KR100793824B1 - 하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린을 이용하여가용화된 유용성 생리활성성분을 담지하는 고분자-리포좀나노복합체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린을 이용하여 유용성 생리활성성분을 가용화시키고, 이를 내수상에 담지하고 있는 고분자-리포좀 나노복합체와 그 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 메타크릴산과 n-알킬 메타크릴레이트로 구성된 고분자, 지질층으로 이루어진 고분자-리포좀 나노복합체의 내수상에 하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린을 이용하여 가용화된 라폰티신을 비롯한 다양한 유용성 생리활성성분을 담지할 수 있는 고분자-리포좀 나노복합체에 관한 것이다.

본 발명에 따른 고분자-리포좀 나노복합체는 유용성 생리활성 성분의 피부흡수증진 효과와 역가감소 방지효과를 보이고, 유용성 생리활성성분을 고분자-리포좀 나노복합체의 내수상에 담지가 가능하게 가용화시키는 하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린이 존재하는 수용액 및 화장품 제형 내에서 종래의 지질-콜레스테롤 기반으로 제조된 리포좀보다 안정하게 존재할 수 있다.

하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린, 유용성 생리활성성분, 고분자-리포좀 나노복합체, 리포좀, 피부흡수

Description

하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린을 이용하여 가용화된 유용성 생리활성성분을 담지하는 고분자-리포좀 나노복합체{Polymer-Liposome Complexes with Various Hydrophobic Bioactive Materials Solubilzed by Hydroxypropyl-β-Cyclodextrin}

도 1은 하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린을 통해 가용화된 유용성 생리활성성분을 담지하는 고분자 고분자-리포좀 나노복합체의 개요도이다.

도 2는 본 발명의 실시예 2과 비교예 5의 Franz-cell을 통한 대황 추출물의 피부흡수도를 비교 측정한 그래프이다.

도 3은 본 발명의 실시예 4와 비교예 8의 Franz-cell을 통한 대황 추출물의 피부흡수도를 비교 측정한 그래프이다.

본 발명은 하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린을 이용하여 유용성 생리활성성분을 가용화시키고, 이를 내수상에 담지하고 있는 고분자-리포좀 나노복합체 와 그 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 메타크릴산과 n-알킬 메타크릴레이트로 구성된 고분자, 지질층으로 이루어진 고분자-리포좀 나노복합체의 내수상에 하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린을 이용하여 가용화된 라폰티신을 비롯한 다양한 유용성 생리활성성분을 담지할 수 있는 고분자-리포좀 나노복합체에 관한 것이다.

현재 높은 생리활성을 나타내어 잠재적으로 가치가 클 것으로 기대되는 후보약물 가운데 약 40% 정도가 낮은 용해도로 인하여 개발단계에 조차 진입하지 못하고 있다. 이러한 물이나 수용액에 잘 녹지 않는 약물을 어떠한 조작에 의해 용해도를 증진시키는 과정을 가용화라 한다. 용해도의 향상 및 약물의 흡수도를 증가시킬 수 있는 전통적인 기술로는 에탄올이나 계면활성제를 첨가제로 이용하는 방법, 이온화 그룹을 가지고 있을 경우 염의 형태로 제조하는 방법, pH를 조절함으로써 용해도를 증가시키는 방법 등이 있다. 최근에는 리포좀, 마이크로에멀젼, 사이클로 텍스트린 등을 이용한 난용성 약물의 가용화 기술이 진행되고 있다.

특히, 사이클로 덱스트린은 글루코오스 7분자가 동그란 고리 모양으로 붙어 있는 구조를 가지며 분자 내에 소수성 환경의 공간을 가지고 있어 여러 종류의 유용성 약물들의 가용화를 위하여 널리 이용되고 있다. 또한, 사이클로 덱스트린의 잠재적인 경피흡수 증진효과가 연구된 바가 있다. 이러한 연구결과는 피부를 통한 사이클로 덱스트린의 전달체로서의 능력에 대해서는 확실하게 규명된 바는 없지만, 사이클로 덱스트린이 약물의 열역학적 활동도를 증가시켜줌으로써 약물의 진피흡수를 향상시켜줄 수도 있다는 가설로서 설명된다.

한편, 오늘날 유전자 전달이나 약물전달의 수단으로 각광받고 있는 물질 가운데 하나가 리포좀이라 할 수 있다. 일반적인 지질-콜레스테롤 기반 리포좀은 수용성 내핵과 함께 내핵을 둘러싸고 있는 열역학적으로 안정한 지질 이중층으로 구성된 안전하고 효과적인 전달체로서 리포좀에 담지된 약물의 피부흡수 증진효과가 여러 경우의 임상실험에서도 확인되었다. 하지만 약물전달체로서의 지질-콜레스테롤 기반 리포좀은 구조적인 안정성이 낮은 문제점을 가지고 있다. 생체환경에 사용되는 각종 염이 존재하는 수용액이나 각종 계면활성제가 사용되는 제형 내에서 고유의 리포좀 구조가 불안정해지기 때문에 약물이 담지된 일반적인 지질-콜레스테롤 기반 리포좀은 그 사용에 있어서 제한적이다. 또한, 유용성 생리활성성분을 리포좀의 지질 이중층에 함입시켜서 리포좀을 전달체로 사용하는 방법으로는 제한적인 유용성 생리활성성분들만이 리포좀의 지질 이중층에 담지될 수 있다는 단점이 존재한다.

이러한 리포좀 시스템의 단점들을 극복하고자 최근에는 유용성 생리활성성분을 사이클로 덱스트린을 이용하여 가용화시킨 후에 리포좀의 내수상에 이를 담지시키는 방법으로 사이클로 덱스트린과 리포좀의 장점들을 살려 위의 문제점들을 극복하려는 시도들이 많이 제안되고 있다(B. McCormack, G. Gregoriadis, International Journal of Pharmaceutics, 162, 1998, 59~69). 그러나, 이러한 사이클로 덱스트린과 리포좀을 함께 사용하는 시스템에도 문제점은 존재한다. 일반적인 지질-콜레스테롤 기반 리포좀의 경우 유용성 생리활성성분을 가용화시키고 리포좀에 좀 더 많은 양의 유용성 생리활성성분을 담지시키기 위하여 사용된 사이클로 덱스트린이 리포좀 구조를 구성하고 있는 콜레스테롤이나 지질성분에 영향을 줌으로써 리포좀 고유의 구조에 불안정한 요소로 작용한다는 연구결과들이 있다(D.G. Fatouros et al., European Journal of Pharmaceutical Sciences, 13, 2001, 287~296). 또한, 사이클로 텍스트린을 통해 가용화시킨 케토프로펜의 피부흡수 증진을 위하여 지질-콜레스테롤 기반 리포좀을 도입했음에도 피부흡수 증진효과를 전혀 볼 수 없었다는 연구결과로도 사이클로 덱스트린과 일반적인 리포좀이 동시에 사용된 전달체 시스템의 불안정성을 간접적으로 알 수 있다 (F. Maestrelli et al., International Journal of Pharmaceutics, 298, 2005, 55~67).

따라서, 유용성 생리활성성분이 담지된 리포좀 시스템이 다양한 분야에서 사용되기 위해서는 사이클로 덱스트린, 각종 계면활성제 및 각종 염이 함유된 수용액 상에서 리포좀 고유의 구조를 유지하면서 유용성 생리활성성분의 결정석출이 없는 리포좀의 장기적인 안정도가 확보되어야할 뿐만 아니라, 장기적으로 안정적인 리포좀 전달체를 통하여 고농도로 담지된 유용성 생리활성성분을 효과적으로 피부흡수 증진시키는 리포좀 시스템 개발이 절실히 필요하다.

이에, 본 발명자들은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 다양한 유용성 생리활성성분을 하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린을 이용하여 1차적으로 가용화시키고, 이렇게 가용화된 유용성 생리활성성분의 피부흡수증진 효과를 위하여 2차적으로 고분자-리포좀 나노복합체의 내수상에 담지시키는 연구를 진행하였다. 여기 에 사용된 고분자-리포좀 나노복합체는 본 발명자의 지난 연구에서 일정량의 수용성 및 유용성 생리활성성분을 각각 리포좀의 내수상 및 지질 이중층 사이에 담지시킬 수 있는 능력을 가지고 있을 뿐만 아니라, 생리활성성분을 담지하고 있는 고분자-리포좀 나노복합체는 수용액이나 각종 염(salt)이 존재하는 수용액 및 화장품 제형 내에서도 장기간 리포좀 고유의 구조가 안정하게 존재함을 확인하였다(특허출원 제10-2005-0134707호, 특허출원 제 10-2005-0135409호).

이렇게 우수한 안정성을 가지고 있는 고분자-리포좀 나노복합체에 리포좀의 지질 이중층으로 직접 담지되지 않는 유용성 생리활성성분을 담지시키고자 하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린을 이용하여 유용성 생리활성성분을 가용화시키는 방법을 시도하였으며, 가용화된 유용성 생리활성성분을 담지하고 있는 고분자-리포좀 나노복합체가 수용액 상에서 장기안정도를 가지며 담지된 유용성 생리활성성분의 역가감소를 방지하는 효과를 가지고 있을 뿐만 아니라, 여러 경우에서 피부흡수 증진효과를 나타냄을 발견하고 본 발명을 완성하였다.

이는 기존의 일반적인 지질 기반 리포좀 시스템에서의 다양한 유용성 생리활성성분을 리포좀에 효과적으로 담지시키지 못했던 문제점을 해결해주었으며, 동시에 사용하기 전 어떠한 저장조건에서도 유용성 생리활성성분의 결정석출과 역가감소 없이 리포좀 입자의 안전성을 유지해야 하는 요구를 동시에 충족시켰다는 데 발명의 의의가 있다. 또한, 본 발명은 고분자-리포좀 나노복합체를 통하여 유용성 생리활성성분의 피부흡수를 증진시킨다는 것을 확인하게 되어 그 활용가치와 의의가 크다고 할 수 있다.

본 발명의 목적은 메타크릴산(methacrylic acid)과 n-알킬 메타크릴레이트(n-alkyl methacrylate)의 단량체로 구성된 랜덤 공중합체, 지질층을 구성성분으로 하여 제조된 고분자-리포좀 나노복합체의 내수상에 하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린으로 가용화된 여러 종류의 유용성 생리활성성분을 담지시키는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 사용되는 고분자와 지질의 농도 및 리포좀의 내수상에 담지되는 하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린 및 유용성 생리활성성분의 농도에 따라 100 ~ 300 nm의 입자크기를 가지며, 고분자를 함유하지 않은 지질 기반 리포좀과 동일한 형태를 유지하는 고분자-리포좀 나노복합체를 통하여 유용성 생리활성성분의 피부흡수를 증진시키는 데 있다.

본 발명은 하기 화학식 1의 폴리(메타크릴산-co-n-알킬 메타크릴레이트) 랜덤 공중합체 및 지질층을 함유하는 리포좀 구조를 포함하고, 상기 리포좀 구조의 내상에 하이드록시프로필-베타 사이클로 덱스트린으로 가용화된 유용성 생리활성 성분을 담지하고 있는 것을 특징으로 하는 고분자-리포좀 나노복합체를 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 지질층에 콜레스테롤이 함입되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에서, 상기 폴리(메타크릴산-co-n-알킬 메타크릴레이트) 랜덤 공중합체에는 하기 화학식 2의 메타크릴산(methacrylic acid)과 스테아릴 메타크릴레이트(stearyl methacrylate)의 두 종의 단량체로 구성된 고분자가 포함될 수 있다.

(상기 식에서 n : m 는 몰비율 대비 85 : 15 ~ 70 : 30 이 바람직하다.)

이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

본 발명의 고분자-리포좀 나노복합체에 사용되는 고분자는 산성도 민감성을 부여하기 위해 도입된 메타크릴산(methacrylic acid) 단량체와 리포좀의 이중 지질층과 회합을 할 수 있도록 하기 위해 도입된 n-알킬 메타크릴레이트(n-alkyl methacrylate) 단량체로 구성되어 있는 산성도 민감성 고분자이다.

일반적으로 메타크릴산으로 합성된 고분자의 경우 수용액에서 산성도 변화에 따라 구조변화를 일으킨다고 알려져 있으며, 산성도 민감성 범위 및 정도는 단량체의 a 위치에 존재하고 있는 알킬 사슬의 개수와 고분자의 분자량 및 고분자의 분자량분포를 나타내는 지수인 다분산도(polydispersity index)에 따라 달라진다고 알려져 있다.

본 발명에서 리포좀의 이중 지질층과 같이 회합을 할 수 있도록 하기 위해 도입된 n-알킬 메타크릴레이트는 회합되는 지질의 종류에 따라 회합될 수 있는 알킬 사슬의 길이의 범위가 정해지게 되며, 일반적으로 n > 7 , 즉 옥틸 이상의 길이를 가지고 있을 때 이중 지질층과 회합이 가능하며, 바람직하게는 n = 11 ~ 21 가 적절하고, 목적에 따라서는 지질 이중층에 별도의 콜레스테롤을 사용하거나 n-알킬 사슬 대신에 콜레스테롤 성분을 가지고 있는 단량체를 도입할 수도 있다.

상기의 메타크릴산 단량체와 n-알킬 메타크릴레이트 단량체로 구성된 고분자는　일반적인 자유라디칼 열 개시반응(Free radical thermal initiation) 방법으로 중합하여 제조되며, 분자량분포를 조절하기 위해 음이온 또는 양이온 중합을 이용할 수도 있다. 상기 고분자 중합에 사용되는 메타크릴산(화학식 1의 x)과 n-알킬 메타크릴레이트(화학식 1의 y)의 혼합비는 몰 비율 대비 90:10 ~ 50:50이며, 바람직하게는 85:15 ~ 70:30이 적절하다. 상기 메타크릴산 단량체와 n-알킬 메타크릴레이트 단량체로 구성된 고분자의 분자량은 고분자-리포좀 나노복합제의 구조에 영향을 미치며, 본 발명의 고분자-리포좀 나노복합체에 사용되는 고분자의 분자량은 수평균 분자량 기준 5,000 ~ 100,000이며, 바람직하게는 10,000 ~ 50,000 이 적절하 다.

본 발명에서는 특히 고분자-리포좀 나노복합체의 고분자로서 메타크릴산(methacrylic acid) 단량체와 리포좀의 지질 이중층과 회합을 할 수 있도록 하기 위해 도입된 스테아릴 메타크릴레이트 (stearyl methacrylate) 단량체로 구성되어 있는 고분자를 사용하였다.

본 발명에서 리포좀의 지질 이중층과 같이 회합을 할 수 있도록 하기 위해 도입된 스테아릴 메타크릴레이트는 회합되는 지질의 종류에 따라 지질 이중층과 회합이 가능하며, 목적에 따라서는 스테아릴 사슬 대신에 콜레스테롤 성분을 가지고 있는 단량체를 도입할 수도 있다.

본 발명의 고분자-리포좀 나노복합체를 제조하는데 사용되는 지질 성분으로는 탄소수 12 ~ 24개의 지방산 사슬을 갖는 인지질류 또는 질소지질이 사용될 수 있다. 일반적으로 인지질을 사용하는 것이 더 바람직하며, 예를 들면, 난황 레시틴(포스파티딜콜린), 대두 레시틴, 리조레시틴(lysolecithin), 스핑고마이엘린 (sphingomyelin), 포스파티딘산, 포스파티딜세린, 포스파티딜글리세롤, 포스파티딜 이노시톨, 포스파티딜에탄올아민, 디포스파티딜글리세롤, 카르디오리핀(cardiolipin) 및 플라즈마로겐으로 이루어진 군으로부터 선택되는 천연 인지질; 천연인지질의 수소첨가 생성물; 디세틸포스페이트, 디스테아로일포스파티딜콜린, 디올레오일포스파티딜에탄올아민, 디팔미토일포스파티딜콜린, 디팔미토일포스파티딜에탄올아민, 디팔미토일포스파티딜세린, 엘레오스테아로일포스파티딜콜린, 엘레 오스테아로일포스파티딜에탄올아민 및 엘레오 스테아로일포스파티딜세린의 합성 지질; 합성 지질의 유도체; 및 합성 지질의 가수분해에 의해 수득되는 지방산 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물이 사용된다.

2종의 인지질류를 혼합하여 사용하는 경우는 예를 들어, 포스파티딜콜린:포스파티딜에탄올아민, 포스파티딜콜린:포스파티딜글리세롤, 포스파티딜콜린:포스파티딜이노시톨, 포스파티딜콜린:포스파티딘산 또는 포스파티딜콜린:디올레오일포스파티딜에탄올아민 등의 조합이 있으며, 혼합 비율은 혼합되는 성분 구성에 따라 차이가 있으나, 최소 성분에 대한 최대 성분의 혼합 비율은 1 : 5 이하인 것이 바람직하다. 예를 들어, 포스파티딜콜린: 디올레오일포스파티딜에탄올아민의 경우, 5 : 1 ~ 1 : 5 의 몰비율의 범위에서 각각 1 : 1, 2 : 1, 3 : 1, 4 : 1, 5 : 1, 1 : 5, 1 : 4, 1 : 3 또는 1 : 2 등으로 다양하게 혼합될 수 있다. 또한 3 종의 인지질류를 혼합하여 사용하는 경우 예를 들어, 포스파티딜콜린:디올레오일포스파티딜에탄올아민:포스파티딜세린을 1 : 5 이내의 몰비율 범위에서 각각 1:1:1, 2:1:1, 3:1:2, 3:2:1, 3:2:2, 4:1:1 또는 4:2:1 등의 다양한 혼합비로 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명에 사용되는 고분자-리포좀 나노복합체에 사용되는 고분자, 콜레스테롤 및 지질의 비율은 조성물 중량기준으로 콜레스테롤의 경우 1 ~ 49%, 바람직하게는 20 ~ 40%을 사용하고, 지질의 경우 50 ~ 98%, 바람직하게는 60 ~ 80%을 사용하고, 고분자의 경우 1 ~ 49%, 바람직하게는 5 ~ 30%가 적당하다. 또한, 고분자-리포좀 나노복합체에 사용되는 고분자, 콜레스테롤 및 지질의 함량은 고분자-리포좀 나노복합체 수용액에 대하여 0.001 ~ 10 중량%이며, 바람직하게는 1 ~ 5 중량%를 함유한다.

본 발명의 고분자-리포좀 나노복합체의 내수상에 담지되는 유용성 생리활성성분을 가용화시키기 위한 하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린은 담지하고자 하는 유용성 생리활성성분의 함량의 3~15배, 바람직하게는 5~10배로 사용한다.

또한, 하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린에 의해 가용화되어 고분자-리포좀 나노복합체의 내수상에 담지되는 유용성 생리활성성분은 항산화 효과, 피부안정 효과, 미백 효과를 가지고 있는 대황 추출물, 대황추출물의 지표성분인 라폰티신 (rhaponticin), 및 미백효능을 가지고 있다고 알려진 운데실레노일 페닐알라닌 (undecylenoyl phenylalanine)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 성분을 고분자-리포좀 나노복합체 수용액에 대하여 0.001 ~ 5 중량%로 함유하며, 바람직하게는 0.1 ~ 2 중량%로 함유한다.

일반적으로 리포좀은 초음파를 이용하거나 고압유화기를 이용하여 제조되며, 본 발명에 따른 고분자-리포좀 나노복합체는 고압유화기를 이용하여

a) 하기 화학식 1의 폴리(메타아크릴산-co-스테아릴 메타아크릴레이트) 랜덤 공중합체, 콜레스테롤 및 지질을 물에 혼합 가능한 유기용매와 혼합하여 50~70 ℃로 가온 용해시키는 단계;

b) 물에 하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린과 유용성 생리활성성분 혼합하여 60 ~ 70℃로 가온하여 유화기로 유용성 생리활성성분을 가용화시키는 단계;

c) 상기 b)의 수용액을 산이나 염기로 pH 7 이상으로 맞추는 단계;

d) 상기 a)의 혼합액을 50 ~ 70 ℃로 가온된 c)의 수용액과 혼합하여 유화기로 1차 분산시키는 단계;

e) 상기 d)의 혼합액을 고압유화기로 나노입자화시키는 단계; 및

f) 상기 e)의 혼합액을 회전증발기를 이용하여 사용된 유기용매를 제거하는 단계;를 포함하는 방법에 의하여 제조된다.

[화학식 1]

상기 a) 단계에서 사용되는 물에 혼합가능한 유기용매는 제한되지는 않지만, 에탄올, 메탄올, 아이소프로필알콜, 아세톤 및 테트라하이드로 퓨란으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 또한 e) 단계의 나노입자화 공정은 고압유화기를 사용하며, 원하는 입자크기와 분산도에 따라 압력을 100 ~ 1000 bar까지 조절할 수 있으며, 바람직하게는 500 ~ 1000 bar가 적당하다. 또한, f) 단계에서 물도 함께 제거하여 고분자-리포좀 나노복합체와 유용성 생리활성성분의 농도를 조절하는 공정을 더 포함할 수 있다.

상기한 제조방법에 의해 얻어지는 본 발명의 고분자-리포좀 나노복합체는 고분자, 콜레스테롤 및 지질의 농도와 리포좀 내수상에 담지되는 하이드록시프로필- 베타사이클로 덱스트린 및 유용성 생리활성성분의 농도에 따라 100 ~ 300 nm의 입자크기를 가지며, 고분자를 함유하지 않은 지질-콜레스테롤 기반 리포좀과 동일한 입자 형태를 유지하며, 도 1과 같이 하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린에 의해 가용화된 유용성 생리활성성분을 고분자-리포좀 나노복합체의 내수상에 담지하게 된다. 또한, 도 1에 나타낸 바와 같이 고분자는 지질-콜레스테롤 기반의 지질 이중층과 함께 회합됨에 따라 지질 이중층을 단단히 묶어주고 리포좀의 외벽을 보호하여 수상에 존재하는 각종 리포좀 구조를 불안정하게 하는 요소들로부터 안정하게 리포좀의 구조를 유지시켜주는 역할을 한다.

본 발명의 하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린에 의해 가용화된 유용성 생리활성성분을 내수상에 담지하는 고분자-리포좀 나노복합체를 함유하는 화장료 조성물은 그 제형화에 있어서 특별히 한정되는 바가 없으며, 유연화장수, 수렴화장수, 영양화장수, 영양크림, 마사지크림, 아이크림, 아이에센스, 에센스, 클렌징크림, 클렌징로션, 클렌징폼, 클렌징워터, 팩, 파우더, 메이컵 베이스, 파운데이션, 바디로션, 바디크림, 바디오일, 바디에센스, 바디 세정제 등으로 제형화될 수 있다.

이하, 실시예 및 시험예를 통하여 본 발명을 보다 더 구체적으로 설명하지만, 본 발명이 이들 예로만 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1 ~ 5] 하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린으로 가용화시킨 유 용성 생리활성성분을 내수상에 담지하고 있는 고분자-리포좀 나노복합체의 제조

실시예 1 ~ 5의 경우 정제수에 하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린, 유용성 생리활성성분 및 산 또는 염기를 하기 표 1에 나타난 무게조성비율로 첨가하여 60 ~ 70℃까지 가온하고 유화기(homogenizer)로 7000 rpm의 속도로 10분간 혼합교반시켜 유용성 생리활성성분을 가용화시킨다. 동시에 폴리(메타크릴산-co-스테아릴 메타크릴레이트) 공중합체(몰조성 70 : 30, 수평균분자량 26,000), 콜레스테롤 및 100% 수첨된 올레오릴-팔미토일/올레오릴-스테아릴 포스파티딜 콜린 혼합물(lipoid S100-3)을 하기 표 1에 나타난 무게조성비율로 60 ~ 70℃의 유기용매에 가온용해시켜 혼합액을 제조한다. 상기의 유기용매 혼합액을 유용성 생리활성성분이 가용화된 수용액에 첨가하고 60 ~ 70℃까지 가온하여 유화기로 5000 rpm의 속도로 5분간 혼합교반시켜 하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린으로 가용화된 유용성 생리활성성분을 내수상에 담지하는 고분자-리포좀 복합체를 제조한 후 고압유화기(high pressure homogenizer; 1000bar, 3cycle)를 이용하여 나노입자화시켰다. 회전증발기를 이용하여 잔류유기용매를 제거하고, 경우에 따라 유용성 생리활성성분 및 고분자-리포좀 나노복합체의 농도를 조절하기 위해 일정량의 물도 증류시켜 제거하였다.

[비교예 1 ~ 3] 하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린을 사용하지 않고 유용성 생리활성성분을 직접 담지시킨 고분자-리포좀 나노복합체의 제조

비교예 2 ~ 3의 경우 폴리(메타크릴산-co-스테아릴 메타크릴레이트) 공중합체(몰조성 70 : 30, 수평균분자량 26,000), 콜레스테롤, 100% 수첨된 올레오릴-팔미토일/올레오릴-스테아릴 포스파티딜 콜린 혼합물(lipoid S100-3) 및 유용성 생리활성성분을 하기 표 2에 나타난 무게조성비율로 60 ~ 70℃의 유기용매에 가온용해시켜 혼합액을 제조한다. 상기 유기용매 혼합액을 60~70℃의 산 또는 염기가 함유된 물과 혼합하여 유화기(homogenizer)로 5000 rpm의 속도로 5분간 혼합교반 시켜 1차 분산된 유용성 생리활성성분이 함입된 고분자-리포좀 복합체를 제조한 후 고압유화기 (high pressure homogenizer; 1000bar, 3cycle)를 이용하여 나노입자화시켰다. 회전증발기를 이용하여 잔류유기용매를 제거하고, 경우에 따라 유용성 생리활성성분 및 고분자-리포좀 나노복합체의 농도를 조절하기 위해 일정량의 물도 증류시켜 제거하였다.

비교예 1의 경우 폴리 (메타크릴산-co-스테아릴 메타크릴레이트) 공중합체(몰조성 85:15, 수평균분자량 20,000)를 사용하는 것 이외에는 상기 비교예 2 ~ 3과 동일한 방법으로 유용성 생리활성성분이 함입된 산성도 민감성 고분자-리포좀 나노복합체를 제조하였다.

[비교예 4 ~ 7] 하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린을 이용하여 유용성 생리활성성분이 가용화된 수용액 제조

비교예 4~7의 경우 정제수에 하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린, 유용성 생리활성성분 및 산 또는 염기를 하기 표 3에 나타난 무게조성비율로 첨가하여 60 ~ 70℃까지 가온하고 유화기(homogenizer)로 7000 rpm의 속도로 10분간 혼합교반시켜 유용성 생리활성성분을 가용화시킨 수용액을 제조하였다.

하이드록시프로필-베타싸이클로 덱스트린으로 가용화시킨 유용성 생리활성성분의 구성 성분 및 조성

	활성성분	조성 (g)
		활성성분	하이드록시 프로필-베타사이클로 덱스트린	산 또는 염기	물
비교예 4	라폰티신	1	5	0	94
비교예 5	라폰티신	2	10	0	88
비교예 6	대황 추출물	1	5	소디움 포스페이트 (다이베이직) 0.032	93.97
비교예 7	운데실레노일 페닐알라닌	1	5	0	94

[비교예 8] 대황 추출물 1중량%를 담지하고 있는 나노에멀젼제조

실시예 4에서 제조된 대황 추출물 1중량%를 내수상에 담지하고 있는 고분자-리포좀 나노복합체와 대황 추출물의 역가감소 관찰 및 피부흡수비교 실험을 위하여, 하기 하기 표 4에 나타난 무게조성비율로 대황 1중량%를 담지하고 있는 나노에멀젼을 제조하였다.

대황 추출물 담지 나노에멀전 구성 성분 및 함량

원료명	함량 (중량%)
대황 추출물	1
폴리글라이콜 E400 NF	10
하이드롤라이트-5	10
에탄올 95%	10
제네럴 R E5	2
리포이드 S 75-3	4
정제수	62.9
E.D.T.A.-2NA	0.05
아미노펙트	0.05

[시험예 1] 유용성 생리활성성분이 담지된 고분자-리포좀 나노복합체 입자크기 관찰

상기 실시예 1 ~ 5의 하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린으로 가용화된 유용성 생리활성성분이 내수상에 담지된 고분자-리포좀 나노복합체 및 비교예 1 ~ 3의 하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린을 사용하지 않고 유용성 생리활성성분을 직접 담지시킨 고분자-리포좀 나노복합체의 입자크기를 동적광산란장치 (Dynamic light scattering, Zetasizer 3000HSa Malvern Instruments)를 이용하여 측정한 결과를 하기 표 5에 나타내었다.

수용액에 분산되어 있는 고분자-리포좀 나노복합체의 입자크기 측정 결과.

	입자크기 (nm)		입자크기 (nm)
실시예 1	132	비교예 1	침전 및 부유물 발생
실시예 2	115	비교예 2	침전 및 부유물 발생
실시예 3	195	비교예 3	침전 및 부유물 발생
실시예 4	169	비교예 4	-
실시예 5	147	비교예 5	-
-	-	비교예 6	-

상기 표 5에 나타난 바와 같이 실시예 1 ~ 6의 고분자-리포좀 나노복합체는 115 ~ 219 nm의 특정한 입자크기를 가지는 안정한 상태의 리포좀 수용액을 얻을 수 있었다. 반면, 표 5에 나타난 비교예 1 ~ 3의 고분자-리포좀 나노복합체의 경우에는 특정한 입자크기를 가지는 고분자-리포좀 나노복합체 수용액을 얻지 못했으며, 유용성 생리활성성분의 결정석출과 더불어 고분자-리포좀 나노복합체가 제대로 형성되지 못하는 것을 알 수 있었다. 또한, 하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린에 의해 가용화되는 유용성 생리활성성분의 종류 및 고분자-리포좀 나노복합체의 구성성분의 제조시 농도에 따라 고분자-리포좀 나노복합체의 입자크기가 서로 다르게 나타나는 것을 알 수 있었다. 고분자-리포좀 나노복합체의 구성성분들이 용해되어 있는 유기용매 혼합물을 하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린으로 가용화된 유용성 생리활성성분이 분산되어 있는 수용액에 첨가하여 혼합교반시키는 상태의 고분자-리포좀 나노복합체 구성성분의 농도가 입자크기에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 생각된다.

한편, 표 5에 나타난 비교예 4 ~ 6의 수용액에 하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린으로 가용화된 유용성 생리활성성분의 경우는 결정석출이나 부유물 등이 전혀 관찰되지 않았으며 특정한 색깔을 띄는 맑고 투명한 수용액을 얻을 수 있었다. 이는 유용성 생리활성성분이 하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린에 의해 분자수준으로 수용액 상에 분산되어 있는 것을 의미한다.

[시험예 2] 하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린으로 가용화된 유용성 생리활성성분이 내수상에 담지된 고분자-리포좀 나노복합체의 입자크기 장기안정도 평가

실시예 1 ~ 4의 하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린으로 가용화된 유용성 생리활성성분이 내수상에 담지된 고분자-리포좀 나노복합체의 입자크기 장기 안정도를 관찰하기 위하여 제조된 고분자-리포좀 나노복합체 수용액을 저온(2℃), 상온(25℃) 및 고온(40℃)에서 각각 보관하여 시간에 따른 입자크기의 변화를 동적광산란장치(Dynamic light scattering, Zetasizer 3000HSa Malvern Instruments)를 이용하여 측정한 결과를 하기 표 6에 나타내었다.

수용액에 분산되어 있는 고분자-리포좀 나노복합체의 입자크기 장기 안정도 측정 결과

		입자 크기 (nm)
		제조시	1 주	2 주	4 주	8 주	12 주	16 주
실시예 1	2 ℃	132	133	135	137	137	140	139
	상온		134	139	140	145	144	143
	40 ℃		134	142	146	153	148	154
실시예 2	2 ℃	115	111	117	112	114	120	114
	상온		120	119	126	120	122	122
	40 ℃		119	126	124	126	131	134
실시예 3	2 ℃	195	197	197	201	203	201	204
	상온		198	201	208	206	204	206
	40 ℃		197	206	218	212	217	220
실시예 4	2 ℃	169	172	171	170	165	171	173
	상온		170	174	172	172	175	177
	40 ℃		172	176	175	182	189	187

상기 표 6에 나타난 바와 같이 실시예 1 ~ 4의 고분자-리포좀 나노복합체는 2℃와 25℃에서 보관시, 시간에 따른 입자크기가 제조시의 입자크기에 비해 큰 변화가 관찰되지 않았다.

한편, 40℃에서 보관된 실시예 1 ~ 4의 고분자-리포좀 나노복합체의 입자크기가 제조시의 입자크기에 비해 다른 온도에서 보관할 때보다 상대적으로 더 증가함을 관찰하였으며, 이는 40℃의 고온에서 고분자-리포좀 나노복합체의 지질 이중층을 구성하는 지질 성분들의 자기회합이 2℃ 및 25℃의 저온 및 상온에 비해 상대적으로 느슨해지면서 발생하는 고분자-리포좀 나노복합체의　부피팽창에 따른 것이다.

또한, 실시예 1 ~ 4의 하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린과 함께 수용액 상에 존재하는 고분자-리포좀 나노복합체의 입자크기가 큰 변화 없이 장기적으로 유지되는 것을 통하여 고분자-리포좀 나노복합체의 사이클로 덱스트린에 대한 구조적인 안정도를 확인할 수 있었다. 이는 고분자-리포좀 나노복합체에서 고분자가 리포좀의 지질 이중층을 단단히 묶어주는 지지체 역할을 함으로써, 사이클로 덱스트린의 존재 하에서도 기존 지질-콜레스테롤 기반 리포좀에 비해 안정한 리포좀 고유의 구조를 유지할 수 있는 것으로 생각된다.

[시험예 3] 하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린에 의해 가용화된 대황 추출물이 내수상에 담지된 고분자-리포좀 나노복합체와 대황 추출물이 담지된 나노에멀젼에서의 대황추출물 역가 관찰

실시예 4의 하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린으로 가용화된 대황 추출물이 내수상에 담지된 고분자-리포좀 나노복합체와 비교예 8의 대황 추출물이 담지된 나노에멀전에서의 대황 추출물의 역가안정도를 관찰하였다. 실시예 4와 비교예 8의 시료들을 각각 상온과 40℃에서 보관하면서 시간의 경과에 따른 대황 추출물의 지표성분인 라폰티신의 농도를 고효율 액상분리기(high performance liquid chromatography)를 이용하여 측정한 결과를 하기 표 7에 나타내었다.

		초기역가	1주	8주	16주
실시예 4	상온	100%	100%	100%	100%
	40 ℃	100%	100%	100%	100%
비교예 8	상온	100%	100%	100%	98.4%
	40 ℃	100%	97.7%	97.3%	87.7%

상기 표 7에 나타난 바와 같이 실시예 4의 라폰티신의 농도에서 상온과 40℃에서 모두 시간에 따른 감소가 관찰되지 않았다. 반면, 비교예 8의 라폰티신의 농도는 시간이 지남에 따라 상온보다는 40℃에서 더 많은 역가감소가 나타나는 것으로 나타났다. 대황 추출물의 지표성분인 라폰티신은 빛이나 온도에 의해서 역가가 감소하는 경향을 가지는 유용성 생리활성성분이다. 상기 표 7의 결과에 따르면 나노에멀젼에 담지된 대황 추출물에 비하여 하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린에 의해 포집되어 가용화된 후 고분자-리포좀 나노복합체의 내수상에 담지된 대황 추출물의 역가 안정도가 좋은 것을 알 수 있으며, 이는 고분자-리포좀 나노복합체에 의한 안정화보다는 대황 추출물의 가용화에 사용되는 하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린에 대황 추출물이 포집되면서 라폰티신의 역가감소가 방지되는 효과가 나타나는 것으로 추측된다.

[시험예 4] Franz-cell을 통한 대황추출물 피부흡수 비교실험

실시예 2 및 비교예 5에서 각각 제조된 하이드록시프로필-베타사이크로 덱스트린으로 가용화된 라폰티신을 내수상에 담지하는 고분자-리포좀 나노복합체와 하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린으로 가용화된 라폰티신을 담지하는 수용액의 라폰티신의 피부흡수를 비교해 보았다. 또한, 실시예 4 및 비교예 8에서 각각 제조된 하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린으로 가용화된 대황추출물을 내수상에 담지하는 고분자-리포좀 나노복합체와 대황 추출물을 담지하고 있는 나노에멀젼의 라폰티신의 피부흡수를 비교해 보았다. 피부흡수 실험을 위하여 기니픽(albino guinea pig)에서 적출한 피부를 이용하여 Franz-cell 기기를 통해 18시간 동안 피부흡수 실험을 진행하였으며, 라폰티신의 피부흡수 정도를 비교하기 위하여 피부에 흡수된 라폰티신의 농도를 고효율 액상분리기(high performance liquid chromatography)를 이용하여 측정한 결과를 도 2 및 도 3에 나타내었다.

도 2는 실시예 2의 하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린에 의해 가용화된 라폰티신이 내수상에 담지된 고분자-리포좀 나노복합체와 비교예 5의 하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린에 의해 가용화된 라폰티신이 분산되어 있는 수용액에서 라폰티신의 피부흡수를 비교해본 결과이다. 하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린에 의해 가용화된 라폰티신도 상당량의 피부흡수가 일어난 것으로 나타났으며, 이에 더불어 고분자-리포좀 나노복합체에 의한 162%의 라폰티신 피부흡수 증진효과도 확인할 수 있었다. 사이클로 덱스트린이나 리포좀 시스템에 의한 피부흡수 증진효과는 확실한 메커니즘이 규명되어 있지는 않지만, 이미 많은 실험결과에서 그 효과는 밝혀진 바가 있다. 하지만, 사이클로 덱스트린의 존재로 인하여 기존의 지질-콜레스테롤 기반 리포좀에서는 리포좀의 구조적인 불안정성이 발생하기 때문에 기존의 연구에서는 도 2에 나타난 것과 같은 사이클로 덱스트린과 리포좀 시스템 모두에 의한 피부흡수 증진효과는 기대하기 어려웠다. 고분자-리포좀 나노복합체에서는 고분자가 리포좀의 지질 이중층을 단단히 묶어주는 지지체 역할을 함으로써, 사이클로 덱스트린의 존재 하에서도 리포좀 고유의 구조를 유지할 수 있으며, 이를 통해 피부흡수 증진효과가 나타나는 것으로 생각된다.

하기 도 3은 실시예 4의 하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린에 의해 가용화된 대황 추출물이 내수상에 담지된 고분자-리포좀 나노복합체와 비교예 8의 대황 추출물이 담지된 나노에멀젼에서 대황 추출물의 지표성분인 라폰티신의 피부흡수를 비교해본 결과이다. 도 3을 통해 알 수 있듯이 나노에멀전에 담지되어 있는 대황 추출물에 비하여 실시예 4의 고분자-리포좀 나노복합체의 대황 추출물에서 842%의 라폰티신 피부흡수 증진효과를 확인할 수 있었다. 이는 기존에 사용되었던 제형보다 훨씬 높은 라폰티신의 피부흡수 증진효과를 보이므로 하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린과 안정도가 우수한 고분자-리포좀 나노복합체를 통한 유용성 생리활성성분의 다양한 제형 처방에 있어서 큰 도움이 될 수 있을 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린으로 가용화된 유용성 생리활성성분을 내수상에 담지하는 고분자-리포좀 나노복합체는 기존의 일반적인 지질-콜레스테롤 기반 리포좀의 지질 이중층에 함입이 불가능했던 다양한 유용성 생리활성성분을 안정도가 우수한 고분자-리포좀 나노복합체의 내수상에 안정하게 담지시킬 수 있으며, 담지되는 유용성 생리활성성분의 역가감소를 방지할 뿐만 아니라 피부흡수를 증진시킨다.

또한, 본 발명에 따른 고분자-리포좀 나노복합체에서는 기존의 일반적인 지질-콜레스테롤 기반 리포좀에 비해 사이클로 덱스트린에 대해 상대적으로 안정한 것을 확인할 수 있었으며, 이를 통해 사이클로 덱스트린과 함께 고분자-리포좀 나노복합체가 사용됨으로써 기존에 널리 알려진 지질-콜레스테롤 기반 리포좀보다 각종 염(salt) 및 화장품 제형에 대하여 훨씬 향상된 안정성을 가지고 있으며, 피부흡수 증진효과 또한 우수하여 그 활용 가치가 매우 크다.

Claims (11)

1. 삭제
2. 하기 화학식 1의 메타크릴산과 n-알킬 메타크릴레이트의 2종의 단량체로 구성된 산성 민감성 폴리(메타크릴산-co-n-알킬 메타크릴레이트) 랜덤 공중합체 및 콜레스테롤이 함입되어 있는 지질층을 함유하는 리포좀 구조를 포함하고,

   상기 리포좀 구조의 내상에 하이드록시프로필-베타 사이클로 덱스트린으로 가용화된 유용성 생리활성 성분이 담지되어 있는 것을 특징으로 하는 고분자-리포좀 나노복합체:

   [화학식 1]

   
3. 제 2항에 있어서, 상기 산성 민감성 폴리(메타크릴산-co-n-알킬메타크릴레이트) 랜덤 공중합체, 콜레스테롤 및 지질의 총 중량을 기준으로 하여 폴리(메타크릴산-co-n-알킬메타크릴레이트) 랜덤 공중합체 1~49 중량%, 지질 50~98 중량% 및 콜레스테롤 1~49 중량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 고분자-리포좀 나노복합체.
4. 제 2항에 있어서, 상기 산성 민감성 폴리(메타크릴산-co-n-알킬메타크릴레이트) 랜덤 공중합체의 수평균 분자량이 10,000 내지 50,000인 것을 특징으로 하는 고분자-리포좀 나노복합체.
5. 제 2항에 있어서, 상기 지질은 탄소수가 12~24개의 지방산 사슬을 갖는　난황 레시틴 (포스파티딜콜린), 대두 레시틴, 리조레시틴(lysolecithin), 스핑고마이엘린 (sphingomyelin), 포스파티딘산, 포스파티딜세린, 포스파티딜글리세롤, 포스파티딜 이노시톨, 포스파티딜에탄올아민, 디포스파티딜글리세롤, 카르디오리핀(cardiolipin) 및 플라즈마로겐으로 이루어진 군으로부터 선택되는 천연 인지질; 천연인지질로부터 수득할 수 있는 수소첨가 생성물; 디세틸포스페이트, 디스테아로일포스파티딜콜린, 디올레오일 포스파티딜에탄올아민, 디팔미토일포스파티딜콜린, 디팔미토일포스파티딜에탄올아민, 디팔미토일포스파티딜세린, 엘레오스테아로일 포스파티딜콜린, 엘레오스테아로일포스파티딜에탄올아민 및 엘레오스테아로일 포스파티딜세린으로 이루어진 군으로부터 선택되는 합성 지질; 합성 지질의 유도체; 및 합성 지질의 가수분해에 의해 수득할 수 있는 지방산 혼합물;로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 고분자-리포좀 나노복합체.
6. 제 2항에 있어서, 상기 유용성 생리활성 성분은 고분자-리포좀 나노복합체 전체에 대하여 0.001 내지 5 중량%로 함유되는 것을 특징으로 하는 고분자-리포좀 나노복합체.
7. 제 2항에 있어서, 상기 유용성 생리활성 성분은 라폰티신, 대황 추출물 및 운데실레노일 페닐알라닌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 고분자-리포좀 나노복합체.
8. 제 2항에 있어서, 상기 유용성 생리활성 성분을 수용액 상에 가용화시키기 위하여 사용되는 하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린은 담지되는 유용성 생리활성성분의 함량의 3 ~ 15배로 함유되는 것을 특징으로 하는 고분자-리포좀 나노복합체.
9. 제 2항에 있어서,　상기 고분자-리포좀 나노복합체의 입자크기가 100 ~ 300nm 인 것을 특징으로 하는 고분자-리포좀 나노복합체.
10. a) 하기 화학식 1의 산성 민감성 폴리(메타크릴산-co-n-알킬메타크릴레이트) 랜덤 공중합체 및 지질을 물에 혼합 가능한 유기용매와 혼합하여 50~70℃로 가온 용해시키는 단계, 이때 상기 유기용매는 에탄올, 메탄올, 아이소프로필알콜, 아세톤 및 테트라하이드로 퓨란으로 이루어진 군으로부터 선택된 것이며;

    b) 물에 하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린과 유용성 생리활성성분을 혼합하여 60~70℃로 가온하여 유화기로 유용성 생리활성성분을 가용화시키는 단계;

    c) 상기 b)의 용액을 산이나 염기로 pH 7 이상으로 맞추는 단계;

    d) 상기 a)의 혼합액을 50~70℃로 가온된 c)의 수용액과 혼합하여 유화기로 1차 분산시키는 단계;

    e) 상기 d)의 혼합액을 고압유화기로 나노입자화시키는 단계; 및

    f) 상기 e)의 혼합액을 회전증발기를 이용하여 사용된 유기용매를 제거하는 단계;

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이드록시프로필-베타사이클로 덱스트린으로 가용화된 유용성 생리활성성분을 내수상에 담지하는 고분자-리포좀 나노복합체의 제조방법:

    [화학식 1]

    
11. 삭제

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