에 있어서, 나노섬유의 직경이 10 nm 내지 2 마이크론 사이인, 나노섬유 매트릭스.
- 청구항 1 내지 청구항 23 중 어느 한 항에 있어서, 나노섬유 매트릭스의 밀도가 1 gsm 내지 100 gsm 사이인, 나노섬유 매트릭스.
- 청구항 1 내지 청구항 24 중 어느 한 항에 있어서, 나노섬유 매트릭스 중의 기능성 성분의 중량비가 0.1 wt.% 내지 30 wt.%사이인, 나노섬유 매트릭스.
- 청구항 1 내지 청구항 25 중 어느 한 항에 따른 나노섬유 매트릭스로 제조된 건조 나노섬유 시트(dry nanofibre sheet)로서, 건조 나노섬유 시트가 피부의 상이한 영역 ― 전체 안면(whole face), 상부 안면 마스크(upper face mask), 하부 안면 마스크(lower face mask), 눈 밑(under eyes), 이마, 코, 턱, 볼, 입술, T-존 및 목 ― 에서 사용하기 위해 상이한 형상으로 가공되도록 사용되는, 건조 나노섬유 시트.
- 청구항 26에 있어서, 건조 나노섬유 시트가 사용자에 의해 수동으로(manually) 그 필요에 맞게 임의의 원하는 형상으로 절단되는, 건조 나노섬유 시트.
- 기능성 활성제(들) 또는 성분(들)이 첨가되거나 첨가되지 않은 건조 나노섬유 매트릭스 형태의 화장품으로서, 나노섬유 매트릭스가 다당류 및/또는 단백질로부터 선택된 100% 천연 바이오폴리머(biopolymers)로 제조되고, 건조 나노섬유 시트로 전기방사되는, 화장품.
- 나노섬유 매트릭스의 제조 방법으로서, 상기 방법은 하기 단계:
전기방사 용액(electrospinning solution)으로서 수성 용매 중의 다당류 및/또는 단백질 용액을 제조하는 단계;
전기방사법을 이용하여, 고전압 하에서 전기방사 용액을 건조 나노섬유로 전환시키는 단계; 및
수집한 기질 재료(collecting substrate materials) 상에 나노섬유를 퇴적시키는(depositing) 단계;
를 포함하는, 방법. - 청구항 29에 있어서, 전기방사 용액이, 다당류 및/또는 단백질 재료를 수 시간 동안 교반 하에서 용매에 순차적으로 첨가함으로써, 또는 다당류 용액 및/또는 단백질 용액을 별도로 제조한 후 두 용액을 함께 혼합함으로써 제조되는, 방법.
- 청구항 29 또는 청구항 30에 있어서, 기능성 성분이 전기방사 용액에 첨가되거나, 또는 기능성 성분이 미리 혼합된(premixed) 다당류/단백질 용액에 첨가되거나, 또는 기능성 성분이 다당류/단백질을 첨가하기 전에 용매에 첨가되고; 바람직하게는, 산 또는 염기를 첨가함으로써 용액의 pH를 조절하여 기능성 성분의 안정성을 확보하는, 방법.
- 기능성 성분을 갖는 나노섬유 매트릭스의 제조 방법으로서, 상기 방법은 하기 단계:
다당류, 단백질 및 기능성 성분을 수성 용매 중에 함께 용해시키는 단계;
전기방사법을 이용하여 고전압 하에서 용액을 건조 나노섬유로 전환시키는 단계; 및
기질 상에 나노섬유를 퇴적시키는 단계;
를 포함하고,
여기서, 제조된 나노섬유 매트릭스는 기능성 성분을 포함하는 다당류/단백질 나노섬유 매트릭스인 것인, 방법. - 청구항 1 내지 청구항 28 중 어느 한 항에 따른 나노섬유 매트릭스를 포함하는 기능성 성분을 포함하거나 포함하지 않는 다당류/단백질 나노섬유 마스크로서, 여기서, 마스크를 젖은 피부에 적용하는 경우, 나노섬유가 피부에 점차적으로 용해되어 임의의 활성제를 방출하거나 또는 피부 위에 놓여 진보된 치료학적 이점들을 위한 임의의 활성제를 방출하는, 다당류/단백질 나노섬유 마스크.
- 안면 마스크(전체 안면 마스크, 상부 안면 마스크, 하부 안면 마스크), 눈 밑 패치, 이마 마스크, 코 마스크, 턱 마스크, 볼 마스크, 입술 마스크, T-존 및/또는 목 마스크를 포함하는 풀 뷰티 트리트먼트 패키지(full beauty treatment package)로서, 각각의 마스크는 청구항 1 내지 청구항 28 중 어느 한 항에 따른 나노섬유 매트릭스를 포함하고, 패키지는 복합 피부 유형을 갖는 사용자를 위한 것이며, 각각의 유형의 마스크는 동일한 나노섬유 매트릭스로 제조될 수 있지만, 대상의 상이한 피부 문제에 제공하기 위해 상이한 기능성 성분의 조합으로 제조될 수 있는, 풀 뷰티 트리트먼트 패키지.
- 천연 및/또는 식물 기반 성분으로 제조된 나노섬유 제품으로서, 나노섬유 제품은 청구항 1 내지 청구항 28 중 어느 한 항에 따른 나노섬유 매트릭스로 제조되고, '식용(edible)' 화장품으로서 간주되는, 나노섬유 제품.
- 천연 및/또는 식물 기반 성분으로 제조된 나노섬유 제품으로서, 나노섬유 제품은 청구항 1 내지 청구항 28 중 어느 한 항에 따른 나노섬유 매트릭스로 제조되고, 비건 제품(vegan products)으로서 간주되는, 나노섬유 제품.
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