코아세르베이트의 구조는 모발의 침착에 매우 큰 영향을 줄 수 있다. 본 연구의 목적은 모발의 표면 성질 과 모발 손상에 미치는 영향에 대해 상대적으로 미세하고 균일한 구조를 갖는 코아세르베이트의 효과를 조사하 였다. 본 연구에서는 10% 농도로 희석한 샴푸 용액에서 크기가 다른 코아세르베이트를 탐구하였다. 하나의 용 액은 입자의 크기가 균일하지 않은 코아세르베이트(평균 10 - 300 μm)를 함유하고, 다른 용액은 미세하고 균 일 한 구조(평균 1 - 3 μm)의 코아세르베이트를 형성하였다. 샴푸가 모발의 물리적 성질과 모발 손상에 미치는 영향을 연구하기 위해 두 종류의 샴푸를 사용하여 모발 파괴 특성, 색 변화, 마찰 특성, 지질 함량 및 모발 표면을 조사하였다. 결과는 상대적으로 미세하고 균일한 크기의 코아세르베이트가 모발 표면에 고르게 침착되었음을 명확하게 보여주었다. 결과적으로, 코아세르베이트 계는 모발 마찰, 파손 특성 및 색상과 같은 모발의 표면 성질 에 실질적으로 영향을 미칠 수 있다. 마찰력 역시 크게 감소하였다. 미세하고 균일 한 크기의 코아세르베이트의 사용은 현저하게 모발 표면 특성을 향상시킬 수 있다. 결론적으로, 모발 파괴가 감소하였고 코아세르베이트의 모발 손상에 대한 영향은 현저하게 높았다.

화학적으로 손상된 모발은 모발 자체의 물리적 특성이 약해져서 일상생활 중에 외부 자극에 취약하다. 본 연구의 목적은 모발 케라틴 단백질간의 화학적 결합이 모발의 인장강도를 회복이 반복적인 빗질 하에서 더 이상의 모발 악화를 방지하는지 여부를 결정하는 데 있다. 손상된 모발은 펌 시술을 통해 얻었다. 펌 손상 모발을 관능성 가교제인 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES)을 이용하여 실란 커플링 및 카르보디이미드 반응을 통해 모발 내부에 가교 결합이 형성되도록 처리하였다. 인장 강도, 영률 및 고원 응력(plateau stress)을 포함한 물리적 특성을 측정하여 내부 가교 결합의 효과를 확인하였고, 가교 결합의 존재는 Fourier transform infrared (FT-IR) 분광법으로 확인하였다. 모발 절단 및 갈라짐의 정도는 건조 상태 모발의 반복적 빗질 시험으로 평가하 였다. 결과적으로 화학적으로 손상된 모발의 물리적 성질은 내부 가교 결합으로 회복되었다. APTES의 실란 커플 링 및 카르보디이미드 반응의 결합은 FT-IR 스펙트럼으로 확인하였다. 열을 가하면서 반복적으로 빗어 낸 후 모발의 절단 및 갈라짐 방지가 확인되었다. 인간의 모발은 펌 시술을 포함한 화학적 손상으로 약화될 수 있으므로 이러한 특성을 복원하는 것은 헤어 케어 업계의 주요 과제다. 본 연구에서는 화학적 결합을 통해 손상된 모발의 내부에 가교 결합 형성이 모발의 건강을 회복시키는 강력한 방법이 될 수 있음을 시사한다.

피부에 가해지는 스트레스는 헤어조절 및 사이클에 직⋅간접적으로 중요한 영향을 미친다고 알려져 있 다. 특히, 모근세포는 스트레스에 의한 부신피질관련호르몬과 세포손상 및 사멸과 밀접한 관련이 있다고 보고되 고 있지만, 현재까지 실험적으로 입증된 사실은 매우 제한되어 있다. 보고에 의하면, 부신피질자극호르몬방출인 자가 증가되면 모근세포의 마이토콘드리아 활성을 저해하여 초기단계의 세포사멸을 가져올 수 있다고 임상학적 으로 보고된바가 있다. 특히 아토피 피부염으로 인한 스트레스는 부신피질자극호르몬방출인자와 부신피질관련 호르몬의 양을 증가시키며, 이는 모발의 outer epithelial sheath에 영향을 준다고 알려져 있으며, 이러한 스트 레스의 변화는 마이토콘드리아 손상을 초래하여 초기단계세포손상을 준다고 한다. 따라서 본 연구는 아토피피부 염스트레스가 피부의 모근세포에 주는 영향에 대하여 연구를 하였는데, 이에 대한 연구는 현재까지 전무한 실정 이다. 우리는 NC/Nga 마우스에 2,4-dinitrochlorobenzene (DNCB)로 아토피피부염을 유발 후, 피부 스트레스 생성에 의한 초기단계 세포손상을 스트레스관련 인자, 부신피질자극호르몬방출인자 및 그 관련 인자, annexin V 및 마이토콘드리아 반응을 이용하여 연구하였다. 그 결과, 아토피피부염에 의한 스트레스는 체내의 부신피질 자극호르몬방출인자 및 관련인자의 활성을 증가시킬 뿐 아니라, 모근세포에 영향을 주어 초기단계세포사멸을 초래하는 것으로 나타났다. 이는 아토피피부염관련 헤어손상을 일으킨다는 중요한 연구결과를 보고하는 바이며, 부신피질자극호르몬 조절관련 의약품 및 화장품 등과 같은 보조적 요법이 필요함을 제안한다.

본 연구에서는 서리태 발효추출물의 모발보호효과를 확인하기 위한 연구를 수행하였다. 화학적 산화를 통해 손상된 모발을 준비한 뒤 서리태 발효추출물을 처리하였을 때 모발의 형태학적 특성, 인장강도, 구성성분의 변화를 분석하여 비교하였다. 그 결과 모발에 산화제를 처리하였을 때, 표피의 큐티클 층이 손상되고 모발의 인 장강도가 14.32 ± 0.83 g/cm2에서 12.32 ± 0.79 g/cm2로 감소되었음을 확인하였다. FT-IR 분석결과 산화 제를 처리한 모발은 버진 헤어에 비하여 1,077, 1,041, 801 cm-1에 해당하는 피크가 증가하였으며, 이를 통해 케라틴 단백질 간의 이황화 결합에 필수적인 시스테인이 산화되는 것을 확인하였다. 반면, 손상된 모발에 서리태 발효추출물을 처리한 경우에는 표피의 큐티클 층의 틈이 메워지고, 인장강도가 14.27 ± 0.96 g/cm2로 회복되 었으며, 모발의 성분 중 시스테인의 산화물 비율이 감소하는 것으로 분석되었다. 이러한 결과들을 통해 발효 서 리태 추출물은 산화제에 의해 손상된 모발의 보호 소재로 연구될 가치가 있는 것으로 기대된다.

최근 남성성탈모증에 대한 관심이 증대되고 있으며, 이에 천연물 및 그의 활성성분을 활용한 새로운 약물 개발에 대한 연구가 증가하고 있다. 송지(Resina Pini, RP)는 Pinus sp. (Pinaceae)의 수지질로 전통의 학적으로 감염, 우식증, 치주질환에 사용되어왔다. 본 연구진은 RP의 성분인 아비에트산(abietic acid, AA)이 남성성탈모기전에 중요한 효소인 5α-reductase를 억제하는 효과를 세포 수준에서 입증한바 있으며, 이번 연 구에서는 실제로 탈모억제 및 모발 성장에 대하여 실험동물 수준에서 입증하고자 한다. C3H/HeN 탈모마우스 모델에서 RP는 300 mg/kg에서 유의하게 탈모억제를 확인하였으며, 뿐만 아니라 AA는 30 mg/kg에서도 유의 하게 탈모억제효과를 보였다. 이상의 결과로부터 RP는 그 활성성분인 AA가 5α-reductase 억제하는 기전을 통해 남성성탈모억제효과를 보였다고 사료되며, 향후 탈모억제 보완치료법으로의 이용 가능성을 보였다.

코르티코트로핀분비인자(Corticotropin-releasing factor)는 스트레스 반응에 관여하는 호르몬으로, 최근 스트레스가 탈모와 같은 피부질환에 영향을 미친다는 보고들이 많아지고 있다. 보고에 따르면, 사람 모낭 배양에서 코르티코트로핀분비인자는 길이생장을 억제하며, 모낭의 조기퇴행을 유도하고 모기질각질형성세포(hair matrix keratinocyte)의 세포사멸을 촉진시킨다. 본 연구에서는 코르티코트로핀분비인자가 모발성장과 모주기조절에 핵심적으로 역할하는 모유두세포에 미치는 영향에 대해 알아보고자 했다. 시상하부-뇌하수체-부신축의 주요 스트레스호르몬들인 코르티코트로핀분비인자, 부신피질자극호르몬, 그리고 코르티솔을 사람 모유두세포에 처리하였다. 흥미롭게도, 코르티코트로핀분비인자가 모발성장과 관련된 사이토카인(KGF, Wnt5a, TGFβ-2, Nexin)의 발현을 변화시키는 것을 관찰하였으며, 세포 내 cAMP의 수준을 증가시켰고, 수용체의 발현을 억제시켰다. 이러한 변화는 수용체의 길항제인 antalarmin과 astressin2B, 또는 PKA 억제제의 전처리로 인해 막을 수 있었다. 코르티코트로핀분비인자는 cAMP/PKA경로를 통해 POMC의 발현을 유도하는데, 사람 모유두세포에서도 이 호르몬의 처리가 POMC mRNA의 발현을 증가시키는 것을 확인할 수 있었으나 부신피질자극호르몬의 변화는 western blot으로는 확인할 수 없었다. 이러한 결과들을 바탕으로, 코르티코트로핀분비인자가 그 수용체를 통해 사람 모유두세포 내 모발성장 관련 사이토카인의 발현을 조절함을 확인하였으며, 이는 코르티코트로핀분비인자의 수용체 길항제가 스트레스성 탈모환자를 위한 치료제 혹은 화장품 소재로써 활용될 수 있음을 보여준다.

단백질을 연결시키는 효소인 transglutaminase는 모발에서 다양한 효과를 나타낼 수 있는 가능성이 있는데 이중에는 모발의 단단함을 증가시키는 작용도 포함된다. 여러 transglutaminase 효소 중 Streptomyces mobaraensis로부터 분리된 미생물 유래 효소를 손상된 모발에 사용한 후 인장강도를 평가한 결과 초기에 비해15.64%까지 증가되는 것이 확인되었다. 이러한 효과는 transglutaminas가 샴푸를 사용하여 세정하는 과정에서의 모발 손상을 복구시킬 수 있다는 것을 의미한다. 또한 transglutaminase를 이용해 모발 표면의 특성을 개선시킴으로써 모발의 윤기를 증가시키고 표면의 마찰력을 감소시키는데 유용하게 이용될 수 있었다.

모발표면에는 독특한 형태의 지방산이 있다. 18-methyleicosanoic acid (18-MEA)는 모발 큐티클의 최외각 층에 공유결합된 특이한 ante-iso 형태의 지방산이다. 18-MEA 층은 CMC의 β-층 위에 위치하면서 모발의 외부 표면에 표면에너지와 마찰저항을 낮춰준다. 18-MEA 분자의 높은 유동성은 계면 전단력을 감소시켜 외부로부터 전달되는 지질들이 쉽게 퍼지도록 한다. 본 연구에서는 C10 - 40 isoalkyl acid의 말단에 관능기로 N-hydroxyl succinimidyl ester를 도입하여 모발 표면의 공유결합 지방산 층을 회복시켜보고자 하였다. 모발 표면의 재 소수화를 확인하기 위하여 접촉각을 측정하였다. 서로 다른 습도 조건(40, 55, 70 %RH)에서 모발의 내부 수분 함유량은 전자 수분 분석기를 이용하여 실시하였다. Hydroxysuccinimidyl C10 - 40 Isoalkyl Acidate (HCIA)로 처리한 모발의 표면은 큐티클을 접착하는 것과 같이 지방산 단분자층이 공유결합을 형성하여 큐티클의 균열을 채워줌으로써 매끄럽고 균일할 것으로 생각되었다. 이러한 접착 효과는 atomic force microscope (AFM) 영상의 라인 프로필(line profile)을 통해서 확인되었다. 따라서 모발내부 구성 물질과 수분이 쉽게 용출되지 않고, 외기의 습도가 변하는 경우에도 최적의 모발 습도가 항상 유지된다.AFM을 사용한 lateral force microscopy (LFM) 결과에 따르면 HCIA를 처리한 모발 표면의 마찰력이 감소되었고, 이에 대해 15회 샴푸 과정을 수행한 이후에도 동일한 마찰력 값을 나타내었다.

본 연구에서는 발모의 성장결여로부터 모내기의 천연성분에 의한 침투력, 침투면적, 모발성장속도, 모발의 수 및 표면에 미치는 영향에 관하여 조사를 수행하였다. 제모를 통한 모발의 성장 속도와 모내기의 피부 침투력, 약물도달 부위를 CLSM710 공초점 현미경으로 관찰하였는데, 고삼, 단삼 및 인삼의 혼합물인 모내기를 10 μg/ml 농도로 처리한 그룹에서는 정상군과 대조군과 비교시 33 ± 4과 60 ± 6 (AFI: 인위적 형광강도)인데 반해, 약 6782 ± 67 AFI (인위적 형광강도)으로 약 205배와 113배의 침투능력을 나타내었고 면적은 정상군과 대조군은 각각 약 22 ± 3와 44 ± 6 AFI인데 반해 모내기군은 약 5602 ± 45 AFI였고 각각 255배와 127배 정도 침투면적의 확대되었음을 관찰하였다. 또한 confocal LSM700으로 관찰한 결과 대조군은 진피층에 존재하는 collagen IV에서 아무런 녹색형광이 없는 반면 모내기군은 collagen IV이 함유한 진피층에서 강한 녹색형광이 관찰하였는데, 이는 모내기 주성분이 피부 진피층까지 도달한 것이라 사료되고 남자 15명과 여자 5명 중 20대 4명(20 %), 30대 10명(50 %), 그리고 40대 이상 6명(30 %)의 내원환자의탈모의 털 직경과 표면, 탈모의 수, 그리고 발모의 수를 조사하여 본 결과 평균 약 75 % 개선효과를 나타내므로 모내기의 천연성분이 발모인자의 활성화를 촉진하여 모낭 성장을 촉진시키는 기능을 유도하리라 사료된다.

최근 합성 염모제의 부작용들 때문에 인체에 무해한 천연재료를 이용한 염색에 대한 관심이 고조되어 있다. 본 연구에서는 농산 폐기물인 칡뿌리 추출물을 이용해 탈색 모발에 천연 염색을 함으로써 염색에 적절한 염색 시간, 염색시 온도와 매염과 매염제 처리 농도 변화 등에 따른 모발의 염색 정도를 색차계를 통해 조사하였다. 합성 염모제가 가진 화학 물질로 인한 모발 손상에 비해 칡뿌리 추출물을 이용한 모발 염색은 손상도를 낮춰주고 큐티클을 부드럽게 유지시키는 결과를 가져왔다. 칡 추출물만으로 염색한 모발이 가장 어두워짐을 관찰함으로써, 매염제는 염색의 보조 역할을하는 성분임을 알 수 있었다. 본 연구의 결과를 종합하여 볼 때, 칡뿌리 추출물은 합성 염모제에 비해 모발 손상도가 적으며 칡뿌리 추출물을 천연 모발 염모제의 주원료로써 활용가치가 있음을 제안하는 바이다.

인간의 모발은 금속을 배설하는 시스템이며 몸에서 금속의 함유량을 반영한다. 본 연구에서는 현대인의 유해 중금속 노출 정도를 파악하고, 질병 예방 혹은 환경 개선 예측의 도구로서 모발 분석의 필요성에 대해 알아보고자 하였다. 많은 만성 질환은 금속의 축척과 관련이 있을 것으로 예상되며 몇몇은 유해 중금속과 관련이 있다. 이에 서울, 수도권지역에 거주하는 20대에서 40대의 성인 남녀 120명(남자 61명, 여자 59명)을 대상으로 시료를 채취한 후 유도 결합 플라즈마 질량 분석기를 사용하여 Hg, Pb, Cd, Al, As, U, Bi, Sb, Ba, Be의 10가지의 독성 미네랄의 함량을 측정하였다. 분석 결과 20대의 유해 중금속 함량 분석에서는 기준치 이상을 보이는 원소가 없었으나, 알루미늄(Al)과 안티몬(Sb)의 수치가 높게 나타났다. 30대의 경우도 기준치 이상의 원소는 보이지 않았으나 수은(Hg)과 알루미늄(Al)의 농도가 높게 나타났다. 40대의 경우 기준치 이상의 수은(Hg)과 안티몬(Sb)이 검출되었다. 또한 성별에서는 남성의 경우 수은(Hg)이, 여성의 경우 안티몬(Sb)이 기준치보다 높은 것으로 나타났다. 산업의 발달로 인해 유해 중금속은 여러 가지 경로를 통해 우리 몸속으로 들어오며, 몸 밖으로 배출되지 못하고 인체에 계속 쌓여 면역 기능과 호르몬 기능이 저하시키고 질병을 유발하게 된다. 이에 유해 중금속의 노출 정도를 분석하여 그에 맞는 대체요법을 시행한다면 질병을 예방하고 환경을 예측할 수 있다. 인체 내에 중금속의 추적 상태를 알아보기 위해 우리나라에서도 모발 분석에 대한 관심과 연구를 통해 우리의 건강 상태를 유지하기 위한 수단으로 활용되기를 시사하는 바이다.

본 연구에서는 모발의 내부 및 외부구조에 자외선이 미치는 영향에 관하여 조사를 수행하였다. 자외선이 조사된 모발의 형태학적 및 화학적 구조의 변화를 알아보기 위해 주사전자현미경(SEM), 투과전자현미경(TEM), 공초점레이져주사현미경(CLSM) 등을 사용하였다. SEM상에서 자외선이 조사된 모발은 자외선에 의한 화학적 산화반응에 의해 표면이 거칠고 부풀어진 형태를 보였다. 이황화결합(disulfide bond)의 산화에 의한 시스테인산(cysteic acid)의 분해로 팽윤부위가 관찰되었다. 또한 자외선 조사에 의해 표면색의 변화를 나타내었다. TEM 분석결과 버진헤어(virgin hair)의 경우에는 매끄러운 표면구조를 나타내었지만, 자외선 조사모발에 있어서는 거칠고 모수질층이 갈라진 형태를 보여주었다. 모피질층에 존재하는 멜라닌 입자의 크기가 감소하고 소실되는 것이 관찰 되었다. CLSM에 의해 3차원적 구조의 입체영상을 얻을 수 있었으며, 광학분할에 의해 버진헤어는 강한 형광을 나타내었지만, 자외선 조사모발은 낮은 형광을 보여주었다. 이는 버진헤어의 경우 자동형광을 나타낼 수 있는 방향족 아미노산이 많이 존재하는데 비해 자외선 조사모발은 방향족 아미노산이 파괴되어 낮게 나온 것으로 여겨진다.

아미노산 자동분석기(amino acid auto analyzer, AAA)를 이용하여 모발의 탈색 및 퍼머넌트 웨이브 시술에 의한 모발시료의 17가지 아미노산(aspartic acid, threonine, serine, glutamic acid, proline, glycine, alanine, cystein, valine, methionine, isoleucine, leucine, tyrosine, phenylalanine, histidine, lysine, arginine) 함량변화를 조사하였다. 시료는 30대 남성 10명의 모발을 채취하였으며 110 ℃ 24 h 동안 6 N 염산 10 mL로 가수분해 후 분석하였다. 실험결과 처치별 모발의 아미노산 함량은 정상모발 73.9 %, 퍼머넌트 웨이브 모발 71.5 % 및 탈색모발 69.3 %로 분석되었고, 탈색효과에 의한 아미노산 함량 감소가 퍼머넌트 웨이브 효과에서 보다 크게 분석되었다. 특히 lysine과 tyrosine의 조성은 탈색이나 퍼머넌트 웨이브 모발에서 25 % 가량 현저히 감소하였다. 반면에 serine, cystein, leucine 및 histidine의 함량변화는 일어나지 않았다.