KR20230154446A - 전자 담배 흡입용 액상 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자 담배 흡입용 액상 조성물에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 하기 성분들을 포함하는 전자 담배 흡입용 조성물에 관한 것이다:
a) 물 25 내지 40 중량%
b) 1,3-프로판디올 30 내지 50 중량%
c) 글리세롤 20 내지 30 중량%
d) 보존제 0.1 내지 5 중량%
e) 선택적으로, 니코틴 0.2 내지 6 중량%
f) 선택적으로, 향미료 0 내지 10 중량%
g) 선택적으로, 적어도
사이클로덱스트린 0.1 내지 5 중량%.

Description

전자 담배 흡입용 액상 조성물

본 발명은 전자 담배 흡입용 액상 조성물에 관한 것이다.

소위 "베이핑(vaping)"이라고 불리는 전자 담배의 사용은 이제 흡연을 부분적으로나마 대체할 수 있는 방법으로 전 세계적으로 널리 퍼져 있다. 실제로 담배연기는 독성이 강한 물질인 니코틴 때문이 아니라 폴리사이클릭 방향족 탄화수소, 타르, 일산화탄소 등 종종 현저한 발암 효과를 갖는 연소 부산물 때문에 건강에 심각한 피해를 주는 것으로 알려져 있다.

시중에는 두 가지 유형의 대체 흡연이 있다. 첫 번째 유형은 고온 연소의 유해한 영향을 방지하기 위해 제어된 온도(일반적으로 350℃ 이하)에서 담배(tobacco)를 가열하는 것을 포함하는 시스템으로 구성된다. 두 번째 유형은 방출되는 증기에 충분히 조밀한 몸체를 제공하도록 구성된 베이스 외에도 조절된 양의 니코틴 및 다양한 유형의 향미료를 포함하는 액체를 기화시키는 소위 "전자 담배"에 의해 제공된다.

가열식 담배를 사용하는 첫 번째 유형은 기존 흡연과 더 유사하지만 연소 온도가 낮음에도 불구하고 니코틴 외에 담배에 포함된 일부 독성 물질이 여전히 방출된다. 대표적인 예가 니트로사민(nitrosamine)이다.

전자 담배는 흡연자에게 니코틴 수용체를 자극하는 원하는 효과를 제공하기 위해 조성물에 첨가될 수 있는 제어된 양의 니코틴을 제외하고 이러한 독성 또는 발암성 물질을 방출하지 않기 때문에 더 안전하다. 다양한 방식으로 조성물에 향미료를 더할 수 있는 가능성이 또 다른 매력이다.

하지만 전자 담배라도 독성이 없는 것은 아니다. 실제로 기본 구성은 대부분 프로필렌 글리콜과 글리세롤의 혼합물로 구성되어 있으며, 특히 전자의 경우, 호흡기 세포에 독성을 전한다.

따라서, 전자담배 흡입용 조성물의 독성을 더욱 낮추어 장기간 섭취 시 더욱 안전하게 할 수 있는 문제가 여전히 남아있다.

현재 시판되고 있는 전자담배는 니코틴 투여 시 높은 효능을 유지하면서 독성이 적은 대체 도구를 흡연자에게 제공하려는 목적으로 중국 발명가에 의해 탄생하였다. 전 세계적으로 확산된 지 15년이 지난 지금, 위에서 설명한 한계에도 불구하고 첫 번째 특성이 크게 중심에 있었다면 두 번째 특성은 확실히 부족했다고 볼 수 있다. 영국 공중 보건국(Public Health of England)과 왕립의사협회(Royal College of Physicians)에 따르면 시중에서 판매되는 전자담배는 일반 담배보다 위험도가 95% 낮다. 그러나 한편으로는 전자 담배가 흡연 퇴치에 유효한 도구를 제공할 수 있다는 것을 뒷받침하는 과학 문헌이 늘어나고 있지만 현재는 소수의 흡연자만이 흡연 습관을 포기했다. 금연 도구로서 전자 담배의 효과에 대한 이러한 제한은 소비자의 위험에 대한 잘못된 인식, 완전히 만족스럽지 않은 감각 경험, 무엇보다도 니코틴 방출 프로필을 포함하여 여러 가지 원인을 찾는다. 전통적인 담배는 양과 속도 측면에서 니코틴 수용체에 니코틴을 전달하는 탁월한 능력을 가지고 있다. 반대로, 현재 시판되고 있는 니코틴 방출 조절용 약리 장치는 기존 담배와 비교할 수 없는 성능을 가지고 있다. 따라서 전자 담배를 통해 니코틴 방출 및 중추 신경계로의 전달 속도를 높일 수 있다는 것은 흡연자가 덜 유해한 제품으로 전환하는 데 도움이 되는 상당한 도구가 될 수 있다.

담배 연기는 고체 성분, 액체 및 공기 중 가스로 구성된 콜로이드 분산액이다. 일반 담배에는 평균 8 내지 10 mg의 니코틴이 포함되어 있으며, 이 중 약 10 내지 20%가 흡연자에게 흡수된다. 가공된 담배 혼합물의 높은 pH는 연소 중에 가스 형태로 방출되는 다량의 니코틴을 탈양성자화할 수 있게 해준다. 이러한 요소(고농도, 유리 형태, 기체 상태)의 조합은 빠르고 효율적인 니코틴 흡수 프로필을 위한 이상적인 조건의 혼합을 생성한다.

전자 담배의 제제는 일반적으로 프로필렌 글리콜, 식물성 글리세린 및 니코틴의 혼합물로 구성된다. 담배 연기와 달리 이러한 전자 장치에서 생성되는 에어로졸은 물방울(액체 방울)이 존재하는 것이 특징이다. 니코틴은 유리 니코틴(유리 염기) 또는 이의 염의 형태로 존재한다. 유리 형태로 존재할 때 니코틴은 가스나 증기의 형태로 액적을 빠져나가는 경향이 있다. 이 혼합물은 구강인두 점막과 상기도 및 폐포 수준에 갇힌 물방울 중 하나에 공기 중 형태로 니코틴을 침착시키는 경향이 있다. 입자 크기는 니코틴 침착 효율을 조절하는 데 결정적인 요소인데, 입자가 너무 크면 호흡수(respiratory tree)의 점막에 침착되는 경향이 있고(흡수의 속도와 효율이 감소함) 너무 작은 입자는 숨을 쉴 때 내쉬는 경향이 있기 때문에 존재하는 니코틴을 격리한다. 입자 크기 분포는 장치의 특성과 혼합물의 구성 요소를 포함한 여러 측면에 따라 달라진다.

이상적인 장치는 올바른 크기의 입자와 최적의 입자 흐름을 특징으로 하는 에어로졸을 생성하여 구강인두와 폐 수준에 니코틴의 올바른 부분을 침착시킬 수 있고, 여기서 첫 번째 부위는 올바른 감각 인지에 대해 중요하고, 두 번째 부위는 높은 흡수율에 대해 중요하다.

니코틴의 생체 이용률을 최대화하려면 소비성 액체 성분의 제제를 최적화해야 한다. 이 매개변수에 영향을 미치는 일부 요인에는 입자의 극성, 입자 크기, 니코틴의 모양(유리 또는 복합), 부형제 및 용액의 pH가 포함된다.

전술한 기술적 문제는 첨부된 청구범위 중 하나 이상에 제시된 기술적 특징을 포함하는 구성에 의해 실질적으로 해결되며, 그 정의는 상세한 설명의 충분성을 위해 본 설명의 필수적인 부분을 형성한다.

따라서, 본 발명은 하기 성분들을 포함하는 전자 담배 흡입용 조성물에 관한 것이다:

a) 물 25 내지 40 중량%

b) 1,3-프로판디올 30 내지 50 중량%

c) 글리세롤 20 내지 30 중량%

d) 보존제 0.1 내지 5 중량%

e) 선택적으로, 니코틴 0.2 내지 6 중량%

f) 선택적으로, 향미료 0 내지 10 중량%

g) 선택적으로, 사이클로덱스트린 0.1 내지 5 중량%.

본 발명은 또한 본 발명의 조성물의 1회 이상의 투여분(dose) 및 향미료의 1회 이상의 투여분을 포함하는 키트에 관한 것이다.

본 발명의 추가 특징 및 이점은 본 발명의 배타적이 아닌 바람직한 구현예에 대한 지시적이고 비제한적인 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.

본 발명은 프로필렌 글리콜을 함유하지 않고, 하기 성분들을 포함하는 전자담배 흡입용 기본 조성물에 관한 것이다:

a) 물 25 내지 40 중량%

b) 1,3-프로판디올 30 내지 50 중량%

c) 글리세롤 20 내지 30 중량%

d) 보존제 0.1 내지 5 중량%

e) 선택적으로, 니코틴 0.2 내지 6 중량%

f) 선택적으로, 향미료 0 내지 10 중량%

g) 선택적으로, 적어도

사이클로덱스트린 0.1 내지 5 중량%.

물은 정제수 FU인 것이 바람직하다. 주요 기능은 에어로졸 입자의 극성을 조절하고 혼합물의 독성을 분해하며 니코틴의 생체 이용률을 높이는 것이다.

1,3-프로판디올(성분 b)은 점성화제(viscosifying agent) 역할을 하고, 용액의 pH를 증가시켜 탈양성자화된 니코틴의 비율을 증가시키며, 생물학적으로나 탱크 내에서 혼합물의 성질을 변경하여 물 입자를 결합시키고, 높은 효율로 향기를 전달한다.

글리세롤(성분 c)은 바람직하게는 식물성 글리세롤이며, 이의 주요 기능은 에어로졸의 몸체를 조절하여 흡습성과 삼투압을 한정하는 것이다.

보존제(성분 d)는 바람직하게는 벤조산나트륨이다.

사이클로덱스트린(성분 g)은 향을 강화하고 니코틴의 인지 및 생체 이용률을 조절하는 기능을 가지고 있다.

향미료(성분 f)는 과일 향미, 담배 향미, 멘톨 향미 또는 이들의 혼합물과 같이 전자 담배에 일반적으로 사용되는 모든 유형일 수 있다. 향미료는 이를 함유하지 않은 기본 조성물에 흡연자가 직접 첨가할 수 있다.

기존 전자 담배용 조성물에 비해 물의 함량이 높을수록 조성물의 독성이 감소된다.

프로필렌 글리콜(통상적인 조성물에 사용됨)을 1,3-프로판디올로 대체하면 조성물의 독성이 실질적으로 감소한다.

또한, 다량의 물은 에어로졸 입자의 극성을 조절하여 니코틴의 생체 이용률을 증가시켜 약물동태 관점에서 제품을 매우 효과적으로 만들어 주지만, 그 자체로 물의 과도한 증가로 인해 오작동이 발생하고 장치에서 액체가 손실될 수 있다. 이러한 가능한 단점은 적절한 양의 1,3-프로판디올의 존재로 상쇄되고, 1,3-프로판디올은 물과 수소 결합을 형성하여 표면 장력의 변화와 다른 모세관 현상을 유발한다.

바람직한 구현예에서, 프로필렌 글리콜을 함유하지 않는 전자 담배를 통한 흡입용 기본 조성물은 다음을 포함한다:

a) 물 29 내지 33 중량%

b) 1,3-프로판디올 38 내지 43 중량%

c) 글리세롤 22 내지 28 중량%

d) 보존제 0.1 내지 5 중량%

e) 선택적으로, 니코틴 0.2 내지 6 중량%

f) 선택적으로, 향미료 0 내지 10 중량%

g) 선택적으로, 적어도

사이클로덱스트린 0.1 내지 5 중량%.

실험부분

본 발명의 조성물의 잠재적인 피부 자극을 연구하기 위해, 조성물의 샘플을 재구성된 인간 표피(RHE)에 그 자체로 적용하고, 세포 생존성을 MTT 테스트로 평가하였다.

재구성된 인간 표피는 화학적으로 잘 한정된 성장 배지 내 공기-액체 경계면의 불활성 폴리카보네이트 필터에서 성장한 정상적인 인간 각질세포로 구성된다.

이 테스트의 화학적 기반은 용액 속의 노란색 물질인 MTT가 환원되어 보라색 포르마잔 결정을 형성하는 것이다. 이러한 환원 과정은 주로 미토콘드리아에서 발생하며 미토콘드리아 효소 숙신산 탈수소효소의 활성에 크게 의존한다. 이러한 대사 과정의 결과로 몇 시간 내에 보라색 포르마잔 결정이 나타나며 이소프로판올에 용해될 수 있다. 용해된 결정의 흡광도는 파장 540 nm에서 측정할 수 있으며 매우 넓은 선형 범위에서 살아있는 세포 수에 비례한다.

음성 대조군에 비해 시험 샘플을 처리한 조직의 세포 생존율 감소를 이용하여 피부 자극 가능성을 예측한다.

이를 위해, 3개의 RHE 조직에 시험된 제품을 처리하고, 3개의 조직에 5% 나트륨 도데실 설페이트(SDS)(양성 대조군)를 처리했다. 3개의 처리되지 않은 RHE 조직(인큐베이션 기간 동안 D-PBS에 보관됨)을 음성 대조군으로 사용했다. 처리 시 조직의 세포 생존율이 50% 이하인 경우 테스트된 샘플은 피부에 자극을 주는 것으로 간주된다.

테스트는 UNI EN ISO 10993-10:2013의 지침에 따라 수행되었다.

사전 인큐베이션

RHE 조직은 처리 전 최소 2시간 동안 성장 배지(37℃, 5% CO₂)에 방치되었다.

처리

RHE 조직을 다음 패턴에 따라 30 μl의 물질로 15분 동안 처리했다:

- 음성 대조군 DPBS

- 양성대조군 5% SDS

- 테스트된 샘플

각 실험은 세 번씩 수행되었다.

세척

RHE 조직은 처리에 사용된 모든 물질의 흔적을 제거하기 위해 DPBS로 반복적으로 세척되었다.

인큐베이션 후

RHE 조직을 42 ± 2시간 동안 성장 배지로 옮겼다(37℃, 5% CO₂).

MTT 테스트

RHE 조직을 MTT(1 mg/ml)로 3시간 ± 5분(37℃, 5% CO₂) 동안 처리한 후 포르마잔 결정을 이소프로판올에서 상온에서 2시간 ± 5분 동안 추출하였다. 광학 밀도 판독은 540 nm에서 수행되었다.

정제수 F.U. 30.8%, 1,3-프로판디올(PDO) 41%, 식물성 글리세롤 28%, 과립형 나트륨 벤조에이트 EP-E 211 0.2%(mg, 분말)를 함유하는 본 발명의 조성물은 상기 MTT 테스트에서 테스트한 결과, 처리된 조직 활력 백분율은 약 100%이었다.

따라서, 본 발명의 기본 조성물은 프로필렌 글리콜을 기반으로 하는 전자 담배용 조성물의 전형적인 세포 독성을 나타내지 않으므로 "베이핑" 행위를 훨씬 더 안전하게 만들어준다.

사용자와 함께하는 패널 테스트

당사 액상이 현재 전자 담배보다 니코틴 전달에 더 효과적인지 평가하기 위해 일반 사용자를 대상으로 테스트를 실시했다. 테스트는 16명의 "이중 사용자", 즉 전자 담배도 사용하는 기존 흡연자를 대상으로 설계되었다. 니코틴 농도의 선택은 매우 주관적인 매개변수이기 때문에 지원자들은 그들의 기존 담배의 성능을 기존 전자 담배 및 본 발명에 따른 조성물과 비교하여 당사의 액상과 기존 전자 담배에 존재하는 액상 사이의 니코틴 농도의 균형을 맞추도록 요청받았다.

본 발명에 따른 조성물은 이전 실시예와 동일하다.

통상적인 조성물은 4 내지 12 mg/ml 범위의 니코틴 양을 함유하며, 농도는 8 mg/ml가 바람직하다.

데이터는 다음 표 1에 나와 있다.

담배 대 기존 전자 담배 조성물 또는 담배 대 본 발명의 전자 담배 조성물

***p<0.001 차이는 통계적으로 중요하다.

**p<0.01 차이는 통계적으로 중요하다.

*p<0.05 차이는 통계적으로 중요하다.

ns 두 제품은 동일하다.

기존 전자담배 조성물 대 본 발명의 전자담배 조성물

°°°p<0.001 차이는 통계적으로 중요하다.

°°p<0.01 차이는 통계적으로 중요하다.

°p<0.05 차이는 통계적으로 중요하다.

NS 두 제품은 동일하다.

니코틴의 강도는 담배와 본 발명에 따른 조성물에서 동일한 방식으로 통계적으로 인지되며, 기존 조성물에서는 훨씬 더 적다.

목구멍 샷(throat shot)은 담배에서보다 종래의 조성물 및 본 발명의 조성물 모두에서 훨씬 덜 감지된다. 종래의 조성물과 본 발명의 조성물은 큰 차이를 나타내지 않는다.

니코틴의 인지율은 담배와 본 발명의 조성물에서 동일한 방식으로 통계적으로 인지되며, 기존 조성물에서는 훨씬 더 적다.

다른 두 제품에 비해 담배의 만족도가 현저히 높으나, 본 발명의 조성물이 기존 조성물보다 월등히 우수하다.

따라서 상기 데이터로부터 본 발명의 조성물은 전자 담배용 기존 조성물보다 독성이 낮을 뿐만 아니라 니코틴의 가용성을 향상시켜 전통적인 담배의 감각적 및 전반적인 만족 성능에 접근하는 것으로 나타났다.

***

본 발명의 몇 가지 특정 구현예만이 설명되었으며, 당업자는 본 발명의 보호 범위를 벗어나지 않고 특정 응용분야에 적용하기 위해 필요한 모든 변경을 가할 수 있다는 것이 명백하다.

Claims (7)

1. 프로필렌 글리콜을 함유하지 않고 하기 성분들을 포함하거나 또는 이들로 이루어지는 전자 담배 흡입용 조성물:
   a) 물 25 내지 40 중량%
   b) 1,3-프로판디올 30 내지 50 중량%
   c) 글리세롤 20 내지 30 중량%
   d) 보존제 0.1 내지 5 중량%
   e) 선택적으로, 니코틴 0.2 내지 6 중량%
   f) 선택적으로, 향미료 0 내지 10 중량%
   g) 선택적으로, 적어도
   사이클로덱스트린 0.1 내지 5 중량%.
2. 제1항에 있어서, 상기 보존제가 벤조산나트륨인 것인, 조성물.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 향미료가 과일 향, 담배 향, 멘톨 향 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 것인, 조성물.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물이 사이클로덱스트린을 포함하는, 조성물.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 하기 성분들을 포함하거나 또는 이들로 이루어지는, 조성물:
   a) 물 29 내지 33 중량%
   b) 1,3-프로판디올 38 내지 43 중량%
   c) 글리세롤 22 내지 28 중량%
   d) 보존제 0.1 내지 5 중량%
   e) 선택적으로, 니코틴 0.2 내지 6 중량%
   f) 선택적으로, 향미료 0 내지 10 중량%
   g) 선택적으로, 적어도
   사이클로덱스트린 0.1 내지 5 중량%.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 조성물의 1회 이상의 투여분(dose) 및 향미료의 1회 이상의 투여분을 포함하는, 키트.
7. 향미료의 투여분을 포함하거나 포함하지 않는, 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 조성물을 1회 이상의 투여분으로 함유하는, 흡입 장치.