KR20060076254A - 플러렌 클러스터를 함유하는 화장품용 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자유라디칼 산화 과정을 방지 또는 지연하기 위하여 화장품용으로 허용 가능한 담체와 함께 유효량을 플러렌을 포함하는 화장품용 조성물 및 자유라디칼에 의한 건강한 피부 또는 점막의 손상을 감소시키기 위하여 상기 조성물을 사용하는 방법에 관한 것이다.

Description

플러렌 클러스터를 함유하는 화장품용 조성물{COSMETIC COMPOSITIONS CONTAINING FULLERENE CLUSTERS}

본 발명은 초미세 분산된 플러렌 입자와 화장품에 있어서의 그 용도에 관한 것이다.

플러렌은 다이아몬드와 흑연처럼 다른 형태의 탄소와는 다른 제3의 탄소 동소체이다. 그것은 단지 중공(中空)의 닫힌 케이지(cage)에 배열된 탄소만으로 이루어진다. 더 구체적으로, 플러렌은 탄소 원자가 6각형과 5각형을 형성하도록 서로 연결되게 배열되어 있는 밀폐형 다면체로 이루어진다. 본 발명에서 사용된 안정한 플러렌은 산업적 규모 또는 실험실 규모의 양으로 생산된다. 예로는 C₆₀, C₇₀, C₇₆, C₇₈, C₈₀, C₈₂, C₈₄ 및 분자량이 더 큰 분자를 들 수 있다.

플러렌은 크로토(Kroto) 등의 문헌인 Nature, vol. 318, p.163(1985)에서 최초로 설명되었는데, 여기서 플러렌의 존재는 흑연의 레이저 기화 산물의 질량 스펙트럼을 기반으로 주장되었다. 플러렌은 후프만(Huffman)과 크래츠머(Kratschmer)가 C₆₀과 C₇₀ 등의 플러렌을 거시적인 양으로 제조하여 분리하는 방법을 발견한 1990이 되어서야 실질적으로 이용 가능하게 되었다. 문헌[Kratschmer et al., Nature, vol. 347, 354(1990)]을 참조하라.

플러렌의 기하 구조와 전자 구조는 독특한 물리적 성질과 화학적 반응성을 부여한다. 예컨대, 플러렌은 전자친화도가 높다. 예컨대, C₆₀은 전자친화도가 2.65 eV이다. 플러렌은 탄소-탄소 이중 결합의 자유라디칼 첨가와 비공유 전자쌍에 의한 친핵성 공격에 대하여 증진된 반응성을 갖는다. 플러렌 이중 결합의 자유 래디칼 첨가는 예컨대 유기 화합물의 자유라디칼 산화에서 자유라디칼 사슬 성장 반응에 참여할 수 없는 상당히 불활성의 플러렌 중심(fullerene-centered) 라디칼의 형성을 일으킨다. 따라서, 플러렌은 항산화제이다. 하나의 플러렌 분자는 이중 결합을 희생시킴으로써 약 10개의 "강한(hot)" 자유라디칼을 불활성화할 수 있다고 알려졌다. 그 밖에, 플러렌 분자는 적당한 이합체의 형태에서 플러렌 케이지로부터 부착 유기기의 환원성 제거가 발생하므로, 자유라디칼들을 포획하여 재결합시킬 수 있다. 이러한 성질은 플러렌 분자에게 자유라디칼을 불활성 분자 산물로 변환시키는 능력을 부여한다.

플러렌의 독특한 성질은 플러렌 고체의 특유한 물리적 및 화학적 특성을 만들어낸다. 예컨대, 플러렌 분자 결정은 대부분의 유사한 크기의 유기 물질들의 분자 결정보다 훨씬 더 큰 매우 높은 에너지의 분자간 인력을 갖는다. 이것은 플러렌 케이지의 길게 뻗은 콘주게이티드(conjugated) 전자 구조와 분자 결정의 격자에서 플러렌 분자의 조밀한 패킹 방식에 기인하는 것으로 생각된다. 이러한 현상은 순수한 C₆₀과 C₇₀ 플러렌, 더 높은 차수의 플러렌, 그들의 혼합물, 방향족 분자를 갖는 플러렌의 결정성 용매화물, 흑연에 흡착된 플러렌 등의 결정에서 나타난다.

플러렌 분자 결정의 높은 강도는 참 용액(true solution)에서의 행동과 같이 개별 플러렌 분자와 비교하여 상당히 다른 화학적 및 생화학적 행동을 유발시켜서, 플러렌 분자 그 자체가 화장품, 약학 또는 수의학 조성물에 사용되는 것을 막는다.예컨대, 플러렌 분자의 거시적 크기는 피부 조직과 다른 생물학적 구조에 그것이 혼입되는 것을 허용하지 않는다. 일반적인 마이크로미터 크기 플러렌 입자에서 모든 분자 중 약 0.4%의 비율을 차지하는 단지 표면 분자들만이 용액에 노출되어 용액 성분과 반응하도록 허용된다. 게다가, 표면 플러렌 분자의 특정 반응성(specific reactivity)은 보통 개별 용해된 분자의 반응성보다 훨씬 더 낮다.

플러렌을 용해할 수 있는 용매의 수는 제한되어 있다. 플러렌을 용해하기 위하여 전통적으로 사용되는 방향족 용매 및 할로겐화 탄화수소는 강한 독소이기 때문에, 화장품 그리고 약학 및 수의학 조성물에서 사용하는 것이 불가능하다.

화장품 및 의약품 개발자들은 여러 가지 플러렌 성질을 이용하여 전술한 플러렌 사용의 곤란성을 극복하기 위한 시도를 하고 있다. 메럴(Melull)의 미국 특허 제5,612,021호 "Cosmetic Make-Up Composition Containing Fullerene or Mixture of Fullerenes as a Pigmentating Agent"은 수중유(oil-in-water) 또는 유중수(water-in-oil) 에멀션, 현탁액, 분말, 틴티드 크림(tinted cream), 매니큐어 및 기타 화장용 조성물에 있어서 결정성 플러렌의 사용에 대하여 기술하였다. 플러렌은 전해지는 바에 의하면 제품에 어떤 색상과 우수한 커버링 파우더(covering powder) 및 기분 좋은 사용 특성 등 기타 유용한 화장품 성질을 부여하기 위하여 이러한 메이크업 조성물에서 오로지 안료 또는 충전제로서 사용된다. 미국 특허 제5,612,021호에 개시된 표준 합성 방법에 따라 얻어진 결정성 플러렌은 용해된 플러렌 분자의 중요한 성질들을 가지지 않는다. 그것은 생체 조직, 효소의 활성 중심 및 기타 분자 생물학적 대상으로의 접근을 방해하였다. 따라서, 미국 특허 제5,612,021호는 단지 높은 광학 밀도의 플러렌 안료를 필수적으로 사용하며, 화장품 중의 생물학적 활성 성분으로서 플로렌의 용도에 대해서는 개시하고 있지 않다.

한편, 플러렌 유도체는 생체의학적 용도를 갖는다는 것이 밝혀졌다. 미국 특허 제5,994,410호 및 5,648,523호에서 치앙(Chiang) 등은 자유라디칼 포획자(scavenger)로서 유용한 플러렌의 화학적 유도체와 자유라디칼이 관련된 의학적 증상의 치료를 위한 그들의 용도를 개시하고 있다. 플러렌 분자에 작용기의 첨가가 플러렌 유도체에 필요한 용해성을 부여하지만, 이 유도체의 제조는 필연적으로 이중 결합의 수를 감소시키고, 부수적으로 플러렌 분자의 자유라디칼 포획 능력을 감소시킨다. 게다가, 작용기들은 용액 중에서 자유라디칼과 플러렌 케이지 이중 결합의 인력에 대한 입체 장애를 발생시키므로, 플러렌의 특정 반응성을 더 감소시킨다.

지금까지 아무도 플러렌 케이지에 작용기를 첨가하지 않고, 약리학적 또는 생물학적 활성을 나타내는 플러렌을 제조하는데 성공한 적이 없다. 그러나, 본 발명자들은 플러렌 부분의 화학적 예비 유도체화를 행함이 없이 무독성의 생체적합성 용매 중에 플러렌을 용해하는 수단을 발견하였다. 본 발명자들은 플러렌의 유용한 화학적 및 생화학적 반응성을 최대화하는 방법을 발견하였다. 더 구체적으로, 본 발명자들은 플러렌을 작은 분자 클러스터(cluster)로 전환시켜서 용해하고, 이어서 그 용해된 클러스터를 화장품 조성물에 사용하는 방법을 발견하였다. 이것은 플러렌 분자와 그들의 작은 덩어리의 증진된 화학적 반응성과 이에 부수하는 피부 보호 및 기타 화장품 용도를 위하여 중요한 더 높은 양성(positive) 생물학적 활성을 이용한다.

발명의 요약

따라서, 본 발명은 화장품용 담체(carrier)와 함께 화장용으로 유효량의 플러렌 클러스터를 포함하는 화장품용 조성물에 관한 것이다.

본 발명의 또 다른 측면은 포유동물, 특히 인간의 건강한 피부 또는 점막(粘膜)의 자유라디칼에 의한 손상을 방지 또는 감소시키는 방법에 관한 것으로서, 이 방법은 화장용으로 유효량의 플러렌 클러스터를 포함하는 화장품용 조성물을 건강한 피부 또는 점막에 사용하는 것을 포함한다.

본 발명의 또 다른 측면은 포유동물, 특히 인간의 건강한 피부 또는 점막의 독소를 비활성화시키는 방법에 관한 것으로, 그 방법은 본 발명에 의한 유효량의 플러렌 클러스터를 상기 포유동물의 피부에 사용하는 것을 포함한다.

본 발명의 또 다른 측면은 태양 광의 존재하에 유효량의 플러렌 클러스터를 포유동물의 피부에 투여함으로써 포유동물의 피부 및 점막의 항균성 또는 항바이러스성 감염을 치료하는 방법에 관한 것이다.

본 발명의 또 다른 측면은 유효량의 플러렌 클러스터를 피부에 투여함으로써, 강한 가시광 조사 및 UV 조사에 대한 인간의 피부 및 점막 보호 방법, 예컨대 태양에 의한 화상(solar burn)을 방지하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에서 사용되는 경우, "포유동물"라는 용어는 포유류 중의 어떤 구성원을 말하는 것으로 인간, 개, 고양이, 돼지, 소 등을 들 수 있으나, 이에 한하는 것은 아니다. 바람직한 포유동물은 인간이다.

본 발명에서, "클러스터"라는 용어는 화학 문헌에 정의되어 있는 일반적 의미를 갖는다. 플러렌의 분자 클러스터는 반 데르 발스 힘에 의하여 서로 모여진 플러렌의 작은 집합이다. 생각건대, 클러스터의 내부 구조는 플러렌의 분자 결정에서 발견된 구조에 가깝다. 클러스터 크기와 그 주변과의 상호작용에 따라 다양한 형태의 클러스터를 생각할 수 있다. 클러스터는 용매 분자에 의하여 직접 용해될 수 있으므로, 안정한 솔(sols) 및 현탁액에 가까운 비이상(non-ideal) 플러렌 용액을 형성한다. 중요한 극성 용매에 가용성이고, 따라서 이 용매 중에서 플러렌에 가용성을 부여할 수 있는 어떤 유기 분자(리간드)와 클러스터는 공여체-수용체 착물을 형성할 수 있다. 직접 용해된 플러렌 클러스터와 착화된 플러렌 클러스터가 둘 다 본 발명에서 활용된다.

본 발명에서 기술되는 플러렌 클러스터는 플러라아트(고체 플러렌)로부터 제조된다. 플러라이트의 예로는 결정화 용매를 포함할 수 있는, 순수 또는 혼합 분자 C₆₀, C₇₀, C₈₄, C₉₆, 등의 고체 형태를 들 수 있다.

플러라이트 또는 이를 함유한 용액 또는 현탁액은 본 발명의 플러렌 클러스터 제조를 위한 출발 재료로서 사용된다. 이를 위하여 양호한 플러렌은 C₆₀과 C₇₀이다. 상기 플러렌들은 기술 분야의 숙련자에게 공지되어 있는 방법에 따라 제조된다. 예컨대, 상기 플러렌들은 크래츠머 등의 Nature 347, 354(1990), 하워드(Howard) 등의 미국 특허 제5,273,729호, 위더스(Withers) 등의 미국 특허 제5,876,684호, 스맬리(Smalley) 등의 미국 특허 제5,227,038호, 스맬리의 미국 특허 제5,330,203호; 그리고 스맬리의 미국 특허 제5,567,517호, 레프틴(Leftin)의 미국 특허 제6,083,469호 및 필드스(Fields) 등의 미국 특허 제6,077,401호에 기술된 방법에 의하여 제조할 수 있으며, 이 모든 문헌들의 내용을 참조로 포함한다.

본 발명에서 사용되는 경우, "플러렌"이라는 용어는 닫힌 중공 케이지에 배열되어 있는 짝수의 탄소 원자를 함유하는 분자를 말한다. 플러렌은 총 20 내지 500 또는 그 이상의 짝수 탄소 원자를 함유할 수 있다. 플러렌은 반드시 구형은 아니다. 그들은 각 말단에 반구형 캡(cap)을 갖는 긴 관 형태의 구조를 취할 수 있다. 또한 하나의 구조가 제2의 보다 큰 구조 내에 함유되어 있는 하이퍼플러렌(hyperfullerene) 구조가 존재할 수 있다. 보통 구형 분자 구조의 경우, 그들의 하이퍼플러렌 구조는 양파의 층진 구조와 닮았다. 플러렌에 대해서는 문헌에 더 상세히 기술되어 있다. 플러렌의 예로는 C₆₀, C₇₀, C₇₆, C₈₂, C₈₄, C₉₆, C₂₄₀, C₅₄₀, C₇₂₀ 등을 들 수 있다. 플러렌이 최소 60개의 탄소 원자를 갖는 것이 바람직하다. 바람직한 플러렌은 C₆₀과 C₇₀이다.

본 발명에 의하여 의도된 플러렌 클러스터는 1 종류의 플러렌 또는 한 종류 이상의 플러렌을 함유할 수 있다. 1 종류의 플러렌을 함유하는 것이 바람직하다. 예컨대, 상기 플러렌 플러스터는 단지 한 종류의 플러렌, 즉 C₆₀이나 C₇₀ 중 어느 하나를 함유하는 것이 바람직하지만 C₆₀이나 C₇₀ 또는 그 혼합물을 함유할 수 있다.

본 발명에서 설명되는 바와 같이, 본 발명은 분자 클러스트 형태로 플러렌을 제조하여 사용하는 것에 관한 것이다. 분자 클러스터의 형성은 두 가지 방법에 의하여 예시된다.

하나의 방법에서는, 플러라이트를 개개의 작은 플러렌 분자 덩어리(클러스터)로 기계적으로 분해한다. 이것은 물, 알코올, 천연 및 합성 오일 등을 비롯한 다양한 액체 중에서 수압 충격에 의하여 발생하는 플러라이트의 기계적 분해에 기초한다.

다른 방법은 플러렌 클러스터를 수용성 고분자 및/또는 포르피린으로 착화함으로써 플러렌 고체를 액체 중에 용해시키는 것으로 구성된다. 이 경우, 고분자 및 포르피린과 플러렌의 가용성 착물이 리간드로서 고분자 및 포르피린 분자와 결합한 작은 분자 클러스터 형태의 플러린을 현저하게 함유하는 것이 밝혀졌다. 이 방법을 사용한 플러렌 클러스터의 형성에 유용한 수용성 고분자의 예로는 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리에틸렌클리콜(PEG), 폴리프로필렌글리콜(PPG), 비닐 피롤리돈, 에틸레글리콜, 프로필렌글리콜 등의 공중합체를 들 수 있다.

수용성 고분자 및 포르피린은 강한 공유 결합에 의하여 플러렌에 화학적으로 결합하는 것이 아니라, 대신 그들은 반 데르 발스 힘을 통하여 상호작용을 한다. 착물에서 상기 리간드와 플러렌 사이의 공여체-수용체 결합은 플러렌 분자 전자 구조를 심하게 교란시키지는 않는다. 즉, 플러렌의 모든 탄소-탄소 이중 결합은 손상되지 않는다. 그 밖에, 공여체-수용체 결합은 수상(water phase)을 통한 분자 클러스터의 세포막으로의 전달과 그 막을 투과할 수 있는 단일 수화된 플러렌 분자의 방출을 보증하는 가역성을 갖는다. 탄소-탄소 이중 결합이 본질적으로 손상되지 않고 작용기에 의하여 발생하는 입체 장애가 없으므로, 조직으로 전달된 플러렌 분자는 높은 화학적 반응성을 유지하고, 특히 항산화제로서 작용하는 수용성 플러렌 클러스터의 높은 생화학적 활성을 제공한다.

고분자 및/또는 포르피린 리간드를 갖는 수용성 플러렌 착물을 제조하는 예시적인 방법을 이하에 약술한다. 벤젠, 톨루엔 등의 비극성 유기 용매 중에 플러렌을 용해시킨다. 수용성 고분자(들) 및/또는 포르피린(들)의 개별 용액을 클로로포름, 메틸렌클로라이드, 에테르 등의 적당한 유기 용매 중에서 제조한다. 상기 플러렌 용액과 리간드 용액을 반응이 진행하기에 충분한 시간 동안 아르곤 가스가 충전된 반응기에서 혼합한다. 예컨대, 이 반응은 시약 농도와 실온 내지 용매 혼합물의 환류 온도에 이를 수 있는 반응 온도에 따라 30분 내지 1일이 걸릴 수 있다. 플러렌과 고분자의 중량비는 약 1:10 내지 약 1:10,000, 더 좋기로는 약 1:25 내지 약 1:250, 그리고 가장 좋기로는 약 1:50 내지 약 1:150이고, 한편 플러렌/포르피린 몰비는 합성을 위하여 선택된 시약과 용매 그리고 생성 산물의 원하는 조성에 따라 약 1 내지 약 10의 범위에 이른다. 수용성 플러렌/리간드 착물이 형성되었음을 지시하는 착색된 산물, 예컨대 PVP의 경우에서와 같은, 갈색 산물이 형성된다. 반응이 종료된 후, 진공 하에, 약 실온 또는 예컨대 약 50℃까지의 약간 더 높은 온도에서 용매를 제거한다.

용매를 제거한 후, 화장품용 부형제(vehicle, 賦形劑), 예컨대 물, 알코올 또는 더 좋기로는 pH가 약 7.4인 포스페이트 완충제를 플러렌을 용해하여 용액을 만들기에 충분한 양으로 플라스크에 첨가한다. 상기 부형제 중에서 플러렌 착물의 용해는 가열, 교반, 초음파 처리 또는 기타 기술 분야의 숙련자에게 공지된 수단을 통하여 가속될 수 있다. 양호한 방법은 약 15 ~ 50 W/cm², 더 좋기로는 20 ~ 50 W/cm²의 세기에서 약 30 내지 약 600초, 더 좋기로는 약 30 내지 300초 동안 15 ~ 40 kHz, 더 좋기로는 20 ~ 40 kHz 초음파 처리하는 것이다.

필요에 따라 그리고 바람직하게는, 불순물을 제거하기 위하여 수성 플러렌 용액을 여과한다. 또한, 증발에 의하여 용매 부피를 감소시켜서 플러렌 용액을 소정 농도로 농축시킬 수 있다.

플러렌 클러스터를 만드는 또 다른 방법은 플러라이트를 기계화학적으로 처리하는 플러라이트(고체 플러렌 또는 플러렌들의 고체 혼합물)의 기계적 분산에 의한다. 이러한 처리는 플러렌을 나노크기 클러스터로 쪼개기 위하여 액상 매체에서 행한다. 바람직하게는 플러라이트가 약 5 내지 50 nm 그리고 더 좋기로는 약 5 내지 15 nm의 크기로 감소한다. 플러라이트를 나노크기 클러스터로 변환시키는 데는 기술 분야의 숙련자에게 공지된 어떤 방법이라도 사용될 수 있다. 예로는 약 0.01 내지 약 100 kW의 전력 범위에서의 전기수압 충격, 초음파 및 음파 처리를 들 수 있다. 양호한 방법은 전기수압(EH) 충격인데, 일반적으로 더 큰 효율로 더 작은 클러스터를 생산하기 때문이다.

EH 효과의 본질은 액체 내에서 고전압의 전기 방전의 펄스 중에 크기와 기울기(gradient)가 큰 국부적 동적 수압의 생산으로 이루어진다. 이러한 종류의 동적 압력은 고체를 분쇄하는데 효과적이므로 액체 중에서 고체들의 미세한 분산액을 형성시킨다. EH 충격에 의하여 플러렌을 분해하는데 사용 가능한 장치의 예들은 바빙톤(Babington) 등의 미국 특허 제6,254,746호, 미국 특허 제5,868,919호 및 주반(Juvan) 등의 미국 특허 제4,917,785호에 기술되어 있으며, 이들의 내용을 모두 참조로 포함하였다.

플러라이트의 분쇄에 대하여 EH 효과 테크놀로지의 몇 가지 장점이 있다.

전기 예너지가 두 전극 사이에서 스파크 방전의 형태로 액체 속으로 갑자기 방출되는 경우, 초음속으로 전파하는 강한 기계적 충격파(shock wave)가 생성된다. 그 충격파는 2개 구역으로 구성된다. 그 충격파의 가파른 선도 구역은 압축(compression) 구역을 나타내고, 뒤따르는 구역은 희박(rarefaction) 구역인데, 여기서는 압력이 최고치에서 작은 음의 값으로 내려간 다음, 이전 충격(pre-shock) 값으로 돌아간다. 희박 구역은 압축 구역보다 더 빨리 이동하고 전체 충격파는 이동함에 따라 진폭이 점점 감소한다. 두 구역 모두 액체 중에서 충격파와 만나는 고체의 변형에 대한 작용을 수행한다. 그 변형은 입자의 기계적 성질 및 충격파 파라미터(parameter)에 따라, 결국 입자 분쇄에 이르게 할 수 있다. 충격파가 고체에 들어가는 경우에는 확장(dilatational) 또는 세로(longitudinal) 응력(stress)과 전단(shere) 또는 가로 응력을 발생시킨다. 응력 σ는 식 σ=ρCV를 통하여 고체 밀도 ρ, 파동 속도 C 및 고체 입자 기본 속도 V에 선형으로 관련된다. 이러한 관계는 종파(longitudinal wave)와 전단파 둘 다에 적용된다. 전기 방전에 의하여 발생한 EH 충격에서의 충격파 속도는 약 18 km/s에 미치는데, 이는 물에서의 음속(~1.5 km/s)을 크게 초과하는 것이다. 그것은 또한 물의 초음파 처리 중에 캐비테이션(cavitation) 미세기포(microbubbles)의 유입에 의하여 생성되는 충격파의 속도(~2 km/s)보다 훨씬 더 크다. 따라서, EH 충격 중에 전개되는 응력의 크기는 초음파 처리로부터의 크기를 훨씬 초과한다. 그러므로, 더 낮은 속도의 충격파를 생성시킬 수 있는 다른 처리와 비교하여, EH 충격이 물에 현탁된 플러라이트 입자의 분쇄에 훨씬 더 효과적이다.

플러라이트의 인장 강도는 압축 강도 보다 훨씬 작기 때문에, 플러렌 입자의 붕해는 주로 충격파의 희박 구역에서 일어나기가 쉽고, 소위 충격파의 인장 또는 음성 위상으로 종료한다. 10 Mpa까지의 총 마이크로초 동안 지속되는 음성 최대 압력은 물에서 충격파의 인장 위상에서 전개된다. 이러한 인장 부하가 플러라이트 입자로 전달되어, 소밀파(dilatational wave) 전단에 평행한 평면을 따라 분쇄를 일으킨다. 전단 응력에 의한 플러라이트 입자의 변형은 그 입자를 보통 소밀파 방향으로 쪼갠다. 횡파 속도는 종파 속도에 필적하지만 플러라이트의 전단 강도가 낮기 때문에 이 과정이 입자 분쇄에 상당히 도움이 된다.

이 주요 분쇄 공정은 제2 충격파에 의하여 야기되는 플러라이트 입자 분쇄 및 캐비테이션 기포의 붕괴에 의하여 생성되는 액체 마이크로젯(microjet)에 의하여 보충된다. 제2 충격파와 액체 마이크로젯에 의하여 야기되는 이러한 플러렌 입자 분쇄는 보통 플러렌 클러스터에서 발견되는 더 작은 입자 크기를 형성할 수 없다. 충격파의 인장(tensile) 위상에서 음성 압력의 최대 진폭이 약 1 Mpa를 초과하는 경우, 직경 약 100 마이크로미터의 일시적인 캐비테이션 기포가 물에서 유도된다. 캐비테이션 미세기포의 붕괴 또는 유입은 마이크로초 이하가 걸리고, 공동(cavity) 내부의 기체 압력 및 온도를 각각 약 150 Mpa와 5,500 C까지 올린다. 그와 같이 생성된 핫스팟(Hot Spot)은 물 중에 현탁된 고체 입자들을 파괴하기에 충분히 강력한 제2 충격파를 생성할 수 있다. 고체 표면 부근에 형성된 기포의 유입은 비대칭적이어서, 지름이 약 10 마이크로미터이고 길이가 약 50 마이크로미터인 액체의 분사물(jet)이 붕괴하는 공동로부터 배출된다. 이 분출물은 1초에 대략 100 미터로 표면을 향해 이동한다. 그 미세분출물은 플러라이트 표면에 닿아 프러라이트 입자 분쇄를 야기시킨다. 이 공정은 마이크로미터 범위에서 그 분출물 크기와 동등한 조각을 만들지만, 나노미터 크기의 입자를 만들 가능성은 거의 없다. 이것은 또한 양 방법에서 액체 내에 비슷한 에너지 입력을 갖는 경우, 초음파 처리에서 동일한 성질과 기능의 캐비테이션 기포가 생성되고, 생성된 입자의 특징적 크기가 EH 충격 처리 중에 얻어진 것보다 상당히 더 크다는 사실에 의하여 뒷받침된다.

따라서, EH 기법은 더 일반적인 초음파 및 음파 처리에 비하여 나노 크기의 플러렌 클러스터를 제조하는데 유리한 중요한 이점을 갖는다. EH 기법은 쉽게 규모를 확장시킬 수 있다. EH 방법의 핵심적 특징의 수월한 조절은 매우 광범위한 파라미터에서 보증된다. 게다가, 분쇄 방법에 중요한 많은 파라미터의 크기는 다음의 EH 충격파 특성 및 EH 장치 특성 목록으로부터 추정할 수 있는 바와 같이 이러한 EH 기법에 의하여 달성되지만, 다른 방법으로는 달성할 수 없다.

통상의 충격파 전단 상승시간(front rise time)- 10 ~ 100 ns

총 펄스 지속 시간- 100 ns ~ 10 ㎲

핫 플라즈마 채널에서의 최대 압력- 1 ~ 3 Gpa

시료에서 통상의 양성 최대 압력- 100 Mpa

시료에서 통상의 음성 최대 압력- 1 ~ 10 Mpa

핫 플라즈마 채널에서의 최대 온도- 15,000 ~ 40,000 K

최대 초기 충격파 속도- 10 ~ 18 km/s

펄스 에너지- 0.5 CU²= ~1 - 100 kJ

펄스당 특정(specific) 에너지- 통상의 분쇄 반응기 중에서 ~5 J/액체의 cm³

펄스에서의 특정 출력- 2 MW/액체의 cm³

전기에너지의 기계에너지로의 전환 효율- ~50%

방전 축전기 전압- 3 ~ 100 kV

펄스 방전 전류- 10 ~ 1000 kV

전기 용량- 3 ~ 100 μF

방전 회로의 인덕턴스 - 5 ~ 50 nH

펄스의 실질 반복 속도- 0.2 ~ 20 펄스/s

EH 장치에서 산물 내에 불순물이 들어가지 않는다.

비교를 위하여, 초음파 처리 기법의 일부 특징들을 아래에 나타낸다.

통상의 압축파 상승시간- 50 ㎲

시료에서 양성 최대 압력- 5 Mpa(통상 1 ~ 2 Mpa)

시료에서 음성 최대 압력- 5 Mpa(통상 1 ~ 2 Mpa)

압축-확장(dilatation) 사이클의 주파수- 20 ~ 40 kHz

물에서 초음파 속도- 1.5 km/s

캐비테이션 기포 지름- 60 ~ 200 ㎛

캐비테이션 기포 성장 시간- 100 ~ 400 ㎲

캐비테이션 기포 붕괴 시간- 100 ns ~ 1 ㎲

붕괴되는 캐피테이션 기포에서 기체 압력- 150 Mpa

붕괴되는 캐피테이션 기포에서 기체 온도- 5,000 K

붕괴되는 기포 부근의 액체 압력- 2,100 K

전기에너지의 기계에너지로의 전환 효율- ~50%

OH 라디칼의 수율 G ~1x10^-10; 생성된 OH 라디칼의 수 ~1x10⁶/사이클

연속 출력 공급- 50 W ~ 5 kW

출력 공급의 표면 밀도- 1 ~ 100 W/cm²

연속 처리에 대한 특정 출력- 1 ~ 100 W/액체의 cm²

EH 및 초음파 처리 조건 하에 고체 플러라이트 C₆₀의 행동 평가를 보증하기 위하여 일부 물리적 성질을 아래에 나타내었다.

매스(mass) 밀도- 1.72 g/cm³

벌크 모듈러스- 14 GPa

음의 종속- 3.6 km/s

음의 횡속- 2.1 km/s

열 전도도(300K)- 0.4 W/mK

포논 평균 자유 경로(phonon mean free path)- 5.0 nm

압축률(-dV/dP)- 6.9x10-12 cm²/dyn

열 팽창 부피 상수- 6.2x10^-5 cm³/K

상기 데이타로부터 EH 기법이 고체 플러라이트를 분쇄하는데 있어서 초음파 처리보다 더 효율적이고, 특히 더 에너지 효율적이며 생산적이라는 것은 명확하다. 한편, 더 큰 지속적인 초음파 처리는 EH 기법의 산물로부터 시각적으로 거의 구별할 수 없는 플러렌 클러스커를 안정한 콜로이드 용액으로 제공할 수 있다. 그러므로, 초음파 처리는 플러렌 클러스터 제조를 위한 또 하나의 방법인데, 액체 중 건조 플러렌 클러스터 산물의 재분산, 화장품 부형제와 플러렌 클러스터의 혼합 등과 같은 보조 작업에 효율적으로 사용될 수 있기 때문이다. 한편, 전술한 바와 같이, 플러렌 클러스터 제조의 더 양호한 방법은 EH 기법에 의하여 가장 잘 달성된다.

플러렌 클러스터의 구조에 대한 데이타는 드물다. 특정한 가설이나 기계적 관찰에 구애됨이 없이, 클러스터의 가능한 구조와 얻어진 용액의 조성은 다음과 같이 나타낼 수 있다. 미세결정성 플러라이트가 기계적으로 유리되고 적당한 인장 또는 전단 변형(strain)이 적용될 때 나노크기의 클러스터로 분해된다. 적잘하게 제조된 플러렌 클러스터는 보통 몇 달을 초과하는 기간 동안 물 또는 기타 중요한 액체 용액에서 침전되지 않는다. 이러한 안정성의 원인은 명확하게 확립되지 않았으며, 용액에 따라 다를 수 있다.

수용성 고분자(들) 및/또는 포르피린(들)은 플러렌 클러스터를 안정화시킨다. 구애됨이 없이, 그 안정성은 다음과 같이 설명될 수 있다고 생각된다. 개별 분자만큼 작은 크기를 갖는 플러렌은 고분자들 및/또는 포르피린들의 전자 공여기와 끌어당기는 상호작용을 하므로, 아마도 플러렌에 결합하지 않은 고분자 및/또는 포르피린의 극성기의 존재로 인하여 물 및 기타 용매 중에서 가용성인 착물을 형성한다. 그러한 착물의 형성은 분광학적 기법에 의하여 확인할 수 있다. 이러한 착물 중에서 플러렌이 클러스터 형태로 나타나는 것은 서로 밀접한 반 데르 발스 접촉을 하고 있는 플러렌 분자의 특징인 전자 스펙트럼 중 가시 영역에서의 흡수대의 출현으로부터 뒷받침된다. 이 특징적 흡수는 보통 가시 영역의 단파 지역에서 더 현저하다. 게다가, 그것은 플러렌 클러스터 착물의 용액에 플러렌이 용액 중에 녹아있는 경우에 존재할 것과는 다른 색상을 부여한다. 예컨대, 플러렌 60 클러스터 착물의 용액은 개별 분자를 함유하는 플러렌 C₆₀의 참 용액의 보라색 대신에 노란색 내지 갈색 색상을 갖는다.

유사한 스펙트럼 특징과 색상 변화는 그 구조에 이중 C=C 결합을 함유하는 불포화 지방산 및 천연 및 합성 오일 중의 플러렌, 예컨대 C₆₀ 용액에 본질적이다. 이는 이러한 용매 중에서도 플러렌 C₆₀이 클러스터 형태로 나타남을 나타낸다.

구애됨이 없이, 리간드 중의 편극성 이중 C=C 결합과 결합된 등의 플러렌의 강한 편극성(polarizability)은 가용성 착물의 형성을 유발하는 리간드와 플러렌 클러스터 사이의 강화된 인력이 원인이라고 생각된다. 이 착물은 클러스터의 응집을 막고, 그에 따라 용액으로부터의 고체 플러렌, 예컨대 C₆₀의 침전을 방지한다. 천연 오일 중에서 플러렌의 용해도는 밀리리터당 수십 밀리그램에 달하므로, 플러렌에 대한 가장 좋은 용매 중에 속하는 보통의 방향족 용매에서의 용해도를 초과한다. 천연 오일과 방향족 용매의 분자들과 플러렌 분자의 상호작용은 주로 전술한 편극력을 통하여 실현된다. 이 상호작용의 총 세기 및 그로 인한 용해도 값은 용매 중에 존재하고 플러렌 분자와 접촉 가능한 이중 C=C 결합의 수와 대략 비례할 것이라고 가정하는 것이 합리적이다. 이 수가 천연 오일의 경우보다 방향족 용매에 대하여 더 큰 경우, 방향족 용매에서의 용해도가 물론 훨씬 더 높을 것이다. 반대 현상이 일어나므로, 이것은 천연 오일 중의 플러렌 용액이 참 용액보다는 오히려 실질적으로 플러렌 클러스터의 안정한 솔(sols)이라는 것을 나타낸다고 생각할 수 있다.

순수(pure water) 중에서 플러렌 클러스터의 안정성은 다르다. 구애됨이 없이, 음으로 하전된 플러렌 클러스터가 수용액 중에 지배적이라고 생각된다. 음 전하의 출현에 대한 합당한 이유는 플러렌 케이지에 공유 결합된 히드록실기의 분해인 것을 생각된다. 이 히드록실기의 산도는 플러렌 분자의 극히 높은 전자 친화도(예컨대, 가장 작은 플러렌인 C₆₀의 경우 2.65 eV) 때문에 물 분자에서보다 훨씬 더 높다. 이것이 약 3 아래의 pH 범위에서 물속으로 양성자의 수월한 방출 및 부수하여 음으로 하전된 입자의 형성을 보증한다. 부차된 히드록실기는 플러렌의 이중 결합에 대한 히드록실 라디칼의 공격에서 유래한다.

수용액 중에서 히드록실 라디칼의 주요 공급원은 초음파 처리 또는 충격파 통가 중에 생성되는 캐비테이션 기포의 붕괴이다. 이중 C=C 결합을 갖는 화합물을 비롯한 유기 분자와 히드록실 라디칼의 반응 속도 상수는 확산-제어(diffusion-controlled) 값에 가깝다. 따라서, 예컨대, 초음파 처리는 미량의 페놀과 기타 유기 오염물을 제거하기 위하여 정수 시스템에서 사용된다. 그 반응은 플러렌 클러스터의 경우에도 매우 효율적일 것이므로, 클러스터의 표면에서 플러렌 분자에 일부 히들록실기를 제공한다.

이들 소수의 이온성 히드록실기는 플러렌 클러스터의 표면에서 이중 전기층을 만들어서, 유착에 대하여 콜로이드 입자들을 안정화시키는데 필요하다. 존재하는 히드록실기의 양은 클러스터 크기와 매체의 pH에 따라 변할 수 있고, 검출하기에는 매우 적을 수 있다. 그렇지만, 그렇게 작은 양의 히드록실기의 존재를 나타낼 수 있는 기계적 기법이 존재한다. 구체적으로, 초음파 처리 또는 EH 충격에 의하여 물에서 안정화된 플러렌, 예컨대 C₆₀의 스펨트럼에서는 450 nm 파장 부근에서 넓은 광 흡수가 나타난다. 그것은 작용기, 특히 히드록실기의 부착에 의하여 발생하는 플러렌 분자 전자 구조의 변동에 일반적으로 기인한다. 다양한 비공유 결합성 리간드를 갖는 플러렌 클러스터 착물의 경우에 있어서는 450 nm에서의 이 흡수가 전술한 플러렌 사이의 반 데르 발스 상호작용에 기인하는 것으로부터 예측될 수 있는 것보다 일반적으로 훨씬 더 강하다. 따라서, 450 nm에서의 상기 강화된 흡수는 그 표면에 히드록실화된 플러렌 분자(플레롤, fullerols)를 갖는 플러렌 클러스터가 형성된다는 것을 추가로 증명하는 것이다.

이 구조 모델에서는, 구애됨이 없이, 클러스터 중의 내부 플러렌 분자들은 손상이 없고, 플러렌 사이의 반 데르 발스 힘에 의하여 함께 붙들려 있다고 생각된다. 한편, 플레롤이 또한 결정성 반 데르 발스 구조를 형성할 수 있으므로, 플러스터 내부 공간으로 일부 저급(low-order) 플레롤의 혼입이 또한 가능하다. 구애됨이 없이, 그러한 구조를 갖는 플러렌 클러스터는 세포 사이의 매체를 통하여 세포막으로 전달될 수 있다.

플러렌 클러스터가 수화된 단일 플러렌 부분과 동적 평형에 존재한다는 것을 학신하는 실험적 결과가 있다. 이와 같이 생성된 수화된 플러렌 분자는 플레롤 또는 무결성(intact) 플러렌 케이지 중 어느 하나일 수 있다. 후자의 존재는 문헌에서 주장되었고, 물 분자에 의한 C₆₀ 등 무결성 플러렌의 용매화에 대한 분자 모델이 고안되었다(도 1). 액체 상태의 물은 가상(virtual) 결정 구조를 갖는다. 그 분자 모델에서, C₆₀ 플러렌은 80개의 물 분자로 이루어진 중공 정이십면체(Icosahedron) 내부에 위치한다. 내부의 20개 물 분자는 이 고리들에 직접 위치시킴으로써 플러렌 C₆₀ 중의 각각의 20개 6원 고리와 OH…p 수소 결합을 형성하기 위하여 이상적으로 위치하는데, 이는 벤젠 분자와의 수소 결합을 위한 최적의 위치이다. 이 20개의 물 분자는 정이십면체의 외부 껍질로부터 60개의 완전히 수소 결합된 물 분자를 통하여 연결된다. 수화된 저급 플레롤의 안정성은 공동와 플러렌 분자의 이러한 상당히 독특한 구조적 일치에 의하여 유리해질 것이라고 또한 생각된다.

구애됨이 없이, 수화된 단일 케이지 저급 플레롤과 수화된 초기 플러렌 분자는 세포막을 투과하여 세포 대사에 참여하지만, 더 큰 플러렌 클러스터는 단지 세포 외부의 플러렌 생화학적 활성에 대한 원인이 된다고 생각된다. 이러한 플러렌의 가용성 형태의 평형 상호 존재는 화장품 응용에 있어서, 플러렌의 여러 가지 공지된 유용한 기능의 합리화를 위하여 사용될 수 있고, 신규 화장품 시스템을 개발하기 위한 기초를 구성할 수 있다.

본 발명에서 제조된 플러렌 클러스터는 수성 용액 또는 알코올 및 오일 등의 유기 용매 중에 놓일 수 있다. 화장품에서 다음의 용도를 갖는 플러렌 함유 물질의 EH 분산 및 초음파 분산의 경우, 가장 적합한 용매는 물 또는 1 ~ 6개의 탄소 원자를 함유하는 알코올 등의 알코올은 물론 천연 및 합성 오일이다. 본 발명에서 정의되는 천연 오일은 하나 이상의 이중 결합과 C=O 및 C-OH 기를 갖는 다양한 천연 화합물의 혼성 혼합물이다. 이들이 약 16 내지 38개의 탄소 원자를 갖는 고도불포화 지방산인 것이 바람직하다. 고도불포화 지방산 중의 작용기 사이에 위치한 탄화수소 조각의 유연성은 플러렌 클러스터와 고도불포화 지방산의 작용기 중 몇몇의 동시 공여체-수용체 형태의 상호작용을 가능하게 하는데, 이 상호작용은 오일 중에서 플러렌의 높은 가용성에 기인한다. 오일 중에서 플러라이트의 EH 및 초음파 분산 처리 중에 자유라디칼의 과도한 형성을 방지하기 위하여, 인가되는 출력 밀도(power density)가 물과 알코올 액체 매체에 대한 최적 값의 거의 반응로 감소해야 한다. 예컨대, 10 ~ 18 W/cm2 출력 밀도 수준에서 초음파 분산 처리가 다양한 오일 중에서 플러라이트의 용해에 최적이고, 오일 품질의 저하나 고도불포화 지방산 분자의 플러렌에의 화학적 결합을 야기하지 않는다. 오일 중에서 이렇게 얻어진 플러렌 클러스터는 추가 정제 없이 화장품용 조성물의 제조에 사용될 수 있다.

본 발명의 조성물에서 플러렌 클러스터는 수용성 고분자 및/또는 포르피린과 결합(associated)될 수 있다. 플러렌 클러스터와 결합할 수 있는 수용성 고분자의 예로는 폴리비닐피롤리돈, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 비닐피롤리돈, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 등의 공중합체를 들 수 있다. 선택적으로, 또는 상기 고분자 및/또는 수용성 고분자와의 조합에 있어서, 본 발명의 플러렌 클러스터는 테르펜(terpene)과 결합될 수 있다.

테르펜은 간단한 화학식 C₁₀H₁₆의 화학적 화합물이다. 그러나, 상기 테르펜은 식 (C₅H₈)_n(여기서 n>2)의 불포화 아크릴계 및 사이클릭 탄화수소이다. 테르펜은 에테르 오일의 성분이다. 테르펜은 천연 탄화수소이고 식물에 함유되어 있다. 테르펜은 이소프렌 단위로 이루어진다. 이소프렌(2-메틸부타디엔-1,3), CH₂=C(CH₃)-CH=CH₂는 타로테니오드(caroteniode, 예컨대 β-카로텐)과 클로로필(chlorophyll)의 일부인 피톨(phythol)과 같은 천연 물질의 성분이다. 에테르 오일, 예컨대 캠퍼(camphor) 오일은 테르펜뿐 아니라 테르펜 유도체(알코올, 알데히드, 케톤, 에스테르 및 에테르)를 함유한다.

테르펜은 상당한 양의 플러렌을 용해시킬 수 있다. 예컨대, 테르펜 또는 전술한 유도체들 중에서 C₆₀의 용해도는 약 3 내지 약 20 mg/ml 범위에서 다양하다. 테르펜 중에서 플러렌의 용해는 물, 오일 및 불포화 산 중에서 플러렌의 용해에 대하여 본 명세서에서 기술하는 것과 동일한 물리적 활성화 수단을 제공함으로써 촉진시킬 수 있다. 이러한 수단으로는 특히 플러렌과 액체 테르펜의 혼합물에 적용되는 초음파 처리 및 전기수압 충격 기법과 고온, 교반, 매서레이션(Maceration), 케톤 마찰 분쇄(ketones attrition milling) 등을 비롯한 일반적인 보충 처리를 들 수 있다.

테르펜의 알코올, 알데히드 및 저급 알킬(C₁-C₆)에스테르, 저급 알킬(C₁-C₆)에테르 또는 산 등의 테르펜 유도체가 또한 플러렌 클러스터와 결합될 수 있다. 테르펜은 물론 유도체 중의 테르펜 부분은 최소 10개의 탄소 원자를 함유하는데, 여기서 m은 최소 1이고, 좋기로는 100 이하, 더 좋기로는 10 이하, 가장 좋기로는 1이다. 예로는 다음의 것들을 들 수 있다.

게라니올(Geraniol), C₁₀H₁₇OH (장미 향기를 갖는 알코올),

시트리넬롤(Citrinellol). C₁₀H₁₉OH (약한 장미 향기를 갖는 알코올),

시트렐(Citrel), C₉H₁₅CCHO (레몬 향기를 갖는 알데히드),

리날릴 아세테에트(Linalyl acetate), CH₃COOC₁₀H₁₇ (라벤다 향기를 갖는 에스테르),

멘톨(Menthol), C₁₀H₁₉OH (박하 향기)

테르피네올(Terpineol), C₁₀H₁₇OH (라일락 향기).

이러한 테르펜 용매는 방향제로서 향수 및 화장품에 널리 사용된다. 게다가, 그들 중 일부, 예컨대 멘톨은 강한 살균성을 갖는다. 이것은 적합한 플러렌 크림 중에 다른 보존제(conservant)를 감소 및/또는 배제시킨다. 보존제는 주로 알레르기제이다.

테르펜 및 그 유도체 중에서 플러렌의 높은 가용성은 이 용매들을 플러렌 화장품에서 효율적으로 이용하는 것을 허용한다(예컨대, 크림 중에서 충분히 고농도의 플러렌을 사용하는 것을 허용한다). 플러렌은 이 용액 중에서 클러스터 형태로 존재한다. 즉, 플러렌은 이 테르펜 클러스터로서 용매 중에서 용해되고 결국은 크림 또는 연고 또는 루즈 또는 다른 플러렌 화장품에서 활용된다. 그 안의 플러렌은 본질적으로 (나노) 콜로이드 용액에 가까운 형태로 테르펜 용액에 현탁된 클러스터이다.

용해된 테르펜(플러렌 클러스터)은 당업자에게 잘 알려진 일반적인 방법으로 크림 또는 다른 화장품 수단에 쉽게 혼입시켜 우수한 품질을 갖는 화장품을 얻을 수 있다.

본 명세서에서 오일 또는 불포화산에 관련하여 플러렌 클러스터를 언급한 설명은 테르펜에 동등하게 적용할 수 있다.

본 화합물의 플러렌 클러스터는 화장용으로 유용한 물질과 함께 화장품 조성물을 형성한다. 화장용으로 유용한 물질에는 항산화제, 결합제, 벌크화제(bulking agent), 킬레이트제, 색소, 연화제, 에멀션 안정제, 막형성제, 충전재, 방향 성분, 젤화제, 두발 조절제, 헤어 고정제, 습윤제, 가소제, 보존제, 피부 조절제, 용매, 햇빛차단제, 계면활성제, 자외선 흡수제, 점도 조절제, 왁스 등이 포함되나 이에 한정되지 않는다. 여러 가지 화장용으로 유용한 물질은 CTFS Cosmetic Ingredient Handbook, J.M. Nikitakis, Ed., 1st Edition, p.51-101 (1988)에서 찾을 수 있으며, 여기에 공개된 것들은 모두 본 명세서에 참고자료로서 포함되어 있다.

본 발명의 화장품 조성물은 왁스를 포함하는 조성물을 포함할 수 있다.

본 발명에 의하여 제조된 플러렌 클러스터는 미용상 허용가능한 담체와 관련되어 있다. 이 담체는 물과 같은 수용액 또는 극성 유기 용매, 에탄올과 같은 알콜 또는 그 밖의 극성 용매, 천연 또는 합성 오일; 수중유 에멀션; 유중수 에멀션; 또는 왁스 등이 될 수 있다. 상기 담체는 분명히 무독성이다. 본 발명 조성물의 양호한 담체는 수용액이다.

기능에 따라, 본 발명의 화장품 조성물은 용액(로션형 조성물), 농축 용액, 젤, 연고, 에멀션(크림, 유제), 소포 분산, 파우더, 조밀 파우더(dense powder), 페이스트 또는 고형제 등의 다양한 형태로 제공될 수 있다. 더 자세히 설명하자면, 본 발명의 화장품 조성물은 볼연지, 크림(안면 크림, 핸드 크림, 보습 크림, 햇빛 차단 크림), 크림 파우더, 아이 라이너, 아이 셰도우, 아이브로우 펜슬, 파운데이션, 로션, 마스카라, 마이크로에멀션, 연고, 포마드 및 루즈 등의 다양한 형태 내에서 분산될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 이들은 거품 또는 스프레이의 형태로 적용할 수 있는 추진제를 포함한 압착 팩으로 포장될 수 있다.

본 명세서에서 설명된 플러렌 클러스터를 다양한 형태의 화장품 조성물에 첨가할 수 있다. 예를 들어, 이들은 표피, 두발 및 점막을 보호하는 약학적 조성물; 피부 및 표면적 체성장용 메이크업 조성물; 치아미백제 등의 치아용 조성물 또는 콜레글리아(collegria)와 같은 안과용 조성물 등에 첨가될 수 있다.

본 발명의 플러렌 클러스터에는 미용적 유효량을 함유할 수 있으며, 만일, 약학적 조성물에 사용된다면, 본 명세서에서 설명한 바와 같이 치료적 유효량을 함유하게 될 것이다. 좋기로는 이들은 본 발명의 조성물 내에 총 조성물 중량의 약 0.01 내지 약 50% 및 더 좋기로는 약 0.02 내지 약 10%, 가장 좋기로는 약 0.05 내지 약 2%로 존재하는 것이 좋다.

본 발명의 화장품 조성물이 두발 보호용으로 사용되는 경우, 이들은 샴푸, 로션 또는 젤; 린스 또는 샴푸 전후의, 염색 또는 탈색 전후의, 웨이브 파마넨트 또는 스트레이트 트리트먼트 도중, 전후의 조성물의 형태로 제공될 수 있다. 이들은 또한 헤어 스타일링 또는 트리팅 로션 또는 젤, 로션 또는 블로우(blow) 염색 또는 두발 세팅용 젤, 두발 스프레이, 웨이브 또는 스트레이트 파마넨트용 조성물 또는 두발 염색 또는 탈색용 조성물의 형태로 제공될 수 있다.

본 발명의 조성물이 아이래쉬, 아이블로우 또는 피부용 메이크업 제품으로 사용되는 경우, 이들은 파운데이션, 립스틱, 아이셰도우, 아이라이너, 마스카라 또는 표피 처리용 크림의 형태로 제공될 수 있다.

본 발명의 조성물이 항균 조성물, 주름 및 표정선 제거용 조성물, 보습제 등의 약학적 조성물로 사용되는 경우, 이들은 유제 또는 크림 등의 에멀션, 젤, 로션, 연고, 또는 소포 분산 등의 형태로 제공되는 것이 바람직하며 약학적 활성 성분을 포함할 수도 있다.

상기 화장품 조성물에는 천연 또는 인공 왁스가 함유될 수 있다. 천연 왁스에는 라놀린, 밀랍, 스퍼마세티(spermaceti) 또는 라놀린 알콜, 경화 또는 아세틸화 라놀린, 라놀린 지방산 또는 아세틸화 라놀린 알콜 등의 라놀린 유도체와 같은 동물성과 카나우바(carnauba), 칸델릴라(candelilla), 카폭(kapok), 쌀, 경화 조조바(jojoba), 알파(alfa) 또는 야판(yapan)왁스 또는 코르크(cork)섬유, 사탕수수 왁스, 코코아 버터 등의 식물성이 있다. 대안적으로, 무기 왁스에는 파라핀, 몬탄, 리그나이트, 페트로라툼, 페트로라툼 왁스 또는 미소결정화 왁스, 세레신, 또는 오조케라이트 등이 포함될 수 있다. 사용되는 합성 왁스의 예에는 피셔-트롭쉬 합성에 의해 얻은 폴리에틸렌 왁스 및 포화 C₁₀-C₄₀ 카르복실산 및 포화 C₁₀-C₄₀ 알콜의 반응 산물인 미리스틸 미리스테이트와 같은 선형 에스테르가 포함된다. 사용되는 그 밖의 왁스에는 칼슘 라놀레이트 또는 스테아레이트 또는 경화 코코넛유 등이 포함된다.

상기 화장품 조성물에는 식물성 또는 동물성 오일의 개질 또는 비개질 오일이 포함될 수 있다. 예를 들어, 스위트 아몬드 오일, 아보카도 오일, 캐스터 오일올리브 오일, 조조바 오일, 해바라기 오일, 밀눈 오일, 참깨 오일, 땅콩 오일, 포도씨 오일, 두유, 홍화 오일, 코코넛 오일, 메이즈 오일, 헤즐넛 오일, 카라이트 버터, 팜 오일, 살구씨 오일, 칼로필럼 오일 또는 퍼하이드로스쿠알렌 등이 있다. 더욱이, 오일 상은 액체 파라핀, 액체 페트로라툼 등과 같은 무기 오일일 수 있다. 상기 오일은 이소프로필 미리스테이트, 이소프로필 팔미테이트, 2-에틸헥실 팔미테이트, 페니실린 오일(스테아릴 옥토네이트)와 같은 지방산 에스테르, 올레, 팔미트, 스테아르, 베헨, 리놀레, 라놀레산과 같은 불포화 지방산 또는 C8-C16의 이소파라핀과 같은 휘발성 또는 비휘발성 이소파라핀 등일 수 있다.

더욱이, 상기 오일은 올레일 알콜, 세틸 알콜 및 스테아릴 알콜과 같은 C12-C18의 지방 알콜 등일 수 있다.

에멀션으로 제공된다면, 본 발명의 유화된 조성물은 오일 상 및 수성 상을 포함한다. 상기 오일 상은 조성물 총 중량에 대하여 약 1 내지 약 75 중량%의 범위로 제공되는 것이 좋으며, 더 좋기로는 약 5 내지 약 60 중량%, 가장 좋기로는 약 40 내지 약 60 중량%로 제공되는 것이 바람직하다.

수성 상에는 수성 젤 및 화장품 에멀션에 일반적으로 사용되는 보조제를 포함한다. 수성 상은 약 0.5 내지 약 20 중량%가 제공될 수 있으며, 저급 C₂-C₆ 모노알콜 및/또는 글리세롤, 부티렌 글리콜, 이소프렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜과 같은 폴리올 등이 포함될 수 있다.

유화된 화장품 조성물을 제조하기 위하여 유화제가 사용될 수 있다. 소망하는 에멀션 효과를 나타내는 한 어떠한 양의 미용적으로 허용가능한 유화제도 사용이 가능하다. 유화제는 알려진 염 및 계면활성제로부터 선택된다. 유화제는 스테아르산, 소르비탄 세스퀴놀레이트, 폴리에틸렌 글리콜(PEG-30), 디폴리하이드록시스테아레이트, 레시틴, 마그네슘 스테아레이트, 및 이들의 유도체 및 혼합물에서 선택하는 것이 바람직하다. 상기 유화제는 조성물 총 중량에 대하여 약 0.5 내지 약 30 중량%의 범위로 제공되는 것이 좋으며, 더 좋기로는 약 1 내지 약 12 중량%, 더욱 좋기로는 약 4 내지 약 8 중량%로 사용되는 것이 바람직하다.

본 발명은 또한 증점제를 사용할 수 있다. 화장품에 정상적으로 사용되는 모든 증범제를 사용할 수 있다. 이러한 예에는 개질 마그네슘 실리케이트(벤톤젤 VS38, Rheox), 디스테아릴디메틸암모늄 클로라이드(벤톤 38 CE, Rheox)에 의해 개질된 헥토자이트, 가교결합된 폴리아크릴산 및 구아 검 및 개질 또는 비개질된 셀룰로오스와 같은 개질 점토 등이 포함된다.

본 발명의 조성물은 막형성 조성물을 포함할 수 있다. 상기 막형성 조성물은 예를 들어, 아크릴, 폴리에스테르 및/또는 폴리우레탄 폴리머의 분산 수용액, 예컨대, 부분적으로 중성화된 비닐 아세테이트/비닐 p-3차-부틸/벤조에이트/크로톤산 공중합체의 분산 수용액과 같은 폴리머의 분산 수용액에서 선택될 수 있다

본 발명의 조성물에는 착색제가 포함될 수 있다. 이러한 착색제는 수용액 또는 유기 용매에 불용성인 무기 또는 유기 안료일 수 있으며, 수용액 또는 유기 물질에 가용성인 염료가 될 수 있다.

윤활제는 또 다른 선택적 성분이다. 윤활제는 일반적으로 상기 조성물이 손에서 부드럽고 매끄러운 느낌을 형성하도록 돕는다. 이러한 예에는 C12-C15 알콜의 벤조산 에스테르, 시클로메티콘, 디메티콘과 같은 휘발성 실리콘 및 이들의 유도체등이 있다. 본 발명에서 활용할 수 있는 실리콘 함유 화합물에는 시클로메티콘 테트라머 및 펜타머(다우 코닝 244 또는 245 유체로서 구득) 또는 스테아릴 디메티콘 (다우 코닝 2503 화장품 왁스로서 구득)과 같은 비휘발성 실리콘 또는 시클로메티콘폴리올, 디메티콘폴리올, 세틸 디메티콘 코폴리올, 페닐 메티콘, 페닐 트리메티콘과 같은 이들의 유도체가 포함된다. 당업자는 실리콘 함유 화합물은 유화제로 작용한다는 사실을 이해할 것이다.

실리콘 함유 화합물은 조성물 총 중량에 대하여 약 1 내지 약 50 중량%의 범위로 제공되는 것이 좋으며, 더 좋기로는 약 5 내지 약 30 중량%, 가장 좋기로는 약 10 내지 약 25 중량%로 제공되는 것이 바람직하다.

보습제 또한 상기 화장품 조성물에 첨가될 수 있다. "보습제"는 습윤제 등의 피부에 보습효과를 제공하는 시약을 말한다. 보습제는 보습효과를 주는 양이 제공된다. 보습제의 예에는 글리세린, 부틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 소르비톨, 소듐 PCA, 글루캄 E-10, 글루캄 E-20 등이 있다. 보습제는 조성물 총 중량에 대하여 약 0.1 내지 약 10 중량%의 범위로 제공되는 것이 좋으며, 더 좋기로는 약 0.1 내지 약 5 중량%, 가장 좋기로는 약 1 내지 약 5 중량%로 제공되는 것이 바람직하다.

추가적으로, 연화제가 필요에 따라 포함될 수 있다. 상기 조성물에는 1종 이상의 연화제가 사용되는 것이 좋다. 연화제는 피부 표면에 부드럽고 매끄러운 감촉을 주기 위해 사용된다. 이들은 피부 수화 수준 및/또는 피부 액화 장벽에 상당한 영향을 미치지 않고 효과를 낼 수 있다. 연화제의 예에는 아보카도 오일, 올리브 오일, 해바라기 오일과 같은 식물성 트리글리세라이드, 소르비탄 올레이트, 미리스틸 미리스테이트, 이소프로필 미리스테이트, 글리콜 올레이트, 석유, 글리세린, 페트롤라툼, 광유 젤리와 같은 유기산 에스테르 등이 포함된다. 연화제는 조성물의 약 1 내지 약 50 %의 범위로 제공되는 것이 좋으며, 더 좋기로는 약 5 내지 약 40 중량%, 가장 좋기로는 약 10 내지 약 25 중량%로 제공되는 것이 바람직하다.

추가적으로, 본 발명의 화장품 조성물에는 항산화제가 포함될 수 있다. 항산화제는 천연이거나 합성일 수 있다. 그 예로서는 토코페롤, 비타민 E 리놀레이트, 비타민 E, 비타민 E POE 석시네이트, 비타민 E 아세테이트, 아스코르브산, 아스코르빌 팔미테이트 및 아스코르빌 PMG 등의 비타민 E 유도체가 포함된다. 예컨대, 단일 산소소와 같은 유해한 산화물을 중성화하기 위해 유효량이 사용된다. 이들은 약 0.1 내지 약 5 중량%의 범위로 제공되는 것이 좋으며, 더 좋기로는 약 0.5 내지 약 1 중량%로 제공되는 것이 바람직하다.

상기 화장품 조성물에는 예를 들어, PPG-2-미리스틸 에테르 프로피네이트, 이소프로필 팔미테이트 등의 알려진 크림과 같은 조성물 내의 연화제의 오일감을 줄여주는 성분을 함유할 수 있다. 이 성분이 필요하다면, 약 1 내지 약 30 %의 양으로 제공되는 것이 좋으며, 더 좋기로는 약 5 내지 약 25 중량%, 가장 좋기로는 약 10 내지 약 25 중량%로 제공되는 것이 바람직하다.

상기 조성물의 산성을 좋기로는 pH 약 6 내지 8의 소망하는 범위로 조절하기 위해서 pH 조절제가 일반적으로 사용된다. 그 예로는 아미노메틸프로판올이 있다. 이 pH 조절제는 소망하는 pH 범위로 pH를 변화시키기 위한 유효량으로 첨가된다. 조성물 총 중량의 0.4 중량% 미만으로 사용되는 것이 바람직하다.

햇빛 차단제가 필요에 따라 포함될 수 있다. "햇빛 차단제"이라는 표현은 피부를 침투하는 자외선을 흡수, 차단 또는 예방하는 유용한 것을 의미한다. 햇빛 차단제는 좋기로는 이산화티타늄, 또는 산화아연, 더 좋기로는 폴리머 물질 또는 화장용으로 허용가능한 피복으로 피복된 햇빛 차단제가 바람직하다. 햇빛 차단제의 예에는 알루미늄 스테아레이트로 피복된 미소화된 이산화티타늄, C9-C15의 폴리플루오로알킬 포스페이트, 산화아연으로 피복된 폴리머, 아미노벤조산(PABA) 및 이들의 에스테르, 벤조페논-3, 옥틸 살리실레이트, 멘틸 안트라닐레이트, 페닐벤즈이미다졸 술폰산 등이 있다.

더 자세히는, 햇빛 차단제에는 최소 2-12, 중간 12-30, 최대 30 이상의 보호 지수(SPF)를 제공한다.

상기 조성물의 평형은 부가제, 충전재, 유기 용매(알콜 및 오일), 완충 용액, 향수, 자체 태닝제(tanning agent) (디하이드록시 아세톤) 등의 종래의 첨가제와 그 밖의 화장용으로 허용가능한 담체 및 충전재로 구성되어 있다. 본 발명의 화장품 조성물에 사용할 수 있는 그 밖의 종래의 첨가제에는 분산제 및 보존제를 포함한다. 종래의 첨가제의 양은 전형적으로 조성물 총 중량에 대하여 약 0 내지 약 20 중량%의 범위로 제공되며, 좋기로는 약 1 내지 약 15 중량%, 더 좋기로는 약 4 내지 약 10 중량%로 제공되는 것이 바람직하다.

남은 백분율 또는 조성물의 평형은 물임을 이해할 것이다. 물은 상기 조성물을 피부로 분산시키는 담체로서 작용한다. 사용되는 물은 탈이온화수 또는 증류수인 것이 바람직하며, 물의 양은 전형적으로 약 10 내지 80 중량%, 가장 좋기로는 약 20 내지 40 중량%인 것이 바람직하다.

양호한 구체적 실시상태에서, 본 발명의 화장품 조성물은 크림 또는 로션 또는 연고이나 가장 바람직한 것은 크림이다. 담체는 물이 바람직하다. 선호되는 크림 조성물은 플러렌 클러스터 성분을 첨가하고도 고품질을 보장하기위하여 당업자에게 알려진 필수적인 일반 화장품 성분을 함유한 수중유 에멀션으로 제형화되었다. 선호되는 구체적 실시상태에서, 이러한 성분에는 조성물의 약 0.5 내지 약 1 중량%의 범위의 페트롤라툼, 특히 백색 페트롤라툼, 조성물의 약 0.5 내지 약 1 중량%의 범위의 라놀린 알콜, 조성물의 약 3 내지 약 6 중량%의 범위의 PPG-2-미리스틸 에테르 프로피오네이트, 조성물의 약 5 내지 약 10 중량%의 범위의 석유, 조성물의 약 0.2 내지 약 0.8 중량%의 범위의 트리에탄올아민, 조성물의 약 2 내지 약 4 중량%의 범위의 글리세롤, 특히 증류된 글리세롤, 조성물의 약 15 내지 약 20 중량%의 범위의 스테아르산, 조성물의 약 10 내지 약 15 중량%의 범위의 이소프로필 팔미테이트가 포함되는 것이 바람직하며 잔여분은 물이다. 화장품 또는 약학적 조성물 내에는 소망하는 특정 크림 제형에 따라 전술한 것들뿐만 아니라 항산화제 및 착색제와 같은 방향제, 향수 비타민 및 그 밖의 당업자에게 알려진 일반 성분이 포함될 수 있다.

전술한 바와 같이 제조된 플러렌 클러스터를 포함하는 본 발명의 화장품 조성물은 몇가지 기능을 지닌다. 첫번째로, 본 발명의 일부 수체적 실시 상태에 설명된 바와 같이 이들은 피부의 놀라운 복구효과를 나타낸다.

산화-환원(Redox)반응에 즉시 적용할 수 있는 플러렌 내의 이중 결합이 많으면 많을수록, 플러렌 클러스터의 용량에 따라, 본 발명의 화장품 조성물은 강한 역촉매작용을 유도하여 연쇄 라디칼 산화 반응을 차단하는 강한 항산화 특성을 지니게 된다. 피부 세포 내의 대사 반응 중에 발생한 자유 라디칼이 피부 노화의 주된 요소의 하나라고 얼려져왔다. 본 발명의 화장품 조성물의 유효량을 피부에 도포하는 경우 세포에 대한 자유 라디칼의 손상을 예방하고 따라서 피부를 복구시키고, 특히 안면의 주름살을 줄여준다.

본 발명의 조성물은 매일 및 좋기로는 1일 2회 이상 피부에 도포할 수 있다. 언급한 안정적인 복구 효과를 달성하기 위해서는, 최초의 몇 번의 도포에 의해 가시적인 효과가 나타나더라도 몇 주 또는 몇 달간 주기적으로 도포해야 한다. 상기 도포의 속도와 지속시간은 유효 성분의 농도에 따라 다르다. 당업자는 필요로 하는 복구 효과를 제공하기 위하여 적합한 도포 방법을 설계할 수 있어야 한다.

인체 내의 미토콘드리아는 정상적인 세포 대사 과정에서 연간 수킬로그램의 자유 라디칼을 생산해 낸다. 자유 라디칼에 의해 개시되는 산화 손상을 방어하기 위한 세포의 능력은 시간에 따라 감소된다. 이는 일반적인 노화 현상으로 인식된 세포 및 기관의 고장이 원인이다. 추가적인 자유 라디칼 공급원이 나타나는 경우 노화는 가속화된다. 이산화황, 오존 및 산화질소와 같은 일부 환경 오염원은 자유 라디칼 개시작용을 지니므로 추가적인 자유 라디칼 발생원이 된다. 외부 배지에 영구적으로 접촉해있는 살아있는 세포 (특히 피부, 두피 및 특정 점막)은 기체 오염원의 독성 효과를 받는다. 이러한 효과에 의해 피부의 노화가 가속화되며, 명암이 감소되고, 주름이 미리 형성된 안면에 의해 입증되고, 두발이 생기가 없어지고 푸석푸석해지는 결과를 낳는다. 본 발명의 화장품 조성물은 피부의 가속화된 노화 감소시키고, 두발을 소생시키는 효과가 있다.

그 밖의 자유 라디칼의 외부 공급원은 자외선 노출에 의해 피부, 두발 및 점막으로 들어온다. 노화 현상을 일으키는 능력 때문에, 자외선은 피부암을 유발하는 주요 인자로 간주된다. 자외선 조사에 의하여 형성된 라디칼 종은 특히 피부 지질 산화에 있어서 원인으로 간주되며, 지질 퍼옥사이드는 광발암을 유발하는 요인 중의 하나로 여겨진다. 특히 오르니틴 디카복실레이트 (약어로 ODC)가 피부 종양의 초기 표식자라는 사실 및 유기 퍼옥사이드가 표피에 ODC 형성을 유도하는 것으로 알려져 있다; R.L.Binder et al., Carcinogensia, Vol. 10, No. 12, 2351-2357(1989) 참조. 일부 플러렌 화합물은 피부 내의 ODC 농도를 감소시키는 능력이 있다. 플러렌 클러스터는 활성 플러렌 분자를 피부 세포로 전달하는 능력에 기인하여 동일한 특성을 지닌다. 그러므로, 본 발명의 화장품 조성물은 추가로 피부암 위험을 제한하거나 예방할 수 있다. 이는 본 발명의 조성물을 피부 표면체에 도포한 실험에서 피부 표면 체성장의 긍정적인 변화에 의하여 확인되었다.

본 발명의 화장품을 함유한 상기 플러렌은 피부 외층 표면의 박테리아성 독소를 파괴한다. 이는 대부분의 연구된 조성물을 도포하는 경우 독소의 특징적인 냄새를 지속적으로 방출하는 것으로 판단될 수 있다. 더욱이, 본 발명의 화장품을 함유한 플러렌은 살균제이며 박테리아의 공격으로부터 피부를 보호한다. 플러렌 클러스터 및 플러렌은 박테리아가 방어할 수 없는 인공 분자이다. 박테리아는 매우 다양한 분자를 파과하고 동화시키는 효소를 구비한 생명체이다. 그러나, 기대하는 바와 다르게, 박테리아는 플러렌 클러스터를 동화시키지 못한다. 후자가 효소 거대 분자 내의 입체 형태적 움직임을 제한하여 효소 활성을 차단하는 능력이 있다고 여겨진다. 그러므로, 궁극적으로 박테리아가 박멸된다.

본 발명의 플러렌 클러스터는 소염 및 살균 활성을 나타낸다. 이들은 본 명세서에 정의된 바와 같이 상처 복구 활성 및 피하수포 및 조직의 수종창을 감소시키는 능력을 지닌다. 이들은 조직이 복구될 때 반합성 효과를 지니고 있어 입상 조직을 지연시키고, 피부의 상피막 성장을 과도하게 지연시킨다.

더 자세히 살펴보면, 플러렌 클러스터를 포함하는 플러렌 조성물은, 예를 들어, 콜라겐 또는 피부 및 점막을 포함하는 조직을 함유하는 상피, 근육, 혈액, 림프관, 신경관, 샘, 힘줄, 눈 및 연골 등의 연약 조직(즉, 비광화 조직) 내의 상처 복구을 증진 또는 향상시키는 이로운 제제이다. 이들은 특히 연약 조직의 상처를 치유하고 예방하는 효과에 있어 유용하다.

따라서, 본 발명은 약학적 및/또는 화장품 조성물에 있어서 i) 상처 치유, ii) 상처 치유의 향상, 및/또는 iii) 연약 조직의 재생 및/또는 복구용의 플러렌 클러스터의 용도에 관한 것이다.

또 다른 특징으로는, 본 발명은 상처 치유를 향상시키거나, 연약 조직의 재생 및/또는 복구을 촉진하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 이러한 방법이 필요한 포유류에 플러렌 클러스터의 치료적 또는 예방적 유효량을 투여하는 것을 포함한다.

추가로, 플러렌 클러스터는 살균 및/또는 소염 특성이 있어, 연약 및 경조직(즉, 광화된)모두의 상태를 치료하는데 사용된다.

본 명세서에서는 상처 및/또는 궤양은 일반적으로 피부 또는 점막 표면에 돌출하거나 기관의 경색("뇌졸중")에 의하여 발생한다. 상처는 연약 조직 결손 또는 병변에 의하여, 또는 질환에 의하여 발생한다. 본 명세서에서, "피부"라는 용어는 인간을 포함한 동물의 몸 외부 표면을 말하며, 무손상의 또는 거의 무손상의 피부 및 손상된 피부 표면을 포괄한다. "점막"이라는 표현은 인간과 같은 동물의 손상되지 않은 또는 손상된 점막을 말하며, 이는 구강, 볼동맥, 이강, 비강, 폐, 눈, 복강, 질 또는 직장일 수 있다.

"상처" 라는 용어는 조직 구조의 정상적인 완결성의 잃은 몸의 부상을 의미한다. 상기 용어는 "통증", "병변", "괴사" 및 "궤양"을 포괄한다. 일반적으로 "통증"이라는 용어가 피부 또는 점막의 병변에 대한 흔히 사용되는 용어이고, 궤양은 조직 괴사의 종기에서 만들어진 조직 또는 기관 표면의 국부적 결손 또는 함몰부 이다. 병변이라는 용어는 일반적으로 조직의 결손을 말한다. 괴사는 감염, 상처, 염증 또는 경색의 결과로 죽은 조직을 말한다.

본 명세서에서 "상처"라는 용어는 모든 상처를 의미하며, 치료가 개시되기 전의 단계 또는 심지어 외과적 절개와 같은 감염 상처가 만들어지기 전의 모든 치유 과정의 특정 단계를 말한다.

본 발명에 의하여 치료되고 예방될 수 있는 상처의 예에는 무균 창상, 좌상, 절창, 열창, 비관통창(즉, 피부 파열은 없으나 주요 구조가 상해된 상처), 개방창, 관통창, 천공창, 자상, 감염창, 피하창 등이 있다. 본 발명에 의하여 치료되고 예방될 수 있는 통증의 예에는 욕창, 재발아프타구내염, 크롬염(chrome sore), 입술 헤르페스, 압력궤창 등이 있다. 본 발명에 의하여 치료되고 예방될 수 있는 궤양의 예에는 소화궤양, 십이지장 궤양, 위궤양, 통풍궤양, 당뇨성 궤양, 고혈압성 혈 결핍성궤양, 울혈궤양, 하퇴궤양(정맥 궤양), 설하궤양, 점막하궤양, 전신성궤양, 영양성 궤양, 열대궤양, 예컨대,임질(요도염, 자궁경부염, 직장염을 포함)에 의한 Veneral 궤양(?) 등이 있다. 본 발명에 의하여 성공적으로 치료되는 상처 또는 통증에 관련된 증상은 화상, 탄저병, 파상풍, 가스 괴저, 성홍열, 얕은 연조직염, 수모창, 모낭염, 전염성 농가진 또는 대수포성 농가진 등이 있다. "상처" 및 "궤양" 이라는 용어 및 상처 및 통증이라는 용어 간에는 종종 일부 겹쳐지는 부분이 있으며, 나아가, 무작위적으로 혼용되기도 한다. 그러므로, 본 명세서의 문맥상 "상처"는 "통증", "병변", "궤양" 및 경색" 을 포괄하므로, 별도의 지시가 없는 경우 상기 용어는 구별 없이 사용한다.

본 발명에 의하여 치료되는 상처의 종류에는 i)외과, 외상, 전염, 허혈, 열, 화학 및 물집 상처와 같은 일반 상처; 및 ii) 신생물, 화상(예를 들어, 열, 화학적), 병변(박테리아, 바이러스, 자가면역), 물림 및 외과적 절개 등의 피부의 상처가 포함된다. 그 밖의 상처를 대별하는 방법으로서는 i)외과적 절개에 기인한 작은 조직손실, 경미한 찰과상 및 경미한 물림, 또는 ii)상당한 조직 손실이 있다. 후자에는 허혈궤양, 압력궤창, 치루, 열상, 심한 물림, 열화상 및 공여부 상처(연약 및 경조직) 및 경색이 있다.

본 발명의 또 다른 특징으로는 치료 및/또는 예방되는 상처는 무균창상, 경색, 좌상, 절창, 열창, 비관통창, 개방창, 관통창, 천공창, 자상, 감염창, 파하창으로 구성된 군에서 선택된다.

본 발명의 플러렌 클러스터에 의하여 치료 또는 예방되는 그 밖의 상처에는 허혈궤양, 압력궤창, 치루, 열상, 심한 물림, 열화상 및 공여부 상처 등이 있다.

허혈궤양 및 압력궤창은 일반적으로 매우 느리게 치유되며, 이 경우 치유 속도를 높이는 것이 무엇보다 환자에게 중요하다. 더욱이, 치유가 빠르게 이루어지는 경우, 이러한 상처가 있는 환자를 치료하는 비용이 상당히 감소하게된다.

공여부 상처는 예를 들어, 이식과 같은 신체의 일부로부터 다른 일부로 경조직이 제거되는 경우의 상처이다. 이러한 수술에 의한 상처는 매우 고통스럽기 때문에 치유를 향상시키는 것이 무엇보다 중요하다. 플러렌 클러스터 또는 본 발명의 동일 물질이 함유된 조성물은 이러한 상처의 치료에 유용하다.

"피부"라는 용어는 피부의 상피막 또는 피부의 진피막을 포괄하는 넓은 의미로 사용되며, 이러한 경우, 피부 표면은 다소 손상되어 있다. 각질층과는 달리, 피부의 상피막은 외부(상피)막이며, 안족의 연결 조직은 진피라고 불린다.

피부는 외부로 노출되어 있는 부분이기 때문에, 특히 다양한 종류의 손상, 예를 들어, 파열, 자상,찰과상, 화상 및 동상 등에 민감하다. 더욱이, 많은 피부가 종종 사고에 의하여 파괴된다. 그러나, 피부의 생리적 기능 및 중요한 장벽 때문에 피우의 완결성은 개인의 참된 삶에 중요하며, 생존을 위하여 어떠한 열상 또는 파열도 신체가 받을 위협이라 볼 수 있다.

피부 손상과는 달리, 손상은 모든 종류의 조직(예컨대, 연약 또는 경조직)에서 나타난다. 점막 및/또는 피부를 포함하는 연약 조직의 손상은 특히 본 발명과 관련되어 있다. 본 플러렌 클러스터 또는 이들이 함유된 조성물은 이러한 다양한 상처, 통증 및 궤양을 치료하는데 유용하다.

피부 또는 점막 상의 상처의 치유는 여러 단계를 거쳐 피부 또는 점막을 재생 및 복구시키게 된다. 최근, 재생 및 복구는 두 종류의 치유형으로 구별된다. 재생은 생물학적 과정으로 정의된다. 여기서 일어 버린 조직의 구조 및 기능이 완벽히 재현된다. 반면 복구는 잃은 조직의 구조와 기능이 아닌 새로운 조직에 의해서 파열된 조직을 계속하여 복구시키는 생물학적 과정이다.

복구를 통한 대부분의 상처 치유의 경우, 형성된 새 조직은 구조적 및 화학적으로 원 조직(상처 조직)과 다르다. 조직 복구의 초기 단계에서, 항상 일어나는 과정은 손상 조직 부위의 일시적 연결 조직 형성이다. 섬유모세포에 의하여 세포외 콜라겐 매트릭스를 새로 형성하는 것에 의하여 시작된다. 이러한 새로운 세포외 콜라겐 매트릭스는 최종 치유 단계에서 이후 연결 조직의 지지체가 된다. 대부분의 조직의 경우, 최종 치유는 연결 조직을 포함한 상처 조직의 형성이다. 재생성 조직, 예컨대, 피부 및 뼈에 있어서, 최종 치유는 원 조직의 재생을 포함한다. 이러한 재생 조직은 종종 동일한 상처 특징, 예컨대, 치유된 골절부의 비후 등의 특징을 지닌다.

정상 환경 하에서, 신체는 피부 벽 또는 점막의 일체성을 회복하고자 손상된 피부 또는 점막의 치유 기작을 제공한다. 심지어 경미한 파열 또는 상처에 있어서도 복구 과정은 몇 시간 및 며칠에서 몇 주까지의 시간이 걸린다. 그러나, 궤양의 경우, 치유는 매우 느리며, 상처가 장기간 예컨대, 몇 달 또는 심지어 몇 년에 걸쳐 지속될 수도 있다.

상처 치유 단계는 일반적으로, 염증(보통 1 내지 3일), 이동( 보통 1 내지 6일), 증식 (보통 3 내지 24일) 및 성숙 (보통 1 내지 12일)이 포함된다. 치유 과정은 다양한 세포형의 이동, 증식 및 분화 및 매트릭스 성분의 합성과 관련된 복잡하며, 잘 조화된 생리적 과정이다. 치유 과정은 이하의 3단계로 나누어진다.

i) 지혈 및 염증

혈소판이 혈관계 밖으로 나와, 트롬빈 및 콜라겐에 노출되고, 활성화되어 엉기게된다. 그러므로, 혈소판은 엉김에 의하여 복구 과정을 개시하게 되며, 지혈을 위한 일시적 플러그를 형성하고, 박테리아의 침입을 막는다. 활성화된 혈소판은 응고계를 개시하고 혈소판 유도 성장 인자(PDGF) 및 상피 성장 인자(EGFs) 및 형질전환 성장 인자(TGFs) 등의 성장 인자를 방출한다.

상처 부위에 최초로 침입하는 세포는 호중구이며 이어서 대식세포에 의해 활성화된 단핵구가 나온다.

호중구의 주요 작용은 상처의 청소 또는 박테리아 감염으로부터 방어이며, 사멸 세포 및 혈소판을 제거하여 상처 치유를 향상시키는 것이다. 호중구의 여과는 상처 내에 박테리아 오염이 없어지는 최초의 48 시간 이내에 중지된다. 과량의 호중구는 혈액성 단핵구의 순환 풀에서 온 조직 대식세포에 의해서 포식된다. 대식세포는 효과적인 상처 치유에 필수적으로 여겨지는데, 이는 외래성 물질을 포식하고, 조직 잔여물을 제거하기 때문이다. 더욱이, 이들은 이후의 치유 과정에 관련된 다양한 인자를 방출한다. 대식세포는 콜라겐 생산을 개시하는 섬유모세포를 공격한다.

ii) 육아 조직 형성 및 재상피화

상처 발생 48 시간 후, 섬유모세포는 증식을 시작하고, 상처 경계에서, 연결조직으로부터 상처공간으로 이동한다. 섬유모세포는 콜라겐 및 글리코스아미노글리칸을 생성하고, 그 중에서도, 상처부의 저산소 상태가 내피세포가 증식하도록 자극한다. 내피 세포는 새로운 모세관 망을 형성한다.

콜라겡합성 및 플라스미노겐 활성자는 각질형성세포에서 분비된다. 상처가 방해받지 않고 산소와 양분을 잘 공급반는다면, 각질형성세포는 상처 부위로 이동할 것이며, 이들이 유일한 생존가능한 조직이 되고, 따라서, 각질형성세포는 죽은 조직 및 상처 가피 아래로 이동한다

상처부위는 수축에 의하여 추가로 감소된다.

iii) 피부 재형성

재상피화를 마치고 바로, 조직의 재형성이 시작된다. 몇 년 동안 지속되는 이 단계에서 조직의 강도가 회복된다.

전술한 모든 상처 치유는 상당한 시간이 걸린다. 치료속도는 상처의 감염여부, 개개인의 일반적인 건강, 외래물질 등의 존재에 영향을 받는다. 감염, 짓무름, 탈수, 일반적인 불량한 건강상태 및 영양실조 등의 일부 병리학적 이상 상태는 허혈궤양 등의 만성 궤양을 형성하게 된다.

적어도 표면적인 치유가 될 때까지, 상처는 새로운 감염위험이 있다. 그러므로, 상처가 빨리 치유될수록, 위험은 적어진다.

그러므로, 치유 속도에 영향을 미칠 수 있는 어떠한 절차라도 높은 가치가 있다.

더욱이, 거의 모든 조직 복구 과정에는 초기 연결 조직형성이 포함된다. 이 자극 및 연속되는 과정이 조직 치유를 향상시키는 것으로 생각된다.

본 명세서에서 "임상 치유"라는 용어는 조직 방해가 육안으로 관찰되지 않고, 단지 홍조 또는 경미하게 부은 조직 등의 염증 각각의 소견만을 나타내는 경우를 의미한다. 추가적으로, 조직이 이완되고 접촉이 없다면 통증을 호소하지 않는 것을 의미한다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 플러렌 클러스터를 상처 치료제, 예컨대, 피부 또는 점막의 상처 치유를 가속화, 자극 또는 증진시키기 위해 사용하는 용도에 관한 것이다. 기대와는 달리, 플러렌 클러스터는 상기한 모든 단계에서 상처 치유를 증진시킨다. 따라서, 본 발명의 플러렌 클러스터 또는 이들이 함유된 조성물은 조직의 재생성 및/또는 복구제로서 유용하다. 더욱이, 치유효과 때문에, 본 발명의 플러렌 클러스터는 통증 감경 효과도 갖게 된다.

본 발명의 추가적인 특징은 본 발명의 플러렌 클러스터가 항생제 효과를 지닌 치료 또는 예방제로서 사용되는 것이다. 이들은 감염 감소 특성도 나타낸다.

본원의 문맥상 감염 감소 효과는 조직 또는 대상자가 플러렌 클러스터로 치료하는 경우, 대상자 조직 감염에 대한 플러렌 클러스터의 치료 또는 예방효과에 관련된 것이다.

"감염"이라는 용어는 체조직 내에서 침해 및 미생물의 증식 또는 경쟁적 대사, 효소, 독소, 세포내 복제 또는 항원-항체 반응에 기인한 국부적인 세포 손상의 결과에 의하거나, 임상적으로는 불분명한 조직상의 축적에 관한 것이다.

본 발명에 의하면, 예방 및/또는 치료되는 감염은 미생물에 의한 것이다. 본발명의 대상인 미생물에는 박테리아, 바이러스, 효모, 곰팡이, 원생동물 및 리케차를 포함한다.

본원에서 "항박테리아 효과"는 박테리아 성장의 억제 또는 박테리아의 사멸을 의미한다. 이 용어는 특정 박테리아에 한정하는 것이 아니고 일반적인 모든 박테리아를 포괄한다. 그러나, 본 발명은 i) 인간을 포함한 포유류에게 질병을 유발하는 병원성 박테리아 및/또는 ii) 통상 포유류의 신체에 상존하나 특정 조건하에서 몸에 질명을 유발시키는 박테리아에 초점을 맞추고 있다.

따라서, 본 발명은 피부, 점막 표면 또는 손톱 또는 치아표면과 같은 신체 표면 상에서 박테리아의 성장을 예방 또는 치료하기 위한 플러렌 클러스터의 용도에 관한 것이다.

상기 플러렌 클러스터는 항생제와 함께 또는 단독으로 박테리아에 의한 감염을 치료하기 위하여 사용된다. 이 플러렌 클러스터에 의하여 치료되는 그람 음성 박테리아에는 네이세리아(예컨대, 엔. 메닝기티스(N. meningitis), 엔. 고노로에아(N. gonorrhoeae) 및 아시네토박터 등의 코키, 또는 박테로이드예컨대, 비. 프라질리스(B. fragilis)), 보데텔라(예컨대, 비. 페르투시스(B. pertussis), 비. 파라페르투시스(B. parapertussis)), 브루셀라(예컨대, 비. 멜리테니티스(B. melitentis), 비. 아보르투스 방(B. abortus bang), 비. 수이스(B. suis)), 캄필로박터(예컨대, 씨. 제주니(C. jejuni), 씨. 콜리(C. coli), 씨. 페투스(C. fetus)), 시트로박터, 엔테로박터, 에셔리시아(예컨대, 이. 콜리(E. coli)), 하에모필루스 예컨대, 에취. 인플루엔자(H. influenzae), 에치. 파라인플루엔자(H. parainfluenzae)), 클레브시엘라(예컨대, 케이. 뉴모니아(K. pneumoniae)), 레지오넬라(예컨대, 엘. 뉴모필라(L. pneumophila)), 파스퇴렐라(예컨대, 피. 예르시니아(P. yersinia), 피. 물토시다(P. multocida) ), 프로테우스(예컨대, 피. 미라빌리스(P. mirabilis), 피. 불가리스(P. vulgaris), 슈도모나스(예컨대, 피. 아에루지노사(P. aeruginosa), 피. 슈도말레이(P. pseudomallei), 피. 말러(P. maller), 살모넬라(예컨대, 에스. 엔터리티디스(S. enteritidis), 에스. 인판티티스(S. infantitis), 에스. 더블린(S. Dublin), 에스. 티피(S. typhi), 에스. 파라티피(S. paratyphi), 에스. 쇼트뮬러리(S. schottmulleri), 에스. 콜레라에수이스(S. choleraesuis), 에스. 티피뮤리움(S. typhimurium) 또는 그외 2500 종의 혈청형 모두), 세라티아(예컨대, 에스. 마르센세스(S. marscences), 에스. 리퀴페시엔스(S. liquifaciens) ), 쉬겔라(예컨대, 에스. 손네이(S. sonnei), 에스. 플렉스네리(S. flexneri) , 에스. 다이센테리아(S. dysenteriae), 에스. 보이디(S. boydii)), 비브리오(예컨대, 브이. 콜레라(V. chorerae), 브이. 엘 토르(V. el tor)) 및 여시니아(예컨대, 와이. 엔테로콜리티카(Y. enterocolitica), 와이. 슈도튜보클로시스(Y. pseudotuberculosis), 와이. 페스티스(Y. pestis))등의 로드가 포함된다. 이 플러렌 클러스터에 의하여 치료되는 그람 양성 박테리아에는 스트렙토코커스(예컨대, 에스. 뉴모니아(S pneumoniae), 에스. 비리단스(S. viridans), 에스. 파에칼리스(S. faecalis), 에스. 피오제네스(S. pyogenes)), 스테필로코커스(예컨대, 에스. 아우레우스(S. aureus), 에스. 에피더미디스(S. epidermidis), 에스. 사프로피티커스(S. saprophyticus), 에스. 알부스(S. albus)) 등의 코키 및 악티노마이세스(예컨대, 에이. 이스라엘리(A. israelli)), 바실러스(비. 세레우스(B. cereus), 비. 서브틸리스(B. subtilis), 비. 안트라시스(B. anthracis)), 클로스트리듐(예컨대, 씨. 보툴리눔(C. botulinum), 씨. 테타니(C. tetani), 씨. 페르프린겐스(C. perfringens), 시. 디피실(C. difficile)), 코리네박테리움(예컨대, 씨. 디피데리아(C. diphtheriae), 리스테리아, 및 프로비덴시아 등의 로드가 포함된다. 감염을 일으키는 그 밖의 박테리아에는 프로피오노박테리움 아크네 및 피트요스포론 오발레 등이 포함된다. 이러한 박테리아 감염에 의하여 야기된 질병 또는 질환은 본 발명의 플러렌 클러스터 또는 이들을 함유한 조성물에 의하여 치료된다.

플러렌 클러스터 또는 이들을 함유한 조성물은 예컨대, 보렐리아, 렙토스피라, 트레포네마 또는 슈도모나스 등의 스피로케트에 의한 감염의 치료에 사용된다.

플러렌 클러스터는 항생제와 함께 사용된다. 플러렌 클러스터와 함께사용되는 항생제에는 세포벽 합성을 억제함으로써 항생작용을 하는 항생제가 포함되며, 예를 들면, 베타-락탐반코마이신, 좋기로는 페니실린, 예컨대, 암디노실린, 암피실린, 아목시실린, 아즐로실린, 바캄피실린, 벤자틴 피니실린 G, 카베니실린, 칼록사실린, 사이클라실린, 디클록사실린, 메티실린, 메즈록실린, 나프실린, 옥사실린, 페니실린 G, 페니실린 V, 피페라실린, 및 티카르실린; 세팔로스포린, 예컨대, 1세대 약물 세파드록실, 세파졸린, 세팔록신, 세팔로틴, 세파피린 및 세파로딘, 2세대 약물 세파크로르, 세파만돌, 세포니시드, 세포라나이드, 세폭시틴 및 세푸록심, 및 3세대 세팔로스포린, 세포페라존, 세포탁심, 세포테탄, 세프타지딤, 세프티족심 및 목살락탐; 카바페넴 예컨대, 이미페넴; 및 모노박툼 예컨대, 아즈테오남 등이 있다.

본 발명의 플러렌 클러스터와 함게 사용되는 그 밖의 항생제에는 단백질 합성을 억제함으로써 항생작용을 하는 항생제가 포함되며, 예를 들면, 클로람페니콜; 그 밖의 테트라사이클린, 좋기로는 디메클로실린, 독시시클린, 메타시클린, 미노시클린, 및 옥시테트라사이클린; 아미노글리코시드 예컨대, 아미카신, 젠타미신, 카나마이신, 네오마이신, 네틸마이신, 파로모마이신, 스펙티노마이신, 스트렙토마이신 및 토브라마이신; 폴리마이신 예컨대, 콜리스틴, 콜리스티마타테 및 폴리마이신 B 및 에리스로마이신 및 린코마이신; 핵산 합성을 억제함으로써 항생작용을 하는 항생제로서는 특히 설폰아미드 예컨대, 설파시틴, 설파디아진, 설피속사졸, 설파메톡사졸, 설파메티졸 및 설파피리딘; 트리메토프림, 퀴놀론, 노보비오신, 피리메티아민, 및 리팜핀이 있다.

본 발명은 플러렌 클러스터를 소염효과를 지닌 치료 또는 예방제로서의 용도에 관한 것이다.

염증 현상을 극복하기 위하여 소위 비스테로이드계 소염제, 또는 NSAID로 불리는 많은 그룹의 아데노코르티코스테로이드 및 면역억제제를 포함하는 몇 가지 약이 사용되었다. 아데노코르티코스테로이드 및 특히 글루코코르티코이드는 약학적으로 복용시 소염효과를 지닌다. 이들은 특히 염증 과정에서 혈관 투과성을 감소시키고 따라서, 과립구 이동을 감소시키므로써 초기 혈관상을 억제한다. 글루코코르티코이드는 또한 중간배엽세포의 증식 및 프로테오글리칸 및 콜라겐을 포함하는 세포내 거대분자의 생산을 억제함으로써 말기 염증 및 복구 과정을 방해한다. 글루코코르티코이드는 대식세포 기능, 체액성 항체 생산, 세포 면역 및 리소좀 효소 방출을 억제한다는 사실이 실험적으로 밝혀졌다. 이러한 약물은 본 발명의 플러렌 클러스터와 함께 사용할 수 있다.

조식 손상의 심각성은 유기체의 항원/항체 반응 및 감염부위 내의 염증 물질의 보유 정도에 따른다. 국부 염증의 매개체의 축적에 의하여 과정이 가속화된다. 대부분의 경우, 이 과정은 조직의 면역여과 및 염증세포를 포함하는 육아 세포의 형성과 함께 느리게 일어난다.

본원의 문맥상 "소염 효과"는 염증의 억제 또는 중화를 의미한다.

본 발명에 의하여 치료되는 염증 상태는 물론 신체의 어떤 부위 상/내이어도 되며,어떠한 연약 또는 경조직이어도 된다.

상처의 치료 및 염증, 감염 등의 치료 및/또는 예방에 있어서, 임상의는 손쉽게 플러렌 클러스터의 유효량을 결정할 수 있다. 이 양은 치료 대상인 포유류의 연령 및 건강, 치료될 상태, 심각성 등에 따라 다양하다. 임상의는 과도한 실험없이 그 양을 결정할 수 있다. 선호되는 양은 전술한 화장품 조성물과 동일하다. 더욱이 약학적 조성물은 화장품 조성물로서 전에 언급한 조성물의 양과 동일할 수 있다.

본 발명의 화장품 조성물 및 약학적 조성물은 빛에 노출될 수 있다. 사실상, 본 조성물은 빛에 노출될 때 더 효과적일 수 있다. 이는 특히 상처 치유용으로 유효량의 플러렌 클러스터를 포함한 본 발명의 약학적 조성물에 적용된다. 본 발명의 조성물의 약학적 활성은 일반 태양광 또는 인공광 내에서 증진된다. 빛의 범위는 약 20 내지 약 100 LX의 광도가 바람직하다.

그럼에도 불구하고, 상처 치유 등에 대한 본 발명의 플러렌 클러스터의 치료적 활성을 달성하기 위하여 일상 생활에서 태양광 또는 전구 또는 형광등 등의 가정에서 찾을 수 있는 강한 빛으로부터 충분한 빛을 얻는다.

다음의 본 발명의 플러렌 클러스터의 제조 및 화장품 제품의 전종류에 대한 이들의 용도에 대한 비제한적인 실시예는 추가적으로 본 발명을 설명할 것이다.

도 1은 마틴 채플린(Martin Chaplin) 교수에 의하여 개발된 수화 플러렌 분자 C₆₀(H₂O)₈₀의 공간 모델을 나타낸다. 무결성 플러렌 분자(탄소 원자는 회색이 혼합된 구)가 80개의 물 분자에 의하여 형성된 공동에 들어 있고, 각각의 물 분자는 산소 원자의 경우 검은색 구 그리고 수소 원자의 경우 두 개의 밝은 회색으로 나타 내었다. 공동은 물 정이십면체(H₂O)₁₀₀으로부터 정십이면체 물 클러스터(H₂O)₂₀를 빼내서 만든다. 물 분자로부터 각각의 플러렌 육각형 수소가 직접 위에 위치하여, 산소 원자와 대응하는 벤조이드 고리의 파이-시스템 사이에 20개의 수소 결합을 형성함을 나타낸다. 우연한 기하 형태의 일치는 원래 정이십면체 구조에 관하여 내부 20개의 물 분자와 외부 60개의 분자의 교란되지 않은 위치성을 유도하고, 따라서, C₆₀(H₂O)₈₀에 대한 에너지 안정화를 증진시킨다.

도 2는 플러라이트 분말을 나노크기 플러렌 클러스터로 분쇄하는데 사용되는 실험실 규모 전기수압 충격 챔버의 구성도이다. 챔버는 물로 용량까지 채워지고 회전을 위하여 타원형을 갖는다. 물을 통한 전기 방전이 이 타원의 초점에서 두 개의 텅스텐 전극 사이에서 발생하고, 플러라이트 시료는 누적 충격파로 처리될 또 하나의 초점에 위치한다. 플러라이트가 얇은 벽의 플라스틱 전지 내부의 액체 중에서 현탁되고, 따라서 물 매체를 투과하는 전지 외부 충격파로부터 분리된다. 선택적으로 플러라이트 현탁액은 초점을 통과하는 얇은 벽 플라스틱 튜브를 포함하는 밀폐 카운터(counter)에서 계속 회전한다. 플러렌을 현탁하기 위한 액체는 물, 알코올, 천연 오일 등으로부터 선택된다.

실시예 1

진공하에서 C₆₀의 결정성 용매화물을 승화시켜 용매가 제거된 순도 99.9중량%의 풀루오라이트(flluorite) C₆₀을 얻고, 이후 아르곤 건조 상자에서 마노 모르타 르(mortar) 중에서 갈아 평균 입도 약 10마이크론이 되게 한다. 상기 분말 400mg을 벽이 얇은 폴리에틸렌 테스트 튜브에 넣고, 탈이온(DI)수를 용량만큼(3 ml) 가득 채운 뒤 개방 말단을 열처리 밀봉한다. 이렇게 준비된 시료를 냉각기를 통하여 순환하는 DI수로 채워진 챔버로 전기수력학 기구(도 2)의 상단 입구의 구멍을 통하여 삽입한다. 상기 시료는 플루오라이트 분말이 타원체의 상단 중심에 위치하도록 특정 용기에 보관한다. 고전압 전력 공급인 6,000 V의 펄스 사이에서 하전되는 5 μF 축전기로 총 2 시간 동안 연속적으로 주파수 2 HZ 펄스를 전기 방전하여 타원체의 낮은 중심에 위치하게 한다. 상기 장치는 펄스당 75J 에너지를 생산하고, 총 펄스가 약 500 ns인데 펄스의 오름 시간(rise time)은 약 30ns이다. EH 처리를 끝내자마자 튜브를 개봉하고 상기 생성물의 적절하게 묽은 용액 한방울을 아르곤 플라스마 중에서 건조하고 도금하여 고해상도 SEM 검사를 위한 시료를 제조한다. SEM 연구로 평균 직경 약 15nm이고, 직경 7nm 크기까지 작은 플러렌 클러스터의 존재를 밝혀졌다. 플러렌 클러스터 생성물의 분취물을 다량의 DI수 중에서 초음파로 분산시키고 플러렌 농도 약 0.1 mg/ml인 플러렌 용액을 얻는다. 상기 용액을 0.22 μm 의 구멍의 PTFE 필터를 통하여 여과시키고, 최소 5 개월 동안은 암실에서 안정한 투명한 황갈색의 플러렌 클러스터 용액을 얻는다. 플러렌 클러스터 생성물의 잔류물은 실내 온도에서 공기 중에서 건조시키고 냉각 장치에 보관한 후 화장용 조성물을 제조하는데 사용한다. 가벼운 초음파 처리에 의하여 물, 알코올, 오일 중에서 재 분산시키고, 용매의 종류와 사용된 상이한 액체 중에서 0.1 내지 40 mg/ml로 변하는 플러렌 농도에 따라 안정한 노란색 내지 암갈색의 투명한 플러렌 클러스터 용 액을 얻는다. 이렇게 얻은 플러렌 클러스터는 본 발명에 따른 다양한 화장용 조성물에 사용될 수 있다.

실시예 2

깨끗한 올리브 오일 3 ml 중에서 순도 99.9중량%의 풀루오라이트 C60 400 mg의 현탁액에, 처리하는데 총 4시간이 걸린 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 EH 처리를 하였다. 전극봉의 스파크 부식 때문에 늘어나는 전극봉 사이의 간극을 조절하기 위하여 처리를 여러 번 중단할 필요가 있다. 생선된 생성물을 예탄올 중에서 1: 10,000으로 희석하고 후속적으로 연마한 알루미늄 지지대 상에서 에탄올 용액 한 방울을 건조시켜 제조된 시료를 고해상의 SEM으로 검사한 결과 평균 직경 약 20 nm의 플러렌 클러스터의 존재를 밝혔다. 상기 생성된 생성물은 냉각 장치에 보관하였고 다량의 올리브 또는 화장품에 관계되는 다른 천연 오일 중에서 가볍게 초음파 처리함으로써 용이하게 용해시켰다.

실시예 3

저석 교반기에 의하여 2구 유리 플라스크 중에서 현탁되고 지지된 에탄올 등급의 시약 200 ml 중에서 미세하게 분쇄된 순도 99.9 중량%의 슬러리 100mg을, 도 2의 타원형 챔버의 상단 중심점을 통하여 이어지는 가느다란 PTFT 튜브를 함유하는 폐쇄된 윤곽 중에서 연동 펌프에 의하여 20 ml/min의 유량으로 더 교반시켰다. EH 처리 조건은 처리하는데 걸린 시간이 4시간이라는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하다. 0.22 μm PTFE 필터를 통하여 생성물을 여과시틴 후에, 약 0.25 mg/ml의 플러렌 농도를 가지는 약간 유백광을 내는 불그스름한 용액을 얻었다. SEM 검사를 통하여 7 내지 30 nm 크기의 플러렌이 풍부하고, 시료 중량의 약 삼분의 일은 직경 50 내지 150 nm인 더 큰 클러스터라는 것을 증명하였다. 생성물의 분취물은 최소 5개월 동안 침전물이 생기지 않은 상태에서 냉각 장치에 보관하였다. 추가적으로 상기 시료에 오랜 시간 초음파를 처리하여 더 큰 클러스터를 제거하지 않았다. 상기 생성물을 농축 건조 시켰으나, 에탄올, 물 및 화장품에 덧붙여 사용되는 천연 오일 중에서 재 용해될수 있는 특성은 잃지 않았다.

실시예 4

5:1 몰비율로 (100 mg) C60 및 C70을 함유하는 혼합된 플러라이트를 건조 및 증류하여 얻은 톨루엔 (100 ml) 중에서 용해시키고, 건조하고 증류하여 얻은 클로로포름 (200 ml) 중에서 PVP (분자량 1,000-15,000)의 용액 10g에 첨가하였다. 상기 혼합된 용액을 최소 6시간 동안 혼합물이 갈색이 될 때까지 반응시키고, 용매는 진공 건조에 의하여 제거하였다. 고체 생성물은 물 (150 ml) 중에서 혼합시키고, 전력 밀도 40 Wcm³에서 3분 동안 20 kHz의 초음파로 처리하여, 혼합된 플러라이트의 오렌지 용액과는 색깔이 확연히 구분되는 갈색 용액을 얻었다. 상기 용액을 고밀도의(dense) 유리 필터를 통하여 여과시키고, 이때 용매는 50℃에서 회전식 증발장치로 제거하고 생성물은 50℃에서 진공 중에 건조하였다.

생성된 밝은 갈색 건조 분말은 수용성의 플러렌 클러스터이고 이는 후속적으로 화장품용 크림 조성물을 제조하는데 사용하엿다. 운반을 용이하게 하는 성분, 즉 레티날, 알파 히드록시산 및 항산화제 약 5 중량%의 농도로 혼합하여 완벽한 균 등질의 농도를 갖는 상기 플러렌 크림의 시료는 분무하기 용이하고 쉽게 다른 피부 종류에 흡수된다.

실시예 5

다음의 조성물을 제조하였다:

- 동물성 지방 : 40 - 80 %

- 실시예 1에 의하여 제조된 활성 플러렌 클러스터 성분 : 0.05 - 0.25 %

- 에틸 알코올 : 20 -60 %

- 폴리에틸렌 글리콜 (PEG) 및/또는 폴리프로필렌 글리콜 (PPG) 및/또는 폴리비닐피롤리딘 (PVP) 0.0001 - 3 %

- 시료 추출물 (고상 추출 물질의 중량) 및/또는 꿀벌 밀랍 (bees propolis) 및/또는 다른 양봉 생성물 및/또는 머미(mumie) 및/또는 박달나무 진 : 0.0001 - 25%

- 계면 활성제 : 0.0001 - 0.5%

- 염료 : 0.0001 - 0.5%

- 방향제 : 0.0001 - 0.5%

- 물 : 100%의 잔량

상기 성분들을 함께 혼합하고 연고(ointment)로 제형화하였다.

10명의 여성 지원자로 이루어진 패널에 0.25% 농도의 활성 플러렌 화합물을 포함하는 상기 생성물 및 상기 화합물은 없으나 다른 성분은 동일한 대조 생성물을 1회 사용 시험하였다. 상기 생성물은 무작위로 왼손과 오른손의 피부에 바르고 5시 간 동안 보통의 조건하에 둔 다음, 개인의 감각과 피부 외관을 평가하였다. 적용 생성물에 대한 종합적인 의견을 사용물에 대한 피부의 신선미, 광택, 색상, 부드러움 및 개인적인 호감도 및 밝기로 환산하여 평가하였다. 또한 손의 사진을 찍고, 맹검법으로 피부 상태를 전문적인 평점자에 의하여 평가받았다. 상기 플러렌 생성물은 패널의 반응과 전문가의 시각 평가에 근거할 때 대조 생성물보다 뛰어난 것으로 평가되었다.

실시예 6

다음의 조성물을 제조하였다:

- 글리세린 및/또는 폴리에틸렌 글리콜 및/또는 폴리프로필렌 글리콜 및/또는 폴리비닐피롤리딘 및/또는 그들의 공중합체, 및 또한 생물학적으로 활성인 작용기가 융합된 것을 포함하는 상기 목록의 중합체 부류의 공중합체 : 2 -30%

- 식물성 오일 및/또는 동물성 오일 및/또는 포유동물 지방, 새, 물고기, 양서류, 파충류, 유인원(anthropoda) : 0.0001 - 5.0%

- 미네랄 및/또는 합성 오일 (실리콘, 방향실리콘, 실록산 등) 0.0001 - 5.0%

- 실시예 4에 의하여 제조된 활성 플러렌 클러스터 성분 : 0.05 - 0.25 %

- 에틸 알코올 : 2.5%

- 시료 추출물 (고상 추출 물질의 중량) 및/또는 꿀벌 밀랍 (bees propolis) 및/또는 다른 양봉 생성물 및/또는 머미(mumie) 및/또는 박달나무 진 : 0.0001 - 25%

- 계면 활성제 : 0.0001 - 0.5%

- 염료 : 0.0001 - 0.5%

- 방향제 : 0.0001 - 0.5%

- 전분, 젤라틴 또는 다른 증점제 : 0.5%

- 물 : 100%의 잔량

상기 성분들을 함께 혼합하고 크림으로 제형화하였다.

실시예 7

실시예 4에 기재된 바와 같이 제조된 0.05%의 활성 플러렌 클러스터 성분과 바세린을 주성분으로 혼합한 것을 함유하는 조성물을, 크림을 국부적으로 상처 입은 동물 피부에 적용하였을 때 치료 활성을 정량적으로 연구하기 위하여 사용하였다. 각각 쥐 열마리 180 ~ 200 mg으로 이루어진 세개의 동물 그룹의 피부를 특정하게 처리하여 2.0 cm의 통상의 무균 상처 만들었다. 이때 첫번째 그룹은 상처에 활성 플러렌 성분을 함유하는 조성물로 처리하였고, 대조 그룹에는 순수 바세린을 처리하였다. 세번째 그룹에는 비교하기 위하여 효과적인 방부제인 10% 메틸우라실 연고를 처리하였다. 상처 회복 실험은 200 Lux의 조도 강도에서 수행하였다. 치료 효과는 상처 부위의 수축률, 총 회복 기간을 판단하고 및 hystomorphological 연구에 의하여 상처의 상태를 평가하였다. 활성 플러렌 성분을 가지는 조성물은 7일째와 14일째에 각각 상처 부위의 상피의 총 적용 범위 중에서, 상처 부위가 본래 수치에 비하여 평균 45% 및 23%로 감소하였고, 14일째에는 상처가 완치되었다. 바세린을 적용한 대조 그룹에서는 7일, 14일 및 21일째에 본래 크기의 85, 73% 및 65%로 각각 변화하였고, 따라서 플러렌 성분이 없는 경우 상처의 봉합율이 더 느리게 진행됨을 보여주었다. 28일째에 완치되었다. 10% 메틸우라실 연고는 7일, 14일 및 21일째에 본래 크기의 50, 30% 및 12%로 치료되었고, 21일째에 완치되었다. 따라서 0.05 플러렌 클러스터 조성물의 치료 활성은 0% 메틸우라실 연고에 비하여 절대적이며, 특히 플러렌 클러스터는 상피화율에서 현저히 우수하였다.

단지 5 Lux의 조도 세기에서 (어둠속에서) 수행된 유사 시험은 실험군과 대조군 사이의 차이가 더 줄어든 것을 보여준다. 이러한 결과는 플러렌 성분의 광역학적인 활성을 입증하고 회복 효능을 얻는데 중요한 역할을 한다는 것을 나타낸다. 구애됨이 없이, 상기의 경우 광역학적인 활성의 역할은 아마 생물학적인 막에 중요치 않은 1차적인 손상을 야기함으로써 세포내 회복 과정을 자극하는 단일체 산소를 형성함으로써 일어나는 것으로 생각된다.

실시예 8

다음의 조성물을 제조하였다:

- 식물성 오일 및/또는 동물성 오일 및/또는 포유동물, 새, 물고기, 양서류, 파충류, 유인원의 지방 (예: 돼지, 오소리, 곰, 개, 물개, 악어, 타조의 지방) : 40 - 80%

- 실시예 2에 의하여 제조된 활성 플러렌 클러스터 성분 : 0.05 - 0.25 %

- 스테아린 및/또는 라놀린 및/또는 경랍(鯨蠟) : 0.0001 - 30.0%

시료(약초)의 추출물. 예에는 곱향나무 잎 및 말린 씨앗, 돌 소나무(stone- pine), 질경이, 서양톱풀, 야생 로즈메리, 요한초(St John's wort), 파슬리, 셀러리, 양지꽃 뿌리, 박달나무의 잎눈 및 까막까치밥나무, 호두 껍질 및 히말라야삼목 열매, 사리풀 열매, 광대버섯의 자실체 (고상 추출 물질의 중량) 및/또는 꿀벌 밀랍 (bees propolis) 및/또는 다른 양봉 생성물 및/또는 머미(mumie) 및/또는 박달나무 진 : 0.0001 - 20%

- 계면 활성제 : 0.0001 - 0.5%

- 염료 : 0.0001 - 0.5%

- 방향제 : 0.0001 - 0.5%

- 의약용으로 허용되는 입자 크기를 갖는, ZnO, TiO2, MgSO4, BaSO4, 백악(白堊), 활석, 미네랄 안료 등의 분산 미네랄 물질 : 0.0 - 10%

- 물 : 잔량

상기 성분들을 함께 혼합하고 화장용 연고로 제형화하였다.

실시예 9

6명의 여성 및 6명의 남성 지원자로 이루어진 패널에 실시예 8에 기재된 것과 같은 조성물(0.25% 농도의 활성 플러렌 화합물을 함유)과 상기 화합물은 없으나 다른 성분은 동일한 대조 생성물을 1회 사용 시험하였다. 상기 조성물과 대조군은 불규칙 분포와 동일한 통계적 성질을 갖는 결정론적 가불규칙 코드에 따라 각 지원자의 왼쪽 및 오른쪽 볼의 피부에 직접 또는 역순으로 사용하였다. 상기 조성물 및 대조물을 바른 상태로 차갑고 바람부는 날씨(5℃)의 외부에서 적절한 정오의 햇볕 아래 3시간 동안 있었다. 각 볼의 피부 감각이 완전히 돌아오게 하기 위하여 실내 온도에서 30분을 있은 후, 지원자의 주관적인 느낌과 피부 외관에 대한 자기 평가로 상기 조성물 및 대조물을 평가하였다. 실험 생성물에 대한 종합적인 의견은 피부 신선미, 밝기, 색상, 부드러움 및 호감 및 비호감의 의견에 의하여 판단하였다. 또한, 왼쪽 및 오른쪽 볼의 컬러 사진을 찍고, 피부 상태에 전문적인 평가단에 이러한 모습을 평가받았다. 상기 조성물 지원자들측에서 더 지지율이 높았다. 상기 플러렌 생성물은 패널의 반응과 전문가의 시각 평가에 근거할 때, 혹독한 날씨의 환경세서 피부를 보호하는 측면에서 대조물보다 우수하다고 평가되었다.

실시예 10

다음의 조성물을 제조하였다:

- 실시예 3에 의하여 제조된 활성 플러렌 클러스터 성분 : 0.05 - 0.25 %

- 에틸 알코올 : 40 - 45 %

- 시료 추출물 (고상 추출 물질의 중량) 및/또는 꿀벌 밀랍 (bees propolis) 및/또는 다른 양봉 생성물 및/또는 머미(mumie) : 0.0001 - 15%

- 천연 식물 기원의 방향제 : 0.0001 - 0.5%

- 이중 증류수 : 잔량

상기 성분들을 함께 혼합하여 향수로 제조하였다.

실시예 11

다음의 조성물은 다음과 같이 보습 크림으로 제조하였다:

스테아르산 화장품 1.5%

밀랍 에멀션 2.0%

스테아레이트 PEG 400 0.5%

방향 오일 4.0%

증류하여 얻은 글리세롤 7.0%

비타민 F 3.0%

트리에탄올아민 0.4%

에톡실화된 소듐 라우릴설페이트 (EMAL 270D) 0.5%

증류하여 얻은 에탄올 2.0%

쐐기풀의 오일 추출액 0.5%

카밀레의 오일 추출액 0.5%

박하의 오일 추출액 0.5%

스위트브라이어의 오일 추출액 0.5%

시 블랙소른(Sea Blacksoarn) 오일 중에서 0.05%의 플러렌 클러스터 용액 5.0%

에틸 에스테르 파라옥시벤조산 0.3%

프로필 에스테르 파라옥시벤조산 0.2%

방향제 0.3%

증류수 - 100%의 잔량

상기 조성물은 보습 크림에 대한 화장품 산업의 표준을 만족한다. 이는 점성이 있고, 크림류이며, 입자 물질이나 불순물을 함유하지 않는 균질한 밝은 베이지 덩어리이고, 기분 좋은 허브향을 가지며, 소비자 특성에 부합한다. 플러렌 클러스 터를 제외하고 상기 성분 모두를 함유하는 대조물에 비하여 지원자에게 상기 크림의 예비 대조 시험한 결과는 활성 플러렌 성분의 혼합함으로써 또 다른 이점이 있음을 제시하였는데. 이는 노화의 진행 및 주름을 방지하는 효과가 있어 피부를 다시 젊어지는 한다는 것이다.

실시예 12

다음의 조성물은 다음의 성분으로부터 소프트닝 크림으로 제조하였다:

글리세릴 스테아레이트- PEG 스테아레이트 (CELOT 64) 3.5%

미네랄 오일 5.0%

세틸 스테아릴 알코올 2.0%

디메티콘 5.0%

증류하여 얻은 글리세린 5.0%

맥아 오일 3.0%

시 블랙소른(Sea Blacksoarn) 오일 중에서 0.05%의 플러렌 클러스터 용액 5.0%

트리에탄올아민 0.15%

카르보폴 980 (ETD 2001) 0.2%

Conservant Euksyl K 100 (벤질 알코올, 메틸클로로이소티아졸리논, 메틸이소티아졸리논 0.1%

방향제 0.3%

증류수 - 100%의 잔량

상기 성분들을 함께 혼합하여 소프트닝 크림으로 제형화하였다.

상기 조성물은 소프트닝 크림에 대한 화장품 산업의 표준을 만족한다. 이는 점성이 있고, 크림류이며, 입자 물질이나 불순물을 함유하지 않는 균질한 밝은 베이지 덩어리이고, 기분 좋은 허브향을 가지며, 소비자 특성에 부합한다. 플러렌 클러스터를 제외하고 상기 성분 모두를 함유하는 대조물에 비하여 지원자에게 상기 크림의 예비 대조 시험한 결과는 활성 플러렌 성분의 혼합함으로써 피부를 다시 젊어지게 하는 것을 포함하여 또 다른 이점이 있음을 나타낸다.

실시예 13

다음의 조성물은 다음의 성분으로부터 크림으로 제조하였다:

TEFOSE 2561 (PEG-6 스테아레이트 세테트(cetet)-20, 글리세릴스테아레이트 스테아레이트 20) 5.0%

미네랄 오일 3.0%

세틸 스테아릴 알코올 3.0%

디메티콘 3.0%

증류하여 얻은 글리세린 4.0%

리놀산 중에서 0.05%의 플러렌 클러스터 용액 1.7%

오일 중의 비타민 F 2.0%

포도주 추출액 (Optivegetol 포도주 P-150 hydro) 4.0%

알코올 수용액 중의 인삼 추출액 5.0%

트리에탄올아민 0.2%

카르보폴 980 (ETD 2001) 0.15%

Conservant Euksyl K 100 (벤질 알코올, 메틸클로로이소티아졸리논, 메틸이소티아졸리논 0.1%

방향제 0.3%

증류수 - 100%의 잔량

다양한 성분들을 함께 혼합하여 항노화 크림으로 제형화하였다.

상기 조성물은 항노화 크림에 대한 화장품 산업의 표준을 만족한다. 이는 점성이 있고, 크림류이며, 입자 물질이나 불순물을 함유하지 않는 균질한 밝은 베이지 덩어리이다. 플러렌 클러스터를 제외하고 상기 성분 모두를 함유하는 크림에 비하여 지원자에게 상기 크림의 예비 시험한 결과는 활성 플러렌 성분의 혼합함으로써 노화를 방지하는 효과가 있음을 나타낸다.

실시예 14

다음의 조성물은 다음의 성분으로부터 겔로 제조하였다:

카르보폴 980 0.4%

증류하여 얻은 글리세린 4.0%

디메티콘 1.0%

리놀산 중에서 0.05%의 플러렌 클러스터 용액 1.7%

글루코오스 (만니트) 0.5%

포도주 추출액 (Optivegetol 포도주 P-150 hydro) 5.0%

티오우레아 (카바마이드) 1.0%

트리에탄올아민 0.4%

초록색 염료 혼합물 (E 102, E 133) p.s.

Conservant Euksyl K 100 (벤질 알코올, 메틸클로로이소티아졸리논, 메틸이소티아졸리논 0.1%

방향제 0.3%

증류수 - 100%의 잔량

상기 성분들을 함께 혼합하여 항노화 겔로 제형화하였다.

상기 조성물은 항노화 겔에 대한 화장품 산업의 표준을 만족한다. 이는 점성이 있고, 겔류이며, 입자 물질이나 불순물을 함유하지 않고 기분 좋은 허브향을 가지는 균질한 밝은 초록색 덩어리이다. 플러렌 클러스터를 제외하고 상기 성분 모두를 함유하는 겔에 비하여 지원자에게 상기 크림의 예비 대조 시험한 결과는 활성 플러렌 성분의 혼합함으로써 현저하게 노화를 방지하는 효과가 있음을 나타낸다.

실시예 15

다음의 조성물은 다음의 성분으로부터 항염(抗炎) 크림으로 제조하였다:

글리세릴 스테아레이트 PEG-75 스테아레이트 (CELOT 64, 무기 세정제) 3.5%

미네랄 오일 5.0%

세틸 스테아릴 알코올 2.0%

디메티콘 5.0%

증류하여 얻은 글리세린 5.0%

귀리 추출액 2.0%

금잔화의 오일 추출액 1.0%

백리향의 오일 추출액 1.0%

카밀레의 오일 추출액 1.0%

감초의 오일 추출액 1.0%

0.05% 플러렌 클러스트 함량의 PVP/플러렌 착물 5.0%

트리에탄올아민 0.15%

카르보폴(Carbopol) 980 (ETD 2001) 0.2%

Conservant Euksyl K 100 (벤질 알코올, 메틸클로로이소티아졸리논, 메틸이소티아졸리논 0.1%

증류수 - 100%의 잔량

상기 성분들을 함께 혼합하여 항염 크림으로 제형화하였다.

상기 조성물은 항염 크림에 대한 화장품 산업의 표준을 만족한다. 이는 점성이 있고, 크림류이며, 입자 물질이나 불순물을 함유하지 않고 기분 좋은 허브향을 가지는 균질한 밝은 베이지 덩어리이다. 플러렌 클러스터를 제외하고 동일한 성분 을 함유하는 크림에 비하여 지원자에게 상기 크림의 예비 대조 시험한 결과는 활성 플러렌 성분의 혼합함으로써 항염 작용을 촉진한다는 것을 나타낸다. PVP/플러렌 성분은 없으나, 플러렌 클러스터 생성물인 실시예 1에 의하여 생성된 0.3%의 초음파분산된 플러라이트를 함유하는 상기 크림 조성물은, 유사하게 강한 항염 효과를 나타낸다.

실시예 16

다음 조성물을 모이스쳐 배니싱 크림으로 제조하였다.

클러스터 형태의 플러렌 C60 0.05%

흰색 바세린(petrolactum) USP (공급원: Ultima White Petrolatum, PENRECO) 0.8%

라놀린 알코올, NF (Super Hartolan, CRODA) 1.0%

PPG-2-미리스틸 에테르 프로피오네이트 (Crodamol PMP, CRODA) 4.2%

미네랄 오일(Light), NF(Drakeol 7, Light, PENRECO) 8.3%

트리에탄올아민, USP(Ritastearic, RITA) 16.7%

파라곤(Paragon) III(McINTYRE) 0.6%

증류 글리세롤, USP(RITA) 3.3%

스테아르산, USP(Ritasteric, RITA) 16.7%

이소프로필 팔미테이트(Estol 1517, UNIQUEMA) 12.5%

방향제: 방향성 오션(fragrances Ocean)과 아프리칸 레인(African rain)의 50:50 혼합물 0.2%

증류수, USP-100%까지

제조 방법(100g 배치)

흰색 바세린, 라놀린 알코올 및 스테아르산을 250 ml 비커에서 미네랄 오일(Light) 4 g과 혼합하여 혼합물을 만든 다음, 그 혼합물을 핫 플레이트/교반기를 사용하여 60℃로 가열하여 녹였다. 그 혼합물이 녹은 후 곧바로, 비커의 내용물을 테프론 코팅된 스핀바(spinbar)를 이용하여 교반하였다. 독립적으로, PPG-2-미리스 틸 에테르 프로피오네이트와 이소프로필 팔미테이트를 별개의 75 ml 비커에서 혼합하여 제2 혼합물을 만들고 이 혼합물을 60℃로 가열하였다. 제2 혼합물의 온도가 60℃에 도달했을 때, PPG-2-미리스틸 에테르 프로피오네이트와 이소프로필 팔미테이트를 제1 혼합물에 서서히 첨가하였다. C₆₀ 분말 50 mg을 미네랄 오일 4.3 g으로 부드럽게 한 다음, 초음파 처리(30분 동안 20 kHz, 20 W)하고 60℃로 예열하였다. 이 혼합물의 온도가 60℃에 도달했을 때, PPG-2-미리스틸 에테르 프로피오네이트, 이소프로필 팔미테이트, 흰색 바세린, 라놀린 알코올 및 스테아르산과 미네랄 오일을 함유한 혼합물에 첨가하였다. 생성된 혼합물을 교반을 계속하면서 60℃에서 20분간 유지시켰다. 오일이 일부 타는 현상이 일어날 수 있으므로, 상기 혼합물을 과열하지 않는 것이 중요하다는 점에 주의해야 하며, 이러한 현상은 용액이 색상이 밝은 투명 자주색에서 더 불투명한 갈색 용액으로 변하는 것으로 확인할 수 있다.

별개의 용기 중에서, 트리에탄올아민(염기), 글리세린(피부 연화제), 파라곤 III(방부제) 및 물 전부를 혼합하고 이 혼합물을 60℃로 예열하였다.

오일 상 성분들을 수성 상 성분에 첨가하고 그 혼합물이 굳어서 균일해질 때까지 격렬하게 교반(300 rpm, Silverson share mixer)하였다. 그 다음 1000 rpm까지 교반을 증가시키고 20분 동안 더 유지시켰다. 그리고 나서, 가열을 중단하고 그 혼합물을 냉각시켰다. 그 혼합물이 40℃ 이하로 냉각되었을 때, 거기에 방향제를 첨가하고 그 혼합물을 300 rpm에서 2분간 혼합하였다.

생성된 혼합물을 표시된 불투명한 용기에 넣고 24시간 동안 두어서 진주빛 (pearlescence)이 나도록 했는데, 이것은 즉석(in-situ) 비누 형성 및 결정화에 기인한다.

상기 과정으로부터 얻은 C₆₀ 진주빛 크림은 고도의 피부 연화성 및 항산화 능력을 제공하였다. 제형 중에 존재하는 피부 연화제(흰색 바세린, 미네랄 오일, 글리세린, 이소프로필 팔미테이트)는 피부에 폐쇄 장벽을 형성하여 수분의 손실을 방지하는데 도움이 되도록 고안되었는데, 한편으로는 피부 주름, 변색 및 탄성 손실을 일으킬 수 있는 환경이나 노화 관련 손상을 감소시킴으로써 피부의 외관을 향상시킨다. 게다가, (PPG-2-미리스틸 에테르 프로피오네이트, 이소프로필 팔미테이트을 비롯하여)사용된 배니싱 크림 배합은 흔히 폐쇄 오일에 기초하는 배합물과 연관되는 번들거리는 느낌 없이도 피부 내에 배합물이 신속하게 녹아 들어가게 한다.

이 조성물은 보습 크림에 대한 화장품 산업 표준을 만족한다. 이 조성물은 입자성 물질을 함유하지 않고 상쾌한 향기를 갖는 점성, 크림 같은 밝은 자주색의 균질한 덩어리(mass)이다. 지원자들에 대한 상기 크림의 예비 시험은 항노화 및 항주름 효과를 비롯한 활성 플러렌 성분의 혼합에 기인하는 추가적인 유리한 특성을 제시한다.

실시예 17

플러렌 함유 조성물의 항산화 활성의 정량 분석

플러렌 클러스터를 함유하는 화장품용 조성물의 항산화 활성의 정량 분석은 전기화학적으로 생성된 브롬 기재 산화제를 사용하여 시험하였다.

방법:

1. 전류 5 mA에서 1 cm2 백금 일 전극을 사용하는 전위차계로 브롬 기재 산화제의 전기생성과 클로노메트릭(coulonometric titration) 적정을 실시하였다.

2. 0.1 M H₂SO₄/적정 완충 용액 중에 용해된 0.2 M KBr에 의하여 브롬 산화제가 생성되었고, 전류에 의하여 산화제 수율 100%를 확인하였다. 종점은 E=20 mV에서 두개의 편극된 백금 전극을 사용하여 전류계로 결정하였다.

3. 물 또는 물/알코올 매체 중에서 분석을 위한 시료는 다음 표에 기재된 활성 성분을 함유하는 화장품과 이 매체를 1:5 중량비로 취한 혼합물의 매서레이션에 의하여 얻었다.

4. 항산화 활성(AOA)은 분석되는 출발 화장품 물질 100 g의 적정을 위하여 소비된 쿨롱(Coulomb)의 양으로 나타낸다.

결과:

Br₂, Br₃ ^- 및 활성 브롬 라디칼을 포함한 브롬 화합물이 전기화학적으로 생성되어 백금 전극 표면에 흡착된 다음,이 라디칼들은 예컨대, 화장품용 조성물의 플러렌 클러스터 중 플러렌 분자에서 산화환원 반응, 친전자성 치환 반응 및 이중 결합에 첨가 반응에 있어서 산화제로서 작용한다. 플러렌 클러스터를 함유하는 조성물의 AOA를 플러렌이 없지만, 그 외에는 플러렌 함유 시료와 동일한 조성물로 이루어진 대조시료와 비교하였다. 측정된 AOA 값을 다음 표에 나타내었다. 약효가 있는 식물의 화장품 추출물에서 사용되는 빈도의 AOA를 또한 다음 표에 나타내었다.

분석 재료	AOA, KCb/100 g
0.5 중량% C60/PVP 착물	240.0
C60이 없는 PVP	21.5
블랙소안(Blacksoarn) 오일 중에 안정화된 0.5 중량% C60 클러스터	210.0
C60이 없는 블랙소안 오일	12.3
리놀레산 중에 안정화된 0.5 중량% C60 클러스터	202.4
C60이 없는 리놀레산	4.8
라페시드(Rapeseed) 오일 중에 안정화된 0.5 중량% C60 클러스터	180.2
C60이 없는 라페시드 오일	3.2
바실 허브(Basil herb) 잎 (포화 물 추출물)	16.5
메도우-스위트(Meadow-sweet) 허브 잎 (포화 물 추출물)	41.0
페퍼민트 허브 잎(포화된 물 추출물)	8.5
페퍼민트 자작 나무 싹(Peppermint Birch tree buds)(포화 물/에탄올 추출물)	10.0
로디올라 로세아(Rodiola Rosea) 뿌리(포화 물/에탄올 추출물)	4.1
발레리안(Valerian) 허브 잎(포화 물/에탄올 추출물)	.48
하우톤 베리(Hawthorn berry)(포화 물/에탄올 추출물)	0.36

표의 데이타에 나타낸 바와 같이, C_{60 (}플러렌 클러스터)의 구체적인 AOA는 약효가 있는 식물 및 천연 오일의 물 및 물/에탄올 추출물의 값을 훨씬 능가한다. 이는 명백히 용액 중에서 자유라디칼을 촉매적으로 포획하여 재결합시키는 플러렌의 능력을 증명하는 것이다. 이 방법에서는 다른 공지된 항산화제에서 일어나는 것과 반대로 플러렌 분자가 희생되지 않는다. 하나의 플러렌 분자가 대략 최소 수천개의 자유라디칼을 불활성화시키기 위하여 수차례 사용될 수 있다.

다른 지적이 없는 한, 모든 퍼센트 비율은 중량 퍼센트이다. 그 밖에, 단수가 복수를 의미할 수 있고, 그 역도 가능하다.

상기 바람직한 실시 상태 및 실시예는 본 발명의 범위 및 사상을 예시하기 위하여 제공된 것이다. 이들 실시 상태 및 실시에는 기술 분야의 숙련자들에게 다른 실시 상태 및 실시예를 곧 알 수 있게 할 것이다. 이러한 다른 실시 상태 및 실시예들은 본 발명의 범위에 속한다. 그러므로, 본 발명은 단지 첨부된 특허 청구 범위에 의하여 제한되어야 한다.

Claims (39)

1. 화장용으로 허용 가능한 담체와 함께 화장용으로 유효량의 플러렌 클러스터로 구성되는 화장품용 조성물.
2. 제1항에 있어서, 상기 플러렌 클러스터는 피부에서 자유라디칼 및 분자 산화 과정을 방지 또는 지연하기에 유효한 양으로 존재하는 것인 화장품용 조성물.
3. 제1항에 있어서, 상기 플러렌 클러스터는 수용성 고분자 또는 포르피린 또는 그들의 복합물과 결합되는 것인 화장품용 조성물.
4. 제3항에 있어서, 상기 수용성 고분자는 폴리비닐피롤리돈, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 비닐피롤리돈, 에틸렌글리콜 또는 프로필렌글리콜의 공중합체인 것인 화장품용 조성물.
5. 제1항에 있어서, 상기 플러렌 클러스터는 조성물의 총중량에 대하여 0.01 내지 약 50 중량%의 양으로 존재하는 것인 화장품용 조성물.
6. 제5항에 있어서, 상기 플러렌 클러스터는 조성물 중 약 0.02 내지 약 10 중량%의 양으로 존재하는 것인 화장품용 조성물.
7. 제6항에 있어서, 상기 플러렌 클러스터는 조성물 중 약 0.25 내지 약 2 중량%의 양으로 존재하는 것인 화장품용 조성물.
8. 제1항에 있어서, 미네랄 오일, 동물성 오일 또는 식물성 오일 또는 합성 오일을 추가로 포함하는 것인 화장품용 조성물.
9. 제1항에 있어서, 필름 형성 화합물, 유화제, 증점제(thickening agent), 윤활제, 착색제, 보습제, 항산화제, 피부 연화제, pH 조절제, 방부제, 자외선차단제, 완충제, 향료, 발한 방지 첨가제 또는 흡혈 곤충 박멸 첨가제 또는 살균제 중 최소 하나를 추가로 함유하는 것인 화장품용 조성물.
10. 제1항에 있어서, 한 종류의 플러렌으로 구성되는 화장품용 조성물.
11. 제10항에 있어서, 상기 플러렌은 C₆₀인 것인 화장품용 조성물.
12. 제10항에 있어서, 상기 플러렌은 C₇₀인 것인 화장품용 조성물.
13. 제1항에 있어서, 상기 플러렌은 C₆₀과 C₇₀의 혼합물인 것인 화장품용 조성물.
14. 제1항에 있어서, 상기 플러렌 클러스터는 액체 매체 중에서 플러라이트를 나노미터 크기로 분쇄함으로써 형성되는 것인 화장품용 조성물.
15. 제14항에 있어서, 상기 분쇄는 충격파, 전기수압 충격, 초음파 처리 또는 음파 처리를 통하여 달성되는 것인 화장품용 조성물.
16. 제14항에 있어서, 상기 분쇄는 전기수압 충격에 의하여 달성되는 것인 화장품용 조성물.
17. 제14항에 있어서, 상기 액체 매체는 물, 알코올, 합성 오일, 천연 오일 또는 미네랄 오일인 것인 화장품용 조성물.
18. 제1항에 있어서, 상기 담체는 물, 에탄올 또는 그들의 혼합물인 것인 화장품용 조성물.
19. 제7항에 있어서, 상기 담체는 물, 에탄올 또는 그들의 혼합물인 것인 화장품용 조성물.
20. 제19항에 있어서, 피부 연화제와 항산화제 및 유화제를 추가로 함유하는 것 인 화장품용 조성물.
21. 제20항에 있어서, 상기 담체는 물인 것인 화장품용 조성물.
22. 제1항에 있어서, 크림 형태인 것인 화장품용 조성물.
23. 제7항에 있어서, 크림 형태인 것인 화장품용 조성물.
24. 제21항에 있어서, 글리세롤이 추가로 존재하는 것인 화장품용 조성물.
25. 제24항에 있어서, 바세린(petrolatum), 미네랄 오일, 글리세린, 이소프로필 팔미테이트, PPG-2-미리스틸 에테르 프로피오네이트, 이소프로필 팔미테이트 및 라놀린 알코올을 추가로 함유하는 것인 화장품용 조성물.
26. 제7항에 있어서, 총 화장품용 조성물 중 바세린 약 0.5 내지 약 1.5 중량%, 라놀린 알코올 약 0.5 내지 약 1.5 중량%, PPG-2-미리스틸 에테르 프로피오네이트, 약 3 내지 약 6 중량%, 미네랄 오일 약 5 내지 약 10 중량%, 트리에탄올아민 약 0.2 내지 약 0.8 중량%, 글리세롤 약 2 내지 약 4 중량%, 스테아르산 약 15 내지 20 중량%, 이소프로필 팔미테이트 약 10 내지 약 15 중량%를 추가로 포함하고 나머지는 물인 것인 화장품용 조성물.
27. 제26항에 있어서, 방향제와 항산화제를 추가로 함유하는 것인 화장품용 조성물.
28. 자유라디칼로부터 피부를 보호하기 위하여 제1항에 의한 화장품용 조성물을 유효량으로 포유동물의 건강한 피부 또는 점막에 사용하는 것을 포함하는 자유 래디칼에 의한 포유동물의 건강한 피부 또는 점막 손상을 감소시키는 방법.
29. 피부 독수를 불활성화하기 위하여 제1항에 의한 화장품용 조성물을 유효량으로 포유동물의 피부에 사용하는 것을 포함하는 포유동물의 피부에 존재하는 피부 독소 비활성화 방법.
30. 제1항의 조성물 상처 치료 유효량을 상처 부위에 투여하는 것을 포함하는 포유동물의 상처 치료 방법.
31. 제30항에 있어서, 상기 상처는 무균성 상처, 타박상, 베인 상처, 찢긴 상처, 비(非)관통상, 개방창, 관통상, 천공성 상처, 찔린 상처, 농창, 불완전 골절 및 피하 상처로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.
32. 제30항에 있어서, 상기 상처는 허혈(虛血), 궤양, 욕창, 누관(瘻管) 및 열화 상으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.
33. 약학적으로 유효량의 제1항에 의한 조성물을 포유동물의 피부 표면에 투여하는 것을 포함하는 포유동물 피부 감염의 치료 또는 예방 방법.
34. 제33항에 있어서, 상기 감염은 미생물에 의하여 야기되는 것인 방법.
35. 제34항에 있어서, 상기 감염은 박테리아에 의하여 야기되는 것인 방법.
36. 약학적으로 유효량의 제1항에 의한 조성물을 포유동물의 피부에 국소 투여하는 것을 포함하는 포유동물의 염증 상태 치료 방법.
37. 제1항에 있어서, 상기 플러렌 클러스터가 테르펜 또는 그 유도체와 결합하고, 상기 유도체는 페르펜의 알코올, 알데히드, 케톤, 저급 알킬 에테르 또는 저급 알킬 에스테르로 구성되는 것인 화장품용 조성물.
38. 제37항에 있어서, 상기 테르펜은 10m의 탄소 원자를 함유하는 것인 화장품용 조성물.

    여기서, m은 1 내지 10이다.
39. 제38항에 있어서, 상기 테르펜 또는 그 유도체는 게라니올, 시트리넬롤, 시트렐, 리날릴 아세테이트, 멘톨 또는 테르페네올인 것인 화장품용 조성물.

Images