KR20200062097A - 마이크로 스피큘, 이의 제조용 몰드 및 이의 제조 방법 - Google Patents

마이크로 스피큘, 이의 제조용 몰드 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마이크로 스피큘, 이의 제조용 몰드 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 피부 미용 물질 또는 약물을 피부로 흡수시키기 위한 마이크로 스피큘, 이의 제조용 플라스틱 몰드, 및 이의 제조 방법에 대한 것이다.

Description

마이크로 스피큘, 이의 제조용 몰드 및 이의 제조 방법{Micro-spicule, Mold for Producing the Same and Method for Producing the Same}
본 발명은 마이크로 스피큘(micro-spicule), 이의 제조용 몰드 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 피부 미용 물질 또는 약물을 피부로 흡수시키기 위한 마이크로 스피큘, 이의 제조용 플라스틱 몰드 및 이의 제조 방법에 대한 것이다.
피부미용 성분 또는 약물 등과 같은 유효성분을 피부에 도포하거나, 유효성분이 포함되어 있는 팩이나 패치 등을 피부에 붙여 체내에 전달하는 방식은 지속적인 약물 전달이 가능하고, 통증이 없으며, 이용이 간편하다는 장점이 있다.
그러나 피부 최외각의 10 μm 내지 60 μm 두께의 각질층이 외부 물질의 체내 침투를 막기 때문에, 유효성분의 체내 흡수율이 매우 낮다. 특히, 유효성분이 친수성이거나 분자량이 크면, 이의 체내 흡수율은 더욱 낮아진다.
따라서, 유효성분을 효과적으로 전달하기 위하여 주사를 이용한 투여 방법이 이용되고 있다. 그러나 종래의 주사바늘의 직경이 밀리미터 단위이고, 그 길이는 센티미터 단위이기 때문에, 피부에 존재하는 다수개의 통점을 자극하여, 주사바늘의 사용 시 대상자에게 상당한 통증을 준다. 또한, 주사는 일반적으로 병원이나 전문적인 피부 관리기관에서만 시술이 가능하기 때문에, 가정에서 용이하게 사용할 수 없다는 단점이 있다.
이러한 종래 기술에 따른 단점을 해결하기 위하여, 직경이 수십 μm 내지 수백 μm, 길이가 수십 μm 내지 수천 μm인 미세바늘(micro-needle)이 개발되었다. 상기 미세바늘은 피부 각질층에 미세 구멍을 형성하기 때문에, 형성된 미세 구멍을 통해서 친수성이거나 분자량이 큰 물질도 용이하게 피부로 흡수되거나 피부를 통해서 체내로 전달될 수 있다.
또한, 종래의 미세바늘을 사용하면 피부에 바르기만 해도 잘 흡수되는 물질들의 피부 흡수율이나 체내 전달율도 증대된다. 더욱이, 길이가 짧은 미세바늘은 신경이 분포하는 진피층까지 침투하지 않기 때문에, 통증이 없다. 길이가 긴 미세바늘이 진피층까지 침투하더라도, 종래의 바늘에 비해 직경이 작고 길이가 짧기 때문에 자극하는 통점의 수가 적고, 따라서 대상자의 통증이 크게 줄어든다.
국제공개특허 제WO 02/47555호는 볼록한 헤드 표면을 형성하는 헤드와, 상기 헤드에 설치되고 상기 헤드 표면으로부터 미리정해진 거리만큼 돌출하고 일정 거리만큼 떨어져 있는 핀들을 포함하는, 대상자의 피부를 처리하는 장치, 및 상기 장치를 이용하여 피부 각질층에 미세 구멍을 형성한 후에 피부미용 물질을 도포하는 방법을 개시하고 있다.
또한, 미합중국 등록특허제5,487,726호는 백신을 피부에 도포하는 단계 및 상기 백신이 도포된 피부에 스파이크가 장착된 장치를 이용하여 피부 각질층에 미세 구멍을 형성하는 단계를 포함하는 백신 도포 시스템을 개시하고 있다.
그러나, 국제공개특허 제WO 02/47555호와 미합중국 등록특허 제5,487,726호에 따르면, 약물의 피부 도포 단계와 피부 각질층에 미세 구멍 형성 단계가 별도로 이루어지기 때문에, 대상자에게 불편함을 준다.
미합중국 등록특허 제6,603,998호는 미세바늘 형태의 전극 표면에 피부미용 물질을 코팅한 후에 이를 피부에 적용함으로써 피부미용 물질을 전달하는 방법을 개시하고 있다.
또한, 미합중국 등록특허 제6,132,755호는 마이크로핀이 설치된 약물저장 용기를 피부에 적용하여 상기 마이크로핀이 피부 각질층을 통과하고, 펌프를 사용하여 상기 마이크로핀을 통해 약물이 피부에 전달하는 시스템을 개시하고 있다.
또한, 미합중국 공개특허출원 제2005/0251088호는 다공성 니들의 공극에 약물을 저장하고 상기 다공성 니들이 피부 각질층에 미세 구멍을 내고, 상기 니들의 공극에 저장된 피부미용 물질을 전달하는 방법을 개시하고 있다.
또한, 미합중국 등록특허 제3,964,482호는 약물저장 용기와 연결된 돌출부를 갖춘 장치를 사용하여 상기 돌출부가 피부 각질층을 통과하고 상기 돌출부를 통해 약물이 피부 내부로 확산하게 하는 약물전달장치를 개시하고 있다.
그러나 상기 등록특허 제6,603,998호, 제6,132,755호 및 제3,964,482호, 그리고 미합중국 공개특허출원 제2005/0251088호에 따르면, 피부미용 물질을 전달하기 위해 별도의 장치가 필요하다는 단점이 있다.
피부미용 물질이 각질 층을 보다 쉽게 통과할 수 있도록 하는 다른 방법은 각질 제거 화장품을 사용한 후, 피부미용 물질을 피부에 바르는 것이다. 각질제거 화장품은 주로 각질제거를 할 수 있는 스크럽제를 이용하여 물리적으로 각질을 제거한다. 각질제거 화장품의 사용 후 반드시 스크럽제를 씻어낸 후에 피부미용 물질을 비롯한 피부미용 물질을 피부에 도포해야 한다.
또한, 스크럽제 사용 도중 눈에 들어가게 될 경우, 스크럽제의 제거가 용이하지 아니하고, 이물감을 느끼게 되며, 눈을 비비는 것에 의해 각막이 손상될 수도 있다.
대한민국 등록특허 제10-1206985호는 설탕 스크럽을 비수계 화장료에 함유시킴으로써 피부 보습, 혈행 촉진, 피부 노폐물 및 각질 제거가 우수하면서도 경시 안정성 및 퍼짐성이 좋아서 사용 감이 우수한 설탕 스크럽을 다량 함유한 마사지 화장료 조성물을 개시하고 있다.
그러나 상기 대한민국 등록특허 제10-1206985호의 설탕 스크럽은 일반적으로 면이 8개 이상이어서 각 면이 이루는 각이 크고, 모서리도 뭉툭하여 스크럽 효과가 크지 아니하다는 단점이 있다.
전술한 종래 기술의 단점을 극복하기 위하여, 본 발명자들은 피부미용 물질 또는 유효성분을 포함하는 사면체 또는 다각뿔 형태의 마이크로 스피큘을 스크럽 입자로서 사용하면 용이하고 효과적으로 상기 피부미용 물질 또는 약물을 각질층을 통과시킬 수 있다는 점에 착안하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 기본적인 목적은 피부 미용 물질 또는 약물을 피부로 흡수시키기 위한 마이크로 스피큘(micro-spicule)을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 사면체 또는 다각뿔 형태가 음각된, 피부 미용 물질 또는 약물을 피부로 흡수시키기 위한 마이크로 스피큘 제조용 몰드를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 (i) 피부 미용 물질 또는 약물과, 생체적합성 물질 및 물의 혼합용액을 음각된 몰드에 충전하는 단계; (ii) 상기 혼합용액을 건조하여 마이크로 스피큘을 얻는 단계; 및 (iii) 상기 마이크로 스피큘을 상기 음각된 몰드로부터 분리하는 단계를 포함하는, 피부 미용 물질 또는 약물을 피부로 흡수시키기 위한 마이크로 스피큘 제조 방법을 제공하는 것이다.
전술한 본 발명의 기본적인 목적은 피부 미용 물질 또는 약물을 피부로 흡수시키기 위한 마이크로 스피큘을 제공함으로써 달성된다.
본 명세서에서 "마이크로 스피큘(micro-spicule)"이란 용어는 사면체 또는 다각뿔 형태의 마이크로 구조체(micro-structure)를 지칭한다(도 1 참조). 또한, 상기 다각뿔은 한 면이 다각형(밑면이라 함)이고, 다른 모든 면이 정점에서 만나는 삼각형이으로 이루어진 다면체를 말한다.
본 명세서에서, 상기 마이크로 스피큘의 각 면은 평평하거나, 요철이 있을 수 있으며, 속이 비어있을 수도 있다. 또한, 상기 마이크로 스피큘의 모서리나 꼭지점의 일부가 깨지는 등의 결함이 있을 수 있다.
본 발명의 마이크로 스피큘은 다당류, 폴리비닐알코올, 카르복시비닐 중합체, 키토산, 히알루론산, 셀룰로오스 폴리머 또는 소금과 같은 생체적합성 물질일 수 있다. 상기 생체적합성 물질은 인체에 무해하고 체액 또는 물에 용해, 분해 또는 팽윤될 수 있는 물질을 지칭한다.
상기 마이크로 스피큘의 하나 이상의 면에 함몰부가 형성될 수 있고, 상기 함몰부의 깊이는 상기 마이크로 스피큘의 높이의 1/2 이내일 수 있다.
본 발명의 마이크로 스피큘은 피부 미용 물질 또는 약물을 추가로 포함하여, 피부미용 물질이나 약물이 피부에 효과적으로 흡수될 수 있게 한다.
상기 마이크로 스피큘(1)에 포함되어 있는 피부미용 물질(2)을, 도 2에 나타난 바와 같이, 피부(10) 위에 바르고 손으로 두드리거나 문지르면 다면체의 꼭짓점이나 모서리 등이 각질(11)에 미세구멍을 형성하거나 각질의 일부를 제거한다.
피부 조직 중 최대의 물리적 장벽인 각질층에 형성된 미세 구멍(13) 또는 얇아진 각질층을 통해 상기 피부미용 물질이 통과하면, 수분이 풍부하고 세포의 조밀도가 상대적으로 낮은 표피 및 진피(12)층에서 상기 피부미용 물질이 비교적 용이하게 확산되므로, 상기 피부미용 물질의 피부 흡수도가 높아진다.
이와 같은 작용이 일어나기 위해서, 다면체의 꼭지점이나 모서리가 예리한 각을 이루고 있어야 하므로, 육면체 이상의 다면체는 상기 용도에 적합하지 아니할 수 있다.
또한, 상기 마이크로 스피큘(1)이 용해되지 아니한 채로 그 형상을 계속 유지하고 있으면, 사용자가 세척해야하는 불편함이 있다. 더욱이, 상기 마이크로 스피큘이 각질층에 박혀있으면, 상기 마이크로 스피큘이 대부분의 미세 구멍을 막게 되므로, 피부미용 물질의 피부 흡수도가 적게 향상된다. 따라서 피부미용 물질 또는 약물을 피부로 효과적으로 흡수시키는 마이크로 스피큘은 체액 또는 물에 쉽게 용해, 분해 또는 팽윤되는 것이 바람직하다.
상기 마이크로 스피큘(1)에 상기 피부미용 물질(2)이 미리 포함된 경우에는, 상기 피부미용 물질은 상기 마이크로 스피큘을 용해시키지 아니하는 성분으로 이루어져 있어야 한다.
피부 각질층의 두께가 10 μm 내지 60 μm이고 피부가 탄력이 있기 때문에, 각질층에 미세 구멍을 형성하기 위해서는 상기 마이크로 스피큘은 사면체 또는 다각뿔 형상인 것이 바람직하고, 상기 사면체 또는 다각뿔의 밑변과 높이가 각각 50 μm 내지 500 μm인 것이 바람직하다.
본 발명의 마이크로 스피큘에 포함될 수 있는 피부 미용 물질은 항산화제, 성장인자, 주름 개선 물질, 또는 세포 배양물 또는 배양배지일 수 있다.
상기 항산화제는 비타민 C일 수 있고, 상기 성장인자는 상피세포 성장인자(EGF) 또는 섬유아세포 성장인자(FGF)일 수 있으며, 상기 세포 배양물 또는 배양배지는 줄기세포의 배양물 또는 배양배지일 수 있다.
또한, 본 발명의 마이크로 스피큘에 포함될 수 있는 약물은 인슐린 또는 성장호르몬일 수 있다.
상기 사면체 또는 다각뿔 형상의 마이크로 스피큘(1)은, 도3에 나타난 바와 같이, 피부에 부착할 수 있는 패치(20) 위에 피부미용 물질(2)과 함께 충진되어 이용될 수 있다. 이와 같은 방식에는, 피부미용 물질을 전달하고자 하는 부위의 각질층에만 미세 채널을 형성하고, 손가락이나 손바닥 등의 각질에는 미세 채널을 형성하지 아니하는 장점이 있다.
상기 사면체 또는 다각뿔 형상의 마이크로 스피큘(1)은 피부미용 물질(2)과 혼합하여 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 미합중국 등록특허 제6,132,755호나 미합중국 공개특허 제2005/0251088호 등에 개시된 바와 같이, 미세바늘 내부에 피부 노화 방지, 주름 개선, 피부톤 개선 등의 효과가 있는 피부미용성분 또는 백신, 표피 성장인자, 성장 호르몬, 인슐린과 같은 약물을 직접 충진해서 피부 내로 전달할 수도 있다.
전술한 본 발명의 다른 목적은 사면체 또는 다각뿔 형태가 음각된, 피부 미용 물질 또는 약물을 피부로 흡수시키기 위한 마이크로 스피큘 제조용 몰드를 제공하는 것이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 몰드의 단면이 나타나 있다.
상기 몰드는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리아클릴레이트 또는 폴리카보네이트로부터 선택되는 플라스틱일 수 있다.
전술한 본 발명의 또 다른 목적은 (i) 피부 미용 물질 또는 약물과, 생체적합성 물질 및 물의 혼합용액을 음각된 몰드에 충전하는 단계; (ii) 상기 혼합용액을 건조하여 마이크로 스피큘을 얻는 단계; 및 (iii) 상기 마이크로 스피큘을 상기 음각된 몰드로부터 분리하는 단계를 포함하는, 피부 미용 물질 또는 약물을 피부로 흡수시키기 위한 마이크로 스피큘 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 실시 태양에 있어서, 상기 사면체 또는 다각뿔 형상의 마이크로 스피큘(1)은, 도 5에 나타난 바돠 같이, 마이크로 스피큘을 이루는 성분(생체적합성 물질)이 포함된 용액(31)과 물의 혼합용액을 음각된 몰드(32)에 충전하는 단계(도 5-a), 상기 혼합용액을 건조하여 마이크로 스피큘을 얻는 단계(도 5-b), 및 상기 마이크로 스피큘을 상기 음각된 몰드로부터 분리하는 단계(도 5-c)를 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있다.
본 발명의 방법에서, 상기 피부 미용 물질은 항산화제, 성장인자, 주름 개선 물질 및 세포 배양물 또는 배양배지로부터 선택될 수 있다.
상기 항산화제는 비타민 C일 수 있고, 상기 성장인자는 상피세포 성장인자(EGF) 또는 섬유아세포 성장인자(FGF)일 수 있으며, 상기 세포 배양물 또는 배양배지는 줄기세포의 배양물 또는 배양배지일 수도 있다.
또한, 본 발명의 마이크로 스피큘에 포함될 수 있는 약물은 인슐린 또는 성장호르몬일 수 있다.
상기 생체적합성 물질이 다당류, 폴리비닐알코올, 카르복시비닐 중합체, 키토산, 히알루론산, 셀룰로오스 폴리머 또는 소금으로부터 선택될 수 있다.
상기 몰드는 사면체 또는 다각뿔 형태가 음각되어 있고, 상기 음각된 사면체 또는 다각뿔의 밑변과 높이가 각각 50 μm 내지 500 μm일 수 있다.
또한, 상기 몰드는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리아클릴레이트 또는 폴리카보네이트로부터 선택되는 플라스틱일 수 있다.
본 발명의 마이크로 스피큘을 사용하면, 종래 기술 보다 더 효율적으로 다량의 피부미용 물질 또는 약물을 피부 내로 흡수시키거나 피부를 통해서 체내로 전달할 수 있다.
또한, 본 발명의 마이크로 스피큘은 효율적인 형태를 가지면서 그 구조가 간단하여 매우 용이하게 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전형적인 마이크로 스피큘에 대한 투시도이다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시 태양에 따른 마이크로 스피큘의 적용예이다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시 태양에 따른 마이크로 스피큘의 적용예이다.
도 5는 본 발명의 마이크로 스피큘을 제조하는 방법에 대한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에서 제조된 마이크로 스피큘(밑변 = 380 μm, 높이 = 300 μm)에 대한 사진이다.
도 7은 본 발명의 실시예에서 제조된 마이크로 스피큘(밑변 = 700 μm, 높이 = 500 μm)에 대한 사진이다.
이하, 다음의 실시예 또는 도면을 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 다음의 실시예 또는 도면에 대한 설명은 본 발명의 구체적인 실시 태양을 특정하여 설명하고자 하는 것일 뿐이며, 본 발명의 권리 범위를 이들에 기재된 내용으로 한정하거나 제한하고자 의도하는 것은 아니다.
실시예. 마이크로 구조체의 제조
실리콘 웨이퍼에 패턴을 노광한 후 벌크 에칭(bulk-etching)하여 실리콘 양각 몰드를 제작하였다. 상기 실리콘 몰드를 니켈 도금한 후, 핫프레스(hot-press)에 220℃의 열을 가하여 폴리프로필렌을 용융시키고, 17 kgf/cm2의 압력을 가하여 약 23,400개의 다각뿔가 음각되고, 밑변의 길이와 깊이가 각각 380 μm × 500 μm 및 700 μm × 700 μm인, 9 cm × 9 cm 크기의 음각 플라스틱 몰드를 제작하였다. 상기 음각 플라스틱 몰드의 함몰부분에 2 g의 히알루론산, 4 g의 물 및 200 μg 피부미용물질을 배합한 혼합용액을 도포하였다. 이후, 상기 플라스틱 몰드를 상온에서 건조한 후, 성형된 다각뿔 형태의 마이크로 스피큘를 탈착시켰다. 이렇게 얻은 다각뿔 형태의 마이크로 구조체가 도 6 및 도 7의 사진에 나타나 있다.

Claims (2)

  1. 피부 미용 물질 또는 약물을 피부로 흡수시키기 위한 스크럽(scrub) 입자로 사용되는 사면체 또는 다각뿔 형상의 수용성 마이크로 스피큘에 있어서,
    상기 수용성 마이크로 스피큘의 하나 이상의 면에 함몰부가 형성되어 있고, 상기 함몰부의 깊이는 상기 마이크로 스피큘의 높이의 1/2 이내인 것임을 특징으로 하고,
    상기 사면체 또는 다각뿔의 밑변과 높이가 각각 105 μm 이상 500 μm 이하인 것을 특징으로 하며,
    상기 마이크로 스피큘의 80중량%이상이 희알루론산으로 이루어진 것임을 특징으로 하는 수용성 마이크로 스피큘.
  2. 제1항의 마이크로 스피큘의 85중량% 이상이 희말루론산으로 이루어진 것임을 특징으로 하는 수용성 마이크로 스피큘.

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