We have investigated the influence of system composition and preparation conditions on the particle size of vitamin E acetate (VE)-loaded nanoemulsions prepared by PIC(phase inversion composition) emulsification. This method relies on the formation of very fine oil droplets when water is added to oil/surfactant mixture. The oil-to-emulsion ratio content was kept constant (5 wt.%) while the surfactant-to-oil ratio (%SOR) was varied from 50 to 200 %. Oil phase composition (vitamin E to medium chain ester ratio, %VOR) had an effect on particle size, with the smallest droplets being formed below 60 % of VOR. Food-grade non-ionic surfactants (Tween 80 and Span 80) were used as an emulsifier. The effect of f on the droplet size distribution has been studied. In our system, the droplet volume fraction, given by the oil volume fraction plus the surfactant volume fraction, was varied from 0.1 to 0.3. The droplet diameter remains less than 350 nm when O/S is fixed at 1:1. The droplet size increases gradually as the increasing the volume fraction. Particle size could also be reduced by increasing the temperature when water was added to oil/ surfactant mixture. By optimizing system composition and homogenization conditions we were able to form VE-loaded nanoemulsions with small mean droplet diameters (d < 50 nm). The PIC emulsification method therefore has great potential for forming nanoemulsion-based delivery systems for food, personal care, and pharmaceutical applications.

본 연구에서는 화장품과 의약품 분야에서 항산화 물질로 널리 사용되고 있는 지용성 비타민인 vitamin E acetate(VEA, tocopheryl acetate)를 이용한 스킨토너 제형의 나노 입자 크기의 에멀젼을 제조하고, 이 에멀젼을 이용해 ICR outbred albino mice (12주령 약 50 g, 암컷) 피부로의 VEA 침투와 receptor phase 조성에 따른 VEA의 용해도 차이에 대한 실험을 수행하였다. VEA를 0.07 wt% 함유한 nano-emulsion의 입자는 에탄올(ethanol, EtOH) 함량이 많을수록 그 크기가 커지는 경향을 보였고 계면활성제 함량이 많은 경우 크기가 작아지는 것을 확인하였다. Receptor phase에서 적절한 EtOH 함량이 VEA의 용해도를 증가시켰다. EtOH 함량이 5.0, 40.0 wt%인 경우보다 10.0, 20.0 wt% 일 때 VEA의 용해도가 높은 것을 확인하였다. Receptor phase의 계면활성제 종류 역시 VEA 용해도에 영향을 주는 것을 확인하였다. 화학구조와 HLB값이 다른 세 가지 계면활성제를 비교한 결과 sorbitan sesquioleate (Arlacel 83; HLB 3.7) > POE (10) hydrogenated castor oil (HCO-10; HLB 6.5) > sorbitan monostearate (Arlacel 60; HLB 4.7)순으로 VEA에 대한 용해도가 증가하였다. Receptor phase에 첨가된 산화 방지제 종류에 따라서도 VEA의 용해도는 차이를 보였다. Ascorbic acid를 함유한 시료는 EDTA-2Na가 첨가된 시료보다 VEA 용해도가 높았고 이 두 가지 산화방지제를 혼합한 시료와 초기에 비슷한 용해도를 보였지만 시간이 지남에 따라 양상이 달라져 최종 24 h 뒤에는 2배 정도의 높은 용해도를 보였다. 네 가지 다른 함량의 VEA 함유 nano-emulsion을 이용하여 쥐 피부 Franz diffusion cell 실험을 수행한 결과 EtOH 함량이 10.0 wt%인 경우에 128.8 μg/㎠으로 VEA가 가장 높게 검출되었다. 이것은 초기 VEA 투입량인 220.057 μg/㎠과 비교하여 58.53 %가 투과된 것으로 EtOH 함량이 1.0, 20.0 wt%인 에멀젼과 비교해 볼 때 각각 45 %, 15 %씩 높았다. 동일한 EtOH 농도로 제조한 에멀젼과 비교했을 때, 0.5 wt% 계면활성제를 사용한 에멀젼의 입자 크기는 계면활성제 0.007 wt% 에멀젼 입자 크기의 1/20 정도인 26.0 nm로 매우 작았다. 하지만 쥐 피부를 투과하는 VEA의 양은 54.848 μg/㎠ 로 128.8 μg/㎠ 의 투과량을 보인 0.007 wt% 계면활성제 함유 에멀젼보다 적었다. 이상의 결과들로 VEA를 함유한 nano-emulsion의 피부 투과도와 receptor phase 조성에 따른 VEA의 용해도 차이를 확인하였다. 이러한 결과들을 이용하여 VEA를 피부 내로 침투시키는 데 필요한 최적의 조건을 확립할 수 있을 것으로 사료된다.