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친환경/인체친화형 염모법 연구
安永秀計(Yasunaga Hidekazu)
(일본 京都대학 대학원 공계과학연구과 물질공학부문 섬유과학센터)
일본에서의 염모(Hair coloring)의 습관은 1990년대에 들어서면서 급격히 증가, 최최근 6년간은 다소 감소경향을 보이고 있음에도, 예를 들면 2006년에는 염모제, 탈색제, 탈염제(의약 부외품)와 염모재료(화장품)의 일본에 있어서의 연간 생산과 수입 출하량 합계가 74,719톤으로, 출하 액으로 보면 1,840억 엔에 이르고 있다. 또 세계적으로는 젊은 층의 익살 염색과 고령층의 백발 염색이 증가하고 있어 향후 더더욱 염모제품의 사용량이 증가할 것으로 예상되고 있다. 이처럼 염로 시장이 크고 머리를 염색하는 인구수가 많은 상황에서 충분히 정확한 통계기록은 없음에도 불구하고, 염모에 의해 신체에 문제가 발생하는 경우가 종종 나타나고 있다. 특히 염모제는 염색 시에 두피 상에서 화학반응을 일으켜 인체에 대한 작용이 없진 않기 때문에 의약부외품으로 지정하고 있다. 산화염모제 등의 사용으로 문제가 되고 있는 경우는 피부염, 모발 손상, 알레르기 등의 발생으로 염모제의 급성독성 외에 만성독성에 대해서도 연구가 진행되고 있다.
한편, 일반 염모는 미장원이나 가정에서 행하고 있고, 이에 따라 염모 폐액이 그대로 하수에 흘러들어가고 있다. 앞서 열거한 약 7만5천톤의 염모제가 사용되고 있기 때문에, 재고분을 제외하면 그 대부분이 수계 형태로 폐기되고 있는 셈이 된다. 여기서 가능한 한 폐액 처리는 환경에 부하를 없이할 필요가 있다.
이로서 염모제품의 사용에 있어서는 인체 뿐 아니라 환경에 대한 배려가 중요하다는 것으로, 따라서 인체와 환경에의 부하를 경감시킨 염모제가 요구되고 있다. 이런 상황 하에서 필자 등은 인체에의 영향이 보다 적은 염모법 개발에 연구력을 집중해 왔다. 또 인체에의 부하가 보다 적은 염모법이 개발되면 환경에의 부하또한 저감될 것으로 생각된다.
이 연구를 개시함에 있어서, 인체에 대한 강한 독성을 나타내지 않고 악영향이 적은 물질은 무엇일까 고찰해 본 결과 우리가 식품으로 섭취하고 있는 것을 조사해 보았다. 단 어떠한 물질이 있다고 할 때, 단시간에 과잉으로 섭취해도 인체에 문제를 일으키지 않는 물질은 없다. 여기서 염모에 걸리는 시간 정도로 피부로부터 흡수되는 양을 고려하면서 효과적으로 착색할 수 있는 농도와 인체에 해를 주지 않는 농도를 조사할 필요가 있다. 그러나 피부를 통한 인체에의 물질 흡수속도는 물질의 화학구조, 피부표면 상태, 피부각층→표피→진피→피하조직→심부로의 이동과 대사 등으로부터 결정되어, 엄밀한 평가는 쉽지 않다. 본 연구실은 생체를 대상으로 한 연구수법은 하고 있지 않기 때문에 우선 유효한 색재를 탐사하였다. 연구는, 염모용 재료로 유효하다고 생각되는 것이 보이면 그 후 안전성을 확인하는 순서로 진행하였다.
염모용 색소를 얻기 위해 식품에 포함되어 있는 flavonoid 류 외, chlorogenic acid, 탄닌산, crocin(carotinoid : gardenia yellow), lac color(laccaic acid), tamarind color(flavonoid), haematoxylin, tyrosine, DOPA(3,4-dihydroxyphenylalanine ), cysteine, spirulina 청색소, chlorophyll 등의 천연유래 물질을 전구체로 사용, 이것을 산소에 의해 산화해 염모용 염료로 하는 방법을 시험하였다. 그 결과 차 등에 함유되어 있는 카테킨을 생체에 함유되어 있는 효소로 산화해 얻어진 염료(카테키논 : catecinone)에 의해 모발을 황~등~갈색계(그림)로 염모 가능하다는 것을 알았다. 또 이 염료에 의해 염색한 모발 색의 가시광에 대한 내광성과 세탁내구성은 중분히 높은 것으로 나타났다. 여기서 카테키논의 피부 1차 자극성 시험을 위탁에 의해 실시한 결과 이 염료의 피부에의 자극성은 없는 것을 확인할 수 있었다.
염모 색으로서는 백발 염색 등에 있어서는 흑~농갈색 등의 농색을 좋아하기 때문에 카테키논의 등색계 색에 이어 다양한 색체로 조색할 필요가 있다. 여기서 카테키논 외에 천연유래 물질을 첨가해 염색한 결과 색상이 다양하게 되는 결과를 얻었다. 또한 칠흑으로 염색할 수 있도록 염색 조건을 조사 중이다.
이상의 결과로부터 산화된 후라보노이드는 염모용 염료로 실용 가능성이 있다는 것을 알았다. 
일반적으로 천연염료로 내광견뢰도 등 기타 물성의 안전성을 높인 경우는 많지 않다. 역으로 말하면, 생체가 갖고 있는 색소는 환원반응과 광에 대한 응답에 의해 자신이 화학변화하면서 중요한 기능을 수행하고 있는 것이 아닌 가 추정된다. 이에 대해 본 연구에서 염료로 만들어진 카테키논은 산화상태에서 발색해 염료로 거동하기 때문에 안정하다고 생각된다. 화학반응성이 낮고 안정한 물질이라면 생체에 대한 안전성은 높지 않을까 예측되어, 이에 대한 계속적인 연구가 중요하다고 하겠다.
현재 염모법의 연구과제로 다음과 같은 점이 있다. 우선 현재 연구단계에 있는 시약의 효소는 고가로, 안정성이 낮고 취급이 용이하지 않다. 여기서 공업적인 생산을 고려할 경우 보다 입수가 용이한 재료를 이용해 간단한 방법으로 염료를 얻을 수 있도록 하지 않으면 안된다. 다음에, 염모가 쉽지 않고 손상도가 낮은 백발(virgin hair) 등의 염모에 있어서, 이 염료로 양호한 염색결과를 얻기 위한 수법 개발이 중요하다. 또한 농색의 모발을 갖는 사람이 보다 밝고 진한 칼라로 염색하고 싶은 경우에는 현재로서는 산화제 등으로 탈색이 불가피하나, 이 탈색과정에서의 인체와 모발에 부담을 줄일 필요가 있어, 이 부담을 경감시킬 수 있는 염법 또한 필요하다.
인류는 수천 년 전으로부터 염모를 행해 왔다. 복식 산업과 화장품산업을 보아도 알 수 있다. 익살스럽게 보이고 싶은 사람의 욕구는 줄지 않고 있다. 따라서 보다 안전한 염모법 실현을 지향한 연구는 매우 중요하다고 하겠다. 이러한 염모법 개발을 달성하기 위해 염모제품을 만들고 있는 기업과의 공동연구도 기대하고 있다.
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