새로운 피부 전달 시스템 쿠커비투릴 금속-유기 골격체를 이용한 레틴알 안정화 연구
Research on Retinal Stabilization Using a New Skin Delivery System, Cucurbituril Metal-Organic Framework
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쿠커비투릴은 소수 결합과 이온-쌍극자 상호작용을 통해 호스트-게스트 복합체를 형성하여 활성 물질을 캡슐화할 수 있는 거대고리 화합물이다. 이는 호스트로써 게스트 물질을 직접 캡슐화화 하여 활성 물질의 안정성을 증가시키거나 방출 조절도 가능하다고 알려져 있다. 금속-유기 골격체는 금속 이온과 유기 결합체로 이루어진 다공성 결정 물질로 다양한 분자를 캡슐화 할 수 있으며 금속-유기 리간드의 골격 혹은 조성을 변경이 가능해 기공의 크기를 조절할 수 있어 약물 전달, 촉매 등 여러 분야에서 활용이 가능하다. 레틴알은 레틴알데하이드라고도 불리는 레티놀의 산화 형태로, 광노화 개선, 항산화, 주름 개선에 효능이 좋다고 알려져 있어 화장품 분야에서도 사용되는 성분이다. 그러나 산소, 빛, 열 등 외부 환경에 불안정하여 이를 안정화하기 위한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 레틴알을 안정화하기 위해 쿠커비투릴을 기반으로 한 금속-유기 골격체를 형성하고 이에 레틴알을 캡슐화하였다. SEM, XRD, FT-IR 분석을 진행하여 쿠커비투릴 기반 금속-유기 골격체의 형성 및 레틴알 캡슐화 후에도 쿠커비투릴 기반 금속-유기 골격체의 구조가 유지됨을 보았고 1H NMR 분석을 통해 레틴알이 쿠커비투릴 기반 금속-유기 골격체 내 캡슐화되었음을 확인했으며 HPLC 분석을 진행해 3개월 후에도 캡슐화된 레틴알이 안정하게 유지됨을 관찰했다. 이를 통해 쿠커비투릴 기반 금속-유기 골격체는 외부 환경에 불안정한 물질을 캡슐화하여 안정적으로 보호할 수 있음을 확인하였다. 또한 새로운 피부 전달 시스템으로써 역할을 하며 레틴알뿐만 아니라 레티놀 등 화장품 분야에서 사용되는 불안정한 활성 물질을 안정적으로 활용할 수 있을 것으로 기대한다.
Abstract
Cucurbituril is a macrocyclic compound that can form host-guest complexes through hydrophobic interactions and ion-dipole interactions to encapsulate active substances. This is known to be capable of directly encapsulating guest substances as a host, thereby increasing the stability of active substances or regulating their release. Metal-organic frameworks (MOFs) consist of organic ligands and metal ions. It is a porous crystalline material and capable of encapsulating various molecules. The pore size can be adjusted by modifying the framework or composition of the metal-organic ligands, making them useful in drug delivery, catalysis, and other fields. Retinal, also known as retinaldehyde, is an oxidized form of retinol. It is known for its efficacy in improving photoaging, providing antioxidant benefits, and reducing wrinkles, making it a popular ingredient in cosmetics. However, it is unstable when exposed to external factors such as oxygen, light, and heat, necessitating research for its stabilization. In this study, a Cucurbituril-based MOF was formed to stabilize retinal, and retinal was encapsulated within this framework. Analysis was conducted using SEM, XRD, and FT-IR, confirming that the metal-organic framework based on cucurbituril maintained its structure even after retinal encapsulation. 1H NMR analysis confirmed the encapsulation of retinal within Cucurbituril-based MOF, and HPLC analysis showed that the encapsulated retinal remained stable after three months. This demonstrates that cucurbituril-based MOF can stably protect substances that are unstable in external environments. Additionally, it suggests that this system can function as a skin delivery system, allowing the stable use of unstable active substances like retinal and retinol in the cosmetics field.
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