Penetration of different molecular weight hydrolysed keratins into hair fibres and their effects on the physical properties of textured hair.

OBJECTIVE: To investigate the effects of different molecular weight (MW), wool derived hydrolysed keratins (i.e. peptides) on the physical properties of relaxed textured hair. METHODS: Very curly hair of African origin was relaxed using sodium hydroxide-based treatment. Relaxed hair was treated with different MW peptides derived from keratin protein and an amino acid, L-Leucine. The low-MW keratin peptides were 221 Da, the mid-MW keratin peptides were approximately 2577 Da, and the high-MW keratin peptides were approximately 75 440 Da. The penetration of these different peptides into relaxed hair was evaluated using a laser scanning micrometre and by fluorescence microscopy. The effect of these compounds on single-fibre mechanical properties and thermal properties was evaluated using tensile and DSC testing, respectively. RESULTS: Low- and mid-MW compounds were able to penetrate deep into the hair cortex. High-MW peptide adsorbed onto the hair surface and possibly slightly penetrated into the outer layers of the fibre surface. Both mid- and high-MW keratin peptides, increased Young's modulus and reduced hair breakage at 20% and 80% relative humidity. With the exception of mid-MW peptide, other peptides and amino acid were not able to modify thermal properties of relaxed textured hair. CONCLUSIONS: Our data suggest that low-MW compounds may increase hair volume, and high-MW peptides may repair damage on freshly relaxed textured hair.

OBJECTIF: Etudier les effets des kératines hydrolysées, issues de la laine, de différents poids moléculaires (PM) (par ex : peptides) sur les propriétés physiques des cheveux texturés défrisés. MÉTHODES: Les cheveux très bouclés d'origine africaine ont été défrisés à l'aide d'un traitement à base d'hydroxyde de sodium. Les cheveux défrisés ont été traités avec des peptides de différents PM dérivés de la protéine de kératine et un acide aminé, la L-leucine. Les peptides de kératine de PM faible étaient de 221 Da, les peptides de kératine de PM moyen étaient d'environ 2 577 Da et les peptides de kératine de PM élevé étaient d'environ 75 440 Da. La pénétration de ces différents peptides dans les cheveux défrisés a été évaluée à l'aide d'un micromètre à balayage laser et par microscopie à fluorescence. L'effet de ces composés sur les propriétés mécaniques à fibre unique et les propriétés thermiques a été évalué à l'aide de tests de traction et de l'analyse calorimétrique différentielle (ACD), respectivement. RÉSULTATS: Les composés de PM faible et moyen ont pu pénétrer en profondeur dans le cortex des cheveux. Les peptides de PM élevé ont été adsorbés sur la surface des cheveux et ont éventuellement pénétré, légèrement, dans les couches externes de la surface des fibres. Les peptides de kératine de PM moyen et élevé ont augmenté le module de Young et réduit la casse des cheveux à 20 % et 80 % d'humidité relative. À l'exception des peptides de PM moyen, d'autres peptides et acides aminés n'ont pas pu modifier les propriétés thermiques des cheveux texturés défrisés. CONCLUSIONS: Nos données suggèrent que les composés de PM faible peuvent augmenter le volume des cheveux et que les peptides de PM élevé peuvent réparer les dommages sur les cheveux texturés fraîchement défrisés.

Vibrational spectroscopic imaging for the evaluation of matrix and mineral chemistry.

Metabolic bone diseases manifesting fragility fractures (such as osteoporosis) are routinely diagnosed based on bone mineral density (BMD) measurements, and the effect of various therapies also evaluated based on the same outcome. Although useful, it is well recognized that this metric does not fully account for either fracture incidence or the effect of various therapies on fracture incidence, thus, the emergence of bone quality as a contributing factor in the determination of bone strength. Infrared and Raman vibrational spectroscopic techniques are particularly well-suited for the determination of bone quality as they provide quantitative and qualitative information of the mineral and organic matrix bone components, simultaneously. Through the use of microspectroscopic techniques, this information is available in a spatially resolved manner, thus, the outcomes may be easily correlated with outcomes from techniques such as histology, histomorphometry, and nanoindentation, linking metabolic status with material properties.