脱发是一种普遍存在的疾病,影响着全球十数亿人,导致严重的心理和社会影响,如自尊心下降和焦虑加剧。最常见的脱发形式包括雄激素性脱发和休止期脱发,是由遗传、激素和环境影响等多因素相互作用造成的。
目前的预防和治疗方法,如米诺地尔和非那雄胺,疗效有限,而且常常伴有不良副作用。此外,这些干预措施主要针对症状表现,而不是针对潜在的病理生理机制。因此,迫切需要更有效、更安全的方法来防止脱发和促进头发健康。
多酚是植物中大量存在的一类天然化合物,已成为脱发预防策略的有希望的候选药物。多酚以其强大的抗氧化特性而闻名,它可以中和自由基并减轻氧化应激,而氧化应激与毛囊老化和随后的脱发有关。除了抗氧化作用外,多酚还具有抗炎、抗菌和抗凋亡作用,从而影响与毛发生长和健康有关的各种细胞途径。
2025年1月6日,韩国学者发表在《Adv. Mater. Interfaces》上的一项研究证明了头发角蛋白表面是一个递送界面,单宁酸充当多方面的粘附介质,同时与水杨酸(SCA)、烟酰胺(N)和右泛醇(DAL)形成稳定的相互作用,从而达到防脱生发的目的。
单宁酸/SCANDAL 复合物预防脱发的示意图
蓝色虚线框显示了单宁酸通过氢键与 SCA、N 和 DAL 结合的结构。一旦单宁酸/SCANDAL 复合物覆盖头发表面,它就会在干燥状态下充当“储存器”。从这个复合物中,SCANDAL 逐渐释放到发丝和毛囊中,单宁酸/SCANDAL 复合物在其中发挥“释放”机制的作用,帮助预防脱发。
研究背景:
现有研究已经证明了绿茶中的表没食子儿茶素没食子酸酯和苹果中的原花青素等多酚在促进毛发生长和防止脱发方面的功效。这些发现揭示了多酚作为护发应用中多面剂的潜力。
在多酚中,单宁酸因其与多种生物分子进行分子间相互作用的显著能力而脱颖而出。单宁酸的结构特征为十没食子酰葡萄糖或多没食子酰奎尼酸酯,对蛋白质、肽、DNA和多糖具有很强的结合亲和力。这些相互作用由多个氢键、疏水缔合和离子相互作用促进,影响结合分子的稳定性、功能性和生物利用度。
单宁酸的粘附特性已被用于各种应用,包括界面涂层、止血材料、多酚粘合剂、水凝胶、储能系统和药物输送平台。尽管应用范围广泛,但关于单宁酸在富含蛋白质的头发中的应用研究仍然极其有限。如果单宁酸可以与影响头发健康的生物活性分子结合,那么预计基于单宁酸的材料将对头发健康科学做出重大贡献。
基于单宁酸与多种分子(包括蛋白质)相互作用的能力,研究人员提出了一种预防脱发的新方法。
首先,研究证明单宁酸可以与角蛋白(头发表面的主要结构蛋白)结合,确保稳定地粘附在发干上。
其次,假设单宁酸可以同时与有效的防脱发剂结合,例如水杨酸、烟酰胺和泛醇。
从而,“单宁酸-小分子复合物”附着在头发表面,形成一层薄涂层,可将这些功能性小分子控制释放到头皮毛孔中。这种策略可以通过增强活性成分的递送和功效来促进有效防脱发配方的开发。
此前的研究已证明水杨酸、烟酰胺和右泛醇单独或组合使用都对防脱发有益。水杨酸促进头皮去角质并疏通毛囊,促进更健康的头发生长。烟酰胺通过其抗炎特性改善毛囊健康,增强角蛋白合成,强化发丝。右泛醇是一种强效保湿剂,可提高头发弹性并防止断裂。
此外,尽管局部应用这些成分已通过使稀疏的头发变密来改善头发健康,但它们对头皮毛孔的有效递送系统却被忽视了。考虑到单宁酸的分子间络合能力及其与头发表面角蛋白的涂覆能力,本研究提出了这些功能性小分子的有效递送系统的潜力。
研究结果:
基于单宁酸和水杨酸-烟酰胺-右泛醇通过各种相互作用(包括氢键)结合的能力,之前证实单宁酸可作为粘合分子将水杨酸-烟酰胺-右泛醇储存在头发表面。
“单宁酸/水杨酸-烟酰胺-右泛醇”复合物在干燥时以固体形式粘附在头发表面,几乎保持永久状态,直到遇到水。通过洗涤或洗发接触水后,水杨酸-烟酰胺-右泛醇可沿着发丝逐渐释放。
1、体外实验:
水杨酸-烟酰胺-右泛醇缓释图
逐渐释放是由于水杨酸-烟酰胺-右泛醇和单宁酸之间的相互作用。为了验证这一假设,在 37 °C 的磷酸盐缓冲盐水 (PBS) 环境中研究了单宁酸复合物中水杨酸和烟酰胺的释放曲线。
分析显示,在使用含有单宁酸/水杨酸-烟酰胺-右泛醇的洗发水进行约 10 分钟的典型洗发过程中,可以释放约 25% 的水杨酸和烟酰胺。这个量代表一次使用可能递送到头皮的活性成分的数量。
如果每天使用,预计会产生累积效应,从而可能随着时间的推移增强治疗效果。60 分钟后,水杨酸的总释放量达到 37.8%,烟酰胺的总释放量达到 62.7%。
虽然初始释放率相似,但后期释放的差异归因于溶解度的差异。烟酰胺在水中溶解度很高,因此释放速度更快、范围更广。相比之下,水杨酸的溶解度较低,导致其在缓冲液中的释放速度相对较慢。
考虑到实际洗发时间通常小于 10 分钟,单宁酸/水杨酸-烟酰胺-右泛醇复合物的快速释放完全可以起到促进头发健康的作用。
2、人体试验:
在体外进行单宁酸/水杨酸-烟酰胺-右泛醇释放实验后,继续通过人体试验评估实际释放水杨酸-烟酰胺-右泛醇对减少脱发的影响。
所有参与者在使用洗发水前三天收集并记录平均脱落头发数量,以建立个人脱发基线。随后,他们使用含有单宁酸/水杨酸-烟酰胺-右泛醇的洗发水七天,测量脱落头发数量的变化以评估治疗效果。
人体试验示意图
结果显示,与基线脱发相比,12 名参与者七天后脱落头发数量平均减少了 56.2 ± 18.2%,最大减少率为 90.2%,最小为 26.6%。
十二名参与者使用前后脱发减少情况
本研究表明,单宁酸覆盖的头发表面储存了水杨酸-烟酰胺-右泛醇化合物,这些化合物在接触水时(例如洗发时)逐渐释放,并递送到发干和毛囊,并逐渐释放,显著减少脱发。
这些结果与提出的机制一致,即单宁酸充当头发表面水杨酸-烟酰胺-右泛醇的储存器,促进活性成分的控制和持续释放。水杨酸-烟酰胺-右泛醇有效递送到头发和头皮,凸显了单宁酸/水杨酸-烟酰胺-右泛醇复合物作为脱发预防配方中的功能性成分的潜力。
研究结论:
本研究表明头发角蛋白表面可充当防脱生发的递送界面,而单宁酸可充当该界面的粘附介质。单宁酸与头发表面的角蛋白结合,同时将功能性小分子附着到 SCA(水杨酸)-N(烟酰胺)-DAL(泛醇)或水杨酸-烟酰胺-右泛醇复合物上。通过利用单宁酸作为粘附介质,大面积的头发表面积可用作这些功能性小分子的控制释放平台的储存器,以改善头发健康并减轻脱发。
点评:
本研究样本量较小(n = 12)是其主要局限性,这可能会影响研究结果的普适性。
该小样本研究亦未设置对照组和设盲,且研究周期较短,这都可能会引入选择偏差并限制结果的客观性。
为了解决这些局限性,未来的研究可在较长时间内涉及更大、更多样化的队列,并包括一个对照组,以增强结论的稳健性。