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목차
국문초록 11
ABSTRACT 13
제1장 서론 15
제2장 이론적 배경 20
2.1. 화장품 산업에서의 고분자 물질의 종류 20
2.2. Poly-γ-glutamate의 특징 21
2.2.1. 화장품 원료로서의 PGA 22
2.3. 안정화 기술동향 24
2.4. 캡슐기술의 종류 26
2.4.1. 나노좀 (Nanosome) 26
2.4.2. 니오좀 (Niosome) 27
2.4.3. 리포좀 (Liposome) 27
2.4.4. 에토좀 (Ethosome) 28
2.4.5. 고형 리피드 나노입자 (Solid lipid Nanoparticles; SLN) 28
2.5. 안정화 기술동향 29
2.6. 피부 보습제와 밀폐제 히아루론산 31
2.7. 피부장벽과 경표피수분손실량 32
2.8. 표피항상성 (Epidermal homeostasis) 34
제3장 실험재료 및 방법 36
3.1. 실험재료 36
3.2. 실험재료 37
3.2.1. 나노캡슐 제조장비 37
3.2.2. 입자사이즈 측정기 37
3.2.3. 안정성 측정기 37
3.3. 효능평가 장치 38
3.4. 나노캡슐 제조방법 38
3.4.1. PGA의 물성 및 나노화 38
3.4.2. PGA 및 HA의 수분보유능 측정 38
3.4.3. 나노캡슐제조를 위한 microfluidizer의 작동방법 39
3.4.4. 수소첨가 레시틴 선정 39
3.4.5. 막강화제 사용에 따른 캡슐 안정성 실험 42
3.4.6. pH 변화 42
3.4.7. 양이온 물질의 선정 42
3.4.8. 나노캡슐의 안정성 43
3.5. 효능평가 43
3.5.1. 나노캡슐의 수분보유능 43
3.5.2. 피부 보습효과(단기간 측정, in-vivo) 43
3.5.3. 피부 보습효과(장기간 측정, in-vivo) 44
3.5.4. 경표피수분손실량(TEWL) 측정 45
3.5.5. 피부각질 개선 평가 46
3.5.6. 관능평가 측정 46
제4장 결과 및 고찰 48
4.1. PGA의 물성도 48
4.2. PGA의 컷팅 48
4.2.1. 유화기 사용 48
4.2.2. Microfluidizer 사용 51
4.3. Microfluidizer 운전조건에 따른 나노캡슐의 영향 54
4.3.1. 온도의 영향 54
4.3.2. 압력의 영향 56
4.3.3. 통과횟수의 영향 58
4.4. 나노캡슐을 위한 수소첨가 레시틴의 선정 60
4.5. 나노캡슐의 막강화제에 따른 나노캡슐의 안정성 78
4.6. 이온성 물질에 따른 나노캡슐의 안정성 85
4.7. 나노캡슐의 장기보관에 따른 나노캡슐의 안정성 96
4.7.1. PH변화에 의한 나노캡슐의 안정성 96
4.7.2. 나노캡슐의 보관온도에 따른 안정성 99
4.8. 나노캡슐의 성능평가 및 효능효과 102
4.8.1. 나노캡슐의 수분보유능 평가 102
4.8.2. 피부보습효과(단기간, in-vivo) 105
4.8.3. 피부 보습효과 (장기간, in-vivo) 107
4.8.4. 경표피수분손실량(TEWL) 평가 109
4.8.5. 피부 개선효과와 관능평가 111
제5장 결론 117
참고문헌 119
[그림 1-1] Poly gamma glutamate 나노캡슐의 사용기전. 18
[그림 1-2] Poly gamma glutamate 나노캡슐 및 효과 분석 공정도. 19
[그림 2-1] PGA 적용 산업분야. 22
[그림 2-2] PGA의 가교화 방법 및 hydrogel의 제조방법. 23
[그림 2-3] 화장품에 적용되는 두가지 형태의 PGA. 25
[그림 3-1] Nano capsule의 제조방법 41
[그림 4-1] 일반 PGA와 가교결합된 PGA의 수분보유능. 49
[그림 4-2] 유화기 사용 시 PGA의 점도변화. 50
[그림 4-3] PGA와 가교결합된 PGA의 MF 처리 횟수에 따른 점도변화. 52
[그림 4-4] MF 처리 후 PGA와 가교결합된 PGA의 농도에 따른 점도 변화. 53
[그림 4-5] MF 처리 온도에 따른 PGA 나노캡슐의 입자사이즈와 제타전위(제조직후). 55
[그림 4-6] MF 통과 압력에 따른 입자사이즈와 제타전위. 57
[그림 4-7] MF 통과 횟수에 따른 입자사이즈와 제타전위. 59
[그림 4-8] PC함량 30% 수소첨가레시친의 나노캡슐의 입자사이즈. 64
[그림 4-9] PC함량 30% 수소첨가레시친의 나노캡슐의 제타전위. 65
[그림 4-10] PC함량 50% 수소첨가레시친의 나노캡슐의 입자사이즈. 66
[그림 4-11] PC함량 50% 수소첨가레시친의 나노캡슐의 제타전위. 67
[그림 4-12] PC함량 75% 수소첨가레시친의 나노캡슐의 입자사이즈. 68
[그림 4-13] PC함량 75% 수소첨가레시친의 나노캡슐의 제타전위. 69
[그림 4-14] PC함량 99% 수소첨가레시친의 나노캡슐의 입자사이즈. 70
[그림 4-15] PC함량 99% 수소첨가레시친의 나노캡슐의 제타전위. 71
[그림 4-16] 레시틴의 변화에 따른 나노캡슐의 입자사이즈와 제타전위. 72
[그림 4-17] 안정한 나노캡슐의 입자사이즈. 73
[그림 4-18] 안정한 나노캡슐의 제타전위. 74
[그림 4-19] Zone A 확대 그래프. 75
[그림 4-20] 나노캡슐의 PC농도에 따른 리포좀사이즈 및 안정도. 76
[그림 4-21] 막강화제 Chol.을 사용한 나노캡슐의 입자사이즈 변화. 79
[그림 4-22] 막강화제 Chol.을 사용한 나노캡슐의 제타전위 변화. 80
[그림 4-23] 막강화제 Phytosterol을 사용한 나노캡슐의 입자 사이즈 변화. 82
[그림 4-24] 막강화제 Phytosterol을 사용한 나노캡슐의 제타전위 변화. 83
[그림 4-25] 양이온 물질을 이용한 나노캡슐 제조 모식도. 86
[그림 4-26] 양이온 물질로 NaCl을 사용한 경우 입자사이즈 변화. 88
[그림 4-27] 양이온 물질로 NaCl을 사용한 경우 제타전위 변화. 89
[그림 4-28] 양이온 물질로 CaCl₂을 사용한 경우 입자사이즈 변화. 90
[그림 4-29] 양이온 물질로 CaCl₂을 사용한 경우 제타전위 변화. 91
[그림 4-30] 양이온 물질로 PQ11을 사용한 경우 입자사이즈 변화. 93
[그림 4-31] 양이온 물질로 PQ-11을 사용한 경우 제타전위 변화. 94
[그림 4-32] PH변화에 따른 나노캡슐의 입자사이즈 변화. 97
[그림 4-33] PH변화에 따른 나노캡슐의 제타전위 변화. 98
[그림 4-34] 온도에 따른 나노캡슐의 입자사이즈. 100
[그림 4-35] 온도에 따른 나노캡슐의 제타전위. 101
[그림 4-36] PGA와 MF처리 PGA의 수분보유능. 103
[그림 4-37] 나노캡슐의 수분보유능. 104
[그림 4-38] 피부보습효과 (단기간, in vivo). 106
[그림 4-39] 피부보습효과 (장기간, in vivo). 108
[그림 4-40] 경표피수분손실량. 110
[그림 4-41] PGA 나노캡슐 도포 전 각질세포. 112
[그림 4-42] PGA 나노캡슐의 도포 4주 후 피부 각질세포. 113
[그림 4-43] 관능평가용 설문지. 114
[그림 4-44] 관능평가에 의한 PGA 나노캡슐의 사용감 조사. 116
초록보기
본 연구는 피부 수분량을 높이고, 각질층의 흡수를 빠르게 하기 위하여 콩에서 추출한 고분자 물질인 poly-γ-glutamate를 나노 캡슐화하기 위한 연구이다. 이를 위하여, 고압호모믹서인 microfluidizer를 이용 고분자 물질인 poly-γ-glutamate를 저분자 물질로 변화시키고 이를 여러 레시친을 이용 나노캡슐(혹은 liposome)에 캡슐화하여 안정성 및 피부에 미치는 영향을 평가하였다. 그 결과 나노 캡슐화를 위한 수소 첨가 레시친은 phosphatidyl choline(PC)함량이 75%이상 혹은 95%이상의 등급에서 가장 좋은 캡슐이 만들어졌다. 박막 강화제로는 콩에서 추출한 soysterol이 수소 첨가 레시친과의 비율 1:1에서 안정성이 증가됨을 알 수 있었다. 봉입하고자 하는 물질과 레시틴의 반발력을 완화시키기 위해 사용된 양이온성 물질인 polyquaternium-11을 0.1% 사용한 경우 나노캡슐의 particle size 및 zeta potential을 안정하게 유지되었다. 이 나노캡슐을 피부에 적용한 결과 단기 및 장기 적용 시 모두 피부 내 수분을 보유를 늘려 주는 능력이 기존의 히아루론산과 poly-γ-glutamate에 비해 우수하였으며, 경시변화에 따라 경표피수분손실량(trans epidermal water loss; TEWL) 또한 현격히 감소시킴을 알 수 있었다. 사용감 평가는 home use test결과, 나노 캡슐화된 PGA가 기존 고분자 물질에서 나타난 absorption과 stickness를 크게 개선할 수 있었다. 이 연구를 통하여 고분자 물질이라도 나노 캡슐화가 가능하였으며, 이를 응용하여 다양한 고분자 물질을 나노캡슐화 응용에 크게 기여할 것으로 기대한다.
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