[학위논문]두께를 달리한 비타민 C 함유 히알루론산 소재 구강용해필름의 제조 및 특성평가 Development and Characterization of Orally Disintegrating Film with Different Thickness containing Vitamin C based on Hyaluronic Acid원문보기
본 연구에서는 히알루론산을 소재로 한 필름 제형의 새로운 비타민 C 보충제를 개발하기 위해 캐스팅 두께(2, 4, 4+4 및 8 mm; CT2, CT4, CTD4 및 CT8)를 달리하여 히알루론산 소재 비타민 C 첨가 구강용해필름을 제조하여 외관, 표면 및 단면 미세구조, 두께 및 무게, 표면 pH, in vitro 붕해 시간 및 in vivo 붕해속도, 수분 함량 및 투습도, 색도, 투명도, 광 ...
본 연구에서는 히알루론산을 소재로 한 필름 제형의 새로운 비타민 C 보충제를 개발하기 위해 캐스팅 두께(2, 4, 4+4 및 8 mm; CT2, CT4, CTD4 및 CT8)를 달리하여 히알루론산 소재 비타민 C 첨가 구강용해필름을 제조하여 외관, 표면 및 단면 미세구조, 두께 및 무게, 표면 pH, in vitro 붕해 시간 및 in vivo 붕해속도, 수분 함량 및 투습도, 색도, 투명도, 광 투과도, 기계적 특성, 비타민 C 함량, DPPH 라디칼 소거능, in vitro 용출 거동, 모델식 분석, 그리고 기호도 검사를 통해 필름의 특성을 평가하였다. 외관은 필름의 캐스팅 두께와 관계없이 연속적이며 투명한 필름이 제조됨을 확인하였고, CT2는 매끄럽고 균일한 표면을 지닌 것을 미세 구조관찰을 통해 확인하였으나, CT4의 경우 표면에 기포가 형성되었고, CTD4 및 CT8은 표면이 균일하지 않은 것을 확인하였다. 또한, CT2 및 CT4의 경우 필름의 단면이 매끄러웠으나, CTD4는 적층 구조를 형성하였으며, 필름의 내부가 균일하지 않았고, CT8은 필름의 내부에 미세한 균열이 있는 모습을 보였다. 두께와 무게는 캐스팅 두께가 증가할수록 증가하여 CT2가 0.09 mm 및 115.40 mg으로 가장 낮고, CT8이 0.24 mm 및 205.00 mg으로 가장 높은 결과를 보였다. 표면 pH는 3.55-4.05의 범위로 필름의 두께가 증가할수록 유의적으로 감소하였으며, in vitro 붕해 시간과 in vivo 붕해속도는 필름의 두께가 증가할수록 각각 증가 및 감소하여 필름의 붕해가 느려지는 것으로 나타났다. 수분함량은 필름의 두께가 증가할수록 48.21%에서 49.40%로 유의적으로 증가하였으며, 투습도는 캐스팅 두께에 따라 5.67 g·mm/m2·h·kPa에서 11.36 g·mm/m2·h·kPa으로 유의적으로 증가하는 경향을 보였지만 CTD4가 11.73 g·mm/m2·h·kPa으로 가장 높은 투습도를 나타냈다. 색도 중 백색도는 95.82-96.06의 범위로 필름의 두께에 따른 유의적인 차이는 없었으나, 적색도는 캐스팅 두께가 증가할수록 –0.10에서 –0.35로 유의적으로 감소하였고, 반대로 황색도는 2.94에서 3.99로 유의적으로 증가하는 경향을 보였다. 기계적 특성은 인장 강도와 연신율 모두 필름의 두께가 증가함에 따라 유의적으로 증가하는 경향을 보여 CT2가 각각 6.28 MPa 및 25.34%로 가장 낮은 결과를 보였으며, 투습도와 유사하게 CTD4가 16.61 MPa 및 54.08%로 가장 높은 결과를 나타냈다. 필름 중 비타민 C 함량은 CT2, CT4 및 CTD4가 47.60-48.21%의 범위로 유의적인 차이가 없었으나, CT8이 49.40%로 가장 높은 비타민 C 함량을 보였고, 필름의 두께가 증가할수록 필름 한 장당 비타민 C 함량 역시 유의적으로 증가하여 55.62 mg/film에서 99.28 mg/film으로 증가하는 모습을 보였다. DPPH 라디칼 소거능은 CT4, CTD4 및 CT8이 72.24-72.67%로 유의적인 차이를 보이지 않았으나, CT2가 74.38%의 결과로 가장 높은 항산화 활성을 나타냈다. 체외 용출 거동에서 모든 필름이 모든 용출 용매에서 60분 후 80% 이상의 비타민 C 용출률을 보였으며, zero order kinetics, Hixon-Crowell cube root law 및 Higuchi model에서의 R2값은 각각 0.826-0.994, 0.946-0.998 및 0.916-0.993의 범위로 나타나 히알루론산 필름의 비타민 C 방출은 Hixon-Crowell cube root law에 가장 적합한 것으로 나타났다. Korsmeyer Peppas model의 경우, n값이 0.43-1.03의 범위로 나타났으나, 대부분 0.45-0.89의 범위 내에 속하여 anomalous transport를 따르는 것으로 나타났다. 또한, 필름의 두께가 증가함에 따라 n값이 증가하며 용출액 중 비타민 C를 포함한 히알루론산의 소실로 인한 비타민 C의 용출이 우세해지는 것으로 나타났다. 기호도 검사 중 외관과 신맛은 CT4 필름이 각각 4.68 및 5.24의 점수로 가장 높았으며, CTD4가 각각 3.80 및 4.08로 가장 낮은 점수를 받았다. 단맛은 4.08-4.56의 범위로 나타나 필름 간에 유의적인 차이를 보이지 않았다. 이물감과 잔여감의 경우, 필름의 두께가 증가할수록 감소하여 섭취할 때나 섭취 후, 구강 내 불편함을 유발하는 것으로 나타났다. 전반적인 기호도는 CT4 필름이 4.60으로 가장 좋은 평가를 받았고, 이어서 2>8>4+4 순으로 점수가 낮아지는 결과를 보였다. 따라서 본 연구 결과 히알루론산으로 제조한 비타민 C 구강용해필름은 기존의 비타민 C 제형을 대체하기 위한 새로운 제형으로서 활용이 가능하다고 판단되며, 나아가 두께 조절을 통한 히알루론산의 식품 혹은 의약품 산업에서 기반 소재로서의 사용 가능성을 확인할 수 있었다.
본 연구에서는 히알루론산을 소재로 한 필름 제형의 새로운 비타민 C 보충제를 개발하기 위해 캐스팅 두께(2, 4, 4+4 및 8 mm; CT2, CT4, CTD4 및 CT8)를 달리하여 히알루론산 소재 비타민 C 첨가 구강용해필름을 제조하여 외관, 표면 및 단면 미세구조, 두께 및 무게, 표면 pH, in vitro 붕해 시간 및 in vivo 붕해속도, 수분 함량 및 투습도, 색도, 투명도, 광 투과도, 기계적 특성, 비타민 C 함량, DPPH 라디칼 소거능, in vitro 용출 거동, 모델식 분석, 그리고 기호도 검사를 통해 필름의 특성을 평가하였다. 외관은 필름의 캐스팅 두께와 관계없이 연속적이며 투명한 필름이 제조됨을 확인하였고, CT2는 매끄럽고 균일한 표면을 지닌 것을 미세 구조관찰을 통해 확인하였으나, CT4의 경우 표면에 기포가 형성되었고, CTD4 및 CT8은 표면이 균일하지 않은 것을 확인하였다. 또한, CT2 및 CT4의 경우 필름의 단면이 매끄러웠으나, CTD4는 적층 구조를 형성하였으며, 필름의 내부가 균일하지 않았고, CT8은 필름의 내부에 미세한 균열이 있는 모습을 보였다. 두께와 무게는 캐스팅 두께가 증가할수록 증가하여 CT2가 0.09 mm 및 115.40 mg으로 가장 낮고, CT8이 0.24 mm 및 205.00 mg으로 가장 높은 결과를 보였다. 표면 pH는 3.55-4.05의 범위로 필름의 두께가 증가할수록 유의적으로 감소하였으며, in vitro 붕해 시간과 in vivo 붕해속도는 필름의 두께가 증가할수록 각각 증가 및 감소하여 필름의 붕해가 느려지는 것으로 나타났다. 수분함량은 필름의 두께가 증가할수록 48.21%에서 49.40%로 유의적으로 증가하였으며, 투습도는 캐스팅 두께에 따라 5.67 g·mm/m2·h·kPa에서 11.36 g·mm/m2·h·kPa으로 유의적으로 증가하는 경향을 보였지만 CTD4가 11.73 g·mm/m2·h·kPa으로 가장 높은 투습도를 나타냈다. 색도 중 백색도는 95.82-96.06의 범위로 필름의 두께에 따른 유의적인 차이는 없었으나, 적색도는 캐스팅 두께가 증가할수록 –0.10에서 –0.35로 유의적으로 감소하였고, 반대로 황색도는 2.94에서 3.99로 유의적으로 증가하는 경향을 보였다. 기계적 특성은 인장 강도와 연신율 모두 필름의 두께가 증가함에 따라 유의적으로 증가하는 경향을 보여 CT2가 각각 6.28 MPa 및 25.34%로 가장 낮은 결과를 보였으며, 투습도와 유사하게 CTD4가 16.61 MPa 및 54.08%로 가장 높은 결과를 나타냈다. 필름 중 비타민 C 함량은 CT2, CT4 및 CTD4가 47.60-48.21%의 범위로 유의적인 차이가 없었으나, CT8이 49.40%로 가장 높은 비타민 C 함량을 보였고, 필름의 두께가 증가할수록 필름 한 장당 비타민 C 함량 역시 유의적으로 증가하여 55.62 mg/film에서 99.28 mg/film으로 증가하는 모습을 보였다. DPPH 라디칼 소거능은 CT4, CTD4 및 CT8이 72.24-72.67%로 유의적인 차이를 보이지 않았으나, CT2가 74.38%의 결과로 가장 높은 항산화 활성을 나타냈다. 체외 용출 거동에서 모든 필름이 모든 용출 용매에서 60분 후 80% 이상의 비타민 C 용출률을 보였으며, zero order kinetics, Hixon-Crowell cube root law 및 Higuchi model에서의 R2값은 각각 0.826-0.994, 0.946-0.998 및 0.916-0.993의 범위로 나타나 히알루론산 필름의 비타민 C 방출은 Hixon-Crowell cube root law에 가장 적합한 것으로 나타났다. Korsmeyer Peppas model의 경우, n값이 0.43-1.03의 범위로 나타났으나, 대부분 0.45-0.89의 범위 내에 속하여 anomalous transport를 따르는 것으로 나타났다. 또한, 필름의 두께가 증가함에 따라 n값이 증가하며 용출액 중 비타민 C를 포함한 히알루론산의 소실로 인한 비타민 C의 용출이 우세해지는 것으로 나타났다. 기호도 검사 중 외관과 신맛은 CT4 필름이 각각 4.68 및 5.24의 점수로 가장 높았으며, CTD4가 각각 3.80 및 4.08로 가장 낮은 점수를 받았다. 단맛은 4.08-4.56의 범위로 나타나 필름 간에 유의적인 차이를 보이지 않았다. 이물감과 잔여감의 경우, 필름의 두께가 증가할수록 감소하여 섭취할 때나 섭취 후, 구강 내 불편함을 유발하는 것으로 나타났다. 전반적인 기호도는 CT4 필름이 4.60으로 가장 좋은 평가를 받았고, 이어서 2>8>4+4 순으로 점수가 낮아지는 결과를 보였다. 따라서 본 연구 결과 히알루론산으로 제조한 비타민 C 구강용해필름은 기존의 비타민 C 제형을 대체하기 위한 새로운 제형으로서 활용이 가능하다고 판단되며, 나아가 두께 조절을 통한 히알루론산의 식품 혹은 의약품 산업에서 기반 소재로서의 사용 가능성을 확인할 수 있었다.
Orally disintegrating film(ODF) may disintegrate rapidly or slowly when taken by mouth with saliva, acting as carriers of different compounds. The objective of this study was the production of hyaluronic acid based ODF as a new delivery system for vitamin C and investigated the effect of casting thi...
Orally disintegrating film(ODF) may disintegrate rapidly or slowly when taken by mouth with saliva, acting as carriers of different compounds. The objective of this study was the production of hyaluronic acid based ODF as a new delivery system for vitamin C and investigated the effect of casting thickness on ODFs characteristics. ODF was produced by hyaluronic acid as the main components, the ascorbic acid as an active compound and cast by the different thicknesses(2, 4, 4+4 and 8 mm, respectably). The effect of thickness on physicochemical characteristics, such as visual qualities, microstructure, thickness, weight, surface pH, in vitro disintegration time, in vivo disintegration speed, moisture content, water vapor permeability(WVP), optical properties and mechanical properties were investigated. For assaying antioxidant activity, the vitamin C content of ODFs and 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging activity was determined. For analyzing dissolution properties, the dissolution test was carried out in simulated fluids such as saliva (pH 6.8), gastric (pH 1.2), intestinal fluid(pH 6.8), as well as acetate buffer(pH 4.5) and distilled water, and the release model equation was applied to analyze the vitamin C release pattern. Moreover, sensory attributes were evaluated. The results demonstrated that the hyaluronic acid is a suitable polymer as a material for ODF, and ODF containing vitamin C based on hyaluronic acid cast by thickness 4 mm was most suitable for a new dosage form that can replace the existing vitamin C supplements. Furthermore, by controlling the thickness of the hyaluronic acid film, the possibility of using hyaluronic acid as a base material in the food or pharmaceutical industry was confirmed.
Orally disintegrating film(ODF) may disintegrate rapidly or slowly when taken by mouth with saliva, acting as carriers of different compounds. The objective of this study was the production of hyaluronic acid based ODF as a new delivery system for vitamin C and investigated the effect of casting thickness on ODFs characteristics. ODF was produced by hyaluronic acid as the main components, the ascorbic acid as an active compound and cast by the different thicknesses(2, 4, 4+4 and 8 mm, respectably). The effect of thickness on physicochemical characteristics, such as visual qualities, microstructure, thickness, weight, surface pH, in vitro disintegration time, in vivo disintegration speed, moisture content, water vapor permeability(WVP), optical properties and mechanical properties were investigated. For assaying antioxidant activity, the vitamin C content of ODFs and 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging activity was determined. For analyzing dissolution properties, the dissolution test was carried out in simulated fluids such as saliva (pH 6.8), gastric (pH 1.2), intestinal fluid(pH 6.8), as well as acetate buffer(pH 4.5) and distilled water, and the release model equation was applied to analyze the vitamin C release pattern. Moreover, sensory attributes were evaluated. The results demonstrated that the hyaluronic acid is a suitable polymer as a material for ODF, and ODF containing vitamin C based on hyaluronic acid cast by thickness 4 mm was most suitable for a new dosage form that can replace the existing vitamin C supplements. Furthermore, by controlling the thickness of the hyaluronic acid film, the possibility of using hyaluronic acid as a base material in the food or pharmaceutical industry was confirmed.
주제어
#ODF hyaluronic acid vitamin C thickness characteristics dissolution properties
학위논문 정보
저자
신장호
학위수여기관
상명대학교 일반대학원
학위구분
국내석사
학과
외식영양학과 외식영양전공
지도교수
한정아
발행연도
2021
총페이지
70
키워드
ODF hyaluronic acid vitamin C thickness characteristics dissolution properties
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