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시현 낭
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1 Polymer(Korea), Vol. 36, No. 6, pp ISSN X(Print) ISSN (Online) 탄성리포좀을사용한쿼세틴의경피전달 : 제조, 특성그리고 In Vitro 피부투과연구 박수남 임명선 박민아 권순식 한샛별 서울과학기술대학교정밀화학과, 나노바이오화장품연구실, 화장품종합기술연구소 (2012 년 4 월 10 일접수, 2012 년 6 월 18 일수정, 2012 년 6 월 26 일채택 ) Transdermal Delivery of Quercetin Using Elastic Liposomes: Preparation, Characterization and In Vitro Skin Permeation Study Soo Nam Park, Myoung Sun Lim, Min A Park, Soon Sik Kwon, and Seat Byeol Han Department of Fine Chemistry, Nanobiocosmetic Laboratory, and Cosmetic R&D Center, Seoul National University of Science and Technology, 232 Gongreung-ro, Nowon-gu, Seoul , Korea (Received Apri 10, 2012; Revised June 18, 2012; Accepted June 26, 2012) 초록 : 본연구에서는일반리포좀의단점을보완하기위하여인지질 (PC) 과계면활성제 (Tego care 450) 로구성된탄성리포좀을제조하였다. 탄성리포좀의유효성분으로천연항산화제로알려진쿼세틴을담지하였고, 탄성리포좀의입자크기및가변형성과쿼세틴의포집효율, 안정성, in vitro 피부투과를평가하였다. 쿼세틴을담지한탄성리포좀의평균입자크기는 208.2~303.4 nm이였고, 포집효율은 64.1~87.5% 로측정되었다. 0.1% 쿼세틴을담지한탄성리포좀중에서인지질과계면활성제비율이 90 : 10인경우가가장높은포집효율 (87.5%) 과가변형성지수 (28.3) 를나타내었다. 이제형을대상으로피부투과실험을진행하였다. 그결과대조군으로사용된일반리포좀 (114.8 µg/ cm 2 ) 과 1,3-butylene glycol(75.1 µg/cm 2 ) 용액보다탄성리포좀의피부투과능 (164.6 µg/cm 2 ) 이훨씬더크게나타났다. 이러한결과들로미루어보아 Tego care 450을이용한탄성리포좀이피부를통한유효성분전달에유용하게이용될수있음을확인하였다. Abstract: In this study, the elastic liposome consisted of egg phospholipids and edge activator (Tego care 450) was prepared in order to supplement the defect of the conventional liposome. We prepared elastic liposome containing quercetin, known as natural antioxidant, and evaluated the vesicles size, elasticity, loading efficiency, stability, and in vitro skin permeation. The mean diameter of quercetin loaded elastic liposome formulations ranged between 208.2~303.4 nm and loading efficiency was observed 64.1~87.5%. The highest loading efficiency (87.5%) and deformability (28.3) were observed at the optimal ratio of 90 : 10 (egg phospholipids : Tego care 450) among 0.1% quercetin loaded elastic liposome formulations. The elastic liposome formulation was selected for further transdermal permeation study. The elastic liposome (129.9 µg/cm 2 ) exhibited more skin permeability than general liposome (114.8 µg/cm 2 ) and 1,3-butylene glycol (75.1 µg/ cm 2 ) solution. This results suggest that the elastic liposome formulation using Tego care 450 as a major edge activator could be useful for the delivery of active ingredient through the skin transdermal. Keywords: elsatic liposome, quercetin, Tego care 450, Franz diffusion cells, skin permeation. 서 피부의최외각층인각질층은각질세포들로쌓여있고그사이는지질성분으로이루어진구조로되어있으며피부장벽으로서의기능을나타낸다. 이러한구조적특징으로인하여각질층은유효성분의피부흡수에있어서도가장큰장벽으로작용하고있다. 유효성분이피부로흡수되는경피흡수 론 To whom correspondence should be addressed. snpark@seoultech.ac.kr 경로는피부각질세포를직접투과 (transcellular pathway) 하기보다는피부각질세포사이의지질층을통한투과 (intercellular pathway) 가더욱효과적인것으로알려져있다. 따라서지질을주성분으로하는소포체를사용하여유효성분을피부내부로전달하기위한피부흡수전달시스템의개발연구가관심을모으고있다. 1,2 피부흡수전달시스템중에서리포좀은생체친화성이높고, 다양한유효성분을생체내로전달할수있다는장점을가지고있어서의약품및화장품분야에서널리사용되어왔다. 하지만, 리포좀은낮은포집효율, 제형내에서의낮은유 705

2 706 박수남 임명선 박민아 권순식 한샛별 화안정성등의문제가제기되고있다. 또다른문제점은피부에깊게침투하지못하고각질층의위쪽부분에만존재한다고알려져있다. 3 따라서유효성분의피부투과능력을개선시키기위한목적으로막이유연하게변형되어각질세포사이의좁은틈을더잘통과하도록유연하고탄성이있는새로운베지클들이개발되고있다. 4 Cevc은기존리포좀의문제점을극복할수있는전달체인 transfersomes, deformable lipid vesicles 또는탄성리포좀 (elastic liposome) 으로불리는리포좀시스템을제안하였다. 탄성리포좀은인지질과계면활성제로구성된다. 단일사슬계면활성제의높은곡률반경때문에소포체의지질이중층막을불안정하게하여소포체막의가변형성을증가시킨다. 이러한성질때문에탄성리포좀은일반리포좀에비해각질층을쉽게통과할수있어유효성분을피부내로전달할수있는능력이높다. 탄성리포좀에의해개선된유효성분의전달은경표피삼투압기울기의영향으로각질층의세포간지질경로로빠르게침투할수있다고보고되었다. 5-7 지금까지탄성리포좀에관한연구에서 sodium cholate, Tween 80, Span 80, dipotassium glycyrrhizinate 등의계면활성제가일반적으로사용되었다. 7,8 화장품제형에널리사용되는 polyethylene glycols(peg) 는보습상태를유지하는무독성수용성고분자물질로자체는독성이없지만화장품제조공정에서 1,4-dioxane이부산물로생성될수있다는보고와손상된피부에서전신성독성과민감성피부반응이 9 보고되었기때문에최근에 PEG가함유되지않은 PEG-free 계면활성제의사용이증가하는추세에있다. 이러한계면활성제의예로 Tego care 450(polyglyceryl-3 methylglucose distearate) 등이있으며, 저자들은이미 Tego care 450을이용한탄성리포좀을제조하고이들의물리화학적특성에관하여보고한바있다. 4 자외선은광노화및이들과관련된여러가지피부질환을유발한다. 자외선에노출된피부에서는활성산소종 (reactive oxygen species, ROS) 이생성된다. 활성산소는피부노화의원인물질로작용하며, 정상적인대사과정이나질병상태, 스트레스를받을때도생성된다. 피부에는활성산소에의한산화적손상을예방하고차단하기위하여항산화방어망이구축되어있다. 그예로효소적항산화제인 superoxide dismutase (SOD), catalase, glutathione peroxidase, glutathione S- transferase 등과 vitamin C, vitamin E, β-caratene, flavonoids 등의비효소적항산화제가존재한다. 이들은활성산소를직접소거하거나또는활성산소에의한연쇄반응을차단하여세포및피부구성성분들을산화적손상으로부터보호한다. 10 하지만, 과도한산화적스트레스에노출될경우항산화방어시스템이붕괴되어노화가가속화된다. 생체내활성산소를효율적으로소거하고피부노화를지연시키기위한화장품소재를개발하고자천연항산화제인플라보노이드를이용하려는 연구가최근많이진행되고있다. 플라보노이드는식물계에널리존재하는폴리페놀계화합물로서항산화작용, 항염작용, 미백작용등높은생리활성을가지고있다. 이러한플라보노이드중쿼세틴은매우큰항산화능과라디칼소거능, 1 O 2 으로유도된세포손상에서있어서현저한세포보호효과를나타내었다 그러나쿼세틴은수용액에거의녹지않는소수성물질로서다양한분야에서널리활용하는데어려움이많기때문에화장품원료로서도사용에제한이따르고있다. 따라서이논문에서는쿼세틴을피부로전달하기위하여비이온계면활성제인 Tego care 450 을이용하여탄성리포좀에담지하였다. 또한쿼세틴이포집된탄성리포좀의물리적특성및제형의안정성, Franz diffusion cell 을이용하여피부투과력을평가하였다. 이러한연구를통하여쿼세틴을효과적으로피부로전달하기위한최적의탄성리포좀의조건및화장품원료로서의사용가능성을제시하였다. 실 시약및재료. 실험에사용된인지질은계란노른자위에서얻은 L-α-phosphatidylcholine(egg PC, ~ 60%) 은 Sigma (USA) 사의제품을사용하였고, 에탄올과클로로포름등의용매는시판특급시약을사용하였다. 리포좀제형제조시에회전증발기 (Buchi, Switzerland) 와초음파파쇄기 (Branson, USA) 를사용하였고, 제형의입자크기는 ELS-Z(Otsuka, Japan) 를사용하여측정하였다. 피부투과실험에사용한 Franz diffusion cell 은 Permegear(USA) 사의 9 mm Franz diffusion cell(receptor volume 5 ml) 과 V6A stirrer 모델을사용하였다. 쿼세틴의정량분석을위해 HPLC(high performance liquid chromatography) 는 Shimadzu(Japan) 사의제품을사용하였다. HPLC 는 Shimadzu(Japan) 의 LC-20AT pump 와 SPD-M20A UV-Vis detector 으로구성되어있으며, 컬럼은 Shimadzu (Japan) 의 Shim-pack(VP-ODS) C18 analytical column(5 µm, mm) 을사용하였다. 또한리포좀의가변형성측정을위하여 mini extuder(avanti Polar lipids) 와 syring pump (KDS330, Revodix Korea) 의제품을사용하였다. 탄성리포좀제조. 탄성리포좀의제조는얇은막수화법에의하여다음과같이제조하였다. 50 ml 둥근바닥플라스크에쿼세틴 0.1% 를넣은후, egg PC 와 Tego care 450 을각다른비율 (100 : 0, 95 : 5, 90 : 10, 85 : 15, 80 : 20) 로넣어 15 ml 의클로로포름에용해시켰다. 유기용매는회전증발기를이용하여제거하면플라스크벽면에지질막이형성된다. 생성된얇은지질막을 phosphate buffer(1.6 mm NaH 2 PO 4 2H 2 O, 9.6 mm Na 2 HPO 4 12H 2 O, ph 7.4) 10 ml 로수화하여탄성리포좀을형성시킨다. 이렇게얻어진탄성리포좀의입자크기를균일하게하기위하여 glass bead 를넣 험 폴리머, 제 36 권제 6 호, 2012 년

3 탄성리포좀을사용한쿼세틴의경피전달 : 제조, 특성그리고 In Vitro 피부투과연구 707 고 30 분동안초음파파쇄기를가해주었다. 탄성리포좀제형의최종지질농도는 0.5%(w/v) 이고, 쿼세틴의농도는 0.1%(w/v) 로하였다. 입자크기측정. 탄성리포좀의입자크기와입도분포는빛의산란을이용하여입자크기를분석하는 Otsuka ELS-Z series 를이용하여측정하였다. He-Ne laser 를이용하여측정하였으며입자크기는누적분석법을이용하였다. 또한입경분포해석방법은 Contin 을이용하여입경분포를구하였다. 포집효율측정. 완성된탄성리포좀현탁액일정량을취하고 1.2 µm syringe filter(minisart CA 26 mm) 를이용하여탄성리포좀내포집되지않은쿼세틴을제거한다. 그후에탄올을이용하여탄성리포좀의막을파괴시킨다음에탄올은회전증발기를이용하여증발시키고다시 1mL 의에탄올을넣어준다. HPLC 를이용해탄성리포좀에포집된쿼세틴을정량하였다. 또한농도별쿼세틴의검량선을작성한탄성리포좀에포집된쿼세틴의농도를산출하였고, 탄성리포좀의포집효율은다음에나타난식 (1) 에의해계산하였다. ( T P) Loading efficiency(%) = (1) T T: 처음넣어준쿼세틴농도 P: 1.2 µm syringe filter 를통과하지못한쿼세틴농도 탄성리포좀의가변형성측정. 제조된탄성리포좀의가변형성평가를위해 mini extruder 를사용하여탄성리포좀이인공투과장벽을통과하는정도를측정하였다. 탄성리포좀현탁액을 0.2 MPa 의압력을 1 분간가했을때 0.08 µm 크기의기공을갖는 polycarbonate membrane 을통과하여나온리포좀현탁액의양을측정하고 membrane 을통과한리포좀입자크기를측정하였다. 탄성리포좀막의탄성값은 J flux (r v /r p ) 2 에비례한다. 14,15 Elasticity = J flux (r v /r p ) 2 (2) 여기서, J flux 는 membrane 을통과한리포좀의양을나타내고, r v 는 extrusion 후리포좀의입자크기, r p 는 membrane 의기공크기를말한다. In Vitro 피부투과실험 (Franz Diffusion Cell). 탄성리포좀이쿼세틴의피부투과증진에어떠한효과를주는지확인하기위해 Franz diffusion cell 을이용하여피부투과실험을진행하였다. 피부투과실험에사용한쥐의피부는경추탈골로치사시킨 ICR outbred albino mice(8 주령, 암컷 ) 의등에서적출하여사용하였다. 적출한피부는피하지방과조직을제거한후사용하였다. Receptor chamber 에 receptor phase (HCO-60 : Ethanol : PBS = 2 : 20 : 78(w/v/v%)) 5 ml 를채운후각질층이위로향하도록 donor 와 receptor phase 사이에 피부를고정시켰다. 실험이진행되는동안항온수조를이용해온도를 37 ± 1 o C 로유지하였다. 각시료 0.2 ml 를 donor 를통하여피부표면에가한후시간에따라매회 0.5 ml 의 receptor phase 를 sampling port 를통하여채취하였다. 채취직후동량의 receptor phase 를 receptor chamber 에보충하였다. 채취한시료속쿼세틴의양은 HPLC 를이용하여측정하였다. 24 시간후각질층과피부에남아있는쿼세틴의양을측정하기위해쥐의피부를 PBS 로 3 회에걸쳐세척하였다. 세척후 receptor phase 와닿지않은부분을잘라내고남은부분에대해 tape stripping 법을이용해각질층에남아있는쿼세틴의양을따로측정하였다. 각질층에남아있는쿼세틴의양을측정하기위해테이프를이용하여피부의각질층부분을 3 회벗겨내었으며이렇게얻어진테이프에 10 ml 의에탄올을넣고 1 시간동안초음파세척기를이용하여쿼세틴을추출하였다. 그후회전증발기를이용하여에탄올을증발시키고추출된쿼세틴을 0.5 ml 의 receptor phase 에녹여내었다. Tape stripping 법을거친후각질층이제거된피부는수술용가위를이용해세절하였고세절한피부의처리는 tape 과동일하게진행하였다. 이렇게얻어진시료속쿼세틴의양은 HPLC 를이용하여측정하였다. 통계처리. 모든실험은 3 회반복하였고통계분석은 5% 유의수준에서 student's t-test 를행하였다. 결과및토론 탄성리포좀의입자크기. 탄성리포좀의구성성분과조성을 Table 1 에나타내었다. Mini extruder 를이용하여탄성리포좀의압출전과후의평균입자크기를 Table 1 에나타내었다. 빈탄성리포좀 (EL-) 의경우평균입자크기는 EL-1 은 nm, EL-2 는 nm 로측정되었고, 인지질과계면활성제의비율이 80 : 20 인 EL-5 의경우는입자크기가 nm 로나타났다. 쿼세틴을포집한탄성리포좀 (ELQ-) 은 ELQ-2 는 nm, ELQ-3 은 nm 로단분산형태의일정한크기를갖는입도분포를보여주었다. 계면활성제의농도가 20% 인 ELQ-5(220.0 nm) 의경우는 ELQ-4(15%, nm) 보다작은입자크기를나타내었다. 빈탄성리포좀과쿼세틴을담지한탄성리포좀 (ELQ-) 의입자크기의차이는쿼세틴은소수성물질로서인지질과계면활성제와함께리포좀이중층에결합된것으로예상될수있다. 따라서쿼세틴을담지한리포좀 (ELQ-) 이빈리포좀 (EL-) 보다큰입자크기를나타낸것을알수있었다. 탄성리포좀의저장기간에따른입자크기변화는리포좀막의물리적안정성을평가하는데중요하다. 일반적으로리포좀막이불안정해지면리포좀입자간의간격이좁아지게되면서입자크기가커지는경향이있는것으로보고되고있 Polymer(Korea), Vol. 36, No. 6, 2012

4 708 박수남 임명선 박민아 권순식 한샛별 Table 1. Compositions and Sizes of Elastic Liposomal Formulations before and after Extrusion through Polycarbonate Membrane with a Pore Size of 80 nm Formulation code PC a : S b (%w/w) Quercetin(mg) Size before extrusion(nm) Size after extrusion(nm) EL c : ± ±9.1 EL c : ± ±5.1 EL c : ± ±5.1 EL c : ± ±3.3 EL c : ± ±1.6 ELQ d : ± ±2.9 ELQ d : ± ±17.4 ELQ d : ± ±17.6 ELQ d : ± ±4.0 ELQ d : ± ±9.8 a PC : Egg phosphatidylcholine. b S : Tego care 450. c EL : Elastic liposomal formulation. d ELQ : Quercetin loaded elastic liposomal formulation. Values represent Mean ± SD (n = 3). Table 2. Deformability Index Value of Elastic Liposomal Formulation Formulation code Deformability index ELQ ±0.3 ELQ ±1.0 ELQ ±0.5 ELQ ±0.7 ELQ ±0.3 Figure 1. Changes in size of elastic liposoms containing quercetin during 1 week. 다. 본연구에서제조한쿼세틴함유탄성리포좀을제조한직후와일주일후 (4 o C 에보관 ) 에입자크기에변화가있는지알아보았다. 제조후일주일이경과된탄성리포좀의입자크기를측정해본결과, 입자크기는제조직후와큰차이가없었고 (Figure 1) 일주일후에도막이깨지거나또는층분리현상이관찰되지않았다. 따라서제조된탄성리포좀들은일주일간그안정성이유지됨을확인할수있었다. 탄성리포좀의가변형성. 계면활성제에의한리포좀막의가변형성은탄성리포좀고유의독특한성질이자다른리포좀제형과의차이점이기도하다. 이러한탄성리포좀은일반리포좀과비교했을때보다쉽게각질층을통과할수있다는장점을가지고있다. 따라서본연구에서는계면활성제의함량을증가시키면서탄성리포좀제형의가변형성지수를측정하였다 (Table 2). 쿼세틴을담지한 ELQ-3 와 ELQ-4 를비교해보면, 계면활성제함량이 10% 인 ELQ-3 의입자크기는 nm 로계면활 성제함량이 20% 인 ELQ-5(222.0 nm) 보다입자크기가크게나왔다. 하지만, 가변형성지수는계면활성제양이적은 ELQ- 3 가 28.3 이고계면활성제양이많은 ELQ-5 가 21.8 으로 ELQ- 3 의가변형지수가큰것을알수있다. 따라서계면활성제의양이일정농도증가하면가변형성지수가감소함을알수있다. 이는계면활성제의농도가어느정도증가하면탄성리포좀내에존재하는계면활성제이외에용액내에별도의보다많은미셀이형성된결과때문인것으로생각되고있다. 따라서 ELQ-5 의입자크기는작게측정되었고, 또한가변형성이감소한결과를나타낸것으로판단된다. 이러한결과는계면활성제의비율이일정이상이되면계면활성제가탄성리포좀뿐만아니라미셀을형성하기때문에가변형성이감소하는결과를나타낸다는이전보고와도일치하는결과임을 16,17 알수있었다. 이러한결과로미루어보아, 쿼세틴을담지한탄성리포좀의가변형성지수는계면활성제의농도에영향을받는다는것을알수있었다. 탄성리포좀의포집효율. 탄성리포좀에포집된쿼세틴의포집효율은 Figure 2 에나타내었다. 탄성리포좀에포집된쿼세틴양을측정하기위해서 HPLC 를이용하였다. 결과적으로쿼세틴의포집효율은계면활성제의농도에의존하며, 계면활 폴리머, 제 36 권제 6 호, 2012 년

탄성리포좀을사용한쿼세틴의경피전달 : 제조, 특성그리고 In Vitro 피부투과연구 709 Figure 2. Loading efficiency of elastic liposomal formulations containing quercetin. 성제의함량이증가할수록쿼세틴의포집효율은증가하는것을확인하였다. 계면활성제가없는제형인 ELQ-1 의경우 77.

5 탄성리포좀을사용한쿼세틴의경피전달 : 제조, 특성그리고 In Vitro 피부투과연구 709 Figure 2. Loading efficiency of elastic liposomal formulations containing quercetin. 성제의함량이증가할수록쿼세틴의포집효율은증가하는것을확인하였다. 계면활성제가없는제형인 ELQ-1 의경우 77.4% 의포집효율을갖는것을알수있다. 계면활성제를포함하는제형인 ELQ-2 와 ELQ-3 에서포집효율은 78.3% 와 87.5% 로측정되었으며, ELQ-3 의경우실험한제형중에서가장큰포집효율을나타내었다. 계면활성제의농도가 15.0% 및 20.0% 인 ELQ- 4 와 ELQ-5 의포집효율은각각 70.9%, 64.1% 로 ELQ-3 제형보다도낮은포집효율을나타내었다. 이는위에서설명한탄성리포좀의가변형성에서처럼혼합미셀형성이포집효율에도영향을미치는것으로판단된다. 다시말해, 특정농도이상의계면활성제가사용되었을때미셀이형성되어제형내에미셀과리포좀이혼합되므로리포좀의포집효율을감소시켜서오히려피부에자극을일으킬수도있고활성물질의피부전달시스템의효율을낮춘다는이전의보고와도일치하는결과를나타내었다 탄성리포좀의 In Vitro 피부투과실험 (Franz Diffusion Cell). Franz diffusion cell 을이용하여쿼세틴을담지한탄성리포좀의피부투과능력을평가하였다. 실험에서는높은가변형성과최적화된계면활성제 10%(w/w) 의제형인 ELQ-3 와일반리포좀인 ELQ-1, 그리고보습효과는있지만피부자극은거의없는 1,3-butylene glycol 을대조군용액으로사용하였다. 또한탄성리포좀의피부투과는수분기울기 (hydration gradient) 에의해피부에침투되어약물을피부로전달하므로샘플투여부위를밀폐하지않은상태 (non-occluded condition) 의조건에서실시하였다. 피부일정면적 ( cm 2 ) 에대한시간별쿼세틴의투과량은 Figure 3 에나타내었다. 쿼세틴을담지한탄성리포좀인 ELQ-3 는대조군에비하여시간별쿼세틴의투과량이유의적으로크게나타났다. ELQ- 3 과일반리포좀인 ELQ-1 은 8 시간까지는시간의존적으로추출물의투과량이증가하였다. 하지만, 쿼세틴을용해시킨 1,3-butylene glycol 용액 (quercetin in stock solution) 에서는 Figure 3. In vitro skin permeation profiles of 1,3-butylene glycol solution and ELQ-1, ELQ-3 containing quercetin extract though ICR albino mouse skin. 24 시간까지피부를통과하지않은것으로나타났다. 따라서 24 시간후쿼세틴의누적투과량 (transdermal) 은 1,3-butylene glycol 용액의경우 0.0 µg/cm 2 이었고, ELQ-1 은 27.8 µg/cm 2, ELQ-3 은 56.4 µg/cm 2 으로초기적하량 µg/cm 2 에대하여각각 8.8% 및 18.0% 의투과율을나타내었다 (Figure 3). Figure 4 는 24 시간후, 각질층에존재하는쿼세틴 (tape), 각질층을제외한표피 + 진피에존재하는쿼세틴 (skin), 그리고피부를통과하여 receptor phase 에존재하는쿼세틴 (transdermal) 의함량을나타낸것이다. 각질층에존재하는쿼세틴의함량 (tape) 은 1,3-butylene glycol 용액의경우는 4.6% 였고, ELQ-1 이 4.1%, ELQ-3 의경우 5.8% 로나타났다. 각질층을제외한피부 ( 표피 + 진피 ) 로침투된쿼세틴의함량 (skin) 은, 1,3-butylene glycol 과 ELQ-1, ELQ-3 에서각각 60.5, 74.0, 89.7 µg/cm 2 (Figure 4(a)) 로초기적하량에대한쿼세틴의침투율로환산할경우각각 19.3 및 23.5, 28.5% 로탄성리포좀제형인 ELQ-3(90 : 10) 의경우표피와진피에존재하는쿼세틴의양이훨씬많은것으로나타났다. 피부를통과하여 receptor phase 에존재하는쿼세틴 (transdermal) 의함량비율은 1,3-butylene glycol 과 ELQ-1, ELQ-3 이각각 0.0 및 8.8, 18.0% 로 ELQ-3 이다소투과량이크게나타났음을보여주고있다 (Figure 4(b)). 피부에침투된쿼세틴의총함량은초기적하량 µg/cm 2 에대하여 1,3- butylene glycol 과 ELQ-1, ELQ-3 에서각각 75.1 및 114.8, µg/cm 2 으로측정되었다. 이를초기적하량에대한쿼세틴의피부흡수율로환산하면각각 23.9, 36.5 및 52.3% 이었으며, 이는탄성리포좀제형을이용할경우더많은양의쿼세틴이피부로전달되었음을나타내는결과이다. 이러한결과는탄성리포좀에첨가된계면활성제가지질이중층막을불안정하게하여높은유연성을갖게하고, 19 이러한지질이 Polymer(Korea), Vol. 36, No. 6, 2012

6 710 박수남 임명선 박민아 권순식 한샛별 Figure 4. Proportions of permeated amount of 1,3-butylene glycol solution (quercetin) and ELQ-1, ELQ-3 containing quercetin through ICR albino mouse skin after 24 h incubation (Tape: stratum corneum, Skin: epidermis without stratum corneum plus dermis, Transdermal: receptor chamber). 중층막의유연성으로인하여탄성리포좀은대조군에비하여더높은피부투과능을나타내게된다. 따라서피부로침투한쿼세틴의총함량을측정한결과 ELQ-1 과 ELQ-3 를비교해보면계면활성제에의해약 1.4 배더많은쿼세틴을피부로전달하였음을확인할수있었다. 결 본연구에서는항산화및항노화활성이우수한플라보노이드인쿼세틴의피부전달을증진시키기위하여탄성리포좀을제조하였으며, 탄성리포좀의물리화학적특성및피부투과능력을평가하여다음과같은결론을얻었다. (1) 0.1% 쿼세틴을함유한탄성리포좀은구성성분및비율을다르게하여최적화된탄성리포좀제형을제조하였다. (2) 쿼세틴을함유하지않은빈리포좀은 107.9~161.3 nm 의크기를나타내었고, 쿼세틴을담지한 ELQ-3 의경우 220~ 300 nm 로단분산형태의일정한입도분포를나타내었다. 또한구성성분인계면활성제의비율이증가할수록리포좀의입자크기가증가하였지만일정농도이상 (10% w/w) 에서는 론 입자크기가다시감소하는경향을나타내었다. (3) 계면활성제함량을증가시키며탄성리포좀제형의가변형성지수를측정하였는데 ELQ-5(21.8) 이고 ELQ-3(28.3) 으로계면활성제의농도가증가할수록탄성리포좀뿐만아니라혼합된미셀을형성하기때문에가변형성이감소하는경향을나타내었다. (4) 탄성리포좀에포집된쿼세틴의포집효율은 ELQ-1 의경우 77.4% 와 ELQ-2(78.3%), ELQ-3(87.5%) 로나타났으며, 포집효율은계면활성제의농도에의존하며, 계면활성제의함량이증가할수록쿼세틴의포집효율은증가하는것을확인하였다. 따라서인지질과계면활성제농도로구성된 (90 : 10) ELQ-3 이높은가변형성과최대의포집효율을갖는결과를보여주었다. (5) Franz diffusion cell 을이용하여쿼세틴담지탄성리포좀의피부투과능력을평가한결과, ELQ-3 은 1,3-butylene glycol 용액과일반리포좀인 ELQ-1 에비하여시간별쿼세틴의피부투과량이더크게나타났다. 1,3-Butylene glycol (quercetin in stock solution) 의경우 24 시간까지피부로쿼세틴을전달하지못하고 tape( 각질층 ), skin( 표피 + 진피 ) 에존재하는것으로나타났다. 하지만, ELQ-1 과 ELQ-3 의경우모두 8 시간까지는시간의존적으로쿼세틴의피부투과량이증가하였고, 24 시간후쿼세틴의누적투과량 (transdermal) 은 1,3- butylene glycol 용액의경우 0.0 µg/cm 2 이었고, ELQ-1 은 27.8 µg/cm 2, ELQ-3 은 56.4 µg/cm 2 으로초기적하량 µg/ cm 2 에대하여각각 8.8 및 18.0% 의투과율을나타냈다. (6) 피부투과실험에서, 각질층에존재하는쿼세틴의함량 (tape) 은 1,3-butylene glycol 용액의경우는 4.6% 였고, ELQ- 1 이 4.1%, ELQ-3 의경우 5.8% 으로 1,3-butylene glycol 용액이각질층에약간더존재하는것으로나타났다. 각질층을제외한피부 ( 표피 + 진피 ) 로침투된쿼세틴의함량 (skin) 은 1,3- butylene glycol 과 ELQ-1, ELQ-3 에서각각 60.5, 74.0, 89.7 µg/cm 2 로초기적하량에대한쿼세틴의침투율로환산할경우각각 19.3, 23.5 및 28.5% 로탄성리포좀제형인 ELQ-3(90 : 10) 의경우표피와진피에존재하는쿼세틴의양이훨씬많은것으로나타났다. (7) 피부에침투된쿼세틴의총함량은초기적하량 µg/ cm 2 에대하여 1,3-butylene glycol 과 ELQ-1, ELQ-3 에서각각 75.1 및 114.8, µg/cm 2 으로측정되었다. 피부의각질층 (tape), skin( 각질층제외한표피 + 진피 ), 그리고 transdermal( 피부를통과한 receptor phase 에존재 ) 를합친누적투과량은탄성리포좀 (ELQ-3) > 계면활성제가없는리포좀 (ELQ-1) > 1,3- butylene glycol 용액순으로나타났다. 이상의결과들은 Tego care 450 을이용하고쿼세틴을함유한탄성리포좀은유효성분의안정화및유효성분의피부전달에있어서적합한피부흡수전달시스템이될수있음을시사한다. 폴리머, 제 36 권제 6 호, 2012 년

7 탄성리포좀을사용한쿼세틴의경피전달 : 제조, 특성그리고 In Vitro 피부투과연구 711 감사의글 : 본연구는보건복지부보건의료연구개발사업의지원에의하여이루어진것임 ( 과제고유번호 :A103017). 참고문헌 1. E. J. An, C. K. Kang, J. W. Kim, and B. S. Jin, KIC News, 13, 24 (2010). 2. G. M. El Maghraby, B. W. Barry, and A. C. Williams, Eur. J. Pharm. Sci., 34, 203 (2008). 3. M. J. Choi and H. I. Maibach, Int. J. Cosmet. Sci., 27, 211 (2005). 4. J. E. Kim, H. J. Lee, M. S. Lim, M. A. Park, and S. N. Park, J. Soc. Cosmet. Scient., 38, 15 (2012). 5. G. Cevc and G. Blume, Biochim. Biophys. Acta, 1104, 226 (1992). 6. G. Cevc, D. Gebauer, J. Stieber, A. Schatzlein, and G. Blume, Biochim. Biophys. Acta, 1368, 201 (1998). 7. M. A. Elsayed, Y. Abdallah, F. Naggar, and M. Khalafallah, Int. J. Pharm., 332, 1 (2007). 8. G. Ceve, A. Schatzlein, and H. Richardsen, Biochim. Biophys. Acta, 1546, 21 (2002). 9. W. Johnson, Int. J. Toxicol., 20, 13 (2001). 10. R. G. Allen and M. Tresini, Free Radic. Biol. Med., 28, 463 (2000). 11. C. F. Skibola and M. T. Smith, Free Radic. Biol. Med., 29, 375 (2000). 12. C. A. Rice-Evans, N. J. Miller, and G. Paganga, Trends Plant Sci., 2, 152 (1997). 13. S. N. Park, S. W. Choi, and Y. C. Boo, Kor. J. Ginseng Sci., 14, 1991 (1990). 14. G. Cevc, A. Schatzlein, and G. Blume, J. Control. Release, 36, 3 (1995). 15. G. Cevc, D. Gebauer, J. Stieber, A. Schatzlein, and G. Blume, Biochim. Biophys. Acta, 1368, 201 (1998). 16. S. Jain, N. Jain, D. Bhadra, A. K. Tiwary, and N. K. Jain, Curr. Drug Deliv., 2, 223 (2005). 17. C. Hofer, R. Hartung, R. Gobel, P. Deering, A. Lehmer, and J. Breul, World J. Surg., 24, 1187 (2000). 18. J. Y. Shin, Y. K. Oh, and C. K. Kim, J. Kor. Pharm. Sci., 33, 187 (2003). 19. S. Jain, N. Jain, D. Bhadra, A. K. Tiwary, and N. K. Jain, Curr. Drug Deliv., 2, 223 (2005). Polymer(Korea), Vol. 36, No. 6, 2012

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Journal of Life Science 2011 Vol. 21. No. 8. 1120~1126 ISSN : 1225-9918 DOI : http://dx.doi.org/10.5352/jls.2011.21.8.1120 μ μ μ α β Journal of Life Science 2011, Vol. 21. No. 8 1121 μ μ 1122 생명과학회지 2011,