KR20230126715A - 균질한 생체중합체 현탁액, 이를 제조하는 방법 및이의 용도 - Google Patents

균질한 생체중합체 현탁액, 이를 제조하는 방법 및이의 용도 Download PDF

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Abstract

균질한 생체중합체 현탁액, 이의 제조 방법 및 이의 용도가 본원에 기재되어 있다. 구현예에서, 상기 현탁액은 천연 중합체 또는 생체중합체, 예를 들어 키틴, 키토산 및 셀룰로스로부터 제조된 수성 현탁액이다. 상기 생체중합체(들) 및 극성 용매(들)를 고 전단 조건, 예를 들어 고 기계적 에너지에 적용함으로써 이들 생체중합체를 극성 용액 중에 현탁시키는 방법 및 공정이 본원에 기재되어 있다. 구현예에서, 고 전단 조건 및/또는 고 기계적 에너지는 볼 밀링기에 의해 제공된다. 본 발명의 조성물 및 제형은 특히 페이스트, 연고, 크림 또는 로션으로서 제형화되는 경우에 화장품 산업에서 수많은 적용을 찾을 수 있다.

Description

균질한 생체중합체 현탁액, 이를 제조하는 방법 및 이의 용도
관련 출원에 대한 교차 참조
본 출원은 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 포함된, 2020년 12월 23일자로 출원된 미국 가특허 출원 제63/129,890호에 관한 것이다.
발명의 분야
본 발명은 생체중합체(biopolymer) 분야에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 불용성(insoluble) 또는 반용성(semi-soluble) 생체중합체(들)를 포함하는 균질 현탁액, 이의 제조 방법 및 이의 용도, 특히 화장품 산업에 관한 것이다.
천연 중합체 또는 생체중합체는 풍부하고, 천연이며, 재생가능한 중합체로서, 이는 상업적 제품에 매력적인 자원이 된다. 그러나 셀룰로스 및 키틴과 같은 가장 풍부한 생체중합체는 불용성이므로 그의 사용을 제한하거나 복잡하게 한다. 따라서 극성 용액(예를 들어 수용액) 중에 이들 생체중합체를 현탁시키는 수단을 제공하는 것은, 특히 화장품 산업에서, 끊임없는 혁신을 필요로 하며, 새로운 천연, 생체적합성, 생분해성 및 무독성 성분을 지속적으로 찾고 있는 이들 천연 분자에 대한 새로운 상업적 응용을 개척할 수 있다.
일부 방법 및 공정에서는 생체중합체를 분해하고/하거나 균질한 생체중합체 현탁액을 생성하는 것이 제안되었다. 이러한 방법 및 공정은, 예를 들어 국제공개공보 WO 2020/036872(예를 들어, 전분) 및 WO 2020/024053(예를 들어, 키틴 및 키토산), 및 특허문헌 US 2004/0176477(예를 들어, 키토산), JP1986149237A(예를 들어, 키틴) 및 JP1986159430A(예를 들어, 키틴 및 키토산)에 기재되어 있다. 키틴 나노섬유의 제조는 또한 하기 과학문헌에 기재되어 있다: Wu 등, BioMacromolecules (2014), dx.doi.org/10.1021/bm501416q; Wang 등, Carbohydrate Polymers (2017), dx.doi.org/10.1016/j.carbpol.2017.09.010; Drobrovol'skaya 등, Natural Polymers (2014), dx.doi.org/10.1134/S0965545X15010022; Zhu 등, Chemistry of Materials (2019), 31, 2078-2087; Ifuku 및 Saimoto, Nanoscale, 2012, 4, 3308; Lv 등, Food Hydrocolloids (2020), doi.org/10.1016/j.foodhyd.2020.106451. 또한, 생체중합체로부터 나노입자를 생성하기 위한 사용 볼 밀링은 다음 문헌에 기재되어 있다: Rochima 등, (Materials Science and Engineering, 193 (2017) 012043 doi: 10.1088/1757-899/193/1/012043), Wani, T.A. 등, (International Journal of Biological Macromolecules (2020), 154: 166-172), Piras, C.C. 등, Nanoscale Adv. (2019), 1: 937-947, Baheti, V. 등, World Journal of Engineering (2012), 9 (1): 45-50, Lin, H. 등 (Journal of Nano Research (2016), 40: 174-179), Kazemimostaghim, M (Powder Technology (2013), 241: 230-235) 및 중국공보 CN107151276B, CN112500584A, CN103980530A, 및 CN103316641B. 그러나, 이들 방법 및 공정은 일반적으로 산 및/또는 염기와 같은 화학물질의 존재를 필요로 하기 때문에, 음파처리 또는 초음파와 같은 다른 기술을 필요로 하기 때문에, 및/또는 생성된 생성물 또는 현탁액이 입자 및 섬유의 점도, 균질성, 안정성, 형상 및 치수, 바람직하지 않은 화학 화합물의 존재 등의 측면에서 이상적이지 않기 때문에 상이한 문제를 안고 있다.
따라서, 균질하고 안정적인 풍부한 불용성 생체중합체로부터 제조된 현탁액에 대한 필요성이 존재한다. 특히, 안정한 균질 수성 현탁액으로 기계적으로 처리된 생체중합체 분자를 포함하는 생체중합체 조성물에 대한 필요성이 존재한다. 종래 개시된 것보다 더 큰 폭 및/또는 더 큰 길이를 갖는 생체중합체 섬유를 포함하는 조성물과 관련된 필요성이 존재한다.
또한, 이러한 조성물 및 현탁액을 얻기 위한 간단하고 저렴한 방법 및 공정에 대한 필요성이 존재한다. 최종 생성물에서 바람직하지 않은 화학적 화합물의 존재를 피하기 위해 화학적 화합물의 첨가를 필요로 하지 않는 방법 및 공정에 대한 특별한 필요성이 존재한다.
또한, 바람직하지 않은 화학적 화합물이 없고 풍부한 불용성 또는 반용성 생체중합체로부터 제조된 안정한 균질 현탁액(stable homogeneous suspension)을 포함하는 화장품 조성물에 대한 필요성이 존재한다.
본 발명은 상기 필요성 및 다른 필요성을 다루는데, 이는 본 발명의 개시내용 및 하기 본 발명의 특징의 설명의 검토로부터 명백해질 것이기 때문이다.
한 측면에 따르면, 본 발명은 극성 용매 내에 안정적으로 분산된 나노 크기의 불용성 및/또는 반용성(semi-soluble) 입자(예를 들어 섬유 및/또는 응집된 구형체)의 현탁액을 포함하는 생체중합체 현탁액에 관한 것이다.
또 다른 측면에 따르면, 본 발명은 안정한 균질 현탁액(stable homogeneous suspension)으로 기계적으로 처리된 생체중합체 분자를 포함하는 생체중합체 조성물에 관한 것이다.
또 다른 측면에 따르면, 본 발명은 극성 용매 중의 불용성 및/또는 반용성 생체중합체의 안정한 균질 현탁액을 포함하는 생체중합체 조성물에 관한 것이다.
또 다른 측면에 따르면, 본 발명은 극성 용매 중의 불용성 생체중합체의 안정한 균질 현탁액을 포함하는 생체중합체 조성물에 관한 것이다.
또 다른 측면에 따르면, 본 발명은 본원에서 정의된 생체중합체 조성물 또는 안정한 균질 현탁액을 포함하는 화장품 조성물에 관한 것이다.
또 다른 측면에 따르면, 본 발명은 극성 용매의 존재 하에 불용성 및/또는 반용성 생체중합체를 기계적 에너지로 처리하여 상기 불용성 및/또는 반용성 생체중합체(들)의 안정한 균질 현탁액을 얻는 것을 포함하는, 생체중합체 조성물을 얻기 위한 기계적 방법에 관한 것이다.
또 다른 측면에 따르면, 본 발명은 상태 변화가 관찰되고 불용성 및/또는 반용성 생체중합체의 안정한 균질 현탁액이 수득될 때까지 극성 용매의 존재 하에 불용성 및/또는 반용성 생체중합체를 고-전단 조건으로 처리하는 것을 포함하는, 생체중합체 조성물을 얻기 위한 방법에 관한 것이다.
또 다른 측면에 따르면, 본 발명은, 화장품 조성물의 제조에서의 본원에 정의된 생체중합체 현탁액 또는 생체중합체 조성물의 용도에 관한 것이다.
또 다른 측면에 따르면, 본 발명은 시드 코팅(seed coating), 수술용 임플란트 코팅(surgical implant coating)의 제조에서의 및/또는 식품 첨가제로서의 본원에 정의된 생체중합체 현탁액 또는 생체중합체 조성물의 용도에 관한 것이다.
본 발명의 추가의 측면, 이점 및 특징은 예시적인 바람직한 구현예의 하기 비제한적인 설명을 읽을 때 더욱 명백해질 것이며, 본 발명의 범주를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
본 발명이 쉽게 이해될 수 있도록, 본 발명의 구현예는 첨부된 도면에서 예로서 예시된다.
도 1은 본 발명의 한 구현예에 따른, 점도가 감소하는 제제 및 원하는 상태 변화를 도시하는 구성도(organigram)이다.
도 2는 실시예 3에 따른, 입자 크기의 SEM으로부터의 사이징 분석 결과를 도시하는 막대 그래프이다.
도 3a는 실시예 3에 따른, 섬유 폭의 SEM으로부터의 사이징 분석 결과를 도시하는 막대 그래프이다.
도 3b는 실시예 3에 따른, 섬유 길이의 SEM으로부터의 사이징 분석 결과를 도시하는 막대 그래프이다.
도 3c 내지 3i는 실시예 3에 따른, 건조 상업적 키틴(dry commercial chitin)에 대한 분말 X-선 회절(pXRD) 패턴(도 3c) 및 샘플 3A-F(각각 도 3d 내지 3i)에 대한 분말 X-선 회절 패턴을 도시한다.
도 4는 실시예 2에 따른, 키틴 현탁액으로부터 수득된 건조 키틴의 1000x 배율에서의 주사 전자 현미경(SEM:Scanning Electron Microscopy) 현미경 사진이다.
도 5는 실시예 2에 따른, 키틴 현탁액으로부터 수득된 건조 키틴의 1000x 배율에서의 주사 전자 현미경(SEM) 현미경 사진이다.
도 6은 실시예 1에 따른, 키틴 현탁액으로부터 수득된 건조 키틴의 30,000x 배율에서의 주사 전자 현미경(SEM) 현미경 사진이다.
도 7은 실시예 1에 따른, 키틴 현탁액으로부터 수득된 건조 키틴의 50,000x 배율에서의 주사 전자 현미경(SEM) 현미경 사진이다.
도 8은 실시예 1에 따른, 키틴 현탁액으로부터 수득된 건조 키틴의 30,000x 배율에서의 주사 전자 현미경(SEM) 현미경 사진이다.
도 9는 실시예 1에 따른, 0.75:20의 키틴:물의 비에서의 현탁된 키틴의 동적 계수(dynamic modulus)의 결과를 도시하는 선 그래프(line graph)이다.
도 10은 실시예 2에 따른, 사전-처리된 키틴 현탁액으로부터 수득된 건조 키틴의 10,000x 배율에서의 주사 전자 현미경(SEM) 현미경 사진이다.
도 11은 실시예 2에 따른, 1.5:20의 키틴:물의 비에서의 사전-처리된 키틴 현탁액의 동적 계수의 결과를 도시하는 선 그래프이다.
도 12a 및 12b는 실시예 4에 따른, 비-밀링된 키틴(도 12a) 및 현탁 밀링된 키틴(suspended milled chitin)(도 12b)을 포함하는 투명 플라스틱 튜브의 사진이다.
도 13a 및 13b는 실시예 4에 따른, 비-밀링된 키토산(도 13a) 및 현탁 밀링된 키토산(도 1bb)을 포함하는 투명 플라스틱 튜브의 사진이다.
도 14a 및 14b는 실시예 4에 따른, 비-밀링된 알파-셀룰로스(도 14a) 및 현탁 밀링된 알파-셀룰로스(도 14b)를 포함하는 투명 플라스틱 튜브의 사진이다.
도 15a 및 15b는 실시예 4에 따른, 비-밀링된 셀룰로스 섬유(도 15a) 및 현탁 밀링된 셀룰로스 섬유(도 15b)를 포함하는 투명 플라스틱 튜브의 사진이다.
도 16a 및 16b는 실시예 4에 따른, 비-밀링된 미정질 셀룰로스(도 16a) 및 현탁 밀링된 미정질 셀룰로스(도 16b)를 포함하는 투명 플라스틱 튜브의 사진이다.
도 17a 및 17b는 실시예 4에 따른, 비-밀링된 콜라겐(도 17a) 및 현탁 밀링된 콜라겐(도 17b)을 포함하는 투명 플라스틱 튜브의 사진이다.
도 18a 및 도 18b는 실시예 4에 따른, 비-밀링된 실크(도 18a) 및 부유된 밀링된 실크(도 18b)를 포함하는 투명 플라스틱 튜브의 사진이다.
도 19a 및 19b는 실시예 5에 따른, 키틴 및 키토산의 현탁 밀링된 혼합물을 포함하는 투명 플라스틱 튜브의 사진이다.
도 20은 실시예 6에 따른, 키틴 + 밀랍(beeswax)의 현탁 밀링된 혼합물로 구성된 투명 플라스틱 튜브의 사진이다.
도 21a, 21b 및 21c는 실시예 6에 따른, 키틴 및 식물성 오일의 현탁된 밀링된 혼합물을 포함하는 투명 플라스틱 튜브의 사진이다.
도 22는 실시예 6에 따른, 키틴 및 대두유(soybean oil)의 현탁 밀링된 혼합물을 포함하는 투명 플라스틱 튜브의 사진이다.
도 23은 실시예 7에 따른, 키틴과 2개의 용매(글리세롤 + 물)의 현탁 밀링된 혼합물을 포함하는 투명 플라스틱 튜브의 사진이다.
도 24a는 실시예 8에 따른, 현탁 후에 건조된 실크 분말의 FTIR의 선 그래프이다.
도 24b는 실시예 8에 따른, 현탁 후에 건조된 셀룰로스 분말의 FTIR의 선 그래프이다.
도 24c는 실시예 8에 따른, 현탁 후에 건조된 콜라겐 분말의 FTIR의 선 그래프이다.
도 24d는 실시예 8에 따른, 현탁 후에 건조된 알긴산 분말의 FTIR의 선 그래프이다.
도 24e는 실시예 8에 따른, 현탁 후에 건조된 키틴 분말의 FTIR의 선 그래프이다.
도 24f는 실시예 8에 따른, 현탁 후에 건조된 키토산 분말의 FTIR의 선 그래프이다.
도 25a는 실시예 8에 따른 실크의 SSNMR의 선 그래프이다.
도 25b는 실시예 8에 따른 셀룰로스의 SSNMR의 선 그래프이다.
도 25c는 실시예 8에 따른 콜라겐의 SSNMR의 선 그래프이다.
도 25d는 실시예 8에 따른 알긴산의 SSNMR의 선 그래프이다.
도 25e는 실시예 8에 따른 키틴의 SSNMR의 선 그래프이다.
도 25f는 실시예 8에 따른 키토산의 SSNMR의 선 그래프이다.
도 26a는 실시예 8에 따른, 현탁 후에 건조된 실크 분말의 PXRD의 선 그래프이다.
도 26b는 실시예 8에 따른, 현탁 후에 건조된 셀룰로스 분말의 PXRD의 선 그래프이다.
도 26c는 실시예 8에 따른, 현탁 후에 건조된 콜라겐 분말의 PXRD의 선 그래프이다.
도 26d는 실시예 8에 따른 현탁 후에 건조된 알긴산 분말의 PXRD의 선 그래프이다.
도 26e는 실시예 8에 따른, 현탁 후에 건조된 키틴 분말의 PXRD의 선 그래프이다.
도 26f는 실시예 8에 따른, 현탁 후에 건조된 키토산 분말의 PXRD의 선 그래프이다.
도 27a 내지 도 27f는 실시예 10에 따른, 실크(도 27a), 셀룰로스(도 27b), 콜라겐(도 27c), 알긴산(도 27d), 키틴(도 27e) 및 키토산(도 27f)에 대한 현탁액의 투과율의 선 그래프이다.
도 28a 내지 도 28c는 실시예 11에 따른, 15분(도 28a 및 도 28b), 1시간(도 28c), 및 3시간(도 28d 및 도 28e)에서의 알긴산에 대한 SEM 영상화의 사진이다.
도 29a 내지 도 29d는 실시예 11에 따른, 15분(도 29a), 1시간(도 29b), 및 3시간(도 29c 및 도 29d)에서의 셀룰로스에 대한 SEM 영상화의 사진이다.
도 30a 내지 도 30d는 실시예 11에 따른, 15분(도 30a), 1시간(도 30b), 및 3시간(도 30c 및 도 30d)에서의 키틴에 대한 SEM 영상화의 사진이다.
도 31a 내지 도 31d는 실시예 11에 따른, 15분(도 31a 및 도 31b), 1시간(도 31c), 및 3시간(도 31d)에서의 키토산에 대한 SEM 영상화의 사진이다.
도 32a 내지 도 32g는 실시예 11에 따른, 15분(도 32a 및 도 32b), 1시간(도 32c 및 32d), 및 3시간(도 32e, 도 32f 및 도 32g)에서의 실크에 대한 SEM 영상화의 사진이다.
도 33은 실시예 13에 따른, 중합체 현탁액 및 이의 블렌드의 레올로지 중합체 스위프(rheology polymer sweeps)를 나타내는 선 그래프이다.
도 34는 실시예 14에 따른, 사전-밀링되었거나(pre-milled) 또는 그렇지 않은 키틴의 점도를 나타내는 선 그래프이다.
도 35a는 N-아세틸 글루코사민의 화학 구조를 도시한다.
도 35b는 N-아세틸 글루코사민 1H NMR에 대한 1H NMR 스펙트럼의 ChemDrawTM로부터의 추정치를 도시한다.
도 36a 및 도 36b는 실시예 15에 따른, 2개의 별개의 키틴 현탁액에 대한 1HNMR 스펙트럼을 도시한다.
도 36c는 실시예 15에 따른, 키틴 현탁액 #2(상부)와 비교한 N-아세틸 글루코사민 표준(하부)에 대한 1HNMR 스펙트럼을 도시한다.
도 37a 및 도 36b는 실시예 19에 따른, 비-밀링된(non-milled) 물 중의 인삼 분말(ginseng powder)(도 37a) 및 밀링되고 현탁된 인삼(ginseng)(도 37b)을 나타내는 사진이다.
도 38a는 실시예 23에 따른, 200 RPM으로 밀링된 키틴의 입자 크기 분포를 나타내는 그래프이다.
도 38b는 실시예 23에 따른, 200 RPM으로 180분 동안 밀링된 키틴의 SEM 영상화(imaging)를 나타내는 사진이다.
도 39a는 실시예 23에 따른, 400 RPM으로 밀링된 키틴의 입자 크기 분포를 나타내는 그래프이다.
도 39b는 실시예 23에 따른, 400 RPM으로 180분 동안 밀링된 키틴의 SEM 영상화를 나타내는 사진이다.
도 40은 실시예 23에 따른, 밀링 없는 키틴(chitin no mill)의 입자 크기 분포를 나타내는 그래프이다.
도 41은 실시예 23에 따른, 표준 밀링된 키틴(chitin standard mill)의 입자 크기 분포를 나타내는 그래프이다.
도 42a는 실시예 23에 따른, 200 RPM으로 밀링된 키토산의 입자 크기 분포를 나타내는 그래프이다.
도 42b는 실시예 23에 따른, 200 RPM으로 180분 동안 밀링된 키토산의 SEM 영상화를 나타내는 사진이다.
도 43a는 실시예 23에 따른, 400 RPM으로 밀링된 키토산의 입자 크기 분포를 나타내는 그래프이다.
도 43b는 실시예 23에 따른, 400 RPM으로 180분 동안 밀링된 키토산의 SEM 영상화를 나타내는 사진이다.
도 44는 실시예 23에 따른, 밀링 없는 키토산의 입자 크기 분포를 나타내는 그래프이다.
도 45는 실시예 23에 따른, 표준 밀링된 키토산의 입자 크기 분포를 나타내는 그래프이다.
도 46a는 실시예 23에 따른, 200 RPM으로 밀링된 셀룰로스의 입자 크기 분포를 나타내는 그래프이다.
도 46b는 실시예 23에 따른, 200 RPM으로 180분 동안 밀링된 셀룰로스의 SEM 영상화를 나타내는 사진이다.
도 47a는 실시예 23에 따른, 400 RPM으로 밀링된 셀룰로스의 입자 크기 분포를 나타내는 그래프이다.
도 47b는 실시예 23에 따른, 400 RPM으로 180분 동안 밀링된 셀룰로스의 SEM 이미지를 나타내는 사진이다.
도 48은 실시예 23에 따른, 밀링 없는 셀룰로스(cellulose no mill)의 입자 크기 분포를 나타내는 그래프이다.
도 49는 실시예 23에 따른 표준 밀링된 셀룰로스의 입자 크기 분포를 나타내는 그래프이다.
도 50은 실시예 27에 따른, 에멀젼화제, 보존제 및/또는 오일을 갖는 키틴 현탁액의 점도를 나타내는 선 그래프이다.
도 51은 실시예 27에 따른, 에멀젼화제, 보존제 및/또는 오일을 갖는 셀룰로스 현탁액의 점도를 나타내는 선 그래프이다.
본 발명 및 그의 이점의 추가의 상세는 하기에 포함된 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
하기의 구현예의 기술에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 실시될 수 있는 실시예의 설명이다. 다른 구현예가 개시된 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 이루어질 수 있는 것으로 이해될 것이다. 달리 정의되지 않는 한, 본원에 사용된 모든 기술 및 과학 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.
일반 개요
본 발명은 일반적으로 극성 용매 중의 불용성 및/또는 반용성 생체중합체의 안정한 균질 현탁액의 제조에 관한 것이다. 관련 측면은 이러한 현탁액을 포함하는 생체중합체 조성물, 화장품과 같은 상업적 응용을 위한 이의 용도, 및 상기 현탁액을 얻기 위한 방법에 관한 것이다.
본 발명자들은 극성 용매 중에 불용성 및/또는 반용성 생체중합체를 현탁시키고, 그에 의해서 이들 풍부한 천연 분자에 대한 유용한 상업적 응용을 제공하는 수단을 발견하였다. 본 발명의 본질은 불용성 및/또는 반용성 생체중합체를 극성 용매의 존재 하에 기계적 에너지에 적용하여 불용성 및/또는 반용성 생체중합체의 안정한 균질 현탁액을 생성하는 조건에 의존한다. 구현예에서, 기계적 에너지는 고 전단 조건을 포함하고, 현탁액의 점도는 이들 고 전단 및 투입 물질 조건을 변화시킴으로써 변경될 수 있다.
생체중합체 조성물
본 발명의 한 측면은 안정한 균질 수성 현탁액으로 기계적으로 처리된 생체중합체 분자(예를 들어 불용성 및/또는 반용성)를 포함하는 생체중합체 조성물에 관한 것이다.
관련 측면은 극성 용매 중의 불용성 및/또는 반용성 생체중합체의 안정한 균질 현탁액을 포함하는 생체중합체 조성물에 관한 것이다.
본원에 사용된 용어 "균질 현탁액" 또는 "균질 조성물"은 육안 검사에 의해 결정된 바와 같이 균질한 것으로 보이는 현탁액 또는 조성물을 지칭한다. 그러나, 현탁액 또는 조성물은 상이한 치수 또는 크기의 입자(예를 들어 입자 크기 또는 길이의 범위)를 포함하거나 또는 상이한 형상의 입자(예를 들어 구형 입자, 섬유 등)를 포함하는 경우에도 여전히 "균질"인 것으로 자격을 얻을 것이다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 균질 현탁액 또는 균질 조성물은 또한 "안정하다", 즉 육안 검사 시에, 수시간, 수일 또는 수주 동안 그의 구성성분의 상 분리가 없거나 또는 제한된 상 분리만 있는 것이다. 안정한 균질 현탁액 또는 균질 조성물은 일부 용매 분리(예를 들어 생체중합체, 용매 함량, 밀링 후 경과 시간 등에 따라)를 나타낼 수 있지만, 전형적으로 이들은 현탁액으로부터 고체의 침전을 나타내지 않는다.
본원에서 사용되는 용어 "생체중합체"는 살아있는 유기체의 세포에 의해 생산된 천연 중합체를 지칭한다. 생체중합체는 공유 결합되어 보다 큰 분자를 형성하는 단량체 단위로 구성된다. 본 발명은 하기 정의된 바와 같이 물에 불용성 또는 반용성인 폴리펩티드, 폴리사카라이드 및 폴리뉴클레오티드 생체중합체를 포괄한다. 생체중합체의 다른 예는 천연 고무(이소프렌의 중합체), 슈베린 및 리그닌(복합 폴리페놀 중합체), 큐틴(cutin) 및 큐탄(cutan)(장쇄 지방산의 복합 중합체) 및 멜라닌을 포함한다. 구현예에서, 출발 물질로서 사용되고 현탁액에서 수득된 생체중합체는 실질적으로 순수하며, 즉, 이들은 정제된 천연 중합체만으로 이루어진다. 바람직하게는, 생체중합체는 화학적 잔기(chemical residues)가 실질적으로 없으며, 임의의 이러한 화학적 잔기는 부재하거나 검출불가능하거나 미량으로 존재한다(하기 "화학적 잔기가 실질적으로 없다"의 정의 참조).
본원에서 사용되는 용어 "불용성 생체중합체"는 극성 용매(특히 물) 중에서 "불용성"인 생체중합체를 지칭하며, 이 용어는 "수불용성(non-water-soluble)", 또는 "물에 용해되지 않는", 또는 "수불용성(water-insoluble)" 또는 "불용성(indissoluble)"과 같은 동등한 용어를 포괄한다. 불용성은 전형적으로 분리에 의해, 즉 수성 혼합물 중 2개의 별개의 상에 의해 관찰될 수 있으며, 예를 들어 생체중합체는 수성 혼합물의 바닥에 증착/침강하거나 또는 수성 혼합물의 상부에 부유한다. 본 발명에 따르면, 불용성 생체중합체의 예는 키틴, 키토산, 셀룰로스, 헤미셀룰로스, 리그닌, 아밀로스, 액틴, 피브린, 콜라겐, 실크, 피브로인, 케라틴, 양모, 알긴산 및 이들의 혼합물을 포함하지만, 이로써 제한되지는 않는다.
본원에서 사용되는 용어 "반용성 생체중합체"는 극성 용매, 예를 들어 물에 가용화될 수 있지만, 특정 조건(예를 들어 분자량, 열, 화학물질, 예를 들어 산, 알코올, 계면활성제 등의 첨가) 하에 가용화될 수 있는 생체중합체를 지칭한다. 본 발명에 따르면, 반용성 생체중합체의 예는 젤라틴, 펙틴, 전분, 아밀로펙틴(amylopectin), 아가로스(agarose), 히알루론산(hyaluronic acid), RNA, DNA, 잔탄 검(xanthan gum), 라텍스, 폴리만난(polymannans), 슈베린, 큐틴, 큐탄 및 이들의 혼합물을 포함하지만, 이로써 제한되지는 않는다.
본원에서 사용되는 용어 "불용성 생체중합체" 및 용어 "반용성 생체중합체"는 용어 "가용성 생체중합체"와 대조되는 것을 의미하며, 후자는 극성 용매, 예를 들어 물에 가용화될 수 있는 생체중합체를 지칭한다. 생체중합체는 필수적으로 생체중합체 및 용매로 구성된 혼합물에서 생체중합체와 용매 사이에 관찰된 상 분리가 존재하지 않을 때 가용성인 것으로 간주된다. 본 발명은 불용성 및/또는 반용성 생체중합체의 용도에 관한 것이며, 가용성 생체중합체로부터 제조된 생체중합체 현탁액을 포괄하는 것을 의미하지는 않는다. 본 발명의 범주로부터 배제되는 공지된 가용성 생체중합체(또는 생체중합체의 공급원)의 예는 하기 정의된 바와 같은 상 분리 시험에 실패한 것들을 포함한다.
당업자는 특정 화합물에 대해, 분자량이 특정 용매에서의 용해도에 영향을 미칠 수 있다는 사실을 이해하며, 예를 들어 더 높은 분자량의 생체중합체는 전형적으로 더 작은 분자량의 생체중합체보다 덜 가용성이다. 따라서, 본 발명에 따르면, 동일한 생체중합체는 상이한 카테고리(즉, "불용성", "반용성" 및 "가용성")로 채워질 수 있으며, 그의 분자량은 전형적으로 용매(즉, 불용성, 반용성 또는 가용성)에서 그의 거동을 결정한다.
본 발명에 따르면, 본 발명에 따른 생체중합체 현탁액을 수득하기에 가장 적합한 생체중합체를 미리 식별하기 위한 "상 분리 시험"을 실시하는 것이 바람직하며, 여기서 상 분리되는 중합체는 본 발명에 따른 생체중합체 현탁액을 얻기 위한 우수한 후보가 될 수 있다. 일 구현예에서, 상 분리 시험은 분말 형태의 생체중합체를 표준 온도 및 압력(STP)에서 원하는 용매와 조합하는 것을 포함할 수 있으며, 여기서 중합체는 용매 중에 완전히 용해되거나(가용성) 또는 부분적으로 용해되거나 팽윤되거나(반용성) 또는 용해되지 않고 완전히 상 분리된다(불용성).
본 발명에 따른 생체중합체 현탁액을 얻기 위한 우수한 후보로는 상 분리 시험을 통과할 생체중합체, 즉 용매와 혼합될 때 상 분리되는 화합물이 될 수 있다. 예를 들어 전형적으로 펙틴 및 젤라틴은 상 분리 시험에 실패하는 반면, 리그닌은 때때로 그의 공급원에 따라 통과하는 것으로 밝혀졌다. 시험에 실패하는 생체중합체, 즉 이미 용해되어 분리되지 않는 생체중합체의 예로는 히알루론산 나트륨, 알긴산 나트륨, 가수분해된 콜라겐, 카라기난, 구아 검 및 잔탄 검을 포함하지만, 이로써 제한되지는 않는다. 여하한 이론에 구속되기를 원하지 않으면서, 상기 나타낸 바와 같이, 용해도는 생체중합체의 분자량에 따라 달라질 것이다. 당업자는 본 발명의 정의, 본 발명의 상세한 설명 및/또는 하기의 예시 섹션에 제공된 다수의 예를 고려하여 최근 발명에 따라 유용한 불용성 및 반용성 생체중합체를 확인할 수 있을 것이다.
위에서 언급된 바와 같이, 본 발명은 키틴 + 키토산, 키틴 + 셀룰로스, 키틴 + 콜라겐, 키틴 + 실크, 키토산 + 실크, 키토산 + 셀룰로스, 키토산 + 콜라겐, 셀룰로스 + 콜라겐, 셀룰로스 + 실크, 콜라겐 + 실크 등을 포함하지만, 이로써 제한되지는 않는 2, 3, 4, 5개, 또는 그 이상의 불용성 생체중합체의 혼합물을 포괄한다. 본 발명은 또한 아가로스 + DNA, 잔탄 검 + 전분, 라텍스 + 알기네이트, 잔탄 검 + DNA, 구아 검 + 큐탄 등을 포함하되, 이로써 제한되지 않는 2, 3, 4, 5개, 또는 그 이상의 반용성 생체중합체의 혼합물을 포괄한다. 또한 키틴 + 아가로스, 키토산 + 아가로스, 키틴 + 젤라틴, 키틴 + 잔탄 검, 키토산 + 잔탄 검, 키틴 + 히알루론산 나트륨, 키토산 + 히알루론산 나트륨, 셀룰로스 + 히알루론산 나트륨, 키틴 + 아가로스, 키토산 + 아가로스, 셀룰로스 + 아가로스를 포함하되, 이로써 제한되지 않는 2, 3, 4, 5개, 또는 그 이상의 불용성 및 반용성 생체중합체를 함께 혼합하는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명에 따르면, 적합한 용매는 더 큰 수소 결합 능력이 현탁액 안정성을 증가시킬 수 있으므로 용매와 생체중합체 사이에 수소 결합을 형성할 수 있는 용매를 포함한다. 적합한 용매는 극성 양성자성 용매, 극성 비양성자성 용매 및 이들의 혼합물을 포함한다.
구현예에서 용매는 생체중합체 분자를 안정한 균질 현탁액으로 현탁시키는 것을 허용하는 극성 용매이다. 구현예에서 용매는 생체중합체 분자를 안정한 콜로이드성 균질 현탁액으로 현탁시키는 것을 허용하는 극성 용매이다. 극성 용매는 극성 양성자성 용매 또는 극성 비양성자성 용매일 수 있다. 극성 용매는 수성 용매일 수 있다. 본 발명은 동일하거나 상이한 카테고리에서 하나 초과의 용매의 사용을 포괄한다.
사용될 수 있는 극성 양성자성 용매의 바람직한 예는 물, 에탄올, 프로판올, 메탄올, 글리세롤, 이소프로판올, 아세트산, 니트로메탄, n-부탄올, 포름산, 이소프로판올, 1-프로판올, 에탄올, 메탄올, 아세트산, 물, 글리세롤, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 펜탄올, 사이클로헥산올, 헥산올, 헵탄올, 옥탄올, 2-아미노 에탄올, 벤질 알코올, 아닐린, 디에틸아민 및 이들의 혼합물을 포함하지만, 이로써 제한되지는 않는다. 구현예에서 극성 양성자성 용매는 물(예를 들어, 증류수)이다.
사용될 수 있는 극성 비양성자성 용매의 바람직한 예는 아세톤, 에틸 아세테이트, 아세토니트릴, 디메틸 포름아미드, 디메틸 설폭사이드, 헥사메틸포스포르아미드, 디클로로메탄, 디메틸프로필렌우레아, 헥사메틸포스포르트리아미드, 테트라하이드로푸란, 디메틸설폭사이드, 아세틸 아세톤, 에틸 아세토아세테이트, 벤조니트릴, 피리딘, 디글라임(diglyme), 에틸 벤조에이트, 메톡시벤젠, 테트라하이드로푸란, 펜타논, 메틸 아세테이트, 에테르 및 이들의 혼합물을 포함하지만, 이로써 제한되지는 않는다.
사용될 수 있는 수성 용매의 바람직한 예는 물, 에탄올, 프로판올, 메탄올 및 글리세롤 등 및 이들의 혼합물을 포함하지만, 이로써 제한되지는 않는다. 구현예에서 용매는 물(예를 들어 증류수)이다. 또한, 잠재적으로 유용한 극성 양성자성 용매 및 이극성(dipolar) 비양성자성 용매의 다수의 예가 하기에서 제공된다.
당업자는 특정 용도에 가장 적합한 용매(들)를 확인할 수 있을 것이다. 예를 들어 일부 용매는 다른 것에 대해 덜 바람직할 수 있는데, 이는 이들이 인간용 제품에 안전하지 않을 수 있기 때문이다. 마찬가지로, 에탄올 및 프로판올은 예를 들어 손 소독제에 유용할 수 있지만 얼굴 크림에는 유용하지 않고, 용매, 예를 들어 에틸아세테이트, 아세토니트릴, 디메틸 포름아미드, 디메틸 설폭사이드는 산업적 적용에 유용할 수 있지만 반드시 인간용 제품 또는 화장용 제품에 유용하지 않을 수 있다.
본 발명에 따른 생체중합체 현탁액에 존재하는 나노-크기 불용성 및/또는 반용성 입자는 섬유와 같은 형상 및/또는 응집된 구형체 또는 응집된 바디와 같은 형상일 수 있다. 구현예에서, 생체중합체 현탁액은 도 4 내지 8, 10, 28a-28e, 29a-29d, 30a-30d, 31a-31d, 32a-32g, 38b, 39b, 42b, 43b, 46b 및 47b 중 임의의 것에 예시된 입자와 유사한 형상을 갖는 입자를 포함한다.
어떠한 이론에 얽매이지 않고, 더 큰 전단력(예를 들어 더 큰 밀링 파워, 더 긴 밀링 지속 시간 등)이 원래의 생체중합체 분자(일반적으로 섬유 형태로 발견됨)를 더 작은 생체중합체 분자(예를 들어 구형체)로 만들며, 섬유는 전형적으로 구형체보다 더 크다는 가설이 있다. 예를 들어 섬유가 더 얇아지고 더 짧아지도록 섬유가 서로 분리되는 제 1 제세동 단계(first defibrillation step)가 있을 수 있다. 또한, 상기 공정에서 섬유는 훨씬 더 짧아지고, 특히 건조시 구형으로 응집될 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 따라 원래의 생체중합체 분자에 적용되는 전단력(예를 들어 볼의 밀링 속도, 밀링 파워, 수 및/또는 크기)을 제어함으로써 원하는 형상 또는 원하는 크기의 입자를 포함하는 생체중합체 현탁액을 얻는 것이 가능하다. 최종 현탁액 중의 입자의 형상 및 크기에 영향을 미칠 수 있는 추가의 인자 또는 조건은 출발 물질(들)의 공급원 또는 정체성, 초기 입자 크기, 물질의 양, 용매(들), 첨가제(들), 밀링 기계의 경우의 볼의 수 및/또는 크기 등을 포함하지만, 이로써 제한되지는 않는다. 따라서, 구현예에서, 본 발명은 생체중합체 현탁액 중의 입자의 형상 및/또는 크기를 변화시키기 위해 이들 파라미터 및/또는 전단 조건(예를 들어 밀링 조건) 중의 하나 이상을 변형 또는 제어하는 것을 포함한다. 또한, 입자가 현탁액에서 어떻게 보이는지에 대한 정보를 얻기 위해 의사 습윤 (동결) 상태에서 조성물 또는 현탁액을 영상화하기 위한 극저온-SEM을 수행하고, 이들 영상을 건조된 형태의 영상과 비교하여 추가로 가시화하고 이에 따라 목적하는 특성(예를 들어 크기, 직경, 길이 등)을 갖는 입자(예를 들어 섬유, 구형체)의 제조를 최적화하는 것이 바람직하다.
구현예에서, 균질 현탁액은 콜로이드성 균질 현탁액이다. 구현예에서, 콜로이드성 균질 현탁액은 약 1 nm 내지 약 1 ㎛ 범위의 콜로이드를 포함한다.
구현예에서, 안정한 균질 현탁액은 생체중합체 섬유를 포함한다. 구현예에서, 안정한 균질 현탁액은 약 7 nm 내지 약 5 ㎛, 또는 약 10 nm 내지 약 5 ㎛, 또는 약 20 nm 내지 약 5 ㎛, 또는 약 25 nm 내지 약 5 ㎛, 또는 약 30 nm 내지 약 5 ㎛, 또는 약 35 nm 내지 약 5 ㎛, 또는 약 35 nm 내지 약 3 ㎛의 폭을 갖는 생체중합체 섬유를 포함한다.
구현예에서, 안정한 균질 현탁액은 적어도 10 nm, 또는 적어도 20 nm, 또는 적어도 30 nm, 또는 적어도 40 nm, 또는 적어도 50 nm, 또는 적어도 75 nm, 또는 적어도 100 nm, 또는 적어도 250 nm, 또는 적어도 500 nm, 또는 적어도 750 nm, 또는 적어도 1 ㎛, 또는 적어도 2 ㎛, 또는 적어도 3 ㎛, 또는 적어도 4 ㎛, 또는 적어도 5 ㎛, 또는 적어도 10 ㎛ 또는 그 이상의 폭을 갖는 생체중합체 섬유를 포함한다.
구현예에서, 안정한 균질 현탁액은 약 50 nm 내지 약 10 ㎛, 또는 약 100 nm 내지 약 10 ㎛, 또는 약 500 nm 내지 약 10 ㎛, 또는 약 750 nm 내지 약 10 ㎛, 또는 약 800 nm 내지 약 10 ㎛, 또는 약 900 nm 내지 약 5 ㎛, 또는 약 1 ㎛ 내지 약 10 ㎛, 또는 약 1 ㎛ 내지 약 5 ㎛, 또는 약 1 ㎛ 내지 약 3 ㎛의 길이를 갖는 생체중합체 섬유를 포함한다.
구현예에서 안정한 균질 현탁액은 적어도 50 nm, 또는 적어도 100 nm, 또는 적어도 250 nm 또는 적어도 500 nm, 또는 적어도 750 nm, 또는 적어도 800 nm, 또는 적어도 약 900 nm, 또는 적어도 1 ㎛, 또는 적어도 2 ㎛, 또는 적어도 3 ㎛, 또는 적어도 4 ㎛, 또는 적어도 5 ㎛, 또는 적어도 6 ㎛, 또는 적어도 7 ㎛, 또는 적어도 8 ㎛, 또는 적어도 9 ㎛, 또는 적어도 10 ㎛, 또는 그 이상의 길이를 갖는 생체중합체 섬유를 포함한다.
구현예에서 안정한 균질 현탁액은 하기를 모두 갖는 생체중합체 섬유를 포함한다: (i) 20 nm 초과(예를 들어 적어도 25 nm, 또는 적어도 40 nm, 또는 적어도 50 nm)의 폭 및 50 nm 초과(예를 들어 적어도 100 nm, 또는 적어도 500 nm, 또는 적어도 1 ㎛, 또는 적어도 2 ㎛)의 길이; 또는 (ii) 32 nm 초과(예를 들어 적어도 35 nm, 또는 적어도 40 nm, 또는 적어도 50 nm)의 폭 및 50 nm 초과(예를 들어 적어도 100 nm, 또는 적어도 500 nm, 또는 적어도 1 ㎛, 또는 적어도 2 ㎛)의 길이; 또는 (iii) 20 nm 초과(예를 들어 적어도 25 nm, 또는 적어도 40 nm, 또는 적어도 50 nm)의 폭 및 500 nm 초과(예를 들어 적어도 600 nm, 또는 적어도 750 nm, 또는 적어도 1 ㎛, 또는 적어도 2 ㎛)의 길이; 또는 (iv) 30 nm 초과(예를 들어 적어도 35 nm, 또는 적어도 40 nm, 또는 적어도 50 nm)의 폭 및 800 nm 초과(예를 들어 적어도 900 nm, 또는 적어도 1 ㎛, 또는 적어도 2 ㎛)의 길이; 또는 (v) 8 nm 초과(예를 들어 적어도 10 nm, 적어도 25 nm, 또는 적어도 35 nm, 또는 적어도 40 nm, 또는 적어도 50 nm)의 폭 및 340 nm 초과(예를 들어 적어도 350 nm, 또는 적어도 500 nm, 적어도 750 nm, 또는 적어도 900 nm, 또는 적어도 1 ㎛, 또는 적어도 2 ㎛)의 길이; 또는 (vi) 11 nm 초과(예를 들어 적어도 15 nm, 적어도 25 nm, 또는 적어도 35 nm, 또는 적어도 40 nm, 또는 적어도 50 nm)의 폭 및 166 nm 초과(예를 들어 적어도 200 nm, 또는 적어도 350 nm, 또는 적어도 500 nm, 적어도 750 nm, 또는 적어도 900 nm, 또는 적어도 1 ㎛, 또는 적어도 2 ㎛)의 길이; 또는 (viii) 32 nm 초과(예를 들어 적어도 35 nm, 또는 적어도 40 nm, 또는 적어도 50 nm)의 폭 및 800 nm 초과(예를 들어 적어도 900 nm, 또는 적어도 1 ㎛, 또는 적어도 2 ㎛, 또는 적어도 3 ㎛, 또는 적어도 4 ㎛, 또는 적어도 5 ㎛)의 길이.
구현예에서, 안정한 균질 현탁액은 생체중합체 섬유를 포함하며, 여기서 현탁액 중 섬유의 평균 폭 및 평균 길이는 상기 정의된 바와 같고, 예를 들어 20 nm 초과(예를 들어 적어도 25 nm, 또는 적어도 40 nm, 또는 적어도 50 nm)의 평균 폭 및 50 nm 초과(예를 들어 적어도 60 nm, 적어도 75 nm, 또는 적어도 100 nm, 또는 적어도 500 nm, 적어도 750 nm, 또는 적어도 1 ㎛, 또는 적어도 2 ㎛, 또는 적어도 3 ㎛, 또는 적어도 4 ㎛, 또는 적어도 5 ㎛)의 평균 길이이다.
구현예에서, 안정한 균질 현탁액은 결정질 영역 및 무정형 영역 모두를 갖는 생체중합체 섬유를 포함한다. 구현예에서, 안정한 균질 현탁액은 구형 형상(globular shape)을 갖는 생체중합체 섬유를 포함한다. 구현예에서, 안정한 균질 현탁액은, 주로, 또는 오직, 현탁된 생체중합체 나노피브릴(biopolymer nanofibrils)로 구성된다.
당업자는 입자 크기 측정이 측정 방법 및 입자의 상태에 따라 달라질 수 있음을 인식한다(예를 들어, 습윤 상태의 입자는 건조 상태의 동일한 입자보다 더 큼). 전형적으로, 입자는 동적 광 산란(dynamic light scattering; DLS) 에 의해 측정될 때 습윤 또는 현탁 단계에 있을 것이고, 주사 전자 현미경(SEM)에 의해 측정될 때 건조 단계에 있을 것이다.
구현예에서, 본 발명에 따른 생체중합체 현탁액 또는 조성물은 구형 입자 및 응집체를 포함하며, 동적 광 산란(DLS)에 의해 측정될 때 입자 크기의 범위는 하기 표 3에 정의된 바와 같다.
구현예에서, 생체중합체 현탁액 또는 조성물은 주사 전자 현미경(SEM)에 의해 측정될 때 약 40 nm 내지 약 80 nm, 또는 약 45 nm 내지 약 75 nm의 평균 크기를 갖는 알긴산의 응집된 구형체를 포함한다. 구현예에서, 안정한 균질 현탁액은 주사 전자 현미경(SEM)에 의해 측정될 때 약 30 nm 내지 약 70 nm 또는 약 35 nm 내지 약 65 nm의 중간 크기(median size), 약 40 nm 내지 약 80 nm, 또는 약 45 nm 내지 약 75 nm의 평균 크기를 갖는 알긴산의 응집된 구형체를 포함한다.
구현예에서, 생체중합체 현탁액 또는 조성물은 주사 전자 현미경(SEM)에 의해 측정될 때 약 50 nm 내지 약 80 nm, 또는 약 55 nm 내지 약 75 nm의 평균 크기, 약 40 nm 내지 약 80 nm, 또는 약 45 nm 내지 약 75 nm의 평균 크기를 갖는 셀룰로스의 응집된 구형체를 포함한다. 구현예에서, 안정한 균질 현탁액은 주사 전자 현미경(SEM)에 의해 측정될 때 약 35 nm 내지 약 75 nm 또는 약 40 nm 내지 약 65 nm의 중간 크기, 약 40 nm 내지 약 80 nm, 또는 약 45 nm 내지 약 75 nm 의 평균 크기를 갖는 셀룰로스의 응집된 구형체를 포함한다.
구현예에서, 생체중합체 현탁액 또는 조성물은 약 45 nm 내지 약 85 nm, 또는 약 50 nm 내지 약 80 nm의 평균 크기를 갖는 키틴의 응집된 구형체를 포함한다. 구현예에서, 안정한 균질 현탁액은 주사 전자 현미경(SEM)에 의해 측정될 때 약 45 nm 내지 약 80 nm 또는 약 50 nm 내지 약 75 nm의 중간 크기를 갖는 셀룰로스의 응집된 구형체를 포함한다.
구현예에서, 생체중합체 현탁액 또는 조성물은 주사 전자 현미경(SEM)에 의해 측정되는 약 75 nm 내지 약 120 nm, 또는 약 80 nm 내지 약 115 nm, 또는 약 85 nm 내지 약 110 nm의 평균 크기를 갖는 키토산의 응집된 구형체(agglomerated spheres)를 포함한다. 구현예에서, 안정한 균질 현탁액은 주사 전자 현미경(SEM)에 의해 측정되는 약 70 nm 내지 약 100 nm 또는 약 75 nm 내지 약 95 nm의 중간 크기를 갖는 키토산의 응집된 구형체를 포함한다.
구현예에서, 생체중합체 현탁액 또는 조성물은 주사 전자 현미경(SEM)에 의해 측정되는 약 40 nm 내지 약 165 nm, 또는 약 45 nm 내지 약 160 nm의 평균 크기를 갖는 실크의 응집된 구형체를 포함한다. 구현예에서, 안정한 균질 현탁액은 주사 전자 현미경(SEM)에 의해 측정되는 약 40 nm 내지 약 150 nm 또는 약 45 nm 내지 약 140 nm의 중간 크기를 갖는 실크의 응집된 구형체를 포함한다.
구현예에서, 본 발명에 따른 생체중합체 현탁액 또는 조성물은 알긴산, 셀룰로스, 키틴, 키토산 및 실크 중의 하나 이상의 입자를 포함하며, 여기서 SEM에 의해 측정되는 입자 크기의 범위는 하기 표 4(예를 들어 실시예 11) 또는 하기 표 30 내지 표 44 중의 어느 하나(예를 들어 실시예 23)에 정의된 바와 같거나, 또는 도 38a, 39a, 40, 41, 42a, 43a, 44, 45, 46a, 47a, 48 및 49 중의 어느 하나(예를 들어 실시예 23)에 도시된 바와 같다.
구현예에서, 생체중합체 현탁액 또는 조성물은 도 28a 내지 32g 중의 어느 하나(예를 들어 실시예 11) 또는 도 38b, 39b, 42b, 43b, 46b 및 47b 중의 어느 하나(예를 들어 실시예 23)에 도시된 SEM 이미지에 도시된 것과 같은 시각적 특성을 특징으로 한다.
구현예에서, 생체중합체 현탁액 또는 조성물은 도 24a 내지 24f 중의 어느 하나(예를 들어 실시예 8)에 도시된 바와 같은 퓨리에 변환 적외선 분광법(Fourier Transform Infrared Spectroscopy; FTIR) 스펙트럼을 특징으로 한다.
구현예에서, 생체중합체 현탁액 또는 조성물은 도 25a 내지 25f 중의 어느 하나(예를 들어 실시예 8)에 도시된 바와 같은 고체 상태 핵 자기 공명 특성화(Solid-State Nuclear Magnetic Resonance characterization; SSNMR)를 특징으로 한다.
구현예에서, 생체중합체 현탁액 또는 조성물은 도 26a 내지 26f 중의 어느 하나(예를 들어 실시예 8)에 도시된 바와 같은 파워 X-선 회절(Power X-Ray Diffraction; PXRD) 패턴(들)을 특징으로 한다.
구현예에서, 생체중합체 현탁액 또는 조성물은 표 3(예를 들어 실시예 9)에 보고된 것과 같은 동적 광 산란(Dynamic Light Scattering; DLS) 측정을 특징으로 한다.
구현예에서, 생체중합체 현탁액 또는 조성물은 도 27a 내지 27f 중의 어느 하나(예를 들어 실시예 10)에 도시된 바와 같은 투과율 스펙트럼을 특징으로 한다.
구현예에서, 생체중합체 현탁액 또는 조성물은 표 5(예를 들어 실시예 12)에 보고된 바와 같은 또는 도 33(예를 들어 실시예 13)에 도시된 바와 같은 스위프 현탁 시험(sweep suspension test)을 특징으로 한다.
구현예에서, 생체중합체 현탁액 또는 조성물은 도 34(예를 들어 실시예 14)에 도시된 바와 같은 유동학적 거동(rheological behaviour)을 특징으로 한다.
유리하게는, 본 발명의 안정한 균질 현탁액은 매우 안정하며, 즉 생체중합체(예를 들어 섬유, 구형체)는 바닥에 침강하지 않는다. 구현예에서, 불용성 및/또는 반용성 생체중합체(들)는 적어도 1주, 또는 적어도 1개월, 또는 적어도 6개월, 또는 적어도 12개월, 또는 적어도 18개월, 또는 적어도 2년, 또는 적어도 3년 또는 그 이상 동안 현탁액 중에 남아있다.
도 1에 예시되고 이후 본원에서 설명되는 바와 같이, 본 발명에 따른 조성물 및 현탁액의 점도를 변화시키는 것이 가능하다. 실제로, 점도는 생체중합체 조성물이 일반적으로 페이스트, 연고, 크림, 로션, 겔 또는 밀크로 지칭되는 점도를 갖도록 변화될 수 있다. 구현예에서, 안정한 균질 현탁액은 약 25 mPa 내지 약 85,000 mPa의 점도를 포함한다.
구현예에서, 생체중합체 조성물 또는 현탁액은 실질적으로 순수하고, 본질적으로 생체중합체(들) 및 극성 용매(들)(예를 들어 물)로 구성된다. 따라서, 이러한 조성물 또는 현탁액은 유리하게는 생체중합체를 포함하는 현탁액을 생성하기 위해 종래 기술에서 요구될 수 있는 임의의 화학적 잔기 및 다른 화학물질이 실질적으로 부재한다. 본원에서 사용되는, "화학적 잔기가 실질적으로 부재하는"은 화학적 화합물, 예를 들어 산, 염기, 반응성 화학물질, 유기 염 및/또는 무기 염, 계면활성제, 분산제(예를 들어 트윈 80TM), 실란화 시약, 아크릴아미드 등이 완전히 부재하거나 단지 최종 조성물 또는 최종 현탁액에 검출불가능하거나 미량으로 존재함을 의미한다. 구현예에서, 생체중합체(들)는 생체중합체 조성물 또는 현탁액 중 유기 화합물의 적어도 98 중량%, 또는 적어도 99 중량% 또는 적어도 99.9 중량% 또는 적어도 99.99 중량%를 구성하고, 즉, 생체중합체 조성물 또는 현탁액은 생체중합체(들) 또는 분해 생성물(들) 이외의 유기 성분을 2 중량% 미만 또는 1 중량% 미만, 0.1 중량% 미만, 0.01 중량% 미만, 또는 0.001 중량% 미만으로 함유한다.
생체중합체 조성물 또는 현탁액은 또한 하나 이상의 첨가제를 포함할 수 있다. 첨가제의 비제한적인 목록은 보존제, 안정화제 및 에멀젼화제(예를 들어 세틸 알코올, 글리세릴 스테아레이트, 대두 버터, PC90, 타라 검, PSC3, PEG, 구아, 잔탄 검, 아가로스, 히알루론산 나트륨(Sodium Hyaluronate), 트윈 80TM, 글리세롤(습윤제)), 증점제, 염료, 분말(예를 들어 운모, 안료, 백악), 잉크, 착색제, 향료, 정유, 추출물(예를 들어 식물 추출물(들), 예를 들어 알로에 베라(aloe vera)), 비타민(예를 들어 아스코르브산), 산(예를 들어 아세트산, 시트르산, 스테아르산), 오일(코코아 버터, 에뮤 오일, 올리브 오일, 전단 버터, 실리콘 오일, 미네랄 오일), 금속 산화물(예를 들어 산화아연), 염(예를 들어 해염, 락트산나트륨), 꿀, 점토(clay), 프로페닐 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 건조 성분(예를 들어 장미 꽃 분말, 오렌지 껍질 분말, 카모마일 꽃, 꽃양배추 등), 알란토인, 아세틸글루코사민(GlcNAc), 왁스(예를 들어 밀랍), 펩티드 및 단백질, 약학 화합물(예를 들어 N-아세틸 글루코사민, 리도카인, 캡사이신, 바클로펜, 케타민, 메틸설포닐메탄, 오르페나드린, 테트라카인, 아미트립틸린, 부피바카인, 사이클로벤자프린, 독세핀, 가바펜틴, 구아이페네신, 아세트아미노펜, 이부프로펜, 나프록센, 디클로페낙, 멜록시캄, 피록시캄, 케토프로펜, 임의의 NSAID), 당(예를 들어 글루코스, 프룩토스, 갈락토스 등), 셀룰로스, 전분, 키틴, 키토산, 알긴산, 콜라겐, 실크 등 중 임의의 것의 단량체를 포함하지만, 이로써 제한되지는 않는다. 첨가제(들)는 고-전단 조건 및/또는 고 기계적 에너지의 단계 이전, 동안 및/또는 이후에 첨가될 수 있다.
구현예에서, 첨가제 또는 안정화제는 하기 안정화제로부터 선택된다:: 아가(Agar), 알긴산나트륨, 카라기난(carrageenans), 구아(guar), 곤약(konjac), 트라가칸트(tragacanth), 로커스트 빈 검(locust bean gum), 사일륨(psyllium), 타라 검(tara gum), 페누그리크 검(fenugreek gum), 잔탄 검, 아비에트산(abietic acid), 아세틸 만노실에리트리톨 지질(acetyl mannosylerythritol lipid), 아크릴아미드/나트륨 아크릴로일디메틸타우레이트 공중합체, 아크릴레이트/아미노아크릴레이트/C10-30 알킬 peg-20 이타코네이트 공중합체(acrylates/aminoacrylates/C10-30 alkyl peg-20 itaconate copolymer), 아크릴레이트/C10-30 알킬 아크릴레이트 가교중합체(crosspolymer), 아크릴레이트/C5-8 알킬 아크릴레이트 공중합체, 아크릴레이트/스테아릴 메타크릴레이트 공중합체, 아크릴레이트/비닐 이소데카노에이트 가교중합체, 아크릴레이트/비닐 네오데카노에이트 가교중합체, 아크릴산/스테아릴 아크릴레이트 공중합체, 아크릴산/스테아릴 메타크릴레이트/디메티콘 메타크릴레이트 공중합체, 비스-아크릴로일 폴록사머, 알칼리게네스 폴리사카라이드, 알코올 C9-11, 알릴 메타크릴레이트 가교중합체, 스위트 아몬드 오일 폴리글리세릴-4 에스테르, 알루미늄 베헤네이트, 알루미늄 카프릴레이트, 알루미늄 디세틸 포스페이트, 알루미늄 디리놀레에이트, 알루미늄 디미리스테이트, 알루미늄 디스테아레이트, 알루미늄 이소스테아레이트, 알루미늄 이소스테아레이트/라우레이트/팔미테이트, 알루미늄 이소스테아레이트/라우레이트/스테아레이트, 알루미늄 이소스테아레이트/미리스테이트, 알루미늄 이소스테아레이트/팔미테이트, 알루미늄 이소스테아레이트/스테아레이트, 알루미늄 라놀레이트, 알루미늄 모노스테아레이트, 알루미늄 미리스테이트, 알루미늄 미리스테이트/팔미테이트, 알루미늄/수산화마그네슘 스테아레이트, 암모늄 아크릴로일디메틸타우레이트/스테아레스트-25 메타크릴레이트 가교중합체, 암모늄 아크릴로일디메틸타우레이트/스테아레스트-8 메타크릴레이트 공중합체, 암모늄 아크릴로일디메틸타우레이트/비닐 포름아미드 공중합체, 암모늄 알기네이트, 암모늄 포스파티딜 라페시데이트(ammonium phosphatidyl rapeseedate), 암모늄 폴리아크릴로일디메틸 타우레이트, 암모늄 셸락카테케이트, 아모디메티콘 글리세로카르바메이트, AMP-C8-18 퍼플루오로알킬에틸 포스페이트, 아파노테세 사크럼 폴리사카라이드(aphanothece sacrum polysaccharide), 아라키딜 알코올(arachidyl alcohol), 아스트라갈루스 검미퍼 검(astragalus gummifer gum), 아스트라갈루스 검미퍼 뿌리 추출물(astragalus gummifer root extract), 아보카다미드(avocadamide) DEA, 바바스산(babassu acid), 가교된 바실루스/글루코스/나트륨 글루타메이트 발효물, 덱스트로, 라에보-바틸 알코올(laevo-batyl alcohol), 가수분해된 밀랍, 합성 밀랍, 베헤닐 알코올, 벤토나이트, 벤잘코늄 몬트모릴로나이트, 벤잘코늄 세피오라이트, 역청 에멀젼 안정화제(bittern emulsion stabilising), 브라시카 알코올 연화제(brassica alcohol emollients), 브라실 이소류시네이트 에실레이트(brassicyl isoleucinate esylate), 부탄디올/비닐 알코올 공중합체, 부톡시하이드록시프로필 세틸 하이드록시에틸셀룰로스, 버터 데실 에스테르, 부틸 아크릴레이트/이소프로필아크릴아미드/peg-18 디메타크릴레이트 가교중합체, 부틸 바바수에이트 (butyl babasuate), 부틸렌 글리콜 코코에이트 (butylene glycol cocoate), 부틸렌 글리콜 이소스테아레이트, C1-5 알킬 갈락토만난(C1-5 alkyl galactomannan), C12-13 알코올, C12-14 sec-파레쓰-3(C12-14 sec-pareth-3), C12-14 sec-파레쓰-5, C12-14 sec-파레쓰-7, C12-14 sec-파레쓰-8, C12-14 sec-파레쓰-9, C12-14 sec-파레쓰-12, C12-14 sec-파레쓰-15, C12-14 sec-파레쓰-20, C12-14 sec-파레쓰-30, C12-14 sec-파레쓰-40, C12-14 sec-파레쓰-50, C12-15 알코올, C12-16 알킬 peg-2 하이드록시프로필 하이드록시에틸 에틸셀룰로스, C12-18 알킬 글루코시드, 수소화된 C12-18 트리글리세라이드, C14-15 알코올, C14-18 글리콜, C14-22 알코올, C15-18 글리콜, 비스-C16-18 알킬 글리세릴 운데실 디메티콘, C18-22 알킬 peg-25 메타크릴레이트/디에틸아미노에틸 메타크릴레이트 공중합체, C18-30 글리콜, C18-38 알킬 하이드록시스테아로일 스테아레이트, C20-22 알코올, C20-30 글리콜, C20-40 알코올, C20-40 알킬 크레실렌, C22-24 파레스-33, 비스-C24-28 하이드록시알킬 올리보일 글루타메이트, C28-52 올레핀/운데실렌산 공중합체, C30-50 알코올, 칼슘 카르복시메틸 셀룰로스, 칼슘 카라기난, 칼슘 라우레이트, 칼슘 미리스테이트, 칼슘 폴리글루타메이트 가교중합체, 칼슘 칼륨 카보머(calcium potassium carbomer), 칼슘 사카레이트, 칼슘 전분 옥테닐석시네이트, 칼슘 스테아레이트, 콜리트리스 쿼드리바비우스 수지(callitris quadrivalvis resin), 칸델릴라 세라(candelilla cera), 칸델릴라 왁스, 카나딜라/호호바/쌀겨 폴리글리세릴-3 에스테르(candelilla/jojoba/rice bran polyglyceryl-3 esters), 칸나비스 사티바 종자유 글리세레트-8 에스테르, 카프릴릴 디메티콘 에톡시 글루코시드, 카프릴릴/카프릴 밀겨/스타우 글리코시드(aprylyl/capryl wheat bran/straw glycosides), 카보머 934, 카복시메틸 셀룰로스 아세테이트 부티레이트, 카복시메틸 하이드록시에틸 셀룰로스, 카복시메틸 하이드록시프로필 구아, 카르나우바 왁스, 카르타무스 틴크토리우스 올레오 (carthamus tinctoriums oleosomes)솜, 수소화 피마자유 베헤닐 에스테르(hydrogenated castor oil behenyl esters), 피마자유 포스페이트, 수소화 피마자유 스테아릴 에스테르, 수소화 피마자유/세박산 공중합체 카프레이트/카프릴레이트, 셀룰로스 아세테이트 프로피오네이트 카르복실레이트, 가수분해 셀룰로스 검, 셀룰로스 미정질, 세라미드 NS/peg-8/석신산 공중합체, 세라토니아 실리쿠아 검(ceratonia siliqua gum), 세레신(ceresin), 세테아레트-6 올리베이트(ceteareth-6 olivate), 세토스테아릴 알코올(cetostearyl alcohol), 세틸 알코올, 세틸 디메티콘 peg-7 아세테이트 ,세틸 도데세닐석시네이트, 세틸 하이드록시에틸 셀룰로스, 세틸 peg/ppg-7/3 디메티콘, 비스-세틸/peg-8 세틸 peg-8 디메티콘, 키토산 라우르아미드 석신이미드, 키토산 라우로일 글리시네이트, 콜레스테롤/hdi/풀루란 공중합체, 시트러스 아우란티움 둘시스 껍질 추출물(citrus aurantium dulcis peel extract), 시트러스 아우란티움 시넨시스 섬유 (citrus aurantium sinensis fiber), 코카미드, 코카미드 DEA, 코카미드 MEA, 코카미드 MIPA, 코카미도프로필 라우릴 에테르, 코코아 버터 글리세릴 에스테르, 코코넛 알코올, 코코넛 오일 메틸프로판디올 에스테르, 가수분해된 옥수수 전분 하이드록시에틸 에테르, 시암몹시스 테트라고노로바 검(cyamopsis tetragonoloba gum), 데실 피마자이트, 데실 글루코시드, 데실 헴프시드레이트, 7-데하이드로콜레스테롤(7-dehydrocholesterol), 데하이드록산탄 검(dehydroxanthan gum), 디카프릴 나트륨 설포석시네이트, 디에틸렌 글리콜/수소화된 이량체 디리놀레산 공중합체, 디갈락토실 글리세릴 리놀리에이트/팔미테이트/올리에이트, 디글리세린/디리놀레산/하이드록시스테아르산 공중합체, 디하이드로라노스테롤, 디하이드록시에틸 코카민 옥사이드, 디하이드록시에틸 라우라민 옥사이드, 디이소트리데실 라우로일 글루타메이트, 디라우릴 말리에이트/C20 올레핀 공중합체, 디말토실 사이클로덱스트린, 수소화된 이량체 디리놀레일/디메틸카보네이트 공중합체, 디메티콘 가교중합체, 디메티콘 에톡시 글루코시드, 디메티콘/라우릴 디메티콘/비스-비닐디메티콘 가교중합체, 디메티콘/peg-15 가교중합체, 디메틸 카프라미드, 디메틸 코카민, 디메틸 라우라민 이소스테아레이트, 디올레일 포스페이트, 디프로필렌 글리콜 이소보르닐 에테르, 도데실헥사데칸올, 비스-에톡시디글리콜 사이클로헥산 1,4-디카복실레이트, 에틸 하이드록시에틸 셀룰로스, 비스-에틸 ppg-베헤네이트 디모늄 메토설페이트, 비스-(에틸 ppg-3 베헤네이트) 디모늄 메토설페이트, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 에틸렌/아크릴산 공중합체, 에틸렌/나트륨 아크릴레이트 공중합체, 페룰로일 대두 글리세라이드(feruloyl soy glycerides), 퍼플루오로사이클로헥실메탄올, 퍼플루오로헵탄, 퍼플루오로메틸사이클로헥산, 퍼플루오로메틸데칼린, 가티 검, 글루코스 펜타아세테이트, 알파-덱스트로-글루코스 펜타아세테이트, 글리세레트-7 말레이트(glycereth-7 malate), 글리세레트-8 하이드록시스테아레이트, 글리세레트-7 벤조에이트, 수소화 글리세릴 아비에테이트, 글리콜 세테레이트(glycol setearate), 아세틸화 글리콜 스테아레이트, 글리코실 트레할로스, 포도씨 오일 글리세레트-8 에스테르(grape seed oil glycereth-8 esters), 포도씨 오일 폴리글리세린-6 에스테르, 말레화된(maleated) 헥센/프로필렌 공중합체, 하이드록스퀴놀린 설페이트, 하이드록시아파타이트(hydroxyapatite), 하이드록시부틸 메틸 셀룰로스, 비스-하이드록시에톡시프로필 디메티콘 밀랍 에스테르, 비스-하이드록시에톡시프로필 디메티콘 이소스테아레이트, 하이드록시에틸아크릴레이트/나트륨아크릴로일디메틸 타우레이트 공중합체, 하이드록시에틸 셀룰로스, 하이드록시에틸 이소스테아릴옥시 이소프로판올아민, 하이드록시프로필 셀룰로스, 하이드록시프로필 구아 검, 하이드록시프로필 메틸 셀룰로스, 하이드록시프로필 잔탄 검, 하이드록시프로필트리모늄 이눌린, 하이드록시프로필트리모늄 잔탄 검, 하이드록시스테아르산/리놀레산/리놀레산 폴리글리세라이드, 하이드록시스테아르산/리놀레산/올레인산 폴리글리세라이드, 이눌린 라우릴 카바메이트, 합성 재팬 왁스, 호호바오일 글리세레스-8 에스테르(jojoba oil glycereth-8 esters), 수소화된 라놀린 알코올(hydrogenated lanolin alcohol), 라놀린아미드 DEA, 라우릴 알코올, 라우릴 알코올 디포스폰산, 라우릴 도데세닐석시네이트, 라우릴/미리스틸 밀기울/밀짚 글리코시드(lauryl/myristyl wheat bran/straw glycosides), 수소화된 라임씨 오일(hydrogenated lime seed oil), 마그네슘 알기네이트, 말티톨 라우레이트, 말토덱스트린, 메톡시 peg-22/도데실 글리콜 공중합체, 메톡시 페그/ppg-25/4 디메티콘, 메틸 셀룰로스, 메틸 비닐 에테르-말레산 무수물 공중합체, 몬트모릴로나이트(montmorillonite), 미리스트/팔미트아미도부틸 구아니딘 아세테이트, 미리스틸 알라니네이트, 미리스틸 알코올, 올레익/리놀레익/리놀렌닉 폴리글리세리드, 올리브 알코올, 수소화된 올리브 오일 카프릴릴 에스테르, 수소화된 올리브 오일 세틸 에스테르, 수소화된 올리브 오일 데실 에스테르, 수소화된 올리브 오일 헥실 에스테르, 수소화된 올리브 오일 라우릴 에스테르, 수소화된 올리브 오일 미리스틸 에스테르, 수소화된 올리브 오일 스테아릴 에스테르, 수소화된 오렌지 종자유, 오조케라이트(ozokerite), 팜 커널 아미드(palm kernel amide) DEA, 팜 커널 아미드 MEA, 팜 커널 아미드 MIPA, 팜아미드(palmamide) DEA, 팜아미드 MEA, 팜아미드 MIPA, 땅콩아미드(peanutamide) MEA, 땅콩아미드 MIPA, 펙틴, 트리스(peg-2 페닐알라닐카복스아미도) 사이클로헥산, peg-2 탈로우아미드 DEA, peg-4 peg-12 디메티콘, peg-5 펜타에리트리틸 디메틸올 프로피오네이트-2 덴드리머, peg-5 펜타에리트리틸 디메틸올 프로피오네이트-3 덴드리머, peg-5 펜타에리트리틸 디메틸올 프로피오네이트-4 덴드리머, peg-7 프로필헵틸 에테르, peg-7m, peg-8 디메티콘/폴리소르베이트 20 가교중합체, peg-8 프로필헵틸 에테르, peg-9m, peg-12 카르나우바(carnauba), peg-12 글리세릴 리놀레에이트, peg-14m, peg-20m, peg-23m ,peg-65m, peg-90m, peg-100/IPDI 공중합체, peg-114 폴리락트산, peg-115m, peg-160m, peg-180m, peg-400, peg-45/도데실 글리콜 공중합체, peg-450, peg-500, peg/ppg-10/3 올레일 에테르 디메티콘, peg/ppg-100/70 토코페릴 에테르, 비스-peg/ppg-15/5 디메티콘, peg/ppg-18/18 이소스테아레이트, peg/ppg-18/18 라우레이트, peg/ppg-2/5 토코페릴 에테르, peg/ppg-20/23 디메티콘, 비스-peg/ppg-20/5 peg/ppg-20/5 디메티콘, peg/ppg-2000/200 공중합체, peg/ppg-23/6 디메티콘, peg/ppg-30/10 토코페릴 에테르, peg/ppg-5/10 토코페릴 에테르, peg/ppg-5/20 토코페릴 에테르, peg/ppg-5/30 토코페릴 에테르, peg/ppg-50/20 토코페릴 에테르, peg/ppg-6/4 디메티콘, peg/ppg-70/30 토코페릴 에테르, peg/ppg-8/3 라우레이트, 펜타데실 알코올, 바셀린 왁스 미정질(petrolatum wax microcrystalline), 포스파티드산(phosphatidic acid), 포스파티딜 세린, 포스파티딜글리세롤, 파인아미도프로필 베타인, 폴리 C10-30 알킬 아크릴레이트, 폴리아크릴레이트 가교중합체-4, 폴리아크릴레이트 가교중합체-6, 폴리아크릴레이트 가교중합체-11, 폴리아크릴레이트 가교중합체-14, 폴리아크릴레이트-10, 폴리아크릴레이트-11, 폴리아크릴레이트-27, 폴리아크릴레이트-28, 폴리아크릴산, 폴리에스테르-14, 폴리에스테르-15, 폴리에틸렌/이소프로필 말리에이트/MA 코폴리올, 폴리글리세릴-2 디이소스테아레이트/ipdi 공중합체, 폴리글리세릴-3 선플라워데이트(sunflowerseedate)/시트레이트 가교중합체, 폴리글리세릴-4 디이소스테아레이트/폴리하이드록시스테아레이트/세바케이트, 폴리글리세릴-6 베헤네이트, 폴리프로판디올, 폴리프로필렌 테레프탈레이트, 폴리쿼터늄 가교중합체-2, 폴리쿼터늄-65(polyquaternium-65), 폴리쿼터늄-83, 폴리쿼터늄-102, 폴리쿼터늄-103, 폴리실리콘-25, 폴리우레탄-29, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 피롤리돈, 칼륨 알기네이트, 칼륨 베헤노일 가수분해된 쌀 단백질(potassium behenoyl hydrolyzed rice protein), 칼륨 베헤노일 하이드록시프롤린, 칼륨 카보머, 칼륨 카라기난, 칼륨 스테아로일 가수분해된 쌀 단백질, 칼륨 운데실레노일 알기네이트, 칼륨 운데실레노일 카라기난, 칼륨 운데실레노일 가수분해된 옥수수 단백질, 칼륨 운데실레노일 가수분해된 대두 단백질, 칼륨 운데실레노일 가수분해된 밀 단백질, 가수분해된 감자 덩이줄기 추출물(hydrolyzed potato tuber extract), ppg-4 호호바 알코올, ppg-4 라우레스-2, ppg-4 라우레스-5, ppg-6-라우레스-3, ppg-20 토코페레스-5, ppg-10 호호바 산, ppg-2-부테쓰-2, PVM/MA 공중합체의 프로필 에스테르, 프루누스 아미그달루스 둘시스 오일 비누화 가능 물질(prunus amygdalus dulcis oil unsaponifiables), 슈도지마 에피콜라/카멜리아 시넨시스 종자유/글루코스/글리신 소야 가루/말트 추출물/효모 추출물 발효 여과물, PVP 몬트모릴로나이트, PVP/데센 공중합체, 피루스 말루스 섬유(pyrus malus fiber), 쿼터늄-90 세피오라이트(quaternium-90 sepiolite), 람노리피드(rhamnolipids), 스클레로티움 검, 수소화 참깨 종자유, 세스퀴에톡시트리에탄올아민, 세스퀴옥틸도데실 라우로일 글루타메이트, 전단 버터 글리세리드(shea butter glycerides), 실리카 디메틸 실릴레이트, 실리카 실릴레이트, 베타-시토스테롤, 나트륨 아크릴레이트/아크릴로일디메틸타우레이트/디메틸아크릴아미드 가교중합체, 나트륨 아크릴레이트/나트륨 아크릴로일디메틸타우레이트 공중합체, 나트륨 아크릴레이트/나트륨 아크릴로일디메틸 타우레이트/아크릴아미드 공중합체, 나트륨 아크릴레이트/비닐 알코올 공중합체, 나트륨 아크릴레이트/비닐 이소데카노에이트 가교중합체, 나트륨 아크릴로일디메틸 타우레이트/아크릴아미드/VP 공중합체, 나트륨 아크릴로일디메틸타우레이트/VP 가교중합체, 나트륨 아라키데이트, 나트륨 C4-12 올레핀/말레산 공중합체, 나트륨 카보머, 나트륨 카복시메틸 셀룰로스, 나트륨 카복시메틸 덱스트란, 나트륨 카복시메틸 전분, 나트륨 카라기난, 나트륨 셀룰로스 설페이트 결합체(sodium cellulose sulfate binding), 나트륨 코코일 보리 아미노산(sodium cocoyl barley amino acids), 나트륨 코코일/스테아릴 (알라닌/아르기닌/아스파라긴/아스파르트산/글루탐산/글루타민/글리신/히스티딘, 나트륨 사이클로덱스트린 설페이트, 나트륨 덱스트린 옥테닐석시네이트, 나트륨 라네스 설페이트(sodium laneth sulfate), 나트륨 폴리아크릴레이트, 나트륨 폴리아크릴레이트 전분, 나트륨 폴리 아크릴로일디메틸 타우레이트, 나트륨 폴리감마-글루타메이트, 나트륨 폴리감마-글루타메이트 가교중합체, 나트륨 폴리글루타메이트 가교중합체, 나트륨 폴리메타크릴레이트, 나트륨 폴리나프탈렌설포네이트, 나트륨 폴리스티렌설포네이트, 나트륨 전분 옥테닐 석시네이트, 나트륨 스티렌/MA 공중합체, 나트륨 토코페릴 포스페이트 산화 방지제, 나트륨 트레할로스 옥테닐 석시네이트, 나트륨/TEA-운데실레노일 알기네이트, 나트륨/TEA-운데실레노일 카라기난, 소르비탄 팔메이트, 대두 단백질 프탈레이트, 소이아미드(soyamide) DEA, 스파라시스 크리스파 추출물, 전분 하이드록시프로필트리모늄 클로라이드, 이소-스테아레스-200 팔미테이트, 스테아르산, 스테아릴 알코올, 스테아릴 글리콜, 스테아릴 비닐 에테르/MA 공중합체, 스테아릴 우렌 검(sterculia urens gum), 스티그마스테릴 클로라이드(stigmasteryl chloride), 스티그마스테릴 노나노에이트, 스티그마스테릴 석시네이트, 스티렌/MA 공중합체, 수크로스 폴리팔메이트, 해바라기씨유 에틸 페룰레이트 에스테르(sunflower seed oil ethyl ferulate esters), 해바라기씨유 폴리글리세릴-10 에스테르, 해바라기씨유 폴리글리세릴-6 에스테르, 탤로우 알코올(tallow alcohol), 탤로우 아미드 화장품 제제(tallow amide cosmetic agents), 타마린더스 인디카 씨 검(tamarindus indica seed gum), TEA-알기네이트, TEA-덱스트린 옥테닐석시네이트, 테트라데실레이코사노산, 테트라데실옥타데카노산, 테트라데실록타데실 베헤네이트, 테트라데실록타데실 미리스테이트, 테오브로마 그란디플로룸 씨 버터 글리세릴 에스테르(theobroma grandiflorum seed butter glyceryl esters), 토코페릴 석시네이트 메틸글루카미드, 트레멜라 푸시포르미스 폴리사카라이드, 트리아콘텐/VP 공중합체, 1-트리데카놀, 트리프로필렌 글리콜, 운데세스-40, 운데실레노일 이눌린, 운데실레노일 잔탄 검, 비닐 알코올/비닐포름아미드 공중합체, 비스-비닐 디메티콘/디메티콘 공중합체, 비스-비닐 디메티콘/peg-10 디메티콘 가교중합체, 수소화된 미결정 왁스, 웰란 검(welan gum), 잔탄 검, 아연 운데실레노일 가수분해된 밀 단백질(zinc undecylenoyl hydrolyzed wheat protein)이다.
구현예에서, 본 발명에 따른 생체중합체 조성물 또는 현탁액은 제품의 항미생물 보호를 평가하기 위한 절차인 ISO 11930 보존제 유효성 시험을 충족시킨다. 이 시험은 화장품에 대해 구체적으로 기재되어 있고, 화장품 및 개인 관리 제품의 보존제 유효성을 평가하기 위한 "진행" 시험 방법이 빠르게 진행되고 있다. 구현예에서, 본 발명에 따른 생체중합체 조성물 또는 현탁액은 S.　aureus,　E.　coli,　P. aeruginosa,　C. albicans, 및　A. brasiliensis를 포함하지만, 이로써 제한되지는 않는 미생물의 하나 이상의 균주에 대한 화장품용으로 유용한 항미생물 보호를 제공한다.
실시예 6에서 입증된 바와 같이, 불용성 및/또는 반용성 생체중합체는 에멀젼화제로서 작용할 수 있고, 유리하게는 안정한 에멀젼에 대한 에멀젼화제로서 작용할 수 있다.
구현예에서, 생체중합체 조성물 또는 현탁액은 화학적 처리 이외의 방법에 의해 수득된다. 구현예에서, 본 발명에 따른 생체중합체 조성물 또는 현탁액은 생체중합체(들) 및 극성 용매(들)를 고-전단 조건, 예를 들어 고 기계적 에너지에 적용함으로써 수득된다. 구현예에서, 고-전단 조건 및/또는 고 기계적 에너지는 기계적 전단(mechanical shearing), 전단 박화(sheer thinning), 유성 볼 밀링(planetary ball milling), 롤링 밀(rolling mill), 진동 볼 밀(vibrating ball mill), 텀블링 교반 볼 밀(tumbling stirred ball mill), 수평 매체 밀(horizontal media mill), 콜로이드 밀링(colloid milling)을 포함하지만, 이로써 제한되지는 않는 방법에 의해 수득된다. 이후에 나타낸 바와 같이, 고-전단 조건 및/또는 고 기계적 에너지는 지속 기간 동안, 파라미터 하에, 적합한 조건 하에 등으로 상태의 바람직한 변화, 예를 들어 색상의 변화, 점도의 변화, 슬러리로부터 페이스트, 연고, 크림, 로션, 겔 또는 밀크 등으로의 변화가 얻어질 때까지 수행될 수 있다.
구현예에서, 고-전단 조건 및/또는 고 기계적 에너지는 볼 밀러(ball miller)(예를 들어 유성 볼 밀러, 롤링 밀러, 진동 볼 밀러, 텀블링 교반 볼 밀러, 수평 매체 밀, 콜로이드 밀러, 자기 밀러), 이축 압출기(twin-screw extruder), 고압 균질화기(high-pressure homogenizer), 블레이드 균질화기(blade homogenizer), 교반 균질화기(stirring homogenizer), 살포기(disperser), 회전자-고정자 균질화기(rotor-stator homogenizer), 고-전단 혼합기(high-shear mixer), 플로우쉐어 혼합기(plowshare mixer), 동적 혼합기(dynamic mixer), 플라우 혼합기(plough mixer), 터빈 혼합기(turbine mixer), 스피드 혼합기(speed mixer), 마멸 밀러(attrition miller), 초음파 분해기(sonicator), 조직 인열기(tissue tearor), 세포 용해기(cell lysor), 폴리트론(polytron), 리본 교반기(ribbon agitator), 미세유동화기(microfluidizer), 및 이들의 조합을 포함하지만 이로써 한정되지 않는 적합한 장치 또는 장치를 사용하는 것을 필요로 한다. 바람직한 구현예에서, 본 발명은 습식 조건 하에 볼 밀링을 이용한다.
본 발명에 따른 조성물 또는 현탁액의 바람직한 특성(예를 들어 물리적 및 화학적 특성, 순도, 첨가된 화학물질의 존재 또는 부재 등)은 당업계에 공지된 임의의 적합한 방법 또는 기술을 사용하여 특성분석될 수 있다. 예는 입자 크기를 특성분석하는 주사 전자 현미경(SEM), 틱소트로피(thixotropy) 및 전단-박화 거동을 특성분석하는 레올로지, 결정도를 특성분석하는 X-선 회절(XRD), 입자 크기 분포를 특성분석하는 동적 광 산란(DLS), 무정형 물질의 연구에 사용될 수 있는 고체, 액체 및 기체의 흡수, 방출 및 광전도성의 적외선 스펙트럼을 얻기 위해 사용될 수 있는 퓨리에 변환 적외선 분광법(FTIR) 스펙트로스코피, 조성물에 존재하는 상이한 구성성분을 검출하기 위해 사용될 수 있는 고체-상태 핵 자기 공명 특성분석(SSNMR), 원자력 현미경법(atomic force microscopy; AFM), 습식 입자 크기를 특성분석하는 질량 분광법, 습식/동결된 입자 크기를 특성분석하는 저온-주사 전자 현미경법(cryo-SEM), 샘플의 색상을 특성분석하는 액체 색상 분석 등을 포함하지만 이로써 한정되지 않는다.
생체중합체 조성물 및 현탁액을 얻기 위한 공정
본 발명의 추가 측면은 본원에 정의된 바와 같은 생체중합체 조성물 및 현탁액을 얻기 우한 공정 및 방법에 관한 것이다.
하나의 특정 측면에 따르면, 본 발명은 생체중합체 조성물을 얻기 위한 기계적 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 불용성 및/또는 반용성 생체중합체를 극성 용매의 존재 하에 기계적 에너지에 노출시켜 불용성 및/또는 반용성 생체중합체(들)의 안정한 균질 현탁액을 얻는 것을 포함한다.
앞서 나타낸 바와 같이, 임의의 이론에 구애됨이 없이, 기계적 에너지가 생체중합체의 전단 및/또는 전단 박화를 초래하는 것이 제안된다. 기계적 에너지는 또한 다량체 생체중합체의 특정 "분해" 또는 "변형"을 더 작은 단량체 단위로 유도할 수 있다.
따라서, 본 발명의 또 다른 특정 측면은 생체중합체 조성물을 얻기 위한 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 상태 변화가 관찰되고 불용성 및/또는 반용성 생체중합체의 안정한 균질 현탁액이 얻어질 때까지 극성 용매의 존재 하에 불용성 및/또는 반용성 생체중합체를 고-전단 조건에 적용하는 것을 포함한다.
구현예에서 불용성 생체중합체는 키틴, 키토산, 셀룰로스, 헤미셀룰로스, 리그닌, 아밀로스, 액틴, 피브린, 콜라겐, 실크, 피브로인, 케라틴, 양모 및 이들의 혼합물로부터 선택된다. 구현예에서 반용성 생체중합체는 젤라틴, 펙틴, 전분, 아밀로펙틴, 아가로스, 알긴산, 알기네이트, 히알루론산, RNA, DNA, 잔탄 검, 구아 검, 카라기난, 라텍스, 폴리만난, 수베르린, 큐틴, 큐탄 및 이들의 혼합물로부터 선택된다.
구현예에서 불용성 또는 반용성 생체중합체는 진균(fungi) 및 버섯(mushrooms)으로부터 수득된다. 구현예에서 불용성 또는 반용성 생체중합체는 뿌리, 덩이줄기, 잎, 꽃잎, 종자, 과일 등을 포함하지만 이로써 제한되지 않는 식물 물질로부터 수득된다. 특정 구현예에서, 본 발명에 따른 생체중합체 현탁액 또는 생체중합체 조성물은 하기 중의 하나 이상으로부터 고 전단 조건 및/또는 고 기계적 에너지 식물 재료(high mechanical energy plant materials)를 적용함으로써 수득된다: 농양 뿌리, 아사이베리(acai), 양갈매 나무(alder buckthorn), 알팔파(alfalfa), 알로에 베라, 아마고(amargo), 아르니카(arnica), 아사포에티다(asafoetida), 아쇼카 나무(ashoka tree), 아슈와간다(ashwagandha), 아스마-플랜트(asthma-plant), 황기(astragalus), 아바람 센나(avaram senna), 도라지(balloon flower), 매자 나무(barberry), 바질(basil), 월계수(bay laurel), 베이 리프(bay leaf), 벨라돈나(belladonna), 벤자민(Benjamin), 비링라즈(bhringraj), 빌베리(bilberry), 쓴잎(bitter leaf), 쓴나무(bitter-wood), 블랙 코호시(black cohosh), 블레스드 엉겅퀴(blessed thistle), 블루 뱀풀(blue snakeweed), 블루베리, 보리지(borage), 우엉, 금송화, 카멜리나, 대마초, 캐러웨이(caraway), 당근, 캣츠 클로(cat's claw), 카이엔(cayenne), 셀러리(celery), 센텔라(centella), 카모마일(chamomile), 차파랄(chaparral), 숯나무(charcoal-tree), 차스트베리(chasteberry), 벌꽃(chickweed), 치커리(chicory), 칠리(chili), 신초나(cinchona), 시나몬(cinnamon), 정향, 클로버, 코코아, 커피 센나, 컴프리(comfrey), 고수풀, 옥수수꽃, 크랜베리(cranberry), 오이, 커민(cumin), 데이지(daisy), 민들레, 데오다르(deodar), 디지털리스(digitalis), 독(dock), 산딸나무(dogwood), 당귀(dong quai), 드럼스틱 나무(drumstick tree), 에키네시아(echinacea), 엘더베리(elderberry), 엘더플라워(elderflower), 엘레캄판(elecampane), 마황(ephedra), 유칼립투스, 아이브라이트(eyebright), 거짓 사위시슬(false sowthistle), 호로파(fenugreek), 피버 루트(fever root), 피버퓨(feverfew), 필드 스카비오스(field scabious), 아마씨(flaxseed), 여우장갑(foxglove), 푸미토리(fumitory), 갈랑가(galanga), 간자(ganja), 정원 안젤리카(garden angelica), 마늘, 제라늄, 생강, 은행나무, 인삼, 금은화, 고투 콜라(gotu kola), 포도, 담쟁이덩굴, 구아바(guava), 아라비아 고무(gum Arabic), 산사나무, 히나(heena), 헬리크리섬(helichrysum), 대마, 헤나(henna), 헤파티카(hepatica), 히비스커스(hibiscus), 접시꽃, 후디아, 말밤나무, 쇠뜨기, 홉(humulus lupulus), 히솝(hyssop), 인치플랜트(inchplant), 재스민, 칼론지(kalonji), 칸나, 카푸르카치르(kapurkachir), 카르비(karvy), 카바(kava), 카트(khat), 곤약(konjac), 크라톰(kratom), 레이디스 맨틀(lady's mantle), 라우루스티누스(laurustinus), 라벤더, 레몬, 레몬밤(lemon balm), 레몬 시트러스(lemon citrus), 이끼, 감초 뿌리, 백합, 감초, 연꽃, 렁워트(lungwort), 마드레셀바(madreselva), 아욱(mallow), 만지스타(manjistha), 금잔화, 마리화나, 양아욱(marsh-mallow), 멜론, 밀크씨슬(milk thistle), 민트, 겨우살이, 모링가(moringa), 버바스컴(mullein), 몰약(myrrh), 님(neem), 쐐기풀(nettle), 니겔라(nigella), 노니(noni), 귀리(oat), 아편 양귀비, 오렌지, 오레가노(oregano), 오리스(orris), 팬지, 파파야(papaya), 시계꽃(passion flower), 페퍼민트, 갯질경이(plantai), 질경이(plantain), 플라티코돈(platycodon), 양귀비, 앵초, 퍼플 콘플라워(purple coneflower), 로버트 제라늄(robert geranium), 장미, 로즈마리(rosemary), 사프란(saffron), 세이지(sage), 살래(salae), 샌들우드(sandalwood), 사포나리아(saponaria), 세이보리(savory), 산자나무(sea buckthorn), 시카카이(shikakai), 쇼어라인 퍼스레인(shoreline purslane), 작은 잎 린든(small-leaved linden), 금어초 뿌리(snapdragon root), 스노우드롭(snowdrop), 비누풀(soap wort), 스피드웰(speedwell), 세인트 존스 워트(St. john's wort), 스타 아니스(star anise), 썸머 스토우플레이크(summer snowflake), 해바라기, 스위트 플래그(sweet flag), 시리아 루(syrian rue), 차(tea), 차나무 오일(tea tree oil), 백리향(thyme), 토마토, 튤시(tulsi), 강황(turmeric), 엄칼로보(umckaloabo), 발레리안(valerian), 벨벳잎(velvetleaf), 버베나(verbena), 베로니카(veronica), 베티버(vetiver), 바이올렛(violet), 웨이퍼 애쉬(wafer ash), 와후(wahoo), 워터 저먼더(water germander), 워터-플랜틴(water-plantain), 물냉이(watercress), 밀배아(wheat germ), 밀싹(wheatgrass), 흰 미나리아재비(white buttercup), 흰 스네이커루트(white snakeroot), 서양 흰버들(white willow), 야생 체리 수피(wild cherry bark), 위치-하젤(witch-hazel), 서양 톱풀(yarrow), 노랑개불알꽃(yellow lady's slipper), 예르바 마테(yerba mate), 예르바 산타(yerba santa), 및 제도리(zedoary).
구현예에서 극성 용매는 극성 양성자성 용매, 극성 비양성자성 용매 및 이들의 혼합물로부터 선택된다. 극성 용매는 수성 용매일 수 있다. 본 발명은 동일하거나 상이한 카테고리에서 하나 초과의 용매의 사용을 포괄한다. 극성 양성자성 용매, 극성 비양성자성 용매 및 수성 용매의 바람직한 예는 상기 정의된 바와 같다.
생체중합체의 다양한 공급원이 사용될 수 있으며, 본 발명은 물질의 특정 공급원에 제한되지 않는다. 예를 들어 키틴의 적합한 공급원은 녹색 식물, 조류 및 진균을 포함할 수 있으나, 이로써 제한되지 않는다. 키틴 및 키토산의 적합한 공급원은 진균, 갑각류(예를 들어 크랩 및 새우) 및 곤충을 포함할 수 있으나, 이로써 제한되지 않는다.
구현예에서 기계적 에너지 또는 고-전단 조건에 적용되는 생체중합체(들)는 순수한 생체중합체 물질(예를 들어 시그마(Sigma))의 분말이다. 구현예에서, 생체중합체(들)는 건조 생체중합체(예를 들어 습윤 및/또는 팽윤되지 않음)이다. 구현예에서, 생체중합체(들)는 건조된 채로 남아있는 습윤 생체중합체가 아닌 건조 생체중합체이다(이러한 습윤 및 이어서 건조된 생체중합체는 전형적으로 SEM에서 다공성을 보임).
구현예에서, 생체중합체는 습윤 키틴, 사전-습윤 키틴(pre-wet chitin) 및/또는 팽윤된 키틴 이외의 생체중합체, 예를 들어 쉘로부터 추출되고 탈미네랄화를 위한 산 및 탈단백질화를 위한 염기에 노출된 키틴이다. 구현예에서, 생체중합체는 원래 건조 형태였고, 이어서 기계적 에너지/고 전단 조건에 적용되기 전에 습윤, 사전-습윤 및/또는 팽윤된 생체중합체이다.
또한, 본 발명에 따라, 생체중합체의 "덜 순수한(less pure)" 추출물, 예를 들어 프룬 쉘(prawn shells), 크랩 쉘(crab shells), 새우 쉘, 로베스터 쉘(lobster shells), 곤충, 진균, 목재, 식물 셀룰로스 등으로부터 수득된 추출물을 사용하는 것이 구상될 수 있다.
구현예에서, 생체중합체 조성물 또는 현탁액은 촉매 또는 다른 화학적 첨가제의 사용 없이 달성된다. 구현예에서, 본 발명의 방법은 화학적 처리를 필요로 하지 않으며, 이는 전형적으로 산, 염기, 반응성 화학물질, 및/또는 유기 염 및/또는 무기 염과 같은 화학물질 잔기를 필요로 하는 기존의 방법과는 상이하게 생체중합체 현탁액을 생성한다. 따라서, 본 발명의 방법은 상기 정의된 바와 같은 임의의 화학물질, 첨가제 등이 실질적으로 없는 생체중합체 조성물 및 현탁액을 제공할 수 있다. 화학물질을 피하는 것이 실질적으로 순수하고, 천연이며, 생체적합성이고, 생분해성이고/이거나 독성 성분이 없는 생체중합체 조성물 및 현탁액을 수득하는데 유리하다.
구현예에서 고 전단 조건 및/또는 고 기계적 에너지는 기계적 전단, 전단 박화, 유성 볼 밀링, 롤링 밀, 진동 볼 밀, 텀블링 교반 볼 밀, 수평 미디어 밀, 콜로이드 밀링을 포함하나 이에 제한되지 않는 방법에 의해 수득된다.
필요할 때마다, 또는 바람직하게, 현탁 공정에 사용되는 생체중합체 물질은 기계적 에너지 또는 고 전단 조건에 적용되기 전에 변경될 수 있다. 가능한 변경의 예는 입자 크기를 감소시키기 위한 가위를 이용한 절단, 블레이드 그라인더를 이용한 그라인딩, 동결-해동 및/또는 건식 볼 밀링 등을 포함하나 이에 제한되지 않는다.
구현예에서 고 전단 조건 및/또는 고 기계적 에너지는 볼 밀러(예를 들어 유성 볼 밀러, 롤링 밀러, 진동 볼 밀러, 텀블링 교반 볼 밀러, 수평 미디어 밀링, 콜로이드 밀러), 이축 압출기, 고압 균질화기, 블레이드 균질화기, 교반 균질화기, 살포기, 회전자-고정자 균질화기(rotor-stator homogenizer), 고 전단 혼합기, 플로쉐어 혼합기(plowshare mixer), 동적 혼합기, 플라우 혼합기(plough mixer), 터빈 혼합기, 초음파기, 조직 인열기(tissue tearor), 세포 용해기(cell lysor), 폴리트론(polytron), 리본 교반기(ribbon agitator), 미세유동화기(microfluidizer), 및 이들의 조합을 포함하나, 이로써 제한되지 않는 적합한 장치(device) 또는 장비(apparatus)를 사용하는 것을 필요로 한다.
하나의 특정 구현예에서, 상기 방법은 100 mL 용량의 지르코니아 병(zirconia jars) 및 10 mm 직경의 지르코니아 볼을 갖는 수직 유성 밀(vertical planetary mill)(예를 들어 Tencan XQM-2ATM)을 사용하여 수행된다. 다른 유형의 볼(예를 들어 5 mm 내지 15 mm) 및 다른 자 크기(jar sizes)(즉, 250 mL)가 또한 사용될 수 있다. 하나의 특정 구현예에서, 상기 방법은 5 mm 직경의 지르코니아 볼 또는 지르코니아 링을 갖는 40 mL의 지르코니아 병르를 갖는 FlacktekTM 스피드믹서(DAC 330-11 SE)를 사용하여 수행된다. 하나의 특정 구현예에서, 상기 방법은 1.4-1.7 mm의 지르코니아 비드를 사용하는 1.5L의 Supermill PlusTM를 사용하여 수행된다.
본 발명은 일방향 밀링 연속(멈춤 없음), 일방향 밀링과 함께 주기적 멈춤(예를 들어 10, 20 또는 30분 중의 어느 하나), 교대 밀링 방향과 주기적 멈춤(예를 들어 10, 20 또는 30분 중의 어느 하나) 등을 포함하나 이에 제한되지 않는 볼 밀러를 사용하는 상이한 방법을 포함한다. 구현예에서, 상기 방법은 생체중합체가 특정 기간(예를 들어 10분, 15분, 또는 20분, 또는 30분 이상) 동안 밀링되고, 이어서 짧은 휴지 기간(예를 들어 30초, 또는 1분, 또는 2분, 또는 5분, 또는 10분, 또는 15분 이상) 동안 밀링되고, 이어서 특정 기간(예를 들어 10분, 15분, 또는 20분, 또는 30분, 또는 그 이상) 동안 반대 방향으로 총 1시간, 또는 2시간, 또는 3시간, 또는 5시간, 또는 10시간, 또는 12시간, 또는 15시간, 또는 그 이상 동안 밀링되는 교대 밀링(alternating milling)을 포함한다.
특정 구현예에서, 본 발명에 따른 생체중합체 조성물 및 현탁액은 본원에서 "10+1 Alt 방법"으로 지칭되는 특정 프로토콜을 사용하여 수득된다. 이 방법은 생체중합체의 특정 기간(예를 들어 10분) 동안 밀링되고, 이어서 짧은 휴지 기간(예를 들어 1분) 동안 밀링되고, 이어서 특정 기간(예를 들어 10분) 동안 반대 방향으로 총 1시간, 또는 2시간, 또는 3시간, 또는 5시간, 10시간, 또는 12시간 동안 밀링되는 것을 포함한다. 이 방법의 용도는 실시예 8 내지 27에 기재되어 있다.
유리하게는, 조성물/현탁액의 점도는 생체중합체(들)에 가해지는 고-전단 조건 및/또는 기계적 에너지를 변화시킴으로써 변경될 수 있다. 이들 조건은 원하는 점도를 갖는 안정한 균질 현탁액(예를 들어 안정한 콜로이드성 균질 현탁액)을 수득하도록 조정될 수 있다. 예를 들어 도 1에 예시된 바와 같이, 점도는 생체중합체 조성물 또는 현탁액이 페이스트, 연고, 크림, 로션, 겔 또는 밀크의 감소하는 점도를 갖도록 변화될 수 있다. 전형적으로, 더 많은 기계적 에너지를 제공하는 것은 전단을 증가시킬 것이고, 따라서 최종 생성물의 점도를 감소시킬 것이다.
변화될 수 있는 예시적인 조건 또는 파라미터는 속도(예를 들어 분당 회전수(RPM)), 용기 크기(vessel size), 볼 양(ball quantity), 볼 크기(ball size), 용기 매체(vessel media), 볼 매체(ball media), 처리 시간(processing time), 처리 사이클(processing cycles), 및 배치 크기(batch size), 성분의 비율(예를 들어 생체중합체:용매 중량비) 등을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
구현예에서, 생체중합체 및 수성 용매는 약 0.2:20 내지 약 10:20, 또는 약 0.5:20 내지 약 3:20, 또는 약 0.75:20, 또는 약 1.0:20, 1.25:20, 또는 약 1.5:20의 생체중합체:용매 중량비로 존재한다.
구현예에서, 기계적 에너지 또는 고-전단 조건은 색상 변화의 관찰까지 수행된다. 구현예에서, 이러한 색상 변화는 분말 증착물을 갖는 투명한 용액으로부터 두꺼운 페이스트의 점도를 갖는 불투명한 회백색 균질 현탁액으로의 변화를 포함한다(도 1 및 표 1 참조). 하나의 특정 구현예에서, 상기 방법은 시스템(즉, 생체중합체(들) + 용매(들) + 첨가제(들)) 내의 물질의 총량에 대하여 적어도 0.4 내지 500 W/kg의 비기계적 에너지를 제공하는 단계를 포함한다.
구현예에서, 기계적 에너지 또는 고-전단 조건은 적어도 15분, 또는 적어도 30분, 또는 적어도 45분, 또는 적어도 60분, 또는 적어도 90분, 또는 적어도 2시간, 또는 적어도 3시간, 또는 적어도 5시간 동안 지속적으로 수행된다. 구현예에서, 기계적 에너지/고 전단 조건은 일정 기간 동안 및 더 작은 단량체 단위로 다량체성 생체중합체의 "분해"를 초래하는 기간 동안 수행된다. 구현예에서, 다량체성 생체중합체는 폴리사카라이드이고, 단량체 단위는 모노사카라이드이다. 예를 들어 다량체성 생체중합체는 키틴 및 단량체 단위 N-아세틸글루코사민(GlcNAc)일 수 있다.
하기 표 1은 본 발명에 따른 조성물/현탁액에 대한 바람직한 점도의 비제한적 예를 제공한다.
[표 1]
원하는 점도의 실시예
실시예에서 입증된 바와 같이, 본 발명의 방법은 또한 오일 및/또는 왁스(실시예 6, 18 및 24)를 포함하거나, 또는 N-아세틸 글루코사민(실시예 16)을 포함하거나, 또는 하기 첨가제와 같은 첨가제를 포함하는 안정한 에멀젼을 제조하는데 사용될 수 있다: 세틸 알코올, 글리세릴 스테아레이트, 소이 버터(Soy butter), PC90, 타라 검, PSC3, PEG, 구아, 잔탐 검, 아가로스, 나트륨 히알루로네이트, 트윈 80TM 및 글리세롤(실시예 20), 및 에멀젼화제 및 보존제(실시예 27). 이들 화합물 중 임의의 것을 본원에 정의된 바와 같은 불용성 및/또는 반용성 생체중합체의 존재 하에 기계적 에너지 또는 고-전단 조건에 적용하는 것은 안정한 에멀젼을 생성할 수 있다.
본 발명의 방법은 사전-밀링(pre-milling), 마이크로웨이빙(microwaving), 동결-해동 및 스티밍(steaming)을 포함하나 이에 제한되지는 않는 하나 이상의 사전-처리 단계(들)를 포함하는 추가 단계(들)를 추가로 포함할 수 있다. 한 특정 실시예에서, 상기 방법은 특정 크기를 감소시키고/시키거나 미세 분말(예를 들어 약 10 ㎛ 미만, 또는 5 ㎛ 미만, 또는 3 ㎛ 미만)을 수득하기 위해 건조 환경에서 생체중합체를 사전-밀링하는 것을 포함한다. 구현예에서, 사전-밀링은 적어도 15분, 또는 적어도 30분, 또는 적어도 45분, 또는 적어도 60분, 또는 적어도 90분, 또는 적어도 2시간, 또는 적어도 3시간, 또는 적어도 5시간, 또는 적어도 9시간, 또는 적어도 12시간 동안 지속적으로 수행된다. 또 다른 특정 구현예에서, 상기 방법은 고-전단 단계 예를 들어 밀링 전에 물에서 생체중합체 물질을 동결/해동하는 사전-처리 단계(예를 들어 1, 2, 3회 이상의 동결-해동 사이클)를 포함한다. 또 다른 특정 구현예에서, 상기 방법은 고-전단 단계 예를 들어 밀링 전에 생체중합체 물질을 마이크로웨이빙하고/하거나 스티밍하는 사전-처리 단계를 포함한다. 또 다른 특정 구현예에서, 상기 방법은 고-전단 단계 예를 들어 밀링 전에 생체중합체 물질을 프로판올(예를 들어 이소프로판올)에서 사전-밀링하는 사전-처리 단계를 포함한다.
실시예에서, 본 발명의 방법은 침전, 원심분리, 여과, 초음파처리, 균질화(예를 들어 고압 균질화기), 동결건조, 연화, 분쇄, 스탬핑, 팽윤, 매싱(mashing), 극저온 밀링(예를 들어 교반 볼 밀과 함께 액체 질소), 교반에 의한 고 전단, 혼합 및/또는 임펠러, 미세유동화, 배설 및 어트리션 밀(attrition mill)을 포함하나 이에 제한되지는 않는 기존의 선행 기술의 방법에서 사용되었을 수 있는 단계(들) 또는 기술(들)을 포함하지 않고/않거나 명백히 배제한다.
본 발명의 방법은 사전-처리 단계 이전에, 동안에 및/또는 이후에, 및/또는 고 전단 및/또는 고 기계적 에너지의 단계 이전에, 동안에 및/또는 이후에, 본원에 정의된 바와 같은 하나 이상의 첨가제(들)를 첨가하는 단계를 더 포함할 수 있다.
당업자는 특정한 필요에 따라 (예를 들어 적어도 1.5 리터, 또는 적어도 15 리터, 또는 적어도 45 리터, 또는 적어도 75 리터, 또는 적어도 100 리터, 또는 적어도 150 리터 이상을 수득하기 위해) 본 발명의 조성물 및/또는 제형의 생산을 규모를 확대할 것이다. 예를 들어 더 큰 부피에서 고 전단 조건을 수득하기 위한 기존의 장비는 SuperMill Plus Media MillTM 1.5 Liter, SuperMill Plus Media MillTM 15 Liter, SuperMill Plus Media MillTM 45 Liter, Batch MillTM Model 100, Batch MillTM Model 256, Double PlanetaryTM Mixer, Planetary PlusTM Mixer 7 Liter, Planetary PlusTM Mixer 150 Liter, Ram Press, Three Roll Mill, 및 SHRED/In-line Rotor Stator를 포함하지만, 이로써 제한되지는 않는다.
상업적 제품
본 발명의 조성물 및 제형은 다수의 제품에 적용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면은 본원에 정의된 바와 같은 생체중합체 조성물 또는 현탁액을 포함하는 화장품 조성물에 관한 것이다. 구현예에서, 화장품 조성물은 페이스트, 연고, 크림, 로션, 겔 또는 밀크로 제형화된다. 구현예에서, 화장품 조성물은 피부 관리 조성물, 모발 케어 조성물, 베이스 조성물, 비히클 조성물, 노화 방지 조성물, 선스크린 차단 조성물(sunscreen blocking composition), 보습 조성물, 메이크업 조성물로서 제형화된다. 유리하게는, 화장품 조성물은 더 작은 단량체 단위의 다량체성 생체중합체, 예를 들어 N-아세틸글루코사민(GlcNAc) 및/또는 NAG의 올리고머를 포함할 수 있고, 따라서 노화 방지 및/또는 UV 차단 특성을 나타낸다.
본 발명의 조성물 및 제형은 다양한 분야에서 다수의 적용을 발견할 수 있기 때문에 화장품 제품에 제한되지 않는다. 예를 들어 시드 코팅, 수술용 임플란트 코팅, 식품 첨가제, 페인트, 물질 첨가제, 약물 방출 플랫폼 등에서 본원에 정의된 조성물 및 제형을 사용하는 것이 구상될 수 있다.
당업자는 본원에 기재된 특정 절차, 구현예, 청구범위 및 실시예에 대한 다수의 등가물을 단지 일상적인 실험을 사용하여 인식하거나 확인할 수 있을 것이다. 이러한 등가물은 본 발명의 범주 내에 있는 것으로 간주되고, 본원에 첨부된 청구범위에 의해 포괄된다. 본 발명은 추가로 또는 구체적으로 제한하는 것으로 해석되어서는 안 되는 하기 실시예에 의해 추가로 예시된다.
실시예
이 섹션은 본 발명에 따라 생체중합체의 안정한 균질 현탁액을 수득하기 위한 비제한적 실시예를 제공한다. 달리 언급되지 않는 한, 전단 공정은 100 mL 용량의 지르코니아 병 및 10 mm 직경의 지르코니아 볼을 갖는 수직 유성 밀(즉, Tencan XQM-2ATM)을 사용하여 수행하였다. 다른 유형의 볼(즉, 5 mm 내지 15 mm) 및 다른 병 크기(즉, 250 mL)가 또한 성공적으로 사용되었다.
실시예 1: 물로 키틴의 밀링(0.75:20의 비율)
직경 10 mm의 15개의 볼을 사용하여 670 RPM에서 3시간 동안 0.75:20 w/w의 비율(키틴:물)로 키틴을 물로 밀링하였다.
도 6, 7, 8 및 9에 도시된 바와 같이, 이것은 11819 mPa·s의 낮은 전단-속도 점도(shear-rate viscosity)를 갖는 나노 크기 상의 폭을 갖는 분리된 섬유를 생성하였다. SEM 이미지는 키틴 섬유의 부분적 피브릴화를 나타내며, 여기서 응집체가 존재하고 구형 형상뿐만 아니라 다양한 크기의 섬유로 나타나며, 이는 산 처리된 키틴에서 나노키틴의 보다 균질한 결정질 로드와 비교하여 무정형 영역이 지속됨을 나타낸다.
실시예 2: 물로 키틴의 밀링(1.5:20의 비율)
직경 10 mm의 30개의 볼을 사용하여 670 RPM에서 3시간 동안 1.5:20 w/w의 비율(키틴:물)로 키틴을 물로 밀링하였으며, 여기서 키틴을 670 RPM에서 3시간 동안 30개의 볼로 사전-밀링하였다.
도 4, 5, 10 및 11에 도시된 바와 같이, 이것은 6105 mPa·s의 낮은 전단-속도 점도를 갖는 나노 크기 상의 폭을 갖는 분리된 섬유를 생성하였다. 이는 상기 동적 모듈러스와 비교할 때 사전-처리가 현탁액의 점도를 상당히 감소시킬 수 있음을 나타낸다. 도 4 및 5는 SEM 제조를 위한 건조 시 키틴 섬유의 구형 응집체를 나타낸다.
실시예 3: 샘플 A 내지 F
다양한 유형의 샘플을 제조하여 상이한 조건 하에서 본 발명의 강건성(robustness)을 확인하였다. 각각의 샘플을 3회 측정하였다.
간략하게, 샘플을 A 내지 F로 표지하고, 하기 기재된 바와 같이 제조하였다. 대문자는 현탁액을 제조한 후 SEM 스캔을 위해 어떻게 제조되었는지를 나타낸다. 대문자는 하기 것들 중의 어느 하나를 나타낸다: 희석됨, 대문자로 표지됨(예: A); 추가 희석되고 초음파처리됨, 문자 및 숫자 1로 표지됨(예: A1) 또는 동결-건조됨(FD), 문자 및 숫자와 FD로 표지됨(예: A1+FD)
샘플 A: 15개의 볼을 사용하여 670 RPM에서 3시간 동안 0.75:20의 비율(키틴:물)로 물로 밀링한 키틴. 이 샘플은 위에 정의된 실시예 1에 상응한다.
샘플 B: 30개의 볼을 사용하여 670 RPM에서 9시간 동안 1.00:20의 비율(키틴:물)로 물로 밀링한 키틴.
샘플 C: 5개의 볼을 사용하여 670 RPM에서 15분 동안 밀링한 건조 키틴. 30개의 볼을 사용하여 670 RPM에서 3시간 동안 1.00:20의 비율(키틴:물)로 물로 밀링한 키틴.
샘플 D: 5개의 볼을 사용하여 670 RPM에서 1시간 동안 밀링한 건조 키틴. 30개의 볼을 사용하여 670 RPM에서 3시간 동안 1.00:20의 비율(키틴:물)로 물로 밀링한 키틴.
샘플 E: 30개의 볼을 사용하여 670 RPM에서 3시간 동안 밀링한 건조 키틴. 30개의 볼을 사용하여 670 RPM에서 3시간 동안 1.25:20의 비율(키틴:물)로 물로 밀링한 키틴.
샘플 F: 30개의 볼을 사용하여 670 RPM에서 3시간 동안 밀링한 건조 키틴. 30개의 볼을 사용하여 670 RPM에서 3시간 동안 1.50:20의 비율(키틴:물)로 물로 밀링한 키틴. 이러한 샘플은 위에서 정의된 실시예 2에 상응한다.
결과는 도 2 및 3에 제시되어 있다. 특히, 키틴 현탁액에서, 입자는 크기가 200 nm 내지 3 ㎛의 평균 범위에서 50 nm 내지 9 ㎛로 다양하였다(도 2). 섬유 폭은 20 nm 내지 93 nm의 평균 범위에서 응집체로서 7 nm 내지 3 ㎛로 다양하였다(도 3a). 이들 샘플에 대한 섬유 길이는 350 nm 내지 2.5 ㎛의 범위이다(도 3b).
표 2는 샘플 A-F에 대한 측정된 점도를 나타낸다.
[표 2]
샘플 A-F의 측정된 점도
이들 실험의 결과는 사전-밀링이 최종 현탁액의 점도를 감소시킨다는 것을 나타낸다. 점도는 또한 볼의 수가 증가함에 따라, 밀링 시간이 증가함에 따라, 그리고 속도(즉, RPM)가 증가함에 따라 감소하였다.
한편, 높은 점도를 갖는 현탁액을 수득하는 것이 또한 가능하다. 한 실험에서, 1.00:20의 비율로 키틴을 10개의 볼로 670 RPM에서 3시간 동안 물로 밀링하여, 40028 mPa·s의 점도를 수득하였다(데이터는 나타내지 않음). 또 다른 실험에서, 1.50:20의 비율로 키틴을 20개의 볼로 670 RPM에서 3시간 동안 물로 밀링하였다. 85608 mPa·s의 점도를 수득하였다(데이터는 나타내지 않음).
밀링은 분말 x-선 회절(pXRD) 패턴에 강하게 영향을 미쳤다. 도 3c는 밀링 전의 상업적 키틴의 분말 x-선 회절을 나타낸다. x-선 패턴은 약 9.5° 및 19.5° 2θ에서의 피크 위치에 기초하여 키틴이 되는 것을 입증한다. 따라서, 이 패턴은 본 기술(즉, 참조)에 따른 키틴의 신호에 상응하는 것으로 간주되었다.
현탁액(건조되지 않음)에 대한 샘플 3A-F에 대한 x-선 패턴은 도 3d 내지 3i에 도시되어 있다. 전체적으로, 패턴은 샘플이 부분적으로 결정질이고 부분적으로 무정형인 것을 보여주는 반면, x-선 패턴은 약 9.5° 및 19.5° 2θ에서의 피크 위치에 기초하여 키틴이 되는 것을 입증한다.
실시예 4: 추가 생체중합체 현탁액
본 발명이 많은 상이한 생체중합체에 적용가능하다는 것을 입증하기 위해, 하기 불용성 생체중합체를 본 발명에 따른 방법에 사용하였다: 키틴, 키토산, 셀룰로스(섬유(fibres), 알파(alpha), 미세결정질(microcrystalline)), 콜라겐(소(bovine)) 및 실크.
간략하게, 1:20의 비율로 생체중합체를 10 mm의 직경을 갖는 10개의 볼로 670 RPM에서 3시간 동안 물로 밀링하였다. 도 12a 내지 도 17b에 도시된 바와 같이, 이들 생체중합체 모두에 대해 안정한 균질 현탁액이 성공적으로 수득되었다.
마찬가지로, 실크를 10 mm 직경의 40개의 볼로 3시간 동안 사전-밀링 건조시켰다. 1:20의 비율로 실크 피브로인을 40개의 볼로 670 RPM에서 1시간 동안 물로 밀링하였다. 도 18a 및 도 18b에 도시된 바와 같이, 안정한 균질 현탁액을 이 생체중합체를 사용하여 수득하였다.
실시예 5: 생체중합체들의 조합물
0.5:0.5:20의 비율로 키틴 및 키토산을 10 mm 직경의 30개의 볼로 670 RPM에서 3시간 동안 물로 밀링하였다. 안정한 균질 현탁액을 수득하였다(도 19a 참조).
0.6:0.4:20의 비율(키틴:키토산:물)로 키틴 및 키토산을 10 mm 직경의 30개의 볼로 670 RPM에서 3시간 동안 물로 밀링하였다. 안정한 균질 현탁액이 수득되었다(도 19b 참조).
실시예 6: 첨가제
키틴 및 밀랍
키틴 및 밀랍을 1:0.25:20의 비율(키틴:밀랍:물)로 10 mm 직경의 50개의 볼로 670 RPM에서 3시간 동안 물로 밀링하였다. 안정한 균질 현탁액이 수득되었다(도 20 참조).
키틴 및 식물성 오일
키틴 및 식물성 오일을 1:20:20의 비율(키틴:식물성 오일:물)로 직경 10 mm의 30개의 볼로 670 RPM에서 3시간 동안 물로 밀링하였다. 안정한 균질 현탁액이 수득되었다(도 21a 참조).
키틴 및 식물성 오일을 1:2:20의 비율(키틴:식물성 오일:물)로 직경 10 mm의 30개의 볼로 670 RPM에서 3시간 동안 물로 밀링하였다. 안정한 균질 현탁액이 수득되었다(도 21b 참조).
키틴 및 식물성 오일을 1:1:20의 비율(키틴:식물성 오일:물)로 직경 10 mm의 30개의 볼로 670 RPM에서 3시간 동안 물로 밀링하였다. 안정한 균질 현탁액이 수득되었다(도 21c 참조).
키틴 및 대두유
키틴 및 대두유를 1:20:20의 비율(키틴:대두유:물)로 직경 10 mm의 30개의 볼로 670 RPM에서 3시간 동안 물로 분쇄하였다. 안정한 균질 현탁액이 수득되었다(도 22 참조).
실시예 7: 용매들의 혼합물
두 용매의 조합, 즉 글리세롤 + 물을 시험하였다. 간략하게, 키틴 및 글리세롤을 1:0.5:20의 비율(키틴:글리세롤:물)로 직경 10 mm의 50개의 볼을 사용하여 670 RPM에서 3시간 동안 물로 밀링하였다. 안정한 균질 현탁액이 얻어졌다(도 23 참조).
실시예 8: FTIR, SSNMR 및 PXRD에 의한 샘플의 특성분석
1) 샘플 제조
하기 샘플을 제조하고, FTIR, SSNMR 및 PXRD에 의한 특성분석을 위해 사용하였다. 100 mL 용량의 지르코니아 병 및 10 mm 직경의 지르코니아 볼을 갖는 수직 유성 밀(vertical planetary mill)(Tencan XQM-2ATM)을 사용하여 밀링을 수행하였다.
실크
플러피 실크(fluffy silk)를, 10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 사전-밀링 건조시켰으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 2.00:20의 비율로 물 중에서 사전-밀링된 실크를 밀링함으로써 실크 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 1시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
셀룰로스
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.50:20의 비율로 물 중에서 셀룰로스를 밀링함으로써 이러한 셀룰로스 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 1시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
콜라겐
콜라겐을, 10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 사전-밀링 건조시켰으되, 여기서 총 2시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 2.00:20의 비율로 물 중에서 사전-밀링된 콜라겐을 밀링함으로써 이러한 콜라겐 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 6시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
알긴산
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 :20의 비율로 물 중에서 알긴산을 밀링함으로써 이러한 알긴산 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
키틴
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.00:20의 비율로 물 중에서 키틴을 밀링함으로써 키틴 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
키토산
키토산을, 10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 사전-밀링 건조시켰으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 0.75:20의 비율로 물 중에서 사전-밀링된 키토산을 밀링함으로써 키토산 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
2) 퓨리에 변환 적외선 분광법(FTIR) 분석
중합체 현탁액을 상기 기재된 바와 같이 제조하였다. 이어서, FTIR 분광법을 수행하기 위해서 현탁액을 건조시키고, 분말로 분쇄하였다. 총 24회의 누적 스캔을 4000 cm-1 내지 400 cm-1의 범위에서 4 cm-1의 해상도로 획득하였다. FTIR 분광 분석의 그래프는 도 24a 내지 24f에 도시되어 있다.
실크
이 샘플에 대한 FTIR 분광 분석의 그래프는 도 24a에 도시되어 있다. 관련 피크는 3600-2800 cm-1 - OH 및 NH 스트레치; 1630, 1509 및 1222 cm-1 아미드이다.
셀룰로스
이 샘플에 대한 FTIR 분광 분석의 그래프는 도 24b에 도시되어 있다. 관련 피크는 3300 cm-1 - OH 스트레치; 1624 cm-1 - 셀룰로스에 흡수된 물 분자; ~ 1348 cm-1 - CH2 및 CH3 벤드; 1011 cm-1 - C-O 스트레치이다.
콜라겐
이 샘플에 대한 FTIR 분광 분석의 그래프는 도 24c에 도시되어 있다. 관련 피크는 3262 cm-1 - NH 스트레치; 3039, 2917, 2850 cm-1 - C-H 스트레치; 1625, 1523 cm-1 - 아미드 벤드이다.
알긴산
이 샘플에 대한 FTIR 분광법 분석의 그래프가 도 24d에 도시되어 있다. 관련 피크는 3335 cm-1 - OH 스트레치; 2909 cm-1 - C-H 스트레치; 1711, 1617 cm-1 - 카복실산; 1026 cm-1 - C-O 스트레치이다.
키틴
이 샘플에 대한 FTIR 분광법 분석의 그래프가 도 24e에 도시되어 있다. 관련 피크는 3245 cm-1 - OH 스트레치; 3070 cm-1 - NH 스트레치; 2903, 2854 cm-1 - 알켄; 1625, 1540 cm-1 - 아미드; 1022 cm-1 - C-O 스트레치이다.
키토산
이 샘플에 대한 FTIR 분광법 분석의 그래프가 도 24f에 도시되어 있다. 관련 피크는 3300 cm-1 - OH 및 NH 스트레치; 2860 cm-1 - 알켄; 1636, 1546 cm-1 - 아미드; 1020 cm-1 - C-O 스트레치이다.
3) 고체 상태 핵 자기 공명 특성분석(SSNMR)
고체 상태 핵 자기 공명(13C)(SSNMR)을 사용하여 건조 후 생체중합체 현탁액의 조성을 결정하였다. 현탁액을 상기 기재된 바와 같이 제조한 다음 건조시키고 분말로 분쇄하였다.
데이터는 4 mm Varian ChemagneticsTM 이중 공명 프로브(double-resonance probe)에서 1H에 대해 399.9 MHz 및 13C에 대해 100.5 MHz에서 작동하는 VNMRS 400TM 광폭보어 분광계(widebore spectrometer)를 사용하여 획득하였다. 재순환 지연은 4초였다. 샘플을 CP 접촉 시간 2 ms로 13 kHz에서 회전시키고, 2048 스캔을 각각의 샘플에 대해 수집하였다. 이들 분석의 그래프가 도 25a 내지 25f에 도시되어 있다.
실크
이 샘플에 대한 SSNMR 분석의 그래프가 도 25a에 도시되어 있다. 하기 피크 이동은 탄소와 연관된 상응하는 관능기를 입증한다: 172 ppm - 아미드; 156 ppm - 카보닐; 62 ppm - C-O; 55 ppm - CH; 49 ppm - CH2; 43 ppm - CH2; 17 ppm - CH3.
셀룰로스
이 샘플에 대한 SSNMR 분석의 그래프가 도 25b에 도시되어 있다. 하기 피크 이동은 탄소와 연관된 상응하는 관능기를 입증한다: 104 ppm - C-O; 82 ppm - O-CH; 75.4 ppm - O-CH; 62.5 ppm - O-CH2.
콜라겐
이 샘플에 대한 SSNMR 분석의 그래프가 도 25c에 도시되어 있다. 하기 피크 이동은 탄소와 연관된 상응하는 관능기를 입증한다: 174 ppm - 카보닐/아미드; 71 ppm - C-O; 59 ppm - 20 ppm - CH 변동; 17 ppm - CH3.
알긴산
이 샘플에 대한 SSNMR 분석의 그래프가 도 25d에 도시되어 있다. 하기 피크 이동은 탄소와 연관된 상응하는 관능기를 입증한다: 170 ppm - 카보닐; 103 ppm - C-O; 79 ppm - O-CH; 72 ppm - 67 ppm - O-CH.
키틴
이 샘플에 대한 SSNMR 분석의 그래프가 도 25e에 도시되어 있다. 하기 피크 이동은 탄소와 연관된 상응하는 관능기를 입증한다: 174 ppm - 카보닐; 104 ppm - C-O; 83 ppm - 55 ppm - O-CH; 23 ppm - CH3.
키토산
이 샘플에 대한 SSNMR 분석의 그래프를 도 25f에 나타낸다. 하기 피크 이동은 탄소와 관련된 상응하는 작용기를 입증한다: 174 ppm - 카보닐; 104 ppm - C-O; 83 ppm - 55 ppm - O-CH; 23 ppm - CH3.
4) 파워 X-선 회절(PXRD) 특성 분석
PXRD(Power X-Ray Diffraction) 특성분석 PXRD를 사용하여 건조 후 생체중합체 현탁액의 결정도 패턴을 조사하였다. 이러한 패턴은 건조된 생성물에 대한 식별 도구로서 사용될 수 있다.
현탁액을 상기 기재된 바와 같이 제조한 다음, 건조시키고 분말로 분쇄하였다. Cu-Kα(λ = 1.54 A) 광원이 장착된 브루커 D8 ADVANCE™ X-선 회절계를 사용하여 제로-백그라운드 플레이트(zero-background plate) 상에서 샘플 회절도를 0.02도 증분으로 4°에서 50°까지 기록하였다. PXRD 패턴의 그래프를 도 26a 내지 26f에 나타낸다.
실크
이 샘플에 대한 PXRD 패턴의 그래프를 도 26a에 나타낸다. 주 피크는 다음과 같다: 2θ = 10.71°, 20.64°, 30.45°
셀룰로스
이 샘플에 대한 PXRD 패턴의 그래프를 도 26b에 나타낸다. 주 피크는 다음과 같다: 2θ = 20.39°, 28.34°, 30.43°, 31.53°, 35.32°
콜라겐
이 샘플에 대한 PXRD 패턴의 그래프를 도 26c에 나타낸다. 주 피크는 다음과 같다: 2θ = 8.21°, 19.8°, 20.5°, 26.82°, 28.56°, 30.47°, 31.57°, 35.48°
알긴산
이 샘플에 대한 PXRD 패턴의 그래프를 도 26d에 나타낸다. 주 피크는 다음과 같다: 2θ = 14.58°, 15.85°, 20.97°, 28.5°, 30.43°
키틴
이 샘플에 대한 PXRD 패턴의 그래프를 도 26e에 나타낸다. 주 피크는 다음과 같다: 2θ = 9.58°, 13.06°, 19.62°, 20.95°, 20.62°, 26.40°, 28.36°, 30.43°, 31.57°, 35.30°
키토산
이 샘플에 대한 PXRD 패턴의 그래프를 도 26f에 나타낸다. 주 피크는 다음과 같다: 2θ = 13.52°, 20.21°, 28.42°, 30.33°, 31.63°, 35.40°
실시예 9: 동적 광 산란(DLS)에 의한 샘플의 특성분석
동적 광 산란를 이용하여 현탁액 중 입자 크기를 결정하였다. 현탁액을 하기 기재된 바와 같이 제조하였다.
1) 샘플 제조
실크
플러피 실크(fluffy silk)를, 10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 사전-밀링 건조시켰으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 2.00:20의 비율로 물 중에서 사전-밀링된 실크를 밀링함으로써 실크 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 1시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
셀룰로스
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.50:20의 비율로 물 중에서 셀룰로스를 밀링함으로써 셀룰로스 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
콜라겐
콜라겐을, 10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 사전-밀링 건조시켰으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.25:20의 비율로 사전-밀링된 콜라겐을 물 중에서 밀링함으로써 콜라겐 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
알긴산
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.00:20의 비율로 물 중에서 알긴산을 밀링함으로써 이러한 알긴산 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
키토산
키토산을, 10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 사전-밀링 건조시켰으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.50:20의 비율로 물 중에서 사전-밀링된 키토산을 밀링함으로써 키토산 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 2시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
2) DLS 측정
상기 기재된 바와 같이 제조된 샘플을, 희석액이 탁하지 않은 15 mL의 물 중에 샘플 1 방울을 사용하여 물에 희석하였다. 측정은 매번 2분의 기간 동안 3회 반복하여 완료하였다. 온도는 25℃, 점도(cP)는 0.8900, 굴절률은 1.3310, 산란각은 90°로 유지되었다.
DLS를 사용하여 결정된 값은 SEM을 사용하여 건조 중합체 입자와 비교하여 팽윤된 중합체 입자를 나타낸다.
3) 결과
아래 표 3은 각 샘플의 입자 크기 측정 결과를 요약한 것이다:
[표 3]
제조된 현탁액의 DLS 측정
실시예 10: 광 투과율에 의한 샘플의 특성분석
투과율은 광이 물질을 통과하는 능력을 입증한다. 이러한 측정은 현탁액의 불투명도를 나타낼 수 있고, 스펙트럼은 다양한 나노-생체중합체 현탁액/용액을 구별하기 위해 비교될 수 있다.
1) 샘플 제조
실크
플러피 실크(fluffy silk)를, 10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 사전-밀링 건조시켰으되, 여기서 총 1시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.50:20의 비율로 물 중에서 사전-밀링된 실크를 밀링함으로써 실크 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 1시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
셀룰로스
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 2.00:20의 비율로 물 중에서 셀룰로스를 밀링함으로써 셀룰로스 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
콜라겐
콜라겐을, 10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 사전-밀링 건조시켰으되, 여기서 총 2시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.00:20의 비율로 사전-밀링된 콜라겐을 물 중에서 밀링함으로써 콜라겐 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
알긴산
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.00:20의 비율로 물 중에서 알긴산을 밀링함으로써 이러한 알긴산 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
키틴
키틴을, 10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 0.60:20의 비율로 물 중에서 밀링함으로써 키틴 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
키토산
키토산을, 10+1 Alt 방법을 사용하여 30 단위의 10 mm 볼로 670 RPM에서 사전-밀링 건조시켰으되, 여기서 총 1시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.00:20의 비율로 물 중에서 사전-밀링된 키토산을 밀링함으로써 키토산 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 1시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
2) 투과율 측정
상기 샘플을 Thermo Scientific EvolutionTM 260 바이오 상에서 200 nm 내지 800 nm의 % 투과율 모드에 대해 석영 큐벳에서 측정하였다. 또한, 400 내지 320 nm 범위의 흡광도는 UV-A 범위이고, 320 내지 280 nm 범위의 흡광도는 자외선 차단제에 대한 UV-B 범위이다. 모든 현탁액은 290 nm 내지 800 nm의 흡광도를 나타낸다.
투과율 스펙트럼의 그래프는 실크(도 27a), 셀룰로스(도 27b), 콜라겐(도 27c), 알긴산(도 27d), 키틴(도 27e) 및 키토산(도 27f)에 대해 도 27a 내지 27f에 도시되어 있다. 도시되지는 않았지만, 샘플을 희석할 때 투과율의 백분율이 증가하였다.
실시예 11: 주사 전자 현미경(SEM)에 의한 샘플 특성 분석
1) 샘플 제조
실크
플러피 실크를, 10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 사전-밀링 건조시켰으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.00:20의 비율로 물 중에서 사전-밀링된 실크를 밀링함으로써 실크 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 15분 또는 1시간 또는 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
셀룰로스
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.00:20의 비율로 물 중에서 셀룰로스를 밀링함으로써 셀룰로스 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 15분 또는 1시간 또는 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
알긴산
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.00:20의 비율로 물 중에서 알긴산을 밀링함으로써 이러한 알긴산 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 15분 또는 1시간 또는 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
키틴
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.00:20의 비율로 물 중에서 키틴을 밀링함으로써 키틴 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 15분 또는 1시간 또는 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
키토산
키토산을, 10+1 Alt 방법을 사용하여 30 단위의 10 mm 볼로 670 RPM에서 사전-밀링 건조시켰으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.00:20의 비율로 물 중에서 사전-밀링된 키토산을 밀링함으로써 키토산 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 15분 또는 1시간 또는 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
2) SEM 영상화
상기 기재된 바와 같이 중합체 현탁액을 제조하였다. 이어서, 샘플 현탁액을 5mL의 물에 한 방울씩 희석하였다. 한 방울의 희석액을 SEM 스터브에 첨가한 다음, 측정 전에 백금으로 코팅하였다.
SEM 사진이 도 28a 내지 도 32g에 도시되어 있다. 하기 표 4는 15분, 1시간 또는 3시간 동안 물 중에서 밀링된 샘플의 관찰된 특성을 요약한다.
[표 4]
SEM에 의해 평가된 샘플의 특성
실시예 12: 생체중합체 스위프 현탁 시험
밀링을 통해 생성된 생체중합체/물질 현탁액을 추가로 조사하기 위해, 밀링된 샘플의 스위프 및 이들의 비-밀링된 버전을 분화(differentiation)의 시각적 확인을 위해 비교하였다. 키틴, 키토산, 셀룰로스, 콜라겐, 펙틴, 젤라틴 및 밀랍을 현탁-능력(suspension-ability)에 대해 연구하였다.
미세 분말 생체중합체 샘플을 1:20의 비율로 물에 첨가하였다. 혼합물을 10+1 Alt에 따라 밀링하였다. 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
밀링 전후의 시각적 평가를 수행하여 비교하였다. 키틴, 키토산, 셀룰로스, 콜라겐, 알긴산은 모두 밀링 공정 전에 물에 용해되지 않는 것으로 밝혀진 반면, 이들은 밀링 후에 성공적으로 현탁되었다. 그러나, 펙틴, 젤라틴, 리그닌, 구아 검 및 잔탄 검은 일부 또는 완전한 용해도를 나타냈고, 일부 경우에, 추가로 용해되도록 밀링될 수 있었다. 밀랍은 밀링에 의해 용해되지도 않고 현탁되지도 않으며; 이는 물의 표면에서 부유한다. 아가로스는 물에 용해되지 않고, 밀링은 두꺼운 고체 겔을 생성한다. 이들 관찰 결과가 표 5에 요약되어 있다.
[표 5]
밀링 전후 생체중합체의 현탁
실시예 13: 유동학적 거동
생체중합체 현탁액의 유동학적 데이터는 전단 박화가 관찰됨을 입증하는데 유용할 수 있다. 이는 또한 특정 제형으로 달성된 점도의 예를 제공할 수 있다. 따라서, 키틴, 키토산, 셀룰로스, 콜라겐, 실크 및 알긴산의 다양한 중합체 현탁액의 유동학적 거동뿐만 아니라 키틴-실크-콜라겐, 키틴-미네랄 오일 및 키틴-밀랍으로 이루어진 블렌드를 조사하였다.
1) 샘플 제조
실크
플러피 실크(fluffy silk)를, 10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 사전-밀링 건조시켰으되, 여기서 총 6시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 2.00:20의 비율로 물 중에서 사전-밀링된 실크를 밀링함으로써 실크 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 6시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
셀룰로스
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.50:20의 비율로 물 중에서 셀룰로스를 밀링함으로써 셀룰로스 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
콜라겐 1.25
콜라겐을, 10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 사전-밀링 건조시켰으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.25:20의 비율로 사전-밀링된 콜라겐을 물 중에서 밀링함으로써 콜라겐 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
콜라겐 1.50
콜라겐을, 10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 사전-밀링 건조시켰으되, 여기서 총 2시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.50:20의 비율로 사전-밀링된 콜라겐을 물 중에서 밀링함으로써 콜라겐 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 1시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
알긴산
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.00:20의 비율로 물 중에서 알긴산을 밀링함으로써 이러한 알긴산 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
키틴
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.00:20의 비율로 물 중에서 키틴을 밀링함으로써 키틴 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
키토산
키토산을, 10+1 Alt 방법을 사용하여 30 단위의 10 mm 볼로 670 RPM에서 사전-밀링 건조시켰으되, 여기서 총 1시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.00:20의 비율로 물 중에서 사전-밀링된 키토산을 밀링함으로써 키토산 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 1시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
키틴 미네랄 오일
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.00:0.50:20의 비율로 물 중에서 키틴을 미네랄 오일로 밀링함으로써 키틴 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
키틴 밀랍
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 0.90:20의 비율로 물 중에서 키틴을 밀링함으로써 키틴 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다. 밀랍을 0.50:0.90:20의 비율로 첨가하고 동일한 조건에서 3시간 동안 밀링하였다.
키틴 콜라겐 실크
콜라겐을, 10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 사전-밀링 건조시켰으되, 여기서 총 2시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
플러피 실크를, 10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 사전-밀링 건조시켰으되, 여기서 총 6시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 0.70:0.15:0.15:20의 비율로 물 중에서 키틴, 콜라겐 및 실크를 밀링함으로써 키틴 콜라겐 및 실크 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
2) 결과
도 33은 각각의 중합체 현탁액 및 이들의 블렌드에 대한 레올로지 중합체 스위프를 나타낸다.
실시예 14: 레올로지 키틴 사전-밀링 효과
키틴 현탁액의 레올로지 효과를 비율 및 사전-밀링 효과와 비교하였다. 키틴 현탁액은 0.60, 0.80, 1.00 및 2.00의 비율로 동일한 조건 하에서 제조하였으며, 키틴을 그대로 사용하거나 입자 크기를 감소시키기 위해 사전-밀링하였다.
사전-밀링 없음: 10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 0.60:20(또는 0.8:20, 또는 1.00:20 또는 2.00:20)의 비율로 물 중에서 키틴을 밀링함으로써 키틴 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
사전-밀링 있음: 키틴을, 10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 사전-밀링 건조시켰으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다. 10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 0.60:20(또는 0.8:20, 또는 1.00:20 또는 2.00:20)의 비율로 물 중에서 사전-밀링된 키틴을 밀링함으로써 키틴 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
도 34에 나타낸 바와 같이, 전체 비교는 사전-밀링이 사용된 키틴 비(chitin ratio)에 관계없이 최종 점도가 감소함을 나타낸다. 따라서, 이러한 결과는 점도가 사전-밀링 단계에 의해 절반 초과만큼 감소될 수 있음을 나타낸다. 이는, 필요한 경우, 생체중합체 현탁액의 최종 점도에 영향을 미치지 않으면서 더 많은 물질이 포함될 수 있게 한다는 점에서 매우 유리하다.
실시예 15: N-아세틸 글루코사민의 1H NMR
일반적으로, 본원에 기재된 키틴 현탁액은 키틴 및 물만으로 구성되며, 키틴 분해의 정도는 중합체의 수용성 형태에 도달하는 것으로 예측된다. 1HNMR 분광법을 수행하여 본 키틴 제형 중에 존재하는 생체중합체 종의 유형에 대한 통찰력을 얻었다. 예비 결과는 키틴의 단량체 및 이량체 형태에 대한 예측된 스펙트럼과 부분적으로 일치하는 특징을 갖는 수용성 성분의 존재를 나타낸다.
1) 샘플 제조
2개의 키틴 현탁액을 하기와 같이 생성하였다. 키틴을, 10+1 Alt 방법을 사용하여 90 단위의 10 mm 볼로 670 RPM에서 0.90:20의 비율로 물 중에서 밀링하였으되, 여기서 총 12시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다. 이어서, 키틴 현탁액을 3 ㎛의 WhatmanTM 필터를 사용하여 진공 하에 여과하여 제형의 수용성 성분을 포획하였다.
이어서, 샘플을 1H NMR 분광법에 적용하였으되, 여기서 여과액을 동결건조시키고, 생성된 고체를 분석 전에 D2O로 재현탁시켰다. N-아세틸 글루코사민 표준물을 또한 동시에 분석하였다.
2) 결과
예측 스펙트럼
도 35b에 나타낸 바와 같이, ChemDrawTM 소프트웨어(V 16.0.1.49)를 사용하여 N-아세틸 글루코사민(NAG; 도 35a)에 대한 예측 스펙트럼을 생성하였다.
NAG 표준물과 키틴 현탁 수용성 여과액의 비교
2개의 키틴 현탁액((#1 및 #2))을 하기와 같이 생성하였다. 간단히, 10+1 Alt 방법을 사용하여 90 단위의 10 mm 볼로 670 RPM에서 0.90:20의 비율로 물 중에서 키틴을 밀링하였으되, 여기서 총 12시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다. 이어서, 키틴 현탁액을 3 ㎛의 WhatmanTM 필터를 사용하여 진공 하에 여과하여 제형의 수용성 성분을 포획하였다. 이어서, 2개의 현탁액을 1HNMR 분광법을 통해 분석하였다. 기재된 방법을 통해 수용성 성분의 일관된 생성을 나타내는 두 복제물에 대해 유사한 전체 스펙트럼을 주목하였다(도 36a 및 도 36b).
이어서, 키틴 현탁액 #2에 대한 1HNMR 특징을 N-아세틸 글루코사민 표준물에 대해 생성된 1HNMR 스펙트럼과 비교하였다. 도 36c에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 키틴 현탁액 중의 키틴 단량체 종 및 다른 수용성 키틴 성분의 존재에 대한 사전 증거를 제공하는 이들 스펙트럼 사이에 전체적인 일치가 발견되었다.
실시예 16: N-아세틸 글루코사민 도핑된 키틴 현탁액
본 발명에 따른 키틴 현탁액은 독특하게 장쇄의 N-아세틸 글루코사민으로 구성되어 있기 때문에, N-아세틸 글루코사민 단량체의 첨가로 현탁액의 안정성을 조사하였다.
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 a) 0.80:0.04:20(즉, 5% w/w NAG) 또는 b) 0.80:0.08:20(즉, 10% w/w NAG)의 비율로 물 중에서 키틴 및 N-아세틸 글루코사민(NAG)을 밀링함으로써 키틴 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
도시되지는 않았지만, 생성된 키틴-NAG-물 현탁액은 균질하고 안정하였다. 이들 결과는 N-아세틸 글루코사민 단량체가 첨가제로서 키틴 현탁액에 혼입될 수 있음을 입증하며, 이에 의해 본 발명의 이러한 제형에 대한 확립된 노화방지제, 예를 들어 NAG의 첨가에 대한 커다란 가능성을 나타낸다.
실시예 17: 메이크업 컬러 테스트
착색된 첨가제 및 분말, 예를 들어 마이카 분말을 보유하는 본 발명의 생체중합체 현탁액의 능력을 시험하기 위한 연구를 수행하였다.
10+1 Alt 방법을 사용하여 30 단위의 10 mm 볼로 670 RPM에서 0.80:20의 비율로 물 중에서 키틴을 밀링함으로써 키틴 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
이어서, 다양한 색상의 상업적으로 입수가능한 마이카(mica) 분말(예를 들어 청동, 겨자, 코발트, 타일, 마우베, 적색)을 개별적으로 키틴 현탁액에 첨가하고, 주걱을 사용하여 수동으로 혼합하였다. 3 ml의 현탁액 중의 10 mg 내지 100 mg 범위의 마이카 양을 제조하였다.
예시적인 시험으로서, 다양한 색상의 마이카 분말(100 mg)을 키틴 제제 중에 균질하게 현탁시킨 후, 피부에 도포하였다.
도시되지는 않았지만, 제제는 균질하게 건조한 것으로 밝혀졌으며, 벗겨짐 없이 촉감이 매끄러운 것으로 밝혀졌다. 색 포화도의 강도는 현탁액에 도입된 마이카의 양에 비례하였다. 착색된 현탁액은 사용자의 피부에 착색된 잔기를 남기지 않고 물로 문질러서 쉽게 세척하여 제거할 수 있다.
이러한 결과는 마이카가 키틴 현탁액에 적절하게 현탁될 수 있음을 나타내며, 메이크업-관련 화장품 적용을 위한 본 발명의 생체중합체 제형의 용도를 확인한다.
실시예 18: 오일 및 왁스 생체중합체 현탁액
오일 및 왁스와 같은 첨가제의 존재 하에 균질하게 유지되는 그들의 능력에 대해 본 발명에 따른 오일 및 왁스 생체중합체 현탁액을 조사하였다.
1) 샘플 제조
키틴-미네랄-오일(Chitin-Mineral Oil): 10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.00:0.50:20의 비율로 물 중에서 키틴 및 미네랄 오일을 밀링함으로써 키틴 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
키틴-밀랍(Chitin-Beeswax): 10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 0.90:20의 비율로 물 중에서 키틴을 밀링함으로써 키틴 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다. 키틴 현탁액에 밀랍을 첨가한 후 또다른 3시간 동안 밀링하여 0.90:0.50:20의 최종 키틴:밀랍:물의 비율을 만들었다.
키토산-첨가제: 키토산을, 10+1 Alt 방법을 사용하여 30 단위의 10 mm 볼로 670 RPM에서 사전-밀링하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다. 10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.20:20의 비율로 물 중에서 키토산을 밀링함으로써 키토산 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 2시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다. 키토산 현탁액에 밀랍 또는 미네랄 오일을 첨가한 후 또다른 2시간 동안 밀링하여 1.20:0.50:20의 최종 키토산:밀랍:물 또는 키토산:미네랄 오일:물의 비율을 만들었다.
셀룰로스-첨가제: 10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.00:20의 비율로 물 중에서 셀룰로스를 밀링함으로써 셀룰로스 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 1시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다. 셀룰로스 현탁액에 밀랍 또는 미네랄 오일을 첨가한 후 또다른 1시간 동안 밀링하여 1.00:0.50:20의 최종 셀룰로스:밀랍:물 또는 셀룰로스:미네랄 오일:물의 비율을 만들었다.
알긴산-첨가제: 10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 2.00:20의 비율로 물 중에서 알긴산을 밀링함으로써 알긴산 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다. 알긴산 현탁액에 밀랍 또는 미네랄 오일을 첨가한 후 또다른 3시간 동안 밀링하여 2.00:0.50:20의 최종 알긴산:밀랍:물 또는 알긴산:미네랄 오일:물의 비율을 만들었다.
콜라겐-첨가제: 콜라겐을, 10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 사전-밀링하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다. 10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.00:20의 비율로 물 중에서 콜라겐을 밀링함으로써 콜라겐 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다. 콜라겐 현탁액에 밀랍 또는 미네랄 오일을 첨가한 후 또다른 3시간 동안 밀링하여 1.00:0.50:20의 최종 콜라겐:밀랍:물 또는 콜라겐:미네랄 오일:물의 비율을 만들었다.
실크-첨가제: 실크를 10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 사전-밀링하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다. 10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.00:20의 비율로 물 중에서 실크를 밀링함으로써 실크 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 6시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다. 실크 현탁액에 밀랍 또는 미네랄 오일을 첨가한 후 또다른 3시간 동안 밀링하여 1.00:0.50:20의 최종 실크:밀랍:물 또는 실크:미네랄 오일:물의 비율을 만들었다.
2) 결과
생성된 생체중합체-첨가제-물 현탁액은 키틴 블렌드, 키토산 블렌드, 셀룰로스 블렌드, 알긴산 블렌드, 콜라겐 블렌드 및 실크 블렌드에 대해 안정하고 균질하였다. 모든 생성된 블렌드는 피부 상에 매끄러운 도포를 제공하였다(데이터는 제시되지 않음). 이러한 결과는 본 발명에 따른 생체중합체 현탁액이 첨가제를 성공적으로 혼입할 수 있음을 확인시켜 준다.
실시예 19: 인삼 현탁액의 제조
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.00:20의 비율로 물 중에서 인삼 분말을 밀링함으로써 인삼 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 1시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
(도 1 및 도 2)에 도시된 바와 같이, 인삼 분말은 물 속에 용해되지 않았지만, 밀링은 안정하고 균질 현탁액을 생성하였다. 표 6에 상세히 기재된 바와 같이, 전단 속도를 증가시킴으로써 밀링된 현탁액의 점도를 감소시키는 것이 또한 가능하였다.
[표 6]
현탁된 인삼의 점도
실시예 20: 첨가제를 함유하는 현탁액의 제조
생체중합체 현탁액을 만들 때 입자의 응집(agglomeration) 및 응집력(cohesion)으로 인해 현탁액 상단에서 일부 물이 분리될 수 있기 때문에 종종 분리가 된다. 에멀젼화제는 전형적으로 오일 및 수성 상을 함께 유지하는 것을 돕는다.
본 발명의 생체중합체 현탁액에서 발생할 수 있는 임의의 분리 문제를 해결하는 이들의 능력에 대해 상이한 첨가제를 시험하였다.
샘플을, 분리, 응집체의 형성 및 점도에 대해 평가하였다. 현탁 후 분리를 나타내지 않는 샘플을 4000 RPM에서 10분 동안 원심분리 시험으로 시험하였다. 하기 첨가제를 셀룰로스 현탁액에 첨가하였다: 세틸 알코올, 글리세릴 스테아레이트, PC90, PSC3, PEG, 구아, 잔탄 검, 아가로스, 나트륨 히알루로네이트, Tween 80TM, 글리세롤(습윤제).
1) 셀룰로스
1.1) Tween 80 TM
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.5:1.25:20의 셀룰로스:첨가제:물의 비율로 물 중에서 셀룰로스를 밀링함으로써 셀룰로스 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
결과: 상 분리: < 1 mL; 응집물의 형성: 없음; 색상 변화: 없음, 여전히 백색; 점도: 표 7 참조.
[표 7]
Tween 80TM 첨가제를 포함하는 셀룰로스 현탁액의 점도
1.2) 글리세릴 스테아레이트
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.5:1.25:20의 셀룰로스:첨가제:물의 비율로 물 중에서 셀룰로스를 밀링함으로써 셀룰로스 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
결과: 상 분리: 없음; 응집물의 형성: 없음; 색상 변화: 없음, 여전히 백색; 점도: 표 8 참조.
[표 8]
글리세릴 스테아레이트 첨가제를 포함하는 셀룰로스 현탁액의 점도
1.3) 세틸 알코올
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.5:1.25:20의 셀룰로스:첨가제:물의 비율로 물 중에서 셀룰로스를 밀링함으로써 셀룰로스 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
결과: 상 분리: < 1 mL; 응집물의 형성: 없음; 색상 변화: 없음, 여전히 백색; 점도: 표 9 참조.
[표 9]
세틸 알코올 첨가제를 포함하는 셀룰로스 현탁액의 점도
1.4) 나트륨 히알루로네이트
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.5:1.25:20의 셀룰로스:첨가제:물의 비율로 물 중에서 셀룰로스를 밀링함으로써 셀룰로스 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
결과: 상 분리: 없음; 응집물의 형성: 없음; 색상 변화: 밝은 회색, 여전히 백색; 점도: 점도가 너무 높아 우리가 보유한 스핀들 및 챔버를 사용한 Brookfield 점도계로 측정할 수 없음(최대 1M mPa·s).
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.5:0.2:20의 셀룰로스:첨가제:물의 비율로 물 중에서 셀룰로스를 밀링함으로써 또 다른 셀룰로스 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
결과: 상 분리: 없음; 응집물의 형성: 없음; 색상 변화: 없음, 여전히 백색; 점도: 표 10 참조.
[표 10]
나트륨 히알루로네이트 첨가제를 포함하는 셀룰로스 현탁액의 점도
1.5) PSC3
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.5:1.25:20의 셀룰로스:첨가제:물의 비율로 물 중에서 셀룰로스를 밀링함으로써 셀룰로스 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
결과: 상 분리: 없음; 응집물의 형성: 없음; 색상 변화: 없음, 여전히 백색; 점도: 표 11 참조.
[표 11]
PSC3 첨가제를 포함하는 셀룰로스 현탁액의 점도
1.6) PC90
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.5:30:20의 셀룰로스:첨가제:물의 비율로 물 중에서 셀룰로스를 밀링함으로써 셀룰로스 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
결과: 상 분리: ~2 mL; 응집물의 형성: 없음; 색상 변화: 없음, 여전히 백색; 점도: 표 12 참조.
[표 12]
PC90 첨가제를 포함하는 셀룰로스 현탁액의 점도
1.7) 아가로스
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.5:0.5:20의 셀룰로스:첨가제:물의 비율로 물 중에서 셀룰로스를 밀링함으로써 셀룰로스 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
결과: 상 분리: 없음; 응집물의 형성: 없음; 색상 변화: 밝은 회색; 점도: 형성된 고체 겔, 점도가 너무 높아 우리가 보유한 스핀들 및 챔버를 사용한 Brookfield 점도계로 측정할 수 없음(최대 1M mPa·s).
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.5:0.2:20의 셀룰로스:첨가제:물의 비율로 물 중에서 셀룰로스를 밀링함으로써 또 다른 셀룰로스 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
결과: 상 분리: 없음; 응집물의 형성: 없음; 색상 변화: 없음, 여전히 백색; 점도: 점도가 너무 높아 우리가 보유한 스핀들 및 챔버를 사용한 Brookfield 점도계로 측정할 수 없음(최대 1M mPa·s).
1.8) 산탄 검
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.5:0.5:20의 셀룰로스:첨가제:물의 비율로 물 중에서 셀룰로스를 밀링함으로써 셀룰로스 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
결과: 상 분리: 없음; 응집물의 형성: 없음; 색상 변화: 없음, 여전히 백색; 점도: 표 13 참조
[표 13]
산탄 검 첨가제를 포함하는 셀룰로스 현탁액의 점도
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.5:0.2:20의 셀룰로스:첨가제:물의 비율로 물 중에서 셀룰로스를 밀링함으로써 또 다른 셀룰로스 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
결과: 상 분리: 없음; 응집물의 형성: 없음; 색상 변화: 없음, 여전히 백색; 점도: 표 14 참조
[표 14]
산탄 검 첨가제를 포함하는 셀룰로스 현탁액의 점도
1.9) PEG 20K
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.5:0.5:20의 셀룰로스:첨가제:물의 비율로 물 중에서 셀룰로스를 밀링함으로써 셀룰로스 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
결과: 상 분리: < 1 mL; 응집물의 형성: 없음; 색상 변화: 없음, 여전히 백색; 점도: 표 15 참조.
[표 15]
PEG 20K 첨가제를 포함하는 셀룰로스 현탁액의 점도
1.10) 글리세롤
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.5:1.25:20의 셀룰로스:첨가제:물의 비율로 물 중에서 셀룰로스를 밀링함으로써 셀룰로스 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
결과: 상 분리: < 1 mL; 응집물의 형성: 없음; 색상 변화: 없음, 여전히 백색; 점도: 표 16 참조.
[표 16]
글리세롤 첨가제를 포함하는 셀룰로스 현탁액의 점도
1.11) 구아
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.5:0.15:20의 셀룰로스:첨가제:물의 비율로 물 중에서 셀룰로스를 밀링함으로써 셀룰로스 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
결과: 상 분리: 없음; 응집물의 형성: 없음; 색상 변화: 회색; 점도: 표 17 참조.
[표 17]
구아 첨가제를 포함하는 셀룰로스 현탁액의 점도
2) 키틴
2.1) 세틸 알코올
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1:20의 키틴:물의 비율로 물 중에서 키틴을 밀링함으로써 키틴 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다. 세틸 알코올을 첨가하여 1:1.25:20의 키틴:세틸 알코올:물의 비율을 생성한 다음 동일한 조건 하에서 3시간 동안 밀링하였다.
결과: 상 분리: ~2 mL; 응집물의 형성: 없음; 색상 변화: 밝은 회색; 점도: 표 18 참조.
[표 18]
세틸 알코올 첨가제를 포함하는 키틴 현탁액의 점도
2.2) 글리세실 스테아레이트
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1:20의 키틴:물의 비율로 물 중에서 키틴을 밀링함으로써 키틴 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다. 세틸 알코올을 첨가하여 1:1.25:20의 키틴:글리세릴 스테아레이트:물의 비율을 생성한 다음 동일한 조건 하에서 3시간 동안 밀링하였다.
결과: 상 분리: 없음; 응집물의 형성: 없음; 색상 변화: 없음, 여전히 백색; 점도: 표 19 참조.
[표 19]
글리세릴 스테아레이트 첨가제를 포함하는 키틴 현탁액의 점도
3) 키토산
3.1) 세틸 알코올
키토산을, 10+1 Alt 방법을 사용하여 30 단위의 10 mm 볼로 670 RPM에서 사전-밀링하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다. 10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.3:20의 키토산:물의 비율로 물 중에서 키토산을 밀링함으로써 키토산 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다. 세틸 알코올을 첨가하여 1:1.25:20의 키토산:세틸 알코올;물의 비율을 생성한 다음 동일한 조건 하에서 3시간 동안 밀링하였다.
결과: 상 분리: 없음; 응집물의 형성: 없음; 색상 변화: 없음, 여전히 회백색(off-white); 점도: 표 20 참조.
[표 20]
세틸 알코올 첨가제를 포함하는 키토산 현탁액의 점도
3.2) 글리세릴 스테아레이트
키토산을, 10+1 Alt 방법을 사용하여 30 단위의 10 mm 볼로 670 RPM에서 사전-밀링하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다. 10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.3:20의 키토산:물의 비율로 물 중에서 키토산을 밀링함으로써 키토산 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다. 글리세릴 스테아레이트를 첨가하여 1:1.25:20의 키토산:글리세릴 스테아레이트;물의 비율을 생성한 다음 동일한 조건 하에서 3시간 동안 밀링하였다.
결과: 상 분리: 없음; 응집물의 형성: 없음; 색상 변화: 없음, 여전히 회백색(off-white); 점도: 표 21 참조.
[표 21]
글리세릴 스테아레이트 첨가제를 포함하는 키토산 현탁액의 점도
4) 원심 분리 시험
샘플을 4000 RPM에서 10분 동안 원심분리하였다. 결과는 다음과 같았다:
＊ 200 μL 미만의 글리세릴 스테아레이트를 갖는 셀룰로스가 분리됨;
＊ ~ 5 mL의 세틸 알코올을 갖는 셀룰로스가 분리됨;
＊ PSC3을 갖는 셀룰로스, 분리 없음;
＊ 산탄 검을 갖는 셀룰로스, 분리 없음;
＊ 나트륨 히알루로네이트를 갖는 셀룰로스, 분리 없음;
＊ 나트륨 히알루로네이트를 갖는 셀룰로스, 물 이외의 ~ 6 mL의 겔의 분리;
＊ 세틸 알코올을 갖는 키틴, ~ 4 mL 분리됨;
＊ 글리세릴 스테아레이트를 갖는 키틴, 분리 없음;
＊ 세틸 알코올을 갖는 키토산, ~ 2 mL 분리됨;
＊ 글리세릴 스테아레이트를 갖는 키토산, ~ 2 mL 분리됨
결 론
글리세릴 스테아레이트, 세틸 알코올, 타라 검, 나트륨 히알루로네이트, PSC3, 산탄 검, 및 구아는 사용된 첨가제의 적절한 양으로 현탁액을 안정화시키는 것으로 보인다. 첨가제를 함유하는 제형의 전체 점도는 상당히 증가되는 것이 주목되었고, 이는 다른 첨가제의 첨가에 의해 완화될 수 있다. 원심분리를 통한 추가의 분리 시험(4000 RPM에서 10분)에서, 글리세릴 스테아레이트, PSC3, 산탄 검 및 나트륨 히알루로네이트 블렌드는 그의 안정한 상태를 지속하는 것으로 나타났다.
실시예 21: 꽃 기반 현탁액(flower based suspensions)
라벤더, 크리산테뭄(chrysanthemum), 로즈버드(rosebud), 자스민 및 칼렌듈라(calendula) 꽃을 상기 꽃 및 물만을 함유하는 현탁액으로 변형시켰다.
여기서 모든 샘플에 대해, 꽃을 건조시켰다. 건조 꽃을 30초 동안 블레이드 분쇄기에서 더 작은 입자로 분쇄하였다.
건조된, 분쇄된 꽃 입자를, 10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 사전-밀링 건조시키되, 여기서 총 1시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 2.00:20의 비율로 물 중에서 꽃 분말을 밀링함으로써 꽃 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 1시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
1) 라벤더: 현탁액의 외관: 균질한 진한 녹색. 점도: 표 22 참조.
[표 22]
라벤더 현탁액 2:20의 점도
2) 크리산테뭄: 현탁액의 외관: 균질한 진한 베이지색. 점도: 표 23 참조.
[표 23]
크리산테뭄 현탁액 2:20의 점도
3) 로즈버드: 현탁액의 외관: 균질한 황색/베이지색. 점도: 표 24 참조.
[표 24]
로즈버드 현탁액 2:20의 점도
4) 자스민: 현탁액의 외관: 균질한 갈색. 점도: 표 25 참조.
[표 25]
자스민 현탁액 2:20의 점도
5) 칼렌듈라: 현탁액의 외관: 균질한 진한 황색(mustard.). 점도: 표 26 참조.
[표 26]
칼렌듈라 현탁액 2:20의 점도
결 론: 유리하게는, 건조 꽃은 적절한 점도를 갖는 균질 현탁액을 제조하기에 적합한 물질일 수 있다. 전체적으로 냄새는 제조 직후에도 여전히 쾌적하다. 보존제는 장기간 보관을 위해 현탁액을 안정화시키는 것이 바람직할 수 있다.
실시예 22: 동결/해동 사전처리
동결/해동은 중합체 사슬 사이의 수소 결합을 방해하고, 이에 의해 생체중합체의 팽윤을 증가시시킬 가능성이 있으므로 밀링 전 사전처리 기법으로서 시험하였다.
생체중합체를 -15℃에서 10시간 동안 해동시키기 전에 습윤시킨 다음 동결시켰다. 이러한 동결/해동 사이클을 2회 반복하였다. 이어서, 처리된 생체중합체를 밀링하여 현탁시켰다.
생체중합체를 적어도 충분한 물과 함께 습윤시키고 물로 포화될 때까지 혼합하였다. 혼합물을 -15℃에서 10시간 동안 동결시킨 다음 해동시켰다. 이러한 동결/해동 사이클을 2회 반복하였다. 이어서, 처리된 생체중합체를 밀링하여 현탁시켰다. 상 분리, 응집체의 형성, 색상 변화 및 점도에 대해 시각적 관찰 결과를 기록하였다.
1) 키틴
키틴 혼합물의 동결 사전처리는 추가의 물로 준비하여 1:20의 비율의 현탁액을 생성하였다. 10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 혼합물을 밀링하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
결과: 상 분리: 없음; 응집체의 형성: 없음; 색상 변화: 베이지색에서 회백색으로; 점도: 표 27 참조.
[표 27]
동결/해동 사전처리 후 키틴 현탁액의 점도
2) 키토산
키토산 혼합물의 동결 사전처리는 추가의 물로 준비하여 1.30:20의 비율의 현탁액을 생성하였다. 혼합물을, 10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 밀링하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
결과: 상 분리: 없음; 응집체의 형성: 없음; 색상 변화: 베이지색에서 베이지-백색으로; 점도: 표 28 참조.
[표 28]
동결/해동 사전처리 후 키토산 현탁액의 점도
3) 셀룰로스
셀룰로스 혼합물의 동결 사전처리는 추가의 물로 준비하여 1:20의 비율의 현탁액을 생성하였다. 혼합물을, 10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 밀링하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
결과: 상 분리: 없음; 응집체의 형성: 없음; 색상 변화: 없음; 점도: 표 29 참조.
[표 29]
동결/해동 사전처리 후 셀룰로스 현탁액의 점도
결 론
동결 사전처리는 키틴의 점도에 대해 ~18% 감소, 키토산의 점도에 대해 115% 증가 및 셀룰로스의 점도에 대해 ~25% 증가를 가졌다. 점도의 증가는 중합체 분리의 결과일 수 있고, 점도의 감소는 중합체 사슬 파손의 결과일 수 있다.
실시예 23: 키틴, 키토산 및 셀룰로스 현탁액에 대한 저에너지 밀링
생체중합체 현탁액의 교차점에서의 입자 크기는 저에너지 밀링을 사용하여 조사하였다. 이는 불량하게 현탁된 샘플의 입자 크기 분석 및 입자 또는 섬유의 형태 변화의 확인을 가능하게 하였다.
분석은 저 RPM에서 밀링에 의해 수행하였다. 분취량은 상이한 시간 간격으로 밀링 공정 동안 제거하였다. Horiba 입자 크기 분석 및 SEM 영상화를 사용하여 각각 입자 크기 및 형태를 분석하였다.
생체중합체를 10 mm의 10 단위로 200 RPM 및 400 RPM에서 키틴에 대해 1:20 비, 키토산에 대해 1.30:20의 비 및 셀룰로스에 대해 1.5:20의 비율로 유성 밀(planetary mill)로 현탁시켰다.
1) 키틴
키틴을 상이한 전력 출력(power outputs)으로 상이한 기간 동안 밀링하여 현탁액 및 입자 크기에 대한 영향을 확인하였다. 키틴 입자 크기는 또한 밀링 없이 및 완전히 현탁된 버전의 생성 후에 물에서 측정하였다. 표 30은 하기 섹션에 기재된 밀링 조건을 사용하여 결과를 요약한다:
[표 30]
상이한 밀링 조건 하에서의 키틴의 입자 크기
10분 증분으로 10 mm 볼의 10 단위로 200 RPM에서 1:20 비율의 키틴 대 물의 비율로 물 중에서 키틴을 밀링함으로써 키틴 현탁액을 생성하였으되, 여기서 분취량은 10, 20, 30, 60 및 180분에서 영상화를 위해 제거하였다.
현탁액 외관: 플러프된 중합체이지만 분리되고, 완전히 현탁되지 않았다. 입자 크기 분석: 수 평균 입자 크기: 181.8 ㎛; 입자 크기 범위: 11.00 - 418.6 ㎛. 측정의 상세는 도 38a 및 표 31에 도시되어 있다. SEM 영상화는 도 38b에 도시되어 있으며, 이 도면은 더 작은 응집된 입자를 갖는 일부 더 큰 입자를 나타낸다.
[표 31]
200 RPM에서 밀링된 키틴(C18)에 대한 입자 크기 분석
1.2) 400 RPM에서 밀링된 키틴(C6)
10분 증분으로 10 mm 볼의 10 단위로 400 RPM에서 1:20 비율의 키틴 대 물의 비율로 물 중에서 키틴을 밀링함으로써 키틴 현탁액을 생성하였으되, 여기서 분취량은 10, 30 및 60분에서 영상화를 위해 제거하였다.
현탁액 외관: 부분적으로 현탁됨, ~15% 분리. 입자 크기 분석: 수 평균 입자 크기: 172.2 ㎛; 입자 크기 범위: 9.25 - 418.6 ㎛. 측정의 상세는 도 39a 및 표 32에 도시되어 있다. SEM 영상화는 도 39b에 도시되어 있다.
[표 32]
400 RPM에서 밀링된 키틴 (C6)에 대한 입자 크기 분석
1.3) 밀링 없는 키틴 (C0)
참고를 위해, 물 및 키틴의 입자 크기 분석을 수행하였다. 키틴 및 물을 임의의 밀링 없이 1:20의 비율로 조합하였다.
입자 크기 분석: 수 평균 입자 크기: 218.7 ㎛; 입자 크기 범위: 15.56 - 418.6 ㎛. 측정의 상세는 도 40 및 표 33에 도시되어 있다.
[표 33]
밀링 없는 키틴(C0)에 대한 입자 크기 분석
1.4) 표준 밀링된 키토산 (CF)
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.00:20의 키틴:물의 비율로 물 중에서 키틴을 밀링함으로써 키틴 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
현탁액 외관: 충분히 현탁됨. 입자 크기 분석: 수 평균 입자 크기: 110.3 ㎛; 입자 크기 범위: 1.156 - 74 ㎛. 측정의 상세는 도 41 및 표 34에 도시되어 있다.
[표 34]
표준 밀링된 키틴(CF)에 대한 입자 크기 분석
2) 키토산
키토산을 상이한 전력 출력으로 상이한 횟수로 밀링하여 현탁액 및 입자 크기에 대한 영향을 확인하였다. 키토산 입자 크기는 또한 밀링 없이 및 완전히 현탁된 버전으로 물에서 측정하였다. 표 35는 하기에 기재된 밀링 조건을 사용하여 결과를 요약한다:
[표 35]
상이한 밀링 조건 하에서의 키토산의 입자 크기
2.1) 200 RPM에서 밀링된 키토산(B18)
10분 증분으로 10 mm 볼의 10 단위로 200 RPM에서 1.3:20의 키토산 대 물의 비율로 물 중에서 키토산을 밀링함으로써 키토산 현탁액을 생성하였으되, 여기서 분취량은 10, 20, 30, 60 및 180분에서 영상화를 위해 제거하였다.
현탁액 외관: 플러프된 중합체이지만 분리되고, 완전히 현탁되지 않았다. 입자 크기 분석: 수 평균 입자 크기: 92.78 ㎛; 입자 크기 범위: 5.50 - 248.9 ㎛. 측정의 상세는 도 42a 및 표 36에 도시되어 있다. SEM 영상화는 도 42b에 도시되어 있으며, 이 도면은 작은 나노 크기 입자를 나타낸다.
[표 36]
200 RPM에서 키토산 밀링(B18)에 대한 입자 크기 분석
2.2) 400 RPM에서 밀링된 키토산 (B6)
10분 증분으로 10 mm 볼의 10 단위로 400 RPM에서 1:20 비율의 키토산 대 물의 비율로 물 중에서 키토산을 밀링함으로써 키토산 현탁액을 생성하였으되, 여기서 분취량은 10, 30 및 60분에서 영상화를 위해 제거하였다.
현탁액 외관: 부분적으로 현탁됨, ~15% 분리. 입자 크기 분석: 수 평균 입자 크기: 95.83 ㎛; 입자 크기 범위: 7.78 - 296 ㎛. 측정의 상세는 도 43a 및 표 37에 도시되어 있다. SEM 영상화는 도 43b에 도시되어 있으며, 상기 도면은 나노 크기 입자를 나타낸다.
[표 37]
400 RPM에서 밀링된 키토산(CB)에 대한 입자 크기 분석
2.3) 밀링 없는 키토산(B0)
참고를 위해, 물 및 키틴의 입자 크기 분석을 수행하였다. 키틴 및 물을 임의의 밀링 없이 1:20의 비율로 조합하였다.
수 평균 입자 크기: 65.76 ㎛; 입자 크기 범위: 7.78 - 248.9 ㎛. 측정의 상세는 도 44 및 표 38에 도시되어 있다.
[표 38]
밀링 없는 키토산(B0)에 대한 입자 크기 분석
2.4) 표준 밀링된 키토산(BF)
키토산을, 10+1 Alt 방법을 사용하여 30 단위의 10 mm 볼로 670 RPM에서 사전-밀링하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다. 10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.30:20의 키토산:물의 비율로 물 중에서 키토산을 밀링함으로써 CXC 키토산 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
현탁액 외관: 충분히 현탁됨. 입자 크기 분석: 수 평균 입자 크기: 32.99 ㎛; 입자 크기 범위: 3.89 - 148.0 ㎛. 측정의 상세는 도 45 및 표 39에 도시되어 있다.
[표 39]
표준 밀링된 키토산(BF)에 대한 입자 크기 분석
3) 셀룰로스
셀룰로스를 상이한 전력 출력으로 상이한 횟수로 밀링하여 현탁액 및 입자 크기에 대한 영향을 확인하였다. 셀룰로스 입자 크기는 또한 밀링 없이 및 완전히 현탁된 버전으로 물에서 측정하였다. 표 40은 하기에 기재된 밀링 조건을 사용하여 결과를 요약한다:
[표 40]
상이한 밀링 조건 하에서의 셀룰로스의 입자 크기
3.1) 200 RPM에서 밀링된 셀룰로스(A18)
10분 증분으로 10 mm 볼의 10 단위로 200 RPM에서 1:20의 셀룰로스 대 물의 비율로 물 중에서 셀룰로스를 밀링함으로써 셀룰로스 현탁액을 생성하였으되, 여기서 분취량은 10, 20, 30, 60 및 180분에서 영상화를 위해 제거하였다.
현탁액 외관: 플러프된 중합체이지만 분리되고, 완전히 현탁되지 않았다. 입자 크기 분석: 수 평균 입자 크기: 81.19 ㎛; 입자 크기 범위: 9.25-296 ㎛. 측정의 상세는 도 46a 및 표 41에 도시되어 있다. SEM 영상화는 도 46b에 도시되어 있으며, 이 도면은 20-62 ㎛ 폭의 큰 섬유를 나타낸다.
[표 41]
200 RPM에서 밀링된 셀룰로스(B18)에 대한 입자 크기 분석
3.2) 400 RPM에서 밀링된 셀룰로스(A6)
10분 증분으로 10 mm 볼의 10 단위로 400 RPM에서 1:20 비율의 셀룰로스 대 물의 비율로 물 중에서 셀룰로스fmf 밀링함으로써 키토산 현탁액을 생성하였으되, 여기서 분취량은 10, 30 및 60분에서 영상화를 위해 제거하였다.
현탁액 외관: 부분적으로 현탁됨, ~15% 분리. 입자 크기 분석: 수 평균 입자 크기: 82.72 ㎛; 입자 크기 범위: 7.72 - 296 ㎛. 측정의 상세는 도 47a 및 표 42에 도시되어 있다. SEM 영상화는 도 47b에 도시되어 있으며, 상기 도면은 4-16 ㎛ 폭의 큰 섬유를 나타낸다.
[표 42]
400 RPM에서 밀링된 셀룰로스(A6)에 대한 입자 크기 분석
3.3) 밀링 없는 셀룰로스(A0)
참고를 위해, 물 및 키틴의 입자 크기 분석을 수행하였다. 셀룰로스 및 물을 임의의 밀링 없이 1:20의 비율로 조합하였다.
현탁액 외관: 충분히 분리됨. 입자 크기 분석: 수 평균 입자 크기: 82.83 ㎛; 입자 크기 범위: 11 - 296 ㎛. 측정의 상세는 도 48 및 표 43에 도시되어 있다.
[표 43]
밀링 없는 셀룰로스(A0)에 대한 입자 크기 분석
3.4) 표준 밀링된 셀룰로스(AF)
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.00:20의 셀룰로스:물의 비율로 물 중에서 셀룰로스를 밀링함으로써 CXC 셀룰로스 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
현탁액 외관: 충분히 현탁됨. 입자 크기 분석: 수 평균 입자 크기: 1.117 ㎛; 입자 크기 범위: 0.578 - 124.5 ㎛. 측정의 상세는 도 49 및 표 44에 도시되어 있다.
[표 44]
표준 밀링된 셀룰로스(AF)에 대한 입자 크기 분석
결 론
전체적으로, 생체중합체에 대한 최대 입자 크기가 나타나며, 여기서 감소될 때 현탁액이 생성된다.
실시예 24: 키틴 키토산 및 셀룰로스 현탁액으로의 오일 혼입
화장품에서는, 오일을 포함하는 것이 일반적이다. 혼합물의 안정성은 시스템에 첨가되는 오일의 양에 의해 영향을 받을 수 있다. 다량의 오일을 수용할 수 있는 베이스 물질은 도용성을 개선시키고, 현탁액의 일체성(integrity)을 유지하는 데 필요한 에멀젼화제의 양을 감소시킬 것이다.
생체중합체 현탁액의 경우, 오일의 양은 10% 이상의 전체 액체 함량으로부터 변형되어, 현탁액의 안정성에 대한 전체 오일 농도의 효과를 시험하였다. 현탁액은 유성 밀로 제조하였다.
생체중합체를 유성 밀로 키틴에 대해 1:20의 비율, 키토산에 대해 1.30:20의 비율 및 셀룰로스에 대해 1.5:20의 비율로 현탁시켰으며, 여기서 액체 함량은 90% 물/10% 오일로부터 50% 물/50% 오일까지 변하였다.
샘플의 점도는 브룩필드 RVDVNX 레오미터로 측정하였다. 시각적 관찰 결과는 하기와 같이 주목되었다: 상 분리, 응집체의 형성, 색상 변화.
1) 오일을 갖는 키틴
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1:18:2(10% 오일), 1:16:4(20% 오일), 1:14:6(30% 오일), 1:12:8(40% 오일) 또는 1:10:10(50% 오일)의 비율로 오일로 물 중에서 키틴을 밀링함으로써 키틴 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
1.1) 키틴 10% 수중유
결과: 상 분리: 없음. 응집체의 형성: 균질한 외관. 색상: 회백색. 점도: 표 45 참조.
[표 45]
키틴 10% 수중유 현탁액의 점도
1.2) 키틴 20% 수중유
결과: 상 분리: 소량 ~30 μL. 응집체의 형성: 균질한 외관. 색상: 회백색. 점도: 표 46 참조.
[표 46]
키틴 20% 수중유 현탁액의 점도
1.3) 키틴 30% 수중유
결과: 상 분리: 소량 ~30 μL. 응집체의 형성: 균질한 외관. 색상: 회백색. 점도: 표 47 참조.
[표 47]
키틴 30% 수중유 현탁액의 점도
2) 오일을 갖는 키토산
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1:18:2(10% 오일), 1:17:3(15% 오일), 또는 1:16:4(20% 오일)의 비율로 오일로 물 중에서 키토산을 밀링함으로써 키토산 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
2.1) 키토산 10% 수중유
결과: 상 분리: 없음. 응집체의 형성: 균질한 외관. 색상: 회백색/베이지색. 점도: 표 48 참조.
[표 48]
키토산 10% 수중유 현탁액의 점도
2.2) 키토산 15% 수중유
결과: 상 분리: 없음. 응집체의 형성: 균질한 외관. 색상: 밝은 회색. 점도: 표 49 참조.
[표 49]
키토산 수중유 현탁액의 점도
2.3) 키토산 20% 수중유
결과: 상 분리: 소량 ~1 mL; 응집체의 형성: 균질한 외관. 색상: 밝은 회색. 점도: 표 50 참조.
[표 50]
키토산 20% 수중유 현탁액의 점도
3) 오일을 갖는 셀룰로스
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1:18:2(10% 오일), 1:16:4(20% 오일), 1:14:6(30% 오일), 1:12:8(40% 오일) 또는 1:10:10(50% 오일)의 비율로 오일로 물 중에서 셀룰로스를 밀링함으로써 CXC 셀룰로스 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
3.1) 셀룰로스 10% 수중유
결과: 상 분리: 없음. 응집체의 형성: 균질한 외관. 색상: 백색. 점도: 표 51 참조.
[표 51]
셀룰로스 10% 수중유 현탁액의 점도
3.2) 셀룰로스 20% 수중유
결과: 상 분리: 없음. 응집체의 형성: 균질한 외관. 색상: 백색. 점도: 표 52 참조.
[표 52]
셀룰로스 20% 수중유 현탁액의 점도
3.3) 셀룰로스 30% 수중유
결과: 상 분리: 없음. 응집체의 형성: 균질한 외관. 색상: 백색. 점도: 표 53 참조.
[표 53]
셀룰로스 30% 수중유 현탁액의 점도
3.4) 셀룰로스 40% 수중유
결과: 상 분리: 없음. 응집체의 형성: 균질한 외관. 색상: 백색. 점도: 표 54 참조.
[표 54]
셀룰로스 40% 수중유 현탁액의 점도
결 론
키틴, 키토산 및 셀룰로스 현탁액에 오일을 10% 이상 상당량 혼입할 수 있다. 키틴은 최소 30% 오일까지 안정적이었으며 키토산은 최소 20% 오일까지, 셀룰로스는 최소 40% 오일까지 안정적이었다. 이는 피커링제로서 중합체의 에멀젼화 능력을 나타낸다.
실시예 25: 현탁액에서 키틴, 키토산 및 셀룰로스의 혼입 범위
현탁액에서 가능한 범위의 생체중합체 혼입의 가능한 범위를 돕기 위해 시험을 수행하였다. 이는 생체중합체 대 물의 높은 비율에서 시작하여 불균질 현탁액의 외관, 즉 현탁되지 않은 입자의 존재, 또는 유성 밀(병에서 볼과 함께 덩어리(clumps))을 통한 처리를 방지하는 점도까지 생체중합체 양을 증가시킴으로써 달성되었다. 균질성 및 평활도를 추가로 평가하였다.
1) 키틴
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 2.00:20의 비율로 물 중에서 키틴을 밀링함으로써 키틴 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다. 결과는 표 55에 제시되어 있다.
[표 55]
다양한 키틴 현탁액의 외관
2) 키토산
키토산을, 10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 30 단위로 670 RPM에서 사전-밀링 건조시켰으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다. 10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 3:20, 4:20, 또는 5:20의 비율로 물 중에서 키토산을 밀링함으로써 키토산 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다. 결과는 표 56 및 표 57에 제시되어 있다.
[표 56]
다양한 키토산 현탁액의 외관
[표 57]
3:20 키토산:물 현탁액의 점도
3) 셀룰로스
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 3:20, 또는 4:20, 5:20의 비율로 물 중에서 셀룰로스를 밀링함으로써 셀룰로스 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다. 결과는 표 58에 제시되어 있다.
[표 58]
다양한 셀룰로스 현탁액의 외관
결 론
시험된 모든 3개의 생체중합체 - 키틴, 키토산 및 셀룰로스 - 현탁액은 적어도 3:20, 적어도 4:20, 또는 적어도 5:20의 생체중합체 대 물의 비율로 발생한다.
실시예 26: 키틴, 키토산 및 셀룰로스의 pH 안정성
화장품에서, 성분 및 혼합물의 pH는 변할 수 있다. 넓은 pH 범위를 수용할 수 있는 베이스 재료는 도포성을 개선시킨다.
따라서, 시험은 가능한 pH 범위를 정의하는 것을 돕기 위해 수행되었다. 그렇게 하기 위해, pH 생체중합체 현탁액은 현탁액의 안정성에 대한 효과를 시험하기 위해 극단적, 낮은 및 높은 pH로 변경되었다. 현탁액 혼합물의 pH는 pH 페이퍼로 측정되었다. 시각적 관찰 결과는 하기에 대해 주목되었다: 상 분리, 응집체의 형성, 및 색상 변화.
1) 키틴(출발 pH: 6-7)
1.1) 키틴 산 시험
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.00:20의 키틴 대 물의 비율로 물 중에서 키틴을 밀링함으로써 키틴 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
키틴 현탁액(6.08 g) 및 1M HCl(5.45 g)을 합하고, 20초 동안 와류시켰다(vortexed). 결과: 상 분리: 없음; 응집체의 형성: 없음; 색상 변화: 없음; 최종 pH: ~ 1.
1.2) 키틴 염기 시험
키틴 현탁액(6.15 g) 및 1M NaOH(5.09 g)를 합하고, 20초 동안 와류시켰다. 결과: 상 분리: 없음; 응집체의 형성: 없음; 색상 변화: 없음; 최종 pH: >12.
2) 키토산(출발 pH: 7-8)
키토산을, 10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 30 단위로 670 RPM에서 사전-밀링 건조시켰으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.00:20의 키토산 대 물의 비율로 물 중에서 키토산을 밀링함으로써 키토산 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
2.1) 키토산 산 시험
키토산 현탁액(6.03 g) 및 1M HCl(5.11 g)을 합하고, 20초 동안 와류시켰다. 결과: 상 분리: 없음; 응집체의 형성: 없음; 색상 변화: 불투명성 반투명성 회백색; 최종 pH: ~ 1.
2.2) 키토산 염기 시험
키토산 현탁액(6.08 g) 및 1M NaOH(5.01 g)를 합하고, 20초 동안 와류시켰다. 결과: 상 분리: 없음; 응집체의 형성: 없음; 색상 변화: 없음; 최종 pH: >12.
3) 셀룰로스(출발 pH: 6-7)
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.00:20의 셀룰로스 대 물의 비율로 물 중에서 셀룰로스를 밀링함으로써 셀룰로스 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다.
3.1) 셀룰로스 산 시험
셀룰로스 현탁액(6.12 g) 및 1M HCl(5.24 g)을 합하고, 20초 동안 와류시켰다. 결과: 상 분리: 없음; 응집체의 형성: 없음; 색상 변화: 없음; 최종 pH: ~ 1.
3.2) 셀룰로스 염기 시험
셀룰로스 현탁액(6.01 g) 및 1M NaOH(5.04 g)를 합하고, 20초 동안 와류시켰다. 결과: 상 분리: 없음; 응집체의 형성: 없음; 색상 변화: 없음; 최종 pH: >12.
결 론
모든 샘플은 pH 범위 1 내지 12에서 안정한(즉, 분리 없음) 것으로 보인다. 산 변화를 갖는 키토산 현탁액은 고체 불투명 현탁액으로부터 반투명 불투명 현탁액으로 변하였다. 이는 키토산이 산에 용해되지만, 투명한 용해된 중합체 용액을 형성하지 않았기 때문인 것으로 예상된다.
실시예 27: 키틴, 키토산 및 셀룰로스 현탁액의 완전한 제형
생체중합체 현탁액의 완전한 제형을 생성하였고, 이 제형은 보존 및 에멀젼화를 위한 첨가제를 포함한다. 제형 안정성을 미네랄 오일의 첨가에 의해 추가로 시험하였다.
하기에 열거된 모든 특정 예에 대해: 1) 벤조산을 보존제로서 사용하였고; 2) 글리세릴 스테아레이트 및 세틸 알코올을 에멀젼화제로서 사용하였고; 3) 생체중합체 현탁액 상으로부터 물의 상 분리를 시험하기 위해 원심분리 분리 시험을 수행하였고; 4) 최종 조성물에 대해 점도를 측정하였다.
1) 키틴
1.1) 에멀젼화제 및 보존제를 갖는 키틴
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.00:20의 키틴 대 물의 비율로 물 중에서 키틴을 밀링함으로써 키틴 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다. 글리세릴 스테아레이트 및 벤조산을 첨가하여 1:1.25:0.10:20의 키틴 대 글리세릴 스테아레이트 대 벤조산 대 물의 비율을 생성한 다음, 동일한 조건 하에 3시간 동안 밀링하였다.
현탁액의 점도는 도 50에 도시되어 있다. 원심분리 분리 시험, 4000 RPM에서 10분은 약간의 분리, ~100μL를 나타내었다.
1.2) 에멀젼화제, 보존제 및 오일를 갖는 키틴
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.00:20의 키틴 대 물의 비율로 물 중에서 키틴을 밀링함으로써 키틴 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다. 글리세릴 스테아레이트 및 벤조산을 첨가하여 1:1.25:0.10:20의 키틴 대 글리세릴 스테아레이트 대 벤조산 대 물의 비율을 생성한 다음, 동일한 조건 하에 3시간 동안 밀링하였다.
미네랄 오일을 이 단계에서 첨가하여 1:1.25:0.10:0.50:20의 키틴 대 글리세릴 스테아레이트 대 벤조산 대 미네랄 오일 대 물의 비율의 최종 비율을 생성한 다음, 동일한 조건 하에 3시간 동안 밀링하였다.
현탁액의 점도는 도 50에 도시되어 있다. 원심분리 분리 시험, 4000 RPM에서 10분은 약간의 분리, ~0.5 mL를 나타내었다.
2) 키토산
2.1) 에멀젼화제 및 보존제를 갖는 키토산
키토산을, 10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 30 단위로 670 RPM에서 사전-밀링 건조시켰으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다. 10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.30:20의 키토산 대 물의 비율로 물 중에서 키토산을 밀링함으로써 CXC 키토산 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다. 글리세릴 스테아레이트 및 벤조산을 첨가하여 1.30:1.25:0.10:20의 글리세린 스테아레이트 대 벤조산 대 물의 비율을 생성한 다음, 동일한 조건 하에서 3시간 동안 밀링하였다.
점도는 너무 점성이어서 BrookfieldTM 점도계로 측정되었다. 원심분리 분리 시험, 4000 RPM에서 10분: 분리 없음
2.2) 에멀젼화제, 보존제 및 오일을 갖는 키토산
키토산을, 10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 30 단위로 670 RPM에서 사전-밀링 건조시켰으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다. 10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.30:20의 키토산 대 물의 비율로 물 중에서 키토산을 밀링함으로써 CXC 키토산 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다. 글리세릴 스테아레이트 및 벤조산을 첨가하여 1.30:1.25:0.10:20의 글리세린 스테아레이트 대 벤조산 대 물의 비율을 생성한 다음, 동일한 조건 하에서 3시간 동안 밀링하였다.
미네랄 오일을 이 단계에서 첨가하여 1.30:1.25:0.10:0.50:20의 키토산 대 글리세릴 스테아레이트 대 벤조산 대 미네랄 오일 대 물의 비율의 최종 비율을 생성한 다음, 동일한 조건 하에 3시간 동안 밀링하였다.
점도는 너무 점성이어서 BrookfieldTM 점도계로 측정되었다. 원심분리 분리 시험, 4000 RPM에서 10분: 분리 없음.
3) 셀룰로스
3.1) 에멀젼화제 및 보존제를 갖는 셀룰로스
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.00:20의 셀룰로스 대 물의 비율로 물 중에서 셀룰로스를 밀링함으로써 셀룰로스 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다. 글리세릴 스테아레이트 및 벤조산을 첨가하여 1:1.25:0.10:20의 셀룰로스 대 글리세릴 스테아레이트 대 벤조산 대 물의 비율을 생성한 다음, 동일한 조건 하에 3시간 동안 밀링하였다.
현탁액의 점도는 도 51에 도시되어 있다. 원심분리 분리 시험, 4000 RPM에서 10분은 약간의 분리, ~1 mL를 나타내었다.
3.2) 에멀젼화제, 보존제 및 오일를 갖는 셀룰로스
10+1 Alt 방법을 사용하여 10 mm 볼 50 단위로 670 RPM에서 1.00:20의 셀룰로스 대 물의 비율로 물 중에서 셀룰로스를 밀링함으로써 셀룰로스 현탁액을 생성하였으되, 여기서 총 3시간 동안, 10분 동안 밀링한 후 1분 동안 정지시키고, 그 다음 반대 방향으로 10분 동안 밀링하도록 하였다. 글리세릴 스테아레이트 및 벤조산을 첨가하여 1:1.25:0.10:20의 셀룰로스 대 글리세릴 스테아레이트 대 벤조산 대 물의 비율을 생성한 다음, 동일한 조건 하에 3시간 동안 밀링하였다.
미네랄 오일을 이 단계에서 첨가하여 1:1.25:0.10:0.50:20의 셀룰로스 대 글리세릴 스테아레이트 대 벤조산 대 미네랄 오일 대 물의 비율의 최종 비율을 생성한 다음, 동일한 조건 하에 3시간 동안 밀링하였다.
현탁액의 점도는 도 51에 도시되어 있다. 원심분리 분리 시험, 4000 RPM에서 10분은 약간의 분리, ~3 mL를 나타내었다.
결 론
제형 내에 에멀젼화제 및 보존제를 포함하는 경우 안정한 키틴, 키토산 및 셀룰로스 제형이 얻어졌다. 오일을 추가로 포함시키는 경우 또한 모든 3종의 생체중합체에 대해 안정한 제형을 생성하였다. 원심분리 분리 시험으로부터의 결과에 기초하여, 키토산 제형은 가장 높은 안정성을 나타내는 반면, 키틴(더 낮은 정도로) 및 셀룰로스(더 엄격한 정도로) 제형에 대해 분리가 관찰된 것으로 보인다.
실시예 28: 대규모 배치 스케일-업(Chitin Scale-Up) 키틴, 키토산 및 셀룰로스를 1.5L 슈퍼밀 플러스(Supermill Plus)TM, 수평 관통 유동 밀을 사용하여 스케일-업 공정에서 현탁시켰다.
실시예 28: 대규모 배치 스케일-업(Large batch Scale-Up)
키틴, 키토산 및 셀룰로스를 1.5 L Supermill PlusTM, 수평 밀을 통한 유동 밀을 사용하여 스케일-업 공정에서 현탁시켰다.
일반적인 밀링 조건은 1.4-1.7 mm 지르코니아 비드 982 mL를 사용하여 7.3 GPH(시간당 갤런)의 펌프 유량으로 2400 FPM(ft/min)의 회전 속도였고, 여기서 슬러리 20 리터를 5% 고체 함량(1.05:20)으로 처리하였다.
키틴, 키토산 및 셀룰로스를 140분 동안 밀링하면서 스케일-업 공정을 통해 성공적으로 현탁시켜, 하기 표 59, 표 60 및 표 61에 보고된 점도를 갖는 균질 현탁액을 생성하였다.
[표 59]
스케일-업 공정 후의 키틴의 점도
[표 60]
스케일-업 공정 후의 키토산의 점도
[표 60]
스케일-업 공정 후의 셀룰로스의 점도
결 론
수평 매체 밀은 생체중합체 유용한 현탁액을 생성할 수 있고, 이는 높은 점도 현탁액을 생성하는 성공적인 스케일-업 변환 방법을 나타낸다.
* * *
표제(headings)는 참조를 위해 그리고 특정 섹션의 위치 결정을 돕기 위해 본원에 포함된다. 이들 표제는 그 안에 기재된 개념의 범위를 제한하도록 의도되지 않으며, 이들 개념은 전체 명세서 전반에 걸쳐 다른 섹션에서 적용 가능성을 가질 수 있다. 따라서, 본 발명은 본원에 제시된 실시예에 제한되도록 의도되지 않지만, 본원에 개시된 원리 및 신규한 특징과 일치하는 가장 넓은 범위에 부합된다.
단수 형태("a", "an" 및 "the")는 문맥상 명백하게 달리 지시되지 않는 한 상응하는 복수 형태를 포함한다. 따라서, 예를 들어 "생체중합체"에 대한 언급은 이러한 생체중합체 중의 하나 이상을 포함하고, "방법"에 대한 언급은 본원에 기재된 방법에 대해 변형되거나 대체될 수 있는 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 공지된 균등한 단계 및 방법에 대한 언급을 포함한다.
달리 나타내지 않는 한, 명세서 및 청구범위에 사용되는 성분, 반응 조건, 농도, 특성 등의 양을 나타내는 모든 수는 모든 경우에 용어 "약"에 의해 변형되는 것으로 이해되어야 한다. 적어도, 각각의 수치 파라미터는 적어도 보고된 유의한 숫자의 수의 관점에서 그리고 통상의 반올림 기법을 적용함으로써 해석되어야 한다. 따라서, 반대로 나타내지 않는 한, 본 명세서 및 첨부된 청구범위에 제시된 수치 파라미터는 얻고자 하는 특성에 따라 달라질 수 있는 근사치이다. 실시예의 넓은 범위를 설정하는 수치 범위 및 파라미터가 근사치임에도 불구하고, 특정 실시예에 기재된 수치 값은 가능한 한 정확하게 보고된다. 그러나, 임의의 수치 값은 실험, 시험 측정, 통계 분석 등에서의 변동으로부터 발생하는 특정 오차를 본질적으로 함유한다.
본원에 기재된 실시예 및 실시예는 단지 예시 목적을 위한 것이며, 그에 비추어 다양한 변형 또는 변화가 당업자에게 제안될 것이며, 본 발명 및 첨부된 청구범위의 범주 내에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (77)

  1. 생체중합체 현탁액(biopolymer suspension)으로서,
    극성 용매 내에 안정하게 분산된 나노 크기의 불용성(insoluble) 및/또는 반용성(semi-soluble) 입자의 현탁액을 포함하는, 생체중합체 현탁액.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 입자는 섬유 (fibers) 및/또는 응집된 구형체(agglomerated spheres)를 포함하는, 생체중합체 현탁액.
  3. 생체중합체 조성물으로서,
    안정한 균질 현탁액(stable homogeneous suspension)으로 기계적으로 처리된 생체중합체 분자를 포함하는, 생체중합체 조성물.
  4. 생체중합체 조성물으로서,
    극성 용매 중의 불용성 및/또는 반용성 생체중합체의 안정한 균질 현탁액을 포함하는, 생체중합체 조성물.
  5. 생체중합체 조성물으로서,
    극성 용매 중의 불용성 생체중합체의 안정한 균질 현탁액을 포함하는, 생체중합체 조성물.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 불용성 생체중합체는 키틴, 키토산, 셀룰로스, 헤미셀룰로스, 리그닌, 아밀로스, 액틴, 피브린(fibrin), 콜라겐, 실크, 피브로인(fibroin), 케라틴(keratin), 양모(wool), 알긴산 및 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는, 생체중합체 현탁액 또는 생체중합체 조성물.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 반용성 생체중합체는 젤라틴, 펙틴, 전분, 아밀로펙틴, 아가로스, 알긴산, 알기네이트, 히알루론산, RNA, DNA, 잔탄 검(xanthan gum), 구아 검(guar gum), 라텍스, 폴리만난(polymannans), 슈베린(suberin), 큐틴(cutin), 큐탄(cutan) 및 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는, 생체중합체 현탁액 또는 생체중합체 조성물.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 극성 용매는 극성 양성자성 용매(polar protic solvent)를 포함하는, 생체중합체 현탁액 또는 생체중합체 조성물.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 극성 양성자성 용매는 물, 에탄올, 프로판올, 메탄올, 글리세롤, 이소프로판올, 아세트산 및 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는, 생체중합체 현탁액 또는 생체중합체 조성물.
  10. 제 1 항 내지 제 7 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 극성 용매는 극성 양성자성 용매를 포함하는, 생체중합체 현탁액 또는 생체중합체 조성물.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 극성 양성자성 용매는 아세톤, 에틸아세테이트, 아세토니트릴, 디메틸 포름아미드, 디메틸 설폭사이드, 헥사메틸포스포르아미드 및 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는, 생체중합체 현탁액 또는 생체중합체 조성물.
  12. 제 1 항 내지 제 7 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 극성 용매는 수성 용매를 포함하는, 생체중합체 현탁액 또는 생체중합체 조성물.
  13. 제 1 항 내지 제 7 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 극성 용매는 물을 포함하는, 생체중합체 현탁액 또는 생체중합체 조성물.
  14. 제 1 항 내지 제 7 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 극성 용매는 물로 구성되는, 생체중합체 현탁액 또는 생체중합체 조성물.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 안정한 균질 현탁액은 생체중합체 섬유를 포함하는, 생체중합체 현탁액 또는 생체중합체 조성물.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 생체중합체 섬유는 약 7 nm 내지 약 5 ㎛, 또는 약 10 nm 내지 약 5 ㎛, 또는 약 20 nm 내지 약 5 ㎛, 또는 약 25 nm 내지 약 5 ㎛, 또는 약 30 nm 내지 약 5 ㎛, 또는 약 35 nm 내지 약 5 ㎛, 또는 약 35 nm 내지 약 3 ㎛의 폭을 갖는, 생체중합체 현탁액 또는 생체중합체 조성물.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 생체중합체 섬유는 적어도 10 nm, 또는 적어도 20 nm, 또는 적어도 30 nm, 또는 적어도 40 nm, 또는 적어도 50 nm, 또는 적어도 75 nm, 또는 적어도 100 nm, 또는 적어도 250 nm, 또는 적어도 500 nm, 또는 적어도 750 nm, 또는 적어도 1 ㎛, 또는 적어도 2 ㎛, 또는 적어도 3 ㎛, 또는 적어도 4 ㎛, 또는 적어도 5 ㎛, 또는 적어도 10 ㎛ 또는 그 이상의 폭을 갖는, 생체중합체 현탁액 또는 생체중합체 조성물.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 생체중합체 섬유는 약 50 nm 내지 약 10 ㎛, 또는 약 100 nm 내지 약 10 ㎛, 또는 약 500 nm 내지 약 10 ㎛, 또는 약 750 nm 내지 약 10 ㎛, 또는 약 800 nm 내지 약 10 ㎛, 또는 약 900 nm 내지 약 5 ㎛, 또는 약 1 ㎛ 내지 약 10 ㎛, 또는 약 1 ㎛ 내지 약 5 ㎛, 또는 약 1 ㎛ 내지 약 3 ㎛의 길이를 갖는, 생체중합체 현탁액 또는 생체중합체 조성물.
  19. 제 15 항 내지 제 17 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 생체중합체 섬유는 적어도 50 nm, 또는 적어도 100 nm, 또는 적어도 250 nm 또는 적어도 500 nm, 또는 적어도 750 nm, 또는 적어도 800 nm, 또는 적어도 약 900 nm, 또는 적어도 1 ㎛, 또는 적어도 2 ㎛, 또는 적어도 3 ㎛, 또는 적어도 4 ㎛, 또는 적어도 5 ㎛, 또는 적어도 6 ㎛, 또는 적어도 7 ㎛, 또는 적어도 8 ㎛, 또는 적어도 9 ㎛, 또는 적어도 10 ㎛, 또는 그 이상의 길이를 갖는, 생체중합체 현탁액 또는 생체중합체 조성물.
  20. 제 1 항 내지 제 19 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 안정한 균질 현탁액은 결정질 영역 및 비정질 영역 둘 다를 갖는 생체중합체 섬유를 포함하는, 생체중합체 현탁액 또는 생체중합체 조성물.
  21. 제 1 항 내지 제 20 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 안정한 균질 현탁액은 구형 형상(globular shape)을 갖는 생체중합체 섬유를 포함하는, 생체중합체 현탁액 또는 생체중합체 조성물.
  22. 제 1 항 내지 제 20 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 안정한 균질 현탁액은 구형체(spherical bodies)를 포함하는, 생체중합체 현탁액 또는 생체중합체 조성물.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 구형체는 표 3에 정의된 평균 유효 직경(average effective diameter), 및/또는 표 3에 정의된 강도에 의한 평균 직경(mean diameter by intensity), 및/또는 표 3에 정의된 부피에 의한 평균 직경(mean diameter by volume), 및/또는 표 3에 정의된 숫자에 의한 평균 직경(mean diameter by number)을 포함하는, 생체중합체 현탁액 또는 생체중합체 조성물.
  24. 제 1 항 내지 제 22 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 안정한 균질 현탁액은, SEM에 의해 측정 시, 표 4에 정의되거나 표 30 내지 표 34 중의 어느 하나에 정의된 입자 크기의 범위를 포함하는, 생체중합체 현탁액 또는 생체중합체 조성물.
  25. 제 1 항 내지 제 22 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    SEM(Scanning Electron Microscopy)에 의해 측정된 약 40 nm 내지 약 80 nm의 평균 크기를 갖는 알긴산의 입자를 포함하는, 생체중합체 현탁액 또는 생체중합체 조성물.
  26. 제 1 항 내지 제 22 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    약 50 nm 내지 약 80 nm의 평균 크기를 갖는 셀룰로스의 입자를 포함하는, 생체중합체 현탁액 또는 생체중합체 조성물.
  27. 제 1 항 내지 제 22 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    약 45 nm 내지 약 85 nm의 평균 크기를 갖는 키틴 입자를 포함하는, 생체중합체 현탁액 또는 생체중합체 조성물.
  28. 제 1 항 내지 제 22 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    약 75 nm 내지 약 120 nm의 평균 크기를 갖는 키토산 입자를 포함하는, 생체중합체 현탁액 또는 생체중합체 조성물.
  29. 제 1 항 내지 제 22 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    약 40 nm 내지 약 165 nm의 평균 크기를 갖는 실크 입자를 포함하는, 생체중합체 현탁액 또는 생체중합체 조성물.
  30. 제 1 항 내지 제 29 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 불용성 및/또는 반용성 생체중합체는 1주 이상, 또는 1개월 이상, 또는 6개월 이상, 또는 12개월 이상, 또는 18개월 이상 동안 현탁액 중에 잔류하는, 생체중합체 현탁액 또는 생체중합체 조성물.
  31. 제 1 항 내지 제 30 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 생체중합체 현탁액 또는 생체중합체 조성물은 페이스트, 연고, 크림, 로션, 겔 또는 밀크 중 어느 하나의 점도를 갖는, 생체중합체 현탁액 또는 생체중합체 조성물.
  32. 제 1 항 내지 제 30 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 생체중합체 현탁액 또는 생체중합체 조성물은 약 20 mPa·s 내지 약 100,000 mPa·s, 또는 약 20 mPa·s 내지 약 500 mPa·s, 또는 약 1,000 mPa·s 내지 약 40,000 mPa·s, 또는 약 500 mPa·s 내지 약 2,000 mPa·s, 또는 약 1,500 mPa·s 내지 약 30,000 mPa·s, 또는 약 20,000 mPa·s 내지 약 50,000 mPa·s, 또는 약 40,000 mPa·s 내지 약 100,000 mPa·s의 점도를 포함하는, 생체중합체 현탁액 또는 생체중합체 조성물.
  33. 제 1 항 내지 제 32 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 생체중합체 현탁액 또는 생체중합체 조성물은 필수적으로 상기 생체중합체 및 물로 구성되는, 생체중합체 현탁액 또는 생체중합체 조성물.
  34. 제 1 항 내지 제 32 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 생체중합체 현탁액 또는 생체중합체 조성물은 첨가된 화학물질이 실질적으로 없고/없거나 화학적 잔기(chemical residues)가 실질적으로 없는, 생체중합체 현탁액 또는 생체중합체 조성물.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 생체중합체 조성물은 임의의 첨가된 산, 임의의 첨가된 염기, 임의의 첨가된 반응성 화학물질, 및/또는 임의의 첨가된 염이 실질적으로 없는, 생체중합체 현탁액 또는 생체중합체 조성물.
  36. 제 1 항 내지 제 35 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 생체중합체 현탁액 또는 생체중합체 조성물은 화학적 처리(chemical processing) 이외의 공정에 의해 수득되는, 생체중합체 현탁액 또는 생체중합체 조성물.
  37. 제 1 항 내지 제 36 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 생체중합체 현탁액 또는 생체중합체 조성물이 기계적 전단(mechanical shearing), 전단 박화(sheer thinning), 볼 밀링(ball milling) 및 콜로이드 밀링(colloid milling)으로 구성된 군으로부터 선택된 공정에 의해 수득되는, 생체중합체 현탁액 또는 생체중합체 조성물.
  38. 제 1 항 내지 제 36 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 생체중합체 현탁액 또는 생체중합체 조성물은 상기 생체중합체를 고-전단 조건(high-shearing conditions) 및/또는 고 기계적 에너지(high mechanical energy)에 적용함으로써 수득되는, 생체중합체 현탁액 또는 생체중합체 조성물.
  39. 화장품 조성물로서
    제 1 항 내지 제 38 항 중의 어느 한 항에 정의된 생체중합체 조성물 또는 안정한 균질 현탁액을 포함하는, 화장품 조성물.
  40. 제 39 항에 있어서,
    상기 화장품 조성물은 페이스트, 연고, 크림, 로션, 겔 또는 밀크로서 제형화되는, 화장품 조성물.
  41. 제 39 항 또는 제 40 항에 있어서,
    상기 화장품 조성물은 N-아세틸글루코사민(GlcNAc) 및/또는 NAG의 올리고머를 포함하는, 화장품 조성물.
  42. 제 41 항에 있어서,
    상기 화장품 조성물은 노화 방지 및/또는 UV 차단 특성을 나타내는, 화장품 조성물.
  43. 제 39 항 내지 제 42 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 화장품 조성물은 피부 관리 조성물, 노화 방지 조성물, 선스크린 차단 조성물, 보습 조성물 및 메이크업 조성물(makeup composition)로 구성된 군으로부터 선택되는, 화장품 조성물.
  44. 생체중합체 조성물을 수득하는 기계적 방법으로서,
    불용성(insoluble) 및/또는 반용성(semi-soluble) 생체중합체를 극성 용매의 존재 하에 기계적 에너지에 적용하여 상기 불용성 및/또는 반용성 생체중합체(들)의 안정한 균질 현탁액을 수득하는 것을 포함하는, 방법.
  45. 생체중합체 조성물을 수득하는 방법으로서,
    불용성 및/또는 반용성 생체중합체를 극성 용매의 존재 하에 고 전단 조건에 적용하여 상태 변화가 관찰될 때까지 및 불용성 및/또는 반용성 생체중합체의 안정한 균질 현탁액이 수득될 때까지 적용하는 것을 포함하는, 방법.
  46. 제 44 항 또는 제 45 항에 있어서,
    상기 생체중합체 및 극성 용매는, 생체중합체:용매의 중량비가 약 0.25:20 내지 약 10:20, 또는 약 0.5:20 내지 약 3:20 인, 방법.
  47. 제 44 항 내지 제 46 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 기계적 에너지에 적용하는 것은 고 전단 조건을 포함하는, 방법.
  48. 제 47 항에 있어서,
    상기 기계적 에너지 또는 상기 고 전단 조건에 적용하는 것은 기계적 전단(mechanical shearing), 전단 박화(sheer thinning), 유성 볼 밀링(planetary ball milling), 롤링 밀(rolling mill), 진동 볼 밀(vibrating ball mill), 텀블링 교반 볼 밀(tumbling stirred ball mill), 수평 매체 밀(horizontal media mill) 및 콜로이드 밀링(colloid milling) 중의 적어도 하나를 포함하는, 방법.
  49. 제 44 항 내지 제 48 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 기계적 에너지에 적용하는 것은 볼 밀러(ball miller), 자기 밀러(magnetic miller), 이축 압출기(twin-screw extruder), 고압 균질화기(high-pressure homogenizer), 블레이드 균질화기(blade homogenizer), 교반 균질화기(stirring homogenizer), 살포기(disperser), 회전자-고정자 균질화기(rotor-stator homogenizer), 고-전단 혼합기(high-shear mixer), 플로우쉐어 혼합기(plowshare mixer), 동적 혼합기(dynamic mixer), 플라우 혼합기(plough mixer), 터빈 혼합기(turbine mixer), 스피드 혼합기(speed mixer), 초음파 분해기(sonicator), 조직 인열기(tissue tearor), 세포 용해기(cell lysor), 폴리트론(polytron), 리본 교반기(ribbon agitator), 및 미세유동화기(microfluidizer) 중의 적어도 하나를 사용하는 것을 포함하는, 방법.
  50. 제 44 항 내지 제 49 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 기계적 에너지 또는 상기 고 전단 조건에 적용하는 것은 색상 변화가 관찰될 때까지 수행되는, 방법.
  51. 제 50 항에 있어서,
    상기 색상 변화는 분말 증착물(powder deposit)을 갖는 투명한 용액으로부터 불투명한 회백색 균질 현탁액(opaque off-white homogeneous suspension)으로의 변화를 포함하는, 방법.
  52. 제 44 항 내지 제 51 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 기계적 에너지 또는 상기 고 전단 조건에 적용하는 것은 적어도 15분, 또는 적어도 30분, 또는 적어도 45분, 또는 적어도 60분, 또는 적어도 90분, 또는 적어도 2시간, 또는 적어도 3시간, 또는 적어도 5시간, 또는 적어도 10시간, 또는 적어도 12시간, 또는 적어도 15시간, 또는 적어도 24시간 동안 지속적으로 수행되는, 방법.
  53. 제 44 항 내지 제 52 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 기계적 에너지 또는 상기 고 전단 조건에 적용하는 것은 원하는 점도를 갖는 안정한 균질 현탁액을 얻도록 조정되는, 방법.
  54. 제 53 항에 있어서,
    상기 안정한 균질 현탁액은 약 20 mPa·s 내지 약 100,000 mPa·s, 또는 약 20 mPa·s 내지 약 500 mPa·s, 또는 약 1,000 mPa·s 내지 약 40,000 mPa·s, 또는 약 500 mPa·s 내지 약 2,000 mPa·s, 또는 약 1,500 mPa·s 내지 약 30,000 mPa·s, 또는 약 20,000 mPa·s 내지 약 50,000 mPa·s, 또는 약 40,000 mPa·s 내지 약 100,000 mPa·s의 점도를 포함하는, 방법.
  55. 제 53 항에 있어서,
    상기 기계적 에너지 또는 상기 고 전단 조건을 조정하는 것은 볼 밀러(ball miller)에서 분당 회전수(rotations per minute; RPM), 용기 크기(vessel size), 볼 양(ball quantity), 볼 크기(ball size), 용기 매체(vessel media), 볼 매체(ball media), 처리 시간(processing time), 처리 사이클(processing cycles), 및 배치 크기(batch size)로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 파라미터를 조정하는 것을 포함하는, 방법.
  56. 제 44 항 내지 제 55 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은 산, 염기, 반응성 화학물질 및/또는 염 중의 어느 하나의 첨가를 배제하는, 방법.
  57. 제 44 항 내지 제 56 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 생체중합체 조성물은 임의의 첨가된 산, 임의의 첨가된 염기, 임의의 첨가된 반응성 화학물질, 및/또는 임의의 첨가된 염을 실질적으로 함유하지 않는, 방법.
  58. 제 44 항 내지 제 57 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 안정한 균질 현탁액은 필수적으로 상기 생체중합체 및 물로 구성되는, 방법.
  59. 제 44 항 내지 제 58 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은, 건조 환경에서 상기 생체중합체를 사전-밀링(pre-milling)하여 미세 분말을 수득하는 것을 더 포함하는, 방법.
  60. 제 59 항에 있어서,
    상기 사전-밀링은 적어도 15분, 또는 적어도 30분, 또는 적어도 45분, 또는 적어도 60분, 또는 적어도 90분, 또는 적어도 2시간, 또는 적어도 3시간, 또는 적어도 5시간, 또는 적어도 9시간, 또는 적어도 10시간, 또는 적어도 12시간 또는 적어도 15시간 동안 지속적으로 수행되는, 방법.
  61. 제 44 항 내지 제 60 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 기계적 에너지 또는 상기 고 전단 조건에 적용하는 것은 상기 생체중합체의 더 작은 단량체 단위로의 분해를 유도하는 조건 하에서 및 지속시간 동안 수행되는, 방법.
  62. 제 61 항에 있어서,
    상기 생체중합체는 폴리사카라이드이고, 상기 모노머 단위는 모노사카라이드인, 방법.
  63. 제 61 항에 있어서,
    상기 생체중합체는 키틴이고, 상기 모노머 단위는 N-글루코사민(GlcNAc)인, 방법.
  64. 제 44 항 내지 제 63 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 불용성 생체중합체는 키틴, 키토산, 셀룰로스, 헤미셀룰로스, 리그닌, 아밀로스, 액틴, 피브린, 콜라겐, 실크, 피브로인, 케라틴, 양모, 알긴산 및 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는, 방법.
  65. 제 44 항 내지 제 63 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 반용성 생체중합체가 젤라틴, 펙틴, 전분, 아밀로펙틴, 아가로스, 알긴산, 알기네이트, 히알루론산, RNA, DNA, 잔탄 검, 구아 검, 라텍스, 폴리만난, 슈베린, 큐틴, 큐탄 및 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는, 방법.
  66. 제 44 항 내지 제 65 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 극성 용매는 극성 양성자성 용매를 포함하는, 방법.
  67. 제 66 항에 있어서,
    상기 극성 양성자성 용매는 물, 에탄올, 프로판올, 메탄올, 글리세롤, 이소프로판올, 아세트산 및 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는, 방법.
  68. 제 44 항 내지 제 64 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 극성 용매는 극성 비양성자성 용매를 포함하는, 방법.
  69. 제 68 항에 있어서,
    상기 극성 비양성자성 용매는 아세톤, 에틸아세테이트, 아세토니트릴, 디메틸 포름아미드, 디메틸 설폭사이드, 헥사메틸포스포르아미드 및 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는, 방법.
  70. 제 44 항 내지 제 64 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 극성 용매는 수성 용매를 포함하는, 방법.
  71. 제 44 항 내지 제 64 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 극성 용매는 물을 포함하는, 방법.
  72. 제 44 항 내지 제 64 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 극성 용매는 물로 구성되는, 방법.
  73. 제 44 항 내지 제 72 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 기계적 에너지를 적용하기 전에 또는 상기 고 전단 조건을 적용하기 전에 상기 불용성 및/또는 반용성 생체중합체를 사전-처리하는 것을 더 포함하되, 상기 사전-처리는 사전-밀링, 마이크로웨이빙(microwaving), 동결-해동(freeze-thawing) 및 스티밍(steaming) 중의 적어도 하나를 포함하는, 방법.
  74. 제 44 항 내지 제 72 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 생체중합체를 습식 밀링(wet milling)하기 전에 상기 생체중합체를 건식 밀링(dry milling)하여 입자 크기를 감소시키는 것을 더 포함하는, 생체중합체의 제조 방법.
  75. 화장품 조성물의 제조에서의, 제 1 항 내지 제 38 항 중의 어느 한 항에 따른 생체중합체 현탁액 또는 생체중합체 조성물의 용도.
  76. 제 75 항에 있어서,
    상기 화장품 조성물은 피부 관리 조성물, 노화 방지 조성물, 선스크린 차단 조성물, 보습 조성물 및 메이크업 조성물로 구성된 군으로부터 선택되는, 용도.
  77. 시드 코팅, 외과용 임플란트 코팅의 제조에서, 식품 첨가제로서, 페인트에서, 및/또는 약물 방출 플랫폼에서, 제 1 항 내지 제 38 항 중의 어느 한 항에 따른 생체중합체 현탁액 또는 생체중합체 조성물의 용도.
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