＊趙冰怡 王曉芝 叢琳 李雪竹 陳臨婧 Dominik Imfeld

（1.上海新高姿化妝品有限公司 廣東 510000 2.廣州澳希亞實(shí)業(yè)有限公司 廣東 510000 3.帝斯曼維生素（上海）有限公司 上海 201203 4.帝斯曼營養(yǎng)產(chǎn)品有限公司 凱澤勞斯特 瑞士）

皮膚角質(zhì)層的水分含量對(duì)維持皮膚健康美麗，防御外界各種刺激，防止皮膚老化具有重要的意義。健康的皮膚角質(zhì)層含有一定量的天然保濕因子，其含水量一般在15%～20%，當(dāng)含水量小于10%時(shí)皮膚表現(xiàn)干燥、粗糙、皸裂[1]。皮膚角質(zhì)層中水分含量的維持依靠皮膚的水合作用和屏障作用[2]。水合作用主要依賴于角質(zhì)形成細(xì)胞內(nèi)和基質(zhì)間的天然保濕因子（Natural Moisturizing Factor，NMF）,后者是具有吸水特性的小分子復(fù)合物，能夠有效吸收鎖住水分[3]。屏障作用主要依靠角質(zhì)層的“磚墻結(jié)構(gòu)”，角質(zhì)層的“磚墻結(jié)構(gòu)”由“磚墻”(角質(zhì)形成細(xì)胞)和“灰漿”(角質(zhì)細(xì)胞間隙中脂質(zhì)，主要由神經(jīng)酰胺、角鯊烯、膽固醇和游離脂肪酸組成)構(gòu)成，限制皮膚水分流失，抵擋有害刺激物和過敏原。

化妝品可通過添加保濕劑補(bǔ)充角質(zhì)層水分。保濕劑一般可分為吸濕劑、封閉劑、潤(rùn)膚劑三類。吸濕劑是一類與NMF和人體蛋白質(zhì)、多糖相似的成分，促使角質(zhì)層水分和皮膚深層水分增加，包括甘油、尿素、乳酸和透明質(zhì)酸等；封閉劑是一類不溶性的脂類物質(zhì)，涂抹后在皮膚表面形成一層疏水膜減緩角質(zhì)層的經(jīng)皮水分流失，包括羊毛脂、凡士林、膽固醇等；潤(rùn)膚劑則通過填充角質(zhì)形成細(xì)胞間的空隙來光滑肌膚，包括硅油、油酸、凡士林、植物油等。一般保濕劑可以從空氣中吸收水分達(dá)到保濕效果，但當(dāng)寒冷干燥時(shí)反而會(huì)從皮膚里層吸收水分使得皮膚更加干燥；封閉劑和潤(rùn)膚雖然保濕效果好，但因形成的封閉性脂膜不透氣，對(duì)皮膚的代謝和消費(fèi)者使用有一定的阻礙作用[4]。因此與皮膚角質(zhì)層保濕成分相似，具有調(diào)節(jié)角質(zhì)層的吸收水能力以及加強(qiáng)細(xì)胞間脂質(zhì)屏障結(jié)構(gòu)的保濕劑是理想的保濕成分。

糖類同分異構(gòu)體是將可食用玉米糖轉(zhuǎn)化為與人皮膚角質(zhì)層中發(fā)現(xiàn)的碳水化合復(fù)合物（NMF）相似的糖復(fù)合物而制成的。它可與角質(zhì)細(xì)胞角蛋白中賴氨酸的ε-氨基結(jié)合，這種獨(dú)特的綁定機(jī)制使其作為保濕活性成分不易被沖走，持續(xù)改善皮膚水合作用，直到角質(zhì)形成細(xì)胞自然老化脫落而終止（如圖1）[5]。故糖類同分異構(gòu)體可在短時(shí)間內(nèi)促進(jìn)角質(zhì)層的水合作用和保水能力，改善皮膚脫屑問題。同時(shí)DNA檢測(cè)表明，糖異構(gòu)體可有效刺激和改善皮膚屏障中起關(guān)鍵作用的基因表達(dá)：通過刺激絲蛋白和透明質(zhì)酸合成酶-3的基因表達(dá)，提高了NMF和透明質(zhì)酸水平，改善皮膚的水合作用能力；通過刺激葉黃素和酸性鞘磷脂酶的基因表達(dá)，刺激神經(jīng)酰胺的合成，增強(qiáng)角質(zhì)層構(gòu)造[5]。上文對(duì)皮膚保濕原理和糖類同分異構(gòu)體的作用機(jī)制進(jìn)行了說明，該研究將其應(yīng)用于高保濕配方中進(jìn)行半臉測(cè)試，通過人體保濕評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)和先進(jìn)的可視化彩色成像技術(shù)評(píng)價(jià)糖類同分異構(gòu)體的保濕功能。

圖1 糖類同分異構(gòu)體的作用機(jī)理[5]

1.實(shí)驗(yàn)部分

(1)實(shí)驗(yàn)參數(shù)、儀器與原料

皮膚角質(zhì)層含水量電容值：皮膚水分含量電容測(cè)試儀， Corneometer ? CM825，Courage & Khazaka，在測(cè)試基準(zhǔn)確認(rèn)和產(chǎn)品應(yīng)用3h后，左半邊臉30位點(diǎn)×3次重復(fù)測(cè)試；皮膚角質(zhì)層含水量電導(dǎo)值：皮膚水分含量電導(dǎo)測(cè)試儀，DermaLab ? Combo Hydration Probe，在測(cè)試基線確認(rèn)和產(chǎn)品應(yīng)用3h后，左半邊臉30位點(diǎn)×3次重復(fù)測(cè)試。

VISIA-CR，數(shù)據(jù)整理、計(jì)算及成像。

Pentavitin，INCI名稱為糖類同分異構(gòu)體、水、檸檬酸、檸檬酸鈉，質(zhì)量規(guī)格中顯示質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別是61%、38%、 0.5%、0.5%，購于帝斯曼營養(yǎng)產(chǎn)品有限公司。其他均為常規(guī)試劑和配方原料。

(2)受試人群

參照排除標(biāo)準(zhǔn)篩選11名健康中國女性志愿者，平均年齡為33.5歲±7.6歲（最低年齡18歲，最高年齡40歲），要求臉頰處皮膚狀態(tài)為中度干燥至干燥狀態(tài)（眼睛外緣下方垂直3cm處的平均電容≤45AU），測(cè)試使用添加糖類同分異構(gòu)體的化妝水和乳液。已向每位志愿者說明參與該研究的目的和風(fēng)險(xiǎn)，并簽署書面知情同意書。

(3)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

①志愿者篩選

在測(cè)試基準(zhǔn)確認(rèn)之前的2天內(nèi)，不允許志愿者將任何化妝品涂抹在面部。允許這兩天內(nèi)志愿者使用不含油、保濕劑等成分的溫和非皂基潔面產(chǎn)品清洗面部。實(shí)驗(yàn)前24h志愿者避免進(jìn)行桑拿浴、游泳以及密集高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)。

②溫度條件

所有測(cè)試均在嚴(yán)格控制的環(huán)境條件下進(jìn)行，溫度21.0℃± 1.0℃，相對(duì)濕度50±5%。

③測(cè)試位點(diǎn)確定

左側(cè)臉部30個(gè)測(cè)試部位（詳見圖2和表1），平行三次進(jìn)行測(cè)量，誤差應(yīng)保持在5CU范圍之內(nèi)。

圖2 面部30個(gè)測(cè)試位點(diǎn)圖

表1 面部30個(gè)測(cè)試位點(diǎn)說明

④測(cè)試產(chǎn)品全成分及制樣

化妝水的配方全成分為：水、一水檸檬酸、檸檬酸三鈉、尿囊素、泛醇、EDTA二鈉、甜菜堿、苯氧乙醇、黃原膠、透明質(zhì)酸鈉、雙丙甘醇、聚乙二醇-32、雙甘油、聚甘油-3、甘油、甘油聚醚-26、甲基葡糖醇聚醚-10、1,2-己二醇、1,2-戊二醇、煙酰胺、糖類同分異構(gòu)體、檸檬酸、檸檬酸鈉、PEG-60氫化蓖麻油、香精。糖類同分異構(gòu)體配方添加量為0.30%。

乳液的配方全成分為：水、丁二醇、異壬酸異壬酯、氫化聚異丁烯、甘油三（乙基己酸）酯、環(huán)五聚二甲基硅氧烷、環(huán)己硅氧烷、煙酰胺、1,2-戊二醇、1,2-己二醇、花生醇、山崳醇、花生醇葡糖苷、葡萄糖、鯨蠟硬脂醇、聚二甲基硅氧烷、柑橘（CITRUS RETICULATA）果皮提取物、糖類同分異構(gòu)體、檸檬酸、檸檬酸鈉、甘油硬脂酸酯、PEG-100 硬脂酸酯、苯氧乙醇、乙基己基甘油、C10-18 脂酸甘油三酯類、生育酚乙酸酯、聚丙烯酸酯-13、聚異丁烯、聚山梨醇酯-20、山梨坦異硬脂酸酯、卡波姆、香精、尿囊素、泛醇、氨甲基丙醇、黃原膠、EDTA二鈉、透明質(zhì)酸鈉。糖類同分異構(gòu)體配方添加量為0.60%。

按照常規(guī)制樣方法制備料體并分裝。

(4)實(shí)驗(yàn)方法

①志愿者進(jìn)入休息室，使用與環(huán)境溫度相同的蒸餾水仔細(xì)清潔面部皮膚，干燥20min，然后在溫度21.0±1.0℃，相對(duì)濕度50%±5%的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)環(huán)境下休息30min后進(jìn)行測(cè)試。

②志愿者在左側(cè)臉部30個(gè)測(cè)試部位取點(diǎn)測(cè)量。皮膚角質(zhì)層含水量電容法，平行測(cè)量三次，誤差控制在5C.U.之內(nèi)；皮膚角質(zhì)層含水量電導(dǎo)法，平行測(cè)量三次，誤差控制在10μS。

③志愿者在調(diào)查員的指導(dǎo)和監(jiān)督下使用受試產(chǎn)品。全臉使用，包括眼瞼和鼻子。志愿者先使用0.6ml化妝水，等待 2～3min后，再涂抹0.6g的乳液。

④志愿者在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)環(huán)境中等待3h，調(diào)查員再次測(cè)量志愿者左側(cè)面部30個(gè)位點(diǎn)的皮膚電導(dǎo)值和電容值。每個(gè)位點(diǎn)每次平行進(jìn)行三次測(cè)試。皮膚的電導(dǎo)值和電容值可以反應(yīng)皮膚的水合狀態(tài)。

⑤生成3D面部保濕彩色成像。每一個(gè)預(yù)先確定的30個(gè)位點(diǎn)在VISIA-CR面部成像儀上進(jìn)行提前定點(diǎn)，3D面部保濕彩色成像即通過VISIA-CR面部成像儀將面部3D圖像和皮膚電容值結(jié)合在一起而得到。為了達(dá)到數(shù)據(jù)與人臉的擬合效果，研究人員特意開發(fā)了一種算法，該算法在30個(gè)皮膚位點(diǎn)數(shù)據(jù)嵌入后可自動(dòng)檢測(cè)皮膚像素，并在每一個(gè)像素點(diǎn)插入模擬數(shù)值。這樣就為志愿者形成了完整的、連續(xù)的、3D面部保濕彩色圖，反應(yīng)皮膚的水合狀態(tài)。選用藍(lán)色表示良好的皮膚狀態(tài)，選用紅色表示欠佳的皮膚狀態(tài)。

2.結(jié)果與討論

采用電容測(cè)試法表征皮膚的水合狀態(tài)是基于水具有很高的介電常數(shù)（大約為81），遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它物質(zhì)（大約為7），測(cè)試探頭與皮膚接觸后，電容值的變化可以反映皮膚角質(zhì)層中的含水量，角質(zhì)層含水量越高，其電容量也越高；反之亦然[6]。采用電導(dǎo)測(cè)試法表征皮膚的水合狀態(tài)是基于角質(zhì)層含有大量的電解質(zhì)，存在于水中的電解具有導(dǎo)電性，這種現(xiàn)象也存在于皮膚表面，其相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.99，電導(dǎo)的變化可以靈敏地測(cè)定角質(zhì)層的水分含量，從而評(píng)價(jià)保濕類化妝品的保濕功效[6]。

實(shí)驗(yàn)基準(zhǔn)測(cè)試數(shù)值顯示，面部眼睛下方18號(hào)位點(diǎn)的皮膚水合值為24.8AU±2.8AU，該數(shù)據(jù)可清楚地反映志愿者的皮膚狀態(tài)為干燥狀態(tài)，并且面部皮膚的平均水合值為45.1AU±1.9AU，顯示志愿者群體屬于中等干燥的皮膚狀態(tài)。以電導(dǎo)值、電容值反應(yīng)的皮膚水合狀態(tài)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2、表3以及圖3、圖4。

圖3 不同面部區(qū)域的皮膚電導(dǎo)數(shù)值（白色色柱為基線值，灰色色柱為3h后數(shù)值）

圖4 涂抹3h后不同面部區(qū)域的皮膚水合絕對(duì)增加值（以電導(dǎo)增加值表示）

表2 使用水和乳液3h后的電導(dǎo)數(shù)據(jù)

表3 使用化妝水和乳液3h后的電容數(shù)值

面部圖譜數(shù)據(jù)顯示，使用電導(dǎo)值這一參數(shù)表征的面部水合增長(zhǎng)率73.9%±7.2%，略高于使用電容值這一參數(shù)表征的面部水合增長(zhǎng)率55.6%±5.9%。涂抹產(chǎn)品3h后，面部平均皮膚水合度為247.3±16.2AU，與初始基線值相比增長(zhǎng)了73.9%，表現(xiàn)出非常良好的皮膚水分增加。額頭、鼻子、臉頰和下巴區(qū)域，皮膚角質(zhì)層的電導(dǎo)率增長(zhǎng)率分別為86.2%±9.1%、72.4%±7.1%、59.6%±6.3%和65.1%±8.7%，而皮膚角質(zhì)層電容增長(zhǎng)率分別為43.8%±5.6%、34.3%±5.1%、 79.2%±10.2%和45.9%±6.7%。面部所有部位的皮膚水合作用均得到改善水平（p＜0.001）?；€數(shù)值顯示前額區(qū)域是全臉最干燥的區(qū)域，使用含有糖類同分異構(gòu)體的樣品后皮膚水分含量增長(zhǎng)率最高。采用電導(dǎo)值和電容值兩種表征方法對(duì)含有糖類同分異構(gòu)體的化妝品進(jìn)行保濕功效評(píng)價(jià)，3h后皮膚各區(qū)域的水分含量均明顯提高，保濕效果十分顯著。

另外，本研究利用11名志愿者面部成像，進(jìn)行交叉擬合，合成了3D面部保濕彩色成像圖，可以更加直觀、形象地表現(xiàn)應(yīng)用含有糖類同分異構(gòu)體的試樣前后人體面部水分含量值的變化狀態(tài)，如圖5。通過B（基準(zhǔn)線映射圖）和D（水分含量增加率）的面部顏色視覺對(duì)比，含有糖類同分異構(gòu)體的保濕配方對(duì)前額、下巴、鼻唇溝處的皮膚水合狀態(tài)具有明顯改善作用。在臉部既定區(qū)域的短距離內(nèi)呈現(xiàn)顯著的電導(dǎo)值梯度，這與其它彩色成像研究結(jié)果保持一致[7]。

圖5 3D面部保濕彩色成像圖

針對(duì)糖類同分異構(gòu)體的保濕作用國外機(jī)構(gòu)已有研究，它具有以下功能：（1）提高皮膚水分含量；（2）強(qiáng)化皮膚屏障功能。Voegeli等以3mg/cm2涂抹量采用兩款分別含有5%的Pentavitin和5%甘油的o/w配方測(cè)試[5]。結(jié)果表明含有Pentavitin的配方比含有甘油的配方皮膚水含量更高，且相比空白對(duì)照皮膚的水合能力提高了38%。另一項(xiàng)人體功效研究也可證實(shí)糖異構(gòu)體可增強(qiáng)皮膚屏障的功能和提供水合作用[5]。采用膠帶連續(xù)撕拉20次破壞小腿既定區(qū)域皮膚屏障，然后每天兩次使用1% Pentavitin進(jìn)行為期4周的治療，并與未處理的皮膚情況進(jìn)行比較。根據(jù)Kligman[8]進(jìn)行臨床分級(jí)測(cè)量和評(píng)估皮膚，以經(jīng)皮水分流失率（TEWL）評(píng)估屏障的修復(fù)情況。結(jié)果表明1%的Pentavitin水溶液4周后可以減少20%的經(jīng)皮水分流失增強(qiáng)皮膚屏障功能；皮膚干燥癥狀減少20%；照片顯示的皮膚外觀顯著改善；消費(fèi)者調(diào)研顯示皮膚柔軟度、光滑、脫屑和瘙癢改善50%，緊致度提升30%，皮膚健康性能提高20%；且糖異構(gòu)體的治療解決方案可以持續(xù)72h有效。這些已有的研究成果與本實(shí)驗(yàn)中人體面部3D面部保濕彩色成像數(shù)據(jù)不謀而合，共同說明了Pentavitin中含有的糖類同分異構(gòu)體所具有的保濕及屏障修護(hù)功效，以及一定的舒緩作用。

3.結(jié)論

糖類同分異構(gòu)體是一款理想的保濕劑，是今后保濕劑研究和開發(fā)的方向。糖類同分異構(gòu)體是通過特定的結(jié)合機(jī)制調(diào)節(jié)角質(zhì)形成細(xì)胞的水合性能及細(xì)胞間的脂質(zhì)屏障結(jié)構(gòu)來維護(hù)角質(zhì)層的含水量。本文單用0.30%含量的化妝水和0.60%含量的乳液作用3h后，有效改善前額及鼻區(qū)皮膚狀態(tài)，顯著增加了皮膚水合性能。說明這兩款配方是針對(duì)均勻和補(bǔ)充的面部水分含量的優(yōu)秀解決方案，預(yù)計(jì)多次使用添加糖類同分異構(gòu)體這兩款高保濕產(chǎn)品后角質(zhì)層會(huì)趨于正常成熟。與本研究匹配的3D面部保濕彩色成像圖對(duì)保濕化妝品功效評(píng)價(jià)的實(shí)時(shí)性、可視性及兼容性帶來了卓越的創(chuàng)新靈感。