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문제 정의
- 손상 된 모발은 모표피의 큐티클 층이 박리되어 모피질 층 내부의 간충물질과 수분의 유출로 가늘어지고 심한 경우 절모가 되기도 한다(8-11). 본 실험은 버진 헤어의 모간 굵기를 측정하고 화학적 시술에 따른 모간 굵기와 트리트먼트 처리횟수에 따른 모간 굵기의 변화를 관찰하였다. 일반적으로 모발은 화학적 시술의 횟수가 반복 될수록 모간 굵기가 감소하게 되는데, 이것은 퍼머넌트 처리 시 높은 pH의 치오글리콜산 웨이브 용제가 모발에 침투하여 모피질 내의 시스틴 결합을 절단하면서 내부 간충물질이 밖으로 유출되었기 때문이다.
- 이에 본 연구에서는 누에고치를 가수분해하여 얻어진 저분자 실크 펩타이드 (silk peptide)의 모발화장품으로써의 이용 가능성을 타진하고, 이를 원료로 한 모발 화장품 조성물을 제조 개발하고, 모발 보호 효과에 대한 기초물성 실험과 AFM분석을 통하여, 손상모발에 대한 트리트먼트 효과를 연구하였다.
제안 방법
- 화학처리에 의한 모발의 손상도 및 모발 보호 트리트먼트 처리에 의한 모발의 손상 회복도를 측정하기 위해 Methyl Violet 염색법을 시행하였다. 2 g의 Methyl Violet B를 200 ml의 증류수에 용해시켜 염색시약을 제조하였고, 각각의 샘플에 Methyl Violet B 용액이 잘 침투될 수 있도록 시료를 약 30분간 염색용액에 담궈 시료모발의 염색을 시행하였다. 흡수된 MV 용액을 추출하고자 염색된 모발시료를 꺼내 겉 표면은 솜으로 닦아낸 후 25% ethanol, 1%의 glacial acetic acid 및 74%의 증류수로 만들어진 desorb solution 2 ml에서 1시간 정도 methyl violet을 용출시킨다.
- 건강모와 화학처리에 의한 손상모를 대조군으로 하고, 동일한 조건하에서 일정하게 탈색시킨 손상모발 시료에 S.P.T (Silk peptide treatment) 처리를 한 후 손상모발의 질량 변화를 측정하였다. 손상모는 건강모 보다 모표피의 큐티클 층 탈락으로 인해 저항성이 감소하고 간충물질과 수분의 소실로 모발이 건조한 상태가 되어 흡수율이 높아지게 된다.
- 동일한 조건하에서 일정하게 탈색시킨 손상모발 시료에 S.P.T를 1, 3, 5회 반복 처리하여, 트리트먼트 처리 전·후 트리트먼트제의 침투량 정도를 비교 측정하였다.
- 본 연구에서 이용된 모발 샘플은 염색, 퍼머넌트, 탈색 등의 화학적 시술을 하지 않고 (버진 헤어; Virgin hair) 장기간 약물 복용이나 다이어트를 하지 않은 건강한 20대 미혼 여성으로 부터 채취되었다. 모발 샘플로는 두정부 부위 모근에서 2cm 정도 떨어진 부위로부터 20cm 길이로 잘라 사용하였으며, 채취된 모발들을 모근으로부터 1cm를 지점을 고정시켜 각각 약 1 g의 모다발을 만들었다. 이 후 중성샴푸로 세척 후 자연건조를 통하여 모발에 남아있는 오염 물질들을 제거하였다.
- 본 실험에서는 독일의 hwl scientific instruments사의 NANOStation HD를 이용하여 모든 시편들에 대해서 동일한 조건, 즉 가로 세로 20 μm, 높이 3 μm의 영역에 대하여 모발의 표면 미세구조를 측정하였다.
- 본 실험에서는 손상모와 각각의 트리트먼트 샘플 처리 후, 상대습도 41.3%, 온도 22도의 조건에서 각 3회씩 반복 측정하였다. 그 결과 건강모는 평균: 2.
- 화학처리에 의한 모발의 수분손실 정도와 모발 보호 트리트먼트 처리에 의한 수분함유량을 측정하기 위해 Corneometer Value (CM825) Courage + Khazaka electronic, German을 이용하여 모발 보습력을 측정하였다. 손상모와 각각의 트리트먼트 샘플 처리 후의 보습정도를 상대습도 41.3%, 온도 22도의 조건에서 각 3회씩 반복 측정하였다.
- 손상모는 건강모 보다 모표피의 큐티클 층 탈락으로 인해 저항성이 감소하고 간충물질과 수분의 소실로 모발이 건조한 상태가 되어 흡수율이 높아지게 된다. 수분의 흡수율이 높아짐에 따라 모발의 무게질량이 증가하기 때문에 완전 자연건조 시킨 후 모발의 질량을 측정하였다.
- 용출된 용액의 양은 Photoelectric Colorimeter Model AE-11M & AE-11D (ERMA INC.)을 이용하여 530 nm에서 추출된 용액의 흡광도 (optical density, O.D.)를 측정하였다.
- 실크 펩타이드로는 누에고치로부터 수용성의 세리신 제거 후 중성염으로 용해시킨 다음 염을 제거하여 분리된 고분자 실크 펩타이드를 단백질 분해효소로 가수 분해시켜 제조한 저분자 실크 펩타이드를 사용하였다. 이 분자량 300의 S.P. (silk peptide)을 각각 0% (control), 0.5%, 2%, 5%씩 성분함량의 변화를 주어 S.P.T. (silk peptide treatment)를 제조하고 그 효과를 실험하였다(Table 1). 트리트먼트제의 조성은 Table 2와 같다.
- 모든 손상 모발 샘플들은 화학적 탈색 처리 (탈색약품 도포 후 20분간 열처리, 10분 자연방치)를 3회 반복하여 제작되었다. 이 후 손상 모에 실크 펩타이드 트리트먼트 과정을 거친 모발샘플들은 실험군으로, 나머지는 샘플들은 대조군으로 구분한 후 트리트먼트 처리에 따른 recovery effect를 관찰하였다. 구체적으로 실험 샘플 구성은 Table 1과 같으며, 이 때 분자량 300-500 실크 펩타이드 트리트먼트 처리를 받은 모발샘플은 ‘A’로 명기하였다.
- 모발 샘플로는 두정부 부위 모근에서 2cm 정도 떨어진 부위로부터 20cm 길이로 잘라 사용하였으며, 채취된 모발들을 모근으로부터 1cm를 지점을 고정시켜 각각 약 1 g의 모다발을 만들었다. 이 후 중성샴푸로 세척 후 자연건조를 통하여 모발에 남아있는 오염 물질들을 제거하였다. 모든 손상 모발 샘플들은 화학적 탈색 처리 (탈색약품 도포 후 20분간 열처리, 10분 자연방치)를 3회 반복하여 제작되었다.
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모간 굵기 변화
화학 처리에 의한 모발의 손상도 및 모발 보호제 처리에 의한 모발의 손상 회복도를 측정하기 위해 Digital Quick Micrometer(Mitutoyo, Japan)를 이용하여 모발 굵기를 측정하였으며 각 시료모발은 고정부분으로부터 2cm 떨어진 부분을 정확히 5회 반복 측정하였다.
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모발의 질량 변화
화학처리에 의한 모발 손상도 및 트리트먼트 처리에 의한 모발의 손상 회복도를 측정하기 위하여 우선 손상모의 질량을 기준으로 하였으며, LIBROR AEX-200B (SHIMADZU, Japan)을 이용하여 측정하였다. 이 후 손상모에 트리트먼트를 3회 반복 처리하여, 트리트먼트 처리 전 · 후 트리트먼트제의 침투량 정도를 질량변화로 비교 측정하여 아래 식에 따라 그 변화를 계산하였다.
- 모발이 손상됨에 따라 모발의 수분함량은 감소하게 된다. 화학처리에 의한 모발의 수분손실 정도와 모발 보호 트리트먼트 처리에 의한 수분함유량을 측정하기 위해 Corneometer Value (CM825) Courage + Khazaka electronic, German을 이용하여 모발 보습력을 측정하였다. 손상모와 각각의 트리트먼트 샘플 처리 후의 보습정도를 상대습도 41.
대상 데이터
- 본 실험에서는 탈색 파우더 (bleach powder) 및 hydroxy peroxide로 Wella사의 제품을 사용하였으며, 흡광도 NR desorb solution에 사용된 에탄올 및 Methyl Violet B (Hanawa Guaranteed Reagent)로는 국내 H연구소로부터 제조된 비매품을 사용하였다. 트리트먼트 제조에 사용된 실크 펩타이드는 농촌진흥청 잠사양봉소재과 (수원)로부터 지원을 받아 사용하였다.
- 본 연구에서 이용된 모발 샘플은 염색, 퍼머넌트, 탈색 등의 화학적 시술을 하지 않고 (버진 헤어; Virgin hair) 장기간 약물 복용이나 다이어트를 하지 않은 건강한 20대 미혼 여성으로 부터 채취되었다. 모발 샘플로는 두정부 부위 모근에서 2cm 정도 떨어진 부위로부터 20cm 길이로 잘라 사용하였으며, 채취된 모발들을 모근으로부터 1cm를 지점을 고정시켜 각각 약 1 g의 모다발을 만들었다.
- 트리트먼트 제조에 사용된 실크 펩타이드는 농촌진흥청 잠사양봉소재과 (수원)로부터 지원을 받아 사용하였다. 실크 펩타이드로는 누에고치로부터 수용성의 세리신 제거 후 중성염으로 용해시킨 다음 염을 제거하여 분리된 고분자 실크 펩타이드를 단백질 분해효소로 가수 분해시켜 제조한 저분자 실크 펩타이드를 사용하였다. 이 분자량 300의 S.
- 본 실험에서는 탈색 파우더 (bleach powder) 및 hydroxy peroxide로 Wella사의 제품을 사용하였으며, 흡광도 NR desorb solution에 사용된 에탄올 및 Methyl Violet B (Hanawa Guaranteed Reagent)로는 국내 H연구소로부터 제조된 비매품을 사용하였다. 트리트먼트 제조에 사용된 실크 펩타이드는 농촌진흥청 잠사양봉소재과 (수원)로부터 지원을 받아 사용하였다. 실크 펩타이드로는 누에고치로부터 수용성의 세리신 제거 후 중성염으로 용해시킨 다음 염을 제거하여 분리된 고분자 실크 펩타이드를 단백질 분해효소로 가수 분해시켜 제조한 저분자 실크 펩타이드를 사용하였다.
이론/모형
- 화학처리에 의한 모발의 손상도 및 모발 보호 트리트먼트 처리에 의한 모발의 손상 회복도를 측정하기 위해 Methyl Violet 염색법을 시행하였다. 2 g의 Methyl Violet B를 200 ml의 증류수에 용해시켜 염색시약을 제조하였고, 각각의 샘플에 Methyl Violet B 용액이 잘 침투될 수 있도록 시료를 약 30분간 염색용액에 담궈 시료모발의 염색을 시행하였다.
성능/효과
- 각 샘플들은 처리 직후로부터 40분까지는 수분량의 급격한 변화를 보였지만 30-40분을 기점으로 하여 완만한 수분감소를 보였다. 40분경과 후의 수분량 측정결과 Control은 8.6, A0.5는 16, A2는 28.4, A5는 32.6으로 A5의 수분량이 가장 많았고, 80분경과 후의 측정결과 Control은 1.4, A0.5는 9, A2는 11.1, A5는 6.6로 A5보다 A2가 보습력이 높게 나타났으며, 건강모의 수분량 3.5보다 훨씬 높게 나타나 S.P.T의 보습기능이 높은 것을 알 수 있었다(Fig. 4).
- 07이 되었다. A5를 1회 처리 시 흡광도는 0.25, 3회 처리 시 0.17, 5회 처리시 0.085가 되어 S.P.T를 반복 할수록 모발보호 효과가 높은 것을 알 수 있었으며, 그 중 A2가 가장 효과적으로 모발 내부에 침투해 트리트먼트 효과를 준 것으로 보인다.
- AFM 측정 후, Topography 이미지를 분석한 결과, 건강모는 큐티클 표면에 약간의 오염물질이 묻어있지만 큐티클 간에 건강하게 잘 부착되어 깨끗한 표면 상태였다. 반면, Bleach 모발의 경우, 큐티클의 박리현상으로 큐티클이 들떠있고 깨져있는 것을 확인할 수 있다(Fig.
- S.P.T 처리 후 굵기 변화를 보면, control군은 손상된 상태 0.0815 mm에서 처리 후 0.083 mm로 (1.84%) 미세한 증가를 보인 반면 A0.5 샘플은 0.079 mm에서 0.084 mm로 (6.329%) 증가하였다. 그리고 A2 샘플의 경우에는 0.
- 4와 같다. 각 샘플들은 처리 직후로부터 40분까지는 수분량의 급격한 변화를 보였지만 30-40분을 기점으로 하여 완만한 수분감소를 보였다. 40분경과 후의 수분량 측정결과 Control은 8.
- 건강모, bleach, control, S.P.T의 line profile은 앞선 topology, 3D image 분석 결과에서 나타난 바와 같이 건강모의 큐티클 층은 손상이 없이 평평하게 나타났으며, 각각의 큐티클들이 그 바로 아래에 위치한 큐티클층에 바로 평행하게 위치해 있었으며, 모두 모발축을 기준으로 평행한 각도로 누워 있는 것을 볼 수 있었다. 하나의 큐티클을 관찰해 본 결과 5-10 ㎛의 길이, 0.
- 3%, 온도 22도의 조건에서 각 3회씩 반복 측정하였다. 그 결과 건강모는 평균: 2.7, 4LEVEL의 탈색 모발은 1.7, 10LEVEL의 3회 이상의 탈색모발은 0이 측정되었다. 건강모와 손상모의 수분량을 시간경과정도에 따라 측정한 결과는 Fig.
- 3). 그러나 A0.5를 1회 처리 시 흡광도는 0.24, 3회 처리 시 0.2, 5회 처리 시 0.1이 되어 대조군에 비해 현저히 낮은 흡광도를 보였으며, 처리 횟수에 따라서도 S.P.의 효과가 높게 나타났다. A2의 경우, 1회 처리 시 흡광도는 0.
- 7, 80분 후에는 수분값이 0으로 측정되어 건강모보다 낮은 수분 보유량을 보였다. 반면 건강모는 손상모에 비해 최초 흡수성은 50으로 손상모에 비해 낮게 측정되었으나 60분경과 후 부터는 5.9, 70분 후 5.8, 80분경과 후 최대 3.5가 측정되어 완만한 수분 손실도를 보였다.
- 반면 탈색의 경우 모표피의 큐티클 층을 팽윤시켜 모표피 층을 느슨하게 만들기 때문에 시술 후 모간 굵기가 증가하게 된다. 본 실험에서도 마찬가지로, 건강모를 손상시켰을 때 손상 직후의 Swelling 상태에서는 모간 직경이 증가하지만 pH가 안정화된 후나 반복 화학시술 후에는 모발의 굵기가 감소하는 것을 알 수가 있었다(Fig. 2).
- 5%)나 증가하여 A5 treatment 처리한 모발이 가장 큰 굵기 변화를 보였다. 샘플마다 약간의 차이는 보였지만 전반적으로 control에 비해 S.P.가 모발에 침투하여 피질층에 다공성부분을 채워주어 감소했던 모발의 질량과 굵기를 증가시키는 것을 알 수가 있었다(Fig. 2).
- 손상모에 S.P.T를 3회 반복 처리하여, 처리 전·후 트리트먼트제의 침투량 정도를 비교 측정한 결과, Silk peptide이 함유되지 않은 control군은 0.98775 g에서 0.99305 g으로 (100.54%) 미세한 증가를 보인 반면, 0.5% 처리한 모발 (A0.5)은 0.97625 g에서 1.0044 g으로 (102.88%), 2% 처리한 모발 (A2)이 0.99975 g에서 1.05965 g으로 (105.99%), 5% 처리한 모발 (A5)은 1.0018 g에서 1.03308 g으로 (103.12%) 증가하여, A2 샘플이 가장 큰 질량변화를 보였다.
- 이를 통해 건강모는 큐티클의 보호작용으로 인해 외부로부터의 수분유입을 방어 할뿐만 아니라 내부의 수분유실을 막아 손상모에 비해 수분을 보유하고 있는 능력이 높은 것을 알 수가 있었다.
- 12%) 증가하여, A2 샘플이 가장 큰 질량변화를 보였다. 처리 군 마다 약간의 차이를 보였지만 2%를 처리 했을 때 증가량이 더 큰 것으로 보아 트리트먼트제제의 조성에 Silk peptide의 함량이 2% 까지 증가해도 단백질 가수분해물의 모발 내 침투력은 비례해서 증가하지만 그 이상의 농도에서는 침투에 문제가 있음을 알 수 있다(Fig. 1).
- 4와 같다. 트리트먼트 처리를 하고 수세 직 후에는 손상모 93.4, 건강모 50으로 손상모가 건강모보다 수분흡수량이 2배나 높게 나타났음을 알 수 있다. 이것은 손상모의 큐티클 박리로 인한 모발 보호장벽의 손상과 콜텍스 층의 다공성으로 인한 수분흡수력이 증가한 것으로 손상모는 정상모발에 비해 높은 흡수성을 보이지만 흡수한 수분량 만큼 급격한 수분 손실도를 보였으며, 60분경과 후에는 2.
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