나노에멀젼이란 20 ~ 200㎚ 정도의 입자 크기를 갖는 에멀젼으로 투명하거나 반투명한 외 관을 가지며, 작은 입자 사이즈로 유효물질의 피부 투과율을 향상시킬 수 있다는 장점이 있어 다양한 분야에서 응용되고 있다. 본 연구에서는 오일의 required HLB와 종류가 나노에멀젼 형성에 미치는 영향 에 대하여 알아보기 위해 required HLB가 다른 오일 8가지, 종류가 다른 16가지의 오일을 선정하여 연 구를 진행하였다. 이때 사용한 계면활성제로는 Polysorbate 60 (HLB 14.9), Sorbitan stearate (HLB 4.7), PEG-60 hydrogenated castor oil (HLB 14.0)이며 Polysorbate 60과 Sorbitan stearate를 혼합하여 HLB 14.0으로 고정한 것과 Polysorbate 60, PEG-60 hydrogenated castor oil을 각각 사용하여 제조하 였다. 오일의 종류에 따라 나노에멀젼 형성이 다르게 나타났으며 에스터계 구조를 가지는 오일이 비교적 우수한 나노에멀젼 형성 능력을 보여주었는데, 특히 Cetyl ethylhexanoin이 평균 40㎚ 이하의 작은 사이 즈로 생성된 후 큰 변화없이 안정한 나노에멀젼이 형성된 것을 확인할 수 있었다. 또한, Polysorbate 60 과 Sorbitan stearate를 혼합하여 사용하는 것이 PEG-60 hydrogenated castor oil 혹은 Polysorbate 60 각각 단독으로 사용하는 것보다 우수한 나노에멀젼 형성 능력을 가지는 것으로 나타났다.

본 연구에서는 높은 항산화, 항염증, 피부 미백 및 멜라닌 생성억제 활성을 지닌 톱니모자반 추출물(학명 Sargassum serratifolium, ESS)의 저장 안정성을 향상시킬 목적으로 oil-in-water (O/W) 나노 에멀젼을 제조하였다. 톱 니모자반으로부터 추출되어 농축, 탈염 및 탈당 과정을 거친 ESS의 주성분은 지용성 성분으로 높은 항산화 활성 때문 에 산화가 쉽게 일어남으로써 기능성 화장품 소재로써의 단점이 있다. 본 연구에서는 이전의 연구에서 확립된 PEG 400, 폴리옥실 캐스터오일 (EL) 및 Poloxamer 407의 농도를 적용하여 MES가 함유된 O/W 나노에멀젼을 제조하였다. 확립된 조건에서 제조된 나노에멀젼의 평균 크기는 16 ~ 22 nm로 나타났으며, 나노에멀젼은 항산화, NO 생성억제 능, 멜라닌생석억제능 alc MMP-1 생성억제능이 우수한 것으로 나타났다. 저장기간에 따른 이들 효능을 분석한 결과 5 사이클의 시간 변화에도 큰 차이가 없었으므로 장기간 저장에 따른 활성변화가 없음을 나타내었다.

본 연구에서는 우수한 미백 및 주름 개선 기능을 갖는 천연 유래 해초추출물 톱니모자반 추출물(학명 Sargassum serratifolium, MES)의 저장 안정성과 피부투과성을 향상시키는 목적으로 oil-in-water (O/W) 나노 에멀젼 구조를 적용하였으며 나노에멀젼에 대한 최적의 제조 조건을 연구하였다. 톱니모자반으로부터 추출되어 농축, 탈염 및 탈당 과정을 거친 MES의 주성분은 소수성의 활성성분으로 구성되어 있어 산화가 쉽게 일어나고 화장품 성분으로 사용하기에는 적합하지 않다. 본 연구에서는 PEG 400, 폴리옥실 캐스터오일 (EL), Poloxamer 407 등 다양한 계면활성 제와 첨가제 성분을 사용하여 MES가 함유된 O/W 나노에멀젼을 제조하였다. 그 과정에서 사용된 구성성분의 배합순 서와 화학적 조성 비율이 미치는 영향을 체계적으로 연구하였다. 최적화된 조건에서 제조된 나노에멀젼의 평균 크기는 20 ~ 30 nm 범위로 나타났으며, 시간 변화에 따른 나노에멀젼의 멜라닌 합성 억제 효율 성능은 5 사이클의 시간 변화에도 큰 차이가 없었다. 이것은 나노에멀젼의 우수한 장기간 저장 안정성과 피부투과성을 시사한다.

폴리에틸렌글라이콜(PEG)은 계면활성제, 세정제, 유화제 등으로 화장품에 많이 사용된다. 이들은 제조 과정 중, ethylene oxide의 이량체화에 의해 인간에 몸에 유해한 1,4-dioxane이 부산물로 생성될 수 있다. 화장품 성분에 대한 소비자들의 관심이 증가함에 따라, 퍼스널케어 시장에서 PEG 성분이 없는 보 다 안전한 에멀젼 연구의 필요성이 증대되고 있다. PEG-free 계면활성제로 사용되는 polyglycerol ester (PGE)는 비이온성 계면활성제로서 식품, 화장품 등의 분야에서 많이 사용되며 글리세롤과 지방산을 에스테르화 하여 생산된다. 본 연구에서는 PEG 성분을 함유하지 않은 나노에멀젼 제형의 개발 및 안정화를 목표로 하였다. 최적화된 나노에멀젼 제형 개발을 위해 RSM (Response Surface Methodology)를 사용하였다. 독립변수 및 변수의 범위 결정을 위한 예비 실험의 결과로 계면활성제 함량(2∼4%), 오일 함량(4∼ 8%), 폴리올 함량(12∼24%)을 독립변수로 설정하였다. 반응변수로는 제형의 입자 크기(particle size), 제타 전위(zeta potential), 현탁도(turbidity), 다분산지수(polydispersity index)를 측정하였다. 제조한 나노에 멀젼을 FIB (Focused ion beam)로 측정한 결과, 구형의 입자들이 100∼200 nm의 크기를 가지고 분포되어 있는 것을 확인하였다. 제조된 제형에 대해 30일 간 각 온도별(4℃, 25℃, 45℃) 안정성 평가를 진행하였고, 최적의 입자 크기, 현탁도, 다분산지수, 제타 전위를 고려한 최적의 처방은 계면활성제(2%), 오일(8%), 폴리올(24%)로 확인되었다.

본 연구에서는 피부미백제로 개발된 레조시놀다이펜틸에터[1,3-di(pentyloxyl)benzene]를 함유 하여 조성 상전이 방법(Phase Inversion Composition, PIC)방법으로 제조된 RS-Nanoemulsion의 경피 흡수 및 피부 미백 효능효과에 대해서 연구하였다. 지표성분인 1,3-di(pentyloxyl)benzene를 mineral oil 에 용해한 대조시료와 일반 O/W유화법으로 제조된 RS-emulsion시료를 비교 대상으로 인체 피부에 대 한 경피 흡수시험을 수행하였다. 시험결과, RS-Nanoemulsion 시료는 지표성분인 1,3-di(pentyloxyl) benzene를 mineral oil에 용해한 대조시료와 RS-emulsion 시료에 비해 통계적으로 유의하게 높은 지표 성분 경피 투과율을 나타내었다. RS-Nanoemulsion을 O/W크림에 함유하여 만든 크림 제형의 피부임 상시험을 통하여 그 유효성을 평가하고자 하였으며, 상기 시험결과 시험제품과 대조제품 모두 8주간의 시험기간에 특별한 이상반응이 관찰되지 않아 안전한 제품으로 확인되었고, 사용 8주 후 평가에서 대조 제품 사용에 비해 시험제품이 통계적으로 유의한 수준으로 피부미백에 도움을 주는 효과가 있는 것을 확인하였다.

Curcumin is a natural polyphenolic phytochemical, which has a number of potential benefits in biological activities. However, curcumin has extremely low water solubility and low bioavailability, which makes it difficult to incorporate into many food products. In this study, we investigated the effects of biopolymer emulsifier type and environmental stress on the physical stability of nanoemulsions containing curcumin. Nanoemulsion containing curcumin stabilized by sodium caseinate (SC), whey protein isolate (WPI), modified starch (MS), and gum arabic (GA) were prepared using microfludizer. The droplet size of nanoemulsions decreased significantly from 1028 nm to 169 nm as emulsifier concentration increased (p<0.05). The optimum concentration of emulsifiers for stable curcumin nanoemulsions were determined to be 1% of SC and 1% of WPI, respectively. The storage study showed that the nanoemulsions were physically stable for 5 weeks at 25oC. In addition, nanoemulsions were physically stable against heat, freeze-thaw, pH, and NaCl solution. However, extensive droplet aggregation occurred in protein-stabilized nanoemulsions at CaCl2 solution, which was attributed to hydrophobic interaction between droplets.

올레아놀릭산은 항암, 신행혈관 생성방지, 항염증, 항산화 및 주름 개선효과가 알려져 있다. 본 연구자들은 천연에서 분리한 올레아놀릭산의 항산화효과에 주목하여 연구하였고 미백효과가 있음을 확인하였다. 본 연구에서는 천연유래의 폴리글리세릴계 계면활성제를 사용하여 간단한 교반만으로 올레 아놀릭산을 안정화하였고 고가의 장비인 마이크로풀루다이저를이용하여 제조한 레시틴리포좀과 경피흡 수투과율을 비교하였다. 0.4% 올레아놀릭산을 안정화한 폴리글리세릴 나노에멀젼의 12시간 후 경피흡수 투과율은 95%였다. 레시틴 리포좀은 92%로 유사하였으나 폴리글리세릴 나노에멀젼은 3시간 경피 흡수 투과율이 65%로 레시틴리포좀의 45%에 비해 속방성의 특징을 보였다. 인체대상 임상시험결과 올레아 놀릭산을 무배합한 대조군에 비해 올레아놀릭산을 배합한 폴리글리세릴 나노에멀젼은 MEXAMETER의 한 멜라닌 색소감소효과가 2주차 25%, 4주차 58%, 8주차 58%이상 높았다.

본 연구에서는 농축유청단백질을 이용하여 내부젤화 방법으로 나노크기(<~200 nm)의 W1/O/W2 다중 에멀젼을 제조하고, 제조 공정요인(가교제인 CaCl2 농도, 초음파처리, 유화제)에 따른 나노다중에멀젼의 형태학적, 물리화학적(입자크기, 다분산지수, 제타전위) 특성 평가와 모델 유식품(우유, 요구르트, 치즈)을 이용한 저장 안정성을 연구하였다. 나노다중에멀젼의 형태학적 특성은 투과전자현미경을 이용하여 관찰하였으며 물리화학적 특성 및 유식품 저장 안정성 평가는 입도분석기를 이용하여 수행되었다. 실험 결과 가교제인 CaCl2을 첨가함에 따라 다중에멀젼의 크기가 유의적으로(p<0.05) 감소하였으며, 이용된 CaCl2 모든 농도(0, 4, 6, 8 mM)에서 음전하를 지닌 다중에멀젼은 다분산지수 0.2 이하의 균질의 입자 분포를 지니고 있음을 알 수 있었다. 또한 투과전자현미경을 이용하여 관찰한 결과, ~ 180 nm 크기의 내부에 오일상이 포함된 구형의 나노다중에멀젼이 성공적으로 제조되었음을 확인하였다. 초음파 처리시 다중에멀젼 크기는 유의적으로(p<0.05) 감소하였으며, 다분산지수 0.2 이하의 나노다중에멀젼이 생성됨을 확인하였다. 또한 수상 내 유화제 첨가 시 입자크기가 유의적으로(p<0.05) 감소하였고, 다분산지수 0.2 이하의 나노다중에멀젼이 생성됨을 확인하였다. 모델 유식품 저장 환경에서의 안정성 평가 결과 14일 동안 나노다중에멀젼은 물리화학적 안정성을 유지하였으며, 결과적으로 농축유청단백질 나노다중에멀젼은 유식품 적용성이 뛰어남을 확인하였다.

본 연구에서는 지용성 생리활성 물질인 커큐민의 가용화를 통해 실제 식품에 적용하기 위하여 고압 균질기(microfluidizer)를 이용한 나노크기 입자를 생산하였으며,제조된 나노에멀젼의 입자특성을 검토하였다. 제조된 나노에멀젼의 여러 가지 물리적 특성은 유화제 종류 및 농도,분산상과 연속상의 혼합비율, 고압 균질기의 압력 및 통과횟수의 영향을 받았다. 일반적으로 연속상에서의 유화제농도가 높을수록, 고압 균질기 압력 및 통과횟수가 높을수록 입자크기 및 제타전위 값이 감소하는 경향을 보였으며,입자분산지수 또한 감소되는 양상을 보였다. 여러 조건에서 제조된 나노에멀젼의 저장 기간 동안 입자크기 변화를측정한 결과, 물리적으로 매우 안정한 상태를 유지하였다.따라서, 본 연구를 통해 고압균질기를 이용하여 입자분포가 좁은 커큐민 함유 나노에멀젼을 제조할 수 있었다. 추후 연구에서는 음료와 같은 실제 식품에 적용하고 상업적으로 이용하기 위해서는 열, 냉동, pH, 염 등의 외부환경에 대한 물리화학적 안정성을 검토해야 할 것이다.

나노에멀젼은 서브마이크론 크기의 에멀젼으로 치료 약물의 전달을 향상시키는 약물 전달체로서 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구의 목표는 폴리머를 함유한 나노에멀젼의 안정성에 대한 연구이다. 고농도의 Carbopol 941, Aristoflex AVC, Aronbis M, Permulen TR 2 및 Aculyn 44를 함유한 나노에멀젼의 안정성은 마크로에멀젼과는 다르게 불안정하였다. 폴리머를 유화 전에 첨가하여 제조한 에멀젼이 유화 후 폴리머를 첨가하여 제조한 에멀젼에 비해 초기 입자 크기가 더 크게 형성되었다. 저 농도의 폴리머를 함유한 경우에도 폴리머를 함유하지 않은 나노에멀젼에 비해 안정성이 감소하였으나 그 정도는 고농도에 비해 적었다. 점도가 유사한 경우 안정성에 미치는 순서는 Aristoflex AVC < Carbopol 941 < Permulen TR2 < Carbopol 941 + Aculyn 44 < Aronbis M의 순서로 불안정하였다.

다양한 화장품에 응용을 위하여 제주산 유채오일 추출물을 대상으로 PIT유화시스템을 이용한 나노에멀젼을 제조하였다. 천연 유채오일 추출물은 n-헥산을 용매로 사용하여 추출하였다. 천연유채오일 추출물은 엷은 노란색의 점성을 가진 액체이었고, 수율은 43±2.5%이었다. 산가는 2.76±0.5이었고, 비중은 0.89±0.05 이었다. 20wt%의 유채오일을 사용한 PIT-Yuche-NE의 입자크기는 50-120nm (평균입자크기: 82±5.8nm)이었고, 제타 포텐셜은 -29.5mV 이었다. 이것은 (PEG)5-30 지방산 에테르를 사용하기 때문에 열역학적으로 안정하였다. 특징적인 결과로부터 얻은 몇 개의 결론을 다음과 같이 나열하였다. 첫째, DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical)방법을 이용한 자유 라디칼 소거력을 측정하였다. PIT-Yuche-NE의 항산화력은 37.2±6.7%이었고, 비교군인 10 mg/mL의 PIT-Toco-NE(토코페롤 20wt% 나노에멀젼)은 28.8±6.5%, 10 mg/mL의 PIT-Nokcha-NE (녹차추출물 20wt% 나노에멀젼)은 29.6±7.2%이었다. 둘째, PIT-Yuche-NE의 콜라겐합성율은 148±15.2% 이었고, 동일 농도에서 비교군인 PIT-Toco-NE은 121±13.5%, PIT-Nokcha-NE은 95±12.7%이었다. 셋째, 6시간 후, Aramo-TS를 사용한 Yuche-CRM의 피부보습효과는 47±3.9% (*p-value￡0.05, n=7)이었다. 반면, Toco-CRM은 30±5.2%(*p-value￡0.05, n=7)이었고, Nokcha-CRM은 35±4.5%이었다. 따라서 Yuche-CRM은 다른 두 크림보다 높은 보습효과를 보였다. 최종적으로 본 연구는 화장품 산업 및 제약산업에서도 폭넓게 응용될 것으로 기대한다.

식품산업에서의 나노기술은 많은 연구와 가능성 있는 제품으로 새롭게 각광받는 분야이다. 나노와 마이크로 크기의 고체 입자는 유화된 오일 또는 물 입자를 함유하는 분산계의 처방에 적용 가능성이 매우 높은 것으로 인식되고 있다. 본 논문은 식용의 지방 결정, 실리카 나노 입자 및 생체 유래의 나노 결정체에 기반을 둔 식품 에멀젼의 성질과 개발에 관한 리뷰논문으로 다양한 피커링 안정화 분야에 관하여 검토하였다. 특히, 단백질로 안정화된 일반적인 에멀젼과 비교하여 Pickering 안정화 입자에 대해 초점을 맞추고자한다. 또한, 식품 산업에서 이들의 응용 예를 다루고자한다.

Silver bromide particles from 50 to 200a in diameter are prepared by mixing two microemulsions contaning the precursor salts AgNO3 and KBr. The microemulsions are composed of AOT(bis(2-ethylhexyl) sodium sulfosuccinate), n-heptane and water. The particle diameters are measured on photomicrographs obtained by transmission electron microscopy. The size of the particles is generally larger than that of the water cores. The influence of both the concentration of precursor salts in the water cores of the microemulsoin and the size of these water cores on the size of the particles has been studied.

Silver nanoparticles was synthesized by the method of W/O microemulsions with AOT (bis(2-ethylhexyl) sodium sulfosuccinate). The nucleation particle growth and aggregation was controlled by the droplet exchange process. The intermicellar exchange reaction is varied by changing the AOT and the H2O concentration. The synthesized W/O microemulsions was found to give the nanoparticles, which was confirmed by SEM, TEM, particle-size-analyzer, and UV-spectrometer. The most stable particles was obtained at 0.056 mole AOT solution, and the particle size distribution was found in the range from 27 to 31 nm. The mean particle size was reduced by adding Tween 20 significantly, and distribution was found from 14 to 16 nm. And, It's size was reduced by cosurfactants as toluene and benzyl alcohol. In case of toluene and benzyl alcohol, the range of particle size was found 7~11 nm and 8~12 nm.

오일/정제수(O/W) 나노에멀젼은 피부의 투과성을 변화시키는 효과적인 매개체이다. 본 연구에서 우리는 콜레스테롤, 팔미틴산과 같은 피부 각질층 지질과 세라마이드 IIIB (CIIIB)의 피부 적용을 위한 콜로이드성 운반체 역할을 하는 나노에멀젼의 제조와 특성화에 초점을 두었다. 나노에멀젼을 최적화하기 위해, 입자 크기, 나노에멀젼 안정성 및 CIIIB의 용해도와 관련하여 유화 공정 조건을 검토하였다. 80 ℃의 유화 온도 및 PIC (phase inversion composition) 유화법을 통해 입자 크기의 감소가 관찰되었다. CIIIB는 오일 및 물에 대한 용해도가 낮다. CIIIB의 농도가 증가하면 나노 에멀젼의 입자 크기가 증가하였다. Lipoid S75-3을 오일상에 첨가하면 CIIIB의 용해도가 증가하여 DSC 측정에서 보여지는 일부 상호 작용을 나타냈다. CIIIB와 피부 각질층 지질은 결정화 또는 물리적 불안정성 없이 성공적으로 나노 에멀젼에 혼입될 수 있었다. 결론적으로, 피부 각질층 지질을 함유하는 안정한 나노 에멀젼은 피부를 위한 효과적인 보습 시스템으로서 효과적일 수 있다.

본 실험에서는 화장품에 널리 사용되는 지방산과 지방알코올을 Tween 80과 Span 80을 함께 사용하여 조성 상전이 유화법으로 O/W (oil-in-water) 저점도 나노에멀젼을 제조하였다. 지방알코올의 오일상에서의 농도가 증가할수록 나노에멀젼의 입자 크기가 증가하였다. 혼합계면활성제의 HLB를 조절하여 입도 분포가 좁 고 안정한 나노에멀젼의 제조가 가능하였다. 전상점 부근에서 지방산 및 지방알코올을 함유한 계 모두에서 유사 한 점도와 전기전도도의 변화를 보였으나 오일과 계면활성제만으로 구성된 계와는 다르게 넓은 수용액상 분율 범위에서 높은 점도를 나타냈다. 입자 크기가 100 nm 미만의 저점도 나노에멀젼은 실온에서 한 달 이상 안정하 였다. 지방산 또는 지방알코올을 함유하고, 저에너지 유화법으로 제조된 저점도 O/W 나노에멀젼 제형은 화장품 의 기재로서 널리 사용될 수 있다.

본 연구에서는 동일한 농도의 유동파라핀/ Span 80-Tween 80/ 정제수로 구성되는 조성물을 혼합 경 로와 온도에 따라 형성되는 에멀젼 상태를 비교하였다. 3성분계도상에서 최종 조성에 이르는 혼합경로는 세 가 지로 구성하였다. 혼합 경로에 따라서 제조된 에멀젼의 평균 입자크기는 큰 차이를 보였으며 제조 온도가 증가함 에 따라서도 에멀젼의 입자크기가 감소하였다. 그러나 혼합 온도보다는 혼합 경로에 따른 영향이 더욱 컸다.

본 연구에서는 정제수/Span 80-Nikkol BL 25/오일계의 water-in-oil (W/O) 나노에멀젼을 높은 온 도에서 PIC 유화로 제조하였다. 이 방법은 본 시스템에서 미세하게 분산된 저점도의 W/O 나노에멀젼의 형성을 가능케 하였다. 그러나 실온에서 PIC 방법으로 제조된 에멀젼은 나노에멀젼보다는 마크로에멀젼이 제조되었다. 유화온도가 30 ℃에서 80 ℃로 증가하면 온도에 따른 계면장력의 큰 변화의 결과로 입자 크기는 2 μ m에서 100 nm 정도로 감소하였다. 80 ℃에서 제조된 나노에멀젼의 입자 크기는 50 ∼ 200 nm 범위에 있었고 내상의 분율 은 15 wt%까지 가능하였다. 또한 혼합 유화제의 최적 HLB는 7.0 부근에서 가장 안정한 나노에멀젼이 형성되었 다. 제조된 나노에멀젼은 1개월 이상 실온에서 안정하였다. 본 연구 결과는 저점도의 W/O 나노에멀젼의 형성 최적화에 중요한 정보를 제공할 수 있다. 이 결과는 W/O 나노에멀젼의 저점도로 인한 부드러운 사용감 등으로 화장품 제형으로 유용하게 이용될 것으로 생각된다.