변성전분 파우더를 이용한 워터 파우더 제형화

Abstract

리퀴드 마블(liquid marbles), 워터 파우더(water powder),논스틱 드롭(non-stick droplets),드라이 에멀젼(dry emulsion) 등등의 용어로 언급되는 워터 파우더는 콜로이드 입자가 공기 중에서 액상(liquid) 표면에 흡착. 즉, 액체/기체 (liquid/vapor)계면에 흡착하여 액상이 구형의 모양을 이루는 현상으로 이런 연구는 Quèrè and Mahadevan 등에 의해 연구되었으며 처음으로 2001년 Nature지에 소개 된 이후 10년 동안 연구가 된 분야이다. 화장품 분야에서도 1998년에 일본의 화장품 회사 고세에서 워터 파우더 관련 특허가 처음으로 출원 공개된 이후 2000년 이전에 상용화가 되었는데 본 연구에서는 기존에 연구된 방법이 아닌 변성 스타치(modified starch)와 표면이 소수처리 된 나노크기의 티타늄디옥사이드(TiO2)및 퓸드실리카(fumed silica)를 변성 스타치 표면에 물리적으로 부착시켜 기존의 모양과 유사한 형태의 워터 파우더를 제조하는 방법에 관한 것으로 기존의 방법과는 다르게 스타치를 사용함으로써 피부에 대한 보습,밀착성을 높이고 사용성이 부드러워 상업적 장점을 가진 것으로 판단된다. 실험은 헨슬믹서를 이용하여 쉐어를 주었을 때 소수 처리된 위에서 언급한 나노입자가 물리적으로 변성 스타치 표면에 붙어 있는지에 대해 전자주사현미경(SEM)을 이용하여 확인을 하였고 티타늄디옥사이드(TiO2)의 표면처리 종류에 따라 워터 파우더 생성 조건을 확인하고자 3종류의 각기 다른 티타늄디옥사이드를 배합한 실험을 하여 파우더 파트의 초순수에 대한 접촉각을 측정하여 일정 조건이 되어야 워터 파우더가 생성 됨을 발견할 수 있었고 접촉각의 차이가 비교적 작은 차이임에도 불구하고 워터 파우더가 생성 되기도 하고 전혀 생성이 되지 않는 극명한 차이가 있었다. 생성 된 워터 파우더에 대해서는 위의 언급한 전자주사현미경을 이용하여 클러스터(cluster)형태의 워터 파우더가 생성됨을 확인할 수 있었고 일정한 저속으로 작동하는 믹서를 이용하여 초기에 생성 된 클러스터 형태의 워터 파우더가 믹서의 작동 시간에 따라 점차 작은 클러스터 형태로 변하는 것으로 판단 할 수 있었다. 또한 워터 파우더가 실제로 물을 비롯한 수상성분을 함유하고 있는지를 확인하고자 광학현미경을 이용하여 슬라이드 글라스 위에 놓인 워터 파우더를 약한 압력을 가했을 시 워터 파우더에서 액상성분이 나오는 것을 확인할 수 있었다. 수성성분을 함유한 것으로 확인 된 워터 파우더를 쉐이킹베드(shaking bed)를 이용하여 조건 별 충격 안정성을 테스트 한 결과 상당히 안정하게 형태를 유지하는 것을 확인 할 수 있었으며 -10도부터 60도씨 까지 의 온도 안정성을 확인하고자 항온조에 7일이상 보관할 경우에도 합일이나 분리현상이 없이 제형이 안정하게 유지됨을 확인하였다. 또한 스타치의 특성상 미생물 오염에 취약한 것으로 알려져 있는데 적절한 방부제와 30% 이상의 다량의 글리세린을 함유할 시 미생물에 대해 양호한 방부력을 나타냄을 확인하였고 이렇게 방부력이 확인 된 워터 파우더에 대해 인체 첩포 테스트를 하여 인체 자극시험을 실시한 결과 무자극인 것으로 확인되어 방부력과 피부 자극을 동시에 충족시켰음을 확인하였고 화장품 산업에 활용할 수 있음을 검증할 수 있었다.