染發(fā),是現(xiàn)代年輕人群體中非常常見的現(xiàn)象,尤其是在殺馬特時代,各種赤橙黃綠青藍紫,怎么花哨怎么來,有的甚至直接染成小彩虹。

雖然染發(fā)可以改變形象,并深受年輕人的喜愛,但是很多人也清楚,經(jīng)常使用染發(fā)劑也會給身體帶來傷害。那么有沒有可以替代的方案呢?

近日,來自美國西北大學(xué)國際納米技術(shù)研究所的科學(xué)家們,受自然界鳥類等彩色羽毛中黑色素合成的啟發(fā),開發(fā)了一種全新的染發(fā)方法,通過模仿自然黑色素合成的過程,可以將頭發(fā)染成從金色到黑色一系列自然的發(fā)色。

這一發(fā)現(xiàn),有望擺脫目前各種致癌以及有毒染發(fā)劑的困擾。相關(guān)研究成果以 “Bioinspired Chemoenzymatic Route to Artificial Melanin for Hair Pigmentation” 為題,發(fā)表在最新一期的 Chemical Science 雜志上。

對此,論文作者之一 Nathan C． Gianneschi 博士表示,“從生物醫(yī)學(xué)的角度來看,部分人會對現(xiàn)有的染發(fā)劑過敏,同時現(xiàn)有的染發(fā)劑還有很多其他的毒副作用,因此我認為有一個解決方案能幫助解決這些問題,是非常棒的�！�

染發(fā)劑存在致癌風(fēng)險

現(xiàn)在常用的染發(fā)劑包括氧化(永久性)染料、直接(半永久性或暫時性)染料和天然染料。其中永久性染發(fā)劑是使用頻率最高的,在美國和歐洲的市場份額約為 80%,在亞洲的市場份額甚至更高,引起了極大的關(guān)注。

據(jù)了解,永久染發(fā)劑中含有 5000 種以上化合物,單一因素?zé)o法確切用于解釋相關(guān)癌癥發(fā)生風(fēng)險的增加,但永久性染發(fā)劑產(chǎn)品通常由中間體(對位取代芳香胺)和偶聯(lián)劑(原位取代芳香胺和其他化合物)組成,它們可以在氧化劑的存在下通過化學(xué)反應(yīng)形成色素分子。

不同的染色劑的化學(xué)成分不同。例如灰、黑、棕色調(diào)是用對苯二胺(PPD,p-phenylenediamine),紅色是用 2 - 硝基 - 對苯二胺,而如果間苯二酚(resorcinol)的成分增多,頭發(fā)就會呈現(xiàn)黃色。在染色過程中,中間產(chǎn)物和偶聯(lián)劑的暴露量遠高于反應(yīng)產(chǎn)物的暴露量。這些中間產(chǎn)物和偶聯(lián)劑有一些已經(jīng)被由美國政府機構(gòu)領(lǐng)導(dǎo)的國家毒理學(xué)項目歸類為人類致癌物質(zhì)。

世界衛(wèi)生組織下屬的國際癌癥研究機構(gòu)(IARC)和美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)長期監(jiān)測染發(fā)劑的安全性數(shù)據(jù)。根據(jù)現(xiàn)有的流行病學(xué)證據(jù)、動物生物分析和機制研究以及其他相關(guān)數(shù)據(jù),IARC 將美發(fā)行業(yè)職業(yè)接觸到的染發(fā)劑列為可能的致癌物質(zhì)(2A 類);但個人使用染發(fā)劑而造成的致癌性尚不明確(3 類)。監(jiān)測個人使用永久性染發(fā)劑致癌的危害,對公眾健康有重大影響。

近年來,大量的研究顯示,永久染發(fā)劑與癌癥的發(fā)生密切相關(guān)。例如,2019 年 12 月 3 日《國際癌癥雜志》發(fā)表的研究顯示,使用永久性染發(fā)劑或頭發(fā)拉直劑比 “從不使用” 這類產(chǎn)品的人更容易患乳腺癌,而使用半永久染發(fā)劑和臨時染發(fā)劑都不會增加患乳腺癌的風(fēng)險,使用淺色染發(fā)劑的女性患乳腺癌的相對風(fēng)險遠高于使用深色染發(fā)劑的女性。不過,此前的研究樣本量較少,數(shù)據(jù)的說服力不夠。

直到 2020 年 9 月 2 日,全球著名四大頂級醫(yī)學(xué)期刊之一的《英國醫(yī)學(xué)期刊》發(fā)表了一篇迄今為止,規(guī)模最大,隨訪時間最長的前瞻性隊列研究,該研究從 1976 年開始,共有 121700 名 30 至 55 歲的美國女性護士參加。結(jié)果顯示,使用永久染發(fā)劑與皮膚基底細胞癌、乳腺癌、卵巢癌、淋巴瘤發(fā)病風(fēng)險增加有關(guān)。

一種更自然的染發(fā)方式

黑色素是一種神秘而普便存在的物質(zhì),通常以棕色或黑色的形式展現(xiàn)。在人類中,黑色素可以幫助我們更好地看清這個世界,同時保護我們的皮膚免受紫外線的傷害。而在鳥類中,黑色素也可以作為壯觀的色彩展示,例如孔雀的羽毛全部是由黑色素組成的。

2017 年,復(fù)旦大學(xué)研究人員發(fā)現(xiàn),孔雀羽毛的顏色就是完全由光子晶體結(jié)構(gòu)造成。電子顯微鏡下可以看到,構(gòu)成孔雀羽毛的小羽枝是二維光子晶體,直徑一百多納米的黑色素棍子形成二維陣列,相互間由角蛋白粘連,空氣孔的直徑在幾十納米,正是由于黑色素小柱間距不同,導(dǎo)致了孔雀羽毛不同的顏色。

常規(guī)的染發(fā)過程中,需要用漂白劑從頭發(fā)上剝離黑色素,然后添加氨水和染料滲入頭發(fā)的角質(zhì)層將其固定,以保持持久的顏色。然而,在美國西北大學(xué)國際納米技術(shù)研究所的研究人員看來,如果可以通過模仿孔雀羽毛顏色的生成,在頭發(fā)表面形成一個黑色素晶體小柱,也可以創(chuàng)造一種更加自然并且持久的顏色。

圖 | 黑色素生成途徑(來源:pubs．a(chǎn)cs．org)

隨后,研究人員找到了兩種純天然的化合物,蘑菇酶和一種氨基酸。這兩種物質(zhì)按一定的比例結(jié)合,可以模仿自然界黑色素反應(yīng)的發(fā)生,產(chǎn)生豐富的顏色,同時研究人員也發(fā)現(xiàn),即使經(jīng)過多次洗滌,染色效果依然持續(xù)存在。不過,由于染色過程和自然合成過程類似,染色條件比較溫和,因此染發(fā)消耗的時間更長。

但是與常規(guī)的染發(fā)劑相比,這種方法不僅天然無公害,提供自然的著色效果,形成的黑色素涂層,還是一種天然的防護性防曬霜,像保護人類皮膚一樣,可以保護內(nèi)部的頭發(fā)在太陽下曬傷。

目前,研究者正在尋求合作伙伴,準備大規(guī)模生產(chǎn)這種更天然的 “染發(fā)劑”,相信對于染發(fā)愛好者來說,很快就會有可以替代傳統(tǒng)有害染發(fā)劑的解決方案。