KR20220127509A - Process for preparing eco-friendly and stabilized complex coacervate particles - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 친환경적이고 안정화된 복합 코아세르베이트 입자의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 코아세르베이트 쉘에 코어 물질을 봉입하는 복합 코아세르베이트 입자를 제조함에 있어서, 산/염기 조절제로서 천연추출물을 이용하고, 가교제 및 안정화제로서 히알루론산(HA), 실리카, 블럭고분자 등을 이용한 친환경적이고 안정화된 복합 코아세르베이트 입자(HA-Ball) 제조방법에 관한 것이다The present invention relates to a method for producing environmentally friendly and stabilized composite coacervate particles, and more specifically, in producing composite coacervate particles encapsulating a core material in a coacervate shell, a natural extract is used as an acid/base regulator, and a crosslinking agent and stability It relates to a method for manufacturing eco-friendly and stabilized complex coacervate particles (HA-Ball) using hyaluronic acid (HA), silica, block polymer, etc.
코아세르베이션은 분자간의 힘, 구체적으론 정전기적 인력, 정전기적 결합, 수소 결합, 양이온-π 상호 작용, 소수성 상호 작용 및 수용액 내에서의 인력적 반데르발스힘을 통해 수용액에 용해된 폴리머들이 침전되어 발생하는 액적을 말한다. 이 반응은 낮은 계면에너지를 가져 자발적으로 일어난다. 코아세르베이션에 영향을 미치는 조건은 용액의 pH 및 이온 강도, 온도, 폴리머 전해질(polyelectrolyte)의 유형, 폴리머의 농도, 폴리머의 분자량 및 입체 구조, 2개의 반대로 하전된 폴리머의 혼합 비율 등이 있다. 제조한 코아세르베이션 용액을 장시간 방치하게 되면 상분리에 의해 액적을 얻을 수 있다. 복합 코아세르베이트의 낮은 계면 에너지는 코아세르베이트가 염료, 입자, 방향제, 세포 등 다양한 물질을 캡슐화할 수 있게 한다.Coacervation is the precipitation of polymers dissolved in aqueous solution through intermolecular forces, specifically electrostatic attraction, electrostatic bonding, hydrogen bonding, cation-π interaction, hydrophobic interaction, and attractive van der Waals forces in aqueous solution. It refers to the droplets that are formed by This reaction occurs spontaneously with low interfacial energy. Conditions that affect coacervation include the pH and ionic strength of the solution, temperature, the type of polyelectrolyte, the concentration of the polymer, the molecular weight and three-dimensional structure of the polymer, and the mixing ratio of the two oppositely charged polymers. When the prepared coacervation solution is left to stand for a long time, droplets can be obtained by phase separation. The low interfacial energy of complex coacervates allows them to encapsulate a variety of substances, including dyes, particles, fragrances, and cells.
마이크로캡슐화(microencapsulation)는 보호 코팅시 코어 물질을 작은 액적으로 감싸는 과정이다. 이러한 과정은 저장을 돕기 위해 수행되고, 캡슐화된 물질의 방출을 처리하거나 제어한다. 마이크로캡슐을 형성하는 많은 기술이 존재한다. 그 중 하나의 기술로서 복합 코아세르베이션(complex coacervation)이 알려져 있다. 코아세르베이션은, 수성 콜로이드를 2개의 액체 상으로 분리하고, 이 중 하나는 비교적 콜로이드로 응축되고, 다른 하나는 비교적 콜로이드에 희석되는 과정이다. 오직 단일 유형의 콜로이드 물질이 존재할 때, 상기 과정을 단순 코아세르베이션이라 지칭한다. 그러나, (반대로 하전된) 2개 콜로이드의 혼합물이 존재할 때 상기 과정을 복합 코아세르베이션이라 지칭한다. 복합 코아세르베이션이 발생하는 경우, 콜로이드는 이온화되거나 이온화할 수 있어야 하고, 코아세르베이션을 위한 조건은, 콜로이드가 반대로 하전되어야 함을 요구한다. 코아세르베이션을 위한 조건은 적당하게 하전된 콜로이드의 선택에 의해 야기될 수 있다. 다르게는, 양쪽성 콜로이드(예컨대 단백질, 예를 들면 젤라틴)가 이용되는 경우, 콜로이드 혼합물의 pH는, 양쪽성 콜로이드에 적합한 전하를 부여하기 위해 등전점 위 또는 아래로 조정될 수 있다.Microencapsulation is the process of encapsulating a core material into small droplets in a protective coating. This process is carried out to aid in storage and to handle or control the release of the encapsulated material. Many techniques exist for forming microcapsules. As one technique, complex coacervation is known. Coacervation is the process of separating an aqueous colloid into two liquid phases, one of which is condensed into relatively colloids and the other is diluted to relatively colloids. When only a single type of colloidal material is present, the process is referred to as simple coacervation. However, when a mixture of two (oppositely charged) colloids is present, the process is referred to as complex coacervation. When complex coacervation occurs, the colloid must be ionized or capable of being ionized, and the conditions for coacervation require that the colloid be oppositely charged. Conditions for coacervation can be brought about by the selection of appropriately charged colloids. Alternatively, if an amphoteric colloid (eg protein, eg gelatin) is used, the pH of the colloidal mixture can be adjusted above or below the isoelectric point to impart a suitable charge to the amphiphilic colloid.
복합 코아세르베이트는 양이온성 폴리머 및 음이온성 폴리머의 정전기적 결합에 의해서도 생성될 수 있으며, 코어 물질의 표면에 흡착하여 이를 코팅하는 코아세르베이트 쉘을 형성함으로써 코아세르베이트 쉘내에 코어 물질을 봉입한 복합 코아세르베이트 입자를 만들 수 있다.Complex coacervate can also be produced by electrostatic bonding of cationic polymer and anionic polymer, and by forming a coacervate shell that adsorbs on the surface of the core material and coats it, it is possible to make composite coacervate particles encapsulating the core material in the coacervate shell. have.
코아세르베이트 기술은 자발적으로 일어나는 반응이라 별도의 기기나 에너지 없이 제조가 용이하지만, 안정한 입자를 제조하기 위해선 산, 염기조절제 및 가교제 사용을 필요로 한다. 그러나, 산, 염기 조절제 또는 가교제가 화학물질이라서 친환경적이지 않은 문제점이 있었다.Since the coacervate technology is a spontaneous reaction, it is easy to manufacture without additional equipment or energy, but it requires the use of acids, base modifiers, and crosslinking agents to produce stable particles. However, there is a problem that the acid, base modifier or crosslinking agent is not environmentally friendly because it is a chemical substance.
이에, 본 발명자들은 상기 종래기술들의 문제점들을 극복하기 위하여 예의 연구노력한 결과, 산, 염기 조절제 또는 가교제를 천연물 기반의 원료로 대체하여 친환경적이고 안정화된 신규 코아세르베이트 입자 제조방법을 완성하게 되었다.Accordingly, as a result of intensive research efforts in order to overcome the problems of the prior art, the present inventors have completed an eco-friendly and stabilized novel coacervate particle manufacturing method by replacing an acid, a base regulator or a crosslinking agent with a natural product-based raw material.
따라서, 본 발명의 주된 목적은 종래 방법보다 더욱 친환경적이고 안정화된 복합 코아세르베이트 입자의 제조방법에 관한 것을 제공하는 데 있다.Accordingly, the main object of the present invention is to provide a method for preparing complex coacervate particles that is more environmentally friendly and stabilized than conventional methods.
본 발명의 다른 목적은 상기 제조방법으로 제조된 친환경적이고 안정화된 복합 코아세르베이트 입자를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide an environmentally friendly and stabilized complex coacervate particles prepared by the above manufacturing method.
본 발명의 한 양태에 따르면, 본 발명은 다음 단계들을 포함하는 친환경적이고 안정화된 복합 코아세르베이트 입자의 제조방법을 제공한다:According to one aspect of the present invention, there is provided a method for preparing an environmentally friendly and stabilized complex coacervate particle comprising the steps of:
(a) 코아세르베이트 입자에 봉입될 코어 물질을 준비하는 단계;(a) preparing a core material to be encapsulated in coacervate particles;
(b) 양이온성 폴리머 및 음이온성 폴리머를 수상에서 균질화하여 코아세르베이트 에멀젼을 제조하는 단계;(b) homogenizing the cationic polymer and the anionic polymer in an aqueous phase to prepare a coacervate emulsion;
(c) 상기 (b) 단계의 코아세르베이트 에멀젼에 상기 (a) 단계의 코어 물질을 넣는 단계;(c) adding the core material of step (a) to the coacervate emulsion of step (b);
(d) pH 조절을 위해 산성 천연물 또는 염기성 천연물을 첨가하는 단계; 및(d) adding an acidic natural product or a basic natural product for pH adjustment; and
(e) 코아세르베이트 입자를 안정화시키기 위한 안정화제로서 고분자 히알루론산 및 저분자 히알루론산을 첨가하는 단계; 및(e) adding high molecular weight hyaluronic acid and low molecular weight hyaluronic acid as a stabilizer for stabilizing the coacervate particles; and
(f) 상기 (e) 단계의 결과물에서 분리된 침전물을 세척한 후 코아세르베이트 입자를 회수하는 단계.(f) recovering the coacervate particles after washing the precipitate separated from the result of step (e).
본 발명에 있어서, 상기 (a) 단계의 코어 물질은 코아세르베이트 쉘에 봉입될 수 있는 어떤 물질도 포함될 수 있으며, 수용성 물질 또는 지용성/난용성 물질 둘 다 가능하다. 수용성 물질로는 단순 수상에 녹일 수 없는 물질로, 취가 강하거나 광, 열, pH, Salt 등의 요인에 의해 안정성이 떨어지는 특성을 지닌 것으로 비타민U, 비타민C, 글루타치온, 탄닌산 등에서 1종 이상을 선택할 수 있다. 지용성 물질로는 일반적인 오일로는, 디메치콘, 하이드로제네이티드 C6-14 올레핀 중합체, 디페닐실록시 페닐 트리메치콘, 미네랄 오일, 카프릴릭/카프릭트라이글리세라이드, C18-21 알칸 등에서 1종 이상 오일을 포함할 수 있고, 식물성오일로는 메도우폼 씨드오일, 선플라워 씨드 오일, 동백오일, 올리브유, 포도씨유 및 발효 동백오일 등에서 1종 이상을 선택할 수 있다. 난용성 물질로는 물에 녹지 않으며 광, 열, pH, Salt 등의 요인에 의해 안정성이 떨어지는 특성을 지닌 것으로 비타민A, 비타민E, 코엔자임 Q10, Esculin, 루시놀, 세라마이드, TECA, 피토스테롤, 구아줄렌, 루틴 등에서 1종 이상을 선택할 수 있다.In the present invention, the core material of step (a) may include any material that can be encapsulated in the coacervate shell, and both water-soluble materials or fat-soluble/poorly-soluble materials are possible. As a water-soluble substance, it is a substance that cannot be dissolved in a simple aqueous phase, has a strong odor, or has poor stability due to factors such as light, heat, pH, salt, etc. You can choose. As fat-soluble substances, common oils include dimethicone, hydrogenated C6-14 olefin polymer, diphenylsiloxy phenyl trimethicone, mineral oil, caprylic/capric triglyceride, C18-21 alkane, etc. The above oils may be included, and as the vegetable oil, one or more types may be selected from meadowfoam seed oil, sunflower seed oil, camellia oil, olive oil, grape seed oil, and fermented camellia oil. As a poorly soluble substance, it is not soluble in water and has a property of lowering stability due to factors such as light, heat, pH and salt. Vitamin A, vitamin E, coenzyme Q10, Esculin, lucinol, ceramide, TECA, phytosterol, One or more types can be selected from routines, etc.
본 발명에 있어서, 바람직하게는 상기 (a) 단계의 코어 물질은 약학적 또는 화장료 활성 물질인 것을 특징으로 하는 복합 코아세르베이트 입자의 제조방법을 제공한다. 본 발명의 실시예에서는 화장료 활성 물질로서 피부 세포간 지질의 구성성분으로 피부 보습 효과가 뛰어나며 광학적 특이성으로 인해 시각적 심미 효과가 우수한 콜레스테릴 액정을 코어 물질로 사용하였다. In the present invention, preferably, the core material of step (a) provides a method for producing complex coacervate particles, characterized in that the pharmaceutical or cosmetic active material. In an embodiment of the present invention, as a cosmetic active material, cholesteryl liquid crystal, which is a component of skin intercellular lipid, has excellent skin moisturizing effect and has excellent visual aesthetic effect due to optical specificity, was used as a core material.
본 발명에 있어서, 상기 (b) 단계의 양이온성 폴리머는 양이온성으로 하전되어 음이온성 폴리머와 정전기적으로 결합하여 복합 코아세르베이트를 형성할 수 있는 어떤 양이온성 폴리머도 될 수 있으나, 바람직하게는, 양이온성 폴리머는 아가, 잔탄, 젤라틴, 틸셀룰로오스, 폴리아크릴레이트, 카르복시비닐폴리머, 폴리아미드, 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 알부민, 키토산, 또는 폴리라이신으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 복합 코아세르베이트 입자의 제조방법을 제공한다.In the present invention, the cationic polymer of step (b) may be any cationic polymer that is cationically charged and capable of electrostatically bonding with an anionic polymer to form a complex coacervate, but preferably, a cationic polymer. The sexual polymer is at least one selected from the group consisting of agar, xanthan, gelatin, tylcellulose, polyacrylate, carboxyvinyl polymer, polyamide, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, albumin, chitosan, or polylysine. It provides a method for producing complex coacervate particles comprising
본 발명에 있어서, 상기 (b) 단계의 음이온성 폴리머는 음이온성으로 하전되어 양이온성 폴리머와 정전기적으로 결합하여 복합 코아세르베이트를 형성할 수 있는 어떤 음이온성 폴리머도 될 수 있으나, 바람직하게는, 아라비아 검, 카르복시메틸셀룰로오스, 젤라틴, 겔란, 카르복시비닐폴리머, 저메톡실 펙틴, 잔탄검, 소듐카르복시메틸 구아검, 소듐히알루로네이트, 알지네이트, 덱스트란 설페이트, 알긴산, 또는 카라기난으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 복합 코아세르베이트 입자의 제조방법을 제공한다.In the present invention, the anionic polymer of step (b) may be any anionic polymer capable of being anionically charged and electrostatically binding with the cationic polymer to form a complex coacervate, but preferably, arabic At least one selected from the group consisting of gum, carboxymethyl cellulose, gelatin, gellan, carboxyvinyl polymer, low methoxyl pectin, xanthan gum, sodium carboxymethyl guar gum, sodium hyaluronate, alginate, dextran sulfate, alginic acid, or carrageenan It provides a method for producing complex coacervate particles, characterized in that.
본 발명에 있어서, 상기 (d) 단계의 산성 천연물 또는 염기성 천연물은 산성 또는 염기성을 띄어 pH를 조절할 수 있는 어떤 천연물도 될 수 있으나, 바람직하게는 상기 산성 천연물은 아미노산 복합체, 레몬추출물, 레몬발효식초, 알로에베라추출물, AHA/BHA 복합체, 또는 비타민 추출물에서 선택된 천연물이고, 염기성 천연물은 아보카도 추출물, 샐러리추출물, 브로콜리추출물, 황련추출물, 황백추출물, 부활초수, 달팽이점액추출물, 흑진주 추출물, 또는 멘톨 추출물에서 선택된 천연물인 것을 특징으로 하는 복합 코아세르베이트 입자의 제조방법을 제공한다.In the present invention, the acidic natural product or basic natural product in step (d) may be any natural product capable of adjusting the pH by being acidic or basic, but preferably, the acidic natural product is an amino acid complex, lemon extract, lemon fermented vinegar , aloe vera extract, AHA / BHA complex, or a natural product selected from vitamin extract, and the basic natural product is avocado extract, celery extract, broccoli extract, yellow lotus extract, yellow white extract, resurrected plant water, snail mucus extract, black pearl extract, or menthol extract It provides a method for producing complex coacervate particles, characterized in that the selected natural product.
본 발명에 있어서, 상기 (e) 단계의 안정화제로서 고분자 히알루론산은 평균분자량 500,000 내지 3,000,000 달톤이고, 저분자 히알루론산은 평균분자량 500 내지 50,000 달톤인 것을 특징으로 하는 복합 코아세르베이트 입자의 제조방법을 제공한다. 본 발명에서, 고분자 히알루론산과 저분자 히알루론산의 중량비는 1:1 내지 5:1이 바람직하며, 2:1인 것이 가장 바람직하다. 고분자 히알루론산의 비율이 높아질수록 복합 코아세르베이트 입자가 경화되어 안정화에는 더 도움이 될 수 있으나, 10:1 이상일 경우 너무 경화되어 물성이 나빠질 수 있다.In the present invention, as the stabilizer in step (e), the high molecular weight hyaluronic acid has an average molecular weight of 500,000 to 3,000,000 daltons, and the low molecular weight hyaluronic acid has an average molecular weight of 500 to 50,000 daltons. It provides a method for producing complex coacervate particles. . In the present invention, the weight ratio of the high molecular weight hyaluronic acid to the low molecular weight hyaluronic acid is preferably 1:1 to 5:1, and most preferably 2:1. As the ratio of the polymeric hyaluronic acid increases, the composite coacervate particles are hardened and may be more helpful for stabilization, but if it is 10:1 or more, the composite coacervate particles may be hardened too much and the physical properties may deteriorate.
본 발명의 실험예에서는 고분자 히알루론산 또는 저분자 히알루론산만 사용하는 경우에 비하여, 고분자 및 저분자 히알루론산을 함께 사용하는 경우 안정화 효과가 더 높아지는 것을 확인하였다. 종래에는 히알루론산(HA)이 코아세르베이트를 만들기 위한 음이온성 폴리머의 일종으로 사용되는 반면, 본 발명에서는 히알루론산(HA)이 코아세르베이트를 안정화시키기 위한 안정화제로서 사용된 것을 기술적 특징으로 한다.In the experimental example of the present invention, it was confirmed that the stabilization effect was higher when the high molecular weight and low molecular weight hyaluronic acid were used together, compared to the case where only the high molecular weight hyaluronic acid or the low molecular weight hyaluronic acid was used. Conventionally, hyaluronic acid (HA) is used as a kind of anionic polymer for making coacervate, but in the present invention, hyaluronic acid (HA) is used as a stabilizer for stabilizing coacervate.
본 발명에 있어서, 바람직하게는 상기 (e) 단계의 안정화제는 고분자 및 저분자 히알루론산외에 실리카 또는 블록공중합체에서 선택된 1종 이상의 안정화제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 코아세르베이트 입자의 제조방법을 제공한다. 본 발명에서, 상기 블록공중합체는 바람직하게는 친수/친유성기를 동시에 가진 블록공중합체를 사용하는 것이 좋으며, 예컨대 PEG-PCL 공중합체 또는 PS-PCL 공중합체 등이 사용될 수 있다. 본 발명의 실험예에서는 고분자 및 저분자 히알루론산외에 실리카 및 블록공중합체를 더 포함하는 경우에 고분자 및 저분자 히알루론산 만을 포함하는 것에 비하여 안정화 효과가 더 높아지는 것을 확인하였다. 상기 (e) 단계의 안정화제는 링커 연결 또는 매트릭스 형성을 통해 코아세르베이트를 안정화시키거나 강도를 증가시키게 된다.In the present invention, preferably, the stabilizer of step (e) further comprises at least one stabilizer selected from silica or block copolymer in addition to high molecular weight and low molecular weight hyaluronic acid. to provide. In the present invention, the block copolymer is preferably a block copolymer having both hydrophilic/lipophilic groups, for example, a PEG-PCL copolymer or a PS-PCL copolymer may be used. In the experimental example of the present invention, it was confirmed that when silica and block copolymer were further included in addition to high molecular weight and low molecular weight hyaluronic acid, the stabilizing effect was higher than that containing only high molecular weight and low molecular weight hyaluronic acid. The stabilizer in step (e) stabilizes the coacervate or increases the strength through linker linkage or matrix formation.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 본 발명의 제조방법에 의해 제조되는 코어 물질이 봉입된 복합 코아세르베이트 입자를 제공한다.According to another aspect of the present invention, the present invention provides a composite coacervate particle encapsulated in a core material produced by the method of the present invention.
본 발명에 있어서, 바람직하게는 실리카 또는 블록공중합체인 1차 안정화제가 코아세르베이트 쉘(Shell)과 코어 물질 사이에 링커(linker)처럼 배열하고, 고분자 및 저분자 히알루론산인 2차 안정화제가 코아세르베이션 쉘 바깥쪽에 배향해 매트릭스 쉘(Matrix Shell)을 형성하는 것을 특징으로 하는 복합 코아세르베이트 입자를 제공한다.In the present invention, the primary stabilizer, preferably silica or a block copolymer, is arranged like a linker between the coacervate shell and the core material, and the secondary stabilizer, which is a high molecular weight and low molecular weight hyaluronic acid, is outside the coacervation shell. It provides a composite coacervate particle characterized in that it is oriented on the side to form a matrix shell.
본 발명에 따르면, 종래 복합 코아세르베이트 입자를 제조하기 위하여 사용되던 화학적 산, 염기 조절제 및 가교제를 천연물 기반의 원료로 대체하여 친환경적이고 안정화된 신규 코아세르베이트 입자 제조방법을 제공할 수 있다. 또한, 새로운 안정화제로서 히알루론산(HA) 등을 사용함으로써 매트릭스 형성 또는 링커 연결을 통해 코아세르베이트를 안정화시키거나 강도를 증가시키는 복합 코아세르베이트 입자의 제조방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide an eco-friendly and stabilized novel coacervate particle manufacturing method by replacing the chemical acid, base modifier, and crosslinking agent used to prepare the conventional composite coacervate particles with a natural product-based raw material. In addition, by using hyaluronic acid (HA) or the like as a new stabilizer, it is possible to provide a method for preparing complex coacervate particles that stabilizes the coacervate or increases the strength through matrix formation or linker linking.
도 1은 본 발명의 복합 코아세르베이트 입자의 구조 및 제조방법을 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 복합 코아세르베이트 입자의 3개월 후 25℃ 안정성을 비교 실험한 사진이다 (도 2a는 실시예1-3, 도 2b는 비교예1-4)1 is a schematic diagram showing the structure and manufacturing method of the composite coacervate particles of the present invention.
Figure 2 is a photograph of a comparative experiment on the stability of the composite coacervate particles according to the Examples and Comparative Examples of the present invention at 25 ℃ after 3 months (Figure 2a is Example 1-3, Figure 2b is Comparative Example 1-4)
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. These examples are only for illustrating the present invention and should not be construed as limiting the scope of the present invention by these examples.
실시예 및 비교예: 복합 코아세르베이트 입자의 제조Examples and Comparative Examples: Preparation of Composite Coacervate Particles
(a) 코아세르베이트 입자에 봉입될 Active 원료를 준비하는 단계(a) preparing the active material to be encapsulated in the coacervate particles
아래 표 1에 나타난 비율로 콜레스테릴 클로라이드(CC), 콜레스테릴 스테아레이트(CS), 및 콜레스테릴 벤조에이트(CB)을 고온(70-80도)에서 AZI MIXER 사용을 사용하여 균질하게 혼합하여 다양한 색을 나타내는 콜레스테릭 액정 조성물을 제조하였다.Cholesteryl chloride (CC), cholesteryl stearate (CS), and cholesteryl benzoate (CB) in the ratios shown in Table 1 below were homogeneously mixed at high temperature (70-80 degrees) using AZI MIXER. A cholesteric liquid crystal composition exhibiting various colors was prepared by mixing.
원료명Content (g)
Raw material name
(b) 양이온성 폴리머 및 음이온성 폴리머를 수상에서 균질화하여 코아세르베이트 에멀젼을 제조하는 단계;(b) homogenizing the cationic polymer and the anionic polymer in an aqueous phase to prepare a coacervate emulsion;
양이온성 폴리머로서 아가를 정제수에 넣어 5% 솔루션을 만들고, 음이온성 폴리머로서 카라기난을 정제수에 넣어 5% 솔루션을 만든 후, 두 용액을 AZI MIXER로 500rpm, 30분간 균질화시킴으로써 코아세르베이트 에멀전을 제조하였다.Agar as a cationic polymer was put in purified water to make a 5% solution, and carrageenan as an anionic polymer was added to purified water to make a 5% solution, and then the two solutions were homogenized with AZI MIXER at 500 rpm for 30 minutes to prepare a coacervate emulsion.
(c) 상기 (b) 단계의 코아세르베이트 에멀젼에 상기 (a) 단계의 액정 원료를 넣는 단계;(c) adding the liquid crystal raw material of step (a) to the coacervate emulsion of step (b);
상기 (a)에서 제조한 콜레스테롤 액정 조성물 중 액정 1로 만든 콜레스테릴 액정 (cholesteryl liquid crystal, CLC)을 (b) 단계의 수상 에멀젼에 넣고 AZI MIXER를 사용하여 코아세르베이트 입자에 봉입하였다.A cholesteryl liquid crystal (CLC) made of liquid crystal 1 among the cholesterol liquid crystal composition prepared in (a) was placed in the aqueous emulsion of step (b) and encapsulated in coacervate particles using AZI MIXER.
(d) pH 조절을 위해 산성 또는 염기성 천연물을 첨가하는 단계;(d) adding an acidic or basic natural product to adjust pH;
산성 천연물로서 레몬추출물을 사용하고, 염기성 천연물로서 부활초수를 사용하여 pH를 7 내지 9로 조절함으로써 코아세르베이션을 유도할 수 있다.Coacervation can be induced by using lemon extract as an acidic natural product and by adjusting the pH to 7 to 9 using revitalizing water as a basic natural product.
(e) 코아세르베이트 입자를 경화시키기 위해 안정화제를 첨가하는 단계;(e) adding a stabilizer to harden the coacervate particles;
본 발명에서는 고분자 HA(Mw 1.8~0.6Mda), 저분자 HA(Mw 0.5~10.1Kda 및 실리카, PEG-PCL 블록공중합체를 안정화제로 사용하였다. 양성 대조군으로는 코아세르베이트를 경화시키기 위한 가교제로 널리 알려진 GA (Glutaraldehyde)를 사용하였다. 실시예 및 비교예에 사용된 원료명 및 함량은 다음 표 2와 같다.In the present invention, high molecular weight HA (Mw 1.8~0.6Mda) and low molecular weight HA (Mw 0.5~10.1Kda and silica, PEG-PCL block copolymer were used as stabilizers. As a positive control, GA, which is widely known as a crosslinking agent for curing coacervates (Glutaraldehyde) was used The names and contents of raw materials used in Examples and Comparative Examples are shown in Table 2 below.
원료명Content (g)
Raw material name
(f) 유액에서 분리된 침전물을 세척한 후 코아세르베이트 입자를 회수하는 단계;(f) recovering the coacervate particles after washing the precipitate separated from the emulsion;
코아세르베이션의 미반응 물질을 제거 및 코아세르베이트 입자(HA-Ball)을 얻기 위해 정제수로 세척해준다(3회 반복)It is washed with purified water to remove unreacted substances in coacervation and to obtain coacervate particles (HA-Ball) (repeat 3 times)
상기 실시예에 따라 제조된 본 발명의 복합 코아세르베이트 입자(HA-Ball)의 구조 및 제조방법의 개략도를 도 1에 도시하였다.A schematic diagram of the structure and manufacturing method of the composite coacervate particles (HA-Ball) of the present invention prepared according to the above example is shown in FIG. 1 .
실험예 1: 복합 코아세르베이트 입자의 안정성 시험Experimental Example 1: Stability test of composite coacervate particles
상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 복합 코아세르베이트 입자의 안정성을 비교하기 위하여, 정제수에 분산시킨 입자의 상태를 25 조건에서 제조 직후, 1개월 경과후, 3개월 경과후로 나누어 관찰했다. 평가는 입자 안정도에 따라 X: 입자 터짐, △: 약간 변함, ○: 입자 안정, ●: 입자 경화로 표시하였다. In order to compare the stability of the composite coacervate particles prepared according to the Examples and Comparative Examples, the state of the particles dispersed in purified water was Under the conditions, observations were made immediately after production, after 1 month, and after 3 months. The evaluation was expressed as X: particle burst, △: slightly changed, ○: particle stability, ●: particle hardening, depending on particle stability.
성상of particles
appearance
상기 표에서 보여지듯이, 본 발명에 따라 안정화제로 고분자 및 저분자 HA 등을 사용한 실시예 1 내지 3(HA-Ball)은 3개월 경과후까지 입자가 터지지 않으며 안정성이 유지되었다. 그러나 안정화제로 고분자 또는 저분자 HA만을 사용하거나 둘다 사용하지 않은 비교예 1 내지 3은 제조직후부터 입자가 터져서 안정성이 유지되지 않았다. 고분자 및 저분자 HA만을 안정화제로 사용한 경우(실시예 1) 3개월 경과후 입자가 약간 변화된 모습을 보이나, 고분자 또는 저분자 HA만을 사용하거나 둘다 사용하지 않은 경우(비교예 1 내지 3)에 비하여는 훨씬 안정된 모습을 나타내었다. 고분자 HA의 함량이 많은 경우(실시예 3) 3개월 경과후 입자가 경화되는 모습을 보였으나, 비교예 1 내지 3와 같이 입자가 터지지는 않았다. 안정화제로 고분자 및 저분자 HA, 실리카, 및 블록공중합체를 모두 포함하는 경우 (실시예 2) 3개월 경과후까지 입자가 가장 안정적으로 유지하였다.As shown in the table above, in Examples 1 to 3 (HA-Ball) using a polymer and a low molecular weight HA as a stabilizer according to the present invention, the particles did not burst and the stability was maintained until after 3 months. However, in Comparative Examples 1 to 3, in which only high molecular weight or low molecular weight HA was used as a stabilizer, or neither was used, the particles burst immediately after preparation, and thus stability was not maintained. When only high molecular weight and low molecular weight HA were used as stabilizers (Example 1), the particles showed a slight change after 3 months, but they were much more stable than when only high molecular weight or low molecular weight HA was used or neither was used (Comparative Examples 1 to 3). showed up When the polymer HA content was high (Example 3), the particles were hardened after 3 months, but the particles did not burst as in Comparative Examples 1 to 3. When all of the polymer and low molecular weight HA, silica, and block copolymer were included as stabilizers (Example 2), the particles were most stably maintained until 3 months elapsed.
고분자 및 저분자 HA는 복합 코아세르베이트 입자(HA-Ball)의 가장 바깥쪽에 매트릭스 쉘(Matrix Shell)을 형성함으로써 안정성을 높여준다. 실리카 및 블록공중합체는 코어에 있는 CLC와 코아세르베이션 쉘 사이에 링커(linker)처럼 배열하여 계면에너지를 낮춰주는 안정제 역할을 한다. 실시예2와 같이 1차 안정화제(실리카, 블록공중합체 등)와 2차 안정화제(고/저분자 HA)가 함께 있는 경우 HA-Ball 가 가장 안정하게 유지된다. 1차 or 2차 안정화제만 들어갔을 땐, 초기 개월엔 입자 구현이 잘되지만 추가로 개월이 경과함에 따라 HA-Ball 입자가 변하거나 깨어질 수 있다.High molecular weight and low molecular weight HA increase stability by forming a matrix shell on the outermost part of the composite coacervate particle (HA-Ball). Silica and the block copolymer act as a stabilizer to lower the interfacial energy by arranging like a linker between the CLC in the core and the coacervation shell. As in Example 2, when the primary stabilizer (silica, block copolymer, etc.) and the secondary stabilizer (high/low molecular weight HA) are together, HA-Ball is most stable. When only the 1st or 2nd stabilizer is added, the particles are well realized in the initial months, but as the additional months pass, the HA-Ball particles may change or break.
도 2는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 복합 코아세르베이트 입자의 3개월 후 25℃ 안정성을 비교 실험한 사진이다 (순서대로 실시예1-3, 비교예1-4) 실시예 1-3 및 비교예 4은 입자의 안정성이 유지되었으나, 비교예 1-3은 입자가 터져서 안정성이 유지되지 않았다.2 is a photograph of a comparative experiment of the stability of composite coacervate particles according to Examples and Comparative Examples at 25° C. after 3 months (Examples 1-3 and Comparative Examples 1-4 in that order) Examples 1-3 and In Comparative Example 4, the stability of the particles was maintained, but in Comparative Examples 1-3, the stability was not maintained because the particles burst.
상기 실시예 2의 복합 코아세르베이트 입자(HA-Ball)를 사용하여 다양한 제형예의 화장품을 제조하였다.Cosmetics of various formulation examples were prepared using the complex coacervate particles (HA-Ball) of Example 2.
제형예 1: HA-Ball 조성물을 포함하는 화장수 제조Formulation Example 1: Preparation of lotion containing HA-Ball composition
하기 표와 기재된 조성으로 통상적인 방법으로 화장수를 제조하였다.A lotion was prepared by a conventional method with the composition described in the table below.
제형예 2: HA-Ball 조성물을 포함하는 에센스 제조Formulation Example 2: Preparation of Essence Containing HA-Ball Composition
하기 표와 기재된 조성으로 통상적인 방법으로 에센스를 제조하였다.Essence was prepared in a conventional manner with the composition described in the table below.
제형예 3: HA-Ball 조성물을 포함하는 영양크림 제조Formulation Example 3: Preparation of nutritional cream containing HA-Ball composition
하기 표와 기재된 조성으로 통상적인 방법으로 영양크림을 제조하였다.Nutrient cream was prepared in a conventional manner with the composition described in the table below.
본 발명에 대해 상기 실시예를 참조하고 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명에 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허 청구 범위의 기술적 사항에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the above embodiments, it will be understood that these are merely exemplary, and that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom by those skilled in the art to which the present invention pertains. . Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical matters of the appended claims.
Claims (8)
(a) 코아세르베이트 입자에 봉입될 코어 물질을 준비하는 단계;
(b) 양이온성 폴리머 및 음이온성 폴리머를 수상에서 균질화하여 코아세르베이트 에멀젼을 제조하는 단계;
(c) 상기 (b) 단계의 코아세르베이트 에멀젼에 상기 (a) 단계의 코어 물질을 넣는 단계;
(d) pH 조절을 위해 산성 천연물 또는 염기성 천연물을 첨가하는 단계; 및
(e) 코아세르베이트 입자를 안정화시키기 위한 안정화제로서 고분자 히알루론산 및 저분자 히알루론산을 첨가하는 단계; 및
(f) 상기 (e) 단계의 결과물에서 분리된 침전물을 세척한 후 코아세르베이트 입자를 회수하는 단계.A method for producing environmentally friendly and stabilized complex coacervate particles comprising the steps of:
(a) preparing a core material to be encapsulated in coacervate particles;
(b) homogenizing the cationic polymer and the anionic polymer in an aqueous phase to prepare a coacervate emulsion;
(c) adding the core material of step (a) to the coacervate emulsion of step (b);
(d) adding an acidic natural product or a basic natural product for pH adjustment; and
(e) adding high molecular weight hyaluronic acid and low molecular weight hyaluronic acid as a stabilizer for stabilizing the coacervate particles; and
(f) recovering the coacervate particles after washing the precipitate separated from the result of step (e).
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