microfluidizer는 나노에멀젼에 제조에 자주 활용되는 장비이다. 이를 통해 제조된 에멀젼은 측정 기간 동안 균일한 입도 분포를 보인다. Franz diffusion cell으로 담쟁이덩굴 줄기 추출물의 나노에멀젼 피부 투과능력을 분석한다. 결과로서 담쟁이덩굴 줄기 추출물을 함유한 나노에멀젼은 일반 에멀젼에 비해 피부흡수능이 우수하다. 담쟁이 덩굴 줄기는 피부상재균의 항균 활성 능력도 있는 것을 확인할 수 있다.
<h1>결과 및 고찰</h1><h2>담쟁이덩굴 줄기 추출물 함유 나노에멀젼의 물리적 특성</h2><p>고압유화 장치인 microfluidizer는 분산이나 리포좀 및 나노에멀젼 제조에 많이 이용되는 장비이다. 이는 에멀젼이나 콜로이드 용액에 높은 압력을 가한 후 interaction chamber(IXC)를 통과시켜 입자의 크기를 일정하게 분쇄하는 방식으로 입자를 나노화하는 특징이 있다. Microfluidizer로 제조된 나노입자는 높은 압력에 의한 전단력의 증가로 입자크기가 작아지며, 통과횟수에 따라 입자 크기의 평균 직경은 일정한 크기로 감소하는 것으로 알려져 있다.</p><p>\( 0.1 \% \) 담쟁이덩굴 줄기 추출물의 에틸아세테이트 분획을 함유한 O/W 에멀젼을 Table 1의 처방으로 균질기를 이용하여 제조하였다. 제조된 에멀젼을 고압유화 장치인 microfluidizer를 5회 반복 통과시켜서 나노에멀젼을 제조하였다. \( 0.1 \% \) 담쟁이덩굴 줄기 추출물의 에틸아세테이트 분획을 함유한 에멀젼과 나노에멀젼의 제조 직후 입자 크기와 포집효율을 Table 2에 나타냈다. 제조 직후 일반 에멀젼은 다분산 형태로 불균일한 입도분포를 나타내었으나, 나노에멀젼은 \(302\ \mathrm{nm} \)로 단분산 형태의 일정한 입도분포를 보여주었다. 흡광도법으로 측정한 추출물의 포집 효율은 일반 에멀젼과 나노에멀젼 모두 \( 86 \% \) 이상으로 나타났다.</p><p>앞서 제조한 일반 O/W 에멀젼과 나노에멀젼 제형의 안정성을 2주간 비교하였다. 일반 에멀젼은 제조 직 후 및 2주 동안 다분산의 불균일한 입도 분포를 나타낸 반면, 나노에멀젼은 시간이 지날수록 입자 크기가 다소 증가하였으나 측정 기간 동안 단분산 형태의 균일한 입도 분포를 나타내었다. 이러한 결과는 같은 일정한 기간에서 일반 에멀젼에서 볼 수 있는 침전이나 크리밍과 같은 에멀젼의 분리 현상이 나노 에멀젼에서는 나타나지 않으며 입자 크기가 일정한 안정한 단분산 형태의 나노에멀젼을 유지함을 나타낸다.</p><h2>담쟁이덩굴 줄기 추출물 함유 나노에멀젼의 경표피 투과능</h2><p>Franz diffusion cell을 이용하여, 담쟁이덩굴 줄기 추출물의 에틸아세테이트 분획을 함유한 나노에멀젼의 피부 투과능력을 평가하였다. 대조군으로는 우수한 보습 효과를 갖으며 피부 자극이 거의 없고 피부전달에는 영향을 주지 않는 1,3-butylene glycol을 사용하였다. 피부 일정 면적에 대한 시간별 담쟁이덩굴 줄기추출물의 투과량을 Fig. 1에 나타내었다. 나노에멀젼과 1,3-butylene glycol 모두 시간 의존적으로 함유한 추출물의 피부 투과량이 증가하였다. 24 h 후 담쟁이덩굴 줄기 추출물의 누적 투과량(Transdermal)은 1,3-butylene glycol 용액의 경우 \( 63.08\ \mu \mathrm{g} \)이었고, 나노에멀젼은 \( 81.86\ \mu \mathrm{g} \)으로 나타났다. 이를 초기 적하량 \( 314.37\ \mu \mathrm{g} \)에 대하여 환산하면 \( 20.1 \% \) 및 \( 26.0 \% \)로 나노에멀젼이 대조군에 비해 높은 피부 투과능을 보였다.</p><p>Fig. 2(a)는 24 h 후, 각질층에 존재하는 담쟁이덩굴 줄기 추출물(Tape), 표피에서 각질층을 제외한 표피와 진피에 존재하는 담쟁이덩굴 줄기 추출물(Skin), 그리고 피부를 통과하여 receptor phase에 존재하는 담쟁이덩굴 추출물(Transdermal)의 함량을 나타낸 것이며 Fig. 2(b)는 각 피부 부위에 존재하는 담쟁이덩굴 줄기 추출물 함량을 비율을 초기 적하량에 대비하여 나타낸 것이다. 각질층에 존재하는 담쟁이덩굴 줄기 추출물의 함량(Tape)은 1,3-butylene glycol 용액의 경우는 \( 12.56\ \mu \mathrm{g} \)였고, 나노 에멀젼이 \( 24.64\ \mu \mathrm{g} \)로 초기 적하량 대비 각각 \( 4.00 \% \) 및 \( 7.84 \% \)로 나타났다. 각질층을 제외한 피부에 존재하는 담쟁이덩굴 줄기 추출물의 함량(Skin)은, 1,3butylene glycol과 나노에멀젼에서 각각 \( 26.82\ \mu \mathrm{g}\), \(27.03\ \mu \mathrm{g} \)으로 초기 적하량에 대한 담쟁이덩굴 줄기 추출물의 침투율로 환산할 경우 각각 \( 8.53 \% \) 및 \( 8.60 \% \)로 나타났다. 피부에 침투된 담쟁이 덩굴 줄기 추출물 에틸아세테이트 분획의 총 함량은 1,3-butylene glycol에서 \( 102.46\ \mu \mathrm{g} \), 나노에멀젼에서 \( 133.54\ \mu \mathrm{g} \)으로 측정되었다. 따라서 담쟁이덩굴 줄기 추출물의 초기 적하량 대비 총 피부투과율 1,3-butylene glycol이 \( 32.59 \% \), 나노에멀젼이 \( 42.47 \% \)로 나노에멀젼이 약 1.30배 더 우수한 피부투과율을 나타냈다.</p><p>나노에멀젼의 종류와 에멀젼의 크기에 따라 피부흡수능이 변할 수 있지만 본 연구에서는 microfluidizer를 이용한 고에너지법으로 담쟁이덩굴 줄기 추출물을 함유한 나노에멀젼을 제조하여 그 특성과 피부흡수능을 보고자 하였으며 약 \(300\ \mathrm{nm} \)의 단분산 형태의 에멀젼 입자 사이즈는 다른 연구를 통해서도 일반 에멀젼에 비하여 피부흡수능이 우수하다고 알려져있다.</p><h2>피부상재균의 항균 활성(Disc Diffusion Assay)</h2><p>담쟁이덩굴 줄기 에틸아세테이트 분획의 피부상재균에 대한 항균활성은 S. aureus, B. subtilis과 같은 2종의 Gram (+) 세균과 E. coli와 같은 1종의 Gram (-) 세균으로 구성된 3종의 세균, 피부질환을 일으키는 대표적인 피부상재균인 P. ovale, P. acnes를 포함한 총 5종의 미생물을 disc 확산법으로 실시하였다. 이에 따른 결과를 Table 4에 나타내었다. 담쟁이덩굴 줄기 에틸아세테이트 분획은 Gram (+) 세균인 S. aureus, B. subtilis에서 항균 활성이 나타났으며, 이는 화장품에 주로 사용되는 항균제인 methyl paraben과 비교하였을 때 더 큰 항균 활성이 나타남을 확인하였다. 반면에 Gram (-) 세균과 P. ovale, P. acnes에서는 methyl paraben에서만 항균 활성을 보였고, 담쟁이덩굴 줄기 에틸아세테이트 분획에서는 항균 활성이 나타나지 않았다. 이로써 담쟁이덩굴 줄기 에틸아세테이트 분획은 Gram (+) 세균에서만 높은 항균 활성을 나타내는 것으로 확인되었으며, 피부염의 핵심 증상인 습진의 주원인으로 작용하는 Gram (+) 균주 S. aureus에 대하여 높은 항균 활성을 보이기 때문에 항균제로서의 역할을 기대해 볼 수 있다.</p>