수 불용성 성분을 금속 산화물로 피복시키는 방법 document_id A220623063298

금속 산화물은 다양한 방법을 이용하여 다양한 용도(예: 향장제, 생체 적합성 물질, 광학 재료, 레이저, 형광 물질 등)를 위한 매트릭스 및 캡슐화 재료로서 사용되어왔다. 복합적으로 조절되는 벌크한 표면 특성을 지니는 하이브리드 무기-유기 구조로 이루어진 쉘은 문헌[참조: 홀, 사이몬, 알.(Hall, Simon, R.) 등, 나노 입자 상에서의 오가노실리카 하이브리드 쉘의 공축합, 형판: 작용화된 코어-쉘 콜로이드로의 직접 합성 경로(Cocondensation of Organosilica Hybrid Shells on Nanoparticle, Templates: A Direct Synthetic Route to Functionalized Core-Shell Colloids), 랭뮤어(Langmuir), 16:1454-1456, 2000]에 기술된 바 있다. 변형된 슈테버 공정(Stober process)에 의해 코어 은 입자 상에 실리카 쉘을 형성하는 방법은 문헌[참조: 마티제비(Matijevi) 등, 콜로이드 및 계면 과학 잡지(Journal of Colloid and Interface Science), 제221권, 제1판, 2000년 1월 1일, Pages 133-136]에 보고된 바 있다. 위의 보고자들은 또한 문헌[참조: 콜로이드 및 표면 A: 물리화학적 및 공학적 측면(Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects), 제81권, 1993년 12월 13일, Pages 153-159]에서 부톡시화티탄(IV)의 가수분해에 의해 무정형 티타니아로 피복된 구리(II)계 탄산염의 구형 입자를 형성하는 방법에 대해서도 보고한 바 있다. 위의 문헌에서, 위의 보고자들은 실험 조건을 변경시킴으로써 쉘의 두께를 어떻게 변화시킬 수 있는지를 입증하였다. 백색 안료(증백제)는 단분산된 실리카 입자를 티타니아로 피복함으로써 제조하였다. 이러한 분말의 은폐율을 입자 직경, 티타니아 쉘의 두께 및 하소 온도의 함수로서 평가하였다[참조: 마티제비 등, 콜로이드 및 계면 과학 잡지, 제156호, 제1판, 1993년 3월 1일, Pages 56-65]. 콜로이드성 베마이트(AlOOH) 로드는 문헌[참조: 판 브루겐(van Bruggen), M.P.B., 조절 가능한 종횡비를 갖는 콜로이드성 코어-쉘 로드의 제조방법 및 특성(Preparation and Properties of Colloidal Core-Shell Rods with Adjustable Aspect Ratios), 랭뮤어(Langmuir), 14:2245-2255, 1998]에 기술되어 있는 바와 같은, 실리카 쉘을 포함하는 로드를 제조하기 위한 코어로서 사용되었다. 형광 분자를 실리카 "나노버블(nanobubbles)"로 캡슐화시키는 방법은 문헌[참조: 마카로바, 올가 브이.(Makarova, Olga V.) 등, 나노 입자에 형광성 프로브를 흡수 및 캡슐화시키는 방법(Adsorption and Encapsulation of Fluorescent Probes in Nanoparticles), J. Phys. Chem. B, 103:9080-9084, 1999]에서 보고된 바 있다. 부그논, 필립(Bugnon, Philippe)은 문헌[참조: 부그논, 필립, 안료의 표면 처리(Surface treatment of pigments). 무기 물질을 사용한 처리(Treatment with inorganic materials), 유기 피복 기술의 진보(Progress in Organic Coatings), 29: 39-43, 1996)]에서 안료를 무기 물질로 처리하는 신규한 방법을 보고한 바 있다. 미크라주딘(Mikrajuddin) 등은 문헌[참조: 미크라주딘 등, 졸-겔법 및 분무 건조법을 조합한 방법을 이용하여 제조한, 실리카 나노 입자 매트릭스 중의 산화아연 양자점의 안정한 광루미네선스(Stable photoluminescence of zinc oxide quantum dots in silica nanoparticles matrix prepared by the combined sol-gel and spray drying method), 응용 물리 잡지(Journal of Applied Physics), 89:11, 2001]에서 ZnO 콜로이드 상에서 광루미네선스 안정성이 개선된 ZnO/SiO2 나노 복합체에 대해 보고한 바 있다. 분무 건조 방식은 문헌[참조: 빌랄로보스, 길러모 알(Villalobos, Guillermo, R.) 등, 황화아연계 인광체 입자 상의 보호성 실리카 피막(Protective Silica Coatings on Zinc-Sulfide-Based Phosphor Particles), J. Am. Ceram. Soc., 85(8):2128-2130, 2002]에 기술되어 있는 바와 같이 ZnS:Ag 인광체 입자에 15nm 두께의 SiO2 연속 피막을 적용시키는 데 사용되어왔다. 이스칸다르(Iskandar) 등은 에어로졸 분무법으로 마이크로캡슐화된 분말을 제조하는 방법을 보고한 바 있다. 두 가지 유형의 졸 또는 졸-수성 혼합물 전구체 용액을 혼합함으로써 분말을 제조하였다[참조: 이스칸다르, 페리(Iskandar, Ferry) 등, 에어로졸 분무법에 의해 마이크로캡슐화된 분말을 제조하는 방법 및 당해 마이크로캡슐화된 분말의 광학 특성(Preparation of microencapsulated powders by an aerosol spray method and their optical properties), 진보된 분말 기술(Advanced Powder Technol.), 14(3):349-367, 2003]. 이스칸다르 등은 문헌[참조: 나노 입자 졸의 분무 건조에 의해 제조한 나노 구조화된 입자의 형태 제어(Control of the morphology of nanostructured particles prepared by the spray drying of a nanoparticle sol), 제이 콜로이드 계면 과학(J Colloid Interface Sci.), 265(2):296-303, 2003]에서 추가로 실리카 나노 입자 졸을 분무 건조시킴으로써 입자 형태에 영향을 미치는 인자에 대해 기술한 바 있다. 층상화 기술에 의한 층을 이용하여 실리카 피복시키는 방법은 문헌[참조: 둔 후이쥐안(Dun, Huijuan) 등, HPLC 팩킹용 실리카 구 상에서의 다층 지르코니아 나노 입자의 레이어-바이-레이어 자가 에셈블리(Layer-by-Layer Self-Assembly of Multilayer Zirconia Nanoparticles on Silica Spheres for HPLC Packings), Anal, Chem., 76:5016-5023, 2004; 위안 쥔제(Yuan, Junjie) 등, 레이어-바이-레이어 어셈블리를 통해 콜로이드성 나노-실리카 입자로 피복된 유기 안료 입자(Organic Pigment Particles Coated with Colloidal Nano-Silica Particles via Layer-by-Layer Assembly), Chem. Mater., 17(4):3587-3594, 2005; 촹, 차우-추윈(Chung, Chau-Chyun) 등, Y2O2S:Eu/실리카 코어-쉘 입자의 수성 합성방법(Aqueous Synthesis of Y2O2S:Eu/Silica Core-Shell Particles), J. Am. Ceram. Soc., 88(5):1341-1344, 2005]에 기술된 바 있다. 졸-겔 및 이종 극성 응고 기술(heterocoagulation techniques)을 이용하여 실리카로 피복된 Y2O2:Eu 적인(적색 인광체) 분말은 문헌[참조: 진, 재-호(Jean, Jau-Ho) 등, 실리카로 피복된 Y2O2S:Eu 적인 분말(Y2O2S:Eu Red Phosphor Powders Coated with Silica), J. Am. Ceram. Soc., 83(8):1928-1934, 2000]에 기술되어 있다. 빌헬름, 페.(Wilhelm, P.) 등은 문헌[참조: 빌헬름, 페. 등, 제타 전위 측정을 통해 티타니아 나노 입자로 피복된 나노 치수의 실리카의 피복물의 온-라인 트랙킹(On-line tracking of the coating of nanoscaled silica with titania nanoparticles via zeta-potential measurements), 콜로이드 및 계면 과학 잡지(Journal of Colloid and Interface Science), 293:88-92, 2006]에서 이종 극성 응고 수단을 이용하여 티타니아 나노 입자로 직접 피복시킨 나노 치수의 구형 입자에 대해 보고한 바 있다. 콜로이드성 실리카 입자와 ZnS 유형의 인광체의 표면 사이의 상호작용에 대해서는 문헌[참조: 머리키, 제이.(Merikhi J.) 등, ZnS 유형의 인광체 표면 상에서의 콜로이드성 SiO2 입자의 접착, 콜로이드 및 계면 과학 잡지(Journal of Colloid and Interface Science), 228:121-126, 2000]에서 연구된 바 있다. 입자 상에서 SiO2 피복물을 수득하기 위해 사용되는 규산나트륨은 문헌[참조: 왕 훙즈(Wang, Hongzhi) 등, 수성 매질 속에서 실리카 피복된 산화아연 입자를 제조하는 데 있어서 고분자 전해질 분산제의 효과(Effect of Polyelectrolyte Dispersants on the Preparation of Silica-Coated Zinc Oxide Particles in Aqueous Media), J. Am. Ceram. Soc., 85(8):1937-1940, 2002; 미국 특허공보 제2,885,366호; 미국 특허공보 제3,826,670호]에 기술된 바 있다. 실리카 겔의 공급원 및 겔 특성을 제어하는 인자에 대해서는 문헌[참조: 일러 랄프 케이.(Iler Ralph K.), 실리카의 화학(The Chemistry of Silica), 와일리-인터사이언스 퍼블리케이션(Wiley-Interscience publication), 1979, pp.510-533]에 기재되어 있다. 미국 특허공보 제6,303,290호는 수성 콜로이드성 졸-겔 방법을 통해 제조된 다공성 유리형 매트릭스에 생체 적합성 물질을 캡슐화시키는 방법을 기술하고 있다. 당해 방법은 겔 특성을 조절함으로써 실리카 케이지(cages) 형태에 생체 적합성 물질을 함입시키는 방법을 포함한다. 일본 특허공보 제(평)02-002867호 및 제(평)02-251240호는 유-중-수 에멀젼 속에서 제조한 UV 필터(예: 벤조페논 유도체 또는 디벤조일메탄 유도체)와 실리카를 공침전시킴으로써 제조한 주로 실리카로 이루어진 구형 입자에 대해 기술하고 있다. 미국 특허공보 제6,875,264호는 투명 기판, 당해 기판 위에 위치하는 고굴절률 물질로 이루어진 층, 제1 층 위에 위치하는 저굴절률 물질과 고굴절률 물질로 이루어진 교대층을 포함하는 다층 효과 안료에 대해 기술하고 있다. 고굴절률 물질은 이산화티탄일 수 있고 저굴절률 물질은 이산화규소일 수 있다. 미국 특허공보 제6,090,399호는 다공성 매트릭스를 갖는 금속 산화물 유리에 혼입된 하나 이상의 생물학적 활성 화합물을 포함하는 조절 방출 조성물에 대해 기재하고 있다. 미국 특허공보 제7,001,592호 및 미국 특허공보 제7,037,513호는 첨가제가 졸-겔 캡슐화 활성제로서 일광차단제 또는 비일광차단제를 함유하는 국소용 조성물, 예를 들면 바디-워시(body-wash)에 대해 기재하고 있다. 미국 특허공보 제7,052,913호는 프로드럭(prodrugs)을 생물학적 활성제로 전환시키기 위해 환자에게 투여할 수 있는 반응 중심을 캡슐화한 졸-겔과 같은 생체적합성 매트릭스에 대해 기재하고 있다. 미국 특허공보 제6,303,149호, 제6,238,650호, 제6,468,509호 및 제6,436,375호; 미국 공개특허공보 제2005037087호 및 제2002064541호; 및 국제 공개공보 제WO 00/09652호, 제WO00/72806호, 제WO01/80823호, 제WO03/03497호, 제WO03/039510호, 제WO00/71084호, 제WO05/009604호 및 제WO04/81222호는 졸-겔 마이크로캡슐 및 이의 제조방법에 대해 기재하고 있다. 유럽 특허공보 제0 934 773호 및 미국 특허공보 제6,337,089호는 코어 물질과, 오가노폴리실록산으로 제조한 캡슐벽을 함유하는 마이크로캡슐 및 이의 제조방법에 대해 교시하고 있다. 유럽 특허공보 제0 941 761호 및 미국 특허공보 제6,251,313호도 또한 오가노폴리실록산으로 이루어진 쉘 벽을 지닌 마이크로캡슐의 제조방법에 대해 교시하고 있다. 미국 특허공보 제4,931,362호는 활성의 수 비혼화성 성분을 함유하는 내부 수 비혼화성 액상을 갖는 마이크로캡슐체 또는 마이크로매트릭스체를 형성하는 방법에 대해 기재하고 있다. 민감성 성분을 보호하기 위해 사용할 수 있는 또 다른 매질을 졸-겔 매트릭스 내에 도우핑(doping)시킨다. 당해 방법에 있어서는, 단일체, 입자 또는 기타 형태(예: 박막)를 제조하고, 활성 성분을 졸-겔 매트릭스의 기공에 고정시킨다. 당해 졸-겔 매트릭스는 소량의 활성 성분으로 도우핑시킨다. 당해 방법은 국제 공개공보 제WO98/31333호, 미국 특허공보 제6,495,352호 및 미국 특허공보 제5292801호에서 이용되었다. 어떠한 선행 기술 문헌도 고형의 수 불용성 미립자 물질의 표면에 조악하고 치밀한 층을 형성하고 성장시킬 수 있는 성능을 지니는 금속 산화물 층에 의해 고형의 수 불용성 미립자 물질을 피복하는 방법에 대해 교시하거나 기재한 바 없다. 따라서 수 불용성 미립자 물질상에 금속 산화물 층을 목적하는 두께로 성장시킬 수 있는 수 불용성 미립자 물질을 금속 산화물로 피복시키는 신규한 방법에 대해 광범위하게 인식된 요구가 있으며 당해 방법을 밝혀낼 경우 매우 유리해질 것이다. 또한 금속 산화물 피복층을 통한 활성제의 침출을 감소시킴으로써 주변부로부터 활성제를 분리시키고 따라서 활성제와 관련된 부작용 및 독성을 저하시키며 처치될 장소에 활성제를 조절 방출시키는 데 효율적인 성능을 특징으로 하는 특히 피부학적 또는 농경학적 용도를 위한 조성물에 대한 요구도 있다.