研究毛纤维表层的纳米力学性能

由谢菲尔德大学研究员Ella Hudson博士领导的一个项目旨在确定毛发角质层对整个纤维机械性能的贡献。

这项工作的目的是确定一种新的护发治疗是否可以在破坏性治疗后恢复头发纤维角质层的纳米力学特性，并研究头发类型(种族)的影响。为了实现这一目标，在三种状态下研究了头发的表皮纳米力学特性，用两种不同类型的头发的样本：非洲和高加索，这是该领域文献的典型特征：

未经处理(健康)的头发，

受损的头发，以及

用这种新型治疗方法治疗受损的头发。

正在研究的是角质层(表层)对整个纤维的机械性能的贡献。然而，通常用于研究头发机械性能的技术会产生代表整个纤维的数据(Yu等人，2017)。纳米压痕可以仅对样品表面的硬度特性进行局部测量

毛发纤维是分层组织的，由三个基本结构单元组成：i)称为角质层的保护性外层，ii)称为皮层的中央核心，在某些情况下，iii)称为髓质的多孔通道。

纳米压痕数据显示，非洲或高加索头发的治疗组之间没有显着差异。这些结果与全纤维机械测试不同，全纤维力学测试显示出明显的治疗差异，这清楚地表明毛发纤维的内部结构(皮层和髓质)对破坏性和恢复性治疗的反应最大，而不是角质层。

所有三个处理组(未经治疗、受损和恢复)的非洲和高加索毛发类型之间的比较表明，非洲毛发样本的角质层具有比高加索样本更高的还原弹性模量和硬度值，这表明先天角质层差异是头发类型的函数。

Ella之前关于毛发纤维机械性能的工作集中在分析种群变化以及不同处理后如何变化，纳米压痕数据加强了这些变化。一般来说，与未经处理的头发相比，破坏性治疗可以减少变化。新颖的修复性护发治疗似乎确实将这种群体差异恢复到受损前的状态，这与在全纤维上收集的机械性能数据一致。

在数据中注意到一个有趣的现象，即在将新疗法应用于受损头发后，在未经处理或受损的头发组中没有看到双峰分布。目前对此没有明确的解释，但可能是由于个体毛发纤维之间的先天差异，例如髓质的存在。

Ella打算继续表征不同损伤状态下的头发，并研究修复治疗的功效。

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