본 연구에서는 입자 크기 뿐만 아니라 베지클 멤브레인의 변형도를 조절할 수 있는 에토좀을 통해 약물의 경피흡수능을 향상시킬 수 있는 새로운 접근을 소개한다. 이를 위해 신규 육모효능성분인 Triaminodil을 포집한 에토좀을 제조하였고 입자 제조 후 추가적인 에너지를 가함으로써 입자의 크기를 조절하였다. 광산란법, 투과전자현미경, 멤브레인 변형도 측정 등을 통해 입자의 변형도가 입자 크기에 의존하는 것을 확인하였다. 또한 in vitro 피부흡수시험과 전임상 성장기 유도평가를 통해 베지클 멤브레인의 변형도가 Triaminodil의 피부 전달효능에 크게 영향을 미치는 것을 확인하였다. 이러한 결과로부터 담지 된 약물의 전달효능을 극대화 시킬 수 있는 최적 크기의 전달체 영역이 존재함을 확인하였고 이는 입자의 크기와 멤브레인 특성에 큰 영향을 받기 때문에 전달체를 설계하는데 있어 이 두 가지 요인을 고려해야 한다.

국내의 조사료 수요를 충족시키기 위해 총체맥류의 논재배 면적이 최근에 급속히 증가하고 있다. 조사료 생산용 총체맥류 재배시 수량을 증대시키기 위해 질소비료를 시비하고 있는데 질소비료의 과용 가능성과 질소를 과용한 총체맥류 생산답에서 재배한 벼의 미질저하 문제가 제기되고 있다. 본 연구에서는 총체맥류재 배시 질소시비량과 총체맥류 생산답에서의 벼 재배시 질소시비량에 따른 벼 식물체의 질소대사 특성을 규명 하기 위하여 glutamine synthetase(GS), glutamate synthase(GOGAT), glutamate dehydrogenase(GDH)의 활성과 잎 단백질의 함량을 조사 분석하였다. 공시품종은 호품벼와 영양보리를 사용하였다. 보리 재배시 질소비료 시용 량은 0, 14, 18, 22, 26kg/10a이었으며, 벼 재배시 질소비료 시용량은 0, 5, 7, 9, 11, 13, 15kg/10a이었다. GS, GOGAT, GDH 활성과 단백질의 함량은 활착기, 유효분얼기, 무효분얼기의 벼 식물체의 잎을 채취하여 측정하 였다. 벼 식물체의 GS 활성은 활착기에서는 벼에 대한 질소시비량이 9, 13 그리고 15kg일 때 대조구보다 약 2～3배 증가하였다. 유효분얼기와 무효분얼기에서는 벼에 대한 질소 시비량이 증가함에 따라 활성이 점차 증가하여 13kg와 15kg 시비구는 대조구보다 약 2.7～3.7배 증가하였고 이후부터 점차 감소하였다. 벼 식물체 의 GOGAT 활성은 벼에 대한 질소시비량이 증가함에 따라 활성이 점차 증가하여 11, 13 그리고 15kg시비구는 대조구보다 약 3.3～4.4배 증가하였다. 유효분얼기와 무효분얼기에서는 벼에 대한 질소시비량이 증가함에 따라 활성이 점차 증가하여 11kg시비구는 대조구보다 약 3.3～4.5배 증가하였다. 벼 식물체의 GDH활성은 활착기에서는 벼에 대한 질소시비량이 증가함에 따라 활성이 점차 증가하여 11kg과 13kg시비구는 대조구보 다 약 3.2배 증가하였다. 유효분얼기와 무효분얼기에서는 벼에 대한 질소시비량이 증가함에 따라 활성이 점차 증가하여 11kg시비구는 대조구보다 약 3.5～3.6배 증가하였다. 벼 식물체 잎의 단백질 함량은 활착기에서는 벼에 대한 11kg과 15kg 시비구가 대조구보다 약 1.4～1.6배 증가하였다. 유효분얼기에서는 벼에 대한 13kg과 15kg 시비구가 대조구보다 약 1.3～1.4배 증가하였다. 무효분얼기에서는 벼에 대한 13kg과 15kg 시비구가 대조구보다 약 1.3배 증가하였다. 총체맥류 생산답에서 재배되는 벼 식물체의 GS, GOGAT, GDH 활성 및 단백질 함량은 총체보리 재배시 질소시용량에 따라 일정한 경향을 보이지 않았다. 그러나 벼 재배시 질소시비 량이 증가함에 따라 GS, GOGAT, GDH 활성 및 단백질 함량이 증가하는 경향을 보였다. 이상의 결과로 미루 어 보아 총체 보리 재배시 질소시용량이 보리 수확 후 동일답에서 재배되는 벼 식물체의 GS, GOGAT, GDH 활성에 유의한 영향을 미칠 가능성은 매우 낮을 것으로 생각된다. 본 연구는 농촌진흥청 지역 농업 연구 활성화 지원사업(과제번호_200803A01082002)의 지원에 의해 이루어진 것임.

본 총설에서는 이산화탄소에 용해력이 있는 새로운 탄화수소 공중합체의 설계와 개발, 그리고 생체친화성 고분자의 초임계 중합을 위한 효과적인 계면활성제로써의 성능에 대해 소개하고, 초임계 유체의 기본적 개념을 용매로써의 성질과 고분자 합성분야에서의 응용적인 측면에서 기술한다. 이산화탄소에 높은 용해력을 지닌 탄화수소 고분자 중합을 위해 새로운 리빙라디칼 중합기술을 사용하였고, 이 물질들의 이산화탄소 내에서의 상거동을 측정하여 공중합체의 분자량과 구조가 용해도에 미치는 영향을 조사하였다. 초임계 분산중합에서의 효과적인 계면활성력을 확인하였고, 성장하는 입자의 안정화에 필요한 키 파라미터를 결정하기 위해 다양한 조건에서 실험을 수행하였으며, 화장품 분야에 응용될 수 있는 새로운 구조의 친환경 고분자 소재 개발에 이 연구가 적용될 수 있다는 잠재적인 가능성을 확인하였다.

천연물로부터 새로운 미백 소재를 개발하기 위하여 식물 추출물들의 미백활성을 조사한 결과, 엉겅퀴의 열매로부터 추출한 silymarin이 우수한 미백효과를 나타내는 것을 발견하였다. Silymarin으로부터 유효 성분을 분리하기 위하여 각종 컬럼 크로마토그래피 및 HPLC 등의 기법을 실시하여 silybin과 isosilybin을 분리한 후 이성질체인 silybin A와 B, 그리고 isosilybin A와 B를 각각 순수 분리하였다. Silymarin은 Mel-Ab melanocyte에서 세포독성에 영향을 주지 않는 동시에 멜라닌의 생성을 억제하였고 IC50 값은 28.2 μg/mL이었다. 또한 Silymarin은 cell-based tyrosinase의 활성을 저해하고, western blot 분석 결과 tyrosinase 단백질의 발현을 감소시키는 것을 확인하였다. Silymarin으로부터 분리한활성 화합물인 silybin 및 isosilybin의 미백 효과를 측정한 결과, 각각 42.25 μM 및 16.32 μM의 IC50 값을 가지며 멜라닌의 생성을 억제하였으며 tyrosinase 단백질의 발현을 감소시켰다. Diastereoisomer 형태로 존재하는 silybin A 및 B, 그리고 isosilybin A 및 B의 멜라닌 저해활성을 측정한 결과, 네 가지 화합물 모두 농도 의존적으로 멜라닌의 생성을 억제하는 것으로 나타났다. 또한, 피부 미백 임상연구를 실시한 결과, silymarin 2 % 함유 크림을 사용할 경우 피부 미백 효과가 유효하게 나타남을 확인하였다. 이상의 결과로부터 본 활성물질 silymarin은 피부 미백 효과가 우수한 안전한 화장품원료로서 사용할 수 있을 것으로 사료된다.

본 총설에서는 마이크로플루딕스 기술에 대한 기초연구를 소개하고, 이 기술을 통하여 화장품산업분야에서 응용성이 큰 동공구조체, 응답성 소재, 캡슐 소재, 다층 콜로이드 구조체 등과 같은 신소재의 합성이 가능함을 기술한다. 마이크로플루딕스 기술이 적용되어 개발된 기능성 신소재들은 그 크기와 내부 모폴로지를 정확하게 피코리터 수준에서 조절할 수 있다. 또한, 소재의 화학조성을 다양하게 임의 조절할 수 있고, 고차 층구조를 갖는 콜로이드 입자나 캡슐의 개발까지도 가능하여 그 응용성은 무궁무진하다고 할 수 있다. 기본적으로 약물전달계, 화학물 분리공정, 바이오센서, 애튜에이터 등의 응용연구에 매우 유용하게 활용될 수 있다. 화장품산업에서도 마이크로플루딕스 기술을 이용하여 고기능성 신소재 개발이나 신유형 화장품 개발이 가능할 것으로 기대되어 더욱 복합적인 연구개발이 진행되어야 할 것이다.