I ricercatori della North Carolina State University hanno creato il più grande database chimico pubblicamente disponibile di sostanze coloranti per capelli come risorsa per lo sviluppo di una nuova generazione di prodotti per la colorazione dei capelli più sicuri per i consumatori, stilisti e ambiente.

Il database online delle sostanze coloranti per capelli contiene informazioni dettagliate sulla struttura e le proprietà di 313 sostanze nelle tinture per capelli commerciali attuali e passate. Utilizzando la classificazione basata su computer, nota come chemininformatica, i ricercatori hanno raggruppato i coloranti in gruppi con strutture e proprietà simili. I risultati hanno rivelato alcune sorprese e promettenti nuove strade per la ricerca.

"Il database può sicuramente aiutare a guidare la progettazione, non solo di tinture per capelli ma di altri tipi di tinture, utilizzando lo stesso approccio, "dice Tova Williams, Studente di dottorato NC State e autore principale di un articolo di giornale sulla ricerca.

La colorazione dei capelli è un business globale multimiliardario che sta crescendo rapidamente. Le tinture per capelli sono divise in tre tipi fondamentali, a seconda di quanto durano. coloranti temporanei, che ricoprono la superficie del capello, lavare con uno o due shampoo. I coloranti semipermanenti durano un po' più a lungo, dai sei agli otto lavaggi.

Circa l'80% delle tinture per capelli commerciali sul mercato, però, sono permanenti, creato attraverso il processo chimico di ossidazione. Quando viene applicata la tintura per capelli permanente, è inizialmente incolore. Piccole molecole precursori scivolano all'interno del nucleo delle fibre dei capelli, dove "si prendono per mano" per formare molecole più grandi e impartire colore, dice Williams. Il colore permanente dei capelli resiste al lavaggio perché è all'interno del fusto del capello e legato chimicamente.

I ricercatori possono utilizzare il database per identificare i coloranti che hanno meno probabilità di causare reazioni allergiche o aumentare il rischio di cancro. La sicurezza è una preoccupazione fondamentale per i consumatori perché il colore dei capelli si trova sul cuoio capelluto, così come per gli stilisti che lavorano con prodotti coloranti ripetutamente nel tempo.

"L'utilizzo di modelli informatici ci consente di fare previsioni su quali sostanze nel database potrebbero causare sensibilizzazione cutanea o che potrebbero avere una maggiore probabilità di rischi per la salute, " Dice Williams. "Questo può portare allo sviluppo di coloranti che hanno proprietà migliori e sono più sostenibili".

La chemininformatica può accelerare il processo di ricerca e sviluppo, rendendo possibile analizzare e confrontare le proprietà di centinaia di sostanze nel database - un'impresa che non sarebbe possibile altrimenti, afferma il coautore Denis Fourches, assistente professore di chimica presso la NC State.

"Se dovessi fare questo lavoro con le tinture per capelli in un laboratorio, ci vorrebbero diversi anni di lavoro e diversi milioni di dollari, " Fourches dice. "Con più di 300 sostanze, sarebbe molto impegnativo senza la modellazione al computer, che fornisce un modo trasparente e riproducibile per caratterizzare e classificare i coloranti."

Durante la creazione del database, i ricercatori hanno scoperto un intrigante gruppo di coloranti che non rientravano nelle categorie stabilite:un sottogruppo di coloranti semipermanenti che sembravano avere proprietà simili ai precursori dei coloranti permanenti.

Infatti, c'è un intero vassoio di questi coloranti nella Max A. Weaver Dye Library di NC State, una raccolta di migliaia di campioni di tinture e tessuti che la Eastman Chemical Company ha donato all'università, afferma il coautore Harold Freeman, professore di chimica dei coloranti alla NC State.

"Una delle cose che ci è venuta in mente è stata la possibilità di collegare questo studio con la libreria dei coloranti, con i suoi 100, 000 coloranti unici, " Afferma Freeman. "Modificando la struttura dei composti chiave nella libreria dei coloranti, prevediamo di progettare nuovi precursori di coloranti che siano rispettosi dell'ambiente, mettili nei capelli e poi trasformali in colori per sfruttare le strutture genitoriali uniche.

"C'è così tanto potenziale ora per utilizzare questo gruppo di coloranti in attesa dietro le quinte per aiutarci con la progettazione di tinture per capelli che saranno non solo efficaci ma sicure".

I ricercatori hanno anche considerato l'impatto ambientale dei coloranti. Hanno collegato il database delle tinture per capelli con il dashboard di chimica interna dell'Agenzia per la protezione dell'ambiente degli Stati Uniti. Il coautore Antony John Williams lavora presso il National Center for Computational Toxicology dell'EPA nel Research Triangle Park, Carolina del Nord.

"Ora che abbiamo rilasciato il database nel pubblico dominio, altri modellisti sono già interessati a questo gruppo di tinture per capelli, che è un passo avanti verso la progettazione di nuove sostanze più sostenibili e più ecologiche, meno tossiche, "Dice Fourches. "Stanno calcolando nuovi tipi di proprietà a cui non stiamo nemmeno pensando in questo momento, che è molto eccitante."

Lo studio appare in ACS Chimica e Ingegneria Sostenibili .