탄력성 개선을 위해 폴리에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르로 가교된 히알루론산 진피 필러의 제조 및 평가

Abstract

The purpose of this study was to compare the efficacy of hyaluronic acid-poly(ethylene glycol) diglycidyl ether hydrogel (HA-PEGDE hydrogel) to HA-1,4-butanediol diglycidyl ether hydrogel (HA-BDDE hydrogel). HA hydrogels were prepared by crosslinking of HA technology in alkali conditions. The morphology and rheological properties of HA hydrogels were evaluated by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and rheometer. In vivo evaluation of skin microrelief parameter was performed using Visloline® by collecting a silicone replica from the injection site of the mouse. To confirm inflammation reaction, histological evaluation of skin tissue was conducted by hematoxylin and eosin (H&E) staining for 6 months. Also, the expression of collagen was determined by immunofluorescence analysis and a Western blot. HA hydrogels showed particles consisting of irregular polygons structure and there were no significant morphological differences between the HA-PEGDE hydrogel and HA-BDDE hydrogel. G’ and complex viscosity that means rigidity was improved as the crosslinking agent increased. G’ and complex viscosity of HA-PEGDE hydrogel was increased by 1.2 ~ 1.7 folds as compared to HA-BDDE hydrogel at the same weight ratio. In vivo tests were performed by applying a weight ratio crosslinking agents that showed rheology results similar to that of the positive control group. As a result, HA-PEGDE hydrogel was significantly increased compared to HA-BDDE hydrogel in volumetric analysis, the degree of collagen expression and histological assessment. Also, HA-PEGDE hydrogel was verified to be safe for 6 months after injection into the mouse model. In conclusion, the dermal filler using PEGDE as crosslinking agent increased durability and enhanced resilient effect compared to hydrogel using BDDE. |본 연구는 히알루론산 필러에 주로 사용하는 가교제인 BDDE를대신해 히알루론산을 PEGDE와 가교하여 형태학, 유변학적 특성, 생체 내 유효성을 비교하여 탄력성의 개선을 기대하였다. 히알루론산 하이드로젤은 알칼리 조건에서 PEGDE와 BDDE를 가교시킨 후 반응물을 중화 및 팽윤시키고, 이를 입자화하여 균질한 하이드로젤을 제조하였다. 주사전자현미경 분석을 통해 형태학적 특성을 비교하였을 때, PEGDE와 BDDE로 가교된 하이드로젤은 유의한 차이 없이 불규칙한 다각형 구조를 가진 입자임을 확인하였다. 유변학적 특성의 경우, PEGDE로 가교한 히알루론산 하이드로젤이 동일한 농도의 BDDE로 가교한 겔의 비해 저장탄성률과 복소점도가 약 1.2 ~ 1.7배로 향상된 결과를 통해 필러의 유효성을 나타내는 지표인 탄력성이 개선됨을 확인하였다. 또한, HA-PEGDE 하이드로젤과 HA-BDDE 하이드로젤을 hairless mouse에 각각 주사하여 6개월 간의 체적 변화, 조직학적 분석, 콜라겐 발현을 평가하였다. 그 결과, HA-PEGDE 하이드로젤은 6개월 동안 개체의 안전성이 입증되었으며, HA-BDDE 하이드로젤에 비해 부피의 변화가 적어 유지력이 길고 더 높은 콜라겐 발현 효과를 나타내었으므로 in vivo에서도 탄력성이 개선됨을 확인하였다. 따라서, 본 연구에서 피부 필러 개발 시 가교제로써 BDDE를 대체하여 PEGDE를 사용하는 것이 안전성을 유지하며 지속성 및 탄력성이 개선된 효과를 나타냈으며, 차세대 필러 시장에서 활용될 것을 기대한다.