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미국과 워싱턴 DC의 28 개 주에서 의료 목적으로 판매를 허가한 CBD (의료용 대마 추출물) 는
그 매출이 67 억 달러였고, 향후 4년간 30%의 매출 증가가 예측(2016년 기준)되는 매우 큰 시장을 가진다. |
한국에서도 2018년 11월 23일 대마의 CBD 오일의 의료 목적 사용 합법화 법률이 국회를 통과함에 따라 대마 CBD 오일의 사용이 크게 증가할 것으로 기대된다
대마는 다음과 같이 2가지의 주요 성분으로 구성된다.
- Tetrahydrocannabinol (THC): 쾌감 효과를 가지는 성분
- Cannabidiol (CBD): 항염증, 항산화, 항불안 등 입증된 치료효과를 가지는 성분
그러나, 두가지 성분 모두 불용성 성분이며, 생체 내에서 소화 및 흡수율 (생체 이용율, bioavailability)이 6~20% 로서 매우 낮아 적절한 치료 효과를 기대하기 어렵다.
이같은 낮은 생체이용율은 oil in water nano-emulsion 제조를 통해 극복될 수 있다.
Oil in water emulsion은 서로 섞이지 않는 물과 oil 이 분산효과에 의해 균일하게 분포하는 system을 가지는 분산액이다.
분산 직후에는 분산 system이 안정하게 유지되다가 시간의 흐름에 따라 점차 demixing에 의해 층분리가 발생한다.
Demixing 이란 분산액 내 droplet간 상호작용 (coalescence, flocculation, Ostwald Ripening)에 의해 oil droplet의 크기가 점차 커지다가
분산액의 상층부에 creaming, phase separation으로 발전하여 분산이 깨어지는 과정을 의미한다.
Why Microfluidizer™ Technology
분산효과는 분산액 내 droplet size, 분산 기술, 분산제의 종류에 따라 달라지는데, 특히 droplet size 가 100 nm 이하인 nanoemulsion을 제조하면
demixing이 수개월에서 수년까지 연장될 뿐만 아니라 CBD의 생체이용율이 50~75%인 고품질의 제품을 생산할 수 있다.
Microfluidizer 기술은 CBD nanoemulsion 내 droplet이 100 nm 이하의 크기를 가질 때까지 충분한 shear force, impact energy, cavitation energy를 공급하는 유일한 기술이며,
고정식 geometry, interaction chamber (IXC)를 사용하여 매우 일정한 압력을 제공하기 때문에 매우 균일한 nanoemulsion을 제조할 수 있고, scale-up이 보장되는 기술이다.
Formulation and Microfluidization Process
최대 30Kpsi 압력을 이용할 수 있는 Microfluidizer LM20를 통해 다음과 같이 CBD oil in water nanoemulsion을 제조하였다.
1. Aqueous phase 제조 : 자석교반기를 사용하여 물과 계면활성제를 충분히 섞는다.
2. Oil phase 제조 : 자석교반기를 사용하여 상이한 농도의 oil과 CBD를 충분히 섞는다
(이때 계면활성제가 추가될 수 있다).
3. Premixing : Aqueous 와 oil 두가지 상을 rotor-stator mixer를 사용하여 저속에서 유화.
4. LM20 Microfluidizer 장비를 사용하여 고압에서 5 pass 처리.
결과는 다음과 같다
단 5pass 처리 만에 평균 입도 91nm의 매우 균일한 CBD nanoemulsion이 생산되었다.
Microfluidizer를 이용하여 CBD nanoemulsion을 제조하면 다음과 같은 이점이 있다.
- 생체이용율이 매우 높은 차별화된 제품을 생산할 수 있다.
- 분산안정성이 뛰어나 제품의 수명이 길다.
- 제품을 물, 로션, 크림에 첨가하여도 분산 system을 안정하게 유지한다.
- scale-up이 보장되어 대량생산으로 전환한 후에도 제품의 품질이 유지된다.
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