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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 피부의 자외선 차단제가 포함된 기능성 나노입자를 개발하고 이를 기능성 화장품에 적용하고자한다. 즉, 벤조페논계, 계피산계, 살리실산계, PABA 등 유기계 자외선 흡수제가 가지고 있는 부작용을 불식시키기 위하여 키토산 및 키틴 나노입자에 자외선 흡수제를 결합시킴으로써 적은 양으로 자외선 흡수능을 향상시킬 뿐만 아니라, 피부작극, 피부박리, 분자의 불안정성 등 부작용이 없는 기능성 나노입자를 개발하고 이를 화장품에 적용하여T다.
제안 방법
- 350-450g 내외의 수컷 Hartley종의 Guinea pigs를 구입하여 약 일주일간 온도 20±3℃, 상대습도 50±5%, 환기 10-15hr, 조명시간 14hr/day (07:00-19:00), 조도 150-300lux로 설정된 소동물 실험실에서 1주간 순화시키고, 순화기간중 외관상 건강하고 정상적인 피부를 가진 7마리의 수컷 Hartley Guina pigs를 선택하여, 국소 자극성 검정을 위한 자극성 실험을 국립보건안전연구원의 지침서19)에 준하여 실시하고 결과를 판정하였다.
- 그림 5. UVC 및 UVCH의 세포독성 측정. Control; H2O2 and UVCH-9 무처리군.
- 즉, 각 well에 10 ㎕ MTT solution (5mg/ml)을 넣어서 37℃에서 4시간 반응하였다. 반응 후 배양액을 버리고 100㎕ DMSO(100%)을 넣어서 soluble debris가 완전히 녹을 때까지 microplate reader에서 5분간 shaking한 후 540nm에서 O.D.(optical density)값을 측정하였다.
- 그리고 앞서 합성한 반응물을 키틴 또는 키토산 이 팽윤된 3구플라스크에 가한 후 50-60℃에서 3시간 동안 반응시켰다. 얻어진 생성물들을 증류수에 침전시키고, 여과시킨후 미반응물을 제거하기 위하여 THF로 여러번 세척한 후 50℃로 조절된 진공오븐에서 건조시켜 키틴 또는 키토산 미립자에 자외선 흡수제가 결합된 자외선 흡수 고분자 미립자를 얻었다.
- 을 염산 등의 용액에 용해시킨 후 5L 용액을 제조한 다음 500 rpm 으로 교반하면서 2%인 dodecylbenzensulfonate sodium salt(SDS)용액 1 L를 서서히 가하여 미립자 용액을 제조하였다. 이 미립자 용액을 10분간 교반하면서 방치한 다음 pH 7이 될 때까지 5% NaOH 용액을 가하여 키토산 미립자를 고화시킨 후 원심분리를 5회 반복하면서 세척하고 건조하여 키토산 미립자 분말을 제조하였다.
- 을 염산 등의 용액에 용해시킨 후 5L 용액을 제조한 다음 500 rpm 으로 교반하면서 2%인 dodecylbenzensulfonate sodium salt(SDS)용액 1 L를 서서히 가하여 미립자 용액을 제조하였다. 이 미립자 용액을 10분간 교반하면서 방치한 다음 pH 7이 될 때까지 5% NaOH 용액을 가하여 키토산 미립자를 고화시킨 후 원심분리를 5회 반복하면서 세척하고 건조하여 키토산 미립자 분말을 제조하였다.
- 키틴 나노입자는 키틴100g을 60%황산용액 250㎖ 에 겔화시킨 후 교반하면서 황산용액의 10배되는 물을 가하여 키틴입자를 에멀젼화하고 이를 필터하여 중화하였다. 중화된 키틴 에멀젼을 다시 여과하여 동결건조함으로써 키틴 미립자를 제조하였다.
- 합성한 자외선 흡수제가 결합된 키틴 및 키토산 미립자의 안전성을 확인하기 위하여 합성한 자외선 흡수제가 결합된 키틴 및 키토산 미립자가 3%함유한 크림을 제조하여 동물자극실험을 실시하였다. 즉, UVC-1를 3% 첨가한 크림 I, UVC-2를 3% 첨가한 크림 II, UVC-3을 3% 첨가한 크림 III 및 PABA를 3% 첨가한 크림 IV를 이용하여 동물자극성 실험을 실시하였다. 350-450g 내외의 수컷 Hartley종의 Guinea pigs를 구입하여 약 일주일간 온도 20±3℃, 상대습도 50±5%, 환기 10-15hr, 조명시간 14hr/day (07:00-19:00), 조도 150-300lux로 설정된 소동물 실험실에서 1주간 순화시키고, 순화기간중 외관상 건강하고 정상적인 피부를 가진 7마리의 수컷 Hartley Guina pigs를 선택하여, 국소 자극성 검정을 위한 자극성 실험을 국립보건안전연구원의 지침서19)에 준하여 실시하고 결과를 판정하였다.
- 따라서 본 연구에서는 피부의 자외선 차단제가 포함된 기능성 나노입자를 개발하고 이를 기능성 화장품에 적용하고자한다. 즉, 벤조페논계, 계피산계, 살리실산계, PABA 등 유기계 자외선 흡수제가 가지고 있는 부작용을 불식시키기 위하여 키토산 및 키틴 나노입자에 자외선 흡수제를 결합시킴으로써 적은 양으로 자외선 흡수능을 향상시킬 뿐만 아니라, 피부작극, 피부박리, 분자의 불안정성 등 부작용이 없는 기능성 나노입자를 개발하고 이를 화장품에 적용하여T다.
- 키틴 미립자는 키틴을 황산용액에 팽윤시킨후 물을 첨가하는 방법으로 제조하였다.
- 합성한 기능성 미립자의 자외선 흡수도를 확인 하기 위하여 물에 분산시키고 UV 분광광도계(일본 분광 V-550)를 사용하여 900-190㎚의 파장영역에서 UV 흡수스펙트라를 측정하였다.
- 합성한 기능성미립자를 다음의 조성비로 제조하여 기능성 미립자의 함유량을 3-5%로 제조한 크림 형의 화장품을 제조하고 제조한 화장품 sample을 셀에 도포시키고 Optometrics SPF-290S Analyzer로 SPF 및 PA를 측정하였다.
- 합성한 자외선 흡수제가 결합된 키틴 및 키토산 미립자의 안전성을 확인하기 위하여 합성한 자외선 흡수제가 결합된 키틴 및 키토산 미립자가 3%함유한 크림을 제조하여 동물자극실험을 실시하였다. 즉, UVC-1를 3% 첨가한 크림 I, UVC-2를 3% 첨가한 크림 II, UVC-3을 3% 첨가한 크림 III 및 PABA를 3% 첨가한 크림 IV를 이용하여 동물자극성 실험을 실시하였다.
대상 데이터
- 기타 염산, 황산, 초산 등의 시약은 1급 시약을 그대로 사용하였다. HPLC와 GPC는 Waters사의 것을 사용하였다. 기타 시약 및 기구는 구입한 그대로 사용하였다.
- 사용된 키토산 및 키틴은 인도네시아의 PT. 노블바이오텍에서 구입하여 사용하였으고 에탄올은 대한주정판매의 주정을 사용하였으며 아세톤은 일반 약품을 사용하였다. 또한 UV흡수제인 p-aminobenzoic acid, parsol MCX, parsol 1789 등은 시판품을 그대로사용하였으며 HPLC 등 분석시약은 특급시약을 사용하였다.
- 키토산(평균분자량(Mw) 120000)을 염산 등의 용액에 용해시킨 후 5L 용액을 제조한 다음 500 rpm 으로 교반하면서 2%인 dodecylbenzensulfonate sodium salt(SDS)용액 1 L를 서서히 가하여 미립자 용액을 제조하였다. 이 미립자 용액을 10분간 교반하면서 방치한 다음 pH 7이 될 때까지 5% NaOH 용액을 가하여 키토산 미립자를 고화시킨 후 원심분리를 5회 반복하면서 세척하고 건조하여 키토산 미립자 분말을 제조하였다.
- 키토산(평균분자량(Mw) 120000)을 염산 등의 용액에 용해시킨 후 5L 용액을 제조한 다음 500 rpm 으로 교반하면서 2%인 dodecylbenzensulfonate sodium salt(SDS)용액 1 L를 서서히 가하여 미립자 용액을 제조하였다. 이 미립자 용액을 10분간 교반하면서 방치한 다음 pH 7이 될 때까지 5% NaOH 용액을 가하여 키토산 미립자를 고화시킨 후 원심분리를 5회 반복하면서 세척하고 건조하여 키토산 미립자 분말을 제조하였다.
이론/모형
- 세포독성 시험은 MTT method에 의하여 실시하였다. 즉, 각 well에 10 ㎕ MTT solution (5mg/ml)을 넣어서 37℃에서 4시간 반응하였다.
성능/효과
- 그림 6에서 보는 바와 같이 키토산 PABA를 0.5배mole - 2배mole까지 합성한 기능섬 미립자를 0.1%로 분산시켜 측정하였을 때 매우 우수한 UV흡수 특성을 나타내었으며 UV흡수도를 비교해보면 키토산과 동 mole이상이 경합되었을 때는 PABA보다도 더 높은 흡광도를 나타내었다. 또한 UVB영역 뿐아니라 UVA영역에서도 좋은 흡광도를 나타내었다.
- 기능성 미립자의 함유량을 5%로 제조한 크림형의 화장품을 제조하였을 때 Cream Ⅰ-Ⅵ은 UVCH-1을 젲외하고 SPF지수가 25-45의 범위를 나타내므로 매우 우수한 자외선 차단성을 나타내었으며 또한 PA지수도 PA+++로 매우 우수한 자외선 차단성을 나타내었다.
- 실험 결과 세포독성은 없는 것으로 판명되었다.
- 29에 비하여 매우 낮았다. 즉 이로 미루어 보아 자외선 흡수제가 결합된 키틴 및 키토산 미립자들의 피부안전성이 PABA에 비하여 매우 우수함을 알 수 있었다.
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