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의료용 연고는 인간 신체의 다양한 부분의 표면에 바르는 의료용 조제약이다. 연고는 사람의 피부 뿐 만 아니라 눈의 점막, 질, 항문과 코에도 사용되는 조제품으로서 수많은 종류의 의료용 연고가 개발되어 왔다.
의료용 연고의 제조 공정과 실제 피부 도포과정에서 가해지는 변형량은 선형 영역을 벗어나는 큰 크기의 자극이다. 의료용 연고가 받게 되는 자극은 그들의 기본 물성을 변화시키고 연고를 구입한 소비자가 느끼게 되는 감성과 연관되므로 선형 뿐 만 아니라 비선형 영역에서의 특성 평가 또한 행해져야 한다. 특히 최종 제품의 유변학적 특성을 파악하면 실제 사용시의 적용감과 관능평가, 피부 표면으로의 확산 및 피부 내부로의 침투 정도에 대해 정량적으로 비교 가능한 자료를 얻을 수 있기 때문에 제품 구입자들이 원하는 제품의 제조가 가능해진다.
본 연구의 목표는 실제 피부도포과정에서 의료용 연고의 비선형 유변학적 거동을 실험적·이론적으로 규명함에 있다. 이를 위해 본 연구에는 Strain-controlled 레오메터의 일종인 Rheometric Scientific (USA)의 Advanced Rheometric Expansion System (ARES)를 사용하였으며, 소진폭 및 대진폭 전단유동장에서 나타나는 각종 의료용 연고의 선형 ...

의료용 연고는 인간 신체의 다양한 부분의 표면에 바르는 의료용 조제약이다. 연고는 사람의 피부 뿐 만 아니라 눈의 점막, 질, 항문과 코에도 사용되는 조제품으로서 수많은 종류의 의료용 연고가 개발되어 왔다.
의료용 연고의 제조 공정과 실제 피부 도포과정에서 가해지는 변형량은 선형 영역을 벗어나는 큰 크기의 자극이다. 의료용 연고가 받게 되는 자극은 그들의 기본 물성을 변화시키고 연고를 구입한 소비자가 느끼게 되는 감성과 연관되므로 선형 뿐 만 아니라 비선형 영역에서의 특성 평가 또한 행해져야 한다. 특히 최종 제품의 유변학적 특성을 파악하면 실제 사용시의 적용감과 관능평가, 피부 표면으로의 확산 및 피부 내부로의 침투 정도에 대해 정량적으로 비교 가능한 자료를 얻을 수 있기 때문에 제품 구입자들이 원하는 제품의 제조가 가능해진다.
본 연구의 목표는 실제 피부도포과정에서 의료용 연고의 비선형 유변학적 거동을 실험적·이론적으로 규명함에 있다. 이를 위해 본 연구에는 Strain-controlled 레오메터의 일종인 Rheometric Scientific (USA)의 Advanced Rheometric Expansion System (ARES)를 사용하였으며, 소진폭 및 대진폭 전단유동장에서 나타나는 각종 의료용 연고의 선형 점탄성 및 비선형 점탄성 거동을 평가하였다. 실험에는 국내외에서 사랑받는 피부 도포용 의료용 연고인 세레스톤지 크림(유한양행), 복합 마데카솔 연고(동국제약) 과 콘트라투벡스 겔(독일 MERZ)을 시료로 사용하였다. 첫째로 정상 전단유동장에서의 실험을 통해 정상류 점도 및 항복응력 값을 알아보았고, 두 번째로 선형성이 인정되는 작은 변형하에서의 동적 점탄성 특성과 비선형 영역에서의 동적 점탄성 특성을 측정함으로써 변형에 따른 정성적 거동의 차이를 이해하였다. 나아가 정현적인 변형을 가함으로써 얻어지는 응답 응력을 가해준 변형과 각주파수에 따라 파형이나 Lissajous 형태로 나타내었다. 모든 실험은 20 ℃ 와 35 ℃에서 행해져 온도에 따른 유변학적 특성 평가가 가능하게 하였다.
위와 같은 과정을 통하여 얻은 결론을 요약하면 다음과 같이 정리할 수 있다.

(1) 정상 전단유동장에서 의료용 연고는 전단속도가 빨라짐에 따라 점도가 감소하는 Shear-thinning 거동을 보였고, 일정한 항복 응력값을 나타내었다. 35 ℃에서 콘트라 투벡스 겔이 낮은 전단속도 영역에서 약간의 Newtonian 거동을 보인 것 외에는 모든 시료가 온도 변화에 크게 반응하지 않았다.
(2) 의료용 연고는 20 ℃의 온도에서 소진폭 진동전단 유동을 가해주었을 때, 저장탄성율이 손실탄성율에 비해 항상 큰 값을 가졌다. 이는 의료용 연고의 선형 점탄성 거동 영역에 있어서 탄성특성이 점성특성보다 더욱 우세함을 나타낸다. 세레스톤지 크림의 경우, 35 ℃에서 저장탄성율, 손실탄성율, 동적 점도와 복소 점도가 20 ℃에서 보다 낮게 나타났다. 마데카솔의 경우 세레스톤지와 반대의 특성을 보였다.
(3) 대진폭 진동전단 유동장에서의 의료용 연고는 점성적 특성 (손실탄성율)이 탄성적특성 (저장탄성율)보다 크다. 이는 선형영역에서의 점탄성거동과는 대조적인 현상으로 비선형영역에서의 각각의 저장, 손실탄성율의 감소폭의 차이에서 기인한 것이다. 콘트라 투벡스 겔의 경우 비선형 거동의 발생 시점에서 저장탄성율은 완만하게 감소하는 반면 손실탄성율의 경우 over-shoot 현상을 관찰할 수 있는데, 이는 콘트라 투벡스 겔의 독특한 구조 형성에서 기인한 것으로 예측할 수 있다.
(4) 작은 변형하에서 정현적인 전단 변형을 가할 경우, 의료용 연고는 정현적인 응답 응력 파형을 나타낸다. 그에 반해 큰 변형의 정현적 전단 변형을 가할 경우, 비정현적인 응답 응력 파형을 나타낸다. 이는 비선형 점탄성 거동에서의 고차항의 영향을 나타낸 것으로 이러한 일그러진 응답 파형은 Lissajous 패턴으로 나타내어 비교적 간단한 물질 함수로서 정량화 할 수 있다.