캡슐화를 이용한 NMN의 안정화와 경피전달에 대한 연구

Abstract

화장품 산업은 과학기술이 발달함에 따라 화장품의 제형, 피부침투 등 다양한 방향으로 발전을 거듭하고 있으며, 이를 토대로 다양한 기능과 효능, 효과를 포함한 제품들이 다양하게 출시되고 있다. 이 중 기능성화장품은 안전성에 초점을 맞춘 일반화장품과는 다르게 미백, 주름 개선 등을 강조한 제품으로 효능·효과 뛰어난 원료가 매우 중요하다. 니코틴아마이드모노뉴클레오타이드(Nicotinamide MonoNucleotide, NMN)는 기능과 효능을 대표하는 원료 중 하나로 알려져 있으며 NAD+(Nicotinamide Adenine Dinucleotide, NAD) 의 합성의 중간체 (NR-NMN-NAD+)로 인간의 노화와 건강분야에 중요한 요소 중 하나이다. 이와 같은 NMN은 주로 음식 등에서 발견되는 천연 화합물이며 세포의 에너지 생산과 다양한 효소 반응에 관여하는 NAD+ 전구체로서 역할을 수행한다. NMN은 주로 영양제, 식품첨가물로 많이 쓰이며, 기능성 화장품 원료로도 주목받고 있지만 빛, 온도, 물 등 다양한 조건에서의 NMN의 활성과 피부침투에 문제가 있다. 이는 빛과 열에 노출 시 분해되는 경향이 있으며, 시간이 지남에 따라 역가유지의 문제를 가져오기에 제형화의 어려움을 가지고 있다. 뿐만 아니라 현재 NMN 성분이 함유된 시판 화장품 또한 피부 흡수와 관련한 연구가 미비한 실정이다. 원료만큼이나 유효성분을 피부에 전달하는 과정은 매우 중요하다. 이에 본 연구에서는 NMN 성분을 여러 가지 캡슐화를 통해 안정도를 확인하고, 안정도가 좋은 캡슐화 제형을 액정에멀젼화 하여 피부에 적용 시 경피흡수와 피부 흡수를 알아보고자 하였다. 첫째, NMN을 담지 한 5종의 캡슐(리포좀, 트랜스퍼좀, 니오좀, NLC(Nanostructure Lipid Carrier), 큐보좀)을 제조하고 이 캡슐들의 안정성을 분석하였다. 그 결과 입도분석의 경우 트랜스퍼좀, 니오좀, NLC가 0.1 대의 PI 값을 가지며 단분산성으로 안정적임을 보였으며 제타전위 측정 결과도 트랜스퍼좀, 니오좀, NLC가 ±30mV 이상으로 안정하였다. 점탄성을 분석하기 위한 레올로지 측정결과는 E.I(Elastic Index)와 M.V.I(Macriscopic Viscosity Index)는 큐보좀 > 리포좀 > 니오좀 > 트랜스퍼좀 > NLC 순으로 나타났으며 SLB(Solid Liquid Balance)는 5가지 NMN 캡슐 모두 값이 0.5 이하로 나타나 Solid-like system으로 나타났다. 터비스캔을 통해 가혹조건에서의 5종의 NMN 캡슐의 안정도를 측정한 결과 트랜스퍼좀과 NLC가 TSI(Turbiscan Stability Index) 0.5 이하로 안정하였다. 둘째, NMN을 담지 한 5종의 캡슐의 경피흡수를 비교한 결과 경피흡수도는 트랜스퍼좀 > NLC > 리포좀 > 니오좀 > 큐보좀순으로 측정되었다. 경피흡수 측면에서는 트랜스퍼좀과 NLC가 우수한 것으로 나타났다. 셋째, 5종의 NMN 캡슐의 캡슐형성을 알아보기 위해 TEM(Transmission Electron Microscopy)이미지와 CLSM(Confocal Laser Scanning Microscopy)이미지를 측정하였으며, 그 결과 5종의 NMN 캡슐이 모두 캡슐화 잘 된 것으로 측정되었으며, CLSM 이미지 측정 결과 NLC에서 NMN을 담지한 모습이 확인되었다. 넷째, 일반 NMN 액정에멀젼과 NLC NMN 액정에멀젼의 일반적인 물리적 특성을 비교한 결과 pH는 7.1, 7.2로 두 액정에멀젼이 비슷한 pH를 갖는 것으로 나타났으며, 광학현미경을 통해 육안으로 확인한 입자의 크기는 두 액정에멀젼 모두 균일한 크기를 갖는 것으로 나타났다. 또한 편광현미경을 통해 분석한 결과 두 액정에멀젼 모두 몰타크로스(Maltese Cross)를 확인할 수 있었다. 다섯째, 일반 NMN 액정에멀젼과 NLC 액정에멀젼의 안정성을 비교한 결과 입도크기는 일반 NMN 액정에멀젼의 경우 PI 값이 0.3∼0.4로 다분산성을 보였으며, NLC NMN 액정에멀젼의 경우 PI 값이 0.1 후반 대로 단분산성에 가까운 것으로 나타났으며 제타전위의를 측정한 결과는 두 액정에멀젼 모두 ±30mV 이상으로 높은 안정성을 갖는 것으로 나타났다. 레올로지는 분석결과는 E.I와 M.V.I는 일반 NMN 액정에멀젼 > NLC NMN 액정에멀젼 순으로 나타났으며 일반 NMN 액정에멀젼이 높은 것을 확인할 수 있었다. 또한 SLB는 2가지 모두 값이 0.5 이하로 나타나 Solid-like system으로 나타났다. 두 액정에멀젼의 안정도 비교결과 TSI 값이 일반 NMN 액정에멀젼이 0.8, NLC NMN 액정에멀젼이 0.5로 NLC NMN 액정에멀젼이 더 안정한 상태를 유지하는 것으로 나타났다. 여섯째, 두 액정에멀젼의 경피흡수와 관련한 결과에서도 일반 NMN 액정에멀젼보다 NLC NMN 액정에멀젼이 더 많은 유효성분을 경피로 안정하게 전달함을 알 수 있었다. 일곱째, 두 액정에멀젼의 인체 적용시험 결과 피부 수분 함량과 눈가 주름 지수에 대한 개선율은 피부 수분 함량의 경우 사용 전과 비교하여 NLC NMN 액정에멀젼은 2주 후는 32.70%, 4주 후는 49.17%, 일반 NMN 액정에멀젼은 25.12%, 37.66%의 개선 효과를 보였으며 눈가 주름 지수는 시험 전과 비교하여 NLC NMN 액정에멀젼은 2주 후는 5.78%, 4주 후는 9.12%, 일반 NMN 액정에멀젼은 2.62%, 4.70%의 개선 효과를 보여 일반 NMN 액정에멀젼보다 NLC NMN 액정에멀젼이 더 우수한 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 단일 상태의 NMN의 경우, 외부의 물리적 화학적 영향으로 인하여 변화되고 경피흡수 시 유효성분을 제대로 전달할 수 없다는 단점을 안정적인 캡슐화를 통해 유효성분인 NMN의 지속적이고 안정적인 경피흡수를 도울 수 있고 나아가 화장품 산업에서도 활용될 것으로 기대된다.