검은콩, 밀, 쌀겨 추출물이 모발의 성장과 물리적 특성에 미치는 효과 Experimental studies of Glycine max Merr. (black bean), Triticum aestivum L. (wheat) and Oryza sativa L. (rice bran) extracts on the effects of hair growth activity and physical properties원문보기
Objects : Glycine max Merr. (black bean), Triticum aestivum L. (wheat) and Oryza sativa L. (rice bran) have been widely used for treatment of relaxion of smooth muscle, gastrointestinal hemorrhage and alopecia in Korean Traditional Medicine. In this research, we examined the effect of the extracts, ...
Objects : Glycine max Merr. (black bean), Triticum aestivum L. (wheat) and Oryza sativa L. (rice bran) have been widely used for treatment of relaxion of smooth muscle, gastrointestinal hemorrhage and alopecia in Korean Traditional Medicine. In this research, we examined the effect of the extracts, obtained from EtOH extracts of 3 kinds of traditional plants, on hair growing activity of the DP6 and C3H10T1 cell and physical properties. Materials and Methods : On the basis of previous studies, three traditional plants were selected and we extracted them with ethanol. We evaluated their hairy dermal papillar cell proliferation activity and mouse mesenchymal stem cell in vitro model. Also, 3 herbal extracts were added to the normal shampoo formulation in ranges of 0.1% and we validated tensile properties and physical changes using aged hair. In this research, we compared the tensile strength, shine and color appearance between the hair (general formulation) and the hair after applying shampoo with natural extracts. To analyze the luster and color image, we use the SAMBA hardware and software made by Bossa Nova Technologies. Results : In the comparative test for tensile characteristic between the hair treated general formulation(control) and the hair applying special formulation including 3 kinds of extracts, tensile distance and energy of the latter are larger than control on average. The shine and color appearance were also increased after using shampoo including natural extracts(shine : 10.9%, color appearance: 24.12%). We observed the enhancement of hair growth activity in the DP6 and C3H10T1 cell. Especially black bean extracts had the most powerful effect in the dermal papillar cell proliferation. Conclusion : These experiments suggest that extracts of Glycine max Merr. (black bean), Triticum aestivum L. (wheat) and Oryza sativa L. (rice bran) stimulate the hair growth activity and can improve physical activities of aged hair. Shampoo product, which contains 3 kinds of natural extracts, would be used for the treatment for aged hair.
Objects : Glycine max Merr. (black bean), Triticum aestivum L. (wheat) and Oryza sativa L. (rice bran) have been widely used for treatment of relaxion of smooth muscle, gastrointestinal hemorrhage and alopecia in Korean Traditional Medicine. In this research, we examined the effect of the extracts, obtained from EtOH extracts of 3 kinds of traditional plants, on hair growing activity of the DP6 and C3H10T1 cell and physical properties. Materials and Methods : On the basis of previous studies, three traditional plants were selected and we extracted them with ethanol. We evaluated their hairy dermal papillar cell proliferation activity and mouse mesenchymal stem cell in vitro model. Also, 3 herbal extracts were added to the normal shampoo formulation in ranges of 0.1% and we validated tensile properties and physical changes using aged hair. In this research, we compared the tensile strength, shine and color appearance between the hair (general formulation) and the hair after applying shampoo with natural extracts. To analyze the luster and color image, we use the SAMBA hardware and software made by Bossa Nova Technologies. Results : In the comparative test for tensile characteristic between the hair treated general formulation(control) and the hair applying special formulation including 3 kinds of extracts, tensile distance and energy of the latter are larger than control on average. The shine and color appearance were also increased after using shampoo including natural extracts(shine : 10.9%, color appearance: 24.12%). We observed the enhancement of hair growth activity in the DP6 and C3H10T1 cell. Especially black bean extracts had the most powerful effect in the dermal papillar cell proliferation. Conclusion : These experiments suggest that extracts of Glycine max Merr. (black bean), Triticum aestivum L. (wheat) and Oryza sativa L. (rice bran) stimulate the hair growth activity and can improve physical activities of aged hair. Shampoo product, which contains 3 kinds of natural extracts, would be used for the treatment for aged hair.
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문제 정의
그 중 검은콩, 밀, 쌀겨 등 3종 추출물의 모유두 세포 및 마우스 줄기 세포에서의 증식 촉진 효과에 대한 결과와 함께 상기 3종의 추출물이 0.1%의 농도로 포함된 샴푸 제형을 제조한 다음 샴푸 제형을 모발에 적용하여 모발의 물리적 특성에 실질적으로 미치는 영향에 대한 평가 결과를 본 논문에서 제시하고자 하였다.
본 보고에서는 검은콩, 쌀겨, 밀을 함유한 모발 세정제품 사용 시 모발의 물리적 특성에 실제 어떠한 영향을 미치는 조사하기 위하여 한약재 추출물이 포함되지 않은 일방 세정제품을 사용한 군을 대조군으로 설정하였고, 그 결과 한약재 추출물을 사용한 제품군에서 끊어짐(인장강도), 윤기, 색바램, 표면 매끄러움 등 모든 측정 요소가 유의한 결과를 나타냄을 확인할 수 있었다.
본 보고에서는 한약재 처방에서 모발과 관련하여 많이 언급되고 있는 곡류 추출물을 처리하여 세포 수준에서와 물리적 특성에 어떠한 영향을 주는지 살펴보고자 하였다.
제안 방법
SAMBA 기기를 활용하여 검은콩, 쌀겨, 밀 추출물을 포함한 샴푸 적용 전후의 윤기, 표면 매끄러움, 색상선명도 등 3가지 요소에 대하여 변화값을 측정하였다. 모든 측정에 대해서는 동일 실험을 10회 반복하여 평균값을 측정하여 비교하였다.
SAMBA 기기와 Software를 이용하여 대조군과 실험군의 물리적 특성을 각 5회 측정하여 측정값을 비교하였다.
동일 기기를 사용하여 40대 노화 모발이 일반 샴푸와 한약재 추출물이 포함된 샴푸를 사용했을 때 사용 직후 색상의 선명도에 어떠한 변화가 있는지를 측정하였다. 기기의 분석 프로그램은 하기 계산식으로 이루어진 LTRI 값을 계산하여 색상의 선명도를 나타낸다[Figure 3].
마지막으로 동일 기기를 사용하여 모발의 표면 매끄러움이 어떻게 변화하는지 조사하였다.
먼저, 모발의 노화 현상으로 가장 자주 언급되는 탈모방지와 관련한 효능을 알아보기 위하여 모낭세포(모유두 세포)와 마우스 중간엽 줄기세포를 활용하여 시험을 진행하였다. 그 결과 검은콩, 쌀겨, 밀 에탄올 추출물 각각이 세포 증식에 대한 유의한 효능을 가지고 있음을 입증할 수 있었다.
모발 시료의 인장 강도 변화를 비교 측정하기 위하여 인장강도기(Rheometer, CR-500DX-SⅡ, Japan)의 0점을 조정한 다음 재물대(stage)의 계측기에서 측정할 모발의 인정거리 간격을 10cm으로 고정하였다.
본 연구에서 우선 한의학적 이론에 근거하여 동의보감5) 및 기난잡증 효험단방전서6), 신선기방 9997), 피부병 중약 외용제제8), 중의 피부 미용 방제대전9)에 수록되어 있는 모발 질환에 관계된 288종의 처방을 중심으로 모발의 영양불량, 노화, 탈모 및 백발 등의 증상에 따라 한약을 분류하여 각 단처방 및 처방한 약의 에탄올 추출물을 제조하여 모낭세포 성장 촉진 및 인장강도, 윤기, 색상선명도 등의 결과를 검증하였다.
본 연구에서는 아래와 같이 제조한 샴푸 제형에 검은콩, 쌀겨, 밀 추출물을 중량 대비 각 0.1% 분산시킨 후 모발 시료에 적용하여 인장강도, 윤기, 선명도 등의 물리적 특성을 측정하였다.
세정 제품은 국내에서 샴푸 시료에 일반적으로 사용하는 처방에 상기 방법으로 제조한 추출물을 0.1% 적용하여 상온 (25-28℃) 및 표준 상태 습도 조건에서 (40-60%) 모발 시료에 골고루 도포한 후 흡수를 위하여 3분 방치하였다. 3분이 경과한 후에 모발 시료를 증류수로 3분간 고루 세척하여 상온에서 30분간 자연건조시켰다.
암 억제 물질의 선별 검사법으로 사용되는3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-2,5-diphenyltetrazolium bromide test(MTT) 방법으로 기능이 살아 있는 미토콘드리아에 의하여 formazan이라는 색소가 형성되는 것을 정량하여 증식 평가를 실시하였다. 96공 평판 배양기를 이용하여 상기 모유두 세포를 well당 약 104cells/well 정도로 초기 cell 농도를 맞추었다.
이어서 30분 이상 항온(20±2℃) 및 항습(40%) 조건에 방치한 다음 일반 샴푸를 적용한 모발과 한약재 추출물이 포함된 샴푸를 사용한 모발을 각각 인장강도기에 장착한 다음 인장력을 측정하였다.
추출물 제조 시 시료 전초와 추출 용매의 비율은 1:5로 동일하게 제조하였다. 이와 같이 얻은 한약 추출물을 대상으로 모낭 기저부에 존재하며 모발 주기 조절에 중요한 역할을 하는 PVGDPLTtsa 6 모유두 세포주와 마우스 중간엽 줄기세포(mouse mesenchymal stem cell) C3H10T1/2을 이용하여 증식 촉진능을 확인하였다.10-11)
40대 여성 모발의 인장력을 인장강도기를 사용하여 측정하였다. 추출물이 포함되지 않은 대조군 샴푸를 적용한 모발의 인장강도 측정을 위하여 8개의 모발 시료를 선택하여 각각 측정한 다음 평균값을 구하였다.
한의학 문헌의 처방에서 모발의 영양불량, 노화, 탈모 등의 증상에 효과가 있다고 알려진 검은콩, 쌀겨, 밀 3가지의 에탄올 추출물을 쥐의 수염에서 분리하여 immortalization시킨 모유두 세포주 DP6 (mouse dermal papilla)와 쥐의 중간엽 줄기세포(mouse mesenchymal stem cell) C3H10T1/2 각각에 처리한 후 증식 촉진 능력을 조사하였다. 3가지 한약재 추출물을 70% 에탄올에 2, 5ppm의 농도로 분산시킨 후 대조군과의 상대적 증식 효과를 [Figure 2, 3]에 나타내었다.
검은콩, 쌀겨, 밀 등의 한약 추출물을 경기도 수원 소재 건화약품에서 구입하여 70% 에탄올 용매로 48시간 동안 냉침한 후, 여과기를 통해 여과액을 수득하였다. 환류 감압농축기를 이용하여 여과액에서 용매를 제거한 후 조추출물을 얻었다. 추출물 제조 시 시료 전초와 추출 용매의 비율은 1:5로 동일하게 제조하였다.
대상 데이터
40대 여성 모발의 인장력을 인장강도기를 사용하여 측정하였다. 추출물이 포함되지 않은 대조군 샴푸를 적용한 모발의 인장강도 측정을 위하여 8개의 모발 시료를 선택하여 각각 측정한 다음 평균값을 구하였다.
Temperature sensitive T antigen을 암호화한 polymavirus large T 유전자를 PVG 랫트의 vibrissa dermal papilla cell에 transfection하여 만든 PVGDPL Tsa 6 세포주를 이용하였다.
검은콩, 쌀겨, 밀 등의 한약 추출물을 경기도 수원 소재 건화약품에서 구입하여 70% 에탄올 용매로 48시간 동안 냉침한 후, 여과기를 통해 여과액을 수득하였다. 환류 감압농축기를 이용하여 여과액에서 용매를 제거한 후 조추출물을 얻었다.
대조군은 한약재 추출물이 포함되지 않은 기본 샴푸 제형만을 처리한 모발 시료를 사용하였다. 각 실험은 총 8회 측정하여 평균값을 산출하였다.
천연물 시료 처리에 의한 모발의 물리적 변화 과정을 관찰하기 위하여 40대 여성의 건강 모발(virgin hair)을 준비하였다. 시험에 사용된 모발 시료는 두피로부터 약 5cm 떨어진 곳에서 15cm 길이로 잘라서 채취하였다.
천연물 시료 처리에 의한 모발의 물리적 변화 과정을 관찰하기 위하여 40대 여성의 건강 모발(virgin hair)을 준비하였다. 시험에 사용된 모발 시료는 두피로부터 약 5cm 떨어진 곳에서 15cm 길이로 잘라서 채취하였다.
데이터처리
*p<0.001, **p<0.004 and ***p<0.0007 compared with vehicle using paired t-test.
대조군은 한약재 추출물이 포함되지 않은 기본 샴푸 제형만을 처리한 모발 시료를 사용하였다. 각 실험은 총 8회 측정하여 평균값을 산출하였다.14)
SAMBA 기기를 활용하여 검은콩, 쌀겨, 밀 추출물을 포함한 샴푸 적용 전후의 윤기, 표면 매끄러움, 색상선명도 등 3가지 요소에 대하여 변화값을 측정하였다. 모든 측정에 대해서는 동일 실험을 10회 반복하여 평균값을 측정하여 비교하였다.
이론/모형
윤기, 표면 부드러움, 색상 선명도 등 모발의 물리적 특성을 측정하기 위하여 Bossa Nova Technoloy 업체에서 생산되는 SAMBA Hair system을 사용하였다[Figure 1].
성능/효과
DP6세포에서 나타는 활성은 3가지 한약재 추출물 중에 검은콩이 2ppm에서 가장 뛰어난 효과(174.7%)를 나타내었다. 그 다음으로 밀 주정 추출물이 5ppm에서 134.
LTRI 값을 통하여 색상 선명도를 비교한 결과 대조군에서는 9.91, 실험군에서는 12.30을 기록하여 상대적으로 24.12%의 차이를 나타냈다. 이는 한약재 추출물이 포함된 샴푸 사용 시 모발의 색상 선명도가 높아지는 결과를 기대할 수 있음을 나타낸다.
검은콩, 쌀겨, 밀 에탄올 추출물을 각 0.1%씩 적용하여 제조한 샴푸를 사용한 모발 시료의 경우 인장거리는 최저 9.67mm부터 최고 12.76mm까지 측정되었으며 평균값은 10.31mm로 산출되었다. 인장강도는 최저 9.
검은콩과 밀 그리고 쌀겨 추출물을 동시에 2ppm과 5ppm 농도에서 처리했을 때는 각 추출물을 단독 처리했을 시보다 상승된 증식 효과를 확인할 수 있었다. 모유두 세포 DP6에서는 검은콩 추출물 단독 처리 시보다 상승된 수치인 183.
먼저, 모발의 노화 현상으로 가장 자주 언급되는 탈모방지와 관련한 효능을 알아보기 위하여 모낭세포(모유두 세포)와 마우스 중간엽 줄기세포를 활용하여 시험을 진행하였다. 그 결과 검은콩, 쌀겨, 밀 에탄올 추출물 각각이 세포 증식에 대한 유의한 효능을 가지고 있음을 입증할 수 있었다.
7%)를 나타내었다. 그 다음으로 밀 주정 추출물이 5ppm에서 134.5%의 증식 효과를 나타내었으며 마우스 중간엽 줄기세포 C3H10T1/2에서의 결과 역시 검은콩 추출물을 2ppm 농도로 처리했을 때 115.3%의 효과를 나타냄으로써 모유두세포 DP6에서의 결과와 유사한 경향을 나타내었다.
대조군 모발 시료에서 인장거리는 최저 6.5mm에서부터 10.37mm까지 측정되었으며 이들의 평균값은 8.98mm로 나타났다. 모발이 인장력에 저항하는 응력은 최저 78g에서부터 121g까지 측정되었으며 평균 응력은 104.
또한 모발의 강도를 상승시켜 노화 모발의 징후인 끊어짐에 대한 저항력을 높여주는 효과를 인장강도 실험을 통하여 확인하였으며, SAMBA 기기 측정을 통하여 시료 적용 전후에 표면 매끄러움과 윤기, 색상선명도가 증가하는 결과를 확인하였다.
25g으로 나타났다. 또한 모발의 세기를 나타내는 인장강도 측정에서 8개의 시료에서 단위면적당 최저 8.3g/cm2에서부터 최고 10.9g/cm2까지 측정되었고 평균 인장강도는 9.68g/cm2로 나타났다.
본 보고에서 사용한 검은콩, 쌀겨, 밀 추출물은 모유두 및 마우스 중간엽 줄기세포의 증식 효과를 촉진함으로써 모발 노화를 방지할 수 있음을 확인하였다. 또한 세 가지 추출물을 동시에 처리했을 때 각각의 추출물을 처리한 경우보다 상승된 효과를 확인할 수 있었다.
55g/cm2으로 나타났다. 또한, 응력은 최저 127g에서부터 최고 168g으로 측정되었으며 평균 137.29g으로 관찰되었다[Table 2].
검은콩과 밀 그리고 쌀겨 추출물을 동시에 2ppm과 5ppm 농도에서 처리했을 때는 각 추출물을 단독 처리했을 시보다 상승된 증식 효과를 확인할 수 있었다. 모유두 세포 DP6에서는 검은콩 추출물 단독 처리 시보다 상승된 수치인 183.93%의 효과를 나타내었으며 5ppm 처리 시에는 각 추출물 단독 처리 시보다 수치적으로 50% 이상 상승된 효과를 관찰하였다. 그러나 마우스 중간엽 줄기세포에서는 2ppm과 5ppm 모두에서 검은콩 추출물 단독 처리 시보다 감소된 수치를 확인함으로써 추출물 동시 처리로 인한 시너지 효과를 확인할 수 없었다[Figure 2].
본 보고에서 사용한 검은콩, 쌀겨, 밀 추출물은 모유두 및 마우스 중간엽 줄기세포의 증식 효과를 촉진함으로써 모발 노화를 방지할 수 있음을 확인하였다. 또한 세 가지 추출물을 동시에 처리했을 때 각각의 추출물을 처리한 경우보다 상승된 효과를 확인할 수 있었다.
실험에 사용한 3가지 한약재 추출물 중 밀에탄올 추출물만이 농도의존적 경향성을 나타내었으며, 검은콩과 쌀겨의 경우에는 2ppm에서의 결과가 5ppm 처리 시보다 오히려 세포 증식 효과가 높은 것으로 나타났다.
표면 매끄러움을 측정한 결과 대조군에서는 0.4, 한약재 추출물을 포함한 모발 시료의 경우 0.2를 기록하여 전체적으로 수치가 50% 정도 감소하였다. 표면 매끄러움을 나타내는 수치는 측정치가 감소할수록 높은 매끄러움을 나타낸다.
후속연구
상기 결과를 통해 검은콩, 밀, 쌀겨 추출물이 노화 모발에서 나타나는 물리적 특성을 보강하고 세포를 증식하여 모발 재생 효능에 유용하게 응용할 수 있을 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
모발의 건강에 영향을 주는 손상 요인은 어떤 것이 있는가?
모발의 건강에 영향을 주는 손상 요인으로는 퍼머(perm), 염색과 같은 잦은 화학적 시술과 열기구 사용, 평소의 잘못된 관리 등 인위적 요인과 자외선, 바람, 습도, 계절, 대기 오염 등의 환경적 요인, 그리고 개인의 건강 상태, 영양 상태, 스트레스, 과로, 노화 등 생체 내부적 요인과 같은 다양한 요인이 존재한다.1-3)
모발의 성분은 어떻게 이루어져 있는가?
모발의 주성분은 대부분 케라틴 단백질(keratin protein)이며 그 외에 지질, 수분, 미량원소, 멜라닌색소로 이루어져 있다. 구조적으로는 毛根과 毛幹으로 나누어지며, 모근은 두피 내에 존재하고 모간은 두피 밖으로 표출되어 있는 부분을 의미하며 모표피(cuticle), 모피질(cortex), 모수질(medullar)로 구성되어 있다.
모발 노화를 방지하기 위해 어떤 물질의 추출물을 처리하여 노화 모발에서 나타나는 물리적 특성을 보강함을 확인하였는가?
본 보고에서 사용한 검은콩, 쌀겨, 밀 추출물은 모유두 및 마우스 중간엽 줄기세포의 증식 효과를 촉진함으로써 모발 노화를 방지할 수 있음을 확인하였다. 또한 세 가지 추출물을 동시에 처리했을 때 각각의 추출물을 처리한 경우보다 상승된 효과를 확인할 수 있었다.
참고문헌 (16)
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