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.

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.

Nanoemulsions are actively used in several applications for pharmaceutical, cosmetic and chemical industries. In this study, we propose the use of microfluidizer known as high pressure homogenizer to prepare lipid nanoemulsion as a potent cosmetic delivery carrier. The lipid nanoemulsions were prepared by O/W emulsion with hydrogenated lecithin and different type of oils. Effects of oil type on the stability of the lipid nanoemulsion were investigated with Dynamic Light Scattering (DLS) and Zeta-potential. Arbutin was used as model drug for transdermal administration through hairless mouse skin. Transdermal arbutin delivery using the lipid nanoemulsions was studied with HPLC method.

The objectives of this study, which filled gaps in previous studies, were: (1) to find the optimal mixing condition of nanoemulsions containing oleoresin capsicum (OC), Tween 80, propylene glycol (PG), and sucrose monostearate (SES) by microfluidization; (2) to investigate their properties and stability depending on such factors as pH, temperature, and heating time; (3) to measure the effect of adding ascorbic acid. In order to test these objectives, the following three experiments were conducted: Firstly, in order to find the optimal mixing ratio, nanoemulsions containing OC - the mean diameter of which is smaller than 100 nm - were prepared through the process of microfluidization; and their mean particle size, zeta potential, and capsaicinoids were measured. The test results indicated that the mixing ratio at OC : Tween 80 : PG + water(1:2) = 1 : 0.2 : 5 was optimal. Secondly, the properties and stability of nanoemulsions were investigated with varying parameters. The test results illustrated that single-layer nanoemulsions and double-layer nanoemulsions coated with alginate were stable, irrespective of all the parameters other than/except for pH 3. Thirdly, the properties of nanoemulsions were then analyzed according to the addition of ascorbic acid. The results demonstrated that the properties of single-layer nanoemulsions were not affected by addition of ascorbic acid. In case of alginate double-layer nanoemulsions, the particle size was reduced, and zeta potential increased with the addition of ascorbic acid. In conclusion, the demonstrated stability of various nanoemulsions under the different conditions in the present study suggests that these findings may constitute a basis in manufacturing various food-grade products which use nanoemulsions-and indicate that food nanoemulsions, if adopted in the food industry, have the potential to satisfy both the functionality and acceptability requirements necessary to produce commercially marketable food-grade products.

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.

This study aimed to investigate the effect of various emulsifiers on the formation of nanoemulsions and their stability properties. MCT (medium chain triglyceride) nanoemulsions were prepared (10 wt% oil, 10 wt% emulsifiers, 20 mM bis-tris, pH 7) with emulsifier such as Tween 20 (Polyoxyethylene(20) sorbitan monolaurate), Almax 3800 (Sorbitan monooleate), soy lecithin, and SSL (sodium stearoyl lactylate) and changes in fat globule size with respect to storage period and stability properties by Turbiscan were investigated. In case of control nanoemulsion with 10 wt% Tween 20, the initial fat globule size was 89.0 nm and 113.4 nm after 28 day of storage and this large increase (ca. 24 nm) was thought to be caused by Ostwald ripening. When Tween 20 was partially replaced with Almax 3800, lecithin and SSL in nanoemulsions, their physicochemical properties (i.e., fat globule size and stability) were changed accordingly. In general, the intial fat globule size was decreased with increasing the concentration of the emulsifiers and the stability against Ostwald ripening increased. The most stable nanoemulsions against Ostwald ripening could be prepared with emulsifiers of Tween 20 and Almax 3800 or lecithin in the ratio of 6:4 (wt%), which was verified with Ostwald ripening rate (ω). In addition, the emulsion stability by Turbiscan was observed to be consistent with results of changes in fat globule size with storage period.

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.

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.

본 연구에서 우리는 유기자외선차단제와 왁스를 함유하고 Tween 80과 Span 80의 혼합계면활성제를 이용한 o/w 나노에멀젼에서 자외선 흡광도의 상승에 대해 연구하였다. Tween 80/Span 80 유화시스템에서 칸데릴라 왁스를 함유하고 PIC (Phase Inversion Composition) 방법으로 제조된 나노에멀젼의 입자는 50 nm 이하였다. Tween 80/Span 80/칸데릴라 왁스/유기자외선차단제의 농도를 4.5:0.5/3.0/2.0 wt%로 고정하고 다양한 유기자외선차단제를 각각 첨가하여 에멀젼을 제조한 결과, Parsol MCX와 Escalol 587에서 안정한 나노에멀젼이 형성되었다. 또한 동일 시스템에서 Parsol MCX와 칸데릴라 왁스의 비율은 2.0 미만일 때 안정한 나노에멀젼이 형성되었다. 자외선 흡수 효과는 Parsol MCX와 칸데릴라 왁스를 혼용하였을 때 높은 상승효과를 보였다.

새로운 베지클인 glyceryl citrate/ lactate/ linoleate/ oleate를 이용한 수중유형 형태의 아스타잔틴 나노에멀젼에 대해 항산화 효과, 세포 생존력, 단백질과 관련한 효소의 영향, 피부 침투도 그리고 피부에 대한 보습 및 탄력 등의 약용화장품적인 측면에서의 전반적 연구를 실시하였다. 항산화력 및 세포 생존력에 대해선 각각 DPPH법과 MMT assay를 이용하여 측정하였다. 아스타잔틴 나노에멀젼에 대한 또 다른 성질은 2D-Page를 이용한 단백질 분석 및 컨포칼, in-vivo 테스트를 통해 측정하였다. 본 연구를 통해, 아스타잔틴을 포함하는 나노에멀젼은 MMP발현에 관련한 단백질 억제 및 세포외 기질의 분해를 막고 라디칼의 소거에 매우 우수한 결과를 보였다. 종전의 레시친을 이용한 나노에멀젼 보다는 새로운 베지클을 이용한 아스타잔틴 나노에멀젼의 피부 침투가 매우 효과적임을 CLSM을 통해 측정하였다. 또한 28일 동안의 한국 성인 여성 11명을 통한 보습 및 탄력 인비보 테스트에서 우수한 효과를 확인할 수 있었다.

아스타잔틴을 포함하는 수중유형 형태의 나노에멀젼을 고압균질기를 이용하여 제조하였다. 이에 유화조건, 유화제 종류, 유화제 농도 그리고 아스타잔틴 농도에 따라 최적화를 되었다. 나노에멀젼의 안정성은 제타포텐셜, FF-SEM, 입도분석기, 색차계를 이용하여 측정하였다. 제조된 아스타잔틴 나노에멀젼의 입도는 160 ~190 nm로 균일하였으며 레시친에 의한 나노에멀젼 보다 glyceryl citrate/lactate/linoleate/oleate에 의한 나노에멀젼이 더욱 안정하고 균일한 입도분포를 가졌다. 아스타잔틴의 봉입도는 HPLC, FF-SEM을 이용하여 확인 하였으며, 제형 구성 후 보관조건에서의 안정도 및 제타 포텐셜 값도 -41의 우수한 결과를 나타내었다.