Preparation of Liquid Crystal Emulsion for Transdermal Delivery of Glycyrrhizic Acid and Physical Characteristics and In Vitro Skin Permeation Studies

Vol. 41, No. 4, December 2015, 315-324 http://dx.doi.org/10.15230/SCSK.2015.41.4.315

1)

† 주 저자 (e-mail: snpark@seoultech.ac.kr) call: 02)970-6451

글리시리직애씨드의 경피 전달을 위한 액정 에멀젼의 제조와 물리적 특성 및 In Vitro 피부투과 연구

정 진 우⋅유 차 영⋅박 수 남 ^†

서울과학기술대학교 정밀화학과, 화장품종합기술연구소

(2015년 10월 18일 접수, 2015년 12월 9일 수정, 2015년 12월 10일 채택)

Preparation of Liquid Crystal Emulsion for Transdermal Delivery of Glycyrrhizic Acid and Physical Characteristics and In Vitro Skin Permeation Studies

Jin Woo Jung, Cha Young Yoo, and Soo Nam Park ^†

Department of Fine Chemistry, Cosmetic R&D center, Seoul National University of Science and Technology, 232, Gongneung-ro, Nowon-gu, Seoul 01811, Korea

(Received October 18, 2015; Revised December 9, 2015; Accepted December 10, 2015)

요 약: 본 논문에서는 양친매성물질인 C 12-20 알킬글루코사이드, C 14-22 알코올 및 베헤닐알코올로 구성된 액정 에멀젼을 제조하고 그 특성 및 in vitro 피부 투과 연구를 수행하였다. 액정 에멀젼의 배합비 실험 결과, C 12-20

알킬글루코사이드 0.8%, C 14-22 알코올 3.2% 및 베헤닐알코올 4%에서 선명한 액정 구조가 관찰되었다. 액정 에 멀젼과 비교군으로 O/W 에멀젼의 물리적 특성을 비교한 결과, 액정 에멀젼과 O/W 에멀젼의 점성은 각각 1871.26 ∼ 1.15 Pa⋅s 및 1768.69 ∼ 1.14 Pa⋅s이었으며, 전단응력은 액정 에멀젼은 190.45 ∼ 919.38 Pa, O/W 에멀젼은 178.68 ∼ 909.18 Pa로 측정되었다. 저장 탄성률은 액정 에멀젼은 4487.82 ∼ 8195.59 Pa, O/W 에멀젼은 3428.53 ∼ 9157.45 Pa, 탄성에 대한 점성의 비인 tan (delta) 값은, 액정 에멀젼은 0.23

∼ 0.25, O/W 에멀젼은 0.43 ∼ 0.19로 나타났다. 경피 수분 함량 측정 결과, 액정 에멀젼은 O/W 에멀젼에 비하 여 사용 후 1 h부터 6 h까지 유의적으로 더 높은 피부 수분 함량을 나타냈으며, 경피 수분 손실에서는 30 min부터 4 h까지 유의적으로 수분 손실 억제 효과를 나타내었다. 글리시리직애씨드를 이용한 피부 투과 실험 결과, 24 h 동안 피부 투과량은 액정 에멀젼(64.58 µg/cm ² ), O/W 에멀젼(37.07 µg/cm ² ), 부틸렌글라이콜 용액(41.05 µg/cm ² ) 순으로 나타났고, 시간별 투과능 관찰 결과는 8 h 이후부터 액정 제형에서 피부 투과능이 증가하는 것으 로 나타났다. 결론적으로 액정 에멀젼은 피부의 보습 효과를 증진시킬 뿐만 아니라 기능성 소재의 효율적인 피부 전달체로서 응용 가능성이 있음을 시사한다.

Abstract: In this study, we prepared liquid crystal emulsion composed of amphiphilic substance C 14-22 alcohol, C 12-20 alkyl glucoside, behenyl alcohol and studied liquid crystal emulsion of properties and in vitro skin permeation. The results of formulation experiments, the clear liquid crystalline structure was observed in the ratio of C _14-22 alcohol 0.8%, C _12-20 alkyl glucoside 3.2%, behenyl alcohol 4% in the formulation. The results of physical property measurements, the viscosity of liquid crystal emulsion and O/W emulsion applied as a control group was respectively 1871.26 ∼ 1.15 Pa⋅s, 1768.69

∼ 1.14 Pa⋅s and the shear stress of O/W emulsion was 178.68 ∼ 909.18 Pa, that of liquid crystal emulsion was 190.45

∼ 919.38 Pa. The storage modulus of O/W emulsion was 3428.53 ∼ 9157.45 Pa, that of liquid crystal emulsion was

4487.82 ∼ 8195.59 Pa. The tan (delta) value of O/W emulsion which means a ratio of viscosity to elasticity

1. 서 론

액정이란 분자가 차지하는 위치와 분자축 방향이 고체 결정에서 볼 수 있는 것과 같은 완전한 규칙성을 가지는 상태와 통상의 등방성 액체에서 볼 수 있는 불 규칙한 상태를 모두 가진 상태를 의미한다. 액정은 일 반적으로 그 상태가 액체처럼 유동하지만 방향에 따 라서 광학적 성질을 달리하는 결정체를 닮은 비등방 성(anisotropic) 광학 특징을 갖는다. 화장품 분야에서 는 주로 리오트로픽 액정(lyotropic liquid crystal)이 이 용되며, 리오트로픽 액정은 양친매성 성분의 농도에 의존하여 형성된다.

양친매성 분자들은 적당한 농도에서 리오트로픽 액 정을 형성하는 경향이 있고, 고온에서 오일에 녹아 있 던 양친매성 물질이 냉각되어서 결정형태로 되면서, 입자의 계면으로 이동하여 생긴다. 이 리오트로픽 액 정은 다중라멜라구조를 형성하여 일정한 배열을 형성 하게 된다[1]. 액정상을 갖는 에멀젼은 유화제, 인지질 성분, 고급지방산 및 글리세롤 등의 원료를 이용하여 만들 수 있다. 액정상 에멀젼을 만드는 방법으로는 아 미노산 수용액에 친유성 계면활성제를 가하여 만드는 방법[2], 레시틴을 이용한 유화 방법[3], 다이팔미토일 하이드록시프롤린, 다이에탄올아민세틸포스페이트 및 제미니형 계면활성제를 이용한 액정 제조법이 보고되 었다[4]. 또한 피부에 유분과 수분을 공급해 주는 방법 으로 액정 에멀젼을 화장품에 응용한 연구[5] 및 각질 세포간 지질로 구성된 액정상 에멀젼 제조와 피부 보 습력과 사용감을 증진시키기 위한 연구들도 수행되었 다[6-11]. 최근에는 피부 전달체로서의 화장품 제형에 대한 관심이 증대되면서, 저자들은 에토좀[12], 세포 침투 펩타이드 부착 리포좀[13], 고분자 코팅 리포좀

[14], 리포좀 인 하이드로겔 시스템[15], 고체지질나노 입자[16], O/W 나노에멀젼[17] 등의 피부 전달 시스템 에 대한 연구들을 수행해 왔다. 최근에는 액정 에멀젼 을 이용한 약물의 피부 침투에 관한 연구들이 일부 보 고되고 있다[18,19].

본 연구에서는 새로운 조성의 액정 에멀젼을 제조 하고 이 액정 에멀젼이 피부 전달체로서 화장품에의 응용 가능성이 있는지를 알아보고자 하였다. 세포간 지질 성분인 세라마이드, 콜레스테롤 함유하고 양친 매성물질인 C

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2. 재료 및 실험방법

2.1. 기기 및 시약

실험에 사용된 글리시리직애씨드(glycyrrhizic acid ammonium salt from glycyrrhiza root (licorice))는 Sigma (USA)사의 제품을 사용하였고, 액정 에멀젼 제조에 사 용한 C

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was 0.43 ∼ 0.19, and that of liquid crystal emulsion was 0.23 ∼ 0.25. The water content value on the skin for liquid crystal emulsion was significantly higher from 1 h to 6 h compared with that of O/W emulsion and the transepidermal water loss on the skin was significantly superior in skin moisture loss suppression from 30 min to 4 h compared with that of O/W emulsion. The results of skin permeation using glycyrrhizic acid, the result of skin permeation amount of liquid crystal emulsion for 24 h was 64.58 µg/cm ² , that of O/W emulsion was 37.07 µg/cm ² , that of butylene glycol solution was 41.05 µg/cm ² . Hourly permeability results, it is showed that skin penetration effect of the liquid crystal emulsion increases after 8 h. These results suggest that liquid crystal emulsions are effective for skin moisturizing effect and function as potential efficacy ingredient delivery system for the transdermal delivery.

Keywords: liquid crystal, rheological properties, moisturizing effect, glycyrrhizic acid, skin permeation studies, cosmetics

arginine (Ainimoto, Japan)은 (주)풀무원에서 공급받아 사용하였다. 액정 에멀젼 제조에는 T.K homomixer mark II model 2.5 (Primix, Japan)를 사용하였고, 편광 현미경은 Axio scope.a1 (Carl zeiss, Germany), 레오미 터는 Discovery hybrid rheometers (TA Instruments, America), 경피 수분 보유량은 Corneometer CM825 (Courage & Khazaka, Germany), 경피 수분 손실량은 Tewameter TM300 (Courage & khazaka, Germany)를 사 용하였다. 피부 투과 실험에 사용한 franz diffusion cell 은 Permegear (USA)사의 9 mm Franz diffusion cell (receptor volume 5 mL)과 V6A stirrer 모델을 사용하였 다. 효능 물질의 피부 투과량 측정은 high performance liquid chromatography (Shimadzu, Japan)사의 제품을 사 용하였다.

2.2. 액정 에멀젼 제조

액정 에멀젼은 호모 믹서 T.K homomixer mark II model 2.5 (Primix, Japan)를 이용하여 제조하였다. 글 리세린, C

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℃ 이하에 보관하면서 숙성하고 난 후 액정 형성을 관 찰하였다. In vitro 피부투과 실험 시 글리시리직애씨 드는 Figure 1의 (D)상에 투입하여 액정 에멀젼을 제 조하였다.

2.3. 편광현미경 관찰

제조된 액정 에멀젼은 편광현미경 Axio scope.a1 (Carl zeiss, Germany)을 이용하여 400배율로 관찰하였 다. 관찰할 때, 소량의 시료를 슬라이드 유리판에 취하 여, 커버 glass를 올려놓고, 힘을 동일하게 부여하였다.

2.4. 레오미터 측정

레오미터를 이용하여 액정상 에멀젼의 유변학적 물 성 측정 실험은 정상류(steady-flow) 조건에서 진행하 였으며, 점성 및 전단응력 측정 시에는 콘(cone)은 지 름이 40 mm이고 기울기가 2 °인 것을 이용하였으며, 전단속도(shear rate)를 0.1 (1/s)에서 800 (1/s)까지의 조 건으로 측정하였다. 저장 탄성률과 손실 탄성률 측정 시 실험 조건은 콘(cone)은 지름이 40 mm이고 기울기 가 0 °인 것을 이용하였으며, 진동수(frequency (Hz))의 조건은 0.1 Hz에서 100 Hz까지의 조건으로 측정하였 다. 플레이트의 온도는 25 ℃로 진행하였다.

2.5. 피부 보습효과 측정

O/W 에멀젼과 액정 에멀젼 샘플을 각각 약 0.2 g을 팔 하박 내측의 우측과 좌측에 도포하였으며, 시간별 로 피부 수분 함유량은 Corneometer 장비를 이용하여 측정하였고, 경피 수분 손실량은 Tewameter를 이용하 였다. 20 ∼ 40대의 여성 5명을 대상으로 5회 반복 측 정하여 평균값을 계산하였고, 측정실의 환경조건은 실내온도 22 ± 1 ℃, 상대습도 40 ± 1.0%이었다.

Corneometer는 피부 표면의 전기 용량(eletrical ca- pacitance)를 이용해서 피부 표면수분을 측정하는 기구 다. 직경 6 mm의 탐침(probe)을 측정부위에 일정한 압 력으로 피부에 수직으로 닿게 한 후 접촉하는 곳의 전 기 용량(electrical capacitance)을 계측하여 피부 표면의 수분 함유량을 측정할 수 있으며 본 연구에서는 5회 시행하여 평균값을 계산하였다.

경피 수분 손실량(TEWL, transepidermal water loss) 은 피부로부터 발산되는 수분량 측정을 통한 피부 장 벽기능의 지표이다. 피검 부위를 수평으로 유지하고 탐침을 피검 부위의 피부에 수직으로 접촉하여 탐침 (probe)내에 있는 상하 2개의 습도 sensor가 피부표면 과 주위 공기간의 water vapor gradient를 기초로 경피 수분 손실량을 측정하게 된다. 측정값은 같은 부위에 서 5회 반복 시행하여 평균값을 계산하였다.

Figure 1. Manufacturing method of liquid crystalline.

본 실험은 피 실험자 5명을 대상으로 샘플 도포 전, 도포 후 30 min, 1, 2, 3, 4, 5 h 및 6 h 후의 피부 수분 함유량, 경피 수분 손실량을 측정하여 액정 에멀젼의 피부 보습 효과를 측정하였다.

2.6. In Vitro 피부 투과 실험(Franz Diffusion Cell) 글리시리직애씨드를 담지한 액정 에멀젼의 피부 투 과 증진을 확인하기 위해 Franz diffusion cell을 이용하 여 피부 투과 실험을 진행하였다. 피부 투과 실험에 사용한 쥐의 피부는 경추 탈골로 치사시킨 ICR out- bred albino mice (7주령, 암컷)의 등에서 적출하여 사 용하였다. 적출한 피부는 피하지방과 조직을 제거한 후 사용하였다. Receptor chamber에 receptor phase (40% ethanol : 0.9% NaCl = 4 : 6 (w/w%)) 5 mL를 채 운 후 각질층이 위로 향하도록 donor와 receptor phase 사이에 피부를 고정시켰다. 실험이 진행되는 동안 항온 수조를 이용해 온도를 37 ± 1 ℃로 유지하였다. 시료 0.2 g을 donor 부분의 피부 표면에 가한 후 시간에 따 라 매회 0.4 mL의 receptor phase를 sampling port를 통 하여 채취하였다. 채취 직후 동량의 receptor phase를 receptor chamber에 보충하였다. 채취한 시료 속 약물 의 양은 HPLC을 이용하여 측정하였다. 24 h 후, 각질 층과 피부에 남아있는 약물의 양을 측정하기 위해 쥐 의 피부를 PBS로 3회에 거쳐 세척하였다. 세척 후 re- ceptor phase와 닿지 않은 부분을 잘라내고 남은 부분 에 대해 tape stripping 법을 이용해 각질층에 남아있는 약물의 양을 따로 측정하였다. 각질층에 남아있는 글 리시리직애씨드의 양을 측정하기 위해 테이프를 이용 하여 피부의 각질층 부분을 3회 벗겨내었으며 이렇게 얻어진 테이프에 10 mL의 에탄올을 넣고 1 h 동안 초

음파 세척기를 이용하여 글리시리직애씨드를 추출하 였다. 그 후, 회전 증발기를 이용하여 에탄올을 증발 시키고 추출된 약물을 1 mL의 receptor phase에 녹여내 었다. Tape stripping법을 거친 후 각질층이 제거된 피 부는 수술용 가위를 이용해 세절하였고, 세절한 피부 의 처리는 tape stripping에서와 동일하게 진행하였다.

이렇게 얻어진 시료 속 글리시리직애씨드의 정량은 최대흡수파장(λ

max

2.7. 통계 처리

각 물질을 도포하기 전과 도포 후 30 min, 1, 2, 3, 4, 5 h 및 6 h 후의 경피 수분 보유량, 경피 수분 손실 량 차이를 살펴보기 위하여 통계분석을 실시하였다.

데이터분석은 minitab16 (Minitab Inc., 2010)프로그램 을 이용하여 연구 목적에 맞춰 통계 처리하여 그 결과 를 분석하였다. 통계적 유의성은 paired t-test를 이용해 분석하였으며, p < 0.05일 경우 유의하다고 판단하 였다.

3. 결과 및 고찰

3.1. 액정 에멀젼의 제조 및 형태 관찰

액정상 에멀젼은 대부분 계면활성제와 유지, 지방 알코올, 양친매성물질, 글리세린 등의 조합에 의해 만 들 수 있으나, 이러한 성분들을 배합한다고 해서 언제 나 액정 구조를 만들 수 있는 것은 아니다. 적절한 농

Column Shim-pack VP-ODS (L: 250 nm, LD: 4.6 mm)

Column temperature 40 ℃

Detector UVD 170S DIONEX

Detection wavelength 254 nm

Flow rate 1 mL/min

Injection volume 20 µL

Mobile phase A : B = 7% (v/v) acetic acid in water : acetonitrile Analytical condition 0 - 15 min (B, 20 → 40%), 15 - 30 min (B, 40 → 100%),

30 - 40 min (B, 100%), 40 - 50 min (100 → 20%)

Table 1. HPLC Conditions for Quantification of Glycyrrhizic Acid

도와 성분의 배합을 설정해야 한다.

본 논문에서는 최근 액정 에멀젼 제형에 많이 쓰이 고 있는 C

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Carbomer는 제형의 점증 목적 및 안정도 증진 목적으 로 사용하였고 그 함량은 0.2%로 고정하였다. 카프릴 릭/카프릭트라이글리세라이드는 팜유에서 유래한 천 연 유래 오일로써 피부에서 발생하는 피지 성분 중 하 나인 트라이글리세라이드와 구조적으로 유사하고 피 부 친화적인 오일로, 그 함량은 25%로 하였다. 변수는 Table 2의 liquid crystal 함량에 명시한 것과 같이 C

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알킬글루코사이드는 0.2 ∼ 1.0%, C

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Figure 2는 제조한 샘플을 광학 현미경 400배율로 관 찰한 사진이다. C

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알코올 2.4%, 베헤닐알코올 4% 이상의 배합비에서 액 정구조의 광학 이방성 특징에 의한 maltese cross 무늬 가 비교적 선명하게 관찰되었고, C

12-20

Ingredients

Contents (%) LC emulsion LC emulsion containing

intercellular lipids O/W emulsion

C _12-20 alkyl glucoside 0.20 ∼ 1.00 0.80 -

C _14-22 alcohols 0.80 ∼ 4.00 3.20 -

Glyceryl stearate - - 2.00

PEG-100 stearate - - 2.00

Glycerin 25.00 25.00 25.00

Carbomer 0.20 0.20 0.20

Caprylic/capric triglyceride 25.00 25.00 25.00

Behenyl alcohol 1.00 ∼ 6.00 4.00 4.00

Arginine 0.28 0.28 0.28

Ceramide np - 0.01 0.01

Cholesterol - 0.10 0.10

Water To 100 To 100 To 100

Table 2. The Experimental Formulation for Liquid Crystalline (LC) Phases and O/W Emulsion

Figure 2. Photograph of the polarized light for forming liquid crystal, (a) C _12-20 alkyl glucoside : C _14-22 alcohols : behenyl alcohol (%) = 0.6 : 2.4 : 1.0, (b) 0.6 : 2.4 : 2.0, (c) 0.6 : 2.4 : 4.0, (d) 0.8 : 3.2 : 4.0, (e) 0.8 : 3.2 : 6.0, (f) 1.0 : 4.0 : 6.0.

(O/W emulsion) (Liquid crystal emulsion)

Figure 3. Photograph of the polarized light for liquid crystal

emulsion containing ceramide and cholesterol.

이드 0.8%, C

14-22

그 이상의 배합에서는 액정 구조가 비슷한 수준으 로 관찰되었다. 이렇게 설정된 배합비에 세포간 지질 성분인 세라마이드, 콜레스테롤 성분을 첨가하여, 액 정 구조를 유지하는 에멀젼을 제조하였다(Table 2). 제 조한 액정 에멀젼은 7일 숙성 후, 편광현미경으로 관 찰하였다(Figure 3).

3.2. 액정 에멀젼의 물리적 특성 관찰

액정 구조를 띄는 에멀젼의 점성, 전단응력 등의 물 리적 특성을 분석하기 위해서 Table 2의 O/W 에멀젼 조성비로 각각 O/W 에멀젼과 액정 에멀젼을 제조하 여 물리적 특성을 비교 조사하였다(Figure 4). 전단속 도 0.1 ∼ 800 (1/s)에서 액정 에멀젼, O/W 에멀젼의 점성은 각각 1871.26 ∼ 1.15 Pa⋅s, 1768.69 ∼ 1.14 Pa

⋅s로 비슷한 결과를 나타냈다. 전단속도 0.1 ∼ 800 (1/s)에 작용하는 전단응력은 O/W 에멀젼은 178.68 ∼ 909.18 Pa, 액정 에멀젼은 190.45 ∼ 919.38 Pa로 비슷 한 결과를 보이나, 전단속도 3 ∼ 100 (1/s)에서는 액정 에멀젼의 전단응력이 상대적으로 큰 것을 확인할 수 있다. 이는 각각의 O/W 에멀젼과 액정 에멀젼을 피부 에 도포 시 점성은 비슷하나, 초기 도포 시에는 액정

에멀젼이 더 무겁게 발리는 느낌을 줄 수 있다. 단일 막으로 구성된 O/W 에멀젼과 달리 액정 에멀젼은 다 중 라멜라 구조로 이루워진 네트워크 구조이기 때문 에 초기 도포 시 상대적으로 전단응력이 더 크게 작용 하였다.

0.1 ∼ 100 Hz에서의 저장 탄성률은 O/W 에멀젼은 3428.53 ∼ 9157.45 Pa, 액정 에멀젼은 4487.82 ∼ 8195.59 Pa, 1 Hz 이하에서의 저장 탄성률은 액정 에 멀젼이 더 높은 것으로 나타났으며, 1.58 ∼ 100 Hz 에 서는 O/W 에멀젼이 더 높았다. 탄성에 대한 점성의 비인 tan (delta) 값은, 0.1 ∼ 100 Hz에서 O/W 에멀젼 은 0.43 ∼ 0.19, 액정 에멀젼은 0.23 ∼ 0.25로 나타났 다. 초기 도포 시에는 O/W 에멀젼이 액정 에멀젼 대 비하여 탄성의 성질이 강하지만, 문지를수록 액정 에 멀젼의 점성의 성질이 강해지면서, 상대적으로 부드 럽게 펴 발리는 느낌을 줄 수 있다.

3.3. 액정 에멀젼의 보습효과 측정

액정 구조를 띄는 에멀젼이 각질층의 보습력을 개 선시킬 수 있는지를 관찰하기 위하여 피부 표면의 전 기 용량(electrical capacitance)을 이용해서 피부 표면 수분량을 측정하였다(Figure 5). 도포 전과 후의 경피 수분 함유량을 살펴보면 액정 에멀젼은 O/W 에멀젼

(a)

(b)

(c)

(d)

Figure 4. Rheological properties of liquid crystal structure emulsion and O/W emulsion, (a) viscosity vs shear rate, (b) shear

stress vs shear rate, (c) storage modulus, loss modulus vs frequency, (d) tan (delta) vs frequency.

대비 피부 수분 보유량이 더 높은 것으로 나타났다.

도포 후 1 h 후의 수분 함유량를 비교해보면 O/W 에 멀젼은 사용 전 대비하여 피부 수분량이 30.14% 증가, 액정 에멀젼은 39.92% 증가한 것을 알 수 있고, 9.78%

의 수분 함유량의 차이를 보이고 있으며, 이는 O/W 에멀젼 대비 액정 에멀젼의 보습효과가 더 큰 것을 알 수 있다. 그 경향은 사용 후 1 h부터 6 h까지 지속되었 으며, 이는 O/W 에멀젼 대비 액정 에멀젼 사용 시 수 분 함유량이 유의적으로 높은 것을 알 수 있다(p <

0.05). 이는 액정 에멀젼이 피부 보습력에 긍정적인 영 향을 미치는 것으로 판단할 수 있다. 다중 라멜라 구 조는 수상층과 오일층이 반복적으로 구성되어있기 때 문에 상층의 수분층이 휘발되어도 바로 다음층의 오 일막이 아래의 수분층을 보호하여 피부 도포 시 계속 해서 수분을 공급할 수 있다[7].

Tewameter를 이용한 경피 수분 손실량 차이에 대해 서 살펴보면 O/W 에멀젼은 사용 전 대비하여 30 min 후 경피 수분 손실량이 4.93% 감소, 액정 에멀젼은 20.80% 감소한 것을 알 수 있고, 액정 에멀젼을 사용한 군이 15.87% 만큼 더 경피 수분 손실량이 감소하였고, 수분 손실 차단효과 더 큰 것을 알 수 있다. 이러한 경 향은 사용 후 30 min부터 4 h까지 지속되었으며, 액정 에멀젼은 O/W 에멀젼 대비하여 30 min부터 4 h까지 유의적으로 경피 수분 손실에 대한 보호 효과가 더 긍 정적인 것으로 확인되었다(Figure 6)(p < 0.05).

3.4. In Vitro 피부 투과 실험(Franz Diffusion Cell) 글리시리직애씨드를 담지한 액정 에멀젼의 경피 흡 수능을 비교하기 위해 Table 2의 세포간 지질 함유 액 정 함량에 2.00% 글리시리직애씨드를 첨가한 액정 에

멀젼을 제조하고, 이를 피부투과실험에 사용하였다.

대조군으로는 2.00% 글리시리직애씨드를 담지한 O/W 에멀젼과, 2.00% 글리시리직애씨드를 녹인 부틸렌글 라이콜을 사용하였다. 24 h 동안 시간에 따른 피부 투 과량은 액정 에멀젼(64.58 µg/cm

²

²

²

²

²

²

²

²

²

Figure 5. Moisturizing effects of liquid crystal emulsion in the water content of skin surface.

Figure 6. Moisturizing effects of liquid crystal emulsion in

the transepidermal water loss of skin surface.

4. 결 론

본 논문에서는 C

12-20

14-22

1) C

_12-20

14-22

3.2%, 베헤닐알코올 4%에서 비교적 선명한 액정 구조 를 관찰하였다,

2) 전단 속도 0.1 ∼ 800 (1/s)에서 액정 에멀젼, O/W 에멀젼의 점성은 각각 1871.26 ∼ 1.15 Pa⋅s, 1768.69

∼ 1.14 Pa⋅s을 나타내었다. 전단 속도 0.1 ∼ 800 (1/s) 에 작용하는 전단 응력은 O/W 에멀젼은 178.68 ∼ 909.18 Pa이고 액정 에멀젼은 190.45 ∼ 919. 38 Pa을 나 타냈으며, 3 ∼ 100 (1/s)에서의 전단 응력을 비교하면 액정 에멀젼의 전단응력이 상대적으로 더 큰 것으로 나타났다. 이는 O/W 에멀젼, 액정 에멀젼 샘플을 피부 에 도포 시 점성은 비슷하나, 초기 도포 시에는 액정 에 멀젼이 더 무겁게 발리는 느낌을 줄 수 있다. 0.1 ∼ 100 Hz에서의 저장 탄성률은 O/W 에멀젼은 3428.53 ∼ 9157.45 Pa, 액정 에멀젼은 4487.82 ∼ 8195.59 Pa로 1 Hz 이하에서의 액정 에멀젼의 저장 탄성률이 더 큰 것 으로 나타났으며, 1.58 ∼ 100 Hz에서의 저장 탄성률은 O/W 에멀젼이 더 높았다. 탄성에 대한 점성의 비인 tan (delta) 값은, 0.1 ∼ 100 Hz에서 O/W 에멀젼은 0.43

∼ 0.19, 액정 에멀젼은 0.23 ∼ 0.25로 관찰되었다. 본 논문에서 실험한 액정 에멀젼은 비교군으로 실험한

O/W 에멀젼 대비하여 초기 도포 시에는 탄성의 성질 및 전단응력이 강하지만, 문지를수록 점성의 성질이 강해지면서, 상대적으로 부드럽게 펴 발리는 느낌을 줄 수 있다.

3) 도포 전후의 수분 함유량을 측절 결과, 액정 에 멀젼은 O/W 에멀젼에 비하여 경피 수분 보유가 더 큰 것으로 나타났으며 그 경향은 사용 후 1 h부터 6 h까 지 지속되었다. 이는 O/W 에멀젼 대비 액정 에멀젼 사용 시 수분 함유량이 유의적으로 큼을 알 수 있다(p

< 0.05). 경피 수분 손실량에 있어서는 액정 에멀젼이 O/W 에멀젼에 비하여 경피 수분 손실량을 감소시키 는 효과가 더 큼을 확인하였다(p < 0.05). 액정의 다중 라멜라 구조는 수상층과 오일층이 반복적으로 구성되 어있기 때문에 피부의 수분 손실을 보호하여 보습효 과에 효과적이다.

4) 글리시리직애씨드를 이용한 피부 투과 실험 결 과에서는 액정 에멀젼(64.58 µg/cm

²

²

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따라서 액정 에멀젼은 피부 장벽을 보호하고 피부 보습효과를 증진시킬 뿐만 아니라 글리시리직애씨드와 같은 수용성 물질을 피부 속으로 효율적으로 전달할 수 있는 전달체로 응용 가능성도 있음을 시사하였다.

Figure 7. In vitro skin-permeation profiles of butylene glycol, O/W emulsion, liquid crystal, ethanol solution containing glycyrrhizic acid through dorsal mouse skin.

Figure 8. Total permeated amount of glycyrrhizic acid from

butylene glycol, O/W emulsion, and liquid crystal emulsion into

the mouse dorsal skin after 24 h (tape : stratum corneum, skin

: dermis and epidermis without stratum corneum, transdermal :

penetration through the skin).

Acknowledgement

이 연구는 2015년 서울과학기술대학교 교내연구비 의 지원으로 수행되었습니다.

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