자외선 조사에 의한 모발구조의 형태학적 변화

김정환 ( Jung Hoan Kim ),이옥섭 ( Ok-sub Lee ),한지숙 ( Ji-sook Han ),신성연 ( Sung-yeon Shin ),백두현 ( Doo-hyun Baek ),하병조 ( Byung-jo Ha ) 대한화장품학회 2008 대한화장품학회지 Vol.34 No.4

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. In this study, we have investigated the effects of ultraviolet (UV) irradiation on the external and internal structure of human hair. For changes in morphological and chemical structure of UV-exposed hair, we utilized several microscopic techniques such as scanning electron microscope (SEM), transmission electron microscope (TEM), confocal laser scanning microscope (CLSM), and etc. The SEM showed the scales of UV-exposed hair appeared to be rough and bulkier because of chemical oxidation during UV irradiation. Small bulgy area of UV-exposed hair surface was appeared as a result of the decomposition in cysteic acid. In the TEM picture, the UV-exposed hair showed the cleaved aperture of hair and destruction of melanin granules. Three dimensional topographical images were obtained by using CLSM. In the optical single section, high fluorescent intensity appeared in virgin hair. In the case of UV-exposed hair, low fluorescence intensity appeared. This means the aromatic amino acids in virgin hair were more abundant than UV-exposed hair.

반복 염색 시 케라틴 콜라겐 전처리와 헤어클리닉 후처리의 모발 성상 변화에 대한 연구

김종선 ( Jong-sun Kim ),박은준 ( Eun-jun Pack ) 한국미용학회 2019 한국미용학회지 Vol.25 No.3

The hair color maximizes the image of an individual by emphasizing the characteristics and personality of the individual. But the chemical treatment such as perm and dyeing damages the hair. In this study, keratin and collagen were pretreated before dyeing hair to reduce the hair damage when applying the chemical treatment applying the hair clinic as a post-treatment after dyeing, the hair was dyed from once to three times; and in order to check out the residual amount for the pre- and post-treatments, after conducing 30 Shampoos, the hair thickness, amino acid, and cuticles in the groups of pre- and post-treatments were histologically analyzed. In case of the pretreatment group, due to the addition of protein, the hair thickness became thicker and the total amount of amino acids increased. However, as the damage progressed through the repetitive dyeing, the difference became larger and the elution quality of the total amount of amino acid became eluted about 10 times more; and the difference in the number of the cuticle layer from the post-treatment group was identified. In the post-treatment group, the hair thickness and total amount of amino acids did not increase. However, as the damage progressed repeatedly, the total amount of amino acids in the pre-treatment group were eluted about 10 times less than that in the post-treatment. Therefore, pre- treatment helps to recover the inside of the hair, and post - treatment helps to prevent internal damage.

모발조직의 투과전자현미경 시료제작 및 관찰기법

장병수 대한미용학회 2018 대한미용학회지 Vol.14 No.4

This study explains the ultrastructure of normal hair and the hair that underwent a structural change caused by various hair styling based on the skilled experience and know-how of the researcher. The hair is a keratinized cylindrical structure and many holes are formed naturally inside the hair. For this reason, the preparation of samples for transmission electron microscope (TEM) should be done under vacuum condition of fixation, dehydration, infiltration and embedding. Also, care must be taken to avoid artifacts during ultra-thin sectioning and staining. The artifacts are observed on TEM as scratches and streaks of the blade, and as a precipitate with high electron density due to carelessness of heavy metal dyeing process. In the observation of hair tissue, the sample is easily torn by the electron beam. In such cases, it is necessary to observe the distant part from the torn part or to observe and analyze the same sample which exists in another grid mesh. Academic distortions can occur when using images formed by physical deformation of hair tissue and artifacts as research results. 모발은 각질화된 긴 원통형의 구조로 모발 내부에 자연적으로 많은 구멍들이 형성되어 있다. 그래서 투과전자현미경 관찰을 위한 시료 제작은 고정과 탈수, 침투, 포매, 중합과정을 진공상태에서 실시해야 한다. 또한 절편제작과 염색과정에서 인공산물이 생성되지 않도록 주의를 기울여야 한다. 인공산물은 투과전자현미경상에 칼날의 흠집과 줄무늬가 형성되어 나타나거나, 중금속 염색과정의 부주의로 전자밀도가 높은 침전물로 관찰된다. 모발조직의 관찰에서 시료는 전자빔에 의해 쉽게 찢어지는 현상이 나타나는데 이런 경우 찢어진 부위에서 멀리 떨어진 부위를 관찰하거나 다른 그물에 존재하는 동일한 시료를 찾아서 관찰 분석해야한다. 모발조직의 물리적인 변형과 인공산물 등에 의해 형성된 이미지를 연구결과로 사용하면 학문적인 왜곡이 일어날 수 있다.

노화가 진행된 남,여 노인기 모발의 이,화학적 특성과 형태학적 변화

김광상 ( Kwang Sang Kim ),진병운 ( Buyng Un Jin ),김민 ( Min Kim ),장미여 ( Mi Ye Chang ),김복환 ( Bok Hwan Kim ),김기영 ( Ki Young Kim ) 대한미용학회 2010 대한미용학회지 Vol.6 No.1

Hairs have a number of functions including thermoregulation, collecting sensory information, protection against environmental trauma, social communication and mimicry. The hair is altered and changed such as weakness of tensile strength, alopecia and canities by physical and environmental factors. In this study, the physicochemical properties and morphological change of in altered hairs were investigated in 24 spenders of adulthood and elderly. Thickness, tensile strength, water swelling and alkali solubility, breadth and thickenss of hair cuticle were measured and morphological change of cuticle and cortex were observed. In the result, thickness and tensile strength of hair as aging indicator decreased significantly in elderly men and women in contrast to adulthood (p<0.05), and both parameters were higher in men than in women of adulthood and elderly. Breadth and stepping of cuticle decreased in elderly men and women in contrast to adulthood. But water swelling and alkali solubility as hair damage indicators increased in elderly men but not women. More damaged cuticles and diffuse melanin granules appeared in elderly than in adulthood by SEM and TEM observation. In conclusion, aging induced to change of physicochemical properties and morphology, and decreased hair thickness in elderly men and women may be not decreased thickness of cuticles but loss of cuticle layers.

매장 후 사람 머리털의 풍화과정에 대한 투과전자현미경적 연구

황규성(Kyu-Sung Hwang),남용석(Yong-Seok Nam),김정래(Jeong-Lae Kim),서윤경(Youn-Kyoung Seo),백두진(Doo-Jin Paik) 대한체질인류학회 2012 해부·생물인류학 (Anat Biol Anthropol) Vol.25 No.1

본 연구는 매장 후 풍화작용으로 머리털에서 나타나는 형태학적 변화를 시간경과에 따라 투과전자현미경을 통해 관찰하고 법의학적 기초자료로 제공하기 위하여 실시하였다. 사용된 머리털은 정상대조군으로 정상인의 머리털과 실험군인 매장 머리털로 구분하고, 총 51구의 머리털을 대상으로 매장 후 시간경과에 따라 10년 단위로 분류하여 관찰하였다. 실험군은 사망 나이 및 시간경과가 명확히 밝혀진 봉부분에서 이장·개장시 유가족의 동의를 받아 현장에서 수집한 머리털을 비교·분석하였다. 매장 후 풍화된 머리털에서는 털껍질의 연속적 탈락, 털겉질내 거대원섬유 막의 응집현상 심화, 털겉질내 공동화 현상이 시간경과에 따라 심화되었으며, 시간경과에 따른 머리털의 형태학적 변화양상은 유사하였다. 본 연구의 결과는 법의학적 자료로 유용하게 사용될 것으로 생각된다. This study was undertaken to investigate the morphological changes of scalp hair according to weather­ing after burial and to offer basic data for forensic science. To examine the effect of weathering degree, the 51 human scalp hairs buried after death were taken from deceased individuals in tombs in Korea. The morphological changes in weathering hair shafts of the scalp were investigated using the transmission electron microscopes(TEM). There were little morphological differences of weathering depending on the burial period. The weathering changes includes detachment of cuticle layer, aggregation of macrofibril and hollow formation in the cortex according to the burial period. These results could provide basic data to the field of forensic medicine.

성장기 모낭에서 외모근초와 내모근초의 미세구조 분석

장병수 ( Byung Soo Chang ),김철호 ( Zhehu Jin ) 대한미용학회 2015 대한미용학회지 Vol.11 No.4

The ultrastructural characteristics of outer and inner root sheaths of hair follicles during anagen phase were investigated using scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. In the inner root sheath of a normal anagen follicle, the loose connection between prekeratinized cells has a visible intercellular space and the cytoplasm of keratinizing cells becomes increasingly degraded. Examination with electron microscopic techniques revealed the disappearance of mitochondria from inner root sheath cells. An inner root sheath firmly holds and supports the hair root with an unkeratinized soft hair shaft and molds the final shape of keratinizing hair shaft in the follicle. In the lower portion of the bulb, the outer root sheath epithelial cells were apparently associated with desmosomes between plasma membranes. Outer root sheath cells contained many trichohyaline granules and well-developed cytoplasmic organelles, and their intercellular junctions were markedly stretched by desmosomes.

Comparison of hair shaft damages after chemical treatment in Asian, Caucasian, and African hairs

( Yoon Hee Lee ),( Xing Hai Jin ),( Long Quan Pi ),( Won Soo Lee ) 대한피부과학회 2011 초록집 Vol.49 No.20

초고압전자현미경을 이용한 미라 모발 멜라닌과립의 구조 관찰

장병수 한국융합학회 2017 한국융합학회논문지 Vol.8 No.8

본 연구는 미라 모발에 존재하는 멜라닌과립의 보존 상태와 모양을 규명하기 위해서 1250kV의 초고압전자현미경high voltage electron microscope: HVEM)을 사용하여 3차 구조를 분석하였다. 미라 모발에서 피질에 분포하고 있는 멜라닌과립은 큐티클층에 인접한 바깥쪽 피질에 집중적으로 분포하고 있다. 이들 부위에는 다량의 멜라닌과립들이 무리를 지어 존재하고 있어서 현대인의 정상 모발에 있는 멜라닌과립의 분포양상과 뚜렷한 차이점을 나타내었다. 초고압전자현미경으로 ± 60도의 범위에서 1도 간격으로 촬영한 결과 멜라닌과립은 길쭉한 타원형의 형태로 크기가 다양하게 관찰되었다. 과립의 크기는 단축 직경이 0.3- 0.6㎛이고, 장축 직경은 0.5-1㎛로 측정되었다. 결론적으로 초고압전자현미경은 일반 투과전자현미경보다 높은 해상도와 투과력을 가져서 두꺼운 절편의 생물시료 구조분석에 용이하다. Three-dimensional melanin granules of mummy’s hair analyzed using high voltage electron microscopy at 1250kV. The melanin granules in the cortex of mummy’s hair located in close proximity to the outer of cortex in the adjacent place of the cuticles. A lot of melanin granule performed in this area. It is a distinguished difference from modern human. While it rotated up to 60 degree counter-clockwise and taken a photo per one degree using high voltage electron microscopy. The melanin granule displayed with long elliptical and variable at the size. The size of granule is measured from 0.3~0.6㎛ in minimum diameter and 0.5~1㎛ in maximum diameter. Conclusionally, high voltage electron microscope has higher resolution and penetration power than conventional transmission electron microscope that could be load biological thick specimen.

연구논문 : 모발의 전자현미경적 조사와 미네랄 함량 분석

이주영 ( Ju Young Lee ) 한국미용학회 2006 한국미용학회지 Vol.12 No.3

Transmission electron microscope(TME)은 시료의 Fixing 과정을 거처 Ultra-thin Section을 위하여 Diamond Knife를 사용하였으며 50nm이하로 절편을 만들었다. 즉 두피에 접해 있던 모발부분을 절편하고 Uranyl Acetate로 염색하여 시편을 제작한 다음 전자현미경 명시야상에서 관찰하였다. 판독결과 모근의 피질부분에서 큐티클 층이 발달하는데 본 실험에서 큐티클 층이 안쪽피질 부분에서 만들어져 밖으로 밀려 나옴을 볼 수 있었다. 따라서 근원적으로 세포질의 미토콘드리아와 여러 막상 조직들이 큐티클 층을 만드는 새로운 사실을 밝혀냈다. Scanning electron microscope(SEM)의 결과는 정상인큐티클 층의 경우 매우 단단해 보이며 꽃의 봉오리모양이 매우 조밀해 정신지체아의 큐티클 층과 차이가 있었다. 한편, 유도결합플라즈마질량분석법에 의하여 38가지의 미네랄함량을 분석하였다. 대상은 60%명의 성인과 청소년 모발을 채취하여 공시하였다. 결과는 성인과 청소년에 있어서 영양원소의 함량은 대부분 비슷하였으나 Cu(P<0.01), P(P<0.01), Mn(P<0.05), B(P<0.05)는 성언에서 높았고, 생리활성물질인 Fe(P<0.05), Na, K는 청소년에서 높았다. 독성원소는 Hg가 성인에서 Cd는 청소년에서 높았으나 모두 허용치 이하였다.