JP7330965B2 - ケラチン含有物質の共有結合処理 - Google Patents

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Description

関連出願
本出願は、2017年11月17日に出願された米国仮特許出願第62/587,896号の優先権の利益を主張するものである。
人体は、毛髪、眉毛、まつ毛、指の爪および足指の爪を始めとして多くのケラチン成分を含んでいる。これらのタンパク質をベースとする構造体は様々な形で身体の機能を高める役に立ち、例えば、毛髪は極端な温度から身体を保護するのに役立ち、まつ毛および眉毛はごみが目の中に入るのを防ぎ、指の爪は手先の器用さを向上させる反対圧力を指先に提供する。
これらのケラチン物質は主としてタンパク質のケラチンからなるが、そのバージン形態でも、機能性を改善する重要な小分子成分も含有する。例えば、指の爪および足指の爪は、機能的なリン脂質分子を含有するとき最良に機能する(すなわち、最適な機械的特性および柔軟性を有する)。これらの分子は正常の損耗中に除かれる可能性があり、特に過酷な洗浄溶剤の影響を受け易い。消費者はこの機能的低下をモイスチュアライザーの使用によって部分的に軽減することができるが、これらの製品を再度塗布するのに頻繁に時間を費やさなければならない。健康なバージン様の爪を実現する長期の方法はいまだに満たされていないニーズである。
また、毛包から出現する際、哺乳類の毛髪は最も外側のタンパク質細胞膜層に結合した18-メチルエイコサン酸(18-MEA)の薄い共有結合性脂質層で覆われている(図1)。18-MEA分子はチオエステル結合を介してキューティクルの最も外側のケラチン層に共有結合しており、毛髪に高まった疎水性およびコンディショニングされた滑らかな感触を添える一方で境界潤滑剤として作用して摩擦抵抗を減らす2-6
毛髪が洗髪、乾燥、ブラッシング、櫛梳き、マッサージ、スタイリング、および日光曝露のようなストレスに繰り返しさらされると、18-MEA層が失われ、毛髪表面はより親水性になり、負に帯電し、ダメージを受けた感触になる。コンディショナー、リーブオンクリーム、およびスムージングオイルを含めて、このニーズに対処する多くの製品がある。これらの製品は皮膚軟化剤およびコンディショニング分子、例えば天然油誘導体、長鎖アルコール、カルボン酸、または第四級化合物を含有しているが、これらの製品中のコンディショニング分子は非共有結合性相互作用により毛髪の表面に堆積されるだけであるので、日常的に毛髪から洗い流され、効果が長続きしない。その結果、消費者はこれらの製品を再度塗布するのに頻繁に時間を費やさなければならない。健康なバージン様の毛髪を実現する長期の方法はいまだに満たされていないニーズである。
一態様において、本開示は、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)約0.1重量%~約15重量%の濃度の還元剤を含む混合物を一定期間、ケラチン含有物質試料に適用することにより、還元されたケラチン含有物質試料を生成させるステップであり、還元されたケラチン含有物質試料が複数の遊離チオール基を含む、ステップと、
iii)還元されたケラチン含有物質試料にモノマーを適用することにより、遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含む、方法を提供する。
別の態様において、本開示は、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)約0.1重量%~約15重量%の濃度の還元剤および触媒を含む混合物を一定期間、ケラチン含有物質試料に適用するステップであり、ケラチン含有物質試料が複数の遊離チオール基を含む、ステップと、
iii)モノマーをケラチン含有物質試料に適用することにより、遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含む、方法を提供する。
別の態様において、本開示は、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)約0.1重量%~約15重量%の濃度の還元剤、およびモノマーを含む混合物を一定期間、ケラチン含有物質試料に適用することにより、複数の遊離チオール基を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択され、前記複数の遊離チオール基はモノマーと反応して遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成するステップと
を含む、方法を提供する。
別の態様において、本開示は、ケラチン含有物質の疎水性が改善される、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)ケラチン含有物質試料に一定期間、還元剤を含む混合物を適用するステップであり、ケラチン含有物質試料が複数の遊離チオール基を含む、ステップと、
iii)モノマーをケラチン含有物質試料に適用することにより、遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含み、これによりケラチン含有物質の疎水性を改善する、方法を提供する。
別の態様において、本開示は、ケラチン含有物質の疎水性が改善される、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)ケラチン含有物質試料にある期間、還元剤および触媒を含む混合物を適用するステップであり、ケラチン含有物質試料が複数の遊離チオール基を含む、ステップと、
iii)モノマーをケラチン含有物質試料に適用することにより、遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含み、これによりケラチン含有物質の疎水性を改善する、方法を提供する。
別の態様において、本開示は、ケラチン含有物質の疎水性が改善される、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)ケラチン含有物質試料に一定期間、還元剤およびモノマーを含む混合物を適用することにより、モノマーと反応して遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成する複数の遊離チオール基を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含み、これによりケラチン含有物質の疎水性を改善する、方法を提供する。
別の態様において、本開示は、ケラチン含有物質の極限引張強さが改善される、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)ケラチン含有物質試料に一定期間、還元剤を含む混合物を適用するステップであり、ケラチン含有物質試料が複数の遊離チオール基を含む、ステップと、
iii)モノマーをケラチン含有物質試料に適用することにより、遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含み、これによりケラチン含有物質の極限引張強さを改善する、方法を提供する。
別の態様において、本開示は、ケラチン含有物質の極限引張強さが改善される、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)ケラチン含有物質試料に一定期間、還元剤および触媒を含む混合物を適用するステップであり、ケラチン含有物質試料が複数の遊離チオール基を含む、ステップと、
iii)モノマーをケラチン含有物質試料に適用することにより、遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含み、これによりケラチン含有物質の極限引張強さを改善する、方法を提供する。
別の態様において、本開示は、ケラチン含有物質の極限引張強さが改善される、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)ケラチン含有物質試料に一定期間、還元剤およびモノマーを含む混合物を適用することにより、モノマーと反応して遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成する複数の遊離チオール基を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含み、これによりケラチン含有物質の極限引張強さを改善する、方法を提供する。
別の態様において、本開示は、ケラチン含有物質のタンパク質の損失値が改善される、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)ケラチン含有物質試料に一定期間、還元剤を含む混合物を適用するステップであり、ケラチン含有物質試料が複数の遊離チオール基を含む、ステップと、
iii)モノマーをケラチン含有物質試料に適用することにより、遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含み、これによりケラチン含有物質のタンパク質の損失値を改善する、方法を提供する。
別の態様において、本開示は、ケラチン含有物質のタンパク質の損失値が改善される、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)ケラチン含有物質試料に一定期間、還元剤および触媒を含む混合物を適用するステップであり、ケラチン含有物質試料が複数の遊離チオール基を含む、ステップと、
iii)モノマーをケラチン含有物質試料に適用することにより、遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含み、これによりケラチン含有物質のタンパク質の損失値を改善する、方法を提供する。
別の態様において、本開示は、ケラチン含有物質のタンパク質の損失値が改善される、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)ケラチン含有物質試料に一定期間、還元剤およびモノマーを含む混合物を適用することにより、モノマーと反応して遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成する複数の遊離チオール基を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含み、これによりケラチン含有物質のタンパク質の損失値を改善する、方法を提供する。
別の態様において、本開示は、ケラチン含有物質の変性温度が改善される、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)ケラチン含有物質試料に一定期間、還元剤を含む混合物を適用するステップであり、ケラチン含有物質試料が複数の遊離チオール基を含む、ステップと、
iii)モノマーをケラチン含有物質試料に適用することにより、遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含み、これによりケラチン含有物質の変性温度を改善する、方法を提供する。
別の態様において、本開示は、ケラチン含有物質の変性温度が改善される、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)ケラチン含有物質試料に一定期間、還元剤および触媒を含む混合物を適用するステップであり、ケラチン含有物質試料が複数の遊離チオール基を含む、ステップと、
iii)モノマーをケラチン含有物質試料に適用することにより、遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含み、これによりケラチン含有物質の変性温度を改善する、方法を提供する。
別の態様において、本開示は、ケラチン含有物質の変性温度が改善される、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)ケラチン含有物質試料に一定期間、還元剤およびモノマーを含む混合物を適用することにより、モノマーと反応して遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成する複数の遊離チオール基を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含み、これによりケラチン含有物質の変性温度を改善する、方法を提供する。
疎水性分子18-MEAのチオエステル結合を介した毛髪の表面への共有結合を示す図である。 還元剤の存在下におけるアミノ酸システインを含むジスルフィド官能基の遊離のチオールへの変換を示す図である。 光開始剤およびUV光により媒介されるラジカルチオール-エン反応を用いて、アクリレートまたはビニルエーテルのようなオレフィンを含有する分子との重合を開始する遊離のチオール官能基の略図である。 求核試薬として作用し、アクリレートまたはマレイミドのような求電子性のオレフィンを含有するモノマーの二重結合と交差して付加する遊離のチオール官能基の略図である。 チオール-マイケルシステムにおける水上活性化に対する提案された機構の略図である。 混合ジスルフィドおよびUV-活性分子TNBを形成するDTNBと遊離チオールの反応の略図である。 様々な浴比で還元された毛髪繊維の外観を示す画像である。 還元剤による毛髪還元の動態研究を示すグラフである。 安定なチオエーテルを形成するNEMと遊離チオール基の反応の略図である。 疎水性のアクリレートまたはビニルエーテルとのUV媒介されるラジカルチオール-エンカップリングの略図である。 ケラチン含有物質を処理する開示されている方法に有用な代表的なモノマーを示す表である。 求核試薬により開始される経路を介するチオール-マイケル付加反応の略図である。 代表的なアクリレートモノマーにより様々なモノマー対チオール比で3時間、グラフト化した後の毛髪のFTIRスペクトルを示す図である。 代表的なアクリレートモノマーで様々なモノマー対チオール比で3時間、グラフト化した後の毛髪のFTIRスペクトルを示す図である。 代表的なアクリレートモノマーで様々な触媒濃度で1時間、グラフト化した後の毛髪のFTIRスペクトルを示す図である。 混合水性溶媒系中代表的なアクリレートモノマーで1時間、グラフト化した後の毛髪のFTIRスペクトルを示す図である。 塩基により開始される経路を介するチオール-マイケル付加反応の略図である。 代表的なアクリレートモノマーで様々な第二級アミン触媒比で3時間、グラフト化した後の毛髪のFTIRスペクトルを示す図である。 代表的なアクリレートモノマーで様々なモノマー対チオール比で3時間、グラフト化した後の毛髪のFTIRスペクトルを示す図である。 水性溶媒系中代表的なアクリレートモノマーで1時間、グラフト化した後の毛髪のFTIRスペクトルを示す図である。 代表的なマレイミドモノマーでのグラフト化中いろいろな時点で消費されたチオール基の量を示すグラフである。 水性溶媒系中代表的なマレイミドモノマーで1時間、グラフト化した後の毛髪のFTIRスペクトルのカルボニルピーク領域を示す図である。 水性溶媒系中代表的なマレイミドモノマーで1時間、グラフト化した後の毛髪のFTIRスペクトルのアルキルピーク領域を示す図である。 代表的なアクリレートモノマーでアミンおよび還元剤を用いて1時間、同時グラフト化した後の毛髪のFTIRスペクトルを示す図である。 代表的なアクリレートモノマーでアミンおよび様々な濃度の還元剤を用いて1時間、同時グラフト化した後の毛髪のFTIRスペクトルを示す図である。 代表的なアクリレートモノマーで様々なモノマー対チオール比で30分間、グラフト化した後のFTIRスペクトルのアルキルピーク領域を示す図である。 代表的なアクリレートモノマーで様々なモノマー対チオール比で30分間、グラフト化した後の毛髪のFTIRスペクトルのカルボニルピーク領域を示す図である。 代表的なアクリレートモノマーでアミンおよび還元剤で様々な反応時間同時グラフト化した後の毛髪のFTIRスペクトルを示す図である。 代表的なアクリレートモノマーで第二級アミンまたは第三級アミンおよび還元剤を用いて2ステップグラフト化プロセスの後毛髪のFTIRスペクトルのカルボニルピーク領域を示す図である。 代表的なアクリレートモノマーで様々な濃度の第三級アミンおよび還元剤を用いて15分間、同時グラフト化した後の毛髪のFTIRスペクトルのカルボニルピーク領域を示す図である。 代表的なアクリレートモノマーでより高い濃度の第三級アミンおよび還元剤を用いて15分間、同時グラフト化した後の毛髪のFTIRスペクトルのカルボニルピーク領域を示す図である。 代表的なアクリレートモノマーで様々な濃度の第三級アミンおよび還元剤を用いて1時間、同時グラフト化した後の毛髪のFTIRスペクトルのカルボニルピーク領域を示す図である。 代表的なアクリレートモノマーでより高い濃度の第三級アミンおよび還元剤を用いて1時間、同時グラフト化した後の毛髪のFTIRスペクトルのカルボニルピーク領域を示す図である。 漂白した毛髪に代表的なアクリレートモノマーを代表的な還元剤を用いて様々な反応時間同時グラフト化した後の毛髪のFTIRスペクトルのカルボニルピーク領域を示す図である。 漂白した毛髪に代表的なアクリレートモノマーを代表的な還元剤を用いて様々な反応時間同時グラフト化した後の毛髪のFTIRスペクトルのアルキルピーク領域を示す図である。 漂白した毛髪に代表的なアクリレートモノマーを代表的な還元剤を用いて様々な反応時間同時グラフト化した後の毛髪のFTIRスペクトルのカルボニルピーク領域を示す図である。 漂白した毛髪に代表的なアクリレートモノマーを代表的な還元剤を用いて様々な反応時間同時グラフト化した後の毛髪のFTIRスペクトルのアルキルピーク領域を示す図である。 熱ダメージ毛髪に代表的なアクリレートモノマーをグラフト化した後の毛髪のFTIRスペクトルを示す図である。 同時グラフト化するための代表的なアクリレートモノマーを示す表である。 いろいろな代表的なアクリレートモノマー、第三級アミン、および還元剤を用いて15分間、同時グラフト化した後の毛髪のFTIRスペクトルのカルボニルピーク領域を示す図である。 代表的なPEG-ジアクリレートモノマーで様々な重量比の混合物対毛髪試料で半同時グラフト化した後のバージン毛髪のFTIRスペクトルのカルボニルピーク領域を示す図である。 代表的なPEG-ジアクリレートモノマーで様々な重量比の混合物対毛髪試料で半同時グラフト化した漂白した毛髪のFTIRスペクトルのカルボニルピーク領域を示す図である。 代表的なPEG-ジアクリレートモノマーで様々な濃度の触媒で半同時グラフト化した後の毛髪のFTIRスペクトルのカルボニルピーク領域を示す図である。 様々な濃度の還元剤を適用した後代表的なPEG-ジアクリレートモノマーで半同時グラフト化した後の毛髪のFTIRスペクトルのカルボニルピーク領域を示す図である。 代表的なPEG-ジアクリレートモノマーで様々なpH値で半同時グラフト化した後の毛髪のFTIRスペクトルのカルボニルピーク領域を示す図である。 様々なPEG-ジアクリレートモノマーで半同時グラフト化した後のバージン毛髪のFTIRスペクトルのカルボニルピーク領域を示す図である。 様々なPEG-ジアクリレートモノマーで半同時グラフト化した後のバージン毛髪のFTIRスペクトルのアルキルピーク領域を示す図である。 様々なPEG-ジアクリレートモノマーで半同時グラフト化した後の漂白した毛髪のFTIRスペクトルのカルボニルピーク領域を示す図である。 様々なPEG-ジアクリレートモノマーで半同時グラフト化した後の漂白した毛髪のFTIRスペクトルのアルキルピーク領域を示す図である。 バージン毛髪(破線)および代表的なモノマーでグラフト化された被処理毛髪(実線)を示すFTIRスペクトルを示す図である。 様々なモノマー対チオール対触媒比で処理した毛束(tress)の絶対重量増を示すグラフである。 様々なモノマー対チオール対触媒比で処理した毛束のモノマー変換率を示すグラフである。 開示されている方法に基づいて様々な濃度の代表的なモノマーを含有する溶液でグラフト化した縮れた毛束を示す画像である。 片側が代表的なアクリレートモノマーでグラフト化され(左側)、片側が未処理の(右側)マネキンを示す画像である。 片側を還元のみ(左側)、片側を還元し、代表的なアクリレートモノマーでグラフト化した(右側)後カールし、90%相対湿度に15分間、曝露したマネキンを示す画像である。 片側を還元し、代表的なアクリレートモノマーでグラフト化した(左側)マネキンを未処理毛髪(右側)と比較して示す画像である。 開示されている方法に基づいて代表的なビニルエーテルモノマーでグラフト化した毛束の光沢特性を示す図である。 結んだバージン毛髪の走査型電子顕微鏡写真(SEM)である。 バージン毛小皮のSEMである。 結んだ漂白毛髪のSEMである。 漂白した毛小皮のSEMである。 結んだ還元漂白毛髪のSEMである。 還元した漂白毛小皮のSEMである。 結んだ還元グラフト化漂白毛髪のSEMである。 還元グラフト化漂白毛小皮のSEMである。 様々な脂肪酸添加剤を用いて代表的なPEG-ジアクリレートモノマーで半同時グラフト化した後の毛髪のFTIRスペクトルのカルボニルピーク領域を示す図である。 様々な脂肪酸添加剤を用いて代表的なPEG-ジアクリレートモノマーで半同時グラフト化した後の毛髪のタンパク質の損失値を示すグラフである。 様々なアミノ酸またはペプチド混合物添加剤を用いて代表的なPEG-ジアクリレートモノマーで半同時グラフト化した後の毛髪のFTIRスペクトルのカルボニルピーク領域を示す図である。 様々なアミノ酸またはペプチド混合物添加剤を用いて代表的なPEG-ジアクリレートモノマーで半同時グラフト化した後の毛髪のFTIRスペクトルのアルキルピーク領域を示す図である。 様々なアミノ酸またはN-アセチルアミノ酸添加剤を用いて代表的なPEG-ジアクリレートモノマーで半同時グラフト化した後の毛髪のFTIRスペクトルのカルボニルピーク領域を示す図である。 様々なアミノ酸またはN-アセチルアミノ酸添加剤を用いて代表的なPEG-ジアクリレートモノマーで半同時グラフト化した後の毛髪のタンパク質の損失値を示すグラフである。 様々な濃度の代表的なN-アセチルアミノ酸添加剤を用いて代表的なPEG-ジアクリレートモノマーで半同時グラフト化した後の毛髪のタンパク質の損失値を示すグラフである。 様々な後処理時間でグルコノラクトンおよびクエン酸を用いて代表的なPEG-ジアクリレートモノマーで半同時グラフト化した後の毛髪のFTIRスペクトルのカルボニルピーク領域を示す図である。 様々な後処理時間でグルコノラクトンおよびクエン酸を用いて代表的なPEG-ジアクリレートモノマーで半同時グラフト化した後の毛髪のFTIRスペクトルのアルキルピーク領域を示す図である。 様々な後処理時間でグルコノラクトンおよびクエン酸を用いて代表的なPEG-ジアクリレートモノマーで半同時グラフト化した後の毛髪のFTIRスペクトルのカルボニルピーク領域を示す図である。 様々な後処理時間でグルコノラクトンおよびクエン酸を用いて代表的なPEG-ジアクリレートモノマーで半同時グラフト化した後の毛髪のFTIRスペクトルのアルキルピーク領域を示す図である。 未処理毛髪、ならびに代表的なPEG-ジアクリレートモノマーならびにグルコノラクトンおよびクエン酸による後処理により半同時グラフト化した後の毛髪の変性温度を示すグラフである。 代表的なPEG-ジアクリレートモノマーならびに様々な期間施したグルコノラクトンおよびクエン酸後処理により半同時グラフト化した後の毛髪のタンパク質の損失値を示すグラフである。 代表的なPEG-ジアクリレートモノマーならびにいろいろなpH値でのグルコノラクトンおよびクエン酸による後処理により半同時グラフト化した後の毛髪のFTIRスペクトルのカルボニルピーク領域を示す図である。 代表的なPEG-ジアクリレートモノマーならびにいろいろなpH値でのグルコノラクトンおよびクエン酸による後処理により半同時グラフト化した後の毛髪のFTIRスペクトルのアルキルピーク領域を示す図である。 未処理毛髪、ならびに代表的なPEG-ジアクリレートモノマーならびにいろいろなpH値でのグルコノラクトンおよびクエン酸による後処理により半同時グラフト化した後の毛髪の変性温度を示すグラフである。 代表的なPEG-ジアクリレートモノマーならびにいろいろな濃度でのグルコノラクトンおよびクエン酸による後処理により半同時グラフト化した後の毛髪のFTIRスペクトルのカルボニルピーク領域を示す図である。 代表的なPEG-ジアクリレートモノマーならびにいろいろな濃度でのグルコノラクトンおよびクエン酸による後処理により半同時グラフト化した後の毛髪のFTIRスペクトルのアルキルピーク領域を示す図である。 未処理毛髪、ならびに代表的なPEG-ジアクリレートモノマーならびにいろいろな濃度でのグルコノラクトンおよびクエン酸による後処理により半同時グラフト化した後の毛髪の変性温度を示すグラフである。 未処理のバージン毛髪、未処理の漂白した毛髪、代表的なPEG-ジアクリレートモノマーならびにグルコノラクトンおよびクエン酸での後処理により半同時グラフト化した後の漂白した毛髪、ならびに様々な市販製品で処理した漂白した毛髪の変性温度を示すグラフである。 未処理のバージン毛髪、未処理の漂白した毛髪、代表的なPEG-ジアクリレートモノマーならびにグルコノラクトンおよびクエン酸での後処理により半同時グラフト化した後の漂白した毛髪、ならびに様々な市販製品で処理した漂白した毛髪のタンパク質の損失値を示すグラフである。 代表的なPEG-ジアクリレートモノマーおよびグルコノラクトンまたは様々なポリカルボン酸での後処理により半同時グラフト化した後の毛髪のFTIRスペクトルのカルボニルピーク領域を示す図である。 代表的なPEG-ジアクリレートモノマーおよびグルコノラクトンまたは様々なポリカルボン酸での後処理により半同時グラフト化した後の毛髪のFTIRスペクトルのアルキルピーク領域を示す図である。 未処理毛髪、ならびに代表的なPEG-ジアクリレートモノマーおよびグルコノラクトンまたは様々なポリカルボン酸での後処理により半同時グラフト化した後の毛髪の変性温度を示すグラフである。 代表的なPEG-ジアクリレートモノマーおよびグルコノラクトンまたは様々なポリカルボン酸での後処理により半同時グラフト化した後の毛髪のFTIRスペクトルのカルボニルピーク領域を示す図である。 代表的なPEG-ジアクリレートモノマーおよびグルコノラクトンまたは様々なポリカルボン酸での後処理により半同時グラフト化した後の毛髪のFTIRスペクトルのアルキルピーク領域を示す図である。 未処理毛髪、ならびに代表的なPEG-ジアクリレートモノマーおよびグルコノラクトンまたは様々なポリカルボン酸での後処理により半同時グラフト化した後の毛髪の変性温度を示すグラフである。 未処理毛髪ならびに代表的なPEG-ジアクリレートモノマーで半同時グラフト化した後の毛髪の初期画像である。 未処理毛髪、ならびに代表的なPEG-ジアクリレートモノマーで半同時グラフト化した後15回のシャンプーおよびコンディショナー洗髪の後の毛髪の画像である。 片側が代表的なPEG-ジアクリレートモノマーでグラフト化した(左側)、片側が未処理の(右側)、ウェーブのかかった毛髪を有するマネキンの、それぞれ、グラフト化の直後ならびに3、7、および10回の洗髪後の画像である。 片側が代表的なPEG-ジアクリレートモノマーでグラフト化した(左側)、片側が未処理の(右側)、縮れた毛髪を有するマネキンの、それぞれ、グラフト化の直後ならびに3、7、および10回の洗髪後の画像である。 片側が天然パーマを強めるために代表的なPEG-ジアクリレートモノマーでグラフト化した(左側)、片側が未処理の(右側)、ウェーブのかかった毛髪を有するマネキンの、それぞれ、グラフト化の直後ならびに3、7、および10回の洗髪後の画像である。 片側が代表的なPEG-ジアクリレートモノマーならびにグルコノラクトンおよびクエン酸での後処理によりグラフト化した(左側)、片側が市販製品で処理した(右側)、ウェーブのかかった毛髪を有するマネキンを示す画像である。 未処理のバージン毛髪、代表的なPEG-ジアクリレートモノマーならびにグルコノラクトンおよびクエン酸での後処理により半同時グラフト化した後の毛髪、ならびに市販製品での処理後の毛髪の変性温度を示すグラフである。 図70Bは、未処理のバージン毛髪、代表的なPEG-ジアクリレートモノマーならびにグルコノラクトンおよびクエン酸での後処理により半同時グラフト化した後の毛髪、ならびに市販製品による処理後の毛髪のタンパク質の損失値を示すグラフである。 片側が代表的なPEG-ジアクリレートモノマーおよびN-アセチルアミノ酸添加剤でグラフト化し(左側)、そして追加の処理がない(右側)、市販製品で処理したウェーブのかかった毛髪を有するマネキンを示す画像である。 追加の処理なく(左側)、そして片側は代表的なPEG-ジアクリレートモノマーおよびN-アセチルアミノ酸添加剤でグラフト化した(右側)、市販のパーマ製品で処理した縮れた毛髪を有するマネキンを示す画像である。 未処理のバージン毛髪、市販製品ならびに代表的なPEG-ジアクリレートモノマーおよびN-アセチルアミノ酸添加剤の混合物の挿入により真っすぐにした後の毛髪、ならびに市販製品で真っすぐにした後の毛髪の変性温度を示すグラフである。 未処理のバージン毛髪、市販製品ならびに代表的なPEG-ジアクリレートモノマーおよびN-アセチルアミノ酸添加剤の混合物の挿入によりパーマをかけた後の毛髪、ならびに市販製品でパーマをかけた後の毛髪の変性温度を示すグラフである。 片側が過酸化水素で中和し(左側)、片側がグルコノラクトンおよびクエン酸で処理した(右側)、市販の還元製品で処理したウェーブのかかった毛髪を有するマネキンを示す画像である。 未処理のバージン毛髪、市販の還元製品および過酸化水素での中和後の毛髪、ならびに市販の還元製品ならびにグルコノラクトンおよびクエン酸での後処理後の毛髪の変性温度を示すグラフである。 未処理のバージン毛髪、市販の還元製品および過酸化水素での中和後の毛髪、ならびに市販の還元製品ならびにグルコノラクトンおよびクエン酸での後処理後の毛髪のタンパク質の損失値を示すグラフである。 代表的なPEG-ジアクリレートモノマーならびにグルコノラクトンおよびクエン酸での後処理により半同時グラフト化する前後の、ウェーブのかかった縮れた毛髪を有する対象を示す画像である。 代表的なPEG-ジアクリレートモノマーならびにグルコノラクトンおよびクエン酸での後処理により半同時グラフト化する前後の、漂白しカールした毛髪を有する対象を示す画像である。 代表的なPEG-ジアクリレートモノマーならびにグルコノラクトンおよびクエン酸での後処理により半同時グラフト化する前後の、真っすぐな縮れた毛髪を有する対象を示す画像である。 代表的なPEG-ジアクリレートモノマーならびにグルコノラクトンおよびクエン酸での後処理により半同時グラフト化する前後の、カールした縮れた毛髪を有する対象を示す画像である 代表的なPEG-ジアクリレートモノマーならびにグルコノラクトンおよびクエン酸での様々な時点における後処理により半同時グラフト化する前後の、漂白しカールした毛髪を有する対象を示す画像である。
概要
ケラチン含有物質は外気にさらされ、正常の損耗、過酷な洗浄溶剤、洗浄、乾燥、ブラッシング、櫛梳き、マッサージ、スタイリング、漂白、染色、および日光曝露を始めとするストレスに応じてダメージを受ける。ダメージはケラチン含有物質の機能劣化を引き起こす。例えば、天然の18-MEA層が失われると、毛髪表面はより親水性になり、負に帯電し、ダメージを受けた感触になる。モイスチュアライザー、コンディショナー、リーブオンクリーム、およびスムージングオイルを始めとする多くの製品がこのニーズに対処することを企てている。これらの製品は、天然油誘導体、長鎖アルコール、カルボン酸、および第四級化合物のような皮膚軟化剤およびコンディショニング分子を含有している。しかしながら、これらの製品中のコンディショニング分子は、非共有結合性相互作用を介してケラチン含有物質の表面に堆積するだけであって、ケラチン含有物質から日常的に洗い流され、効果が長続きしない。その結果、消費者はこれらの製品を再度塗布するのに頻繁に時間を費やさなければならない。健康なバージン様のケラチン含有物質、例えば爪および毛髪を実現する長期の方法はいまだに満たされていないニーズである。
ケラチン含有物質を処理するための代表的な方法
モノマーおよびポリマー性材料をケラチン含有物質にグラフト化すると、ケラチン含有物質上に共有結合性コーティングを提供することができる。ケラチン含有物質試料は複数のジスルフィド結合を含んでいる。還元剤を含む混合物がケラチン含有物質試料に適用される。ケラチン含有物質試料はその後複数の遊離チオール基を含む。モノマーがケラチン含有物質試料に適用される。遊離チオール基はモノマーと反応して、遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成する。
一部の実施形態において、ケラチン含有物質は、毛髪(眉毛、まつ毛、顎ひげ、および口ひげのような顔の毛を含む)、指の爪および足指の爪からなる群から選択される。一部の実施形態において、ケラチン含有物質は毛髪、眉毛、まつ毛、指の爪および足指の爪からなる群から選択される。一部の実施形態において、ケラチン含有物質は毛髪である。一部の実施形態において、ケラチン含有物質は指の爪または足指の爪である。
一態様において、本開示は、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)約0.1重量%~約15重量%の濃度の還元剤を含む混合物を一定期間、ケラチン含有物質試料に適用することにより、還元されたケラチン含有物質試料を生成させるステップであり、還元されたケラチン含有物質試料が複数の遊離チオール基を含む、ステップと、
iii)還元されたケラチン含有物質試料にモノマーを適用することにより、遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含む、方法を提供する。
一部の実施形態において、方法は、機能的な分子をケラチン含有物質に取り付けるための2ステップ方法である。一部の実施形態において、機能的な分子は疎水性である。最初に、モノマーの共有結合のための官能基が作られる。主としてシステインに富むタンパク質ケラチンからなるケラチン含有物質は高濃度のジスルフィド結合を含有する。一部の実施形態において、グラフト化プロセスの第1のステップはこれらのジスルフィド結合を遊離のチオール官能基に変換する還元ステップである(図2A)。今日ケラチン還元は一般にパーマネントウェービング(permanent waving)(パーマ)およびパーマネントストレートニング(permanent straightening)(日本のパーマ)のようなサロンサービスにおいて使用されており、これらの目的で広く研究されて来ている7-10。還元化学は周知であるが、最小のケラチン含有物質のダメージでケラチン含有物質を還元することは評価されていない。一部の実施形態において、還元されたケラチン含有物質試料が、還元剤を適用した後に提供され、続いてモノマーを適用した後にグラフトされたケラチン含有物質試料が提供される。
本明細書に開示されている方法の一部の実施形態において、方法は、ステップii)とiii)の間に、ケラチン含有物質試料を濯ぐステップをさらに含む。一部の実施形態において、方法は、ステップii)とiii)の間に、ケラチン含有物質試料を洗浄するステップをさらに含む。一部の実施形態において、方法は、ケラチン含有物質試料を洗浄した後ステップiii)の前に乾燥するステップをさらに含む。一部の実施形態において、方法は、ステップii)とiii)の間にケラチン含有物質試料を洗浄し、濯ぎ、乾燥するステップをさらに含む。
本明細書に開示されている方法の一部の実施形態において、方法は半同時である。一部の実施形態において、ケラチン含有物質試料が還元剤の溶液に最初に浸され、場合により、触媒、次いでモノマーがケラチン含有物質試料に直接加えられる。
本明細書に開示されている方法の一部の実施形態において、ケラチン含有物質試料はステップii)とiii)の間に濯がれない。一部の実施形態において、ケラチン含有物質試料はステップii)とiii)の間に洗浄されない。一部の実施形態において、ケラチン含有物質試料はステップii)とiii)の間に洗浄されないし、乾燥されない。一部の実施形態において、ケラチン含有物質試料はステップii)とiii)の間に濯がれない、洗浄されない、または乾燥されない。
別の態様において、本開示は、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)約0.1重量%~約15重量%の濃度の還元剤および触媒を含む混合物を一定期間、ケラチン含有物質試料に適用するステップであり、ケラチン含有物質試料が複数の遊離チオール基を含む、ステップと、
iii)モノマーをケラチン含有物質試料に適用することにより、遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含む、方法を提供する。
本明細書に開示されている方法の一部の実施形態において、方法は同時である。一部の実施形態において、方法は1ステップであり、同時に起こる還元およびグラフト化プロセスを含む。一部の実施形態において、還元性溶液に曝露された際ジスルフィド結合がチオール基に変わると、溶液中に存在する機能性モノマー分子はすぐにチオール-マイケル付加反応を介して遊離チオール基に結合する。一部の実施形態において、還元剤およびモノマーを含む混合物がケラチン含有物質試料に適用される。一部の実施形態において、この同時の方法は処理時間および全体のケラチン含有物質のダメージを低減した11,12
別の態様において、本開示は、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)約0.1重量%~約15重量%の濃度の還元剤、およびモノマーを含む混合物をある期間ケラチン含有物質試料に適用することにより、複数の遊離チオール基を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択され、前記複数の遊離チオール基がモノマーと反応して遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成する、ステップと
を含む、方法を提供する。
一部の実施形態において、還元剤は、チオグリコール酸アンモニウム、L-システイン、N-アセチル-L-システイン、グルタチオン、アスコルビン酸、ベータ-メルカプトエタノール、2-メルカプトエチルアミン、2-メルカプトエチルアミン塩酸塩、ジチオスレイトール(DTT)、チオ乳酸、チオサリチル酸、トリス-2-カルボキシエチルホスフィン塩酸塩(TCEP)、ヒドロ亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸カリウム、二亜硫酸ナトリウム、重硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸アンモニウム、チオグリコール酸、チオグリコール酸カルシウム、チオグリコール酸カリウム、チオグリコール酸ナトリウム、システイン塩酸塩、チオ乳酸アンモニウム、チオグリセリン、メルカプトプロピオン酸(mercaptoprpionic acid)、グリセロールチオグリコレートおよびジチオールブチルアミン(dithiolbutylamine)(DTBA)からなる群から選択される。一部の実施形態において、還元剤は、チオグリコール酸アンモニウム、L-システイン、グルタチオン、ベータ-メルカプトエタノール、2-メルカプトエチルアミン、DTT、チオ乳酸、TCEP、DTBA、ヒドロ亜硫酸ナトリウム、およびチオ硫酸ナトリウムからなる群から選択される。一部の実施形態において、還元剤は、チオグリコール酸アンモニウム、L-システイン、グルタチオン、およびチオ乳酸からなる群から選択される。一部の実施形態において、還元剤はチオグリコール酸アンモニウムまたはL-システインである。一部の実施形態において、還元剤はチオグリコール酸アンモニウムである。一部の実施形態において、混合物はさらにジチオグリコール酸ジアンモニウムを含む。
一部の実施形態において、商業的処理は還元剤を含む。一部の実施形態において、混合物は、還元剤を含む商業的処理を含む。一部の実施形態において、ステップii)の混合物は、還元剤を含む商業的処理を含む。一部の実施形態において、混合物は、チオグリコール酸アンモニウムを含む商業的処理を含む。一部の実施形態において、混合物は、還元剤およびモノマーを含む商業的処理を含む。一部の実施形態において、混合物は、還元剤を含む商業的処理にモノマーを加えることによって形成される。
一部の実施形態において、還元剤は温和な還元剤である。一部の実施形態において、ケラチン含有物質を処理する方法はケラチン含有物質のダメージを最小にする。一部の実施形態において、ケラチン含有物質は毛髪である。一部の実施形態において、開示されている毛髪を処理する方法は、毛髪にパーマで恒久的にウェーブをかける方法より少ないダメージを与える。一部の実施形態において、開示されている毛髪を処理する方法を適用すると、毛髪をパーマで恒久的に真っすぐにする方法より与えるダメージが少ない。
一部の実施形態において、混合物中の還元剤の濃度は、約0.1%、約0.2%、約0.3%、約0.4%、約0.5%、約0.6%、約0.7%、約0.8%、約0.9%、約1%、約1.25%、約1.5%、約1.75%、約2%、約2.25%、約2.5%、約2.75%、約3%、約3.25%、約3.5%、約3.75%、約4%、約4.25%、約4.5%、約4.75%、約5%、約5.25%、約5.5%、約5.75%、約6%、約6.25%、約6.5%、約6.75%、約7%、約7.25%、約7.5%、約7.75%、約8%、約8.25%、約8.5%、約8.75%、約9%、約9.25%、約9.5%、約9.75%、約10%、約10.25%、約10.5%、約10.75%、約11%、約11.25%、約11.5%、約11.75%、約12%、約12.25%、約12.5%、約12.75%、約13%、約13.25%、約13.5%、約13.75%、約14%、約14.25%、約14.5%、約14.75%、および約15重量%からなる群から選択される。本明細書に開示されている方法の一部の実施形態において、混合物中の還元剤の濃度は約0.1重量%~約11重量%である。一部の実施形態において、混合物中の還元剤の濃度は約5重量%~約20重量%である。一部の実施形態において、混合物中の還元剤の濃度は約0.1重量%~約5重量%である。一部の実施形態において、混合物中の還元剤の濃度は約0.5重量%~約5重量%である。一部の実施形態において、混合物中の還元剤の濃度は約2.5重量%~約7重量%である。一部の実施形態において、混合物中の還元剤の濃度は約2.5重量%~約5重量%である。一部の実施形態において、混合物中の還元剤の濃度は約1重量%~約4重量%である。一部の実施形態において、混合物中の還元剤の濃度は約2.5重量%である。一部の実施形態において、混合物中の還元剤の濃度は約5重量%である。
一部の実施形態において、混合物中の還元剤の濃度は低い。一部の実施形態において、混合物中の還元剤の濃度は約11重量%未満である。一部の実施形態において、混合物中の還元剤の濃度は約8重量%未満である。一部の実施形態において、混合物中の還元剤の濃度は約6重量%未満である。
本明細書に開示されている方法の一部の実施形態において、混合物対ケラチン含有物質試料の重量比(本明細書では浴比ともいう)は約1:10~約500:1である。一部の実施形態において、比は、約1:10、約2:10、約3:10、約4:10、約5:10、約6:10、約7:10、約8:10、約9:10、約1:1、約1.1:1、約1.2:1、約1.3:1、約1.4:1、約1.5:1、約1.6:1、約1.7:1、約1.8:1、約1.9:1、約2:1、約3:1、約4:1、約5:1、約6:1、約7:1、約8:1、約9:1、約10:1、約11:1、約12:1、約13:1、約14:1、約15:1、約16:1、約17:1、約18:1、約19:1、約20:1、約21:1、約22:1、約23:1、約24:1、約25:1、約26:1、約27:1、約28:1、約29:1、約30:1、約31:1、約32:1、約33:1、約34:1、約35:1、約36:1、約37:1、約38:1、約39:1、約40:1、約41:1、約42:1、約43:1、約44:1、約45:1、約46:1、約47:1、約48:1、約49:1、約50:1、約51:1、約52:1、約53:1、約54:1、約55:1、約56:1、約57:1、約58:1、約59:1、約60:1、約61:1、約62:1、約63:1、約64:1、約65:1、約66:1、約67:1、約68:1、約69:1、約70:1、約71:1、約72:1、約73:1、約74:1、約75:1、約76:1、約77:1、約78:1、約79:1、約80:1、約81:1、約82:1、約83:1、約84:1、約85:1、約86:1、約87:1、約88:1、約89:1、約90:1、約91:1、約92:1、約93:1、約94:1、約95:1、約96:1、約97:1、約98:1、約99:1、約100:1、約101:1、約102:1、約103:1、約104:1、約105:1、約106:1、約107:1、約108:1、約109:1、約110:1、約115:1、約120:1、約125:1、約130:1、約135:1、約140:1、約145:1、約150:1、約155:1、約160:1、約165:1、約170:1、約175:1、約180:1、約185:1、約190:1、約195:1、約200:1、約205:1、約210:1、約215:1、約220:1、約225:1、約230:1、約235:1、約240:1、約245:1、約250:1、約255:1、約260:1、約265:1、約270:1、約275:1、約280:1、約285:1、約290:1、約295:1、約300:1、約310:1、約320:1、約330:1、約340:1、約350:1、約360:1、約370:1、約380:1、約390:1、約400:1、約410:1、約420:1、約430:1、約440:1、約450:1、約460:1、約470:1、約480:1、約490:1、および約500:1からなる群から選択される。一部の実施形態において、比は約1:10~約100:1である。一部の実施形態において、比は約1:1~約100:1である。一部の実施形態において、比は約1:1~約20:1である。一部の実施形態において、比は約2:1~約10:1である。一部の実施形態において、比は約3:1~約10:1である。一部の実施形態において、比は約5:1である。一部の実施形態において、比は約1:10~約5:1である。一部の実施形態において、比は約5:10~約2:1である。一部の実施形態において、比は約5:10~約1.5:1である。一部の実施形態において、比は約1.1:1である。
一部の実施形態において、浴比は低い。一部の実施形態において、比は約50:1未満である。一部の実施形態において、比は約20:1未満である。一部の実施形態において、比は約10:1未満である。一部の実施形態において、比は約5:1未満である。一部の実施形態において、比は約2:1未満である。
本明細書に開示されている方法の一部の実施形態において、混合物は一晩適用される。本明細書に開示されている方法の一部の実施形態において、混合物は約1時間~約12時間適用される。一部の実施形態において、混合物は、約1時間、約1.25時間、約1.5時間、約1.75時間、約2時間、約2.25時間、約2.5時間、約2.75時間、約3時間、約3.25時間、約3.5時間、約3.75時間、約4時間、約4.25時間、約4.5時間、約4.75時間、約5時間、約5.25時間、約5.5時間、約5.75時間、約6時間、約6.25時間、約6.5時間、約6.75時間、約7時間、約7.25時間、約7.5時間、約7.75時間、約8時間、約8.25時間、約8.5時間、約8.75時間、約9時間、約9.25時間、約9.5時間、約9.75時間、約10時間、約10.25時間、約10.5時間、約10.75時間、約11時間、約11.25時間、約11.5時間、約11.75時間、および約12時間からなる群から選択される期間適用される。一部の実施形態において、混合物は約5時間~約12時間適用される。一部の実施形態において、混合物は約6時間~約10時間適用される。一部の実施形態において、混合物は還元剤を含む。一部の実施形態において、混合物は約0.1重量%~約15重量%の濃度の還元剤を含む。
本明細書に開示されている方法の一部の実施形態において、混合物は約30秒~約180分適用される。一部の実施形態において、混合物は、約15秒、約30秒、約45秒、約1分、約2分、約3分、約4分、約5分、約6分、約7分、約8分、約9分、約10分、約11分、約12分、約13分、約14分、約15分、約16分、約17分、約18分、約19分、約20分、約21分、約22分、約23分、約24分、約25分、約26分、約27分、約28分、約29分、約30分、約31分、約32分、約33分、約34分、約35分、約36分、約37分、約38分、約39分、約40分、約41分、約42分、約43分、約44分、約45分、約46分、約47分、約48分、約49分、約50分、約51分、約52分、約53分、約54分、約55分、約56分、約57分、約58分、約59分、約60分、約65分、約70分、約75分、約80分、約85分、約90分、約95分、約100分、約105分、約110分、約115分、約120分、約125分、約130分、約135分、約140分、約145分、約150分、約155分、約160分、約165分、約170分、約175分、および約180分からなる群から選択される期間適用される。一部の実施形態において、混合物は約30秒~約60分適用される。一部の実施形態において、混合物は約1分~約30分適用される。一部の実施形態において、混合物は約15分~約30分適用される。一部の実施形態において、混合物は約15分適用される。一部の実施形態において、混合物は約1分~約10分適用される。一部の実施形態において、混合物は約2分適用される。一部の実施形態において、混合物は還元剤および触媒を含む。一部の実施形態において、混合物は還元剤およびモノマーを含む。
一部の実施形態において、混合物は短時間適用される。一部の実施形態において、混合物は約60分未満適用される。一部の実施形態において、混合物は約30分未満適用される。一部の実施形態において、混合物は約20分未満適用される。一部の実施形態において、混合物は約15分未満適用される。一部の実施形態において、混合物は約5分未満適用される。
一部の実施形態において、モノマーは、混合物をケラチン含有物質試料に適用した後約30分以内にケラチン含有物質試料に適用される。一部の実施形態において、モノマーは、混合物をケラチン含有物質試料に適用した後約1分、約2分、約3分、約4分、約5分、約6分、約7分、約8分、約9分、約10分、約11分、約12分、約13分、約14分、約15分、約16分、約17分、約18分、約19分、約20分、約21分、約22分、約23分、約24分、約25分、約26分、約27分、約28分、約29分、および約30分からなる群から選択される期間以内にケラチン含有物質試料に適用される。一部の実施形態において、モノマーは、混合物をケラチン含有物質試料に適用してから約15分以内にケラチン含有物質試料に適用される。一部の実施形態において、モノマーは、混合物をケラチン含有物質試料に適用してから約10分以内にケラチン含有物質試料に適用される。一部の実施形態において、モノマーは、混合物をケラチン含有物質試料に適用してから約5分以内にケラチン含有物質試料に適用される。一部の実施形態において、モノマーは、混合物をケラチン含有物質試料に適用してから約1分以内にケラチン含有物質試料に適用される。
一部の実施形態において、モノマーは、混合物をケラチン含有物質試料に適用した後ケラチン含有物質試料に適用される。
本明細書に開示されている方法の一部の実施形態において、モノマーは約30秒~約180分適用される。一部の実施形態において、モノマーは、約1分、約2分、約3分、約4分、約5分、約6分、約7分、約8分、約9分、約10分、約11分、約12分、約13分、約14分、約15分、約16分、約17分、約18分、約19分、約20分、約21分、約22分、約23分、約24分、約25分、約26分、約27分、約28分、約29分、約30分、約31分、約32分、約33分、約34分、約35分、約36分、約37分、約38分、約39分、約40分、約41分、約42分、約43分、約44分、約45分、約46分、約47分、約48分、約49分、約50分、約51分、約52分、約53分、約54分、約55分、約56分、約57分、約58分、約59分、約60分、約65分、約70分、約75分、約80分、約85分、約90分、約95分、約100分、約105分、約110分、約115分、約120分、約125分、約130分、約135分、約140分、約145分、約150分、約155分、約160分、約165分、約170分、約175分、および約180分からなる群から選択される期間適用される。一部の実施形態において、モノマーは約30秒~約60分適用される。一部の実施形態において、モノマーは約1分~約30分適用される。一部の実施形態において、モノマーは約15分~約30分適用される。一部の実施形態において、モノマーは約30分適用される。一部の実施形態において、モノマーは約15分適用される。一部の実施形態において、モノマーは約1分~約10分適用される。
本明細書に開示されている方法の一部の実施形態において、混合物はさらに緩衝溶液を含む。一部の実施形態において、緩衝溶液は、リン酸、リン酸緩衝生理食塩水、イミダゾール-HCl、4-モルホリンエタンスルホン酸(MES)、ビス(2-ヒドロキシエチル)-アミノ-トリス(ヒドロキシメチル)メタン(ビス-トリス)、N-(2-アセトアミド)イミノ二酢酸、N-(2-アセトアミド)-2-アミノエタンスルホン酸、1,4-ピペラジンジエタンスルホン酸、3-モルホリノ-2-ヒドロキシプロパンスルホン酸(MOPSO)、1,3-ビス[トリス(ヒドロキシメチル)メチルアミノ]プロパン、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)-2-アミノエタンスルホン酸(aminoethanesufonic acid)、4-モルホリンプロパンスルホン酸(MOPS)、2-[(2-ヒドロキシ-1,1-ビス(ヒドロキシメチル)エチル)-アミノ]エタンスルホン酸、4-(2-ヒドロキシエチル)ピペラジン-1-エタンスルホン酸(HEPES)、3-(N,N-ビス[2-ヒドロキシエチル]アミノ)-2-ヒドロキシプロパンスルホン酸、4-(N-モルホリノ)ブタン-スルホン酸、2-ヒドロキシ-3-[トリス(ヒドロキシメチル)メチルアミノ]-1-プロパンスルホン酸、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン、ピペラジン-N,N’-ビス(2-ヒドロキシプロパンスルホン酸)、4-(2-ヒドロキシエチル)-1-ピペラジンプロパンスルホン酸、N-[トリス(ヒドロキシメチル)メチル]グリシン、ジグリシン、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)-グリシン、N-(2-ヒドロキシエチル)ピペラジン-N’-(4-ブタンスルホン酸)、N-[トリス(ヒドロキシメチル)-メチル]-3-アミノプロパンスルホン酸、N-(1,1-ジメチル-2-ヒドロキシエチル)-3-アミノ-2-ヒドロキシプロパンスルホン酸、2-(シクロヘキシルアミノ)-エタンスルホン酸、3-(シクロヘキシルアミノ)-2-ヒドロキシ-1-プロパンスルホン酸、2-アミノ-2-メチル-2-プロパノール、炭酸ナトリウム-重炭酸ナトリウム、3-(シクロヘキシルアミノ)-1-プロパンスルホン酸、および4-(シクロヘキシルアミノ)-1-ブタンスルホン酸からなる群から選択される。
本明細書に開示されている方法の一部の実施形態において、混合物のpHは約5~約11である。本明細書に開示されている方法の一部の実施形態において、混合物のpHは、約5.0、約5.1、約5.2、約5.3、約5.4、約5.5、約5.6、約5.7、約5.8、約5.9、約6.0、約6.1、約6.2、約6.3、約6.4、約6.5、約6.6、約6.7、約6.8、約6.9、約7.0、約7.1、約7.2、約7.3、約7.4、約7.5、約7.6、約7.7、約7.8、約7.9、約8.0、約8.1、約8.2、約8.3、約8.4、約8.5、約8.6、約8.7、約8.8、約8.9、約9.0、約9.1、約9.2、約9.3、約9.4、約9.5、約9.6、約9.7、約9.8、約9.9、約10.0、約10.1、約10.2、約10.3、約10.4、約10.5、約10.6、約10.7、約10.8、約10.9、および約11からなる群から選択される。一部の実施形態において、混合物のpHは約7~約11である。一部の実施形態において、混合物のpHは約7~約10である。一部の実施形態において、混合物のpHは約7.5~約10.5である。一部の実施形態において、混合物のpHは約9.5である。一部の実施形態において、混合物のpHは約7.0~約9.5である。一部の実施形態において、混合物のpHは約8.5~約9.5である。一部の実施形態において、混合物のpHは約8.5である。
本明細書に開示されている方法の一部の実施形態において、モノマーは、アクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される。一部の実施形態において、モノマーは、アクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマーからなる群から選択される。一部の実施形態において、モノマーはアクリレート、メタクリレート、またはビニル基を含むモノマーである。一部の実施形態において、モノマーはアクリレート、メタクリレート、またはマレイミド基を含むモノマーである。一部の実施形態において、モノマーはアクリレートまたはメタクリレートである。一部の実施形態において、モノマーはアクリル酸アルキルまたはアクリル酸シクロアルキルである。
一部の実施形態において、モノマーは疎水性である。一部の実施形態において、モノマーはケラチン含有物質試料上にコーティングを形成する。
一部の実施形態において、コーティングは、毛包から出現するナイーブな(またはバージンの)毛髪に見られる天然の脂質層(18-メチルエイコサン酸、18-MEA)の挙動とよく似ている。18-MEAは保護バリヤーとして機能し、滑らかな感触および、コンディショニング処理の洗い流しと比較してずっと長く続く高められた繊維アラインメントを毛髪に残す。
一部の実施形態において、コーティングはバージンのケラチン含有物質の挙動とよく似ている。一部の実施形態において、モノマーは長鎖アクリレートである。一部の実施形態において、モノマーは分岐モノマーである。一部の実施形態において、モノマーは分岐アクリル酸アルキルである。
一部の実施形態において、モノマーとケラチン含有物質試料の共有結合はクリックケミストリー反応である。クリックケミストリー反応は速い完全な変換、および高い官能基耐性を特徴とする13,14
一部の実施形態において、末端の「エン」分子と遊離チオールの共有結合はチオール-エンラジカル付加による(図2B)。いかなる理論にも縛られることなく、ラジカルチオール-エン機構を利用すると、エンモノマーはケラチン含有物質上のチオールから伝播して表面に結合したポリマーおよびオリゴマーを生成すると提案される。エンモノマーがチオール官能基を用いずに重合することができれば、ケラチン含有物質に結合していない遊離のホモポリマーを得ることも可能である15
一部の実施形態において、末端の「エン」分子と遊離チオールの共有結合はチオール-マイケル付加による(図2C)。チオール-マイケル付加は、不必要なホモポリマー副産物を生成することなくモノマーのケラチン含有物質繊維へのグラフト化を可能にする。いかなる理論にも縛られることなく、この機構はもっぱら求核性チオールの求電子性エンモノマーと交差した付加からなると提案される16
一部の実施形態において、モノマーは、アクリル酸エチル;アクリル酸プロピル;アクリル酸イソブチル;アクリル酸ブチル;アクリル酸ペンチル;アクリル酸tert-ブチル;アクリル酸ヘキシル;アクリル酸ヘプチル;アクリル酸オクチル;アクリル酸イソオクチル;アクリル酸ノニル;アクリル酸デシル;アクリル酸イソデシル;アクリル酸ドデシル;アクリル酸トリデシル;アクリル酸テトラデシル;アクリル酸ヘキサデシル;アクリル酸オクタデシル;アクリル酸シクロペンチル;アクリル酸シクロヘキシル;アクリル酸シクロヘプチル;アクリル酸シクロオクチル;アクリル酸2-(ジメチルアミノ)エチル;アクリル酸2-(ジエチルアミノ)エチル;アクリル酸2-エチルヘキシル;アクリル酸3,5,5-トリメチルヘキシル;アクリル酸8-メチルノニル;アクリル酸3-イソブチルノニル;アクリル酸3-(シクロヘキシルメチル)ノニル;アクリル酸3-ブチル-7,11-ジメチルドデシル;アクリル酸(E)-3-ブチル-7,11-ジメチルドデス-2-エン-1-イル;アクリル酸イソボルニル;ポリ(エチレングリコール)(PEG)アクリレート;ジアクリル酸1,6-ヘキサンジオール;アクリル酸オクタフルオロペンチル;フルオレセイン-o-アクリレート;フルオレセイン-o-o-ジアクリレート;およびPEG-ジアクリレートからなる群から選択される。一部の実施形態において、モノマーは、アクリル酸イソブチル;アクリル酸ブチル;アクリル酸tert-ブチル;アクリル酸ヘキシル;アクリル酸イソデシル;アクリル酸ドデシル;アクリル酸テトラデシル;アクリル酸ヘキサデシル;アクリル酸オクタデシル;アクリル酸シクロヘキシル;アクリル酸2-(ジメチルアミノ)エチル;アクリル酸2-エチルヘキシル;アクリル酸8-メチルノニル;アクリル酸3-イソブチルノニル;アクリル酸3-(シクロヘキシルメチル)ノニル;アクリル酸3-ブチル-7,11-ジメチルドデシル;アクリル酸(E)-3-ブチル-7,11-ジメチルドデス-2-エン-1-イル;アクリル酸イソボルニル;PEGアクリレート;ジアクリル酸1,6-ヘキサンジオール;アクリル酸オクタフルオロペンチル;フルオレセイン-o-アクリレート;フルオレセイン-o-o-ジアクリレート;およびPEG-ジアクリレートからなる群から選択される。一部の実施形態において、モノマーは、アクリル酸ヘキシル;アクリル酸イソデシル;アクリル酸ドデシル;アクリル酸テトラデシル;アクリル酸ヘキサデシル;アクリル酸オクタデシル;アクリル酸2-エチルヘキシル;アクリル酸3-イソブチルノニル;アクリル酸3-(シクロヘキシルメチル)ノニル;アクリル酸3-ブチル-7,11-ジメチルドデシル;アクリル酸(E)-3-ブチル-7,11-ジメチルドデス-2-エン-1-イル;アクリル酸イソボルニル;PEGアクリレート;およびPEGジアクリレートからなる群から選択される。一部の実施形態において、モノマーは、アクリル酸ヘキシル;アクリル酸イソデシル;アクリル酸ドデシル;アクリル酸オクタデシル;アクリル酸2-エチルヘキシル;アクリル酸3-ブチル-7,11-ジメチルドデシル;アクリル酸(E)-3-ブチル-7,11-ジメチルドデス-2-エン-1-イル;アクリル酸イソボルニル;PEGアクリレート;およびPEGジアクリレートからなる群から選択される。一部の実施形態において、モノマーはアクリル酸ヘキシルまたはアクリル酸ドデシルである。一部の実施形態において、モノマーはPEG-ジアクリレートである。一部の実施形態において、モノマーは、PEG-DA 250、PEG-DA 575、PEG-DA 700、PEG-DA 1k、PEG-DA 1.5k、PEG-DA 2k、およびPEG-DA 6kからなる群から選択されるポリ(エチレングリコール)-ジアクリレートまたはポリエチレングリコールジアクリレート(PEGジアクリレートまたはPEG-DA)である。一部の実施形態において、モノマーは、PEG-DA 700、PEG-DA 1k、およびPEG-DA 2kからなる群から選択される。一部の実施形態において、モノマーはPEG-DA 700である。一部の実施形態において、モノマーはPEG-DA 1.5kである。一部の実施形態において、モノマーはPEG-DA 2kである。数字は数平均分子量を指す。すなわち、PEG-DA 700は数平均分子量700のポリ(エチレングリコール)ジアクリレートを意味し、PEG-DA 1.5kは数平均分子量1,500のポリ(エチレングリコール)ジアクリレートを意味する。一部の実施形態において、モノマーは、多アームPEG-アクリレート(PEG-AA)であるアクリレートである。一部の実施形態において、モノマーは、4-アームPEG-AA 2k、4-アームPEG-AA 5k、4-アームPEG-AA 10k、8-アームPEG-AA 5k、および8-アームPEG-AA 20kからなる群から選択される多アームPEG-アクリレートである。
一部の実施形態において、モノマーはビニル基を含むモノマーである。一部の実施形態において、ビニル基を含むモノマーは、ビニルスルホン、アクリレート基、メタクリレート基、スチレン基、アクリルアミド基、メタクリルアミド基、マレイミド基、マレエート基、フマレート基、およびイタコネート基からなる群から選択される。一部の実施形態において、モノマーは、エチルビニルエーテル;プロピルビニルエーテル;イソブチルビニルエーテル;ブチルビニルエーテル;ペンチルビニルエーテル;tert-ブチルビニルエーテル;ヘキシルビニルエーテル;ヘプチルビニルエーテル;オクチルビニルエーテル;イソオクチルビニルエーテル;ノニルビニルエーテル;デシルビニルエーテル;ドデシルビニルエーテル;テトラデシルビニルエーテル;ヘキサデシルビニルエーテル;オクタデシルビニルエーテル;N,N-ジメチル-2-(ビニルオキシ)-エチルアミン;シクロペンチルビニルエーテル;シクロヘキシルビニルエーテル;シクロヘプチルビニルエーテル;シクロオクチルビニルエーテル;2-(ジメチルアミノ)エチルビニルエーテル;2-(ジエチルアミノ)エチルビニルエーテル;2-エチルヘキシルビニルエーテル;1-(ビニルオキシ)アダマンタン;ビニルオキシ-トリメチルシラン(timethylsilane);およびビニルオキシ-トリエチルシランからなる群から選択される。一部の実施形態において、モノマーは、イソブチルビニルエーテル;ブチルビニルエーテル;ドデシルビニルエーテル;オクタデシルビニルエーテル;シクロヘキシルビニルエーテル;およびビニルオキシ-トリエチルシランからなる群から選択される。
一部の実施形態において、モノマーはマレイミド基を含むモノマーである。一部の実施形態において、モノマーは、N-エチルマレイミド;N-シクロヘキシルマレイミド;N-アラキドニルマレイミド;フルオレセイン-5-マレイミド;スクシンイミジル-[(N-マレイミドプロピオンアミド)-ジエチレングリコール]エステル(NHS-PEGn-マレイミド);ポリ(エチレングリコール)(PEG)-マレイミド;PEG-メチルエーテルマレイミド(mPEG-マレイミド);およびメトキシ-PEG-マレイミドからなる群から選択される。一部の実施形態において、モノマーは、N-エチルマレイミド;NHS-PEGn-マレイミド;PEG-マレイミド;mPEG-マレイミド;およびメトキシ-PEG-マレイミドからなる群から選択される。一部の実施形態において、モノマーはN-エチルマレイミドまたはPEG-マレイミドである。
一部の実施形態において、モノマーは、アクリル酸ヘキシル;アクリル酸ドデシル;N-エチルマレイミド;およびPEG-マレイミドからなる群から選択される。
本明細書に開示されている方法の一部の実施形態において、モノマー対遊離チオール基のモル比は約100:1~約1:10である。一部の実施形態において、モノマー対遊離チオール基のモル比は、約100:1、約99:1、約98:1、約97:1、約96:1、約95:1、約94:1、約93:1、約92:1、約91:1、約90:1、約89:1、約88:1、約87:1、約86:1、約85:1、約84:1、約83:1、約82:1、約81:1、約80:1、約79:1、約78:1、約77:1、約76:1、約75:1、約74:1、約73:1、約72:1、約71:1、約70:1、約69:1、約68:1、約67:1、約66:1、約65:1、約64:1、約63:1、約62:1、約61:1、約60:1、約59:1、約58:1、約57:1、約56:1、約55:1、約54:1、約53:1、約52:1、約51:1、約50:1、約49:1、約48:1、約47:1、約46:1、約45:1、約44:1、約43:1、約42:1、約41:1、約40:1、約39:1、約38:1、約37:1、約36:1、約35:1、約34:1、約33:1、約32:1、約31:1、約30:1、約29:1、約28:1、約27:1、約26:1、約25:1、約24:1、約23:1、約22:1、約21:1、約20:1、約19:1、約18:1、約17:1、約16:1、約15:1、約14:1、約13:1、約12:1、約11:1、約10:1、約9.5:1、約9:1、約8.5:1、約8:1、約7.5:1、約7:1、約6.5:1、約6:1、約5.5:1、約5:1、約4.5:1、約4:1、約3.5:1、約3:1、約2.5:1、約2:1、約1.5:1、約1:1、約9:10、約8:10、約7:10、約6:10、約5:10、約4:10、約3:10、約2:10、および約1:10からなる群から選択される。一部の実施形態において、モノマー対遊離チオール基のモル比は約20:1~約1:1である。一部の実施形態において、モノマー対遊離チオール基のモル比は約10:1~約1:1である。一部の実施形態において、モノマー対遊離チオール基のモル比は約5:1である。一部の実施形態において、モノマー対遊離チオール基のモル比は約2.5:1である。
一部の実施形態において、モノマー対遊離チオール基のモル比は約0.001:1~約2.5:1である。一部の実施形態において、モノマー対遊離チオール基のモル比は、約0.001:1、約0.005:1、約0.01:1、約0.011:1、約0.012:1、約0.013:1、約0.014:1、約0.015:1、約0.016:1、約0.017:1、約0.018:1、約0.019:1、約0.02:1、約0.021:1、約0.022:1、約0.023:1、約0.024:1、約0.025:1、約0.026:1、約0.027:1、約0.028:1、約0.029:1、約0.03:1、約0.031:1、約0.032:1、約0.033:1、約0.034:1、約0.035:1、約0.036:1、約0.037:1、約0.038:1、約0.039:1、約0.04:1、約0.041:1、約0.042:1、約0.043:1、約0.044:1、約0.045:1、約0.046:1、約0.047:1、約0.048:1、約0.049:1、約0.05:1、約0.051:1、約0.052:1、約0.053:1、約0.054:1、約0.055:1、約0.056:1、約0.057:1、約0.058:1、約0.059:1、約0.06:1、約0.061:1、約0.062:1、約0.063:1、約0.064:1、約0.065:1、約0.066:1、約0.067:1、約0.068:1、約0.069:1、約0.07:1、約0.071:1、約0.072:1、約0.073:1、約0.074:1、約0.075:1、約0.076:1、約0.077:1、約0.078:1、約0.079:1、約0.08:1、約0.081:1、約0.082:1、約0.083:1、約0.084:1、約0.085:1、約0.086:1、約0.087:1、約0.088:1、約0.089:1、約0.09:1、約0.091:1、約0.092:1、約0.093:1、約0.094:1、約0.095:1、約0.096:1、約0.097:1、約0.098:1、約0.099:1、約0.1:1、約0.11:1、約0.12:1、約0.13:1、約0.14:1、約0.15:1、約0.16:1、約0.17:1、約0.18:1、約0.19:1、約0.2:1、約0.21:1、約0.22:1、約0.23:1、約0.24:1、約0.25:1、約0.26:1、約0.27:1、約0.28:1、約0.29:1、約0.3:1、約0.31:1、約0.32:1、約0.33:1、約0.34:1、約0.35:1、約0.36:1、約0.37:1、約0.38:1、約0.39:1、約0.4:1、約0.41:1、約0.42:1、約0.43:1、約0.44:1、約0.45:1、約0.46:1、約0.47:1、約0.48:1、約0.49:1、約0.5:1、約0.51:1、約0.52:1、約0.53:1、約0.54:1、約0.55:1、約0.56:1、約0.57:1、約0.58:1、約0.59:1、約0.6:1、約0.65:1、約0.7:1、約0.75:1、約0.8:1、約0.85:1、約0.9:1、約1:1、約1.05:1、約1.1:1、約1.15:1、約1.2:1、約1.25:1、約1.3:1、約1.35:1、約1.4:1、約1.45:1、約1.5:1、約1.55:1、約1.6:1、約1.65:1、約1.7:1、約1.75:1、約1.8:1、約1.85:1、約1.9:1、約2:1、約2.1:1、約2.2:1、約2.3:1、約2.4:1、および約2.5:1からなる群から選択される。一部の実施形態において、モノマー対遊離チオール基のモル比は約0.05:1~約2.5:1である。一部の実施形態において、モノマー対遊離チオール基のモル比は約0.1:1~約1:1である。一部の実施形態において、モノマー対遊離チオール基のモル比は約0.2:1~約0.6:1である。一部の実施形態において、モノマー対遊離チオール基のモル比は約0.38:1である。一部の実施形態において、モノマー対遊離チオール基のモル比は約0.02:1~約0.06:1である。一部の実施形態において、モノマー対遊離チオール基のモル比は約0.04:1である。
本明細書に開示されている方法の一部の実施形態において、モノマーの濃度は約0.5重量%~約95重量%である。一部の実施形態において、モノマーの濃度は、約0.5%、約0.75%、約1%、約1.25%、約1.5%、約1.75%、約2%、約2.25%、約2.5%、約2.75%、約3%、約3.25%、約3.5%、約3.75%、約4%、約4.25%、約4.5%、約4.75%、約5%、約5.25%、約5.5%、約5.75%、約6%、約6.25%、約6.5%、約6.75%、約7%、約7.25%、約7.5%、約7.75%、約8%、約8.25%、約8.5%、約8.75%、約9%、約9.25%、約9.5%、約9.75%、約10%、約10.5%、約11%、約11.5%、約12%、約12.5%、約13%、約13.5%、約14%、約14.5%、約15%、約15.5%、約16%、約16.5%、約17%、約17.5%、約18%、約18.5%、約19%、約19.5%、約20%、約21%、約22%、約23%、約24%、約25%、約26%、約27%、約28%、約29%、約30%、約31%、約32%、約33%、約34%、約35%、約36%、約37%、約38%、約39%、約40%、約41%、約42%、約43%、約44%、約45%、約46%、約47%、約48%、約49%、約50%、約51%、約52%、約53%、約54%、約55%、約56%、約57%、約58%、約59%、約60%、約61%、約62%、約63%、約64%、約65%、約66%、約67%、約68%、約69%、約70%、約71%、約72%、約73%、約74%、約75%、約76%、約77%、約78%、約79%、約80%、約81%、約82%、約83%、約84%、約85%、約86%、約87%、約88%、約89%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、および約95重量%からなる群から選択される。一部の実施形態において、モノマーの濃度は約0.5重量%~約70重量%である。一部の実施形態において、モノマーの濃度は約2重量%~約60重量%である。一部の実施形態において、モノマーの濃度は約2重量%~約30重量%である。一部の実施形態において、モノマーの濃度は約0.5重量%~約40重量%である。一部の実施形態において、モノマーの濃度は約2重量%~約30重量%である。
本明細書に開示されている方法の一部の実施形態において、ケラチン含有物質を処理する方法は、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)約2.5重量%~約7重量%の濃度の還元剤を含む混合物を一定期間、ケラチン含有物質試料に適用することにより、還元されたケラチン含有物質試料を生成させるステップであり、還元されたケラチン含有物質試料が複数の遊離チオール基を含む、ステップと、
iii)還元されたケラチン含有物質試料にモノマーを適用することにより、遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成するステップであり、モノマーがポリ(エチレングリコール)ジアクリレート(PEG-DA)である、ステップと
を含む。
本明細書に開示されている方法の一部の実施形態において、ケラチン含有物質を処理する方法は、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)約2.5重量%~約7重量%の濃度の還元剤および触媒を含む混合物を一定期間、ケラチン含有物質試料に適用するステップであり、ケラチン含有物質試料が複数の遊離チオール基を含む、ステップと、
iii)モノマーをケラチン含有物質試料に適用することにより、遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成するステップであり、モノマーがPEG-DAである、ステップと
を含む。
本明細書に開示されている方法の一部の実施形態において、ケラチン含有物質を処理する方法は、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)約2.5重量%~約7重量%の濃度の還元剤、およびモノマーを含む混合物を一定期間、ケラチン含有物質試料に適用することにより、モノマーと反応して遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成する複数の遊離チオール基を形成するステップであり、モノマーがPEG-DAである、ステップと
を含む。
一部の実施形態において、還元剤はチオグリコール酸アンモニウムである。一部の実施形態において、還元剤濃度は約5重量%である。一部の実施形態において、混合物対ケラチン含有物質試料の重量比(浴比)は約1.1:1である。一部の実施形態において、PEG-DAはPEG-DA 1.5kまたはPEG-DA 2kである。一部の実施形態において、還元剤はチオグリコール酸アンモニウムであり、PEG-DAはPEG-DA 1.5kまたはPEG-DA 2kである。
一部の実施形態において、本明細書に開示されている方法は、触媒をケラチン含有物質試料に適用するステップをさらに含む。一部の実施形態において、触媒はアミン、ホスフィン、およびラジカル開始剤からなる群から選択される。
一部の実施形態において、触媒はアミンである。一部の実施形態において、触媒は第一級アミンまたは第二級アミンである。一部の実施形態において、触媒は第三級アミンである。一部の実施形態において、アミンは、N,N-ジイソプロピルエチルアミン、N-エチルジイソプロピルアミン、ジ-n-プロピルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、およびトリエタノールアミンからなる群から選択される。一部の実施形態において、アミンはジ-n-プロピルアミンまたはトリエチルアミンである。一部の実施形態において、アミンはトリエチルアミンである。
一部の実施形態において、触媒はホスフィンである。一部の実施形態において、触媒は第三級ホスフィンである。一部の実施形態において、ホスフィンは、ジメチルフェニルホスフィン、ジエチルフェニルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン、エチルジフェニルホスフィン、トリメチルホスフィン、トリプロピルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリ(o-トリル)ホスフィン、トリ(p-トリル)ホスフィン、トリス(2,4,6-トリメチルフェニル)-ホスフィン(phospine)、トリス(3,5-ジメチルフェニル)ホスフィン(phospine)、ジシクロヘキシル-(2,6-ジイソプロピルフェニル)ホスフィン、およびトリス(ヒドロキシメチル)ホスフィンからなる群から選択される。一部の実施形態において、ホスフィンはジメチルフェニルホスフィンである。
一部の実施形態において、アミンは、ジ-n-プロピルアミン、ジメチルフェニルホスフィン、およびトリメチルアミンからなる群から選択される。
一部の実施形態において、触媒の量はモノマーに対して約1mol%~約100mol%である。一部の実施形態において、触媒の量は、約1mol%、約2mol%、約3mol%、約4mol%、約5mol%、約6mol%、約7mol%、約8mol%、約9mol%、約10mol%、11mol%、約12mol%、約13mol%、約14mol%、約15mol%、約16mol%、約17mol%、約18mol%、約19mol%、約20mol%、21mol%、約22mol%、約23mol%、約24mol%、約25mol%、約26mol%、約27mol%、約28mol%、約29mol%、約30mol%、31mol%、約32mol%、約33mol%、約34mol%、約35mol%、約36mol%、約37mol%、約38mol%、約39mol%、約40mol%、41mol%、約42mol%、約43mol%、約44mol%、約45mol%、約46mol%、約47mol%、約48mol%、約49mol%、約50mol%、51mol%、約52mol%、約53mol%、約54mol%、約55mol%、約56mol%、約57mol%、約58mol%、約59mol%、約60mol%、61mol%、約62mol%、約63mol%、約64mol%、約65mol%、約66mol%、約67mol%、約68mol%、約69mol%、約70mol%、71mol%、約72mol%、約73mol%、約74mol%、約75mol%、約76mol%、約77mol%、約78mol%、約79mol%、約80mol%、81mol%、約82mol%、約83mol%、約84mol%、約85mol%、約86mol%、約87mol%、約88mol%、約89mol%、約90mol%、91mol%、約92mol%、約93mol%、約94mol%、約95mol%、約96mol%、約97mol%、約98mol%、約99mol%、および約100mol%からなる群から選択される。一部の実施形態において、触媒の量はモノマーに対して約10mol%~約60mol%である。一部の実施形態において、触媒の量はモノマーに対して約20mol%~約50mol%である。一部の実施形態において、触媒の量はモノマーに対して約40mol%である。
一部の実施形態において、触媒の濃度は約0.1重量%~約15重量%である。一部の実施形態において、触媒の濃度は、約0.1%、約0.2%、約0.3%、約0.4%、約0.5%、約0.6%、約0.7%、約0.8%、約0.9%、約1%、約1.25%、約1.5%、約1.75%、約2%、約2.25%、約2.5%、約2.75%、約3%、約3.25%、約3.5%、約3.75%、約4%、約4.25%、約4.5%、約4.75%、約5%、約5.25%、約5.5%、約5.75%、約6%、約6.25%、約6.5%、約6.75%、約7%、約7.25%、約7.5%、約7.75%、約8%、約8.25%、約8.5%、約8.75%、約9%、約9.25%、約9.5%、約9.75%、約10%、約10.25%、約10.5%、約10.75%、約11%、約11.25%、約11.5%、約11.75%、約12%、約12.25%、約12.5%、約12.75%、約13%、約13.25%、約13.5%、約13.75%、約14%、約14.25%、約14.5%、約14.75%、および約15重量%からなる群から選択される。一部の実施形態において、触媒の濃度は約0.1重量%~約10重量%である。一部の実施形態において、触媒の濃度は約1重量%~約9重量%である。一部の実施形態において、触媒の濃度は約0.1重量%~約5重量%である。一部の実施形態において、触媒の濃度は約1重量%~約9重量%である。
本明細書に開示されている方法の一部の実施形態において、触媒はラジカル開始剤である。一部の実施形態において、ラジカル開始剤は、過酸化物、アゾ化合物、光開始剤からなる群から選択される。一部の実施形態において、ラジカル開始剤は過酸化物である。一部の実施形態において、過酸化物は、過酸化水素、tert-ブチルヒドロペルオキシド、過酢酸tert-ブチル、クメンヒドロペルオキシド、ジクミルペルオキシド、過酸化ベンゾイル、およびtert-ブチルペルオキシドからなる群から選択される。一部の実施形態において、過酸化物は過酸化水素である。
一部の実施形態において、ラジカル開始剤はアゾ化合物である。一部の実施形態において、アゾ化合物は、4,4’-アゾビス(4-シアノ吉草酸)、4,4’-アゾビス(4-シアノ吉草酸)、1,1’-アゾビス(シクロヘキサンカルボニトリル)、2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩、2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオニトリル)、および2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオニトリル)からなる群から選択される。
一部の実施形態において、ラジカル開始剤は光開始剤である。一部の実施形態において、光開始剤はアリールケトンである。一部の実施形態において、光開始剤は、アセトフェノン;アニソイン;アントラキノン;アントラキノン(anthroquinone)-2-スルホン酸;ベンジル;ベンゾイン(bezoin);ベンゾインエチルエーテル;ベンゾイン(bezoin)イソブチルエーテル;ベンゾインメチルエーテル;ベンゾフェノン;3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物;4-ベンゾイルビフェニル;2-ベンジル-2-(ジメチルアミノ)-4’-モルホリノブチロフェノン;4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン;4,4’-ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン;カンファーキノン;2-クロロチオキサンテン-2-オン;ジベンゾスベレノン;2,2’-ジエトキシアセトフェノン;4,4’-ジヒドロキシベンゾフェノン;2,2’-ジメトキシ(dmethoxy)-2-フェニルアセトフェノン;4-(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン;4,4’-ジメチルベンジル;2,5-ジメチルベンゾフェノン;3,4-ジメチルベンゾフェノン;2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオフェノン;4’-エトキシアセトフェノン;2-エチルアントラキノン(antrhaquinone);3’-ヒドロキシアセトフェノン;4’-ヒドロキシアセトフェノン;3-ヒドロキシアセトフェノン;4-ヒドロキシアセトフェノン;1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン;2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオフェノン;2-メチルベンゾフェノン;3-メチルベンゾフェノン;ベンゾイルギ酸メチル;2-メチル-4’-(メチルチオ)2-モルホリノプロピオフェノン;フェナントレン(phenantrene)-キノン;4’-フェノキシ(phenyoxy)アセトフェノン;チオキサンテン-9-オン;およびジフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシドからなる群から選択される。一部の実施形態において、光開始剤は2,2’-ジエトキシアセトフェノンである。
本明細書に開示されている方法の一部の実施形態において、方法は、添加剤を一定期間、ケラチン含有物質試料に適用するステップをさらに含む。一部の実施形態において、添加剤はステップi)とii)の間でケラチン含有物質試料に適用される。一部の実施形態において、添加剤は前処理としてケラチン含有物質試料に適用される。本明細書に開示されている方法の一部の実施形態において、混合物は添加剤をさらに含む。一部の実施形態において、ステップii)の混合物が添加剤をさらに含む。一部の実施形態において、添加剤はステップii)の後ケラチン含有物質試料に適用される。一部の実施形態において、ステップiii)の混合物が添加剤をさらに含む。一部の実施形態において、添加剤はステップiii)の後ケラチン含有物質試料に適用される。一部の実施形態において、添加剤は後処理としてケラチン含有物質試料に適用される。
一部の実施形態において、添加剤は、脂肪酸、脂肪アルコール、脂肪酸エステル、アミノ酸混合物、ペプチド混合物、酸性化剤、ポリカルボン酸、またはこれらの混合物からなる群から選択される。
一部の実施形態において、添加剤は脂肪酸、脂肪アルコール、脂肪酸エステル、またはこれらの混合物である。一部の実施形態において、脂肪酸、脂肪アルコール、または脂肪酸アルコールは、酪酸、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、サピエン酸、オレイン酸、エライジン酸、バクセン酸、リノール酸、リノエライジン酸、リノレン酸、アラキドン酸、エイコサペンタエン酸、エルカ酸、ドコサヘキサエン酸、アルガン油、ココナッツ油、ホホバ油、オリーブ油、ヤシ油、カプリルアルコール、ペラルゴンアルコール(alchol)、カプリンアルコール、ウンデシルアルコール、ラウリルアルコール、トリデシルアルコール、ミリスチルアルコール、ペンタデシルアルコール、セチルアルコール、パルミトレイルアルコール、ヘプタデシルアルコール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール、ノナデシルアルコール、アラキジルアルコール、ヘンエイコシルアルコール、ベヘニルアルコール、エルシルアルコール、リグノセリルアルコール、セリルアルコール、パルミチン酸アスコルビル、ステアリン酸アスコルビル、ミリストレイン酸セチル、パルミチン酸セチル、ジグリセリド、デカン酸エチル、マカデミアナッツ脂肪酸エチル(ethyl macadmiate)、オクタン酸エチル、パルミチン酸エチル、パルミチン酸エチルヘキシル、モノステアリン酸グリセリル、ヒドロキシステアリン酸グリセリル、ジステアリン酸グリコール、ステアリン酸グリコール、モノラウリン酸グリセロール、パルミチン酸イソプロピル、モノグリセリド、2-オレオイルグリセロール、およびこれらの混合物からなる群から選択される。一部の実施形態において、脂肪酸は、酪酸、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、サピエン酸、オレイン酸、エライジン酸、バクセン酸、リノール酸、リノエライジン酸、リノレン酸、アラキドン酸、エイコサペンタエン酸、エルカ酸、ドコサヘキサエン酸、ホホバ油、アルガン油、ココナッツ油、ホホバ油、オリーブ油、ヤシ油、およびこれらの混合物からなる群から選択される。一部の実施形態において、脂肪酸は、オレイン酸、リノール酸、ホホバ油、およびこれらの混合物からなる群から選択される。一部の実施形態において、脂肪アルコールは、カプリルアルコール、ペラルゴンアルコール、カプリンアルコール、ウンデシルアルコール、ラウリルアルコール、トリデシルアルコール、ミリスチルアルコール、ペンタデシルアルコール、セチルアルコール、パルミトレイルアルコール、ヘプタデシルアルコール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール、ノナデシルアルコール、アラキジルアルコール、ヘンエイコシルアルコール、ベヘニルアルコール、エルシルアルコール、リグノセリルアルコール、セリルアルコール、およびこれらの混合物からなる群から選択される。一部の実施形態において、脂肪アルコールはセチルアルコールまたはセテアリルアルコールである。一部の実施形態において、脂肪酸エステルは、パルミチン酸アスコルビル、ステアリン酸アスコルビル、ミリストレイン酸セチル、パルミチン酸セチル、ジグリセリド、デカン酸エチル、マカデミアナッツ脂肪酸エチル、オクタン酸エチル、パルミチン酸エチル、パルミチン酸エチルヘキシル、モノステアリン酸グリセリル、ヒドロキシステアリン酸グリセリル、ジステアリン酸グリコール、ステアリン酸グリコール、モノラウリン酸グリセロール、パルミチン酸イソプロピル、モノグリセリド、2-オレオイルグリセロール、およびこれらの混合物からなる群から選択される。
一部の実施形態において、添加剤はアミノ酸混合物またはペプチド混合物である。一部の実施形態において、添加剤は、下記表に示されている慣用の3文字略号により識別され得る1種以上のアミノ酸(天然に存在するL型またはD型)を含むアミノ酸混合物である。
Figure 0007330965000001
一部の実施形態において、添加剤は、1種以上のアミノ酸またはN-アセチル化アミノ酸(例えば、N-アセチルアラニン、Ac-Ala)を含むアミノ酸混合物である。一部の実施形態において、添加剤は、グリシン(Gly)、L-アラニン(L-Ala)、L-セリン(L-Ser)、L-システイン(L-Cys)、N-アセチルグリシン(Ac-Gly)、N-アセチルアラニン(Ac-Ala)、およびN-アセチルセリン(Ac-Ser)からなる群から選択されるアミノ酸混合物を含む。一部の実施形態において、添加剤は、Ac-Gly、Ac-Ala、およびAc-Serからなる群から選択されるアミノ酸混合物を含む。一部の実施形態において、添加剤は、パーソナルケア産業で使用されるアミノ酸混合物またはペプチド混合物を含む。一部の実施形態において、添加剤は、FISION(登録商標)KeraVeg 18(植物アミノ酸のブレンド)、PRODEW(登録商標)500(アミノ酸ブレンド)、Vegetamide 18MEA-NJ(セテアラミド(cetearamido)エチルジエトニウムスクシノイル加水分解ピープロテイン)、Vegetamide 18MEA-MR(セテアラミドエチルジエトニウム加水分解米タンパク質)、KERARICE(商標)(米ペプチドおよびアミノ酸)、KERATRIX(商標)(キャロブの木加水分解物)、Promois WK-PD(加水分解ケラチン)、およびGLUADIN(登録商標)Kera-P LM(低分子量植物ペプチド)からなる群から選択されるアミノ酸混合物またはペプチド混合物を含む。一部の実施形態において、添加剤はKERATRIX(商標)である。
一部の実施形態において、添加剤は酸性化剤、ポリカルボン酸、またはこれらの混合物を含む。一部の実施形態において、添加剤は、アルドビオン酸、アゼライン酸、クエン酸、エチレンジアミン四酢酸、エチレンジアミン-N,N’-ジコハク酸、グルコノラクトン、グルタミン酸N,N-ジ酢酸、乳酸、メチルグリシンジ酢酸、酒石酸、およびこれらの混合物からなる群から選択される酸性化剤またはポリカルボン酸を含む。一部の実施形態において、添加剤は、クエン酸、グルコノラクトン、グルタミン酸N,N-ジ酢酸、酒石酸、タルトロン酸、グルコン酸、コハク酸、イタコン酸、酢酸、マロン酸、リンゴ酸、1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸、およびこれらの混合物からなる群から選択される酸性化剤またはポリカルボン酸を含む。一部の実施形態において、添加剤はクエン酸およびグルコノラクトンを含む。
一部の実施形態において、添加剤の濃度は約0.1重量%~約15重量%である。一部の実施形態において、添加剤の濃度は、約0.1%、約0.2%、約0.3%、約0.4%、約0.5%、約0.6%、約0.7%、約0.8%、約0.9%、約1%、約1.25%、約1.5%、約1.75%、約2%、約2.25%、約2.5%、約2.75%、約3%、約3.25%、約3.5%、約3.75%、約4%、約4.25%、約4.5%、約4.75%、約5%、約5.25%、約5.5%、約5.75%、約6%、約6.25%、約6.5%、約6.75%、約7%、約7.25%、約7.5%、約7.75%、約8%、約8.25%、約8.5%、約8.75%、約9%、約9.25%、約9.5%、約9.75%、約10%、約10.25%、約10.5%、約10.75%、約11%、約11.25%、約11.5%、約11.75%、約12%、約12.25%、約12.5%、約12.75%、約13%、約13.25%、約13.5%、約13.75%、約14%、約14.25%、約14.5%、約14.75%、および約15重量%からなる群から選択される。一部の実施形態において、添加剤の濃度は約0.1重量%~約10重量%である。一部の実施形態において、添加剤の濃度は約0.1重量%~約8重量%である。一部の実施形態において、添加剤の濃度は約0.1重量%~約5重量%である。一部の実施形態において、添加剤の濃度は約2重量%である。一部の実施形態において、各添加剤の濃度は約2重量%である。
本明細書に開示されている方法の一部の実施形態において、混合物はさらに溶媒を含む。一部の実施形態において、溶媒は、ジメチルスルホキシド、水、アセトン、緩衝剤、またはこれらの混合物を含む。一部の実施形態において、溶媒は温和である。一部の実施形態において、溶媒は有機溶媒ではない。一部の実施形態において、溶媒は水を含む。一部の実施形態において、溶媒は水である。
一部の実施形態において、ケラチン含有物質上でのチオール-マイケル付加グラフト化反応は水中で、有機溶媒中でのグラフト化と比較してより速く、より良好な全変換率で進行する。この挙動は「水上」として知られるタイプの二相反応と一致している。ある種の有機反応は、有機の反応物質が水性相に不溶であっても水上で最適に進む。
いかなる理論にも縛られることなく、この現象は、求電子試薬および求核試薬の両方を水素結合によって活性化するという水の能力から生じ得る。一部の実施形態において、チオール-マイケルシステムにおける水上活性化に対して提案された機構が図3に示されている。
一部の実施形態において、混合物はエマルションである。一部の実施形態において、混合物はさらに界面活性剤を含む。
ケラチン含有物質の代表的な特性
一部の実施形態において、ケラチン含有物質は、1以上のストレスに応じてダメージを受ける。一部の実施形態において、1以上のストレスは、洗浄、乾燥、ブラッシング、櫛梳き、マッサージ、スタイリング、漂白、染色、日光曝露、および熱処理からなる群から選択される。
別の態様において、本開示は、ケラチン含有物質の疎水性が改善される、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)ケラチン含有物質試料に一定期間、還元剤を含む混合物を適用するステップであり、ケラチン含有物質試料が複数の遊離チオール基を含む、ステップと、
iii)モノマーをケラチン含有物質試料に適用することにより、遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含み、これによりケラチン含有物質の疎水性を改善する、方法を提供する。
別の態様において、本開示は、ケラチン含有物質の疎水性が改善される、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)ケラチン含有物質試料にある期間還元剤および触媒を含む混合物を適用するステップであり、ケラチン含有物質試料が複数の遊離チオール基を含む、ステップと、
iii)モノマーをケラチン含有物質試料に適用することにより、遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含み、これによりケラチン含有物質の疎水性を改善する、方法を提供する。
別の態様において、本開示は、ケラチン含有物質の疎水性が改善される、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)ケラチン含有物質試料にある期間還元剤およびモノマーを含む混合物を適用することにより、モノマーと反応して遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成する複数の遊離チオール基を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含み、これによりケラチン含有物質の疎水性を改善する、方法を提供する。
一部の実施形態において、前進水接触角は約70°より大きい。一部の実施形態において、前進水接触角は約80°より大きい。一部の実施形態において、前進水接触角は約90°より大きい。一部の実施形態において、前進水接触角は約100°より大きい。
一部の実施形態において、前進水接触角は、約70°、約71°、約72°、約73°、約74°、約75°、約76°、約77°、約78°、約79°、約80°、約81°、約82°、約83°、約84°、約85°、約86°、約87°、約88°、約89°、約90°、約91°、約92°、約93°、約94°、約95°、約96°、約97°、約98°、約99°、約100°、約101°、約102°、約103°、約104°、約105°、約106°、約107°、約108°、約109、および約110°からなる群から選択される。一部の実施形態において、前進水接触角は約100°である。
別の態様において、本開示は、ケラチン含有物質の破断点伸びが改善される、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)還元剤を含む混合物を一定期間、ケラチン含有物質試料に適用するステップであり、ケラチン含有物質試料が複数の遊離チオール基を含む、ステップと、
iii)モノマーをケラチン含有物質試料に適用することにより、遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含み、これによりケラチン含有物質の破断点伸びを改善する、方法を提供する。
別の態様において、本開示は、ケラチン含有物質の破断点伸びが改善される、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)還元剤および触媒を含む混合物を一定期間、ケラチン含有物質試料に適用するステップであり、ケラチン含有物質試料が複数の遊離チオール基を含む、ステップと、
iii)モノマーをケラチン含有物質試料に適用することにより、遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含み、これによりケラチン含有物質の破断点伸びを改善する、方法を提供する。
別の態様において、本開示は、ケラチン含有物質の破断点伸びが改善される、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)還元剤およびモノマーを含む混合物を一定期間、ケラチン含有物質試料に適用することにより、モノマーと反応して遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成する複数の遊離チオール基を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含み、これによりケラチン含有物質の破断点伸びを改善する、方法を提供する。
一部の実施形態において、ケラチン含有物質の破断点伸びはケラチン含有物質の強度を評価するのに使用される。より強い材料はより多くのストレスおよび歪みに耐えることができる。より強い材料は破断する前にさらに伸ばされることができる。
別の態様において、本開示は、ケラチン含有物質のヤング率が改善される、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)還元剤を含む混合物を一定期間、ケラチン含有物質試料に適用するステップであり、ケラチン含有物質試料が複数の遊離チオール基を含む、ステップと、
iii)モノマーをケラチン含有物質試料に適用することにより、遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含み、これによりケラチン含有物質のヤング率を改善する、方法を提供する。
別の態様において、本開示は、ケラチン含有物質のヤング率が改善される、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)還元剤および触媒を含む混合物を一定期間、ケラチン含有物質試料に適用するステップであり、ケラチン含有物質試料が複数の遊離チオール基を含む、ステップと、
iii)モノマーをケラチン含有物質試料に適用することにより、遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含み、これによりケラチン含有物質のヤング率を改善する、方法を提供する。
別の態様において、本開示は、ケラチン含有物質のヤング率が改善される、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)還元剤およびモノマーを含む混合物を一定期間、ケラチン含有物質試料に適用することにより、モノマーと反応して遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成する複数の遊離チオール基を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含み、これによりケラチン含有物質のヤング率を改善する、方法を提供する。
別の態様において、本開示は、ケラチン含有物質の極限引張強さが改善される、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)ケラチン含有物質試料にある期間還元剤を含む混合物を適用するステップであり、ケラチン含有物質試料が複数の遊離チオール基を含む、ステップと、
iii)モノマーをケラチン含有物質試料に適用することにより、遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含み、これによりケラチン含有物質の極限引張強さを改善する、方法を提供する。
別の態様において、本開示は、ケラチン含有物質の極限引張強さが改善される、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)ケラチン含有物質試料にある期間還元剤および触媒を含む混合物を適用するステップであり、ケラチン含有物質試料が複数の遊離チオール基を含む、ステップと、
iii)モノマーをケラチン含有物質試料に適用することにより、遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含み、これによりケラチン含有物質の極限引張強さを改善する、方法を提供する。
別の態様において、本開示は、ケラチン含有物質の極限引張強さが改善される、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)ケラチン含有物質試料にある期間還元剤およびモノマーを含む混合物を適用することにより、モノマーと反応して遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成する複数の遊離チオール基を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含み、これによりケラチン含有物質の極限引張強さを改善する、方法を提供する。
一部の実施形態において、ケラチン含有物質の極限引張強さは、ケラチン含有物質の構造的完全性を評価するのに使用される。極限引張強さは、材料を伸ばす傾向がある荷重に耐える材料の能力である。
別の態様において、本開示は、ケラチン含有物質のタンパク質の損失値が改善される、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)ケラチン含有物質試料にある期間還元剤を含む混合物を適用するステップであり、ケラチン含有物質試料が複数の遊離チオール基を含む、ステップと、
iii)モノマーをケラチン含有物質試料に適用することにより、遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含み、これによりケラチン含有物質のタンパク質の損失値を改善する、方法を提供する。
別の態様において、本開示は、ケラチン含有物質のタンパク質の損失値が改善される、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)ケラチン含有物質試料にある期間還元剤および触媒を含む混合物を適用するステップであり、ケラチン含有物質試料が複数の遊離チオール基を含む、ステップと、
iii)モノマーをケラチン含有物質試料に適用することにより、遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含み、これによりケラチン含有物質のタンパク質の損失値を改善する、方法を提供する。
別の態様において、本開示は、ケラチン含有物質のタンパク質の損失値が改善される、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)ケラチン含有物質試料にある期間還元剤およびモノマーを含む混合物を適用することにより、モノマーと反応して遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成する複数の遊離チオール基を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含み、これによりケラチン含有物質のタンパク質の損失値を改善する、方法を提供する。
一部の実施形態において、ケラチン含有物質のタンパク質の損失値は、ケラチン含有物質の強度および構造的完全性を評価するのに使用される。例えば、漂白、パーマ、またはストレートニングのような化学的処理の後、ケラチン含有物質はダメージを受け、その結果より高いタンパク質の損失を示す。より高いタンパク質の損失値はより多くのダメージおよびより小さい構造的完全性と関連付けられる。
別の態様において、本開示は、ケラチン含有物質の変性温度が改善される、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)還元剤を含む混合物をある期間ケラチン含有物質試料に適用するステップであり、ケラチン含有物質試料が複数の遊離チオール基を含む、ステップと、
iii)モノマーをケラチン含有物質試料に適用することにより、遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含み、これによりケラチン含有物質の変性温度を改善する、方法を提供する。
別の態様において、本開示は、ケラチン含有物質の変性温度が改善される、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)還元剤および触媒を含む混合物をある期間ケラチン含有物質試料に適用するステップであり、ケラチン含有物質試料が複数の遊離チオール基を含む、ステップと、
iii)モノマーをケラチン含有物質試料に適用することにより、遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと、
を含み、これによりケラチン含有物質の変性温度を改善する、方法を提供する。
別の態様において、本開示は、ケラチン含有物質の変性温度が改善される、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)還元剤およびモノマーを含む混合物をある期間ケラチン含有物質試料に適用することにより、モノマーと反応して遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成する複数の遊離チオール基を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと、
を含み、これによりケラチン含有物質の変性温度を改善する、方法を提供する。
一部の実施形態において、ケラチン含有物質の変性温度は、ケラチン含有物質の強度および構造的完全性を評価するのに使用される。例えば、漂白、パーマ、またはストレートニングのような化学的処理の後、ケラチン含有物質はダメージを受ける。ダメージを受けたケラチン含有物質は低下した変性温度と関連付けられる。
本明細書に開示されている方法の一部の実施形態において、処理されたケラチン含有物質は官能評価により評価される。一部の実施形態において、官能評価は盲検である。一部の実施形態において、官能評価の結果は、なし、適度にコンディショニングされた、または非常に商品的(product-y)と分類される。一部の実施形態において、実質的なグラフト化効率は非常に商品的との官能評価結果と相互に関連する。
一部の実施形態において、処理されたケラチン含有物質はバージンのケラチン含有物質とよく似ている。一部の実施形態において、処理されたケラチン含有物質はバージンのケラチン含有物質と類似の特性を有する。
一部の実施形態において、ケラチン含有物質の処理は洗浄耐性の機能(すなわち疎水性の)層を提供する。
一部の実施形態において、処理されたケラチン含有物質は被処理毛髪である。一部の実施形態において、被処理毛髪はバージン毛髪の18-MEAコンディショニング層とよく似ている。一部の実施形態において、被処理毛髪上のモノマーは疎水性の「健康な毛髪」層を再度インストールする。
一部の実施形態において、毛髪処理は洗浄耐性の機能性(すなわち疎水性)層を提供する。一部の実施形態において、被処理毛髪は改善されたアラインメントを有する。一部の実施形態において、被処理毛髪は長続きする滑らかさを有する。一部の実施形態において、被処理毛髪は改善された光沢を有する。例えば、毛髪の健康は、破断点伸び、ヤング率、極限引張強さ、タンパク質の損失値、および変性温度の1つ以上に基づいて評価されることができる。
一部の実施形態において、処理されたケラチン含有物質は処理された爪である。一部の実施形態において、爪は指の爪または足指の爪である。一部の実施形態において、処理された爪はバージンまたは新しい爪とよく似ている。一部の実施形態において、処理された爪は柔軟性を改善する。一部の実施形態において、処理された爪はもろさが少ない。例えば、もろさは、破断点伸び、ヤング率、極限引張強さ、タンパク質の損失値、および変性温度のうち1つ以上に基づいて評価されることができる。
代表的なキット
本開示の一態様は、還元剤を含む還元性組成物;モノマーを含むモノマー組成物;および使用説明書を含むキットを提供する。
一部の実施形態において、還元性組成物は還元剤;および溶媒を含む。
一部の実施形態において、モノマー組成物はモノマー;および溶媒を含む。
一部の実施形態において、溶媒は、ジメチルスルホキシド、水、アセトン、緩衝剤、またはこれらの混合物を含む。一部の実施形態において、溶媒は水を含む。一部の実施形態において、溶媒は水である。
本開示の別の態様は、還元剤および触媒を含む混合物;モノマーを含むモノマー組成物;ならびに使用説明書を含むキットを提供する。
本開示の別の態様は、還元剤およびモノマーを含む混合物;ならびに使用説明書を含むキットを提供する。
本明細書に開示されているキットの一部の実施形態において、還元剤は約0.1重量%~約15重量%の濃度である。
本明細書に開示されているキットの一部の実施形態において、モノマーは、アクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される。
本発明は、一般的に記載されているが、単に本発明の幾つかの態様および実施形態の説明の目的で含まれており、本発明を制限する意図のない以下の記載を参照することによってより容易に理解されよう。
実施例1
毛髪還元
毛髪ケラチンのジスルフィド結合を遊離チオールに変換するために毛髪繊維は還元剤に曝露され、反応しなければならない。この還元プロセスはパーマネントウェービングとの関連でよく研究されて来ているが17-19、最小のダメージで毛髪を還元するための条件はいまだ見出されていない。毛髪繊維全体にわたる還元はチオグリコール酸アンモニウム(ATG)を用いて達成されており、表2は毛髪のダメージを最小にしつつ充分なチオール含量を提供するように調節されたATG還元パラメーターを示す。類似の情報は、毛髪の表面でのみ活性な還元剤であるL-システインについて表3に示されている。
Figure 0007330965000002
Figure 0007330965000003
Ellman法
ジスルフィド結合の遊離チオールへの還元は、チオールの誘導体化およびそれに続く分光法からなるEllman法でモニターした20。まず最初に、既知の濃度の分子5,5’-ジチオビス(2-ニトロ安息香酸)(DTNB、Ellman試薬)を溶液中で毛髪繊維と共に撹拌した。DTNBはチオールと反応して混合ジスルフィドとUV-活性なTNB部分の等モル混合物を形成し(図4)、これを次いでUV-VIS分光法で検出し、L-システイン標準を用いて得られた較正曲線と比較した。TNB強度を407nmで定量化した。この方法により、毛髪上に存在する遊離チオールのμmol/mg定量化が可能になった。
またこの方法により、他のケラチン含有物質上に存在する遊離チオールのμl/mg定量化も可能になった。
還元剤の濃度
ATGの濃度が低下するにつれて、ジスルフィド結合の遊離チオールへの変換が増大した(表4)。実験は9.5のpHおよび10:1の浴比(混合物対毛髪試料の重量比)で15分行われた。したがって、5重量%がグラフト化するためのATGの好ましい濃度であった。
Figure 0007330965000004
浴比
繊維工業で「浴比」として知られている還元性溶液対毛髪繊維の重量比は重要なパラメーターであることが判明している。浴比が低下するにつれて、還元後の遊離チオール含量は増大した(表5)。実験は9.5のpHで5重量%のATGを用いて15分行われた。この効果は、ATGが大過剰であるジスルフィド結合還元の擬一次性に起因すると思われた。したがって、ジスルフィド結合破断の速度は、ジスルフィド結合濃度が有効に増大するにつれて上昇した(式1)9,17。視覚的に観察された毛髪繊維ダメージのレベルはより低い浴比でより少なかった(図5)。言い換えると、浴比が増大すると共に繊維はより多くの目に見えるダメージを示す。これら2つの理由から、研究された比の範囲のうちグラフト化に好ましい浴比は5:1であった。
Figure 0007330965000005
Figure 0007330965000006
還元時間
還元ステップのタイミングは、ダメージを与える還元性溶液に必要以上に長く毛髪をさらすことなくジスルフィド結合の遊離チオールへの充分な変換率を生じるように変えられた。還元プロセスの動態研究は、15分が最大の毛髪還元を達成するのに充分であることを示した(図6)。実験は、9.5のpHで5重量%のATGを用いて5:1の浴比で行われた。Ellman法により決定される最大のチオール含量はアミノ酸分析を用いて得られたもの約800μmol/毛髪gよりずっと低いことに注意されたい。Ellman法を用いた測定は、おそらくはその比較的大きい分子の大きさのため、主に毛髪表面に限定された可能性がある。
N-エチルマレイミドアッセイ
N-エチルマレイミド(NEM)は、pH6.5~7.5でチオール基と特異的に反応して安定なチオエーテル基を形成する別の試薬である(図7)。NEMはそのUV-visスペクトルの300nmに特徴的な吸収ピークを有するので、反応は300nmの吸収の低下によりモニターされた。Ellman試薬と比較してNEMはずっと小さい分子であり、したがってキューティクルを通って皮質領域内に浸透することができる。NEMアッセイは毛髪試料のチオール含量のバルク測定を提供するであろうと期待された。典型的な実験において、既知濃度のNEMが0.1Mリン酸、0.15M塩化ナトリウムを含有するpH7.2のリン酸緩衝生理食塩水(PBS)溶液中で毛髪繊維と混合された。NEM濃度の低下のレベルが、毛髪上の遊離チオール含量を定量するのに使用された。
実験が9.5のpHで5重量%のATGを用いて5:1の浴比で行われたとき、チオール含量はNEMアッセイにより600~800μmol/毛髪gの範囲で決定された。この結果はアミノ酸分析を用いて得られた結果と非常に類似していた。結果は、NEMアッセイが毛髪試料中のチオール定量化のためのバルク測定法として使用されることができ、一方Ellman法は表面のチオール含量測定により有用であったことを示唆している。
この方法はまた、他のケラチン含有物質上に存在する遊離チオールのμmol/mg定量化も可能にする。
実施例2
毛髪へのモノマーのグラフト化
ラジカルチオール-エングラフト化
合成手順
モノマーの共有結合のための1つの可能な経路は、UV光で照射されたときエン官能性モノマーがチオール官能基から重合させられるラジカルチオール-エングラフト化プロセスである。365nm光および開始剤2,2’-ジエトキシアセトフェノン(DEAP)がアセトンまたはエタノール中で還元された毛髪の表面チオールからアクリレートおよびビニルエーテルのグラフト化を開始するために使用された(図8)。
疎水性モノマー選択
様々な疎水性のアクリレート、ビニルエーテル、およびビニルシランが研究された(表6、図9)。モノマーが還元した毛束にグラフト化され、その後フーリエ変換赤外(FTIR)分光法および官能評価を用いて評価される、代表的な構造活性試験が行われた。
チオール-マイケルグラフト化
合成手順
小分子エン(オレフィン含有小分子)のチオール-マイケル付加も、小分子の毛髪への共有結合のためのグラフト化経路として使用されている。いかなる理論にも縛られることなく、開始剤(触媒)に基づいて、反応は2つの経路、すなわち求核開始および塩基触媒作用の一方、または両方を介して進行することができるであろうと提案される21。塩基により触媒される経路および求核試薬により開始される経路の両方を経ることができるアミンをベースとする触媒ならびに主として求核開始を担う第三級ホスフィンをベースとする触媒の異なる開始剤を用いて両方の反応経路が研究された21。すべてのチオール-マイケル付加反応研究に対して、アクリル酸ヘキシルおよびN-エチルマレイミド(NEM)分子がモデルモノマーとして使用され、ジメチルスルホキシド(DMSO)、アセトン、水、またはこれらの混合物が溶媒系として使用された。反応効率を決定付ける重要なパラメーター、例えばモノマー対チオール比、溶媒の選択、触媒濃度、および浴比が最適化された。
求核試薬により触媒されるチオール-マイケルグラフト化(ホスフィン触媒)
チオール-マイケル反応は、塩基または求核試薬触媒の存在下でチオールと活性化された(電子求引性の)エンとの間で起こり得る付加機構である。求核反応は一般にホスフィン触媒、または第一級もしくは第二級アミンにより媒介される22
求核試薬により開始されるチオール-マイケル付加反応は、第三級ホスフィンを触媒として、アクリル酸ヘキシルをモデルモノマーとして用いて研究された。いかなる理論にも縛られることなく、図10に提案されているように、反応はモノマーの二重結合への触媒の求核攻撃で始まり、その結果塩基性のカルボアニオンが生成し、これがさらに遊離チオールと反応して望ましいチオラートアニオンを形成する。付加ステップにおいて、チオラートアニオンはモノマーの別の分子と反応してアニオン形態の生成物を生じ、これがさらに別の遊離チオールの存在下で脱プロトン化を受ける。結果として、最終生成物および別のチオラートアニオンが形成される。新たに形成されたチオラートアニオンは次いで上記の同じ連鎖移動過程を経て非常に速い反応速度を引き起こす21
好ましいグラフト化パラメーター
好ましいグラフト化条件を達成するために各々の系に対して変化させられた4つの主要なパラメーターがある。表7は、第三級ホスフィン触媒の存在下でアクリル酸ヘキシルでグラフト化するための好ましいパラメーターを示している。
Figure 0007330965000007
浴比
還元プロセスと同様に、グラフト化プロセスにおける「浴比」とは全グラフト化溶液対毛髪繊維の重量比を指す。グラフト化の場合、毛束全体を飽和させるのにちょうど十分な液体が供給されることが重要であった。いかなる追加の液も、還元系の毛髪チオールの濃度を薄めるのに役立つだけであった。20:1~5:1の浴比が研究された。平衡は5:1の好ましいグラフト化浴比で見られた。
モノマー対チオール比
反応効率は、いろいろなモノマー対チオール比で研究された。各々の実験条件に対して、触媒濃度はモノマー濃度に関して30mol%で一定に保たれた。NEMアッセイから得られた実験に基づくデータに基づいて、還元された毛髪試料の遊離チオール濃度は800μmol遊離チオール/毛髪gと仮定された。すべてのさらなるモノマー対チオール比の計算はこの仮定に基づいて行われた。
1:1~10:1の広い範囲のモノマー対チオール比が検討された。第1のシリーズの実験から、5:1のモノマー対チオール比において、毛髪上のアクリル酸ヘキシルのカルボニル基の存在に対応する最も強いピーク(約1730cm-1)がカルボニルピーク領域のFTIRスペクトルに生じたことがわかった。加えて、FTIRのアルキルピーク領域(およそ3000~2800cm-1)も5:1の比に対して最も強い信号を示した(図11)。第三級ホスフィン触媒はアクリレートに関して30mol%の濃度で一定に保たれた。示されているすべてのスペクトルはラウレス硫酸ナトリウム(SLES)で徹底的に洗浄した後の毛束のものである。
次の組の実験においては、毛髪上のチオール基に関するモノマー濃度の効果を真に研究するために、すべての条件に対して触媒濃度を一定に保ったまま、より低い5:1未満のモノマー対チオール比が使用された。図12に見られるように、1:1、2.5:1、および5:1のリピートのモノマー対チオール比が研究された。好ましいモノマー対チオール比は2.5:1であると判明した。アルキルピーク領域(約3000~2800cm-1)およびカルボニルピーク領域(約1730cm-1)の両方が2.5:1:1のモノマー対チオール対触媒比に対して最も強いピーク強度を示した。示されているすべてのスペクトルは徹底的なSLES洗浄の後の毛束のものである。
触媒濃度
一旦好ましいモノマー対チオール比が確認されたら、触媒濃度の効果が研究された。先の結果は2.5:1のモノマー対チオール比が好ましいことを示した。研究においては、40mol%の第三級ホスフィン触媒が使用された。好ましい2.5:1のモノマー対チオール比に対してアクリレート濃度に関して20mol%~50mol%の触媒濃度をカバーするために系統的な研究が行われた。アクリレートに関して40mol%および50mol%の触媒濃度に対応する2.5:1:1および2.5:1:1.25のモノマー対チオール対触媒比で、FTIRスペクトルのカルボニルピーク領域(約1730cm-1)に最も強いピークを生じた(図13)ことが見出された。示されているすべてのスペクトルは徹底的なSLES洗浄後の毛束のものである。50mol%の高い触媒濃度を用いる有意な利点は観察されなかったので、触媒濃度は以下の実験に対して40mol%に固定された。
溶媒系
すべての初期実験において、ジメチルスルホキシド(DMSO)が唯一の溶媒として使用された。しかし、DMSOの生体系への潜在的な高い浸透速度のため、実験は他のより温和な溶媒を試験するために始められた。出発点として、DMSOが水と様々な重量比で混合された混合溶媒系が研究された。DMSOを溶媒として用いて見出された好ましいグラフト化条件(2.5:1:1のモノマー対チオール対触媒比)で、水がDMSOの50%、75%、90%、および100%を取り替えるために導入された。
図14からわかるように、水がDMSOと90%取り替わった混合溶媒系はDMSOのみまたは水のみの溶媒系をしのぐ最良の結果を示した。理論に縛られることなく、この結果は、毛髪上の反応性のチオール基への試薬の高度に濃縮され局在化された送達の結果であると考えられ得る。スペクトルのカルボニルピーク領域(約1730cm-1)およびアルキルピーク領域(約3000~2800cm-1)は90%HO-10%DMSO濃度で混合DMSO/HO溶媒系を用いるシステムに対して最も強いピーク強度を示した。示されているすべてのスペクトルは徹底的なSLES洗浄後の毛束のものである。
アクリル酸ヘキシルのモデルモノマーは第三級ホスフィンを開始剤として用いたチオール-マイケル付加により毛髪のチオール基にうまくグラフト化された。パラメーターを系統的に変化させた後、好ましい条件は、FTIRスペクトルに基づいて効率的なグラフト化を生じ、2.5:1のモノマー対チオール比、モノマー濃度に関して40mol%の触媒濃度、5:1の浴比、ならびに90%HOおよび10%DMSOの濃度のHO/DMSO溶媒系を含んでいた。ホスフィン触媒は非常に反応性であることが見出された。HO/DMSO溶媒系において、反応は1時間で完了した。
求核試薬および塩基により触媒されるチオール-マイケルグラフト化(アミン触媒)
チオール-マイケルグラフト化はまたアミン触媒によっても媒介され得、これはアミンの構造に応じて塩基および求核経路の組合せによって進行し得る。いかなる理論にも縛られることなく、第一級および第二級アミンは一般的に両方の機構を通って進行すると仮定され、一方第三級アミンは塩基触媒としてのみ役立つことが提案されている21。いかなる理論にも縛られることなく、図15は塩基により媒介される経路に対して提案された機構を示しており、チオラートアニオンを形成するための塩基によるチオールの脱プロトン化で始まる21。成長はチオラートアニオンの活性化されたカルボニルへのβ-付加によって起こり、その後プロトン化された塩基からのプロトン移動でチオール-マイケル付加物を生じる。
好ましいグラフト化パラメーター
好ましいグラフト化条件を達成するためにアミンにより触媒されるシステムに対して変化させた4つの主要なパラメーターがある。表8は第二級アミン触媒の存在下でアクリル酸ヘキシルでグラフト化するための好ましいパラメーターを示した。
Figure 0007330965000008
表9は、代表的な実施形態に対する還元後の毛髪チオールへのモノマーのグラフト化に好ましいパラメーターを示した。
Figure 0007330965000009
浴比
開示された還元プロセスおよびホスフィンにより媒介されるグラフト化プロセスと同様に、第二級アミングラフト化システムに対して、5:1の浴比が濃縮された活性による総毛髪飽和を確実にするのに好ましいことが見出された。
触媒
触媒濃度の効果も研究された。研究において、モノマーに関して第二級アミン触媒DNPAのmol%が30mol%、60mol%、および90mol%の値で研究された。
この系統的な研究において、1:1のモノマー対チオール比で、カルボニルピーク強度は使用された触媒の量によって感知できるほどには変わらないことがわかった(図16)。カルボニルピーク領域(約1730cm-1)は適度の用量反応を示した。触媒のmol%が増大するにつれて、ピーク強度は少し増大した。示されているすべてのスペクトルは徹底的なSLES洗浄後の毛束のものである。したがって、追加の研究は30mol%の触媒濃度を用いて行われた。
モノマー対チオール比
反応効率がいろいろなモノマー対チオール比で研究された。各々の実験条件に対して、触媒濃度はモノマー濃度に関して30mol%で一定に保たれた。NEMアッセイで得られた実験に基づくデータに基づいて、還元された毛髪試料の遊離チオール濃度は800μmol遊離チオール/毛髪gであると仮定された。すべてのさらなるモノマー対チオール比の計算はこの仮定に基づいて行われた。
1:1~30:1の広い範囲のモノマー対チオール比が研究された。このシリーズの実験から、10:1の比に対するカルボニルピークの強度は30:1の比に対して観察されたピークと等しく強いことが見出された(図17)。
溶媒系
ジメチルスルホキシド(DMSO)は効率的なチオール-マイケル付加反応を容易にすることが知られているのですべての初期実験で溶媒として使用された23。しかし、DMSOの生体系への浸透の潜在的な高い速度のため、実験は他の溶媒を試験するために開始された。
実験は、第二級アミン触媒を用いて毛髪にアクリル酸ヘキシルをグラフト化するための溶媒または共溶媒としての水の効果を研究するために行われた。ここで、アクリル酸ヘキシルが、50wt%~100wt%濃度で水を含有する様々な溶媒組成物中において1:10:3のチオール対モノマー対触媒比で毛髪にグラフト化された。図18は、一般に、溶媒混合物中の水の割合が増大するにつれて、カルボニルピーク強度も増大したことを示した。
カルボニルピーク強度は溶媒混合物中の水の量と共に増大する傾向があったが、各々の試料内で観察されたピークはDMSO中で完全にグラフト化するときに観察されたカルボニルピークと比較してより不均一であったことは注目すべき価値があった。いかなる理論にも縛られることなく、水中での有機材料(モノマー、触媒、任意選択のDMSO)のミセル形成は毛髪に対して幾らか濃縮された領域で著しいグラフト化を生じたが、他ではそうでなかったと仮定された。
マレイミドのチオール-マイケルグラフト化(触媒なし)
アクリレートと比較して、マレイミドはその極めて電子不足のエン基のため反応性がずっと高い21。この研究で、すべてのマレイミドグラフト化実験は触媒を含まないPBS溶液(0.1Mリン酸および0.15M塩化ナトリウム、pH7.2)中で行われた。浴比、モノマー対チオール比、および反応時間を含めて主要なパラメーターは好ましいグラフト化条件を達成するように変化させられた。表10はNEMでグラフト化するのに好ましいパラメーターを示す。
Figure 0007330965000010
浴比
開示されているアクリル酸ヘキシルグラフト化システムと同様に、5:1の浴比が濃縮された活性による総毛髪飽和を確実にするのに好ましいことが見出された。
モノマー対チオール比
グラフト化効率がいろいろなNEM対チオール比で評価された。すべての実験は5:1の好ましい浴比で1時間行われた。NEMでグラフト化されたチオールの量は実施例1に記載されたNEMアッセイを用いて決定された。表11はチオールの最大量が1.5:1のNEM対チオール比で消費されたことを示しており、この条件下で最大のNEMグラフト化を示唆している。
Figure 0007330965000011
反応時間
好ましい反応時間を決定するためにいろいろな反応時間も研究された。図19は2時間のNEMグラフト化プロセスの経過中に消費されたチオールの量を示す。最初の30分以内に、最大量のグラフト化が既に達成されていた。これらの結果は明らかに、有意なグラフト化を達成するのに最小1時間の反応時間を通常必要とするアクリル酸ヘキシルと比較してNEMの高い反応性を立証した。
他のマレイミドでのグラフト化
さらに他のマレイミドを研究するために、一連のスクシンイミジル-[(N-マレイミドプロピオンアミド)-ジエチレングリコール]エステル(NHS-PEG-マレイミド)が取得された。これらは各々が同じヘテロ二機能性構造を有するが、別々のエチレングリコール単位数が異なる(n=2、6、12、24)。この場合、毛髪上のチオール基と反応するマレイミド基に加えて、N-ヒドロキシスクシンイミドエステル(NHS)基もまた毛髪上のアミン基と反応してグラフト化効率をさらに高めることができる。予備的なスクリーニング研究はすべてのNHS-PEG-マレイミドがうまくグラフト化され、そのFTIRスペクトルの突出した特徴的なピークにより確認されたことを示した(図20Aおよび20B)。
同時に起こる還元およびグラフト化
同時に起こる還元およびグラフト化の「1ステッププロセス」も、分子の毛髪への共有結合のためのより効果的な方法として開発された。この方法は処理時間を顕著に低減し、全体の毛髪ダメージを低減する利益を有する。チオグリコール酸アンモニウム(ATG)、L-システイン、およびグルタチオンを含む還元性溶液が溶媒媒体として研究された。ジ-n-プロピルアミン(DNPA)の使用に対する規制限度のため、第三級アミンのトリエチルアミンも代わりの触媒として研究された。アクリル酸ヘキシルがモデルモノマーとして使用されたが、それでも他のアクリレート化モノマーを用いて同時グラフト化も立証された。モノマー対チオール比、還元性媒体の選択、還元剤濃度、および触媒濃度のような重要なパラメーターが変化させられた。
好ましいグラフト化パラメーター
同時グラフト化に特有のグラフト化パラメーターは5つの異なるパラメーターを含んでいた。すべての研究に対する浴比は5:1に設定された。これが2ステップグラフト化に基づいて最も高いグラフト化効率を生じたからである。表12は第三級アミン触媒の存在下でアクリル酸ヘキシルによりグラフト化するための好ましいパラメーターを示した。
Figure 0007330965000012
表13は代表的な実施形態に対するモノマーの毛髪チオールへの同時に起こる還元およびグラフト化のための好ましいパラメーターを示した。
Figure 0007330965000013
還元剤の種類
2ステップグラフト化と1ステップ同時グラフト化との最も重要な違いはグラフト化の溶媒系としての還元剤溶液の使用である。以前は、本明細書に開示されている2ステップ還元グラフト化において、水、有機溶媒、またはこれらの混合物が溶媒系として使用された。同時グラフト化のためのストック還元剤溶液は水中において5wt%濃度で調製された。3つの異なる還元剤がこの研究で検討された:チオグリコール酸アンモニウム(ATG)、L-システイン、およびグルタチオン。ジ-n-プロピルアミンのアミン触媒を用いた2ステップグラフト化プロセスからの先の結果は、好ましいモノマー対チオール比がモノマーに関して30mol%の触媒で10:1であったことを示した。それ故、本明細書中のすべての実験は同一の条件で行われた。図21は、混合物全体に関して3.5wt%の濃度のATGまたはL-システインの存在下の同時に起こる還元およびグラフト化の1ステッププロセスは、1時間の反応後、1730cm-1付近の強い突出したカルボニルピークが両方の条件に対して観察された同様なグラフト化が生じたことを示している。これらのピークは両方の溶液に対して実質的なグラフト化効率を示した。示されているすべてのスペクトルは徹底的なSLES洗浄後の毛束のものである。
還元剤濃度
0.5wt%~3.5wt%の広い範囲の濃度の還元剤ATGが研究された。研究において、モノマー対チオール比は10:1に保たれ、触媒濃度はモノマーに関して30mol%のDNPAに保たれた。明らかな正の用量反応が増大する濃度のATGで観察され、より高いグラフト化効率を示した(図22)。示されているすべてのスペクトルは徹底的なSLES洗浄の後の毛束のものである。3.5wt%のATGで1730cm-1付近に最も強いカルボニルピークが生じたが、突出したピークは1.5wt%および2.5wt%のATG濃度が使用されたときも観察された。これは、より低い好ましいATG濃度が全体の毛髪ダメージを軽減するのに使用され得ることを示していた。
モノマー対チオール比
10:1のモノマー対チオール比は高いグラフト化効率を生じることが見出されたので0.5:1~10:1の範囲の比が研究された。ここで触媒濃度はモノマーに関して30mol%に保たれた。図23Aおよび23Bは、30分の同時グラフト化の後得られたモノマー対チオール比の増大と共に明らかな正の用量反応を示す。
触媒の選択
第二級アミン触媒のジ-n-プロピルアミン(DNPA)は2ステップの還元およびグラフト化プロセスにおける先導触媒として以前に特定された。また、DNPAは1ステップの同時に起こる還元およびグラフト化プロセスにおいて使用されることができることも立証され、高いグラフト化効率を生じた。しかし、パーソナルケアにDNPA触媒を使用することの規制および安全性の制約により、第三級アミンのトリエチルアミン(TEA)が研究された。TEAはモノマーに関して30mol%で加えられ、モノマー対チオール比は10:1に保たれた。
TEAが触媒として、ATG還元性溶液が溶媒媒体として用いられたアクリル酸ヘキシルによる15分、30分、および1時間の同時グラフト化後の毛束のFTIRスペクトル。示されているすべてのスペクトルは徹底的なSLES洗浄後の毛束のものである。1730cm-1付近の強いカルボニルピーク強度がたった15分の同時グラフト化後に観察された。反応は時間と共にさらに進行するように見え、1時間後より強いピーク強度を示した(図24)。15分というかかる短時間の同時に起こる還元およびグラフト化は、伝統的な化学(2-ステッププロセス:15分の還元および1時間までのグラフト化)と対照的にグラフト化プロセスにおける利点であろう。また、かかるグラフト化の時間枠は、ここで観察された反応動力学に基づいて、望ましいレベルのグラフト化を達成するために最適化されることができよう。
第三級アミンは第二級アミンより遅い反応速度と相互に関連することが文献から公知であるので、触媒として第三級アミンを用いて達成された効率は予想外であった。図25に見ることができるように、ずっと高いグラフト化効率が同時グラフト化においてTEAにより開始された反応で達成された(図25)。いかなる理論にも縛られることなく、同時グラフト化が起こる特有の塩基性条件が、トリエチルアミンの存在下で塩基により触媒される反応経路を促進するという仮説が立てられる。
触媒濃度
グラフト化効率が様々な濃度のトリエチルアミンに基づいてさらに評価された。パーソナルケアにおけるアクリル酸ヘキシルのモノマーとしての使用に対する規制制限のため、モノマー対チオール比を最小にすることに興味がある。それ故、10mol%~100mol%の様々な濃度TEAを用いた系統的な研究は、モノマー対チオール比が1:1に下げられて行われた。
10mol%、20mol%、および30mol%のTEA濃度で15分の同時グラフト化の後類似のカルボニルピーク強度が観察され(図26A)、反応は時間と共に進行しなかった(図26B)。しかし、TEA濃度が60mol%及び100mol%まで増大するにつれて、グラフト化効率は15分後低くなったが(図26C)、反応は1時間後進行し、強いピーク強度を生じた(図26D)。いかなる理論にも縛られることなく、高い触媒濃度で、反応は拡散律速であり、それ故遅く進行するが1時間後に高いグラフト化効率に到達するという仮説が立てられる。
ダメージを受けた毛髪上へのグラフト化
グラフト化プロセスの主要な目標は、毛髪表面、特に漂白および熱処理によりひどくダメージを受けた標的とする毛髪上に健康な層を回復させることであった。この疎水性層は健康な毛髪の18-MEA層とよく似ている。例えば、化学的漂白の結果として、毛髪中のシステイン残基のジスルフィド結合は酸化を受けてシステイン酸基を形成する。ジスルフィド結合は毛髪を構成しているタンパク質内の機械的結合を提供するので、ジスルフィド結合の分解は毛髪タンパク質の劣化および毛髪ダメージに通じる可能性がある。加えて、漂白プロセス中18-メチルエイコサン酸を毛髪に結合するチオエステル結合はアルカリ性の漂白試薬により攻撃される結果この疎水性層の部分的な除去が起こり、毛髪を親水性にし得る。毛髪にダメージを与える別の一般的な原因は高温でのストレートニングおよびカールのような連続的熱処理である。230℃(450°F)までのような毛髪スタイリング処理で通常使用される温度範囲で、殊に200℃を超え、水の存在下で、毛髪のケラチン組織は変性し始めるということが知られている24
漂白によりダメージを受けた毛髪へのグラフト化
同時グラフト化によるバージンの(ダメージを受けてない)毛髪へのグラフト化の励みになる結果に基づいて、漂白した毛髪への同時グラフト化が研究された。実験は、10:1のモノマー対チオール比で、モノマーに関して30mol%のTEA触媒を用いて、3.5wt%濃度のL-システインおよびATG還元性溶液の両方で行われた。
実質的なグラフト化が漂白した毛髪に対してATG還元性媒体中同時グラフト化条件でたった15分後に達成された(図27A)。反応は時間と共に進行し、30分および1時間後により強いカルボニルピークを示した。システイン酸基に対応するピークが、予想通り漂白後に現れ、イオウ酸化レベルを示し、グラフト化後残っていたことに注意されたい(図27B)。幾らかのジスルフィド結合が漂白後システイン酸基に変換される一方、残りのジスルフィド結合は同時に起こる還元およびグラフト化に利用されたようである。
L-システイン還元性溶液が使用されたとき多少低いグラフト化効率が観察されたが、それでも経時的に明らかな反応の進行が15分、30分、および1時間後観察された(図28Aおよび28B)。いかなる理論にも縛られることなく、得られたより低いグラフト化効率は、L-システインがATGより温和な還元剤であり、それ故毛髪表面のみで還元およびグラフト化が生じるという事実によって説明されることができよう。データは、温和な還元剤であるL-システインを利用することにより、毛髪表面がグラフト化反応の標的にされ、それ故毛髪皮質内のダメージを最小にしたことを示唆していた。毛髪皮質内のダメージは強い還元剤が使用されたときに起こることができよう。
熱によりダメージを受けた毛髪へのグラフト化
熱による、例えばヘアドライヤー、ヘアアイロン、ストレートアイロンまたは他の熱処理のような加熱器具を使用することによる毛髪ダメージを模倣するために、茶色の毛束が400°Fのスタイリングアイロンの26回適用に曝露された。加えて、ダメージ損傷をさらに誇張するために、一部の毛束には熱適用の間に水をふりかけた(water spritzing)。グラフト化の効果を研究するために、毛髪はその後還元され、モノマーに関して30mol%のDNPA触媒を用いて10:1のモノマー対チオール比で水中アクリル酸ヘキシルでグラフト化された。図29に見られるように、強いカルボニルピーク強度は、熱処理によりひどくダメージを受けた毛髪を用いてグラフト化が可能であったことを示している。
追加のモノマースクリーニング
パーソナルケアにおけるアクリル酸ヘキシルの使用に対して課される規制制限のため、他のアクリレート化モノマーが同時グラフト化のために研究された。かかるモノマースクリーニングの第1ラウンドとして、8つの異なるアクリレート化モノマーが研究された(表14、図30)。すべての実験に対して、モノマー対チオール比は30mol%のTEA触媒の存在下で10:1に保たれ、ATG還元性溶液が使用された。15分の反応後、グラフト化を示す1730cm-1付近の突出したカルボニルピークが観察された(図31)。示されているすべてのスペクトルは徹底的なSLES洗浄後の毛束のものである。グラフト化効率は表14から試験された4つのモノマーで広範に及んだ。
半同時に起こる還元およびグラフト化
半同時グラフト化法では、還元剤が適用された直後にグラフト化モノマー溶液が適用された。2つの適用間には洗浄も濯ぎも使用しなかった。PEG-ジアクリレートがモノマーとして使用された。
好ましいグラフト化パラメーター
同時グラフト化研究は、PEG-ジアクリレートでグラフト化された毛束が有利な官能特性をもたらすことを示したので、PEG-ジアクリレートが半同時グラフト化研究のモノマーとして選択された。半同時グラフト化に特有のグラフト化パラメーターには、浴比、モノマー対チオール比、触媒濃度、反応時間、還元剤濃度、およびpHの6つの異なるパラメーターを含んだ。表15は分子量約700g/moLのPEGジアクリレート(PEG-DA 700)による半同時グラフト化のための好ましいパラメーターを示した。すべての化学品の使用を最小にし、温和な条件下、例えば、低い還元剤濃度、弱いアルカリ性pH、より短い反応時間、等でグラフト化を行うことに興味がある。
Figure 0007330965000014
浴比
化学品の使用を低減するために、より低い浴比でのグラフト化も研究された。浴比は混合物対毛髪試料の重量比である。0.7:1から5:1まで変化する浴比でPEG-DA 700でグラフト化されたバージン(図32A)または漂白した(図32B)毛束のFTIRスペクトルが示されている。両方のシステムにおいて、1.1:1以上の浴比が使用されたとき極めて類似のグラフト化が達成され、0.7:1の浴比のみでより不均一のグラフト化が観察された。盲検の官能評価は、0.7:1~2.5:1の浴比でグラフト化された毛束がすべての比で類似の官能特性を示し、望ましい官能特性を立証していることを示した。FTIRおよび官能評価の両方の結果に基づいて、1.1:1の比がその後高いグラフト化効率および望ましい官能特性を達成するのに好ましい浴比として選択された。
触媒濃度
パーソナルケアにおいてトリエチルアミン(TEA)触媒を使用することの規制および安全性の制限のため、TEA濃度を最小にすることに興味がある。図33は0~30mol%のTEA(PEG-DA 700濃度に対して)の存在下でPEG-DA 700でグラフト化された毛束のFTIRスペクトルを示す。最大のグラフト化は30mol%のTEAで達成されたが、有意なグラフト化がすべてのTEA濃度で観察され、注目に値する差はTEAなし~低めのTEA濃度(10~20mol%)で観察されなかった。盲検の官能評価もまた、毛束の感触はTEAが使用されないときにより好ましいことを示した。より具体的には、毛髪はTEAが使用されなかったときより滑らかで、より軟らかく、よりコンディショニングされた感じがした。FTIRおよび官能評価の両方の結果に基づいて、すべての後のグラフト化実験はTEA触媒を用いずに行われた。
還元剤濃度
いろいろな還元剤濃度が研究された。図34は1.5、2.5、および5wt%のATG濃度でPEG-DA 700でグラフト化された毛束のFTIRスペクトルを示す。グラフト化効率は1.5wt%の最も低いATG濃度で低下したが、2.5wt%でのグラフト化効率は5wt%より少しだけ低かった。したがって、2.5wt%が好ましいATG濃度と考えられた。
pH
9.5より低いpHでのグラフト化も研究された。図35は約8.0から約9.5まで変化するpH値でPEG-DA 700でグラフト化された毛束のFTIRスペクトルを示す。極めて類似したカルボニルピーク強度が8.5~9.5の範囲のすべてのpH値に対して観察され、グラフト化が8.5~9.5のあらゆるpHで達成されることができるということを示唆している。したがって、pH8.5が温和な条件でグラフト化するための好ましいpHと考えられた。
PEG-ジアクリレートの大きさのスクリーニング
以前、いろいろな分子量のPEG-ジアクリレートの幾つかのグラフト化のみが同時グラフト化法を用いたとき得られたが、官能評価は、毛束のより有利な感触がグラフト化されたPEG-ジアクリレートの分子量の増大と共に達成される明らかな用量反応を明らかにした。PEG-ジアクリレートの効果的なグラフト化は半同時グラフト化法を用いて達成された。したがって、半同時グラフト化を用いてPEG-ジアクリレートの大きさのスクリーニングが行われた。図36は同じモル濃度で分子量700、1k、および2kDaのPEG-ジアクリレート(すなわち、PEG-DA 700、1k、および2k)でグラフト化された毛髪試料のFTIRスペクトルを示す(図36Aおよび36B)。グラフト化効率は高めの分子量、すなわち、1kおよび2kDaの2種のPEG-ジアクリレートに対して比較的に低い。しかし、アルキルピーク領域(800~1500cm-1)における検出可能なPEGの特徴的なピークがまだ観察され、PEG-ジアクリレートの上首尾のグラフト化が確かめられた。盲検の官能評価は、PEG-DA 2kでグラフト化された毛束がより低い分子量のPEG-ジアクリレートでグラフト化された毛束よりもより滑らかで、より軟らかく、よりコンディショニングされた感触であったことを示した。これは、同時グラフト化法を用いてPEG-ジアクリレートでグラフト化された毛束に対する官能結果と一致していた。PEG-DA 2kでのグラフト化の感覚利益は漂白した毛束に対して明らかであった。いかなる理論にも縛られることなく、これは、バージン毛束(図36Aおよび36B)に対するグラフト化と比較して漂白された毛束(図37Aおよび37B)で達成されたずっと高いグラフト化効率に起因することができよう。
多アームPEG-アクリレートのグラフト化
高分子量を有する他の多アームPEG-アクリレート(PEG-AA)が研究された。これらには、分子量2k、5k、および10kの4-アームPEG-AAならびに分子量5kおよび20kの8-アームPEG-AAが含まれていた。すべての実験に対して、モノマー対チオール比はPEG-DA 700および2kと同じに保たれた(0.38:1)。残念ながら、多アームPEG-AAについてはFTIRによりグラフト化は検出できなかった。しかし、4-アームPEG-AA 5kは湿潤および乾燥状態の両方で一致して好ましい官能特性を示した。4-アームPEG-AA 5kでの官能特性は幾らかのグラフト化が起こったことを示した。
Figure 0007330965000015
実施例2
共有結合分析
フーリエ変換赤外(FTIR)分光
グラフト化されたアクリル酸ビニルポリマーの存在は、FTIR分光法で、約1730cm-1におけるカルボキシレートストレッチの存在により定性的に検出された。このピークが約1407、1295、985、または810cm-1に「エン」ピークが付随しないで存在した場合、吸着した(共有結合していない)モノマーの存在が排除された17,18。またカルボキシレートストレッチは洗浄後もそのままで残った。図38はアクリル酸イソデシルでグラフト化された毛髪(実線)に対するFTIRスペクトルをバージン毛髪(破線)と比較して示す。グラフト化された毛髪に対するFTIRスペクトルは1723cm-1にカルボニルピークを示し、毛髪表面にモノマー/ポリマーが存在することを示した。スペクトルは未反応のアクリレートを示すストレッチ(約1407、1295、985、または810cm-1のピーク)をもたなかった。疎水性のビニルエーテルは、毛髪の存在下でのFTIRにより評価されることができる特徴的なストレッチを含有しない。
重量分析
さらにグラフト化効率を確認し定量するために重量分析が行われた。グラフト化後の毛束の絶対重量増(図39A)およびモノマー変換率(図39B)が各々のモノマー対チオール比に対して決定された。対照として、還元された毛束が使用され、グラフト化された試料と同様な洗浄および乾燥ステップで処理された。重量増とモノマー変換効率の両方で、すべてのグラフト化された試料に対して、還元された毛髪対照と比較して有意な増大が見出され、これはグラフト化が起こったことをさらに支持する。
実施例3
ケラチン含有物質の特性決定
ケラチン含有物質を処理してモノマーおよびポリマー性材料をケラチン含有物質にグラフト化する方法は本明細書に開示された。
官能結果
ラジカルチオール-エングラフト化
盲検官能試験が、疎水性のアクリレートまたはビニルエーテルでグラフト化されたトレスおよびマネキンの視覚および触覚特性を評価するために使用された。全体として、グラフト化は、毛髪に滑らかなコンディショニングされた感触および良好な繊維アラインメントをもたらす。毛束において、グラフト化に使用されるモノマー重量%が増大するにつれて、触覚および官能特性はより好ましくなったことが見出された(図40)。これらの実験において、モノマーのドデシルビニルエーテルが、様々な濃度で1時間365nmの光の下アセトン中でウェーブした/縮れた黒い毛束にグラフト化された。経験を積んだ官能評価者による盲検評価は、高めの濃度のモノマーを用いてグラフト化された毛束がより好ましいことを示した。還元条件は5重量%のATG、pH9.5、5:1の浴比で15分であった。還元された毛束対照(図示してない)は、盲検官能パネルにより、5%のモノマーでグラフト化された毛束と同様であると評価されたことが留意される。すなわち、毛髪は、開示されている方法を用いて毛髪を処理した後手触りがよりコンディショニングされ滑らかな感じであった。
マネキン頭部にグラフト化されたとき、PEGジアクリレートは、未処理の毛髪と比較して、顕著な触覚変化をもたらし、繊維アラインメントを改善し、ストレートニングを誘発した(図41)。盲検官能パネルにより評価されたとき、グラフト化された側(左側)は未処理の毛髪と比較して好ましい触覚特性を有していた。
毛髪を還元したか、または還元しグラフト化した後、マネキン頭部は1”バレルのヘアアイロンでカールされた。最初のカールは盲検官能評価パネルによるとマネキンのグラフト化された側(右側)で著しくよりきつかった。90%相対湿度(RH)に25℃で15分曝露した後も、グラフト化された側は盲検官能評価パネルによりより良好なカール保持を示した。このようにして、データはまた、グラフト化がスタイリング性(stylability)に対して好ましい効果を有することも示した(図42)。
バージンのケラチン含有物質比較した様々なグラフト化方法
盲検官能評価パネルは、様々なグラフト化方法を用いてアクリル酸ヘキシルでグラフト化されたマネキンの視覚および触覚特性を評価した。全体として、グラフト化は毛髪に滑らかなコンディショニングされた感触を提供し、未処理の毛髪と比較して繊維アラインメントを改善した(図43)。図43は片側が還元され、1:30:9のチオール:アクリレート:DNPA比でアクリル酸ヘキシルでグラフト化された(左側)、片側が未処理の(右側)マネキンを示す。
盲検官能試験が、指の爪および足指の爪を始めとする他のケラチン含有物質の視覚および触覚特性を評価するために使用された。処理されたケラチン含有物質はバージンのケラチン含有物質と比較される。
熱によりダメージを受けた毛髪に対するグラフト化
グラフト化の前および後に熱ダメージを与えた毛束(スタイリングアイロン-カールごてを用いてダメージを与えた)が盲検官能パネルにより評価された。グラフト化された毛束は、グラフト化されてないダメージを受けた毛髪よりも好ましい官能特性を有することが見出された。グラフト化された毛束はより滑らかな感触であり、くしで梳くのがより容易であった。
PEG-ジアクリレートでのグラフト化
1つのアクリレート基を保有するアクリル酸ヘキシルモノマーの他に、2つのアクリレート基をもつジアクリレートモノマーもグラフト化用に研究された。いかなる理論にも縛られることなく、1つのモノマー上に2つのアクリレート基を有することは、チオール基に結合する可能性をさらに増大し、またケラチン含有物質の機械的な特性を改善すると仮説が立てられた。
例えば、ジアクリレートモノマーを使用すると毛髪をより強くすることができ、ダメージを受けた毛髪に対して大いに興味がある。様々な分子量のPEGジアクリレートでグラフト化された毛髪は盲検官能パネルにより評価して好ましい触覚特性を有することが見出された。特に、毛髪は滑らかで、強く、うまくコンディショニングされている感じがした。
光沢バンド試験
図44は、(a)アクリル酸ドデシル、(b)アクリル酸オクタデシル、または(c)アクリル酸3-ブチル-7,11-ジメチルドデシルでグラフト化された毛束の光沢特性を、還元されただけの(グラフト化されてない)毛束と比較して示した。盲検官能評価者は、試料(c)が最良の光沢を示し、次が試料(a)および(b)で、次が還元された毛束対照であると決定した。特に高分子量の分岐アクリレートが毛髪光沢の顕著な増大をもたらしたことも見出された(図44)。
機械的試験
ケラチン含有物質試料の機械的特性決定は100Nロードセル(Instron #2519-103)を備えたINSTRON(登録商標)3342(Instron, Norwood MA)で行われる。ケラチン含有物質試料は、修正Instron 2710-101グリップにより機器に載せられ、このグリップは試験中試料が滑り落ちるのを防ぐ。機器のグリップ間隔は、試料がゼロに近い(+0.01N)機器の力により示されるニュートラルの伸長であるように調節された。例えば、単繊維の毛髪試料はINSTRON(登録商標)を用いて評価されることができる。
伸長プル試験は、機器を作動させるのに使用されるBluehill Lite Softwareに予めプログラムされる。伸長プル試験は、ヤング率、破断点伸び、および極限引張強さを測定することによってケラチン含有物質の剛性、伸縮性、および強度を決定するために使用される。ヤング率は材料剛性の尺度として利用され、破断点伸びは材料可撓性の尺度として使用される。試料は、毛髪試料が機器のグリップ内に固定されるように機器に据え付けられる。機器のグリップ間隔は、試料が、ゼロに近い機器の力(+0.01N)により示されるニュートラルの伸長であるように調節される。その後、伸長は試料破断まで20mm/分で行われる。伸長中機器により記録された応力歪みデータはExcelに送出され、そこで報告される機械的特性が計算される。
Excelテンプレートが、機器で作られたデータから幾つかのパラメーターを自動的に引き出すのに使用される。ヤング率(YM)は応力-歪み曲線の0.1%~0.4%の間の直線の傾きとして計算される。線形フィットのR平方値は0.98を超える。そうでなければそのデータ点は捨てられる。破断点伸びは、試料、例えば毛髪繊維が破断する歪みとして決定される。極限応力は、実験中に記録された最大の応力として計算される。極限引張強さは、伸びる傾向がある荷重に耐える材料の能力である。極限引張強さは、材料または試料が破断する前に引っ張られながら耐えることができる最大の応力である。
吸水試験
毛髪試料は最初にデシケーターで16時間乾燥された。試料は秤量され、90%RHの湿度室に15分入れられた。試料はその後取り出され、再び秤量された。
水接触角
水接触角(CA)は、自動ディスペンサーを備えたゴニオメーター(Model 500, Rame-Hart)を用いて測定される。前進および後退角は、1μLの液滴を表面上に付着させ、次いでその体積を4μLまで増大させ、最後にそれを低下させることにより液滴法で測定される。前進角は、液滴の成長中に観察される最大の角度と考えられる。後退接触角は、接触表面の低減の直前の滴プロフィールに応じて測定される。各々のCA値は4つの滴の測定値から平均され、推定される最大誤差は4°である。CAは蒸留水を用いて測定される。
示差走査熱量測定
示差走査熱量測定(DSC)分析は、湿潤および乾燥毛髪の両方に対して行われる。湿潤法DSCの場合、約5~10mgの毛髪が秤量されてステンレス鋼製の耐圧試料パンに入れられ、50μlの水が加えられる。次いでパンが密封され、試料は一晩平衡させられた後DSC分析される。次いで、試料は5℃/分の加熱速度で30から250℃まで加熱される。乾燥法DSCでは、約5~10mgの毛髪が秤量されてアルミニウム製の試料パンに入れられ、蓋で密封される。後に蓋は穴が開けられて分析中湿気が逃げられるようにされる。試料はやはり5℃/分の加熱速度で30から250℃まで加熱される。DSC分析を用いて、毛髪の変性温度が確認されることができよう。毛髪変性温度は通常毛髪強度および構造的完全性を評価するために使用される。それは漂白、パーマ、またはストレートニング処理のような様々な化学的処理の後低下し、毛髪のダメージを示す。予想通り、毛髪変性温度は漂白処理後約4℃低下し、商業的処理の後はさらに10~15℃低下し、劇的な毛髪ダメージを示した(図60A)。しかし、漂白した毛髪(ダメージを受けた毛髪)に対するグラフト化ならびにグルコノラクトンおよびクエン酸後処理の後、変性温度は未処理毛髪のレベルに戻り(図60AのバージンをLP処理と比較せよ)、改善された毛髪強度を示した。
走査電子顕微鏡法(SEM)
ダメージを受けた毛髪表面のグラフト化前後の形態学的変化を研究するために、走査電子顕微鏡(SEM)分析が使用された。毛髪は、漂白後、漂白した毛髪のATGによる還元後、および漂白した毛髪のATG還元性溶液中アクリル酸ヘキシルでの同時グラフト化後に評価された。予想通り、毛小皮は、漂白後(図45Cおよび図45D)、バージン毛髪(図45Aおよび図45B)と比較して著しく持ち上がって見えた。漂白した毛髪の5wt%ATG還元性溶液中での還元後(図45Eおよび図45F)顕著な差は見られなかった。キューティクルの形態学における有意な改善がATG還元性溶液中アクリル酸ヘキシルでの同時グラフト化後に観察された(図45Gおよび図45H)。キューティクルはもはや持ち上がっては見えず、毛小皮表面はバージン毛髪に似て滑らかに見えた。
タンパク質の損失に対するLowryアッセイ
グラフト化前後の毛髪表面の変化を研究するために、タンパク質定量アッセイが使用された。漂白、パーマ、またはストレートニング処理のような様々な化学的処理が施された後、毛小皮はダメージを受け、その結果より高いタンパク質の損失が生じた。このグラフト化前後の損失を定量するために、Modified Lowry Protein Assayが使用された。毛髪繊維はまず1/4インチ(0.635cm)の断片に切断され、約250mgの毛髪がシンチレーションバイアル内の4mLの水中に沈められた。バイアルは次いで自動ボルテックス機に4時間入れられた。その後上澄みが集められ、各々の毛髪試料に対して1:1の割合で0.2NのNaOH溶液により薄められ、可溶化のために30分放置された。約200μLの可溶化されたタンパク質溶液は次いで2mLのEppendorf管に入れられ、20秒間隔で1mLのModified Lowry Reagentと混合された。各々の試料は三回ずつ試された。約10分後、100μLのFolin-Ciocalteu Reagentが各々の試料に加えられ、ボルテックスされた。その後溶液はさらに30分発色させられた。30分後、溶液はキュベットに移され、約750nmでのその吸収がUV-Vis分光光度計を用いて測定された。予想通り、漂白後、バージン毛髪に対する0.47mg/毛髪gから漂白した毛髪に対する2.93mg/毛髪gへというタンパク質の損失の劇的な増大により示されるように、タンパク質は毛髪繊維からより容易に浸出された。さらに、市販製品による化学的処理はタンパク質の損失をさらに増大させたが、グラフト化ならびにグルコノラクトンおよびクエン酸による後処理の後タンパク質の損失は低減し、より少ないダメージが毛髪繊維に与えられたことを示した(図60B)。
実施例4
添加剤を用いたグラフト化
毛髪の感覚上の利益をさらに改善するために、様々な添加剤を用いたグラフト化も研究された。これらには、皮膚軟化剤、脂肪酸、脂肪アルコール、脂肪酸エステル、ペプチド、およびアミノ酸が含まれる。添加剤の実施例は以下のプロセスを用いて行われた。pH約9.5および浴比1.1:1の5wt%チオグリコール酸アンモニウム還元性溶液が毛束に適用された後、モノマー混合物に加えた添加剤と共に約0.38:1のモノマー対チオール比のPEG-ジアクリレート700を適用した。処理は30分行われた。
脂肪酸および脂肪アルコール
この研究でスクリーニングされた脂肪酸、脂肪アルコールの種類としては、オレイン酸、リノール酸、ホホバ油(脂肪酸混合物)、セチルアルコール、およびセテアリルアルコールが含まれる。図46は、2wt%(グラフト化混合物全体に関して)のオレイン酸、リノール酸、またはホホバ油添加剤の存在下でのグラフト化を示す。グラフト化効率は3種の脂肪酸すべてで同様であった。脂肪酸でグラフト化されたすべての毛束は湿潤状態で非常に軟らかくて滑らかな感じがし、オレイン酸添加剤を用いてグラフト化された毛束は乾燥状態で最も好ましい官能特性を示したことが注目された。Lowryアッセイを用いて、脂肪酸添加剤の存在または不在下で処理された毛髪試料に対するタンパク質の損失値も決定された。図47は、リノール酸またはホホバ油添加剤を用いてグラフト化された毛束に対するタンパク質の損失濃度は添加剤なしまたはオレイン酸を用いてグラフト化された毛束と比較して少し低かったことを示しており、リノール酸またはホホバ油がグラフト化中毛小皮に対して幾らかの保護を提供し得ることを示唆している。また示差走査熱量測定(DSC)分析は、リノール酸添加剤を用いてグラフト化された毛髪試料に対して毛髪の変性温度(T)のほんの少しの増大を示し、リノール酸による毛髪の構造的完全性の幾らかの改善を示唆した。要するに、結果は、グラフト化中オレイン酸またはリノール酸のような脂肪酸を添加剤として使用すると、望ましい官能特性または健康上の利益を引き起こし得ることを示唆している。脂肪酸に加えて、セチルアルコールおよびセテアリルアルコールを始めとする選択された脂肪アルコールも研究された。しかしながら統計的に有意な利益は観察されなかった。
アミノ酸混合物およびペプチド混合物
パーソナルケア産業で既に使用されているアミノ酸またはペプチド混合物のリストもグラフト化中の添加剤として使用された。これらには、FISION(登録商標)KeraVeg 18(植物アミノ酸のブレンド)、PRODEW(登録商標)500(アミノ酸ブレンド)、Vegetamide 18MEA-NJ(セテアラミドエチルジエトニウムスクシノイル加水分解ピープロテイン)、Vegetamide 18MEA-MR(セテアラミドエチルジエトニウム加水分解米タンパク質)、KERARICE(商標)(米ペプチドおよびアミノ酸)、KERATRIX(商標)(キャロブの木加水分解物)、Promois WK-PD(加水分解ケラチン)、およびGLUADIN(登録商標)Kera-P LM(低分子量植物ペプチド)が含まれる。初期スクリーニング(表17)は、2wt%(グラフト化混合物全体に関して)でグラフト化システムに加えられたとき、ほとんどのアミノ酸またはペプチド混合物がグラフト化効率に注目に値する干渉を示さなかったことを示した。さらに、ほとんどすべてのアミノ酸またはペプチド混合物添加剤が改善された官能特性を引き起こした。特に、KERATRIX(商標)は最も好ましい官能特性を達成することが示された。さらにKERATRIX(商標)濃度を最適化するために、2wt%、4wt%、および5wt%のKERATRIX(商標)添加剤を用いたグラフト化がさらに研究された。図48は、極めて類似したグラフト化が3つの異なるKERATRIX(商標)濃度すべてで達成されたことを示している。盲検の官能評価もまた、KERATRIX(商標)でグラフト化された毛束すべてが、添加剤を用いずにグラフト化された毛束と比較して改善された官能特性を引き起こしたことを示した。しかしながら、異なるKERATRIX(商標)濃度による毛束間で認識できる差はなかった。そのため、2wt%が好ましいKERATRIX(商標)濃度として選択された。
Figure 0007330965000016
アミノ酸およびN-アセチルアミノ酸
この研究でスクリーニングされたアミノ酸およびN-アセチルアミノ酸の種類には、グリシン(Gly)、L-アラニン(L-Ala)、L-セリン(L-Ser)、L-システイン(L-Cys)、N-アセチルグリシン(Ac-Gly)、N-アセチルアラニン(Ac-Ala)およびN-アセチルセリン(Ac-Ser)が含まれる。添加剤としてのアミノ酸またはN-アセチルアミノ酸を用いてモノマーを用いてグラフト化されたすべての毛束は極めて軟らかく滑らかな感じであったことが注目された。図49で、カルボニルピーク領域におけるグラフト化試料の、対照としての2×漂白毛髪と比較してより高いピーク強度は、添加剤として2wt%の次のアミノ酸およびN-アセチルアミノ酸Gly、L-Ala、L-Ser、L-Cys、Ac-Gly、Ac-AlaおよびAc-Serの存在下でPEGDAの上首尾のグラフト化を示している。Gly、L-Ser、L-CysおよびAc-Glyのグラフト化効率はカルボニルピーク領域におけるそのピーク強度に基づいてL-Ala、Ac-AlaおよびAc-Serより多少高かった。
Lowryアッセイを用いて、添加剤としてのアミノ酸およびN-アセチルアミノ酸の存在下または不在下でグラフト化された毛髪試料に対するタンパク質の損失値も決定された。図50は、Ac-Gly、Ac-AlaまたはAc-Ser添加剤を用いてグラフト化されたもののようなある種の毛束が、未処理の毛束(2×漂白)と比較してより低いタンパク質の損失値を有していたことを示した。これは、Ac-Gly、Ac-AlaまたはAc-SerのようなN-アセチルアミノ酸添加剤がグラフト化中毛小皮に対して保護を提供し、その後タンパク質の損失を防ぎ得ることを示していた。
図50でそれに関連する最も低いタンパク質の損失値およびそのすべてのアセチルアミノ酸の中で最も小さい大きさのため、Ac-Glyが用量反応研究のために選択された。2×漂白した茶色の毛束が、2wt%、4wt%、および6wt%の濃度で添加剤としてのAc-Glyを用いてPEGDA 700のグラフト化により処理された。図51の示差走査熱量測定(DSC)分析は、2wt%、4wt%、および6wt%の濃度のAc-Gly添加剤を用いてグラフト化された毛髪試料に対して毛髪の変性温度(Td)のほんの少しの増大を示し、Ac-Glyによる毛髪の構造的完全性の改善を示唆した。要するに、結果は、グラフト化中のアミノ酸またはAc-GlyのようなN-アセチルアミノ酸の添加剤としての使用が望ましい官能特性または健康な利益をもたらし得ることを示唆した。
酸性化剤およびポリカルボン酸
様々な酸性化剤およびポリカルボン酸が毛髪強度を改善するための追加の処理として研究された。研究された酸性化剤およびポリカルボン酸には、グルコノラクトン、クエン酸、酒石酸、およびグルタミン酸N,N-ジ酢酸が含まれた。かかる処理をグラフト化プロセスに含ませる3つの異なる方法が研究された:前処理、後処理、およびグラフト化中の添加剤として。グルコノラクトン(GL)およびクエン酸(CA)の混合物(mix:GLCA)がモデル系として使用された。浴比、反応時間、組成、およびpHのような、溶液の適用のために研究された4つの主要なパラメーターがあった。好ましいパラメーターが表18に示されている。
Figure 0007330965000017
グルコノラクトン/クエン酸前処理
グルコノラクトンおよびクエン酸の混合物の前処理溶液が乾燥毛髪に適用され、そこに一定期間放置され、その後毛髪から完全に洗い流された。次いで前処理された毛束に対してグラフト化が行われた。グラフト化性能は、FTIRにより観察して、15および30分の前処理後多少低下した。加えて、毛髪変性温度は30分のGLCA前処理及びその後のグラフト化に対してのみ未処理毛髪とほぼ同じままであった。毛髪のタンパク質の損失に関して、グラフト化のみと比較して15または30分の前処理後統計的に有意な利益は観察されなかった。
添加剤としてのグルコノラクトン/クエン酸
グルコノラクトン、クエン酸、およびそれらの混合物のモノマー溶液または還元性溶液のいずれかへの添加の影響も研究された。モノマー溶液中に加えたとき、グラフト化効率の低下がクエン酸の存在下でのみ観察された。クエン酸の、ならびにグルコノラクトンおよびクエン酸の混合物の、モノマー溶液中への添加は変性温度の上昇に寄与し、一方グルコノラクトンの添加は統計的に有意な利益を示さなかった。グルコノラクトンおよびクエン酸の還元性溶液中への添加もまた、統計的に有意な利益を示さなかった。
グルコノラクトン/クエン酸後処理
後処理時間
後処理溶液は、グラフト化反応が行われた後の湿った(タオルで乾燥した)毛髪に適用され、毛髪から完全に洗い流された。後処理溶液が毛髪上に留まる期間を2分~1時間で変えて好ましい条件を見出した。これらの実験に対して、グルコノラクトンおよびクエン酸の濃度は各々2wt%に保った。すべての条件後グラフト化はFTIRスペクトルにおける1730cm-1のカルボニルピークの存在および-CHピークの存在により確認された。示されているすべてのスペクトルはラウレス硫酸ナトリウム(SLES)溶液による徹底的な洗浄後の毛束のものである。図52A、52B、53A、および53Bに見ることができるように、グラフト化効率は犠牲にならず、むしろカルボニルピークはグルコノラクトンおよびクエン酸後処理の添加後さらに少し増大した。いかなる理論にも縛られることなく、さらなるカルボニルピークはおそらくクエン酸に由来する追加のカルボニル基に起因する(図52A)。
図54は、未処理毛髪(バージン)ならびにグラフト化後およびグルコノラクトンおよびクエン酸後処理後の毛髪の変性温度(T)を表す。2、5または15分の後処理時間で未処理毛髪試料と同様なTが得られることが判明し、毛髪がグラフト化ならびにグルコノラクトンおよびクエン酸後処理中にダメージを受けなかったことを示していた。2分間の後処理は変性温度を未処理毛髪のレベルにするのに充分であることが判明し、毛髪試料がダメージを受けなかったことを示していた。
図55は、未処理毛髪試料(バージン)ならびに半同時グラフト化(SSG)ならびに15分~1時間の様々な期間施されたグルコノラクトンおよびクエン酸(GLCA)後処理後の毛髪試料に対するタンパク質の損失値を表す。タンパク質の損失に関して時間依存性は見られなかったが、GLCA後処理の付加はタンパク質の損失を著しく低め、タンパク質の浸出を防ぐより健康な毛髪表面を示していた。
pH
グルコノラクトンおよびクエン酸の混合物の自然のpHはおよそ2であり、そこでより広いpH範囲が研究された。図56Aおよび56Bは、グラフト化ならびに様々なpH値でのグルコノラクトンおよびクエン酸後処理の後の毛髪試料のFTIRスペクトルを示す。わかるように、グラフト化効率の最小の変化が観察された。加えて、変性温度はpH2の後処理で最も高く未処理と比較して改善された毛髪強度を示していたが、3.9および4.7のpH値での後処理では未処理毛髪と比較して変化しないTを示し、毛髪にダメージが与えられなかったことを示していた(図57)。
組成
グルコノラクトンおよびクエン酸後処理のために研究された別のパラメーターは組成であった。グルコノラクトン単独またはクエン酸単独を用いることの影響が研究された。すべての実験に対して、これらの成分の総濃度は4wt%に保たれた。図58Aおよび58Bから見ることができるように、グラフト化効率は様々な組成で犠牲にされなかった。様々な濃度のグルコノラクトンおよびクエン酸または4wt%の濃度のこれらの成分を単独で使用すると、未処理毛髪と類似のTが得られ、濃度に対する依存性は観察されなかった(図59)。
グルコノラクトンおよびクエンの酸混合物の前処理、後処理、および添加剤としての添加が研究された。特にGLCA混合物が後処理として施されたとき、毛髪の変性温度の改善およびタンパク質の損失の低減(これらはすべてより健康な毛髪状態を示す)が観察されることが判明した。加えて、後処理は2分もの短い長さであることができ、広いpH範囲(2~4.7)にわたって適用可能であることが判明した。
また、グルコノラクトンおよびクエン酸混合物はコンディショナーに組み込まれ、グラフト化後コンディショナー処理として使用された。変性温度もタンパク質の損失もかかる組み込みによって影響を及ぼされなかった。これは、GLCAがコンディショナーに容易に組み込まれ、毛髪の全体強度を改善することができるということを意味する。
また、グルコノラクトンおよびクエン酸混合物はグラフト化後リーブオン処理としても研究された。1wt%または0.5wt%の低濃度のグルコノラクトンおよびクエン酸は各々改善されたTdおよびタンパク質損失の利益を観察するのに充分であることが判明した。後処理は毛髪上に48時間まで残すことができ、シャンプーおよびコンディショナーで容易に洗い流される。
かかるグルコノラクトンおよびクエン酸(GLCA)後処理はまた、漂白によりダメージを受けた毛髪のようなダメージを受けた毛髪に対して殊に有益であることも判明した。グラフト化およびGLCA後処理後の変性温度は未処理の(漂白されてない、バージン)毛髪のレベルまで改善されることができ、タンパク質の損失は著しく低減されて、最初にひどくダメージを受けた毛髪をより強くより多孔性でなくすることができるということが判明した。毛髪にさらにいっそうダメージを与える(より高いタンパク質の損失およびより低い変性温度)商業的処理とは違って、グラフト化に続くGLCA後処理は毛髪をより強く、より健康にする(図60Aおよび60B)。
追加のポリカルボン酸スクリーニング
グルコノラクトンおよびクエン酸に加えて、グラフト化プロセス後の後処理として施される他のポリカルボン酸の使用も研究された。初期スクリーニングはグルコノラクトンならびにポリカルボン酸、例えばクエン酸、酒石酸、およびグルタミン酸N,N-ジ酢酸を含んでいた。図61Aおよび61Bから見ることができるように、これらの材料のいずれかによる後処理の後グラフト化効率の犠牲は観察されなかった。加えて、グルコノラクトンまたは様々なポリカルボン酸による後処理もまたグラフト化効率に対していかなる犠牲も示さなかった(図63Aおよび63B)。図62および64から見ることができるように、酒石酸(4wt%の酒石酸単独またはグルコノラクトンおよび酒石酸の各々2wt%-2wt%濃度の混合物)を含む後処理の結果、未処理毛髪と比較してTが上昇し、改善された毛髪強度を示していた。4%グルコノラクトン単独ならびにグルコノラクトンおよびグルタミン酸N,N-ジ酢酸の混合物による後処理はTのほんの少しだが取るに足らない低下を生じ、毛髪がグラフト化および後処理プロセス後ダメージを受けなかったことを示していた。いずれの条件もTの劇的な低下を示さず、毛髪がグラフト化および後処理プロセス後ダメージを受けなかったことを示していた。
グルコノラクトンおよびクエン酸の他に、酒石酸およびグルタミン酸N,N-ジ酢酸のような他のポリカルボン酸の使用は望ましい性質を引き起こした。
実施例5
長続きするインビトロ性能
グラフト化プロセスの長続きする性能はまず最初にウェーブのかかった縮れた毛束で評価された。約9.5のpHおよび1.1:1の浴比の5wt%チオグリコール酸アンモニウム還元性溶液をウェーブのかかった/縮れた毛束に適用し、続いて半同時プロセスにおいて約0.2:1のモノマー対チオール比のPEG-ジアクリレート1.5kを適用した。グラフト化処理は30分行われた。毛束を十分に濯いだ後、2%グルコノラクトンおよび2%クエン酸溶液による後処理が15分施された。次いで毛髪をドライヤーで乾かし、ストレートアイロンをかけた。毛束をシャンプーおよびコンディショナーで15回洗髪して、グラフト化処理を受けた後1~2ヶ月にわたる長期耐久性を模倣した。図65Aおよび65Bに見ることができるように、最初のストレートニング効果は15回の洗髪後うまく持続した。
マネキン頭部に対して様々な試験を実施して、約9.5のpHおよび1.1:1の浴比で5wt%チオグリコール酸アンモニウム還元性溶液を用い、続いて約0.04:1のモノマー対チオール比でPEG-ジアクリレート2kを適用して半同時グラフト化プロセスの性能を評価した。グラフト化処理は30分行った。マネキンを十分に濯いだ後、2%グルコノラクトンおよび2%クエン酸の混合物を後処理として15分適用した。次いで毛髪をドライヤーで乾かし、ストレートアイロンをかけた。図66は、ウェーブのかかった/カールしたマネキンに対するグラフト化の結果、効果的なストレートニングおよび改善された繊維アラインメントが得られたことを示している。官能評価もまた、グラフト化された毛髪が未処理毛髪と比較してより滑らかで、より軟らかく、よりよくコンディショニングされた感じがしたことを示している。ストレートニングおよび感覚上の両方の利益は少なくとも10回のSLES洗浄の間続いた(図66)。
ストレートだが縮れたマネキンに対する上記条件下でのグラフト化でも、さらにいっそうストレートで、より艶があり、より少なく縮れた毛髪が得られた(図67)。官能評価は、グラフト化された毛髪が未処理毛髪と比較してより軟らかく、より滑らかで、よりよくコンディショニングされた感じがしたことを示した。洗浄研究は、毛髪が少なくとも10回のSLES洗浄の間ストレートで、滑らかな、軟らかく、コンディショニングされたままであったことを示した。
天然パーマの明確さを強めるためにウェーブのかかったマネキンに対するグラフト化も行った。グラフト化の結果未処理毛髪と比較してずっと少なく縮れたより良好なカールの明確さが得られたことが明らかであった(図68)。カールはSLES10回の洗浄後でも明確に残った。官能評価もまた、グラフト化された毛髪が未処理毛髪と比較してより軟らかく、より強く、よりよくコンディショニングされた感じがすることを示した。
図69は、市販のストレートニング処理と、PEG-ジアクリレート分子でのグラフト化およびポリカルボン酸による後処理を含む本明細書に開示されているグラフト化プロセスとの比較を示す。ここで用いられた市販のストレートニング処理はチオグリコール酸アンモニウム還元剤に基づいており、2つの主要なステップ:すなわち、チオグリコール酸アンモニウムによる還元ステップおよび過酸化水素をベースとする溶液による中和ステップからなる。開示されている半同時グラフト化プロセスは、約9.5のpHおよび1.1:1の浴比の5wt%チオグリコール酸アンモニウム還元性溶液を使用し、続いて約0.04:1のモノマー対チオール比でPEG-ジアクリレート2kを適用した。グラフト化処理は30分行った。毛髪を十分に濯いだ後、2wt%グルコノラクトンおよび2wt%クエン酸の後処理をマネキン頭部に適用した。グラフト化および後処理後の毛髪はよりストレートでより艶があるように見えることがわかる。加えて、グラフト化および後処理(LP処理と表示)後、市販製品と比較して有意により高い変性温度が観察された(図70A)。市販製品で処理した毛髪はTの劇的な低下を示し、過酷な毛髪ダメージを示していた。Tはグラフト化および後処理後上昇し、毛髪がより強くなることを示す。さらに、グラフト化および後処理後(LP処理と表示)、市販製品で処理された毛髪と比較してより低いタンパク質の損失(より健康でより少ない多孔性の毛髪を意味する)が観察された(図70B)。タンパク質の損失は、市販製品で処理された毛髪に対して、グラフト化プロセスおよび後処理で処理された毛髪と比較してほとんど2倍であった。
実施例6
モノマーと市販の還元剤の組合せ
典型的な還元剤をベースとする市販のストレートニングおよびパーマ処理は2つの主要なステップ:すなわち、チオグリコール酸アンモニウムによる還元ステップおよび過酸化水素をベースとする溶液による中和ステップからなる。市場で入手可能な商業的処理を用いて、商業的処理のプロセスへのグラフト化モノマー混合物の挿入の選択肢が研究された。例えば、市販のストレートニングおよびパーマ処理に対して、約0.04:1のモノマー対チオール比のPEG-ジアクリレート1.5kと、添加剤としての2wt%N-アセチルグリシンとの混合物を還元ステップの直後に適用した。残りの商業的処理プロセスは同一に保ち、市販のキットの使用説明書に従った。かかる挿入後、ストレートニングまたはカール(パーマ)性能は犠牲にならなかったことが判明した(図71および72)。ストレートニング処理の場合、両側の毛髪が非常にストレートに見えたので性能の犠牲は観察されず、モノマー挿入側は盲検官能評価パネルによって有利な触覚差を有していた。加えて、モノマー挿入後、変性温度は図73Aおよび73Bで見ることができるように商業的処理単独と同程度に低くなかった。これはさらに、モノマー混合物の添加が全体のダメージを軽減しつつ、それでも最終標的性能を維持することを示唆している。
通常過酸化水素を含有する市販の中和剤の代わりにグルコノラクトンおよび/またはポリカルボン酸を後処理として使用する可能性が研究された。過酸化水素処理は、毛髪内部でチオール結合を酸化してシステイン結合を形成するように設計されているが、時には酸化し過ぎまたは酸化不足の場合ひどい毛髪ダメージをもたらすことがある。チオール基はシステイン酸基に変わり得、これが毛髪をより親水性にする。一方、GLCA後処理の使用は、毛髪が変性温度の増大およびより低いタンパク質の損失に基づいてより強くなり、より少ない多孔性の毛髪を示すことを示した。それ故、慣用の中和剤の代わりにGLCA後処理を使用することが提案された。図74は、左側に市販の還元および市販の中和剤による処理前および処理後の、右側に市販の還元およびGLCA後処理のマネキン頭部を示す。見られるように、ストレートニング性能は両側が同様にストレートに見えるのでGLCA後処理後犠牲にならなかった。商業的処理はより低い変性温度になったが(図75A)、GLCA後処理を使用すると変性温度は劇的な増大を示した。同様に、タンパク質の損失は商業的処理後に上昇したが、GLCA後処理を使用するとより低くなった(図75B)。これは、GLCAまたは他のポリカルボン酸による後処理が、性能を犠牲にすることなく毛髪ダメージを軽減しつつ慣用のHをベースとする中和剤に代わる選択肢として使用することができるということを示している。
実施例7
長続きするインビボ性能
インビボ対象に対して、半同時グラフト化プロセスは約9.5のpHおよび1.1:1の浴比で5wt%チオグリコール酸アンモニウム還元性溶液を使用し、続いて約0.04:1のモノマー対チオール比でPEG-ジアクリレート1.5kを適用した。グラフト化処理は30分行った。毛髪を十分に濯いだ後、2wt%グルコノラクトンおよび2wt%クエン酸の後処理を対象の頭部に施した。その後毛髪をドライヤーで乾かし、ストレートアイロンをかけた。
図76Aおよび76Bは、異なる毛髪タイプの2人の対象にグラフト化した後の性能結果を示す。いずれの場合も、グラフト化プロセスは、もともとはウェーブしたまたはカールした毛髪をストレートにするように設計された。図76Aの対象は、天然にウェーブのかかった縮れた毛髪を有し、これがグラフト化処理後非常にストレートで滑らかになった。図76Bの対象は漂白し(ダメージを受け)カールした毛髪を有し、これも処理後ストレートで滑らかになった。見てわかるように、グラフト化プロセス後、両対象の毛髪はさらにいっそうストレートで、より艶があり、より少なく縮れて見えた。これらの対象はグラフト化プロセスをストレートニング処理として使用する例を表し、この処理は健康な毛髪またはダメージを受けた(漂白した)毛髪のいずれかに行うことができよう。
天然のストレートで縮れた毛髪を有する対象に対する縮れをとり滑らかにする性能が図77に示された。グラフト化処理後、毛髪はさらにいっそう艶があり、より少なく縮れて滑らかで、繊維がよくアラインされているように見えた。同様に、縮れをとり滑らかにする性能も天然にカールした毛髪で天然の毛髪形状を変化させることなく達成された(図78)。毛髪はここでも、グラフト化処理後さらにいっそう艶があり、より少なく縮れて見えた。これはさらに、グラフト化プロセスが天然の毛髪形状を変化させることなく縮れをとる/滑らかにする処理として使用できるであろうことを示した。
グラフト化プロセスの長期耐久性を図79に示す。対象は最初カールしたダメージを受けた(漂白した)毛髪を有し、これがグラフト化後ずっとよりストレートで、より滑らかな、より少なく縮れ、よりうまくアラインしていた。ストレートニング性能は6週(約1.5月)後まだあるように見ることができる。
引用文献
Figure 0007330965000018
Figure 0007330965000019
参照による援用
本明細書中で触れまたは引用した論文、特許、および特許出願、ならびに他のすべての文書および電子的に利用可能な情報の内容は、ここで参照したことによりその全体が、各々個々の刊行物が参照により組み込まれると具体的かつ個別に指示されているのと同程度に本明細書に組み込まれる。出願人は、かかる論文、特許、特許出願、または他の物理および電子文書からのいずれかおよびすべての材料および情報を本出願中に物理的に組み込む権利を保有する。
均等物
本発明は、本明細書に広くかつ一般的に記載された。当業者は、本明細書に記載されている機能を実行し、および/または結果および/または利点の1つ以上を得るための様々な他の手段および/または構造に容易に想到し、かかる変形形態および/または変更形態は各々が本発明の範囲内にあると考えられる。より一般的には、当業者には容易にわかるように、本明細書に記載されているすべてのパラメーター、寸法、材料、および形態は代表的であることを意図され、実際のパラメーター、寸法、材料、および/または形態は本発明の教示が使用される具体的な適用に依存する。当業者は、単にルーチンの実験を使用して、本明細書に記載されている本発明の具体的な実施形態に対する多くの均等物を認識するか、または確認することができる。したがって、以上の実施形態は単に例として挙げられており、添付の特許請求の範囲およびその均等物の範囲内で、本発明は特に記載され、特許請求されているのとは別に実施し得ると理解されたい。本発明は、本明細書に記載されている各々個々の特徴、システム、物品、材料、キット、および/または方法に関する。加えて、2つ以上のかかる特徴、システム、物品、材料、キット、および/または方法の任意の組合せは、かかる特徴、システム、物品、材料、キット、および/または方法が互いに矛盾しないのであれば、本発明の範囲内に含まれる。さらに、包括的な開示内に入るより狭い種および下位概念の集団の各々も本発明の一部を形成する。これは、削除される材料が本明細書中で具体的に述べられているかどうかに関わらず、いずれかの主題を類概念から除く条件または負の限定付きで、本発明の包括的な記載を包含する。
本明細書は以下の発明の態様を包含する。
[1]
ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)ケラチン含有物質試料に一定期間、約0.1重量%~約15重量%の濃度の還元剤を含む混合物を適用することにより、還元されたケラチン含有物質試料を生成させるステップであり、還元されたケラチン含有物質試料が複数の遊離チオール基を含む、ステップと、
iii)モノマーを還元されたケラチン含有物質試料に適用することにより、遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含む、方法。
[2]
ステップii)とiii)の間に、ケラチン含有物質を洗浄するステップをさらに含む、[1]に記載の方法。
[3]
洗浄した後ステップiii)の前に、ケラチン含有物質を乾燥するステップをさらに含む、[2]に記載の方法。
[4]
ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)ケラチン含有物質試料に一定期間、約0.1重量%~約15重量%の濃度の還元剤および触媒を含む混合物を適用するステップであり、ケラチン含有物質試料が複数の遊離チオール基を含む、ステップと、
iii)モノマーをケラチン含有物質試料に適用することにより、遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含む、方法。
[5]
ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)ケラチン含有物質試料に一定期間、約0.1重量%~約15重量%の濃度の還元剤およびモノマーを含む混合物を適用することにより、モノマーと反応して遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成する複数の遊離チオール基を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含む方法。
[6]
還元剤が、チオグリコール酸アンモニウム、L-システイン、N-アセチル-L-システイン、グルタチオン、アスコルビン酸、ベータ-メルカプトエタノール、2-メルカプトエチルアミン、2-メルカプトエチルアミン塩酸塩、ジチオスレイトール(DTT)、チオ乳酸、チオサリチル酸、トリス-2-カルボキシエチルホスフィン塩酸塩(TCEP)、ヒドロ亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸カリウム、二亜硫酸ナトリウム、重硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸アンモニウム、チオグリコール酸、チオグリコール酸カルシウム、チオグリコール酸カリウム、チオグリコール酸ナトリウム、システイン塩酸塩、チオ乳酸アンモニウム、チオグリセリン、メルカプトプロピオン酸、グリセロールチオグリコレートおよびジチオールブチルアミン(DTBA)からなる群から選択される、[1]から[5]のいずれか一項に記載の方法。
[7]
還元剤が、チオグリコール酸アンモニウム、L-システイン、グルタチオン、ベータ-メルカプトエタノール、2-メルカプトエチルアミン、DTT、チオ乳酸、TCEP、DTBA、ヒドロ亜硫酸ナトリウム、およびチオ硫酸ナトリウムからなる群から選択される、[6]に記載の方法。
[8]
還元剤が、チオグリコール酸アンモニウム、L-システイン、グルタチオン、およびチオ乳酸からなる群から選択される、[6]に記載の方法。
[9]
還元剤がチオグリコール酸アンモニウムである、[6]に記載の方法。
[10]
混合物中の還元剤の濃度が約0.1重量%~約11重量%である、先行する項のいずれか一項に記載の方法。
[11]
混合物中の還元剤の濃度が約0.5重量%~約5重量%である、先行する項のいずれか一項に記載の方法。
[12]
混合物中の還元剤の濃度が約1重量%~約4重量%である、先行する項のいずれか一項に記載の方法。
[13]
混合物中の還元剤の濃度が約2.5重量%~約7重量%である、[1]から[10]のいずれか一項に記載の方法。
[14]
混合物中の還元剤の濃度が約2.5重量%である、先行する項のいずれか一項に記載の方法。
[15]
混合物中の還元剤の濃度が約5重量%である、[1]~[13]のいずれか一項に記載の方法。
[16]
混合物対ケラチン含有物質試料の重量比が約1:10~約100:1である、先行する項のいずれか一項に記載の方法。
[17]
比が約5:1である、[16]に記載の方法。
[18]
比が約5:10~約1.5:1である、[16]に記載の方法。
[19]
比が約1.1:1である、[18]に記載の方法。
[20]
混合物が約1時間~約12時間適用される、先行する項のいずれか一項に記載の方法。
[21]
混合物が約30秒~約60分適用される、[1]から[19]のいずれか一項に記載の方法。
[22]
混合物が約1分~約30分適用される、[21]に記載の方法。
[23]
混合物が約30分適用される、[22]に記載の方法。
[24]
混合物が約15分適用される、[22]に記載の方法。
[25]
モノマーが、ケラチン含有物質試料への混合物の適用の約30分以内にケラチン含有物質に適用される、[1]から[4]および[6]から[24]のいずれか一項に記載の方法。
[26]
モノマーが、ケラチン含有物質試料への混合物の適用の約15分以内にケラチン含有物質試料に適用される、[25]に記載の方法。
[27]
モノマーが、ケラチン含有物質試料への混合物の適用の約10分以内にケラチン含有物質試料に適用される、[26]に記載の方法。
[28]
モノマーが、ケラチン含有物質試料への混合物の適用の約5分以内にケラチン含有物質試料に適用される、[27]に記載の方法。
[29]
モノマーが、ケラチン含有物質試料への混合物の適用の約1分以内にケラチン含有物質試料に適用される、[28]に記載の方法。
[30]
モノマーが約30秒~約60分適用される、[1]から[4]および[6]から[24]のいずれか一項に記載の方法。
[31]
モノマーが約1分~約30分適用される、[30]に記載の方法。
[32]
モノマーが約15分適用される、[31]に記載の方法。
[33]
混合物がさらに緩衝溶液を含む、先行する項のいずれか一項に記載の方法。
[34]
緩衝溶液が、リン酸、イミダゾール-HCl、4-モルホリンエタンスルホン酸(MES);ビス(2-ヒドロキシエチル)-アミノ-トリス(ヒドロキシメチル)メタン(ビス-トリス);N-(2-アセトアミド)イミノ二酢酸;N-(2-アセトアミド)-2-アミノエタンスルホン酸;1,4-ピペラジンジエタンスルホン酸;3-モルホリノ-2-ヒドロキシプロパンスルホン酸(MOPSO);1,3-ビス[トリス(ヒドロキシメチル)メチルアミノ]プロパン;N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)-2-アミノエタンスルホン酸;4-モルホリンプロパンスルホン酸(MOPS);2-[(2-ヒドロキシ-1,1-ビス(ヒドロキシメチル)エチル)アミノ]エタンスルホン酸;4-(2-ヒドロキシエチル)ピペラジン-1-エタンスルホン酸(HEPES);3-(N,N-ビス[2-ヒドロキシエチル]アミノ)-2-ヒドロキシプロパンスルホン酸;4-(N-モルホリノ)ブタンスルホン酸;2-ヒドロキシ-3-[トリス(ヒドロキシメチル)メチルアミノ]-1-プロパンスルホン酸;トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン;ピペラジン-N,N’-ビス(2-ヒドロキシプロパンスルホン酸);4-(2-ヒドロキシエチル)-1-ピペラジンプロパンスルホン酸;N-[トリス(ヒドロキシメチル)メチル]グリシン;ジグリシン;N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)-グリシン,N-(2-ヒドロキシエチル)ピペラジン-N’-(4-ブタンスルホン酸);N-[トリス(ヒドロキシメチル)-メチル]-3-アミノプロパンスルホン酸;N-(1,1-ジメチル2-ヒドロキシエチル)-3-アミノ-2-ヒドロキシプロパンスルホン酸;2-(シクロヘキシルアミノ)エタンスルホン酸;3-(シクロヘキシルアミノ)-2-ヒドロキシ-1-プロパンスルホン酸;2-アミノ-2-メチル2-プロパノール;炭酸ナトリウム-重炭酸ナトリウム;3-(シクロヘキシルアミノ)-1-プロパンスルホン酸;および4-(シクロヘキシルアミノ)-1-ブタンスルホン酸からなる群から選択される、先行する項のいずれか一項に記載の方法。
[35]
混合物のpHが約5~約11である、[33]または[34]に記載の方法。
[36]
混合物のpHが約7~約11である、[35]に記載の方法。
[37]
混合物のpHが約7.5~約10.5である、[36]に記載の方法。
[38]
混合物のpHが約9.5である、[37]に記載の方法。
[39]
モノマーが、アクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、先行する項のいずれか一項に記載の方法。
[40]
モノマーがアクリレート、メタクリレート、またはビニル基を含むモノマーである、[39]に記載の方法。
[41]
モノマーがアクリレート、メタクリレート、またはマレイミド基を含むモノマーである、[39]に記載の方法。
[42]
モノマーがアクリレートまたはメタクリレートである、[39]に記載の方法。
[43]
モノマーが、アクリル酸エチル;アクリル酸プロピル;アクリル酸イソブチル;アクリル酸ブチル;アクリル酸ペンチル;アクリル酸tert-ブチル;アクリル酸ヘキシル;アクリル酸ヘプチル;アクリル酸オクチル;アクリル酸イソオクチル;アクリル酸ノニル;アクリル酸デシル;アクリル酸イソデシル;アクリル酸ドデシル;アクリル酸トリデシル;アクリル酸テトラデシル;アクリル酸ヘキサデシル;アクリル酸オクタデシル;アクリル酸シクロペンチル;アクリル酸シクロヘキシル;アクリル酸シクロヘプチル;アクリル酸シクロオクチル;アクリル酸2-(ジメチルアミノ)エチル;アクリル酸2-(ジエチルアミノ)エチル;アクリル酸2-エチルヘキシル;アクリル酸3,5,5-トリメチルヘキシル;アクリル酸8-メチルノニル;アクリル酸3-イソブチルノニル;アクリル酸3-(シクロヘキシルメチル)ノニル;アクリル酸3-ブチル-7,11-ジメチルドデシル;アクリル酸(E)-3-ブチル-7,11-ジメチルドデス-2-エン-1-イル;アクリル酸イソボルニル;ポリ(エチレングリコール)(PEG)アクリレート;ジアクリル酸1,6-ヘキサンジオール;アクリル酸オクタフルオロペンチル;フルオレセイン-o-アクリレート;フルオレセイン-o-o-ジアクリレート;およびPEG-ジアクリレートからなる群から選択される、[42]に記載の方法。
[44]
モノマーが、アクリル酸ヘキシル;アクリル酸イソデシル;アクリル酸ドデシル;アクリル酸テトラデシル;アクリル酸ヘキサデシル;アクリル酸オクタデシル;アクリル酸2-エチルヘキシル;アクリル酸3-イソブチルノニル;アクリル酸3-(シクロヘキシルメチル)ノニル;アクリル酸3-ブチル-7,11-ジメチルドデシル;アクリル酸(E)-3-ブチル-7,11-ジメチルドデス-2-エン-1-イル;アクリル酸イソボルニル;PEGアクリレート;およびPEGジアクリレートからなる群から選択される、[42]に記載の方法。
45]
モノマーが、アクリル酸ヘキシル;アクリル酸イソデシル;アクリル酸ドデシル;アクリル酸オクタデシル;アクリル酸2-エチルヘキシル;アクリル酸3-ブチル-7,11-ジメチルドデシル;アクリル酸(E)-3-ブチル-7,11-ジメチルドデス-2-エン-1-イル;アクリル酸イソボルニル;PEGアクリレート;およびPEGジアクリレートからなる群から選択される、[42]に記載の方法。
[46]
モノマーがPEG-ジアクリレートである、[42]に記載の方法。
[47]
PEG-ジアクリレートが、PEG-DA 250、PEG-DA 575、PEG-DA 700、PEG-DA 1k、PEG-DA 1.5k、PEG-DA 2k、およびPEG-DA 6kからなる群から選択される、[46]に記載の方法。
[48]
PEG-ジアクリレートがPEG-DA 1.5kである、[46]に記載の方法。
[49]
モノマーがビニル基を含むモノマーである、[1]から[39]のいずれか一項に記載の方法。
[50]
モノマーが、エチルビニルエーテル;プロピルビニルエーテル;イソブチルビニルエーテル;ブチルビニルエーテル;ペンチルビニルエーテル;tert-ブチルビニルエーテル;ヘキシルビニルエーテル;ヘプチルビニルエーテル;オクチルビニルエーテル;イソオクチルビニルエーテル;ノニルビニルエーテル;デシルビニルエーテル;ドデシルビニルエーテル;テトラデシルビニルエーテル;ヘキサデシルビニルエーテル;オクタデシルビニルエーテル;N,N-ジメチル-2-(ビニルオキシ)-エチルアミン;シクロペンチルビニルエーテル;シクロヘキシルビニルエーテル;シクロヘプチルビニルエーテル;シクロオクチルビニルエーテル;2-(ジメチルアミノ)エチルビニルエーテル;2-(ジエチルアミノ)エチルビニルエーテル;2-エチルヘキシルビニルエーテル;1-(ビニルオキシ)アダマンタン;ビニルオキシ-トリメチルシラン(timethylsilane);およびビニルオキシ-トリエチルシランからなる群から選択される、[49]に記載の方法。
[51]
モノマーが、イソブチルビニルエーテル;ブチルビニルエーテル;ドデシルビニルエーテル;オクタデシルビニルエーテル;シクロヘキシルビニルエーテル;およびビニルオキシ-トリエチルシランからなる群から選択される、[49]に記載の方法。
[52]
モノマーがマレイミド基を含むモノマーである、[1]から[39]のいずれか一項に記載の方法。
[53]
モノマーが、N-エチルマレイミド;N-シクロヘキシルマレイミド;N-アラキドニルマレイミド;フルオレセイン-5-マレイミド;スクシンイミジル-[(N-マレイミドプロピオンアミド)-ジエチレングリコール]エステル;ポリ(エチレングリコール)(PEG)-マレイミド;およびメトキシ-PEG-マレイミドからなる群から選択される、[52]に記載の方法。
[54]
モノマーが、N-エチルマレイミド;スクシンイミジル-[(N-マレイミドプロピオンアミド)-ジエチレングリコール]エステル;PEG-マレイミド;およびメトキシ-PEG-マレイミドからなる群から選択される、[52]に記載の方法。
[55]
モノマー対遊離チオール基のモル比が約0.001:1~約2.5:1である、先行する項のいずれか一項に記載の方法。
[56]
モノマー対遊離チオール基のモル比が約0.2:1~約0.6:1である、[55]に記載の方法。
[57]
モノマー対遊離チオール基のモル比が約0.38:1である、[56]に記載の方法。
[58]
モノマー対遊離チオール基のモル比が約0.02:1~約0.06:1である、[55]に記載の方法。
[59]
モノマー対遊離チオール基のモル比が約0.04:1である、[58]に記載の方法。
[60]
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)ケラチン含有物質試料に一定期間、約2.5重量%~約7重量%の濃度の還元剤を含む混合物を適用することにより、還元されたケラチン含有物質試料を生成させるステップであり、還元されたケラチン含有物質試料が複数の遊離チオール基を含む、ステップと、
iii)モノマーを還元されたケラチン含有物質試料に適用することにより、遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成するステップであり、モノマーがポリ(エチレングリコール)ジアクリレート(PEG-DA)である、ステップと
を含む、[1]に記載の方法。
[61]
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)ケラチン含有物質試料に一定期間、約2.5重量%~約7重量%の濃度の還元剤および触媒を含む混合物を適用するステップであり、ケラチン含有物質試料が複数の遊離チオール基を含む、ステップと、
iii)モノマーをケラチン含有物質試料に適用することにより、遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成するステップであり、モノマーがPEG-DAである、ステップと
を含む、[4]に記載の方法。
[62]
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)ケラチン含有物質試料に一定期間、約2.5重量%~約7重量%の濃度の還元剤、およびモノマーを含む混合物を適用することにより、モノマーと反応して遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成する複数の遊離チオール基を形成するステップであり、モノマーがPEG-DAである、ステップと
を含む、[5]に記載の方法。
[63]
還元剤がチオグリコール酸アンモニウムである、[60]から[62]のいずれか一項に記載の方法。
[64]
混合物が約5重量%の濃度の還元剤を含む、[60]から[63]のいずれか一項に記載の方法。
[65]
PEG-DAがPEG-DA 1.5kまたはPEG-DA 2kである、[60]から[64]のいずれか一項に記載の方法。
[66]
触媒をケラチン含有物質試料に適用するステップをさらに含む、[1]から[3]、[5]から[60]、および[62]から[65]のいずれか一項に記載の方法。
[67]
触媒が、アミン、ホスフィン、およびラジカル開始剤からなる群から選択される、先行する項のいずれか一項に記載の方法。
[68]
触媒がアミンである、[67]に記載の方法。
[69]
触媒が第一級アミンまたは第二級アミンである、[68]に記載の方法。
[70]
アミンが、N,N-ジイソプロピルエチルアミン、N-エチルジイソプロピルアミン、ジ-n-プロピルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、およびトリエタノールアミンからなる群から選択される、[68]に記載の方法。
[71]
アミンがトリメチルアミンである、[68]に記載の方法。
[72]
触媒がホスフィンである、[67]に記載の方法。
[73]
触媒が第三級ホスフィンである、[72]に記載の方法。
[74]
ホスフィンが、ジメチルフェニルホスフィン、ジエチルフェニルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン、エチルジフェニルホスフィン、トリメチルホスフィン、トリプロピルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリ(o-トリル)ホスフィン、トリ(p-トリル)ホスフィン、トリス(2,4,6-トリメチルフェニル)ホスフィン(phospine)、トリス(3,5-ジメチルフェニル)ホスフィン(phospine)、ジシクロヘキシル-(2,6-ジイソプロピルフェニル)ホスフィン、およびトリス(ヒドロキシメチル)ホスフィンからなる群から選択される、[72]に記載の方法。
[75]
ホスフィンがジメチルフェニルホスフィンである、[74]に記載の方法。
[76]
触媒の量がモノマーに対して約1mol%~約100mol%である、66]から[75]のいずれか一項に記載の方法。
[77]
触媒の量がモノマーに対して約10mol%~約60mol%である、[76]に記載の方法。
[78]
触媒の量がモノマーに対して約20mol%~約50mol%である、[77]に記載の方法。
[79]
触媒の量がモノマーに対して約40mol%である、[78]に記載の方法。
[80]
触媒がラジカル開始剤である、[67]に記載の方法。
[81]
ラジカル開始剤が、過酸化物、アゾ化合物、光開始剤からなる群から選択される、[80]に記載の方法。
[82]
ラジカル開始剤が過酸化物である、[81]に記載の方法。
[83]
過酸化物が、過酸化水素、tert-ブチルヒドロペルオキシド、過酢酸tert-ブチル、クメンヒドロペルオキシド、ジクミルペルオキシド、過酸化ベンゾイル、およびtert-ブチルペルオキシドからなる群から選択される、[82]に記載の方法。
[84]
過酸化物が過酸化水素である、[83]に記載の方法。
[85]
ラジカル開始剤がアゾ化合物である、[81]に記載の方法。
[86]
アゾ化合物が、4,4’-アゾビス(4-シアノ吉草酸)、4,4’-アゾビス(4-シアノ吉草酸)、1,1’-アゾビス(シクロヘキサンカルボニトリル)、2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩、2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオニトリル)、および2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオニトリル)からなる群から選択される、[85]に記載の方法。
[87]
ラジカル開始剤が光開始剤である、[81]に記載の方法。
[88]
光開始剤がアリールケトンである、[87]に記載の方法。
[89]
光開始剤が、アセトフェノン;アニソイン;アントラキノン;アントラキノン(anthroquinone)-2-スルホン酸;ベンジル;ベンゾイン;ベンゾインエチルエーテル;ベンゾインイソブチルエーテル;ベンゾインメチルエーテル;ベンゾフェノン;3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物;4-ベンゾイルビフェニル;2-ベンジル-2-(ジメチルアミノ)-4’-モルホリノブチロフェノン;4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン;4,4’-ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン;カンファーキノン;2-クロロチオキサンテン-2-オン;ジベンゾスベレノン;2,2’-ジエトキシアセトフェノン;4,4’-ジヒドロキシベンゾフェノン;2,2’-ジメトキシ(dmethoxy)-2-フェニルアセトフェノン;4-(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン;4,4’-ジメチルベンジル;2,5-ジメチルベンゾフェノン;3,4-ジメチルベンゾフェノン;2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオフェノン;4’-エトキシアセトフェノン;2-エチルアントラキノン(ethylantrhaquinone);3’-ヒドロキシアセトフェノン;4’-ヒドロキシアセトフェノン;3-ヒドロキシアセトフェノン;4-ヒドロキシアセトフェノン;1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン;2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオフェノン;2-メチルベンゾフェノン;3-メチルベンゾフェノン;ベンゾイルギ酸メチル;2-メチル-4’-(メチルチオ)2-モルホリノプロピオフェノン;フェナントレン(phenantrene)キノン;4’-フェノキシアセトフェノン;チオキサンテン-9-オン;およびジフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシドからなる群から選択される、[87]に記載の方法。
[90]
光開始剤が2,2’-ジエトキシアセトフェノンである、[89]に記載の方法。
[91]
ステップi)とii)の間に、ケラチン含有物質試料に一定期間、添加剤を適用するステップをさらに含む、先行する項のいずれか一項に記載の方法。
[92]
混合物が添加剤をさらに含む、先行する項のいずれか一項に記載の方法。
[93]
ステップiii)の混合物が添加剤をさらに含む、[1]から[4]、[6]から[61]、および[63]から[90]のいずれか一項に記載の方法。
[94]
ケラチン含有物質試料に一定期間、添加剤を適用するステップを含む後処理をさらに含む、[1]から[90]のいずれか一項に記載の方法。
[95]
添加剤が、脂肪酸、脂肪アルコール、脂肪酸エステル、アミノ酸混合物、ペプチド混合物、酸性化剤、ポリカルボン酸、またはこれらの混合物からなる群から選択される、[91]から[94]のいずれか一項に記載の方法。
[96]
添加剤が、脂肪酸、脂肪アルコール、脂肪酸エステル、またはこれらの混合物である、[95]に記載の方法。
[97]
脂肪酸、脂肪アルコール、または脂肪酸エステルが、酪酸、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、サピエン酸、オレイン酸、エライジン酸、バクセン酸、リノール酸、リノエライジン酸、リノレン酸、アラキドン酸、エイコサペンタエン酸、エルカ酸、ドコサヘキサエン酸、アルガン油、ココナッツ油、ホホバ油、オリーブ油、ヤシ油、カプリルアルコール、ペラルゴンアルコール、カプリンアルコール、ウンデシルアルコール、ラウリルアルコール、トリデシルアルコール、ミリスチルアルコール、ペンタデシルアルコール、セチルアルコール、パルミトレイルアルコール、ヘプタデシルアルコール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール、ノナデシルアルコール、アラキジルアルコール、ヘンエイコシルアルコール、ベヘニルアルコール、エルシルアルコール、リグノセリルアルコール、セリルアルコール、パルミチン酸アスコルビル、ステアリン酸アスコルビル、ミリストレイン酸セチル、パルミチン酸セチル、ジグリセリド、デカン酸エチル、マカデミアナッツ脂肪酸エチル、オクタン酸エチル、パルミチン酸エチル、パルミチン酸エチルヘキシル、モノステアリン酸グリセリル、ヒドロキシステアリン酸グリセリル、ジステアリン酸グリコール、ステアリン酸グリコール、モノラウリン酸グリセロール、パルミチン酸イソプロピル、モノグリセリド、2-オレオイルグリセロール、およびこれらの混合物からなる群から選択される、[96]に記載の方法。
[98]
脂肪酸が、オレイン酸、リノール酸、ホホバ油、およびこれらの混合物からなる群から選択される、[96]に記載の方法。
[99]
添加剤がアミノ酸混合物またはペプチド混合物である、[95]に記載の方法。
[100]
添加剤が、グリシン(Gly)、L-アラニン(L-Ala)、L-セリン(L-Ser)、L-システイン(L-Cys)、N-アセチルグリシン(Ac-Gly)、N-アセチルアラニン(Ac-Ala)、およびN-アセチルセリン(Ac-Ser)からなる群から選択されるアミノ酸混合物を含む、[99]に記載の方法。
[101]
添加剤が、FISION(登録商標)KeraVeg 18、PRODEW(登録商標)500、Vegetamide 18MEA-NJ、Vegetamide 18MEA-MR、KERARICE(商標)、KERATRIX(商標)、Promois WK-PD、およびGLUADIN(登録商標) Kera-P LMからなる群から選択されるアミノ酸混合物またはペプチド混合物を含む、[99]に記載の方法。
[102]
添加剤が酸性化剤、ポリカルボン酸、またはこれらの混合物である、[95]に記載の方法。
[103]
添加剤が、アルドビオン酸、アゼライン酸、クエン酸、エチレンジアミン四酢酸、エチレンジアミン-N,N’-ジコハク酸、グルコノラクトン、グルタミン酸N,N-ジ酢酸、乳酸、メチルグリシンジ酢酸、酒石酸、タルトロン酸、グルコン酸、コハク酸、イタコン酸、酢酸、マロン酸、リンゴ酸、1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸、およびこれらの混合物からなる群から選択される酸性化剤またはポリカルボン酸を含む、[102]に記載の方法。
[104]
添加剤がクエン酸およびグルコノラクトンを含む、[102]に記載の方法。
[105]
添加剤の濃度が約0.1重量%~約15重量%である、[91]から[104]のいずれか一項に記載の方法。
[106]
添加剤の濃度が約0.1重量%~約5重量%である、[105]に記載の方法。
[107]
混合物がさらに溶媒を含む、先行する項のいずれか一項に記載の方法。
[108]
溶媒がジメチルスルホキシド、水、アセトン、緩衝剤、またはこれらの混合物を含む、[107]に記載の方法。
[109]
溶媒が水を含む、[108]に記載の方法。
[110]
溶媒が水である、[109]に記載の方法。
[111]
ケラチン含有物質の疎水性が改善される、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)ケラチン含有物質試料に一定期間、還元剤を含む混合物を適用するステップであり、ケラチン含有物質試料が複数の遊離チオール基を含む、ステップと、
iii)モノマーをケラチン含有物質試料に適用することにより、遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含み、これによりケラチン含有物質の疎水性を改善する、方法。
[112]
ケラチン含有物質の疎水性が改善される、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)ケラチン含有物質試料に一定期間、還元剤および触媒を含む混合物を適用するステップであり、ケラチン含有物質試料が複数の遊離チオール基を含む、ステップと、
iii)モノマーをケラチン含有物質試料に適用することにより、遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含み、これによりケラチン含有物質の疎水性を改善する、方法。
[113]
ケラチン含有物質の疎水性が改善される、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)ケラチン含有物質試料に一定期間、還元剤およびモノマーを含む混合物を適用することにより、モノマーと反応して遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成する複数の遊離チオール基を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含み、これによりケラチン含有物質の疎水性を改善する、方法。
[114]
前進水接触角が約70°より大きい、[111]から[113]のいずれか一項に記載の方法。
[115]
前進水接触角が約90°より大きい、[114]に記載の方法。
[116]
前進水接触角が約100°である、[114]に記載の方法。
[117]
ケラチン含有物質の極限引張強さが改善される、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)ケラチン含有物質試料に一定期間、還元剤を含む混合物を適用するステップであり、ケラチン含有物質試料が複数の遊離チオール基を含む、ステップと、
iii)モノマーをケラチン含有物質試料に適用することにより、遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含み、これによりケラチン含有物質の極限引張強さを改善する、方法。
[118]
ケラチン含有物質の極限引張強さが改善される、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)ケラチン含有物質試料に一定期間、還元剤および触媒を含む混合物を適用するステップであり、ケラチン含有物質試料が複数の遊離チオール基を含む、ステップと、
iii)モノマーをケラチン含有物質試料に適用することにより、遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含み、これによりケラチン含有物質の極限引張強さを改善する、方法。
[119]
ケラチン含有物質の極限引張強さが改善される、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)ケラチン含有物質試料に一定期間、還元剤およびモノマーを含む混合物を適用することにより、モノマーと反応して遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成する複数の遊離チオール基を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含み、これによりケラチン含有物質の極限引張強さを改善する、方法。
[120]
ケラチン含有物質のタンパク質の損失値が改善される、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)ケラチン含有物質試料に一定期間、還元剤を含む混合物を適用するステップであり、ケラチン含有物質試料が複数の遊離チオール基を含む、ステップと、
iii)モノマーをケラチン含有物質試料に適用することにより、遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含み、これによりケラチン含有物質のタンパク質の損失値を改善する、方法。
[121]
ケラチン含有物質のタンパク質の損失値が改善される、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)ケラチン含有物質試料に一定期間、還元剤および触媒を含む混合物を適用するステップであり、ケラチン含有物質試料が複数の遊離チオール基を含む、ステップと、
iii)モノマーをケラチン含有物質試料に適用することにより、遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含み、これによりケラチン含有物質のタンパク質の損失値を改善する、方法。
[122]
ケラチン含有物質のタンパク質の損失値が改善される、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)ケラチン含有物質試料に一定期間、還元剤およびモノマーを含む混合物を適用することにより、モノマーと反応して遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成する複数の遊離チオール基を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含み、これによりケラチン含有物質のタンパク質の損失値を改善する、方法。
[123]
ケラチン含有物質の変性温度が改善される、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)ケラチン含有物質試料に一定期間、還元剤を含む混合物を適用するステップであり、ケラチン含有物質試料が複数の遊離チオール基を含む、ステップと、
iii)モノマーをケラチン含有物質試料に適用することにより、遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含み、これによりケラチン含有物質の変性温度を改善する、方法。
[124]
ケラチン含有物質の変性温度が改善される、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)ケラチン含有物質試料に一定期間、還元剤および触媒を含む混合物を適用するステップであり、ケラチン含有物質試料が複数の遊離チオール基を含む、ステップと、
iii)モノマーをケラチン含有物質試料に適用することにより、遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含み、これによりケラチン含有物質の変性温度を改善する、方法。
[125]
ケラチン含有物質の変性温度が改善される、ケラチン含有物質を処理する方法であって、
i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
ii)ケラチン含有物質試料に一定期間、還元剤およびモノマーを含む混合物を適用することにより、モノマーと反応して遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成する複数の遊離チオール基を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
を含み、これによりケラチン含有物質の変性温度を改善する、方法。
[126]
ケラチン含有物質が、毛髪、眉毛、まつ毛、指の爪および足指の爪からなる群から選択される、先行する項のいずれか一項に記載の方法。
[127]
ケラチン含有物質が毛髪である、先行する項のいずれか一項に記載の方法。
[128]
ケラチン含有物質が指の爪または足指の爪である、先行する項のいずれか一項に記載の方法。

Claims (19)

  1. ケラチン含有物質を処理する半同時方法であって、
    i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
    ii)ケラチン含有物質試料に一定期間、還元剤を含む混合物を適用することにより、還元されたケラチン含有物質試料を生成させるステップであり、還元されたケラチン含有物質試料が複数の遊離チオール基を含む、ステップと、
    iii)モノマーを還元されたケラチン含有物質試料に適用することにより、遊離チオール基とモノマーとの間に複数の共有結合を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択される、ステップと
    を含み、還元されたケラチン含有物質がステップii)及びiii)の間に濯がれない、又は洗浄されない、方法。
  2. ケラチン含有物質を処理する同時方法であって、
    i)複数のジスルフィド結合を含むケラチン含有物質試料を用意するステップと、
    ii)ケラチン含有物質試料に一定期間、還元剤及びモノマーを含む混合物を適用することにより、モノマーと反応する複数の遊離チオール基を形成して、遊離チオール基とモノマーの間に複数の共有結合を形成するステップであり、モノマーがアクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、アルキン基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択され、還元剤が、チオグリコール酸アンモニウム、L-システイン、N-アセチル-L-システイン、グルタチオン、アスコルビン酸、ベータ-メルカプトエタノール、2-メルカプトエチルアミン、2-メルカプトエチルアミン塩酸塩、ジチオスレイトール(DTT)、チオ乳酸、チオサリチル酸、トリス-2-カルボキシエチルホスフィン塩酸塩(TCEP)、ヒドロ亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸カリウム、二亜硫酸ナトリウム、重硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸アンモニウム、チオグリコール酸、チオグリコール酸カルシウム、チオグリコール酸カリウム、チオグリコール酸ナトリウム、チオ乳酸アンモニウム、チオグリセリン、メルカプトプロピオン酸、グリセロールチオグリコレートおよびジチオールブチルアミン(DTBA)からなる群から選択されるか;チオグリコール酸アンモニウム、L-システイン、グルタチオン、ベータ-メルカプトエタノール、2-メルカプトエチルアミン、DTT、チオ乳酸、TCEP、DTBA、ヒドロ亜硫酸ナトリウム、およびチオ硫酸ナトリウムからなる群から選択されるか;チオグリコール酸アンモニウム、L-システイン、グルタチオン、およびチオ乳酸からなる群から選択されるか;又はチオグリコール酸アンモニウムである、ステップと
    iii)触媒をケラチン含有物質試料に適用するステップであって、触媒がアミン、ホスフィン、およびラジカル開始剤からなる群から選択されるか;触媒がアミンであるか;触媒が第一級アミンまたは第二級アミンであるか;触媒が、N,N-ジイソプロピルエチルアミン、N-エチルジイソプロピルアミン、ジ-n-プロピルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、およびトリエタノールアミンからなる群から選択されるアミンであるか;触媒がトリメチルアミンであるか;触媒がホスフィンであるか;触媒が第三級ホスフィンであるか;触媒がジメチルフェニルホスフィン、ジエチルフェニルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン、エチルジフェニルホスフィン、トリメチルホスフィン、トリプロピルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリ(o-トリル)ホスフィン、トリ(p-トリル)ホスフィン、トリス(2,4,6-トリメチルフェニル)ホスフィン、トリス(3,5-ジメチルフェニル)ホスフィン、ジシクロヘキシル-(2,6-ジイソプロピルフェニル)ホスフィン、およびトリス(ヒドロキシメチル)ホスフィンからなる群から選択されるホスフィンであるか;又は触媒がジメチルフェニルホスフィンである、ステップと
    を含む方法。
  3. 還元剤が、チオグリコール酸アンモニウム、L-システイン、N-アセチル-L-システイン、グルタチオン、アスコルビン酸、ベータ-メルカプトエタノール、2-メルカプトエチルアミン、2-メルカプトエチルアミン塩酸塩、ジチオスレイトール(DTT)、チオ乳酸、チオサリチル酸、トリス-2-カルボキシエチルホスフィン塩酸塩(TCEP)、ヒドロ亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸カリウム、二亜硫酸ナトリウム、重硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸アンモニウム、チオグリコール酸、チオグリコール酸カルシウム、チオグリコール酸カリウム、チオグリコール酸ナトリウム、システイン塩酸塩、チオ乳酸アンモニウム、チオグリセリン、メルカプトプロピオン酸、グリセロールチオグリコレートおよびジチオールブチルアミン(DTBA)からなる群から選択されるか;チオグリコール酸アンモニウム、L-システイン、グルタチオン、ベータ-メルカプトエタノール、2-メルカプトエチルアミン、DTT、チオ乳酸、TCEP、DTBA、ヒドロ亜硫酸ナトリウム、およびチオ硫酸ナトリウムからなる群から選択されるか;チオグリコール酸アンモニウム、L-システイン、グルタチオン、およびチオ乳酸からなる群から選択されるか;又はチオグリコール酸アンモニウムである、請求項1に記載の方法。
  4. 混合物中の還元剤の濃度が約0.1重量%~約11重量%であるか;約0.5重量%~約5重量%であるか;約1重量%~約4重量%であるか;約2.5重量%~約7重量%であるか;約2.5重量%であるか;又は約5重量%である、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 混合物対ケラチン含有物質試料の重量比が約1:10~約100:1であるか;約5:1であるか;約5:10~約1.5:1であるか;又は約1.1:1である、請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。
  6. モノマーは、アクリレート、メタクリレート、ビニル基を含むモノマー、およびマレイミド基を含むモノマーからなる群から選択されるか;アクリル酸エチル;アクリル酸プロピル;アクリル酸イソブチル;アクリル酸ブチル;アクリル酸ペンチル;アクリル酸tert-ブチル;アクリル酸ヘキシル;アクリル酸ヘプチル;アクリル酸オクチル;アクリル酸イソオクチル;アクリル酸ノニル;アクリル酸デシル;アクリル酸イソデシル;アクリル酸ドデシル;アクリル酸トリデシル;アクリル酸テトラデシル;アクリル酸ヘキサデシル;アクリル酸オクタデシル;アクリル酸シクロペンチル;アクリル酸シクロヘキシル;アクリル酸シクロヘプチル;アクリル酸シクロオクチル;アクリル酸2-(ジメチルアミノ)エチル;アクリル酸2-(ジエチルアミノ)エチル;アクリル酸2-エチルヘキシル;アクリル酸3,5,5-トリメチルヘキシル;アクリル酸8-メチルノニル;アクリル酸3-イソブチルノニル;アクリル酸3-(シクロヘキシルメチル)ノニル;アクリル酸3-ブチル-7,11-ジメチルドデシル;アクリル酸(E)-3-ブチル-7,11-ジメチルドデス-2-エン-1-イル;アクリル酸イソボルニル;ポリ(エチレングリコール)(PEG)アクリレート;ジアクリル酸1,6-ヘキサンジオール;アクリル酸オクタフルオロペンチル;フルオレセイン-o-アクリレート;フルオレセイン-o-o-ジアクリレート;およびPEG-ジアクリレートからなる群から選択されるか;アクリル酸ヘキシル;アクリル酸イソデシル;アクリル酸ドデシル;アクリル酸テトラデシル;アクリル酸ヘキサデシル;アクリル酸オクタデシル;アクリル酸2-エチルヘキシル;アクリル酸3-イソブチルノニル;アクリル酸3-(シクロヘキシルメチル)ノニル;アクリル酸3-ブチル-7,11-ジメチルドデシル;アクリル酸(E)-3-ブチル-7,11-ジメチルドデス-2-エン-1-イル;アクリル酸イソボルニル;PEGアクリレート;およびPEG-ジアクリレートからなる群から選択されるか;アクリル酸ヘキシル;アクリル酸イソデシル;アクリル酸ドデシル;アクリル酸オクタデシル;アクリル酸2-エチルヘキシル;アクリル酸3-ブチル-7,11-ジメチルドデシル;アクリル酸(E)-3-ブチル-7,11-ジメチルドデス-2-エン-1-イル;アクリル酸イソボルニル;PEGアクリレート;およびPEGジアクリレートからなる群から選択されるか;PEG-ジアクリレートであるか;N-エチルマレイミド;N-シクロヘキシルマレイミド;N-アラキドニルマレイミド;フルオレセイン-5-マレイミド;スクシンイミジル-[(N-マレイミドプロピオンアミド)-ジエチレングリコール]エステル;ポリ(エチレングリコール)(PEG)-マレイミド;およびメトキシ-PEG-マレイミドからなる群から選択されるか;またはN-エチルマレイミド;スクシンイミジル-[(N-マレイミドプロピオンアミド)-ジエチレングリコール]エステル;PEG-マレイミド;およびメトキシ-PEG-マレイミドからなる群から選択される、請求項1~5のいずれか一項に記載の方法。
  7. モノマーが、PEGアクリレート、及びPEGジアクリレートからなる群から選択される、請求項1~6のいずれか一項に記載の方法。
  8. モノマー対遊離チオール基のモル比が約0.001:1~約2.5:1であるか;約0.2:1~約0.6:1であるか;約0.38:1であるか;約0.02:1~約0.06:1であるか;又は約0.04:1である、請求項1~7のいずれか一項に記載の方法。
  9. 触媒をケラチン含有物質試料に適用するステップをさらに含む、請求項1及び3~8のいずれか一項に記載の方法。
  10. 触媒が、アミン、ホスフィン、およびラジカル開始剤からなる群から選択されるか;触媒がアミンであるか;触媒が第一級アミンまたは第二級アミンであるか;触媒が、N,N-ジイソプロピルエチルアミン、N-エチルジイソプロピルアミン、ジ-n-プロピルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、およびトリエタノールアミンからなる群から選択されるアミンであるか;触媒がトリメチルアミンであるか;触媒がホスフィンであるか;触媒が第三級ホスフィンであるか;触媒がジメチルフェニルホスフィン、ジエチルフェニルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン、エチルジフェニルホスフィン、トリメチルホスフィン、トリプロピルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリ(o-トリル)ホスフィン、トリ(p-トリル)ホスフィン、トリス(2,4,6-トリメチルフェニル)ホスフィン、トリス(3,5-ジメチルフェニル)ホスフィン、ジシクロヘキシル-(2,6-ジイソプロピルフェニル)ホスフィン、およびトリス(ヒドロキシメチル)ホスフィンからなる群から選択されるホスフィンであるか;又は触媒がジメチルフェニルホスフィンである、請求項9に記載の方法。
  11. 触媒が、アミン、ホスフィン及びラジカル開始剤からなる群から選択される、請求項2又は10に記載の方法。
  12. 触媒の量がモノマーに対して約1mol%~約100mol%であるか;モノマーに対して約10mol%~約60mol%であるか;モノマーに対して約20mol%~約50mol%であるか;又はモノマーに対して約40mol%である、請求項2及び9~11のいずれか一項に記載の方法。
  13. 触媒がラジカル開始剤である、請求項2及び9~12のいずれか一項に記載の方法。
  14. ラジカル開始剤が、過酸化物、アゾ化合物、光開始剤からなる群から選択されるか;過酸化物であるか;過酸化水素、tert-ブチルヒドロペルオキシド、過酢酸tert-ブチル、クメンヒドロペルオキシド、ジクミルペルオキシド、過酸化ベンゾイル、およびtert-ブチルペルオキシドからなる群から選択される過酸化物であるか;過酸化水素であるか;アゾ化合物であるか;4,4’-アゾビス(4-シアノ吉草酸)、1,1’-アゾビス(シクロヘキサンカルボニトリル)、2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩、および2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオニトリル)からなる群から選択されるアゾ化合物であるか;光開始剤であるか;アリールケトンであるか;アセトフェノン;アニソイン;アントラキノン;アントラキノン-2-スルホン酸;ベンジル;ベンゾイン;ベンゾインエチルエーテル;ベンゾインイソブチルエーテル;ベンゾインメチルエーテル;ベンゾフェノン;3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物;4-ベンゾイルビフェニル;2-ベンジル-2-(ジメチルアミノ)-4’-モルホリノブチロフェノン;4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン;4,4’-ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン;カンファーキノン;2-クロロチオキサンテン-2-オン;ジベンゾスベレノン;2,2’-ジエトキシアセトフェノン;4,4’-ジヒドロキシベンゾフェノン;2,2’-ジメトキシ-2-フェニルアセトフェノン;4-(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン;4,4’-ジメチルベンジル;2,5-ジメチルベンゾフェノン;3,4-ジメチルベンゾフェノン;2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオフェノン;4’-エトキシアセトフェノン;2-エチルアントラキノン;3’-ヒドロキシアセトフェノン;4’-ヒドロキシアセトフェノン;3-ヒドロキシアセトフェノン;4-ヒドロキシアセトフェノン;1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン;2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオフェノン;2-メチルベンゾフェノン;3-メチルベンゾフェノン;ベンゾイルギ酸メチル;2-メチル-4’-(メチルチオ)2-モルホリノプロピオフェノン;フェナントレンキノン;4’-フェノキシアセトフェノン;チオキサンテン-9-オン;およびジフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシドであるか、又は2,2’-ジエトキシアセトフェノンである、請求項13に記載の方法。
  15. ステップi)とii)の間に、ケラチン含有物質試料に一定期間、添加剤を適用するステップをさらに含む、請求項1~14のいずれか一項に記載の方法。
  16. 混合物が添加剤をさらに含む、請求項1~15のいずれか一項に記載の方法。
  17. ケラチン含有物質試料に一定期間、添加剤を適用するステップを含む後処理をさらに含む、請求項1~16のいずれか一項に記載の方法。
  18. 混合物がさらに溶媒を含む、請求項1~17のいずれか一項に記載の方法。
  19. 溶媒がジメチルスルホキシド、水、アセトン、緩衝剤、またはこれらの混合物を含む、請求項18に記載の方法。
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