付嬈 高琳 李維興 侯森

保濕效果評價(jià)是保濕化妝品上市銷售前進(jìn)行功效評價(jià)的關(guān)鍵步驟之一，其中皮膚水分含量測量是檢驗(yàn)化妝品保濕效果的重要指標(biāo)。我們采用目前現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)方法測量皮膚水分含量時(shí)，出現(xiàn)數(shù)值不斷上升且波動較大的情況，嚴(yán)重影響了化妝品保濕能力評測的準(zhǔn)確性。本文研究了皮膚水分含量測量產(chǎn)生誤差的原因，提出了皮膚生理狀態(tài)改變和皮膚本身形變能力的差異是影響皮膚水分測量準(zhǔn)確性的重要因素?；谝陨弦蛩?，在現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)方法所允許的范疇內(nèi)，通過控制測量時(shí)間間隔和優(yōu)選測量位點(diǎn)，建立了一套高精準(zhǔn)的面部化妝品保濕功效檢測方法。

我們所選取的測量時(shí)間間隔為5s，測試位點(diǎn)為顴骨最高處，眼角1.5cm 處以及與前兩點(diǎn)構(gòu)成等腰三角形處三點(diǎn)，并用此方法成功驗(yàn)證了一款面膜的保濕效果，測量準(zhǔn)確性顯著提高。本研究對推動保濕功效評價(jià)方法的規(guī)范與發(fā)展具有普遍指導(dǎo)和借鑒意義。

關(guān)鍵詞：皮膚水分含量；測量穩(wěn)定性；面部取點(diǎn)；保濕功效

近年來，我國化妝品行業(yè)發(fā)展穩(wěn)健增長，預(yù)計(jì)到2025 年市場規(guī)模將達(dá)到10000 億元，其中申報(bào)備案的保濕化妝品占全部護(hù)膚品類目近90%，發(fā)展前景廣闊[1]。

根據(jù)我國《化妝品功效宣稱評價(jià)規(guī)范》[2]，上市銷售的具有保濕功效的化妝品必須通過文獻(xiàn)調(diào)研、研究數(shù)據(jù)分析或者其他功效宣稱評價(jià)試驗(yàn)等手段，對其保濕功效進(jìn)行測試和評價(jià)[3]。因而皮膚水分含量測量，特別是面部皮膚水分含量的測量成為保濕化妝品上市的重要環(huán)節(jié)之一。

我國已發(fā)布多條保濕功效評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及方法，如《化妝品保濕功效評價(jià)指南》《潔面產(chǎn)品的保濕和控油功效人體測試》等，雖然廣泛運(yùn)用于各大公司和第三方檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行保濕功效的評測，但是在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，發(fā)現(xiàn)這些方法測量誤差較大，尤其是對同一部位多次測量時(shí)，會出現(xiàn)測量值不斷上升且波動較大的問題[4]。對同一位點(diǎn)進(jìn)行多次測量是為了避免偶然失誤導(dǎo)致測量錯誤，此時(shí)，測量數(shù)據(jù)的大幅波動會影響測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。特別是在比較兩款化妝品保濕功效時(shí)，如若產(chǎn)品間差異較小，測量值波動帶來的巨大誤差將會顯著降低產(chǎn)品間的差異性，妨礙產(chǎn)品間保濕功效的比較。盡管皮膚水分含量測量數(shù)據(jù)的波動問題已被廣為人知，但是人們對其產(chǎn)生的原因還不清楚，改善測量誤差的方法也未見報(bào)道。厘清皮膚水分測量波動產(chǎn)生的原因，在已有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范下建立一套精準(zhǔn)的測量面部皮膚化妝品保濕功效的方法，來評價(jià)面部保濕產(chǎn)品的功效，已成為化妝品檢測行業(yè)急需解決的問題。

皮膚水分含量通常使用電容法測量[5]，其測試原理在于水分子極性較大，具有較高的介電常數(shù)（約為81），與其他物質(zhì)的介電常數(shù)（小于7） 差異顯著。干燥的皮膚角質(zhì)層是一個絕緣媒介，當(dāng)角質(zhì)層發(fā)生水合時(shí)，其電容值將會發(fā)生改變，電容值越高，表明皮膚角質(zhì)層的含水量越高[5]。此方法具有靈敏、精確、重現(xiàn)性好、操作簡單、成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)，是目前保濕功效評價(jià)常用的方法之一[6]。

我國電容法測量常用的儀器是德國CK 皮膚水分含量測試探頭Corneometer CM 825，目前使用該儀器測皮膚水分含量已成為我國化妝品企業(yè)和檢測機(jī)構(gòu)的共識。

針對現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)下缺少必要的操作細(xì)則，導(dǎo)致皮膚水分測量數(shù)值波動大的問題，我們研究了影響皮膚水分含量測量的因素，在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)方法規(guī)定的范疇內(nèi)，研發(fā)了一套誤差小的面部皮膚化妝品保濕功效的測量方法，并成功將該方法應(yīng)用于一款面部化妝品的保濕功效評價(jià)。

01 材料與方法

1.1 時(shí)間間隔對手臂水分含量影響的測試

用紙巾清潔手臂內(nèi)側(cè)肌膚，在恒溫（20±2 ℃） 恒濕（相對濕度50%±5%） 環(huán)境中靜坐30min。選擇前臂屈側(cè)大小為3 cm×3 cm 區(qū)域，4 個頂點(diǎn)為測試點(diǎn)。使用皮膚水分含量測試儀Cormeter CM825 配有MPA_CTplus 軟件（德國CK 公司） 進(jìn)行測試，測試前根據(jù)說明書對儀器校準(zhǔn)，每個點(diǎn)重復(fù)測量10 次，證明儀器測量值準(zhǔn)確可靠。

為了探究不同時(shí)間間隔對水分含量的影響，分別設(shè)置間隔1s 和間隔5s 進(jìn)行兩組測試。

1.2 皮膚形變的難易程度對水分含量影響的測試

為了排除皮膚本身生理變化，選擇豬皮研究形變難易程度對水分含量的影響。將豬皮放置在恒溫（20±2℃）恒濕（相對濕度50%±5%） 環(huán)境中30 min，選取豬皮中心位置為測試點(diǎn)，重復(fù)測量10 次，每次間隔5s。再用小刀剔除豬皮脂肪部分得到薄豬皮，選取相同位置，重復(fù)測量10 次，每次間隔5s。

1.3 面部不同位置對水分含量影響的測試

受試者在恒溫（20±2 ℃） 恒濕（ 相對濕度50%±5%） 環(huán)境中靜坐30 min。選擇面部不同位置的7個點(diǎn)作為測試點(diǎn)，A 點(diǎn)在顴骨最高處；B 點(diǎn)在距離眼角1.5cm 處；C 點(diǎn)在顴骨邊緣與A、B 兩點(diǎn)形成等腰三角形；D點(diǎn)在額頭中心；E 點(diǎn)在垂直于眼球與平行鼻梁中心的兩條線交接處；F 點(diǎn)在下巴中心，G 點(diǎn)在眼睛正下方顴骨邊緣。

每個點(diǎn)重復(fù)測量10 次，每次間隔5s。

1.4 方法驗(yàn)證

受試者使用HFP 潔面乳（廣州蛋殼網(wǎng)絡(luò)科技有限公司） 清洗面部后，在恒溫（20±2 ℃） 恒濕（相對濕度50%±5%） 環(huán)境中靜坐30 min。測得左右臉A、B、C 三點(diǎn)初始水分含量。左臉作為測試組，在測試區(qū)域敷上益生菌面膜（德之馨有限責(zé)任公司），15min 后摘掉；右臉作為對照組，不做處理。分別測量左右臉1h、2h、3h 的水分含量，每個點(diǎn)重復(fù)測量3 次，每次間隔5s。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

所有結(jié)果均以均值± 標(biāo)準(zhǔn)差表示。對照組與測試組之間比較，采用獨(dú)立樣本t 檢驗(yàn)，雙尾檢驗(yàn)，檢驗(yàn)水準(zhǔn)α =0.05。

02 結(jié)果與討論

2.1 時(shí)間間隔對水分含量測量的影響

我們研究了手臂皮膚4 點(diǎn)（圖1a）的皮膚水分含量，統(tǒng)計(jì)了測量時(shí)間間隔對測試數(shù)據(jù)的影響（圖1b、1c），并且研究了每個點(diǎn)在不同間隔時(shí)間下10 次連續(xù)皮膚水分含量的測量值（圖1d、圖1k）。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)用傳統(tǒng)方法對同一點(diǎn)進(jìn)行多次測量，數(shù)據(jù)出現(xiàn)隨測量次數(shù)不斷上升的現(xiàn)象（圖1d、1f、1h、1j）。普遍認(rèn)為在測試過程中，皮膚受到測量探頭的按壓引起一系列生理變化。例如：水分會在皮膚淺層不斷聚集，這就導(dǎo)致量測量結(jié)果隨著測量次數(shù)增加不斷升高。我們發(fā)現(xiàn)適當(dāng)增加測量時(shí)間間隔，能讓皮膚生理狀態(tài)得到恢復(fù)，會減少水分含量增加的趨勢。在手臂內(nèi)側(cè)取4 個點(diǎn)進(jìn)行測量，當(dāng)測量時(shí)間間隔從1s 延長至5s 后，測量值不斷上升的現(xiàn)象得到有效緩解（圖1e、1g、1i、1k）。

進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)在控制時(shí)間間隔后，測量導(dǎo)致的皮膚生理狀態(tài)改變?nèi)匀粫粩嗬塾?jì)，測量10 次左右時(shí)測量值會有略微上升。但是5s 的間隔足夠消除前3 次測量中的測量值上升的現(xiàn)象。水分含量測量是行標(biāo)[7] 規(guī)定的保濕評價(jià)方法，并未寫明兩次測量的時(shí)間間隔，因此規(guī)定5s 測量間隔完全符合標(biāo)準(zhǔn)，并且滿足大多數(shù)實(shí)驗(yàn)中重復(fù)三次之后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理的需求。

除了設(shè)置5s 間隔緩解測量值上升之外，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)手臂不同部位測量值的波動也不相同（圖1b、1c）。其中A、C 兩點(diǎn)的誤差值較大，而B、D 兩點(diǎn)測量數(shù)據(jù)間的重復(fù)性較好。這就意味著在評價(jià)化妝品保濕功效時(shí)，若取A、C 兩點(diǎn)進(jìn)行測量，則本底數(shù)據(jù)波動就會較大，會降低由化妝品保濕作用導(dǎo)致的水分含量差異。我們發(fā)現(xiàn)B、D 兩點(diǎn)相對A、C 兩點(diǎn)，皮膚更薄，形變能力更小。這種皮膚形變能力是否是影響其水分含量測量數(shù)值穩(wěn)定性的原因？為了避免測量時(shí)活體皮膚生理狀態(tài)變化而導(dǎo)致的測量值變動，我們以豬皮為模型研究了不同形變能力的皮膚對水分含量測量值的影響。

2.2 皮膚形變能力對水分含量測量的影響

實(shí)驗(yàn)比較了容易形變的厚豬皮（圖2a） 和不易形變的薄豬皮（圖2b） 的水分含量變化，發(fā)現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的波動性和其形變能力正相關(guān)（圖2c、2d、2e）。在施加相同壓力的情況下，脂肪含量較多的豬皮產(chǎn)生較大的形變，數(shù)據(jù)波動較大。脂肪含量較少的豬皮產(chǎn)生的形變較小，數(shù)據(jù)較為穩(wěn)定。我們推測造成這一現(xiàn)象的原因主要有以下三點(diǎn)：

其一，皮膚表面并非光滑平面，而是具有褶皺的立體結(jié)構(gòu)，隨著壓力的增加，這些褶皺會被壓平，導(dǎo)致儀器探頭和皮膚的接觸面積改變，從而影響了水分含量測量。形變能力大的皮膚，受到壓力時(shí)，這種皮膚表面微觀結(jié)構(gòu)改變的隨機(jī)性比較大，測量數(shù)值波動較大。

其二，形變能力大的厚豬皮，往往皮下肌肉組織較多，受擠壓時(shí)皮膚的性質(zhì)會受到下層組織的影響。例如：水分可能會從下層組織滲到表層皮膚。這種下層組織對表層皮膚的影響往往是隨機(jī)的，導(dǎo)致了其測量數(shù)值的不可控。

其三，對于形變能力較大的皮膚，測試員每次測量時(shí)不容易控制按壓力度與角度，測量探頭與皮膚的接觸情況不同，導(dǎo)致測得的水分含量發(fā)生改變。

皮膚形變能力是導(dǎo)致水分含量測量數(shù)據(jù)波動的原因之一，這就意味著在不同的皮膚測量位點(diǎn)，其數(shù)值的變動往往取決于測量點(diǎn)本身的形變能力。篩選形變能力小的部位，即水分含量測量值波動小的部位，將會有效提高測量精度，降低本底噪聲。目前現(xiàn)有的保濕功效評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中對于測量點(diǎn)選擇沒有具體規(guī)定，可以在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)方法的規(guī)定內(nèi)選擇波動值小的點(diǎn)進(jìn)行測量，從而實(shí)現(xiàn)提高測量精確度。

2.3 面部選點(diǎn)對水分含量測量的影響

為了驗(yàn)證形變能力對皮膚水分測量值的影響，在面部選取半張臉7 個點(diǎn)測試其水分含量，這7 個點(diǎn)已基本涵蓋面部不同區(qū)域（圖3）。結(jié)果表明，面部脂肪含量較多且無平整骨骼支撐的區(qū)域，形變能力較大：E 點(diǎn)位于臉頰中央，脂肪較厚，數(shù)據(jù)波動明顯；G 點(diǎn)位于眼睛正下方顴骨邊緣，受力不均勻，數(shù)據(jù)波動明顯；F 點(diǎn)位于下巴，脂肪含量較高，同時(shí)骨骼上翹，數(shù)據(jù)波動較大；D 點(diǎn)位于額頭，雖然皮薄也有骨骼支撐，卻是痘痘閉口多發(fā)區(qū)，不夠平整，測量數(shù)據(jù)波動較大。相對而言，形變能力較小的點(diǎn)，如A、B、C 三點(diǎn)，皮膚下面有骨骼支撐，脂肪含量較少且皮膚光滑，測試數(shù)據(jù)穩(wěn)定。

保濕功效評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中只規(guī)定了測試區(qū)域面積為3cm×3 cm[7]，未規(guī)定面部具體位置。人體面部骨骼和脂肪分布并不均勻，隨機(jī)取點(diǎn)而取到形變能力大的點(diǎn)的概率較高，固定選點(diǎn)能減少形變導(dǎo)致的數(shù)據(jù)不穩(wěn)定問題。由此我們選取A 點(diǎn)顴骨最高處；B 點(diǎn)距離眼角1.5 cm 處；C 點(diǎn)顴骨邊緣與A、B 兩點(diǎn)形成等腰三角形處進(jìn)行面部皮膚水分含量測量，不但能有效解決選點(diǎn)問題，而且這三個選點(diǎn)易于描述，有利于在不同檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行推廣。

根據(jù)時(shí)間間隔測試和面部選點(diǎn)測試的結(jié)果，我們建立了面部水分含量測試的新方法：選取面部A、B、C 三點(diǎn)作為測試部位，每個點(diǎn)重復(fù)測量3 次，每次間隔5 s。同時(shí)發(fā)現(xiàn)A、B、C 三點(diǎn)主要集中分布在一塊3 cm×3 cm 的區(qū)域，這三點(diǎn)的水分含量差異較其余幾點(diǎn)小，因此實(shí)際測量時(shí)，即可取A、B、C 三點(diǎn)中任意一點(diǎn)，進(jìn)行化妝品保濕功效單點(diǎn)的測試和比較，又可以取A、B、C 三點(diǎn)平均值代表面部該區(qū)域的水分含量進(jìn)行測試和比較。

2.4 新方法驗(yàn)證

我們用新方法測試了一款面膜產(chǎn)品在使用前、后水分含量變化。如圖4 所示，A、B、C 三點(diǎn)單點(diǎn)測試數(shù)據(jù)誤差較小，且使用產(chǎn)品1h、2h、3h 后均與未使用有極顯著差異，表明此面膜保濕效果可以持續(xù)3h。同時(shí)，以A、B、C 三點(diǎn)平均值代表的區(qū)域進(jìn)行水分含量測試也顯示該產(chǎn)品在使用1h、2h、3h 后均與未使用有極顯著差異。兩種比較方式，測量結(jié)果誤差值都較小，但是由于A、B、C 三點(diǎn)本身的水分含量差異導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)測量誤差大于單點(diǎn)測量。實(shí)際應(yīng)用中優(yōu)先建議使用A、B、C 三點(diǎn)單點(diǎn)測量值進(jìn)行面部化妝品保濕效果的評價(jià)。

03 結(jié)論

目前已有的標(biāo)準(zhǔn)和方法在測量皮膚水分含量時(shí)精準(zhǔn)度不高、誤差較大。研究認(rèn)為皮膚自身生理變化和皮膚形變能力差異是造成數(shù)據(jù)精確度下降的主要原因。在現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)方法的規(guī)定內(nèi)，通過控制測量時(shí)間間隔5s，有效降低了測量時(shí)由皮膚自身生理變化帶來的水分含量升高。通過篩選三處形變能力較小的測試位點(diǎn)， A 點(diǎn)顴骨最高處；B點(diǎn)距離眼角1.5 cm 處；C 在顴骨邊緣與A、B 兩點(diǎn)形成等腰三角形處，減少形變對皮膚水分測量產(chǎn)生的影響，建立了一套高精準(zhǔn)度的面部皮膚化妝品保濕功效的測量方法，并使用一款保濕化妝品對新方法進(jìn)行了驗(yàn)證。本實(shí)驗(yàn)不但提出了皮膚水分含量測量數(shù)據(jù)波動產(chǎn)生的原因，還建立了一套在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定內(nèi)的高精準(zhǔn)面部皮膚化妝品保濕功效的測試方法，對推動保濕功效評價(jià)方法規(guī)范與發(fā)展具有普遍指導(dǎo)和借鑒意義。