세라마이드를 고함량 함유한 나노구조 지질 담체의 제조 및 이를 적용한 하이드로겔 제형의 개발

국문 초록 (Abstract)

세라마이드와 인지질 간 상호 자가회합에 의해 공동 구조체(self assembled co-structures)가 형성되는 특성을 활용하여, 세라마이드를 고함량으로 함유한 나노구조 지질 담체(nanostructured lipid carrier, NLC)를 제조하였다. 먼저, 세라마이드와 인지질을 혼합하였을 때의 상변화를 편광현미경으로 관찰하였으며, 시차주사 열량계(DSC)를 이용하여 상전이 온도 및 결정성의 변화를 살펴보았다. 액상 오일, 계면활성제의 종류, 세라마이드와 인지질의 혼합비율 등 조성을 달리한 여러 NLC를 제조한 뒤, 각 시료의 입자 크기와 분산 안정성을 비교함 으로써 나노구조 지질 담체의 조성을 최적화하였다. 최적화된 NLC에 유효 성분으로 토코페롤을 포집시킨 후, DPPH 라디칼 소거 분석을 통해 산화 안정성을 평가한 결과, NLC가 유효성분의 산화 억제에 효과적임을 확인하였다.

토코페롤을 포집한 NLC를 화장품으로 적용하기 위해, 다양한 고분자 점증제를 사용하여 여러 종류의 하이드로겔 제형을 제조하였다. 각 고분자 점증제 종류에 따른 하이드로겔 제형의 안정성, 유변학적 특성, 텍스처 등을 비교하고, 고분자와 NLC 입자 간의 상호작용이 최종 하이드로겔의 물성에 미치는 영향을 분석하였다. 그 결과, 카보머(carbomer)와 알킬아크릴레이트 크로스고분자(acrylates/C10-30 alkyl acrylate crosspolymer)를 사용한 하이드로겔 제형은 크림 형태로, 하이드록시에틸 셀룰로오스(hydroxyethyl cellulose)와 구아검(guar gum)의 천연 고분자를 사용한 제형은 점도가 낮고 유동성이 우수하여 앰플 또는 세럼형 하이드로겔로 개발하기에 적합함을 확인하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Nanostructured lipid carriers (NLCs) containing a high content of ceramide were prepared by utilizing the self-assembled co-structure
formation between ceramides and phospholipids. Phase behavior of ceramide–phospholipid mixtures was first examined using polarized
light microscopy, and changes in phase transition temperature and crystallinity were analyzed by differential scanning calorimetry
(DSC). Various NLC formulations were prepared by varying the types of liquid oils, surfactants, and the mixing ratio of ceramide
to phospholipid. The particle size and dispersion stability of each formulation were compared to determine the optimal composition of
the NLC system. Tocopherol was then encapsulated as an active ingredient in the optimized NLCs, and antioxidant stability was
evaluated through a DPPH radical scavenging assay, confirming that the NLCs effectively inhibited oxidative degradation of the
encapsulated active ingredient.

To investigate the applicability of tocopherol-loaded NLCs in cosmetics, hydrogel formulations were prepared using various polymeric
thickeners. The stability, rheological properties, and texture of the hydrogel formulations were compared according to the type of polymeric
thickener, and the interactions between the polymers and NLCs were examined to understand their influence on the final hydrogel characteristics. As a result, formulations containing carbomer and acrylates/C10-30 alkyl acrylate crosspolymer formed semi-solid, cream-type
hydrogels, whereas formulations containing natural polymers such as hydroxyethyl cellulose and guar gum exhibited low viscosity and good
fluidity, making them suitable for ampoule or serum-type products.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서 론 1
• Ⅱ. 이론적 배경 4
• 1. 나노구조 지질 담체 (Nanostructured Lipid Carrier, NLC) 4
• 2. 세라마이드와 인지질 (Ceramide and Phospholipid) 6
• 3. 하이드로겔 (Hydrogel) 9
• 4. 뉴톤, 비뉴톤 유체 (Newtonian, non-Newtonian Fluid) 10
• 5. TPA (Texture Profile Analysis) 15
• 6. Turbiscan 17
• Ⅲ. 실험 재료 및 방법 18
• 1. 실험 재료 및 시약 18
• 2. NLC 제조 및 NLC를 적용한 하이드로겔 제형 20
• 2-1. NLC 제조 20
• 2-2. NLC를 함유한 하이드로겔 제형 제조 23
• 3. 분석 방법 및 사용 기기 25
• 3-1. 결정 구조 및 열적 특성 분석 25
• 3-2. NLC 입자 크기 및 형태 25
• 3-3. 분산액 및 제형의 안정성 분석 26
• 3-4. 항산화력 측정(DPPH assay) 26
• 3-5. 굴절률 측정 27
• 3-6. 제형의 유변학적 특성 측정 28
• 3-7. 점탄성(G’ G“) 측정 28
• 3-8. 텍스처 측정 28
• Ⅳ. 결과 및 고찰 29
• 1. NLC 제조 및 조성 최적화 29
• 2. NLC를 함유한 하이드로겔 제형 47
• Ⅴ. 결론 68
• 참 고 문 헌 70
• ABSTRACT 79