KR20180133237A

KR20180133237A - 피부점착성 고분자 나노캡슐 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20180133237A
Application number: KR1020180076564A
Authority: KR
Inventors: 이정임; 변인식; 전지원; 최혜자; 박용섭; 이선영; 김하은; 나은경; 이현주; 이서린; 하누리; 김우람
Original assignee: 주식회사 유한필리아
Priority date: 2018-07-02
Filing date: 2018-07-02
Publication date: 2018-12-13

Abstract

본 발명은 양친성 블록공중합체 및 쌍성이온 계면활성제를 함유하는 고분자 나노캡슐을 제조하고, 추가적으로 유용한 활성성분을 더욱 포함함으로써 피부흡수율을 크게 향상시켜 기능성 화장품 내지 경피흡수 의약제형 등으로 응용할 수 있는 기술에 관한 것이다.
본 발명에 따라 제조된 고분자 나노캡슐은 균일한 나노입자 크기를 가지고, 인체의 피부에 유용한 활성성분을 효과적으로 포집한 나노캡슐 표면과 피부지질층의 쌍극자-쌍극자 상호작용을 통해 피부점착성을 증대시켜 나노캡슐과 피부의 상호인력을 유도함으로써, 활성성분의 경피흡수율이 크게 향상되어 다양한 화장품, 의약의 제형 또는 식품에 응용될 수 있다.

Description

피부점착성 고분자 나노캡슐 및 그 제조방법{Skin-adhesive polymer nanocapsule and preparation method thereof}

본 발명은 피부점착성 고분자 나노캡슐 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 양친성 블록공중합체 및 쌍성이온 계면활성제를 함유하는 피부점착성 고분자 나노캡슐을 제조하고, 추가적으로 유용한 활성성분을 포함함으로써 피부흡수율을 크게 향상시켜 기능성 화장품 내지 경피흡수 의약제형 등으로 응용할 수 있는 기술에 관한 것이다.

일반적으로 인체의 피부에 유용한 활성성분의 효과를 극대화시키기 위해서 경피흡수의 관점에서 다양한 연구가 진행되어 왔다. 피부는 크게 표피, 진피, 피하지방층의 3층 구조로 이루어져 있으며, 그 중 최외각에 위치하는 표피에는 각질층이 존재하여 외부의 자극으로부터 인체를 보호하는 역할을 한다. 각질층은 각화세포가 여러 층으로 이루어져 있고 케라틴이라는 소수성 단백질이 각질세포를 채우고 있다. 또한, 각질세포 사이에는 세라마이드, 자유지방산, 콜레스테롤 등으로 구성된 세포간지질이 채워져 있어 라멜라 구조를 형성하고 있다. 이러한 구조적 특징이 피부의 수분 증발을 억제하고 인체를 보호하는 반면, 유용한 활성성분을 쉽게 흡수하지 못하는바, 이를 극복하는 것이 경피흡수 기술의 핵심이라 할 수 있다.

상기 경피흡수 기술은 크게 물리적인 방법과 제형적인 방법으로 나뉜다. 물리적인 방법으로는 피부에 전위차를 주어 피부의 전기적 환경을 변화시킴으로써 이온성 약물의 피부투과를 증가시키는 전기이온영동법(iontophoresis), 고전압을 이용하여 약물을 침투시키는 전기천공법(electroporation), 초음파에 의해 약물이 생체막을 통과함으로써 피부로 침투하는 초음파영동법(sonophoresis) 또는 마이크로니들을 이용하여 피부 내로 침투시키는 방법 등이 있다.

한편, 최근에는 경피를 통하여 유용한 활성성분의 흡수를 촉진시키기 위한 연구로서 제형적인 방법이 활발하게 수행되고 있는바, 그 예로 (1) 블록공중합체의 구조로 소수성 활성성분을 수용액상에 분산시키는데 있어서 효율적인 고분자 미셀, (2) 100-500 nm의 입자 크기를 갖는 에멀젼의 형태로 입자들 사이의 응집 현상이나 합일 현상 없이 낮은 점도 조건에서도 장기간 안정성을 보유하는 나노에멀젼, (3) 세포막 또는 각질층의 세포간 지질과 구조적으로 유사한 지질 이중층으로 구성되어 있어 세포막과 융합하여 활성성분을 효과적으로 세포 내로 전달할 수 있도록 만든 리포좀, (4) 리포좀보다 피부 흡수 효과를 높이기 위한 방법으로 막을 좀 더 유연하고 변형이 쉬운 상태로 만든 제형인 에토좀과 탄성 리포좀 등이 있다. 또한, 상기 제형적인 방법을 발전시킨 경피흡수 기술로서 양이온 고분자를 사용하여 고분자 나노캡슐을 제조함으로써 피부흡수율을 향상시키는 기술도 공지된바 있다.

그러나 상기 전기이온영동법(iontophoresis) 또는 전기천공법(electroporation)과 같은 물리적인 방법은 피부에 직접적인 물리적 힘을 가해야하기 때문에 피부 자극이나 손상을 일으킬 수 있는 단점과 더불어, 피부 외용제 및 이를 적용하는 장치가 필수적이라는 점에서 안전성 내지 경제성이 떨어지는 문제점이 있다.

한편, 상술한 제형적인 방법에 있어서는 제형의 안정성에 초점을 맞추어 저분자 계면활성제보다 결정성이 큰 고분자 계면활성제를 이용하는 나노입자의 개발이 주류를 이루고 있다. 그런데 고분자 기반의 나노입자는 고분자 사슬의 얽힘과 결정성 발현이 쉬워 제형의 안정성을 향상시킬 수는 있으나, 캡슐의 결정성이 커지고 피부와의 친화성을 떨어뜨려 피부흡수를 저해할 수 있는 단점이 있다. 이러한 단점을 해결하기 위하여 정전기적 인력에 의해 피부흡착력을 높임으로써 피부흡수를 촉진시키고자 양이온 고분자 나노캡슐을 제조하거나, 리포좀 막의 물리적 특성을 강화하고자 리포좀에 고분자를 코팅하는 기술 등이 개발되었지만, 이는 제조 로트별 품질 편차가 매우 크고 제형의 적용이 한정적이며 피부에 자극을 줄 수 있다는 측면에서 상용화가 쉽지 않은 문제점이 있다.

그러므로 본 발명자는 제형적인 방법으로 쌍성이온 계면활성제를 이용하여 양친성 블록공중합체 기반의 나노캡슐을 형성하면서 인체의 피부에 유용한 활성성분을 포집할 수 있다면, 나노캡슐 표면과 피부지질층의 쌍극자-쌍극자 상호작용을 통해 피부점착성을 증대시켜 나노캡슐과 피부의 상호인력을 유도함으로써 활성성분의 경피흡수율을 현저하게 높일 수 있음에 착안하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

특허문헌 1. 한국등록특허공보 제10-0816554호

특허문헌 2. 한국등록특허공보 제10-1546209호

특허문헌 3. 한국등록특허공보 제10-1175326호

특허문헌 4. 한국등록특허공보 제10-0757043호

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 균일한 나노입자 크기를 가지고, 인체의 피부에 유용한 활성성분을 효과적으로 포집한 나노캡슐 표면과 피부지질층의 쌍극자-쌍극자 상호작용을 통해 피부점착성을 증대시켜 나노캡슐과 피부의 상호인력을 유도함으로써, 활성성분의 경피흡수율이 크게 향상된 피부점착성 고분자 나노캡슐 및 그 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 a) 양친성 블록공중합체; 및 b) 쌍성이온 계면활성제;를 포함하는 피부점착성 고분자 나노캡슐을 제공한다.

상기 양친성 블록공중합체는 PEG-b-PCL, PEG-b-PLA, PEG-b-PGA, PEG-b-PLGA, PEG-b-PHB, PEG-b-PLS, PEG-b-PAP 및 PEG-b-PEI로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 것을 특징으로 한다.

상기 PEG 블록은 수평균분자량이 1000 내지 5000인 것을 특징으로 한다.

상기 쌍성이온 계면활성제는 HLB 값이 7이하인 인지질계 화합물인 것을 특징으로 한다.

상기 인지질계 화합물은 포스파티딜콜린, 포스파티딜글리세롤, 포스파티딜에탄올아민, 포스파티딜이노시톨, 포스파티딜세린, 스핑고미엘린, 디팔미토일포스파티딜콜린, 디팔미토일포스파티딜글리세롤, 디팔미토일포스파티딜에탄올아민, 디팔미토일포스파티딜이노시톨, 디팔미토일포스파티딜세린, 팔미토일스핑고미엘린 및 수첨레시틴으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 것을 특징으로 한다.

상기 쌍성이온 계면활성제의 함량은 상기 고분자 나노캡슐 총량 대비 0.01 내지 30 중량%인 것을 특징으로 한다.

상기 쌍성이온 계면활성제의 함량은 상기 고분자 나노캡슐 총량 대비 20 내지 30 중량%인 것을 특징으로 한다.

상기 고분자 나노캡슐은 평균직경이 10 내지 100 nm인 것을 특징으로 한다.

상기 고분자 나노캡슐은 기능성 활성성분을 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 활성성분은 레티놀, 레티닐팔미테이트, 아데노신, 폴리에톡실레이티드레틴아마이드, 알부틴, 에틸아스코빌에테르, 아스코빌글루코사이드, 마그네슘아스코빌포스페이트, 나이아신아마이드, 알파-비사보롤, 아스코빌팔미테이트, 아스코빌테트라이소팔미테이트, 토코페롤, 토코페릴아세테이트, 닥나무추출물, 감초추출물, 갈조추출물, 쌀추출물, 어성초추출물, 녹차추출물, 자몽추출물, 상엽추출물, 귤껍질추출물, 보리추출물, 별꽃이끼추출물, 코코넛오일, 올리브오일, 동백유, 캐놀라오일, 시어버터, 호호바오일, 아르간트리커넬오일 및 티트리잎오일로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 I) 양친성 블록공중합체 및 쌍성이온 계면활성제를 유기용매에 용해시킨 혼합용액을 얻는 단계; II) 상기 혼합용액을 증류수에 적하 및 교반하여 나노캡슐을 형성하는 단계; 및 III) 상기 유기용매를 감압증류로 제거한 후 얻어진 나노캡슐을 고압유화기를 사용하여 평균직경 10 내지 100 nm의 크기로 제어하는 단계;를 포함하는 피부점착성 고분자 나노캡슐의 제조방법을 제공한다.

상기 I) 단계에서 기능성 활성성분을 더욱 첨가하여 혼합용액을 얻는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따라 제조된 피부점착성 고분자 나노캡슐은 균일한 나노입자 크기를 가지고, 인체의 피부에 유용한 활성성분을 효과적으로 포집한 나노캡슐 표면과 피부지질층의 쌍극자-쌍극자 상호작용을 통해 피부점착성을 증대시켜 나노캡슐과 피부의 상호인력을 유도함으로써, 활성성분의 경피흡수율이 크게 향상되어 다양한 화장품, 의약의 제형 또는 식품에 응용될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 피부점착성 고분자 나노캡슐의 제조과정 및 제조된 고분자 나노캡슐의 구조에 관한 모식도.
도 2는 본 발명의 실시예로부터 제조된 피부점착성 고분자 나노캡슐의 (A) 투과전자현미경(TEM) 이미지 및 (B) 입자크기 분포도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따르되, DPPC의 함량을 달리하여 제조된 피부점착성 고분자 나노캡슐의 DPPC 함량에 따른 (A) ¹H 핵자기공명(NMR) 및 (B) 시차주사열량분석(DSC) 결과를 나타낸 그래프.
도 4는 본 발명에 따라 제조된 피부점착성 고분자 나노캡슐의 레올로지에 따른 점탄성 분석 결과[(A) 비교예, (B) 실시예]를 나타낸 그래프.
도 5는 본 발명의 실시예 및 비교예로부터 제조된 고분자 나노캡슐에 활성성분으로서 레티놀이 포집된 샘플의 피부흡수 평가 결과를 나타낸 그래프[(A) 피부 깊이별 시간에 따른 고분자 나노캡슐 내 레티놀 흡수량, (B) 캡슐용액 도포 30분 후 각질층에서 레티놀 흡수량].

이하에서는 본 발명에 따른 피부점착성 고분자 나노캡슐 및 그 제조방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명은 a) 양친성 블록공중합체; 및 b) 쌍성이온 계면활성제;를 포함하는 피부점착성 고분자 나노캡슐을 제공한다.

상기 양친성 블록공중합체(amphiphilic block copolymer)는 친수성 블록과 소수성 블록을 함께 갖는 공중합체로서, 본 발명에서처럼 양친성 블록공중합체가 회합되어 형성된 고분자 나노캡슐은 소수성 블록이 코어(core), 친수성 블록은 바깥쪽 껍질(shell)을 이루는 소위 코어-쉘 구조를 갖는다. 따라서 캡슐 내부에 유용성 활성성분의 포집이 가능하므로 경피흡수 시스템을 이용하는 화장품 및 의약 분야 등에 적용할 수 있는 것이다.

한편, 화장품이나 의약 산업에서 가장 많이 사용되는 성분 중의 하나가 계면활성제(surfactant)인바, 계면활성제는 친수성과 소수성 부분을 모두 가지고 있는 분자로서, 서로 섞일 수 없는 두 상을 균일하게 분산시킬 수 있기 때문에 유용성 물질의 포집과 분산에 매우 유용하다. 종래 화장품이나 의약 또는 식품 분야에서는 저분자량의 계면활성제가 주로 사용되었지만, 저분자량의 계면활성제로 형성된 오일-물 유화막은 동역학적으로 불안정하여 염이나 전하를 지닌 유기물 또는 무기물에 의해 쉽게 파기되므로 다양한 제형에 적용하기가 힘들다는 단점이 있었다. 그러므로 최근에는 생체친화성 고분자량의 계면활성제를 중심으로 많은 기술이 개발되고 있다. 고분자량의 계면활성제는 주로 친수성 블록과 소수성 블록으로 이루어진 양친성의 이중 혹은 삼중 블록 공중합체로서, 분산되었을 때 열역학적으로 자기-회합(self-assembly)하는 거동을 보인다. 이러한 고분자 회합체는 사슬의 얽힘 (entanglement)과 결정성(crystallinity)으로 인하여 저분자 회합체보다 안정한 구조체를 형성할 수 있다. 특히, 고분자에서 기인하는 긴 완화시간 (relaxation time)은 외부자극에 대하여 구조안정성을 더욱 증가시킨다. 또한, 양친성 블록공중합체의 분자량, 분자구조, 전하, 친수성/소수성 비율 등을 조정함으로써 형성된 구조체의 성질을 조절할 수 있기 때문에 응용가능성이 매우 크다. 이러한 고분자 계면활성제의 장점으로 인하여 고분자 계면활성제를 에멀젼 뿐만 아니라 고분자 마이셀, 폴리머좀 등 다양한 약물전달 시스템(drug delivery system)에 적용하는 사례가 증가하고 있다.

따라서 본 발명에서도 양친성 블록공중합체에 생체친화성 계면활성제인 쌍성이온 계면활성제(amphoteric surfactant)를 도입하여 피부점착성 고분자 나노캡슐을 구성함으로써 피부-캡슐 간 쌍극자-쌍극자 상호작용에 경피흡수율을 크게 향상시킨다.

본 발명의 상기 a) 양친성 블록공중합체는 친수성 블록으로서 생체친화성을 갖는 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol, PEG) 블록[폴리에틸렌옥시드(PEO)와 반복단위 구조가 같으므로 PEO 블록이라고도 한다]으로 구성한다. 또한, 소수성 블록은 역시 생체친화성 고분자로 구성할 수 있는바, 그 예로서 폴리카프로락톤(PCL), 폴리락티드(PLA), 폴리글리콜리드(PGA), 폴리락티드-co-폴리글리콜리드(PLGA), 폴리히드록시부티르산(PHB), 폴리라이신(PLS), 폴리아스파테이트(PAP) 또는 폴리에틸렌이민(PEI)일 수 있다.

즉, 상기 양친성 블록공중합체는 PEG-b-PCL, PEG-b-PLA, PEG-b-PGA, PEG-b-PLGA, PEG-b-PHB, PEG-b-PLS, PEG-b-PAP 및 PEG-b-PEI로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 것일 수 있고, 하기 <구조식>으로 표시되는 반복단위를 갖는 PEG-b-PCL이 더욱 바람직하다.

<구조식>

또한, 상기 PEG 블록은 수평균분자량(Mn)이 1000 내지 5000인 것이 바람직한바, PEG 블록의 수평균분자량이 1000 미만이면 고분자 나노캡슐이 균일하게 형성되지 않을 수 있고, PEG 블록의 수평균분자량이 5000을 초과하면 경피흡수율이 저하될 우려가 있다.

또한, 본 발명에 따른 피부점착성 고분자 나노캡슐을 구성하는 핵심적인 기술적 특징으로서 일종의 캡슐화제로 작용하는 쌍성이온 계면활성제를 사용하는 것인바, 쌍성이온 계면활성제로서는 HLB(hydrophile-lipophile balance) 값이 7이하인 인지질계 화합물을 바람직하게 사용한다.

이때, 상기 인지질계 화합물은 포스파티딜콜린, 포스파티딜글리세롤, 포스파티딜에탄올아민, 포스파티딜이노시톨, 포스파티딜세린, 스핑고미엘린, 디팔미토일포스파티딜콜린, 디팔미토일포스파티딜글리세롤, 디팔미토일포스파티딜에탄올아민, 디팔미토일포스파티딜이노시톨, 디팔미토일포스파티딜세린, 팔미토일스핑고미엘린 및 수첨레시틴(hydrogenated lecithin)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 것일 수 있으며, 하기 <화학식>으로 표시되는 디팔미토일포스파티딜콜린(DPPC)이 더욱 바람직하다.

<화학식>

또한, 본 발명에 따른 피부점착성 고분자 나노캡슐을 구성하는 상기 쌍성이온 계면활성제의 함량은 상기 고분자 나노캡슐 총량 대비 0.01 내지 30 중량%인 것이 바람직하며, 특히 그 함량이 20 내지 30 중량%인 경우에는 나노입자 내의 블록공중합체와 쌍성이온 계면활성제가 최적으로 패킹되어 캡슐의 구조 안정성이 매우 높아지므로 더욱 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 피부점착성 고분자 나노캡슐을 인체의 피부에 적용할 경우, 각질세포간 지질층의 두께가 인체 피부세포의 간극이 수십~100 nm임을 고려하면, 상기 고분자 나노캡슐은 평균직경이 10 내지 100 nm인 것이 경피흡수율을 크게 향상시킬 수 있어 바람직하다. 이러한 나노캡슐의 입자크기에 가장 큰 영향을 미치는 인자는 캡슐화제로 작용하는 상기 쌍성이온 계면활성제의 함량이라 할 수 있는데, 기능성 활성성분을 더욱 포함하는 고분자 나노캡슐에 있어서는 쌍성이온 계면활성제의 함량이 너무 적으면 기능성 활성성분의 결정이 석출될 수 있고, 화장품 제형 시에는 활성성분이 캡슐화된 용액을 과량으로 사용하여야 하므로 제형의 불안정화는 물론 원하는 제형을 얻지 못하는 단점이 있다.

그러므로 본 발명에서는 상기 피부점착성 고분자 나노캡슐에 기능성 활성성분이 더욱 포함됨으로써 화장품 제형 등에 적용하더라도 쌍성이온 계면활성제의 함량을 제어함에 따라 나노입자 크기의 캡슐 구조를 안정적으로 유지하여 활성성분의 경피흡수율을 크게 향상시킨다.

이때, 상기 활성성분으로서는 고분자 나노캡슐에 포집되어 기능성을 발현하는 것이라면 특별한 제한은 없으나, 인체의 피부에 적용하는 것을 고려하면 피부의 주름개선, 미백, 노화방지, 항균성 또는 함염증성 등의 효능을 나타내는 레티놀, 레티닐팔미테이트, 아데노신, 폴리에톡실레이티드레틴아마이드, 알부틴, 에틸아스코빌에테르, 아스코빌글루코사이드, 마그네슘아스코빌포스페이트, 나이아신아마이드, 알파-비사보롤, 아스코빌팔미테이트, 아스코빌테트라이소팔미테이트, 토코페롤, 토코페릴아세테이트, 닥나무추출물, 감초추출물, 갈조추출물, 쌀추출물, 어성초추출물, 녹차추출물, 자몽추출물, 상엽추출물, 귤껍질추출물, 보리추출물, 별꽃이끼추출물, 코코넛오일, 올리브오일, 동백유, 캐놀라오일, 시어버터, 호호바오일, 아르간트리커넬오일 및 티트리잎오일로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 것일 수 있다.

또한, 본 발명은 I) 양친성 블록공중합체 및 쌍성이온 계면활성제를 유기용매에 용해시킨 혼합용액을 얻는 단계; II) 상기 혼합용액을 증류수에 적하 및 교반하여 나노캡슐을 형성하는 단계; 및 III) 상기 유기용매를 감압증류로 제거한 후 얻어진 나노캡슐을 고압유화기를 사용하여 평균직경 10 내지 100 nm의 크기로 제어하는 단계;를 포함하는 피부점착성 고분자 나노캡슐의 제조방법을 제공한다. 도 1에 본 발명에 따른 피부점착성 고분자 나노캡슐의 제조과정 및 제조된 피부점착성 고분자 나노캡슐의 구조에 관한 모식도를 간략하게 나타내었다.

상기 I) 단계의 양친성 블록공중합체 및 쌍성이온 계면활성제는 상술한 바와 같으며, 유기용매로서는 에탄올을 바람직하게 사용한다. 아울러 상기 I) 단계에서는 상술한 기능성 활성성분을 더욱 첨가하여 혼합용액을 얻을 수도 있고, 상기 II) 단계를 통하여 나노캡슐에 활성성분이 안정적으로 포집될 수 있다. 특히, III) 단계에서는 고압유화기를 사용하여 나노캡슐의 평균직경을 10 내지 100 nm의 크기로 제어함으로써 피부흡수와 제형의 안정성을 극대화 시킨다.

이하 구체적인 실시예 및 비교예를 서술한다.

(실시예) PEO-b-PCL/DPPC 나노캡슐의 제조

양친성 블록공중합체로서 PEG-b-PCL(=PEO-b-PCL) (PEG 블록의 Mn=5000, PCL 블록의 Mn=5000, Sigma-Aldrich) 및 쌍성이온 계면활성제로서 DPPC를 에탄올에 완전히 용해시켜 혼합용액을 얻었다 이때, DPPC의 농도는 전체 고분자 총량 대비 30%로 조절하였다. 이어서, 상기 혼합용액을 60℃에서 100 ㎕/min의 속도로 증류수에 서서히 적하 및 교반하여 수분산형 나노캡슐을 형성하였다. 다음으로, 상기 에탄올을 감압증류로 제거한 후 얻어지는 나노캡슐을 고압유화기를 사용하여 1000 bar로 1 pass 진행하여 나노캡슐의 크기를 평균직경 10 내지 100 nm로 제어하여 목적물인 피부점착성 고분자 나노캡슐을 제조하였다.

(비교예) PEO-b-PCL 나노캡슐의 제조

DPPC를 사용하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예와 동일한 방법으로 고분자 나노캡슐을 제조하였다.

도 2에는 본 발명의 실시예로부터 제조된 피부점착성 고분자 나노캡슐의 (A) 투과전자현미경(TEM) 이미지 및 (B) 입자크기 분포도를 나타내었다. 도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명의 실시예로부터 제조된 피부점착성 고분자 나노캡슐은 그 평균직경이 83.6 nm로 측정되어 인체의 피부에 적용 시 경피흡수율이 향상될 수 있음을 알 수 있다.

도 3에는 본 발명의 실시예에 따르되, DPPC의 함량을 달리하여 제조된 피부점착성 고분자 나노캡슐의 DPPC 함량에 따른 (A) ¹H 핵자기공명(NMR) 및 (B) 시차주사열량분석(DSC) 결과를 그래프로 나타내었는바, DPPC가 20 내지 30 중량%의 함량으로 첨가되는 범위에서 입자 내의 블록공중합체와 DPPC가 최적으로 패킹되어 안정성이 매우 높은 것을 확인할 수 있다.

또한, DPPC의 첨가로 인하여 입자 간 쌍극자-쌍극자 상호작용이 유도되는 것을 확인하고자 본 발명에 따라 제조된 피부점착성 고분자 나노캡슐[(A) 비교예, (B) 실시예]의 레올로지에 따른 점탄성 특성을 레오미터를 이용하여 측정하고 그 결과를 도 4에 나타내었다. 제조한 나노캡슐 용액을 점차 농축시켜가며 캡슐의 농도별로 레오로지를 분석하여 비교하였다. 본 발명의 실시예로부터 제조된 나노캡슐 시스템의 저장탄성률(G')이 비교예로부터 제조된 나노캡슐 시스템과는 달리 낮은 농도에서도 저장탄성률이 손실탄성률(G'')보다 높으므로 입자간의 상호작용이 존재함으로써 끌어당기는 효과가 발생한다는 것을 의미한다.

도 5에는 본 발명의 실시예 및 비교예로부터 제조된 고분자 나노캡슐에 활성성분으로서 레티놀이 포집된 샘플의 피부흡수 평가 결과를 그래프로 나타내었다[(A) 피부 깊이별 시간에 따른 고분자 나노캡슐 내 레티놀 흡수량, (B) 캡슐용액 도포 30분 후 각질층에서 레티놀 흡수량]. 라만분광피부측정기를 이용하여, 피부에 도포된 샘플이 흡수되는 양을 피부 깊이별, 도포한 후의 시간별로 측정한 결과, 도포 후 30분 동안 피부 깊이 12㎛ 이내에 흡수된 양으로 보아, 본 발명의 실시예에 따른 샘플의 흡수량이 비교예보다 약 250% 이상 증가한 것을 확인할 수 있다.

그러므로 본 발명에 따라 제조된 고분자 나노캡슐은 균일한 나노입자 크기를 가지고, 인체의 피부에 유용한 활성성분을 효과적으로 포집한 나노캡슐 표면과 피부지질층의 쌍극자-쌍극자 상호작용을 통해 피부점착성을 증대시켜 나노캡슐과 피부의 상호인력을 유도함으로써, 활성성분의 경피흡수율이 크게 향상되어 다양한 화장품, 의약의 제형 또는 식품에 응용될 수 있다.

Claims

a) 양친성 블록공중합체로서 폴리에틸렌글리콜-폴리카프로락톤 블록공중합체(PEG-b-PCL); 및
b) 쌍성이온 계면활성제로서 디팔미토일포스파티딜콜린(DPPC);을 포함하여, 상기 PCL 블록이 코어, 상기 PEG 블록이 쉘을 형성하는 코어-쉘 구조의 피부점착성 고분자 나노캡슐에 있어서,
상기 쌍성이온 계면활성제로서 디팔미토일포스파티딜콜린(DPPC)의 함량이 상기 고분자 나노캡슐 총량 대비 20 내지 30 중량%이고, 상기 고분자 나노캡슐의 평균직경이 83.6 nm이며, 기능성 활성성분인 레티놀이 포집된 것을 특징으로 하는 피부점착성 고분자 나노캡슐.
제1항에 있어서, 상기 PEG 블록은 수평균분자량이 1000 내지 5000인 것을 특징으로 하는 피부점착성 고분자 나노캡슐.
I) 양친성 블록공중합체로서 폴리에틸렌글리콜-폴리카프로락톤 블록공중합체(PEG-b-PCL), 쌍성이온 계면활성제로서 디팔미토일포스파티딜콜린(DPPC) 및 기능성 활성성분인 레티놀을 유기용매에 용해시킨 혼합용액을 얻는 단계;
II) 상기 혼합용액을 증류수에 적하 및 교반하여 코어-쉘 구조의 나노캡슐을 형성하는 단계; 및
III) 상기 유기용매를 감압증류로 제거한 후 얻어진 나노캡슐을 고압유화기를 사용하여 평균직경 83.6 nm의 크기로 제어하는 단계;를 포함하는 피부점착성 고분자 나노캡슐의 제조방법이며,
상기 쌍성이온 계면활성제로서 디팔미토일포스파티딜콜린(DPPC)의 함량이 상기 고분자 나노캡슐 총량 대비 20 내지 30 중량%인 것을 특징으로 하는 피부점착성 고분자 나노캡슐의 제조방법.