KR100834687B1

KR100834687B1 - 히노키티올 함유 지질 나노 입자 및 그의 제조방법

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Publication number: KR100834687B1
Application number: KR1020070017385A
Authority: KR
Inventors: 황성록; 김진철; 이인호; 주향희; 최재형; 조성민; 한미란
Original assignee: 주식회사 엘지생활건강
Priority date: 2007-02-21
Filing date: 2007-02-21
Publication date: 2008-06-02
Anticipated expiration: 2027-02-21

Abstract

본 발명은 지질 및 히노키티올을 포함하는 것을 특징으로 하는 히노키티올 함유 지질 나노 입자, 및 (S1) 지질과 히노키티올을 가열하여 히노키티올이 포함된 지질 용융액을 제조하는 단계; (S2) 가열된 계면활성제 수용액을 제조하는 단계; (S3) 상기 지질 용융액과 계면활성제 수용액을 혼합하고 균질화하여 수중유(O/W) 유화액을 제조하는 단계; (S4) 상기 유화액을 냉각수에 분산시켜 지질 입자를 고형화시키는 단계; 및 (S5) 냉각된 유화액에 가교제를 첨가하여 지질 입자를 가교시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지질 나노 입자의 제조방법을 제공한다. 본 발명의 히노키티올 함유 지질 나노 입자는 히노키티올을 외부 환경으로부터 보호할 수 있고, 수용액상 조성물에서 분산성이 우수하며, 세정제에 통상적으로 포함되는 계면활성제 등에 의해 파괴되지 않아 물리적 안정성이 뛰어나고, 세정제 등에 적용할 경우 피부 침투성 및 헹굼 후 잔류성이 좋아 생체이용률이 개선된다.

히노키티올, 지질 나노 입자, 분산성, 안정성, 생체이용률

Description

히노키티올 함유 지질 나노 입자 및 그의 제조방법{Lipid nano-particle containing hinokitiol and manufacturing method thereof}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 히노키티올 함유 지질 나노 입자의 광학 현미경 사진(×800)이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 히노키티올 함유 지질 나노 입자의 크기분포를 나타내는 그래프이다.

본 발명은 히노키티올(Hinokitiol, 2-hydroxy-4-isopropyl-2,4,6-cyclohepta-2,4,6-trine-1-one)을 함유하는 지질 나노 입자 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 항균 및 모발 성장 촉진 유효성분인 히노키티올을 함유한 나노 입자 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 수용상에서 분산성이 우수하고 또한 세정 유효 성분인 계면활성제 용액에서도 파괴되지 않고 물리적인 안정성을 유지하는 나노 입자 및 그 제조방법에 관한 것이다.

히노키티올은 항균(anti-microbial) 활성이 있는 성분으로서 알려져 있으며, 은 일가 이온, 알루미늄 3가 이온, 코발트 2가 이온 등은 히노키티올의 산소원자와 결합해서 복합체를 형성한다. 그 중에서 은 일가 이온/히노키티올 복합체가 가장 효과적인 항균활성을 나타낸다고 보고되어 있다(Nomiya et al, Inorganica Chimica Acta 2004, 357, 1168-1176). 한편, 박테리아, 효모 및 곰팡이에 대한 구리(CU)/히노키티올 복합체의 항균활성을 복합체의 모양에 따라 관찰한 결과에 의하면 침상형태(needle type)가 가장 효과적인 것으로 밝혀졌다(Nomiya et al, Inorganic Biochemistry 2004, 98, 46-60).

이러한 히노키티올은 항균 활성뿐만 아니라, 종양 세포의 성장을 억제한다는 보고도 있으며(Morita et al., Biol. Pharm. Bull. 2004, 27, 1666-1669), 또한 UV B에 의해서 발생된 마우스 케라티노사이트(mouse keratinocyte)의 아폽토시스(apoptosis)을 저해하는 것으로 알려져 있다(Baba et al, J. Invest. Dermatol. 1998, 110, 24-28).

상기 항균 활성과 케라티노사이트 아폽토시스를 방지하는 효과 때문에 현재 모발 성장 촉진제로서 히노키티올을 사용하고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있다(일본특허 제2004-382060호, 대한민국특허 제10-2003-0041638호 참조).

한편, 히노키티올은 화학적으로 불안정하여 변색이 잘되고, 특히 빛에 민감하여 의약학적 제제, 화장품 기제 및 인체 세정 조성물에 적용하는데 한계점이 있다. 또한, 소수성(hydrophobicity)이 강하기 때문에 수용상 조성물에 분산이 어렵고, 인체 세정제에 적용할 경우 피부 침투성 및 헹굼 후 잔류성이 낮기 때문에 히노키티올의 생체이용률(bioavailability)은 매우 낮다.

히노키티올이 함유된 담체 입자로 베시클(vesicle)을 제조하여 히노키티올의 물리적, 화학적 안정성과 생체유용성을 향상시키는 방법을 생각해 볼 수 있다. 일반적으로 베시클에 지용성 유효성분을 봉입(encapsulation)하면 유효성분은 외부와 격리되기 때문에 분산안정성과 화학적인 안정성을 확보할 수 있다. 또한, 베시클은 유효성분의 경피 흡수를 촉진시킨다고 보고되어 있다. 따라서 피부 외용제에 베시클을 사용하면 유효성분의 생체이용률을 향상시킬 수 있다. 그러나, 베시클은 양친성 분자의 물리적인 결집체이기 때문에 세정 조성물에 적용할 경우에 계면활성제에 의해서 베시클이 파괴되어 유효성분의 분산안정성, 화학적 안정성 및 침투성 향상을 기대할 수 없다는 문제점이 있다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 히노키티올이 외부 환경으로부터 안정화되고, 수용액상 조성물에서의 분산성이 우수하며, 세정제에 통상적으로 포함되는 계면활성제 등에 의해 파괴되지 않아 물리적 안정성이 뛰어나고, 세정제 등에 적용할 경우 피부 침투성 및 헹굼 후 잔류성이 좋아 생체이용률이 개선된 히노키티올 함유 제제 및 그러한 제제의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 지질 및 히노키티올을 포함하는 것을 특징으로 하는 히노키티올 함유 지질 나노 입자, 바람직하게는 상기 지질이 탄소수 16-22의 지방산 또는 지방알코올인 것을 특징으로 하는 지질 나노 입자을 제공한다. 보다 바람직하게, 본 발명은 지질, 히노키티올, 계면활성제 및 가교제를 포함하는 것을 특징으로 하는 지질 나노 입자를 제공한다.

본 발명은 또한 (S1) 지질과 히노키티올을 가열하여 히노키티올이 포함된 지질 용융액을 제조하는 단계; (S2) 가열된 계면활성제 수용액을 제조하는 단계; (S3) 상기 지질 용융액과 계면활성제 수용액을 혼합하고 균질화하여 수중유(O/W) 유화액을 제조하는 단계; (S4) 상기 유화액을 냉각수에 분산시켜 지질 입자를 고형화시키는 단계; 및 (S5) 냉각된 유화액에 가교제를 첨가하여 지질 입자를 가교시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지질 나노 입자의 제조방법을 제공한다.

본 발명은 또한 상기 제조방법에 의해 제조된 히노키티올 함유 지질 나노 입자를 포함하는 수용액 또는 수현탁액, 보다 바람직하게는 상기 수용액 또는 수현탁액이 계면활성제를 포함하고 있는 세정제인 것을 특징으로 하는 수용액 또는 수현탁액을 제공한다.

전술한 바와 같이, 세정 조성물에서 베시클이 불안정화되면 유효 성분의 분산 안정성, 화학적 안정성 및 침투성 향상을 기대할 수 없는데, 본 발명에서는 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서 히노키티올을 지질 나노 입자에 봉입하였다. 본 발명의 지질 나노 입자는 수용상에 분산이 잘 되고 또한 매트릭스 물질(matrix material)로 사용된 지질을 가교시켜면 지질 나노 입자가 계면활성제에 의해서도 가용화되지 않는다. 따라서 세정 조성물에서 지질 나노 입자는 파괴되지 않고 안정하게 유지되고, 결과적으로 나노 입자 내부에 봉입되어 있는 히노키티올의 분산안정성과 화학적인 안정성을 확보할 수 있다. 또한, 지질 나노 입자는 크기가 작기 때문에 피부의 각질층 세포인 코니오사이트(corneocyte) 간격을 투과할 수 있고, 결과적으로 히노키티올의 경피 흡수를 촉진시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 히노키티올 함유 지질 나노 입자 및 그 제조방법에 대해 보다 구체적으로 설명한다.

본 발명은 지질 및 히노키티올을 포함하는 것을 특징으로 하는 히노키티올 함유 지질 나노 입자, 바람직하게는 상기 지질이 탄소수 16-22의 지방산 또는 지방알코올인 것을 특징으로 하는 지질 나노 입자을 제공한다. 보다 바람직하게, 본 발명은 지질, 히노키티올, 계면활성제 및 가교제를 포함하는 것을 특징으로 하는 지질 나노 입자를 제공한다.

이러한 히노키티올이 봉입된 지질 나노 입자는 (S1) 지질과 히노키티올을 가열하여 히노키티올이 포함된 지질 용융액을 제조하는 단계; (S2) 가열된 계면활성제 수용액을 제조하는 단계; (S3) 상기 지질 용융액과 계면활성제 수용액을 혼합하고 균질화하여 수중유(O/W) 유화액을 제조하는 단계; (S4) 상기 유화액을 냉각수에 분산시켜 지질 입자를 고형화시키는 단계; 및 (S5) 냉각된 유화액에 가교제를 첨가하여 지질 입자를 가교시키는 단계를 포함하는 제조방법에 의하여 제조될 수 있다.

상기 제조방법에 있어, 지질은 탄소수 16-22의 지방산 또는 지방알코올인 것이 바람직하며, 지질 용융액을 제조할 때에는 사용된 지질의 용융점(melting point) 이상의 온도에서부터 약 70 ℃ 높은 온도까지 가열하여 히노키티올이 함유된 지질 용융액을 제조할 수 있다.

상기 제조방법에 있어, 히노키티올의 함량은 지질 용융액 총 중량 대비 0.1-50 중량%, 바람직하게는 0.2-30 중량%, 가장 바람직하게는 0.5-20 중량%를 사용한다. 히노키티올의 함량이 상기 범위보다 낮으면 세정 조성물 등에 적용할 때 히노 키티올이 희석되기 때문에 항균성이 나타나지 않을 수 있고, 상기 범위보다 높으면 지질 나노 입자 제조 후에 히노키티올이 지질 입자와 상분리될 우려가 있다.

상기 제조방법에 있어, 계면활성제로서 HLB(hydrophilic lipophilic balance) 값이 4-15, 바람직하게는 6-14, 가장 바람직하게는 8-13인 계면활성제를 사용한다. HLB 값이 이 범위를 벗어나면 유화가 되기 어렵다.

이러한 계면활성제로는 트윈20, 폴록사머188, 세틸 트리 메틸 암모늄 클로라이드, 소디움 도데실 벤젠 설페이트, 레시틴 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

계면활성제 수용액 총 중량 대비 계면활성제의 함량은 0.02-5 중량%, 바람직하게는 0.05-3 중량%, 가장 바람직하게는 0.1-1 중량%를 사용한다. 이 범위보다 낮은 중량%를 사용하면 유화가 잘 되지 않고, 이보다 높은 중량%를 사용하면 유화과정에서 거품이 과도하게 발생하여 나노 입자가 제조되기 어렵다.

본 발명의 제조방법에 있어, 계면활성제 수용액은 지질 용융액과 혼합되기 전에 가열되는 것이 바람직하며, 지질 용융액과 동일한 온도 범위로 가열하는 것이 더욱 바람직하다. 계면활성제 수용액의 온도가 너무 낮은 상태로 지질 용융액과 혼합할 경우 용융 상태의 지질이 석출될 우려가 있고, 따라서 O/W 유화액이 제조되기 어렵다.

계면활성제 수용액에 대한 지질 용융액의 부피 비(용융액/수용액)는 0.01/1 내지 1.2/1, 바람직하게는 0.05/1 내지 1/1, 가장 바람직하게는 0.1/1 내지 0.7/1이다. 부피비가 상기 범위보다 낮으면 세정 조성물 등에 적용할 때 히노키티올이 희석되기 때문에 항균성이 나타나지 않을 수 있고, 상기 범위보다 높으면 유화 후에 수용액과 지질 용융액이 상분리되어 안정한 유화액을 제조하기 어렵다.

냉각수의 온도는 유화액의 지질 나노 액적(droplet)이 고형화 될 수 있도록 지질의 용융점보다 훨씬 낮아야 하는데, 바람직하게는 0.5-20℃, 더욱 바람직하게는 1-10℃, 가장 바람직하게는 2-5℃이다. 상온에서 냉각수의 온도를 상기 범위보다 낮은 온도를 유지하기 어렵고, 냉각수의 온도가 상기 온도범위보다 높으면 지질의 고형화가 되기 어렵다.

본 발명의 제조방법에 있어, 상기 가교제로는 디아민(diamine)류, 디알데히드(dialdehyde)류, 디아소시아네이트(diisocyanate) 등과 같은 2 기능성 시약(difunctional agent)인 화학적 가교제 또는 Ca² ⁺, Al³ ⁺, Cr³ ⁺ 등과 같은 다가 이온(multivalent ion)인 물리적 가교제가 사용될 수 있다.

수상 대비 가교제의 사용량은 0.5-4 중량%, 바람직하게는 1-3 중량%, 가장 바람직하게는 1.5-2 중량%이다. 상기 범위보다 가교제의 사용량이 적으면 가교밀도가 낮아서 계면활성제 조성물에서 지질 입자가 가용화될 우려가 있고, 상기 범위보다 높으면 히노키티올을 화학적으로 변성시킬 우려가 있다.

본 발명은 또한 전술한 제조방법에 의해 제조된 히노키티올 함유 지질 나노 입자를 포함하는 수용액 또는 수현탁액을 제공하며, 특히 본 발명의 히노키티올 함유 지질 나노 입자는 상기 수용액 또는 수현탁액이 세정용 계면활성제를 포함하고 있는 경우에도 파괴되지 않고 분산 안정성 및 물리적, 화학적 안정성을 유지할 수 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예 등을 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예들에 한정되는 것으로 해석돼서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.

<실시예 1-4> 히노키티올을 함유한 나노 지질 입자의 제조

본 발명에 따른 히노키티올을 함유한 나노 지질 입자를 아래와 같이 제조하였다. 1) 지질 용융액 제조: 지방산과 히노키티올을 70-80℃에서 가열하여 용융시켰다. 2) 수용액 제조: 트윈 20 (tween 20)을 증류수에 녹인 후 70-80℃로 가열하였다. 3) 유화: 균질기를 이용하여 15,000rpm으로 균질화되고 있는 수용액에 상기 지질 용융액을 천천히 첨가하고 5분 동안 70-80℃에서 균질화하였다. 4) 유화액 냉각: 제조된 유화액을 2-5℃ 냉각수에 분산시켰다. 5) 가교: 냉각된 유화액에 헥사메틸렌 디아민(hexamethylene diamine)을 첨가하여 지질 분자를 가교시켰다.

위와 같은 방법으로 하기 표 1에 나타낸 중량%로 히노키티올을 함유한 나노 지질 입자의 현탁액을 제조하였다. 첨부된 도 1은 실시예 1에서 제조한 지질 나노 입자를 광학 현미경으로 관찰한 결과로서 입자의 모양이 구형에 가까운 것으로 관찰되었다. 도 2는 실시예 1에 의해 제조된 나노 입자의 크기 분포를 나타내는 그래프로, 나노 입자의 직경은 약 100-1000 나노미터였다. 실시예 2-4에서 제조한 나노 입자도 실시예 1의 나노 입자와 크기가 유사하였고 구형 모양이었다.

구분(단위: 중량%)	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4
스테아릴 산(Stearic acid)	10	-	10	-
베헤닐 산(Behenyl acid)	-	10	-	10
히노키티올	5	5	5	5
증류수(70-80℃)	30	30	30	30
트윈20(Tween 20)	0.2	0.2	-	-
폴록사머188(Poloxamer 188)	-	-	0.2	0.2
냉각수(2-5℃)	54	54	54	54
헥사메틸렌 디아민	1	1	1	1

<비교예 1-2> 히노키티올을 함유한 베시클 제조

본 발명에 따른 히노키티올 함유 나노 입자의 비교예로서 히노키티올을 함유한 베시클을 제조하였다. 베시클을 구성하는 양친성 분자로서 포스파티딜콜린(phosphatidylcholine, PC)과 콜레스테롤(cholesterol)을 사용하였다. 이와 같은 양친성 분자와 히노키티올을 클로로포름/메탄올(1/1, v/v) 혼합용매에 함께 녹인 다음 유기용매를 상온에서 감압(400-500 mmHg)하에서 증발시켜 양친성 분자와 히노키티올로 구성된 혼합 건조막을 제조하였다. 그 다음 일정량의 수용액을 첨가하여 건조 인지질 막을 수화시킨 후 초고압 분산장치(microfluidizer)를 이용하여 500 bar에서 균질화시켰다.

위와 같은 방법으로 하기 표 2에 나타낸 중량%로 히노키티올을 함유한 베시클 현탁액을 제조하였다.

구분(단위: 중량%)	포스파티딜콜린	콜레스테롤	트리클로산	증류수
비교예1	25	-	5	70
비교예 2	20	5	5	70

<실험예 1> 분산성 평가

상기 실시예의 지질 나노 입자 및 비교예의 베시클을 증류수에 첨가하여 500 rpm으로 30분 동안 분산시킨 후, 다시 30분 동안 정치시킨 다음 육안으로 분산성을 관찰하였다. 그리고 제형화되지 않은 히노키티올 분말을 동일 함량으로 증류수에 첨가하여 관찰하였다. 시료, 증류수의 양, 및 분산성 결과를 하기 표 3에 을 나타내었다. 하기 표 3에서 단위는 중량%이다.

실시예 1	실시예 3	비교예 1	히노키티올	물	분산성
20	-	-	-	80	균일상
-	20	-	-	80	균일상
-	-	20	-	80	균일상
-	-	-	1	99	부유/침전

상기 표 3에 나타나는 바와 같이, 히노키티올을 함유한 지질 나노 입자 및 베시클은 분산성이 양호하였으나, 히노키티올 분말은 균일상을 형성하지 못하고 증류수 표면에 부유하거나 침전하였다.

<실험예 2> 계면활성제 용액에서의 안정성 평가

세정 조성물에 통상적으로 사용되는 계면활성제 성분 중의 하나인 소디움 라우릴 설페이트의 용액(10%)에 상기 실시예의 지질 나노 입자와 비교예의 베시클을 첨가하여 30분간 200 rpm으로 교반한 다음 지질 나노 입자와 베시클의 물리적 안정성을 육안 및 광학/전자 현미경으로 평가하였다. 시료, 소디움 라우릴 설페이트 용액의 양 및 물리적 안정성을 하기 표 4에 을 나타내었다. 하기 표 4에서 단위는 중량%이다.

실시예 1	실시예 3	비교예 1	SLS용액(10%)	물리적 안정성
실시예 1	실시예 3	비교예 1	SLS용액(10%)	탁 도	입자 형상 유지성
20	-	-	80	탁도 유지/ 균일상	입자 형상 유지
-	20	-	80	탁도 유지/ 균일상	입자 형상 유지
-	-	20	80	투명해짐/ 침강	베시클 파괴 (입자관찰안됨)

상기 표 4에 나타나는 바와 같이, 본 발명에 따른 지질 나노 입자는 소디움 라우릴 설페이트 용액에서도 나노 입자가 파괴되지 않고 안정한 균일상을 유지한 반면, 베시클은 소디움 라우릴 설페이트 용액에서 파괴되어 베시클 현탁액이 투명해지고 그 결과 히노키티올이 침강되었다.

이와 같이, 본 발명에 따른 히노키티올을 함유한 지질 나노 입자는 수용상에서 분산성이 우수하고, 세정 유효 성분인 계면활성제 용액에서도 나노 입자가 파괴되지 않고 안정한 균일상을 유지하며, 피부의 각질층 세포인 코니오사이트 간격을 투과할 수 있을 정도의 크기를 가지며, 헹굼 후 잔류성이 뛰어나 생체이용률이 양호하다.

Claims

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(S1) 탄소수 16-22의 지방산 또는 지방알코올;과 히노키티올을 가열하여 히노키티올이 포함된 지질 용융액을 제조하는 단계;

(S2) HLB 값이 4-15인 계면활성제를 이용하여 가열된 계면활성제 수용액을 제조하는 단계;

(S3) 상기 지질 용융액과 계면활성제 수용액을 혼합하고 균질화하여 수중유(O/W) 유화액을 제조하는 단계;

(S4) 상기 유화액을 냉각수에 분산시켜 지질 입자를 고형화시키는 단계;

(S5) 냉각된 유화액에 디아민(diamine), 디알데히드(dialdehyde) 및 디아소시아네이트(diisocyanate)로 이루어진 군으로부터 선택된 2 기능성 시약 (difunctional agent) 또는 Ca²⁺, Al³⁺ 및 Cr³⁺로 이루어진 군으로부터 선택된 다가 이온(multivalent ion)인 가교제를 첨가하여 지질 입자를 가교시키는 단계; 및

(S6) 상기 가교된 지질 입자를 이용하여 수용액 또는 수현탁액을 제조하는 단계를

포함하는 것을 특징으로 하는 히노키티올 함유 세정제의 제조방법.
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제4항에 있어서, 상기 히노키티올의 함량은 지질 용융액 총 중량 대비 0.1-50 중량%인 것을 특징으로 하는 히노키티올 함유 세정제의 제조방법.
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제4항에 있어서, 상기 계면활성제의 함량은 계면활성제 수용액 총 중량 대비 0.02-5 중량%인 것을 특징으로 하는 히노키티올 함유 세정제의 제조방법.
제4항에 있어서, 상기 계면활성제 수용액에 대한 지질 용융액의 부피 비(용융액/수용액)는 0.01/1 내지 1.2/1인 것을 특징으로 하는 히노키티올 함유 세정제의 제조방법.
제4항에 있어서, 상기 냉각수의 온도는 0.5-20℃인 것을 특징으로 하는 히노키티올 함유 세정제의 제조방법.
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