KR20170125857A - 난용성 약물 전달용 용해성 마이크로니들 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 난용성 화합물을 안정하게 함침하고, 피부내로 효과적으로 전달함으로서, 우수한 효과를 발휘할 수 있는 난용성 화합물의 피부 투여 시스템에 관한 것으로서, 난용성 화합물을 포함하는 마이크로파티클이 첨가된 마이크로니들인 것을 기술적 특징으로 한다. 본 발명은 또한 이러한 마이크로니들을 이용하는 것을 특징으로 하는 난용성 화합물의 피부 투여 방법을 제공한다.

Description

난용성 약물 전달용 용해성 마이크로니들
본 출원은 2015년 4월 6일 출원된 한국 특허출원 제10-2015-0048454호, 2015년 10월 29일 출원된 한국 특허출원 제10-2015-0151027호, 2015년 4월 6일 출원된 한국 특허출원 제10-2015-0048482호, 및 2015년 10월 29일 출원된 한국 특허출원 제10-2015-0151046호에 기초한 우선권을 주장하며, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 본 출원에 원용된다.
본 발명은 용해성 마이크로니들, 이를 이용한 난용성 화합물의 피부 투여 방법, 및 상기 용해성 마이크로니들을 제조하는 방법에 관한 것이다.
이소플라본은 항산화, 항균, 항암, 골다공증 억제, 지방 대사 조절과 혈중 콜레스테롤 감소 등에 우수한 효과가 있다고 알려져 있다. 또한 이소플라본의 피부 안티에이징 효능도 보고되어 피부노화 개선을 위한 용도로 사용하기 위해 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 이소플라본은 난용성 물질로 물, 오일, 에탄올 등에 잘 녹지 않아 음료, 식품, 화장품, 미용 제품에 효과적인 농도로 제제화하기 어려운 단점이 있다.
이 점을 개선하기 위한 방법으로 이소플라본을 사이클로덱스트린으로 포접화(包接化)하여 이소플라본을 가용화시키는 방법인 일본 특허공개 제1997-309902호가 제안되었다. 그러나 사이클로덱스트린을 사용하더라도 이소플라본의 용해도가 크게 개선되지 않으면서 방부제와 향료 성분도 포접해 버려 향기의 발현과 방부력이 나빠지는 문제점을 지니고 있다. 한편, 일본 특허공개 제2001-0006678에서 개시된 프로필렌글리콜로 가용화한 기술을 사용하더라도 화장품 제형에서 효능을 충분히 발휘할 수 있을 만큼의 농도로 제제화하기 어렵다.
제니스테인(Genistein) 또는 다이드제인(Daidzein) 등을 포함하는 이소플라본과 같은, 난용성 생리활성 성분은 물 또는 오일에 거의 녹지 않으며, 비교적 용해도를 향상시키는 디프로필렌글리콜, 피이지-8과 같은 용매를 이용해도 용해가 어렵거나 쉽게 석출되어 한계가 있다.
파에오놀은 동양 의학에서 전통적으로 사용된 Paeonia suffruticosa로부터 나온 유효 성분 중 하나로써, 항산화, 항균, 항암, 항염, 진통, 진정 등에 우수한 효과가 있다고 알려져 있다. 파에오놀은 근육과 피부 조직을 안정화시키는데 영향을 주기 때문에 구강, 피부에서 항자극, 항염 효과를 위해 사용된다. 파에오놀은 천연 민트향을 가지고 있어 구강 데오드란트로 사용되기도 하고 치통 완화를 위해 치약에 함유하기도 한다. 그 밖에도 파에오놀의 피부 각질세포 분화능력, 피부 장벽 강화 능력, 피부 보습 증진, 피부에서 멜라닌 형성 억제 및 안티에이징 효능도 보고되어 피부노화 개선을 위한 용도로 사용하기 위해 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 파에오놀은 난용성 물질로 물에 잘 녹지 않아 음료, 식품, 화장품, 미용 제품에 효과적인 농도로 제제화하기 어려운 단점이 있다.
상기와 같은 문제를 개선하기 위해 최근에는 난용성 생리 활성 성분을 Microparticle 혹은 Liposome내에 포접하여 제형내에 첨가하여, 그 함량을 증가시키는 노력이 시도되고 있고, 파에오놀을 liposome 또는 nanosphere로 포접화(包接化)하여 파에오놀의 안정성, 경피 투과 효율 및 함량을 증가시키는 노력이 시도되고 있다 (Zhong Yao Cai, 35(5), 803-807, 2012, Int. J. Nanomedicine, 9, 1897-1908, 2014). 그러나, particle 및 liposome의 크기가 커서 (수십~수백 nm 혹은 수 um 이상), 피부 도포만으로 피부 내로 직접 흡수되기에 어려움이 있다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 pH7 25℃ 물에서의 용해도가 1mg/ml 이하인, 난용성 생리 활성 성분, 특히 난용성 페놀 화합물을 용해성 마이크로 니들에 안정하게 함침하여, 피부를 통해 난용성 성분을 효과적으로 전달하는 시스템 및 이러한 시스템을 제조하는 방법, 이러한 시스템을 이용하여 난용성 성분을 피부에 투여하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 pH7, 25℃ 물에서의 용해도가 1mg/ml 이하인, 난용성 화합물이 함유된 마이크로파티클을 포함하는 마이크로니들을 제공하며, 보다 바람직하게, 상기 마이크로니들을 형성하는 물질은 피부 내에서 용해되어 마이크로니들의 피부 적용 시 마이크로니들이 용해 또는 붕괴됨으로써 마이크로니들의 내부에 포함된 마이크로파티클이 신속히 피부 내로 나오게 되며, 내부에 포함된 마이크로파티클로부터 pH7, 25℃ 물에서의 용해도가 1mg/ml 이하인 난용성 화합물을 방출하게 된다.
본 발명의 난용성이라 함은 pH7, 25℃ 물에서의 용해도가 1mg/ml 이하, 바람직하게는 0.5mg/ml 이하인 것을 의미한다. 상기 물 뿐만 아니라, 극성용매(에탄올 등)에서의 용해도가 상기 범위인 경우도 포함하는 의미이다.
상기 난용성 화합물은 난용성 페놀 화합물 및/또는 난용성 이소플라본을 포함할 수 있다.
본 발명에 포함될 수 있는 난용성 화합물은 난용성 페놀 화합물을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 파에오놀(paeonol), 크리소파놀(chrysophanol), 마이코페놀산(mycophenolic acid), 테트라뷰틸 에틸리덴비스페놀(tetrabutyl ethylidenebisphenol), 또는 이의 유도체 중에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게 파에오놀 또는 이의 유도체를 포함할 수 있다.
본 발명에 포함될 수 있는 난용성 화합물은 난용성 이소플라본이 될 수 있으며, 예를 들어, 글리시테인(glycitein), 쿠거비타신(cucurbitacins), 커비타신(curbitacin), 프랑게니딘(Prangenidin), 제니스테인(genistein), 다이드제인(daidzein) 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
본 발명자들은 다양한 투여 시스템을 연구하였으며 어떠한 시스템도 상기 언급한 난용성 화합물의 여러 가지 문제점을 동시에 해결하기가 쉽지 않았다. 본 발명자들은 여러 노력 끝에 피부 내 용해성(soluble) 마이크로니들 내에 난용성 화합물을 포함하는 마이크로파티클을 함침시킴으로써 난용성 화합물을 효과적으로 피부 내로 전달할 수 있다는 놀라운 발명을 하였다. 난용성 성분이 봉입된 마이크로파티클을 용해성 마이크로니들에 함침시켜 피부에 적용하게 되면, 미세바늘이 피부 내 수분에 의해 용해되면서 난용성 물질이 봉입된 마이크로파티클이 피부 내로 전달된다. 그리고 피부 내로 전달된 마이크로파티클로부터 난용성 성분이 방출됨으로써 효과적으로 피부 내로 전달될 수 있다. 마이크로파티클로부터 효과적으로 피부로 전달된 난용성 성분은 피부의 주름을 개선하는데 탁월한 효과를 나타낼 수 있다.
위와 같은 과제를 달성하기 위해, 마이크로니들은 피부 내에서 용해성이어야 하며, 용해성 마이크로니들을 형성하기 위해서 히알루로닉산 (Hyaluronic acid), 소디움-카르복시메틸 셀룰로오스 (Na-CMC, Sodium carboxymethyl cellulose), 비닐피롤리돈-비닐아세테이트 공중합체, 폴리비닐알코올(Poly vinyl alcohol), 및 폴리비닐피롤리돈(Poly vinyl pyrrolidone) 등의 수용성 고분자; 자일로즈(Xylose), 수크로스(Sucrose), 말토오스(Maltose), 락토오스(Lactose), 트레할로스(Trehalose) 등의 당류; 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다. 특히, 마이크로니들의 피부 투과 강도, 피부 내에서의 용해속도 등을 종합적으로 고려하면 히알루로닉산 (Oligo-Hyaluronic acid), 소디움-카르복시메틸 셀룰로오스 (Na-CMC, Sodium carboxymethyl cellulose), 및 당류 (saccharide) (더욱 바람직하게는, 트레할로스(Trehalose))의 혼합물이 더욱 바람직하며, 후술하는 글리세린(Glycerine)까지 혼합된 것이 더욱더 바람직하다.
바람직하게, 본 발명에 따른 마이크로니들은 난용성 화합물을 함유하는 마이크로파티클 및 마이크로니들을 형성하는 상기 언급된 성분들 이외에 가소제, 계면활성제, 보존제, 항염제 등을 추가적으로 포함할 수 있다.
상기 가소제(plasticizer)로는, 예를 들어, 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol), 프로필렌 글리콜(Propylene glycol), 디프로필렌 글리콜(Dipropylene glycol), 부틸렌 글리콜(Butylene glycol), 글리세린(Glycerine) 등의 폴리올이 단독으로 또는 혼합하여 사용될 수 있다.
본 발명에 있어, 상기 난용성 페놀 화합물과 함께 마이크로파티클을 형성하는 물질은 마이크로니들의 제조 과정에서 난용성 페놀 화합물이 석출되지 않도록 안정하게 포접할 수 있어야 한다.
이러한 마이크로파티클을 형성하는 물질로는 소수성 코어를 형성할 수 있는 고분자가 사용될 수 있으며, 이러한 고분자로는 폴리(락타이드), 폴리(글리코라이드), 폴리(락타이드-코-글리코라이드), 폴리안하이드라이드, 폴리오르쏘에스테르, 폴리에테르에스테르, 폴리카프로락톤, 모노-메톡시 폴리에틸렌글리콜-폴리카프로락톤 (MPEG-PCL), 폴리에스테르아마이드, 폴리(뷰티릭 산), 폴리(발레릭 산), 폴리우레탄, 또는 이들의 공중합체와 같은 생분해성 고분자; 및 폴리아크릴레이트, 에틸렌-비닐아세테이트 중합체, 아크릴 치환 셀룰로오스 아세테이트, 비-분해성 폴리우레탄, 폴리스티렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐 풀루오라이드, 폴리(비닐 이미다졸), 클로로설포네이트 폴리올레핀 (chlorosulphonate polyolefins), 폴리에틸렌 옥사이드 또는 이들의 공중합체와 같은 비-생분해성 고분자가 단독으로 또는 혼합하여 사용될 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
난용성 화합물의 안정한 포접 및 피부 내에서의 방출성 등을 종합적으로 고려할 때, 상기 고분자로는 폴리(락타이드), 폴리(글리코라이드), 및 폴리(락타이드-코-글리코라이드) 중 어느 하나 이상과 모노-메톡시 폴리에틸렌글리콜-폴리카프로락톤 (MPEG-PCL)의 혼합물인 것이 더욱더 바람직하다.
본 명세서에서 사용된 '난용성 화합물이 봉입된 마이크로파티클'이라 함은 마이크로파티클 내부에 난용성 화합물이 위치하고 있는 상태를 의미하며, 난용성 화합물이 마이크로파티클에 의해 완전히 둘러싸진 상태를 의미한다. 본 명세서에서 사용된 봉입은 포접이라는 용어와 동일한 의미로 본 명세서에서 사용될 수 있다.
'함침'이라 함은 포함된 상태를 의미를 가지며, 마이크로니들 내부에 위치하여 외부 환경과 완전히 차단된 상태뿐만 아니라, 마이크로파티클의 일부가 마이크로니들의 표면에 노출된 상태도 포함할 수 있다. '마이크로니들에 함침'이라는 의미는, 마이크로니들의 내부에 완전히 포함되는 경우뿐만 아니라, 마이크로니들을 피부에 처리할 때 마이크로니들과 마이크로파티클이 함께 투여될 수 있는 상태로 마이크로니들에 포함되는 모든 형태를 아우르는 개념으로 이해될 수 있다.
이러한 마이크로파티클은 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 한 매트릭스(matrix) 타입일 수도 있으며, 레저보어(reservoir) 타입일 수도 있다.
본 발명에서 사용할 수 있는 마이크로파티클은 본 발명이 속한 분야에서 잘 알려진 다양한 방법들로 제조될 수 있다. 예를 들어, 용매 교환법(Solvent exchange method), 용매 증발법(Solvent evaporation method), 멤브레인 투과법 (Membrane dialysis method), 분무 건조법(Spray drying method) 등을 이용하여 본 발명에서 이용할 수 있는 마이크로파티클을 제조할 수 있다. 예를 들어, 문헌 Journal of Controlled Release, 70, 1-20, 2001 및 International Journal of PharmTech Research, 3, 1242-1254, 2011에 기재된 방법들이 이용될 수 있다. 바람직하게는 일반적인 emulsification and solvent evaporation 방법에 의해 제조될 수 있다.
바람직하게, 본 발명에 따른 마이크로파티클의 직경은 0.01 내지 10㎛를 가질 수 있다. 파티클 크기가 10㎛ 초과이면 마이크로니들에 함침 시 needle의 강도가 약해져 피부투과가 어려워질 수 있다. 본 발명에 따른 마이크로파티클의 직경은 레이저광산란(LLS) 방법에 의해 측정되며, 예를 들어, Malvern사의 Zetasizer 2000 TM을 이용해 측정된다.
바람직하게, 본 발명의 마이크로파티클은 난용성 페놀 화합물을 마이크로파티클 총 중량 대비 0.01 내지 20 중량% 함유하며, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 10 중량% 함유할 수 있다. 또한, 본 발명의 마이크로니들은 이러한 마이크로파티클을 마이크로니들 총 중량 대비 0.05 내지 10 중량% 함유하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 5중량% 함유할 수 있다. 상기 함량 범위 내에서 마이크로니들의 부서짐이 적었고, 우수한 피부 투과율을 가질 수 있다.
본 발명에서 사용할 수 있는 난용성 물질로는 파에오놀(paeonol), 크리소파놀(chrysophanol), 마이코페놀산(mycophenolic acid), 테트라뷰틸 에틸리덴비스페놀(tetrabutyl ethylidenebisphenol), 또는 이의 유도체 중에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예를 통해서 글리시테인(glycitein), 쿠거비타신(cucurbitacins), 커비타신(curbitacin), 프랑게니딘(Prangenidin), 제니스테인(genistein), 다이드제인(daidzein) 또는 이들의 혼합물이 본 발명의 난용성 물질로 사용될 수 있다.
또한, 본 발명은 위와 같은 마이크로니들이 부착되어 있는 난용성 페놀 화합물의 투여용 (전달용) 마이크로니들 패치(patch) 시스템을 제공한다. 바람직하게 본 발명의 일 실시예는 난용성 화합물의 화장학적 피부 투여 방법을 제공한다.
본 발명은 또한 (S1) 앞서 언급한 고분자를 이용하여 난용성 페놀 화합물이 함유된 마이크로파티클을 제조하는 단계 및 (S2) 피부 내 용해성 물질을 이용하여 상기 마이크로파티클을 함유하는 마이크로니들을 제조하는 단계를 포함하는, 난용성 페놀 화합물을 안정하게 포접하여, 피부내로 효과적으로 전달하여, 우수한 효과를 나타낼 수 있는 난용성 물질 함유 마이크로니들의 제조 방법을 제공한다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 마이크로니들을 이용하는 것을 특징으로 하는 난용성 페놀 물질의 효과적인 피부전달을 달성하는 피부 투여 방법을 제공한다. 바람직하게 상기 피부 투여 방법은 피부 주름을 개선하기 위한 화장학적 피부 투여 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서 본 발명은 상기 마이크로니들을 이용하여 pH7, 25℃ 물에서의 용해도가 1mg/ml 이하인 난용성 페놀 화합물을 안정하게 함침하여, pH7, 25℃ 물에서의 용해도가 1mg/ml 이하인 난용성 페놀 화합물을 피부 내로 효과적으로 전달하는 난용성 페놀 화합물의 피부 투여 방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 난용성 화합물을 안정하게 포접할 수 있다.
본 발명은 난용성 화합물을 효과적으로 피부에 전달할 수 있다.
본 발명은 난용성 화합물을 안정적으로 포접하여 피부에 효과적으로 전달함으로써 우수한 피부 주름 감소 효과를 얻을 수 있는 마이크로니들을 제공한다.
본 발명은 이러한 마이크로니들을 이용하는 것을 특징으로 하는 난용성 물질의 피부 투여 방법을 제공한다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명에 따른 마이크로니들을 제조하는 여러 방법 중 일 예를 보여주는 도면이다. 용해성 마이크로니들은 solution casting 방법으로 제조될 수 있으며, solution을 mold에 casting하여 진공 및/또는 centrifuge로 미세 mold에 액을 채운 후 건조하여 제조할 수 있다. 마이크로니들 구조체를 형성하는 material은 일반적인 합성 및 천연 수용성 고분자가 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 마이크로니들에 포함된 난용성 화합물의 방출 거동을 평가하기 위한 Franz diffusion cell을 나타낸다.
도 3은 돼지 피부를 장착한 Franz diffusion cell을 이용하여, 돼지 피부 및 acceptor solution 내 파에오놀을 함유한 크림(P-Cream), 파에오놀 solution이 함침된 Microneedle(P-S MN)과 파에오놀 Microparticle이 함침된 Microneedle(P-MP MN)로부터 나온 파에오놀의 총 함량을 나타냄으로써 파에오놀의 피부투과량을 보여주는 그래프이다.
도 4는 돼지 피부를 장착한 Franz diffusion cell을 이용하여 평가한, 파에오놀 solution 또는 파에오놀 마이크로파티클을 함유한 마이크로니들로부터의 파에오놀 방출 평가결과를 보여주는 그래프이다.
도 5는 본 발명에 따른 파에오놀을 함유한 크림(P-Cream), 파에오놀 solution이 함침된 Microneedle(P-S Microneedle)과 파에오놀 Microparticle이 함침된 Microneedle(P-MP Microneedle)을 눈가 주름에 장기간 사용한 후에 나타나는 주름 개선 정도를 보여주는 실험 결과이다.
도 6은 돼지 피부를 장착한 Franz diffusion cell을 이용하여 평가한, 마이크로니들로부터의 제니스테인 또는 다이드제인의 방출 평가결과를 보여주는 그래프이다.
도 7은 본 발명에 따른 제니스테인 solution이 함침된 Microneedle(G-S Microneedle)과 제니스테인 Microparticle이 함침된 Microneeedle(G-MP Microneedle)을 눈가 주름에 장기간 사용한 후에 나타나는 주름 개선 정도를 보여주는 실험 결과이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예 등을 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 본 명세서에 있어 조성물들의 함량은 특별한 언급이 없는 한 중량%로 나타내었다.
파에오놀 마이크로파티클을 포함하는 마이크로니들 제조
<파에오놀 크림 제조>
하기 표 1과 같이, 파에오놀 0.05%를 함유한 수중 유화(oil in water) 제형을 제조하였다.
성분 Paeonol cream (중량%)
C14-22알코올, C12-20알킬글루코사이드(혼합물 C14-22알코올:C12-20알킬글루코사이드 = 80:20 중량비) 1.5
글리세릴스테아레이트 1.2
피이지-100스테아레이트 0.9
세테아릴알코올 1.5
폴리글리세릴-3메칠글루코오스디스테아레이트 1.5
하이드로제네이티드폴리데센 4.5
사이클로헥사실록산 3.5
카보머 0.2
트로메타민 0.2
글리세린 3
디프로필렌글라이콜 3
1,2-헥산디올 2
파에오놀-카프릴릭/카프릭트리글리세라이드 용액 (5%) 1
정제수 To 100
<파에오놀 마이크로파티클 제조>
메톡시 폴리(에틸렌글리콜)-b-폴리(카프로락톤)(methoxy poly(ethyleneglycol)-b-poly(caprolactone), mPEG-PCL) 이중블록 코폴리머를 이용하여 난용성 물질인 파에오놀(Paeonol)을 포집하였다. 먼저, mPEG-PCL(5k-5k, 5k-10k 1:1로 혼합) 10g을 40mL의 에탄올에 녹인 용액을 카프릴릭/카프릭트리글리세라이드 20g에 파에오놀 2g을 녹인 용액과 혼합하였다. 0.5% Polyvinyl alcohol 수용액 60mL에 교반하면서 상기 용액을 서서히 첨가하였다. 에탄올 용매가 증발하게 하기 위해 일정시간 동안 교반하면서 방치한 후, 잔여 에탄올을 rotary evaporator를 이용하여 제거하여, 파에오놀 함량이 2% 이상 되도록 용액을 제조하였다. 제조된 용액을 filtering 하여 석출된 파에오놀을 제거하였다.
Liquid chromatography로 분석한 결과, 파에오놀의 함량은 2%로 확인 되었으며, Particle size analyzer (Malvern Zetasizer 2000TM)로 분석한 결과 마이크로파티클의 평균 크기는 210nm 이었다.
<파에오놀 또는 파에오놀 마이크로파티클이 함유된 마이크로니들의 제조>
하기 표 2와 같이, 파에오놀 (solution 형태로 첨가됨) 함유 마이크로니들(P-S MN) 또는 파에오놀 마이크로파티클이 함유된 마이크로니들(P-MP MN)을 제조하였다.
P-S MN(중량%) P-MP MN(중량%)
oligo-HA 6 6
Na-CMC 6 6
Trehalose 10 10
Glycerin 5 5
HCO-40 0.2 0.2
Paeonol-TG solution (5%) 1.0 -
Paeonol microparticle (2%) - 2.5
water To 100 To 100
구체적으로 파에오놀이 함침된 용해성(soluble) 마이크로니들(P-S MN)은 다음과 같이 제조하였다. Oligo-HA(Hyaluronic acid), Na-CMC(Sodium carboxymethyl cellulose) 및 Trehalose를 정제수에 용해한 후 Glycerin, HCO-40 및 파에오놀-TG (카프릴릭/카프릭트리글리세라이드) solution을 첨가하여 용액을 제조하였다. 제조한 파에오놀 용액을 실리콘 마이크로니들 mold에 casting 한 후, 3000rpm에서 10분간 centrifugation 하여 미세 mold에 액을 충진하였다. 용액 충진 후 건조 오븐(70℃)에서 3시간동안 건조하고, 접착 필름을 이용하여 마이크로니들을 silicone mold로부터 분리해 내었다.
구체적으로 파에오놀 마이크로파티클이 함침된 용해성(soluble) 마이크로니들(P-MP MN)은 다음과 같이 제조하였다. Oligo-HA(Hyaluronic acid), Na-CMC(Sodium carboxymethyl cellulose) 및 Trehalose를 정제수에 용해한 후 Glycerin, HCO-40 및 파에오놀 마이크로파티클(파에오놀 2%)을 첨가하여 용액을 제조하였다. 제조한 용액을 silicone microneedle mold에 casting 한 후, 3000rpm에서 10분간 centrifugation 하여 미세 mold에 액을 충진하였다. 용액 충진 후 건조 오븐(70℃)에서 3시간동안 건조하고, 접착 필름을 이용하여 마이크로니들을 silicone mold로부터 분리해 내었다.
<파에오놀 방출 거동>
돼지 피부를 장착한 Franz diffusion cell을 이용하여 위에서 제조한 크림 및 마이크로니들로부터의 파에오놀 방출을 평가하였다 (도 2 참조). 수용액(acceptor solution)으로는 30 중량%의 DPG가 함유된 PBS 용액을 사용하였다.
즉, Franz diffusion cell을 이용하여, 시간에 따른 돼지피부 조직 및 acceptor solution의 파에오놀 함량을 Liquid Chromatography를 이용하여 측정하였다. 돼지피부에 파에오놀 크림을 바르거나, 파에오놀 혹은 파에오놀 마이크로파티클이 함침된 마이크로니들을 부착하여 시간에 따라 피부 내로 투과된 파에오놀 총 함량을 확인하였다. 그 결과를 도 3에 나타내었다. 도 3에 나타나는 바와 같이, 파에오놀을 포함한 크림은 피부를 통해 투과되는 양이 약 10㎍ 정도였으나, Microneedle에 함침된 파에오놀 및 파에오놀 마이크로파티클은 Needle에 의해 피부로 직접 투과하여 그 투과량이 50, 60㎍ 이상으로 각각 약 5, 6배 이상 크림 대비 높은 피부 투과량을 나타내었다.
또한, 피부 투과량이 높았던 두 가지 마이크로니들의 경우 돼지피부에 있던 파에오놀이 피부 내로 침투되는 양상을 확인하기 위해, 파에오놀 혹은 파에오놀 마이크로파티클이 함침된 마이크로니들을 부착하여 마이크로니들이 돼지 피부 내에 침투하여 녹게 한 후 (부착 시간: 2시간, 온도: 32℃) 마이크로니들을 제거하였다. 마이크로니들에 의해 파에오놀이 흡수된 돼지 피부를 franz diffusion cell에 넣어, 파에오놀이 시간에 따라 돼지 피부에서 Acceptor solution으로 방출되는 거동을 확인하였다. 그 결과를 도 4에 나타내었다.
도 4에 나타나는 바와 같이, 파에오놀 solution이 함침된 Microneedle에 의해 파에오놀이 침투된 돼지 피부는 시간에 따라 돼지 피부 내 파에오놀 함량이 서서히 감소하며, Acceptor solution의 파에오놀 함량 역시 서서히 증가하는 반면에, 파에오놀 microparticle이 함침된 Microneedle에 의해 파에오놀이 침투된 돼지피부는 피부 내 파에오놀 함량이 급격히 감소하며, Acceptor solution에서도 급격히 증가함을 확인하였다. 이는 파에오놀 solution이 함침된 Microneedle의 경우 파에오놀이 침전된 결정 형태로 존재하여, 피부 내에서 파에오놀이 흡수되지 않기 때문이며, 반면에 Microneedle에 파에오놀 Microparticle이 함침된 경우에는 Microparticle에서 파에오놀이 무정형 상태로 방출되어 피부를 투과하기 때문이다.
<주름 개선 효과>
파에오놀 크림, 파에오놀 solution이 함침된 Microneedle(P-S Microneedle)과 파에오놀 Microparticle이 함침된 Microneeedle(P-MP Microneedle)을 눈가 주름에 12주간 매일 처리한 후 주름 개선 정도를 평가하였다. 주름 개선 정도를 실리콘 모사판(silicone replica) 및 주름 영상 분석 방법을 통해 확인하였다 (N=20). 그 결과를 도 5에 나타내었다.
본 발명에 따른 파에오놀 크림, 파에오놀 solution이 함침된 Microneedle에 비해 파에오놀 Microparticle이 함침된 Microneedle에서 각각 3배, 2배 이상 우수한 개선효과를 보였으며, 이는 난용성 약물인 파에오놀이 Microneedle에 의해 피부 내로 침투된 Microparticle로부터 방출됨으로써, 효과가 높게 나타난 것을 확인하였다.
제니스테인 마이크로파티클을 포함하는 마이크로니들 제조
<제니스테인 마이크로파티클 제조>
메톡시 폴리(에틸렌글리콜)-b-폴리(카프로락톤)(methoxy poly(ethyleneglycol)-b-poly(caprolactone), mPEG-PCL) 이중블록 코폴리머를 이용하여 난용성 물질인 제니스테인(Genistien)을 포집하였다. 먼저, mPEG-PCL(5k-5k, 5k-10k 1:1로 혼합) 10g을 40mL의 에탄올에 녹인 용액을 PEG400 20g에 제니스테인 2g을 녹인 용액과 혼합하였다. 0.5% Polyvinyl alcohol 수용액 100mL에 교반하면서 상기 용액을 서서히 첨가하였다. 에탄올 용매가 증발하게 하기 위해 일정시간 동안 교반하면서 방치한 후, 잔여 에탄올을 rotary evaporator를 이용하여 제거하여, 제니스테인 함량이 2%가 되도록 용액을 제조하였다. 제조된 용액을 filtering 하여 석출된 제니스테인을 제거하였다.
Liquid chromatography로 분석한 결과, 제니스테인의 함량은 1.9%로 확인 되었으며, Particle size analyzer (Malvern Zetasizer 2000)TM로 분석한 결과 마이크로파티클의 평균 크기는 150nm 이었다.
<제니스테인 또는 제니스테인 마이크로파티클이 함유된 마이크로니들의 제조>
하기 표 3과 같이, 제니스테인 (solution 형태로 첨가됨) 또는 제니스테인 마이크로파티클이 함유된 마이크로니들을 제조하였다.
G-S MN(중량%) G-MP MN(중량%)
oligo-HA 6 6
Na-CMC 6 6
Trehalose 10 10
Glycerin 5 5
HCO-40 0.2 0.2
Genistein-DPG solution (5%) 1.0 -
Genisteinmicroparticle (2%) - 2.5
water To 100 To 100
구체적으로 제니스테인(G-S MN)이 함침된 용해성(soluble) 마이크로니들은 다음과 같이 제조하였다. Oligo-HA(Hyaluronic acid), Na-CMC(Sodium carboxymethyl cellulose) 및 Trehalose를 정제수에 용해한 후 Glycerin, HCO-40 및 제니스테인-DPG solution을 첨가하여 용액을 제조하였다. 제조한 제니스테인 용액을 실리콘 마이크로니들 mold에 casting 한 후, 3000rpm에서 10분간 centrifugation 하여 미세 mold에 액을 충진하였다. 용액 충진 후 건조 오븐(70℃)에서 3시간 동안 건조하고, 접착 필름을 이용하여 마이크로니들을 silicone mold로부터 분리해 내었다.
구체적으로 제니스테인 마이크로파티클(G-MP MN)이 함침된 용해성(soluble) 마이크로니들은 다음과 같이 제조하였다. Oligo-HA(Hyaluronic acid), Na-CMC(Sodium carboxymethyl cellulose) 및 Trehalose를 정제수에 용해한 후 Glycerin, HCO-40 및 제니스테인 마이크로파티클(제니스테인 2%)을 첨가하여 용액을 제조하였다. 제조한 용액을 silicone microneedle mold에 casting 한 후, 3000rpm에서 10분간 centrifugation 하여 미세 mold에 액을 충진하였다. 용액 충진 후 건조 오븐(70℃)에서 3시간동안 건조하고, 접착 필름을 이용하여 마이크로니들을 silicone mold로부터 분리해 내었다.
<제니스테인 방출 거동>
돼지 피부를 장착한 Franz diffusion cell을 이용하여 위에서 제조한 마이크로니들로부터의 제니스테인 방출을 평가하였다 (도 2 참조). 수용액(acceptor solution)으로는 30 중량%의 DPG가 함유된 PBS 용액을 사용하였다.
즉, Franz diffusion cell을 이용하여, 시간에 따른 돼지피부 조직 및 acceptor solution의 제니스테인 함량을 Liquid Chromatography를 이용하여 측정하였다. 돼지피부에 제니스테인 혹은 제니스테인 마이크로파티클이 함침된 마이크로니들을 부착하여 마이크로니들이 돼지 피부 내에 침투하여 녹게 한 후 (부착 시간: 2시간, 온도: 32℃) 마이크로니들을 제거하였다. 마이크로니들에 의해 제니스테인이 흡수된 돼지 피부를 franz diffusion cell에 넣어, 제니스테인이 시간에 따라 돼지 피부에서 Acceptor solution으로 방출되는 거동을 확인하였다. 그 결과를 도 6에 나타내었다.
도 6에 나타나는 바와 같이, Genistein solution이 함침된 Microneedle에 의해 Genistein이 침투된 돼지 피부는 시간에 따라 돼지 피부내 Genistein 함량에 변화가 없으며, Acceptor solution의 Genistein 함량은 거의 검출되지 않는 반면에, Genistein microparticle이 함침된 Microneedle에 의해 Genistein이 침투된 돼지피부는 돼지 피부내 Genistein 함량이 서서히 감소하며, Acceptor solution에서도 서서히 증가함을 확인하였다. 이는, Genistein solution이 함침된 Microneedle의 경우 Genistein 침전된 결정 형태로 존재하여, 피부내에서 Genistein이 흡수 되지 않기 때문이며, 반면에 Microneedle에 의해 Genistein Microparticle이 함침된 경우에는 Microparticle에서 Genistein이 무정형 상태로 방출되기 때문이다.
<주름 개선 효과>
Genistein solution이 함침된 Microneedle(G-S Microneedle)과 Genistein Microparticle이 함침된 Microneeedle(G-MP Microneedle)을 눈가 주름에 12주간 매일 처리한 후 주름 개선 정도를 평가하였다. 주름 개선 정도를 실리콘 모사판(silicone replica) 및 주름 영상 분석 방법으로 통해 확인하였다 (N=20). 그 결과를 도 7에 나타내었다.
본 발명에 따른 Genistein solution이 함침된 Microneedle에 비해 Genistein Microparticle이 함침된 Microneeedle에서 3배 이상 우수한 개선효과를 보였으며, 이는 난용성 약물인 Genistein이 Microneedle에 의해 피부내로 침투된 Microparticle로부터 방출됨으로서, 효과가 높게 나타난 것을 확인하였다.
본 발명은 피부 주름 개선을 위한 화장품, 약학 용도로 이용될 수 있다.
본 발명의 마이크로니들은 우수한 피부 주름 감소 효과를 기대할 수 있다.

Claims (20)

  1. 난용성 화합물이 함유된 마이크로파티클을 포함하는 마이크로니들.
  2. 제1항에 있어서, 상기 난용성 화합물은 난용성 페놀 화합물 또는 난용성 이소플라본인 것을 특징으로 하는 마이크로니들.
  3. 제1항에 있어서, 상기 난용성 화합물은 pH7, 25℃ 물에서의 용해도가 1mg/ml 이하인 것을 특징으로 하는 마이크로니들.
  4. 제2항에 있어서, 상기 난용성 페놀 화합물은 파에오놀(paeonol), 크리소파놀(chrysophanol), 마이코페놀산(mycophenolic acid), 테트라뷰틸 에틸리덴비스페놀(tetrabutyl ethylidenebisphenol), 또는 이의 유도체 중에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 마이크로니들.
  5. 제4항에 있어서, 상기 난용성 페놀 화합물은 파에오놀 또는 이의 유도체인 것을 특징으로 하는 마이크로니들.
  6. 제2항에 있어서, 상기 난용성 이소플라본은 글리시테인(glycitein), 쿠거비타신(cucurbitacins), 커비타신(curbitacin), 프랑게니딘(Prangenidin), 제니스테인(genistein), 다이드제인(daidzein) 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 마이크로니들.
  7. 제6항에 있어서, 상기 난용성 이소플라본은 글리시테인(glycitein), 제니스테인(genistein), 다이드제인(daidzein) 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 마이크로니들.
  8. 제1항에 있어서, 상기 마이크로니들을 형성하는 물질은 피부 내에서 용해되며, 상기 마이크로파티클은 소수성 코어를 형성하는 고분자를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 마이크로니들.
  9. 제8항에 있어서, 상기 마이크로니들을 형성하는 물질은 히알루로닉산 (Hyaluronic acid), 소디움-카르복시메틸 셀룰로오스(Na-CMC, Sodium carboxymethyl cellulose), 비닐피롤리돈-비닐아세테이트 공중합체, 폴리비닐알코올(Poly vinyl alcohol), 폴리비닐피롤리돈(Poly vinyl pyrrolidone), 당류 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 마이크로니들.
  10. 제8항에 있어서, 상기 마이크로니들은 마이크로니들을 형성하는 물질 이외에 가소제(plasticizer)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로니들.
  11. 제8항에 있어서, 상기 소수성 코어를 형성하는 고분자는 폴리(락타이드), 폴리(글리코라이드), 폴리(락타이드-코-글리코라이드), 폴리안하이드라이드, 폴리오르쏘에스테르, 폴리에테르에스테르, 폴리카프로락톤, 모노-메톡시 폴리에틸렌글리콜-폴리카프로락톤 (MPEG-PCL), 폴리에스테르아마이드, 폴리(뷰티릭 산), 폴리(발레릭 산), 폴리우레탄, 폴리아크릴레이트, 에틸렌-비닐아세테이트 중합체, 아크릴 치환 셀룰로오스 아세테이트, 비-분해성 폴리우레탄, 폴리스티렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐 풀루오라이드, 폴리(비닐 이미다졸), 클로로설포네이트 폴리올레핀(chlorosulphonate polyolefins), 폴리에틸렌 옥사이드, 또는 이들의 공중합체, 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 마이크로니들.
  12. 제8항에 있어서, 상기 소수성 코어를 형성하는 고분자는 폴리(락타이드), 폴리(글리코라이드), 및 폴리(락타이드-코-글리코라이드) 중 어느 하나 이상과 모노-메톡시 폴리에틸렌글리콜-폴리카프로락톤 (MPEG-PCL)의 혼합물인 것을 특징으로 하는 마이크로니들.
  13. 제1항에 있어서, 상기 마이크로파티클은 매트릭스 타입 또는 레저보어 타입인 것을 특징으로 하는 마이크로니들.
  14. 제1항에 있어서, 상기 마이크로파티클의 직경은 0.01 내지 10 μm인 것을 특징으로 하는 마이크로니들.
  15. (S1) 소수성 코어를 형성하는 고분자를 이용하여 난용성 화합물이 함유된 마이크로파티클을 제조하는 단계; 및
    (S2) 피부 내 용해성 물질을 이용하여 상기 마이크로파티클을 함유하는 마이크로니들을 제조하는 단계를 포함하는,
    난용성 화합물 함유 마이크로니들의 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 난용성 화합물은 pH7, 25℃ 물에서의 용해도가 1mg/ml 이하인 것을 특징으로 하는 마이크로니들의 제조방법.
  17. 제15항에 있어서, 상기 난용성 화합물은 난용성 페놀 화합물이며, 상기 난용성 페놀 화합물은 파에오놀(paeonol), 크리소파놀(chrysophanol), 마이코페놀산(mycophenolic acid), 테트라뷰틸 에틸리덴비스페놀(tetrabutyl ethylidenebisphenol), 또는 이의 유도체 중에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 마이크로니들의 제조방법.
  18. 제15항에 있어서, 상기 난용성 화합물은 난용성 이소플라본이며, 상기 난용성 이소플라본은 글리시테인(glycitein), 쿠거비타신(cucurbitacins), 커비타신(curbitacin), 프랑게니딘(Prangenidin), 제니스테인(genistein), 다이드제인(daidzein) 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 마이크로니들의 제조방법.
  19. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 마이크로니들을 이용하여 pH7, 25℃ 물에서의 용해도가 1mg/ml 이하인 난용성 화합물을 피부 내로 전달하여 피부 주름을 개선하는 것을 특징으로 하는, 난용성 화합물의 피부 투여 방법.
  20. 난용성 화합물이 함유된 마이크로파티클을 포함하는 마이크로니들의 피부 주름 개선 용도.
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