겔제란 무엇인가? 겔화제 종류와 제형 특징 정리

 

 

겔제는 의약품과 화장품에서 널리 활용되는 제형으로, 액체와 고체의 특성을 동시에 갖는다. 피부에 도포했을 때 끈적임이 적고 흡수성이 우수해 사용감이 좋은 것이 특징이다. 이러한 특성은 겔제에 사용되는 겔화제의 종류와 조성 방식에 따라 크게 달라진다. 이 글에서는 겔제의 개념을 정리하고, 제형 설계 시 고려해야 할 겔화제의 종류와 각각의 특징을 체계적으로 살펴본다.

 

1. 겔제의 개념과 특징

대한민국약전 제11개정에서는 겔제를 *“피부, 구강점막, 항문 주위 또는 항문 내에 적용하는 반고형 외용제”*로 정의하고 있다. 겔제는 분자량이 큰 고분자가 액체를 포획해 형성된 구조로, 흐르지 않으면서도 일정한 유동성을 유지한다. 겔제는 구조적 특성에 따라 유기상 겔제와 무기상 겔제로 구분된다. 무기상 겔제는 미세 입자의 응집으로 이루어진 이상체계에 해당하며, 흔히 마그마 형태로 불린다. 반면 유기상 겔제는 고분자가 액체에 균일하게 분산된 단일상 구조로, 고분자와 액체 사이의 경계가 명확하지 않다. 또한 겔제는 외부 힘에 의해 점도가 변화하는 요변성을 나타내는 경우가 많다. 가만히 두면 점도가 높아지지만, 흔들거나 압력을 가하면 일시적으로 액상처럼 변해 사용성이 향상된다. 물 기반 겔은 하이드로겔, 유기용매 기반 겔은 오르가노겔로 구분된다.

2. 겔제의 활용 분야

겔제는 다양한 투여 경로에 적용될 수 있는 제형이다. 대표적으로 피부 외용제, 안과용 제제, 치과용 제형 등에서 널리 사용된다. 피부 적용 시에는 빠른 흡수와 산뜻한 사용감이 장점으로 작용하며, 점막 부위에서는 약물의 국소 체류 시간을 증가시키는 역할을 한다.

3. 겔화제의 종류와 특성

겔제의 성능은 사용되는 겔화제의 종류에 의해 결정된다. 겔화제는 크게 셀룰로오스 유도체, 천연 고분자 물질로 나뉜다.

1) 셀룰로오스 유도체

① 메틸셀룰로오스

메틸셀룰로오스는 비이온성 고분자로 수소결합을 통해 물에 용해된다. 경구제형과 외용제형 모두에서 겔화제로 사용되며, 온도 변화에 따른 용해 특성을 고려한 제조 공정이 필요하다.

② 카복시메틸셀룰로오스 나트륨염

점도 등급이 다양하며, pH에 민감한 음이온성 고분자이다. pH가 낮아질 경우 점도가 급격히 감소할 수 있어 제형 설계 시 주의가 필요하다. 또한 다른 첨가제와의 상호작용 가능성이 존재한다.

③ 하이드록시에틸셀룰로오스

비이온성 고분자로, 이온 존재 여부에 따른 점도 변화가 적다. 다양한 점도 제품이 시판되어 있어 활용 범위가 넓다.

④ 하이드록시프로필셀룰로오스

물과 극성 유기용매에 용해되며, 온도가 40℃ 이상일 경우 물에 녹지 않는 특성을 가진다.

⑤ 하이드록시프로필메틸셀룰로오스

비이온성이며 다른 첨가제와의 부적합성이 적어 콘택트렌즈 용액이나 인공누액 등에도 활용된다.

2) 천연 고분자 물질

① 아카시아

아라비아고무로 알려져 있으며, 산성을 띠는 특성을 가진다. 양이온성 물질과 반응할 수 있어 첨가제 선택에 주의가 필요하다.

② 트라카칸트

수화 시 겔을 형성하는 천연 고분자로, 단독보다는 보조 겔화제로 사용된다.

③ 잔탄검

부분적인 음이온성을 가지는 고분자로, 점도 안정성이 뛰어나 다양한 제형에 활용된다. 다만 강한 양이온성 물질과의 병용은 제한될 수 있다.

④ 카라기난

해조류에서 추출한 강한 음이온성 고분자로, 종류에 따라 가열 조건이 요구될 수 있다.

 

 

 

겔제는 사용감과 약물 전달 효율을 동시에 고려해야 하는 제형이다. 겔화제의 화학적 특성과 물리적 성질을 이해하는 것은 안정적인 제형 설계의 핵심 요소이다. 단순한 성분 나열이 아니라, 겔화제 선택 이유와 적용 특성을 중심으로 정리하면 정보성 콘텐츠로서의 가치가 높아진다.