이데베논을 함유한 비수계 피부유사 액정의 제조와 분석 및 항노화 화장품으로서의 응용 Preparation and characterization of a non-hydrous skin analogue liquid crystal loading Idebenone and its application as an anti-aging cosmetics원문보기
최근들어 활성성분의 적용에 대해 널리 연구되어지고 있으나, 대분분의 활성성분들이 피부를 통한 낮은 흡수성뿐만아니라 물속에서의 불안정성들로 인해 약물전달의 응용이 제한되고 있다. 이 이유는 경피흡수 조절이 약물의 경피흡수에 주요 장벽이라고 생각되는 피부 외층인 각질층(Stratum corneum , SC)에의해 제약받기 때문이다. 각질층의 세포간영역내 결정성 라멜라 지질층이 활성성분의 확산을 방해하고, 피부로의 약물전달효율을 저하시켜서 미백, 주름개선 또는 보습등과 같은 바람직한 효과를 감소시킨다. 또한 ...
최근들어 활성성분의 적용에 대해 널리 연구되어지고 있으나, 대분분의 활성성분들이 피부를 통한 낮은 흡수성뿐만아니라 물속에서의 불안정성들로 인해 약물전달의 응용이 제한되고 있다. 이 이유는 경피흡수 조절이 약물의 경피흡수에 주요 장벽이라고 생각되는 피부 외층인 각질층(Stratum corneum , SC)에의해 제약받기 때문이다. 각질층의 세포간영역내 결정성 라멜라 지질층이 활성성분의 확산을 방해하고, 피부로의 약물전달효율을 저하시켜서 미백, 주름개선 또는 보습등과 같은 바람직한 효과를 감소시킨다. 또한 레티노이드(Retinoid), 유비퀴논(Ubiquinone), 비타민 C 유도체등들과 같은 항노화 효과를 갖는 대부분의 물질들은 화장품 처방에서 가장 많은 비중을 차지하는 물질인 물분자와 접촉시 매우 불안정해진다. 따라서, 이 물질들을 안정하게 캡슐화하고 경피전달 효율을 향상시키기 위해서 이들 활성성분의 산화방지뿐만아니라 각질층과 유사한 구조를 갖는 새로운 캡슐화 방법을 개발하는 것이 필수적이다. 본 연구에서, 우리는 각질층의 구조와 조성에 유사한 밀집된 라멜라구조를 갖는 새로운 모델 기질(Model matrix)을 고안함과 동시에 비수계 조건에서 이들 모델 기질의 제조법을 개발하였다. 또한, 우리는 XRDs, DSC와 현미경들을 이용하여 그 구조적 및 열적 전이특성을 조사하였다. 우리는 화장품에 적용시에 이데베논(Idebenone)을 함유한 모델기질의 안정성, 이데베논의 역가보전성 및 이데베논의 경피흡수를 연구하였다. 항노화제로서 이데베논의 효능에 대해서는 콜라겐 생합성, 콜라게네이즈 저해 및 엘라스타아제 저해성을 in-vitro상으로 평가하였다. 마지막으로, 이 모델기질에 캡슐화된 이데베논을 함유한 젤크림(Gel cream)의 실제 주름개선 효능을 연구하였다. PG는 짧은 탄화수소 사슬을 가지고 있기 때문에 물분자들과는 다르게 DSPC의 친수성 부분뿐만아니라 친유성부분을 조정할 수 있는 용매로서 작용한다. 따라서 DSPC와 PG의 혼합물에서 PG양이 증가하면, 상전이는 점차적으로 이방성(Anisotropic)에서 등방성(Isotropic)에 가까운 다른 구조를 변하고, 그 성상들은 고체상에서 더 유동성을 갖는 액체상으로 변한다. PG를 증가시키면 DSPC의 라멜라 반복거리가 순수 DSPC보다 더 확장되고 엔탈피변화(ΔH))와 전이온도는 순수 DSPC보다 더 낮아진다. 이 결과들은 모든 PG 분자들이 DSPC 라멜라상을 팽윤(Swelling)하는데 작용하였고 또한 이는 PM 결과와도 일치하였다. CER3를 라멜라상에 도입하면, 특성 SPP뿐만아니라 특성 LPP가 나타내고, CER3함량을 더 증가시키면 분리된 CER3 결정상 형성이 관찰되었다. 또한, DSC측정결과에서 CER3를 증가시키면 monotectic한 열전이에서 eutectic한 열전이로 변하게 되고, 이는 분리된 CER3 결정상의 형성을 나타내며, 주 전이온도(TC1)은 점차 감소하고 ΔH는 증가되었다. CHOL을 도입하면, LPP와 SPP를 형성하여 CER3와 유사한 거동을 보였지만, 적은 양의 CHOL을 도입하더라도 CER3와는 다르게 CHOL의 특성 피크를 보였고, 이는CHOL과 PG에의해 팽윤된 DSPC와의 비혼화성으로 인한 CHOL 결정상의 존재를 의미하였다. 그리고, CHOL을 증가시키면 DSPC에대한 특성회절 강도뿐만아니라, LPP에대한 1차 회절강도도 약해졌다. 또한, DSC결과에서도, CHOL의 벌키한 화학구조로 인해 몇 개의 Tc를 갖는 CER3보다 더 복잡한 거동을 보였다. CER3와 CHOL을 함께 도입했을 때, 균일한 라멜라상을 형성하기위해서는 CER3와 CHOL의 특정 비율이 존재하였고, 그 비율은 CER3 : CHOL이 1.5 : 1.5일 때로 확인되었다. In-vitro시험에서, 콜라겐 합성, 콜라게네이즈 저해 및 엘라스타아제 저해에대한 이데베논의 효능을 연구하였다. 이데베논은 농도의존적으로 유의성있게 콜라겐 합성을 증가시켰다. 이데베논은 콜라게네이즈와 엘라스케이즈의 저해에는 유의적인 효과를 보이지 않았다. 따라서 이데베논은 콜라겐 생합성을 증가시키는 능력을 갖으므로 항노화 화장품에 적용시 높은 효과를 갖을 것으로 판단되었다. In-vivo 시험에서, 눈가에 주름이 있는 24명을 대상으로 Ellead 피부과학센터와 공동으로 인체적용실험을 진행하였다. 12주동안 test cream과 placebo를 비교하여 피부과전문의의 육안판정, skin visiometer를 이용한 replica영상분석, 그리고 고해상도 디지털 카메라를 이용하여 주름개선효능을 시험하였다. 피부유사 모델기질에 캡슐화된 이데베논을 함유한 Test cream은 피부과전문의 육안판정과 replica 영상분석에의해 주름개선효과를 나타냈고, 그 효과는 또한 통계적으로도 유의한 것으로 확인되었다. 따라서 이 모델기질에 캡슐화된 이데베논을 함유한 화장품은 주름개선 화장품에 적용될 경우 매우 가능성이 높을 것이다.
최근들어 활성성분의 적용에 대해 널리 연구되어지고 있으나, 대분분의 활성성분들이 피부를 통한 낮은 흡수성뿐만아니라 물속에서의 불안정성들로 인해 약물전달의 응용이 제한되고 있다. 이 이유는 경피흡수 조절이 약물의 경피흡수에 주요 장벽이라고 생각되는 피부 외층인 각질층(Stratum corneum , SC)에의해 제약받기 때문이다. 각질층의 세포간영역내 결정성 라멜라 지질층이 활성성분의 확산을 방해하고, 피부로의 약물전달효율을 저하시켜서 미백, 주름개선 또는 보습등과 같은 바람직한 효과를 감소시킨다. 또한 레티노이드(Retinoid), 유비퀴논(Ubiquinone), 비타민 C 유도체등들과 같은 항노화 효과를 갖는 대부분의 물질들은 화장품 처방에서 가장 많은 비중을 차지하는 물질인 물분자와 접촉시 매우 불안정해진다. 따라서, 이 물질들을 안정하게 캡슐화하고 경피전달 효율을 향상시키기 위해서 이들 활성성분의 산화방지뿐만아니라 각질층과 유사한 구조를 갖는 새로운 캡슐화 방법을 개발하는 것이 필수적이다. 본 연구에서, 우리는 각질층의 구조와 조성에 유사한 밀집된 라멜라구조를 갖는 새로운 모델 기질(Model matrix)을 고안함과 동시에 비수계 조건에서 이들 모델 기질의 제조법을 개발하였다. 또한, 우리는 XRDs, DSC와 현미경들을 이용하여 그 구조적 및 열적 전이특성을 조사하였다. 우리는 화장품에 적용시에 이데베논(Idebenone)을 함유한 모델기질의 안정성, 이데베논의 역가보전성 및 이데베논의 경피흡수를 연구하였다. 항노화제로서 이데베논의 효능에 대해서는 콜라겐 생합성, 콜라게네이즈 저해 및 엘라스타아제 저해성을 in-vitro상으로 평가하였다. 마지막으로, 이 모델기질에 캡슐화된 이데베논을 함유한 젤크림(Gel cream)의 실제 주름개선 효능을 연구하였다. PG는 짧은 탄화수소 사슬을 가지고 있기 때문에 물분자들과는 다르게 DSPC의 친수성 부분뿐만아니라 친유성부분을 조정할 수 있는 용매로서 작용한다. 따라서 DSPC와 PG의 혼합물에서 PG양이 증가하면, 상전이는 점차적으로 이방성(Anisotropic)에서 등방성(Isotropic)에 가까운 다른 구조를 변하고, 그 성상들은 고체상에서 더 유동성을 갖는 액체상으로 변한다. PG를 증가시키면 DSPC의 라멜라 반복거리가 순수 DSPC보다 더 확장되고 엔탈피변화(ΔH))와 전이온도는 순수 DSPC보다 더 낮아진다. 이 결과들은 모든 PG 분자들이 DSPC 라멜라상을 팽윤(Swelling)하는데 작용하였고 또한 이는 PM 결과와도 일치하였다. CER3를 라멜라상에 도입하면, 특성 SPP뿐만아니라 특성 LPP가 나타내고, CER3함량을 더 증가시키면 분리된 CER3 결정상 형성이 관찰되었다. 또한, DSC측정결과에서 CER3를 증가시키면 monotectic한 열전이에서 eutectic한 열전이로 변하게 되고, 이는 분리된 CER3 결정상의 형성을 나타내며, 주 전이온도(TC1)은 점차 감소하고 ΔH는 증가되었다. CHOL을 도입하면, LPP와 SPP를 형성하여 CER3와 유사한 거동을 보였지만, 적은 양의 CHOL을 도입하더라도 CER3와는 다르게 CHOL의 특성 피크를 보였고, 이는CHOL과 PG에의해 팽윤된 DSPC와의 비혼화성으로 인한 CHOL 결정상의 존재를 의미하였다. 그리고, CHOL을 증가시키면 DSPC에대한 특성회절 강도뿐만아니라, LPP에대한 1차 회절강도도 약해졌다. 또한, DSC결과에서도, CHOL의 벌키한 화학구조로 인해 몇 개의 Tc를 갖는 CER3보다 더 복잡한 거동을 보였다. CER3와 CHOL을 함께 도입했을 때, 균일한 라멜라상을 형성하기위해서는 CER3와 CHOL의 특정 비율이 존재하였고, 그 비율은 CER3 : CHOL이 1.5 : 1.5일 때로 확인되었다. In-vitro시험에서, 콜라겐 합성, 콜라게네이즈 저해 및 엘라스타아제 저해에대한 이데베논의 효능을 연구하였다. 이데베논은 농도의존적으로 유의성있게 콜라겐 합성을 증가시켰다. 이데베논은 콜라게네이즈와 엘라스케이즈의 저해에는 유의적인 효과를 보이지 않았다. 따라서 이데베논은 콜라겐 생합성을 증가시키는 능력을 갖으므로 항노화 화장품에 적용시 높은 효과를 갖을 것으로 판단되었다. In-vivo 시험에서, 눈가에 주름이 있는 24명을 대상으로 Ellead 피부과학센터와 공동으로 인체적용실험을 진행하였다. 12주동안 test cream과 placebo를 비교하여 피부과전문의의 육안판정, skin visiometer를 이용한 replica영상분석, 그리고 고해상도 디지털 카메라를 이용하여 주름개선효능을 시험하였다. 피부유사 모델기질에 캡슐화된 이데베논을 함유한 Test cream은 피부과전문의 육안판정과 replica 영상분석에의해 주름개선효과를 나타냈고, 그 효과는 또한 통계적으로도 유의한 것으로 확인되었다. 따라서 이 모델기질에 캡슐화된 이데베논을 함유한 화장품은 주름개선 화장품에 적용될 경우 매우 가능성이 높을 것이다.
Topical application of active substances has been widely investigated in recent years but their instability in water as well as the poor permeability of most active substances through the skin limits the use of topical drug delivery. This is the reason why transdermal administration is limited by th...
Topical application of active substances has been widely investigated in recent years but their instability in water as well as the poor permeability of most active substances through the skin limits the use of topical drug delivery. This is the reason why transdermal administration is limited by the stratum corneum (SC), the outer layer of skin, considered as the main barrier to percutaneous absorption of drugs. The crystalline lamellar lipid layer in the intercellular region of SC obstructs the diffusion of active substances, reduces the efficiency of drug delivery into skin, and decreases the desirable effects such as whitening, anti-wrinkle, or moisturizing etc. Also, most of substances having anti-aging effects such retinoids, ubiquinones, and vitamin C derivatives become very unstable when they contact to water molecules which is the dominant ingredient of cosmetic formulations. Therefore, in order to encapsulate these substances stably and improve their transdermal delivery efficacy, it is necessary to develop the new encapsulation method having a similar structure to the SC, as well as protecting from the oxidation of these active substances. In this study, we designed the new model matrices having a densed lamellar structure similar to the structure and composition of SC, while we developed the preparation method of these model matices in non-hydrous condition. Also, we characterized the structural and thermal transitional behaviors with XRDs, DSC, and microscopes. In the application of cosmetic formulation, we studied the stabilities of idebenone-loaded model matrices, the recovery rate(%) of idebenone and the transdermal penetration of idebenone. For the efficacies of idebenone as an anti-aging challenger, we evaluated the collagen biosynthesis, collagenase inhibition, and elastase inhibition at in-vitro. Finally, we studied the practical anti-wrinkle efficacy of the gel cream containing idebenone encapsulated in the model matrix at in-vivo. PG molecules work as a solvent which can modulate the lipophilic portion of DSPC as well as the hydrophilic portion, differently from water molecules because it has a short hydrocarbon chain. Therefore, increasing the amount of PG in the mixture of DSPC and PG, it showed the phase transition to be gradually changed from anisotropic structures to other structures more close to isotropic ones and their appearances to be changed from solid-like states to liquid-like ones with more fluidity. Increasing PG made the lamellar repeat distance of DSPC more expanded than pure DSPC and the enthalpy change and the transition temperature more lowered than pure DSPC. These results explained that all of PG molecules contributed to swelling the DSPC-based lamellar phase and were also in good agreement with PM study. As soon as CER3 was incorporated into the lamellar phase, the characteristic LPP was appeared as well as the characteristic SPP, and the formation of separated CER3 crystalline phase was observed depending upon the increase of CER3 content with XRDs. Also, with DSC, it was shown that the increase of CER3 made the monotectic thermal transition be changed to the eutectic thermal transition which indicates the formation of separated CER3 crystalline phases and the main transition temperatures (Tc1) to be gradually decreased and the enthalpy change (△H) to be increased. Incorporating CHOL, the formation of LPP and SPP showed almost similar behaviors to CER3, but even incorporating small amounts of CHOL showed the characteristic peaks of CHOL which meant the existence of crystalline CHOL phase due to the immiscibility of CHOL with DSPC swollen by PG differently from CER3, and increasing CHOL made the intensity of the 1st order diffraction for LPP weakened as well as the intensities of the characteristic diffractions for DSPC. Also, in the results of DSC, it showed more complex thermal behaviors having several Tc than CER3 due to its bulky chemical structure. Incorporating both of CER3 and CHOL, it was founded that there was a specific ratio between CER3 and CHOL to form a homogeneous lamellar phase and the ratio appeared 1.5 : 1.5 for CER3 : CHOL. At in-vitro test, we studied the efficacy of idebenone about collagen synthesis, collagenese inhibition, and elastase inhibition. Idebenone significantly increased the collagen synthesis dependently upon idebenone concentration. And idebenone showed not to be significantly effective in the inhibition of collagenase and elastase activities. Therefore, idebenone was judged to be potent in the application of anti-aging cosmetics because of its ability to increase the collagen biosynthesis. At in-vivo, we proceeded human-applying experimentations for 24 women having skin wrinkles around their eye zone, cooperating with Ellead skin research center. For 12 weeks, we have tested anti-wrinkle efficacies comparing test cream to placebo cream by means of dermatologists… naked eye evaluation, replica-image analysis with skin visometer, and photographic monitoring with a high resolution digital camera. Test cream containing idebenone encapsulated into the skin analogue model matrix was confirmed to show the anti-wrinkle effect by dermatologists… naked eye evaluation and replica-image analysis, and the anti-wrinkle effect was also confirmed to be significant in statistics. Therefore, cosmetics containing idebenone encapsulated into this model matrix will be very potential in the application of anti-wrinkle cosmetics.
Topical application of active substances has been widely investigated in recent years but their instability in water as well as the poor permeability of most active substances through the skin limits the use of topical drug delivery. This is the reason why transdermal administration is limited by the stratum corneum (SC), the outer layer of skin, considered as the main barrier to percutaneous absorption of drugs. The crystalline lamellar lipid layer in the intercellular region of SC obstructs the diffusion of active substances, reduces the efficiency of drug delivery into skin, and decreases the desirable effects such as whitening, anti-wrinkle, or moisturizing etc. Also, most of substances having anti-aging effects such retinoids, ubiquinones, and vitamin C derivatives become very unstable when they contact to water molecules which is the dominant ingredient of cosmetic formulations. Therefore, in order to encapsulate these substances stably and improve their transdermal delivery efficacy, it is necessary to develop the new encapsulation method having a similar structure to the SC, as well as protecting from the oxidation of these active substances. In this study, we designed the new model matrices having a densed lamellar structure similar to the structure and composition of SC, while we developed the preparation method of these model matices in non-hydrous condition. Also, we characterized the structural and thermal transitional behaviors with XRDs, DSC, and microscopes. In the application of cosmetic formulation, we studied the stabilities of idebenone-loaded model matrices, the recovery rate(%) of idebenone and the transdermal penetration of idebenone. For the efficacies of idebenone as an anti-aging challenger, we evaluated the collagen biosynthesis, collagenase inhibition, and elastase inhibition at in-vitro. Finally, we studied the practical anti-wrinkle efficacy of the gel cream containing idebenone encapsulated in the model matrix at in-vivo. PG molecules work as a solvent which can modulate the lipophilic portion of DSPC as well as the hydrophilic portion, differently from water molecules because it has a short hydrocarbon chain. Therefore, increasing the amount of PG in the mixture of DSPC and PG, it showed the phase transition to be gradually changed from anisotropic structures to other structures more close to isotropic ones and their appearances to be changed from solid-like states to liquid-like ones with more fluidity. Increasing PG made the lamellar repeat distance of DSPC more expanded than pure DSPC and the enthalpy change and the transition temperature more lowered than pure DSPC. These results explained that all of PG molecules contributed to swelling the DSPC-based lamellar phase and were also in good agreement with PM study. As soon as CER3 was incorporated into the lamellar phase, the characteristic LPP was appeared as well as the characteristic SPP, and the formation of separated CER3 crystalline phase was observed depending upon the increase of CER3 content with XRDs. Also, with DSC, it was shown that the increase of CER3 made the monotectic thermal transition be changed to the eutectic thermal transition which indicates the formation of separated CER3 crystalline phases and the main transition temperatures (Tc1) to be gradually decreased and the enthalpy change (△H) to be increased. Incorporating CHOL, the formation of LPP and SPP showed almost similar behaviors to CER3, but even incorporating small amounts of CHOL showed the characteristic peaks of CHOL which meant the existence of crystalline CHOL phase due to the immiscibility of CHOL with DSPC swollen by PG differently from CER3, and increasing CHOL made the intensity of the 1st order diffraction for LPP weakened as well as the intensities of the characteristic diffractions for DSPC. Also, in the results of DSC, it showed more complex thermal behaviors having several Tc than CER3 due to its bulky chemical structure. Incorporating both of CER3 and CHOL, it was founded that there was a specific ratio between CER3 and CHOL to form a homogeneous lamellar phase and the ratio appeared 1.5 : 1.5 for CER3 : CHOL. At in-vitro test, we studied the efficacy of idebenone about collagen synthesis, collagenese inhibition, and elastase inhibition. Idebenone significantly increased the collagen synthesis dependently upon idebenone concentration. And idebenone showed not to be significantly effective in the inhibition of collagenase and elastase activities. Therefore, idebenone was judged to be potent in the application of anti-aging cosmetics because of its ability to increase the collagen biosynthesis. At in-vivo, we proceeded human-applying experimentations for 24 women having skin wrinkles around their eye zone, cooperating with Ellead skin research center. For 12 weeks, we have tested anti-wrinkle efficacies comparing test cream to placebo cream by means of dermatologists… naked eye evaluation, replica-image analysis with skin visometer, and photographic monitoring with a high resolution digital camera. Test cream containing idebenone encapsulated into the skin analogue model matrix was confirmed to show the anti-wrinkle effect by dermatologists… naked eye evaluation and replica-image analysis, and the anti-wrinkle effect was also confirmed to be significant in statistics. Therefore, cosmetics containing idebenone encapsulated into this model matrix will be very potential in the application of anti-wrinkle cosmetics.
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