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고압 균질기를 이용한 세라마이드가 함유된 나노에멀젼 제조 및 안정성 평가
Synthesis of Ceramide Nanoemulsion by High-Pressure Homogenizer and Evaluation of Its Stability 원문보기

Korean chemical engineering research = 화학공학, v.58 no.4, 2020년, pp.530 - 535  

마르셀 죠나단 히다잣 ((주)하이플럭스 기술연구소) ,  노종호 ((주)일신오토클레이브 기업부설연구소) ,  박종범 ((주)일신오토클레이브 기업부설연구소) ,  홍재화 ((주)한국콜마 스킨케어연구소) ,  김현효 ((주)일신오토클레이브 기업부설연구소) ,  조완택 ((주)일신오토클레이브 기업부설연구소)

초록
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본 연구에서는 고압 균질기를 이용해 세라마이드가 포함된 나노에멀젼을 제조하고 물성변화 및 장기 안정성을 알아 보았다. 고압 균질기 압력 및 통과 횟수를 변화 시켜 제조된 나노에멀젼의 평균입자, 입도분포, 제타전위 그리고 점도를 측정하였다. 고압 균질기 압력이 높고 통과 횟수가 많을수록 평균입자는 작아지고 입도 분포는 조밀하였지만 일정 조건이상에서는 표면에너지 및 계면활성제의 영향으로 입자간 재결합이 확인되었다. 평균입자가 작을수록 점도 값은 높았지만 제타전위 값에는 큰 차이가 없었다. 제조된 나노에멀젼을 25 ℃와 45 ℃로 유지시키며 안정성을 측정한 결과, 초기(7일 이후)에 재결합 현상으로 평균입자가 커진 후 유지되었지만 제조된 나노에멀젼의 안정성에는 큰 변화가 없었다. 이를 통해 고압 균질기를 이용해 세라마이드가 포함된 안정적인 나노에멀젼의 제조가 가능함을 확인하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

A ceramide-containing nanoemulsion was synthesized by using a High-Pressure Homogenizer (HPH) to observe its changes in properties and long-term stability. The droplet size, droplet distribution and zeta potential of nanoemulsion were examined by varying the pressure and the number of passes of the ...

주제어

표/그림 (8)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 실험은 기능성 물질인 세라마이드가 함유된 나노에멀젼의 제조 공정 및 물성에 대해 연구하였다. 나노에멀젼 제조를 위해 물리적 방법인 고압 균질기를 이용하였다.
  • 본 연구에서는 고압 균질기를 사용해 제조한 스킨케어 화장품의 물성 및 장기 안정화를 알아보기 위해 한국콜마에서 받은 제조 레시피를 사용하여 세라마이드가 포함된 나노에멀젼을 제조 하고 나노에멀젼의 거동과 특성을 알아보았다.
  • 본 연구에서는 고압 균질기를 통해 기능성 물질인 세라마이드가 포함된 나노에멀젼을 제조하고 고압 균질기 압력 및 통과 횟수에 따른 물성 변화 및 장기 안정성을 알아보았다. 제조된 나노에멀젼의 평균입자와 입도분포를 측정해본 결과, 고압 균질기의 압력이 높고 통과 횟수가 증가할수록 평균입자는 작고, 입도분포는 조밀해졌다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
각질 세포간 지질로 구성된 라멜라상은 어떤 물질이 결합되어 있는 것인가? 스킨케어 화장품의 유효 성분을 피부 표면에 침투 및 흡수시켜 손상된 피부를 복원하고 유지 시킬 수 있는 고 기능성 제품에 대한 연구가 활발하다[1-4]. 피부 표피의 각질층은 벽돌모양의 다층 구조로 구성되어 있으며 각질 세포간 지질로 구성된 라멜라상은 세라마이드, 콜레스테롤, 유리지방산으로 결합되어 있다[5]. 고 기능성 스킨케어 화장품의 원료로 인기가 있는 세라마이드는 피부 각질 세포간 지질 중 약 40-65%를 차지하며 피부의 중요한 역할을 수행한다[5,6].
고압 균질기는 어떤 인자를 변화시켜 나노에멀젼의 액적 크기를 조절할 수 있는가? 그 중 고압 균질기는 유체가 10~200 MPa의 압력으로 미세한 노즐을 통과하며 전단, 충돌 그리고 캐비테이션의 영향을 받아 나노에멀젼을 생성한다[18,19]. 고압 균질기는 압력, 통과 횟수, 노즐 크기를 변화시켜 나노에멀젼의 액적 크기를 조절할 수 있으며 공정 속도가 빠르고 균일한 액적을 생성할 수 있다[20].
나노에멀젼을 제조하는 방법으로 상전이 방법에는 어떤 것이 있는가? 나노에멀젼을 제조하는 방법으로는 유화과정 중에 발생되는 화학적 에너지를 이용하는 상전이 방법과 기계 장치를 사용하는 물리적 방법이 있다. 상전이 방법으로는 온도변화에 따른 성질을 이용하는 전상온도법(PIT: Phase inversion temperature)[12-14], 수상 혹은 유상의 희석에 따른 성질을 이용하는 전상조성법(PIC: Phase inversion composition) 그리고 용매를 이용하는 용매확산법(혹은 자발적 유화법)이 있다[15,16]. 기계장치를 사용하여 물리적인 전단력을 발생시키는 방법으로는 회전식 교반기, 초음파 처리기 그리고 고압 균질기 등이 있다[17].
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참고문헌 (27)

  1. Park, B. D., Uhm, J. G., Lee, M. J. and Kim, Y., "The Preparation of Multi-lamellar Emulsion which Containing Pseudoceramide( PC-9)," J. Soc. Cosmet. Sci. Korea, 25(1), 55-68(1999). 

  2. Hatziantoniou, S., Deli, G., Nikas, Y., Demetzos, C. and Papaioannou, G. T., "Scanning Electron Microscopy Study on Nanoemulsions and Solid Lipid Nanoparticles Containing High Amounts of Ceramides," Micron, 38(8), 819-823(2007). 

  3. Su, R., Yang, L., Wang, Y., Yu, S., Guo, Y., Deng, J., Zhao, Q. and Jin, X., "Formulation, Development, and Optimization of a Novel Octyldodecanol-based Nanoemulsion for Transdermal Delivery of Ceramide IIIB," Int. J. Nanomed., 12, 5203-5221(2017). 

  4. Yilmaz, E. and Borchert, H.-H., "Effect of Lipid-containing, Positively Charged Nanoemulsions on Skin Hydration, Elasticity and Erythema-An in vivo Study," Int. J. Pharm., 307(2), 232-238(2006). 

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  6. Elias, P. M., "Epidermal Lipids, Membranes, and Keratinization," Int. J. Dermatol., 20(1), 1-19(1981). 

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  8. Golemanov, K., Tcholakova, S., Denkov, N. D. and Gurkov, T., "Selection of Surfactants for Stable Paraffin-in-water Dispersions, Undergoing Solid-liquid Transition of the Dispersed Particles," Langmuir, 22(8), 3560-3569(2006). 

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  10. Sonneville-Aubrun, O., Yukuyama, M. N. and Pizzino, A. In S. M. Jafari, and D. J. McClements (Ed.), Nanoemulsions, London, UK. 435-475(2018). 

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  16. Sonneville-Aubrun, O., Babayan, D., Bordeaux, D., Lindner, P., Rata, G. and Cabane, B., "Phase Transition Pathways for the Production of 100 nm Oil-in-water Emulsions," Phys. Chem. Chem. Phys., 11(1), 101-110(2009). 

  17. Delmas, T., Piraux, H., Couffin, A.-C., Texier, I., Vinet, F., Poulin, P., Cates, M. E. and Bibette, J., "How to Prepare and Stabilize Very Small Nanoemulsions," Langmuir, 27(5), 1683-1692(2011). 

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  19. Jo, Y. J., Lee, S. B., Lee, J. K. and Kwon, Y. J., "Preparation of Nanoemulsions Containing Curcumin by High Pressure Homogenization," Food Eng. Prog., 18(4), 341-347(2014). 

  20. Cho, J. H., Kim, T. Y., Yun, H. Y. and Kim, H. H., "Facile Depolymerization Process of ${\beta}$ -glucan Through the Use of a High Pressure Homogenizer," Am. J. Res. Commun., 2(4), 168-178(2014). 

  21. Traul, K. A., Driedger, A., Ingle, D. L. and Nakhasi, D., "Review of the Toxicologic Properties of Medium-chain Triglycerides," Food Chem. Toxicol., 38(1), 79-98(2000). 

  22. Jafari, S. M., Assadpoor, E., He, Y. and Bhandari, B., "Re-coalescence of Emulsion Droplets During High-energy Emulsification," Food Hydrocolloids, 22(7), 1191-1202(2008). 

  23. Stickel, J. J. and Powell, R. L., "Fluid Mechanics and Rheology of Dense Suspensions," Annu. Rev. Fluid Mech., 37(1), 129-149 (2005). 

  24. Nguyen, C. T., Desgranges, F., Roy, G., Galanis, N., Mare, T., Boucher, S. and Angue Mintsa, H., "Temperature and Particle-size Dependent Viscosity Data for Water-based Nanofluids - Hysteresis Phenomenon," Int. J. Heat Fluid Flow, 28(6), 1492-1506(2007). 

  25. Jia-Fei, Z., Zhong-Yang, L., Ming-Jiang, N. and Ke-Fa, C., "Dependence of Nanofluid Viscosity on Particle Size and pH value," Chin. Phys. Lett., 26(6), 066202(2009). 

  26. Ee, S. L., Duan, X., Liew, J. and Nguyen, Q. D., "Droplet size and Stability of Nano-emulsions Produced by the Temperature Phase Inversion Method," Chem. Eng. J., 140(1), 626-631(2008). 

  27. Solans, C., Izquierdo, P., Nolla, J., Azemar, N. and Garcia-Celma, M. J., "Nano-emulsions," Curr. Opin. Colloid Interface Sci., 10(3), 102-110(2005). 

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