극성·비극성 오일을 이용한 하이드록시피나콜론 레티노에이트의 경피 전달을 위한 액정에멀젼 연구

Abstract

소비자들이 화장품에 기대하는 것은 효과적이고 빠른 피부 흡수지만, 피부는 피부건강을 위협하는 환경조건에 대하여 보호막 역할을 하는 장벽 기능을 가지고 있어 사실상 흡수가 어렵다. 화장품 연구자들은 효과적인 유효 성분을 개발하고 안정화를 시키는데 많은 발전을 이루어내고 있지만, 피부의 장벽 기능은 화장품의 유효 성분을 흡수하는 데에 있어 방해가 되는 요소 중 하나이다. 경피전달(Trans Dermal Delivery)의 효율적인 메커니즘 및 전달 과정 중 유효 물질의 안정성(Stability)은 매우 중요하다. 에멀젼 제형의 액정(Liquid Crystal)은 일반적인 유화 시스템보다 우수한 경피 전달 시스템(Trans Dermal Delivery System)의 구조를 지닌다. 액정 유화는 피부 친화적이면서도 특정 유효성분을 안정하게 전달하는 우수한 장점을 갖고 있다. 그 중 자극이 유발되는 레티놀을 대체할 수 있는 안전하고 효과적인 성분인 4세대 레티놀 하이드록시피나콜론 레티노에이트(Hydroxypinacolone Retinoate, HPR)를 이용하여 액정에멀젼의 화장품 제형으로서의 안정성과 경피흡수에 관련한 연구를 진행하였다.본 연구는 화장품용 오일 20가지를 극성·비극성에 따라 선택하여 접촉각과 표면장력을 측정하여 피부 친화도가 높은 화장품용 오일을 구분하였고, 피부와의 친화력 및 물리적 안정성이 비교적 높은 오일을 도출하여 유효 성분인 HPR을 함유한 액정에멀젼을 제조하여 기기분석을 통해 에멀젼 안정화와 효과적이고 빠른 피부 흡수 능력을 평가하였다. 이를 통하여 앞으로 HPR을 함유한 고기능성 화장품에서 안정적인 액정 형성 크림을 개발하여 새로운 제형의 가능성과 응용 가치를 제시하는데 그 목적이 있다. 연구의 내용은 다음과 같다. 첫째, 화장품에서 사용하는 극성·비극성의 성질을 가진 오일 중 20가지의 표면장력과 접촉각을 측정하였다. 상대적으로 작은 값을 가진 오일은 비극성 오일인 탄화수소 오일(Hydrogenated Polydecene, Squalane, C15-19 Alkane)과 극성 오일인 실리콘 오일(Dimethicone, Cyclopentasiloxane, Phenyl Trimethicone)로 나타났다. 둘째, 20가지 오일을 이용하여 액정 구조를 가진 에멀젼을 제조하여 pH, 점도, 경도 그리고 광학현미경으로 입자를 확인한 결과 가장 안정한 에멀젼을 형성한 오일들은 Cethyl Ethylhexoanoate, Prunus Amygdalus Dulcis(Sweet Almond) Oil, Squalane, C15-19 Alkane였다. 이 4종의 오일을 선택하여 유효 성분인 하이드록시피나콜론 레티노에이트(Hydroxypinacolone Retinoate, HPR) 를 함유하여 일반에멀젼과 액정에멀젼을 실험하여 비교하였다. 셋째, HPR을 함유한 일반에멀젼과 액정에멀젼을 광학적 이방성 특징을 확인하기 위해 편광현미경으로 액정의 형성이 되어있는지 Maltese cross 무늬를 관찰하였다. 오일의 종류에 따라 선명함과 수량, 분포에는 차이가 있었지만 LCE-1, LCE-2, LCE-3, LCE-4 모든 액정에멀젼에서 Maltese Cross 무늬가 관찰되었고, 가장 무늬가 두드러진 액정에멀젼은 LCE-3임을 확인하였다. 넷째, 일반에멀젼과 액정에멀젼의 시간에 따른 레올로지 특성을 분석하기 위해 E.I(Elastic Index), M.V.I(Microscopic Viscosity Index), SLB(Solid Liquid Balance)값을 측정하여 점탄성을 측정한 결과 모든 시료가 대체적으로 점탄성이 높은 Solid-like System임을 확인하였다. 시간 변화에 따른 에멀젼의 안정도를 터비스캔으로 확인한 결과 안정화 지수를 나타내는 T.S.I(Turbiscan Stab ility Index) 값이 비교적 가장 낮은 에멀젼은 LCE-3으로 나타났다. 공초점 레이저 주사 현미경(Confocal Laser Scanning Microscope, CLSM)을 통해 Nile Red 염색을 이용하여 액정 입자의 형성을 확인한 결과 LCE-3이 가장 조밀하고 비교적 일관된 크기로 관찰이 되어 안정성 있는 액정에멀젼의 가치를 검증하였다. 다섯째, 편광현미경, 레올로지, 터비스캔, 공초점 레이저 주사 현미경, HPLC를 이용한 기기분석을 통해 측정한 결과를 바탕으로 액정의 형성과 제형 안정성이 좋은 LCE-3 에멀젼의 Squalane을 이용하여 HPR 일반에멀젼 GE-2를 제조하여 인체 적용 피부 수분 보유량 및 주름 개선 효과를 측정 하였다. 피부 보습효과를 측정한 결과 LCE-3은 시험 2주 후 개선율이 50.62%, 4주 후 82.29%의 피부의 수분 함량 개선 효과를 나타냈다. GE-2는 시험 2주 후 37.95%, 4주 후 67.01%로 HPR 성분이 피부 수분함량 개선에 있어서 효과가 뛰어나다는 판단을 할 수 있었다. 눈가의 주름 개선을 측정한 결과 LCE-3 은 시험 2주 후 눈가 주름 개선율이 4.93%, 4주 후 15.30%의 주름 개선 효과를 나타냈다. GE-2의 경우 시험 2주 후 2.77%, 4주 후 5.79%로 눈가 주름 개선에 있어서 액정에멀젼이 일반에멀젼보다 우수한 것을 확인하였다. 이 연구를 통해 HPR을 이용한 에멀젼이 항노화 소재로서 가능성이 있음을 확인할 수 있었으며, 차후 상기 언급된 효능 이외에도 피부 노화와 관련된 다양한 실험을 수행하여 효과를 입증하고, 화장품 산업에 적용을 위한 추가적인 안전성과 안정성 연구가 필요하다고 판단된다.