皮膚本態(tài)研究在化妝品行業(yè)中的創(chuàng)新應用

易帆　李麗　何一凡　郭苗苗　董銀卯　孟宏

皮膚本態(tài)研究是對人體真實、客觀的皮膚狀態(tài)所進行的相關研究。通過皮膚本態(tài)研究可以發(fā)掘更多消費者的皮膚特征、肌膚問題成因及護膚需求。本文對皮膚本態(tài)研究及其在化妝品行業(yè)中的創(chuàng)新應用進行論述。介紹了基于皮膚本態(tài)的化妝品功效原料開發(fā)過程的整體流程，以及基于皮膚本態(tài)研究開發(fā)植物保濕組合物的實例;并對整個化妝品行業(yè)內各部分主體，如政府科學監(jiān)管、企業(yè)研發(fā)以及消費者訴求的作用進行了展望。

不論時代如何變遷，人們對美的追求從未改變，化妝品已成為人們美化生活和提升幸福感的日用消費品。改革開放40多年來，中國經濟快速發(fā)展，在需求拉動和經濟增長推動的共同作用下，中國的化妝品行業(yè)迅猛發(fā)展，連續(xù)多年保持15%的快速增長。化妝品行業(yè)無疑成為近幾年國內消費品市場發(fā)展最猛、增幅最快、沖擊力最強的行業(yè)，這也充分顯示了化妝品作為“朝陽行業(yè)”的活力。

然而，與國外相比，我國化妝品行業(yè)起步較晚，整體技術創(chuàng)新能力薄弱，產品缺乏市場競爭力，高端品牌少，導致目前我國化妝品市場呈現(xiàn)出“跨國大型企業(yè)壟斷中高端，本土中小企業(yè)眾多而力薄”的市場格局。我國化妝品行業(yè)之所以出現(xiàn)上述問題，部分原因在于未能系統(tǒng)全面地研究中國人的皮膚特征、生理需求與變化趨勢，開發(fā)的產品并不能真正適合中國人特有的皮膚特征與護膚需求。

化妝品是作用于人體皮膚的產品，如果不了解皮膚科學則無法做好化妝品。由于我國幅員遼闊、氣候條件多樣、少數(shù)民族眾多，所以我國人民形成了異于白種人乃至日韓人群的特有的皮膚特征。但目前國內外化妝品企業(yè)都未能系統(tǒng)全面地了解中國人真正的皮膚特征，開發(fā)的產品可能只是迎合歐美或日韓人群的需求及習慣，而并不能真正適合中國人。因此，非常有必要深入研究中國人皮膚本態(tài)數(shù)據采集、數(shù)據處理與信息挖掘技術，研究中國人的皮膚生理特征及變化趨勢，研究解決中國人皮膚表觀癥狀的途徑和方法，并將研究成果應用于開發(fā)適合中國人膚質特征的化妝品，為我國民族品牌化妝品的發(fā)展壯大提供理論基礎和技術支撐，而皮膚本態(tài)研究恰好可以滿足上述需求。

皮膚本態(tài)研究

皮膚本態(tài)是指人體皮膚去除妝容、污漬，所呈現(xiàn)出的最為真實、客觀且直接的狀態(tài)。皮膚本態(tài)研究是指通過采集客觀真實的皮膚生理指標數(shù)據、皮膚圖像或填寫調查問卷，獲取皮膚本底相關數(shù)據，根據研究目的選用合適的數(shù)學方法對皮膚相關數(shù)據進行分析，從而挖掘數(shù)據背后潛在的皮膚規(guī)律。

中國人群皮膚本態(tài)研究，利用無創(chuàng)性皮膚生理指標測試儀器，如CK系列水分、pH、油脂測量儀、血流灌注成像儀、皮膚CT影像分析系統(tǒng)等，以信息技術為基礎，通過人體皮膚狀態(tài)信息多樣化采集和信息融合處理技術獲得基礎數(shù)據，建立中國人群皮膚信息數(shù)據庫。采用生物信息學、統(tǒng)計學與機器學習等方法對中國人群皮膚信息進行綜合分析，挖掘不同人群皮膚狀態(tài)信息之間的相似性、關聯(lián)性特征，再用機器學習和深度學習中的分類分析算法對不同人群的皮膚狀態(tài)進行有效分類，通過歸納不同人群皮膚狀態(tài)的內在聯(lián)系規(guī)律，建立人體皮膚狀態(tài)分類、評價、預測及決策算法理論體系。

其研究意義歸納總結為四個方面：

1.科學解讀：利用數(shù)學模型方法及科學性的語言解讀中國人群皮膚生理特征和變化趨勢，以期為中國人群皮膚相關科學研究提供依據。

2.指導大眾：解決普通化妝品消費群體的護膚困惑，指導消費者科學護膚。另外，分析各年齡段人群的皮膚生理指標的特點，為不同年齡段人群的精準護膚提供建議。

3.啟迪研發(fā)：為研發(fā)適合中國人群膚質特征的化妝品提供更為精準有效的指導和理論依據。

4.服務監(jiān)管：對中國人群皮膚指標數(shù)據進行采集、分析研究并構建中國人群皮膚大數(shù)據庫，為化妝品風險評估、科學監(jiān)管、化妝品不良反應監(jiān)測等提供直觀且系統(tǒng)的人群數(shù)據及分析算法。

為徹底了解中國人群的皮膚狀態(tài)、肌膚問題以及美膚需求，皮膚本態(tài)研究主要流程分為以下五個步驟。

第一步，確定研究內容。明確研究目的，探尋不同年齡段、不同性別或不同地域人群的皮膚狀態(tài)特點，確定研究主題，從而進行后續(xù)研究方案設計。

第二步，設計研究方案。根據研究目的確定相關人群選擇與分組、擬采集受試者生物信息、皮膚數(shù)據;設計皮膚數(shù)據采集流程以及皮膚數(shù)據處理方案。

第三步，皮膚本底相關數(shù)據采集。

（1）招募目標志愿者階段，根據入選和排除標準對志愿者進行篩選。

（2）測試準備階段，由實驗人員向志愿者介紹測試內容、具體流程以及實驗中可能出現(xiàn)的狀況等信息，并請志愿者填寫知情同意書，隨后在實驗人員指引下清潔受試部位，在恒溫恒濕的測試環(huán)境中靜坐20分鐘，并完成皮膚相關問卷的填寫。

（3）本態(tài)測試階段，靜坐完成后開始進行皮膚本態(tài)測試，依照已設計好的測試步驟完成成包括皮膚圖像拍攝和皮膚生理指標測試在內的各種測試。

第四步，皮膚本態(tài)數(shù)據研究。數(shù)據采集完成后根據皮膚數(shù)據處理方案選擇方差分析、回歸分析或曲線擬合等合適的數(shù)學方法處理分析，挖掘數(shù)據背后所反映的皮膚本態(tài)特點。

第五步，皮膚本態(tài)應用。根據皮膚本態(tài)數(shù)據研究所得到的皮膚本態(tài)特點，分析其產生原因，并針對性提出產品研發(fā)思路和皮膚護理方案。

通過研究中國人皮膚信息數(shù)據采集、數(shù)據處理與信息挖掘技術，研究中國人的皮膚生理特征及變化趨勢，研究解決不同細分類別人群（不同地域、年齡、護膚習慣等）的皮膚表觀癥狀的途徑和方法，并將研究成果應用于開發(fā)適合中國人群膚質特征的化妝品，協(xié)助政府指導國內企業(yè)研發(fā)更適合中國人皮膚特征的化妝品。在“以人為本”思想指導下，基于皮膚表觀生理學和皮膚本態(tài)研究，結合人群、環(huán)境、皮膚生理等多種因素，相對精準設計產品及服務，滿足消費者心理及生理需求，實現(xiàn)皮膚健康美麗的整體解決方案。

皮膚本態(tài)研究助力化妝品功效原料開發(fā)

首先確定開發(fā)產品的目的及功效點。如設計一款具有祛斑、美白或抗衰等功效的化妝品原料，最為首要的步驟是對有這些需求的人群進行皮膚相關測試，研究其皮膚狀態(tài)特征。結合皮膚生理結構與表觀特征，選取有代表性的十個指標：水分含量、經皮水分散失、油脂含量、黑色素、血紅素、ITA值、光澤度、皮膚紋理度進行皮膚數(shù)據采集。其中，水分含量是評估皮膚滋潤度的重要參數(shù);經皮水分散失是評估皮膚水分保護層功能的重要參數(shù)，是國際公認的評價皮膚屏障功能好壞的重要標志;油脂含量與皮膚滋潤度密切相關;黑色素、血紅素是國際公認評估皮膚顏色的重要指標;ITA值是反映膚色的指標，數(shù)值越大，皮膚顏色越淺，反之，皮膚顏色越深;光澤度是反映皮膚整體亮度的指標;平均粗糙度Rz、平滑深度Rp、算術平均粗糙度Ra表征皮膚紋理度，是評價皮膚老化程度的重要指標。得到十項指標的各部分數(shù)值之后，便可以建立合適的數(shù)學模型，找到正常人群和偏頗人群之間的皮膚狀態(tài)差異并分析可導致這種差異的生理學過程及因素。針對偏頗狀態(tài)找到原因和改善途徑，從而更為精準有效地人群需求為導向進行化妝品原料的開發(fā)及應用。隨后根據分析得到的相關生理學過程設計符合產品要求的組合物原料。根據設計出的化妝品原料進行各水平的功效性、安全性及穩(wěn)定性驗證實驗，最后將得到的產品進行擴大生產。

如基于皮膚本底測試的植物保濕組合物研究：皮膚本底測試數(shù)據表明，干燥皮膚的特征為水分含量低、水分散失量高、油脂含量低、血紅素含量高，其中水分散失量影響程度最大。因此，解決皮膚干燥問題，要注重修復皮膚屏障，在補充皮膚水分的同時，舒緩皮膚炎癥。通過對皮膚保濕機理進行調研發(fā)現(xiàn)，從現(xiàn)代機理角度來看，主要通過維護皮膚屏障功能、增加內源性水分生成、促進內源性水分轉運來解決肌膚干燥問題，綜合皮膚本底測試結果以及皮膚保濕機理研究結果，通過調研最終確定植物保濕組合物：紫松果菊、金釵石斛、苦參、庫拉索蘆薈、寧夏枸杞。

紫松果菊又名紫錐菊，是優(yōu)良的免疫促進劑及免疫調節(jié)劑，其富含的多糖成分（如4-甲氧基-葡萄糖醛-阿拉伯糖-木聚糖聚糖等）具有顯著的增強體液免疫功能，可被用作治療外傷、濕疹等，對改善肌膚屏障功能、提高肌膚自身免疫力具有促進作用。

金釵石斛俗稱“千年潤”?，F(xiàn)代研究表明，金釵石斛具有補水保濕功效，能夠良好地促進水通道蛋白、絲聚蛋白及緊密連接蛋白表達;從皮膚生理學的角度來分析，炎癥因子及其他“熱毒”抑制了皮膚內源性水分轉運，導致內源性水分向肌膚表面角質層的轉運受阻，使肌膚變得干燥缺水。

苦參（Sophora flavescens）是傳統(tǒng)的清熱良藥，具有抗炎功能。據《藥性論》記載，苦參具有“治熱毒風、皮肌煩燥生瘡”的功效。

庫拉索蘆薈中含有的某些氨基酸及金屬鹽等，與人體肌膚所含天然保濕因子成分相同，且其富合的多糖成分滲透能力較強，更容易被肌膚吸收。

寧夏枸杞富合胡蘿卜素、維生素A、鈣、鐵等營養(yǎng)物質，可以活化皮膚細胞，促進細胞新陳代謝，改善肌膚鎖水功能，具有良好的抗氧化性，有助于肌膚保持充盈飽滿、光滑細膩。

組合物中紫松果菊固水護屏的功效可以解決肌膚干燥人群的屏障修復問題，從而減少皮膚水分散失;金釵石斛可以補充皮膚水分并促進皮膚內源性水分的生成和轉運;苦參清熱消炎可以清除抑制皮膚內源性水分轉運的炎癥因子;庫拉索蘆薈和寧夏枸杞具有維持皮膚水油平衡和營養(yǎng)狀態(tài)平衡的功效。保濕組合物確定后，通過實驗研究其對絲聚蛋白FLG、水閘蛋白CLDN-1及水通道蛋白AOP3表達量的影響，對皮膚水分含量的影響以及其對肌膚整體滋潤狀態(tài)的改善情況，發(fā)現(xiàn)該植物保濕組合物具有修復角質層屏障、促進水分生成以及促進水分轉運的作用;通過紅細胞溶血試驗、3T3光毒性試驗、多次皮膚刺激試驗以及人體斑貼試驗，證明該植物保濕組合物安全性良好，對皮膚無刺激性、無光毒性、無不良反應;另外通過檢測其原液穩(wěn)定性、活性物含量穩(wěn)定性及其在配方中應用穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)該植物保濕組合物穩(wěn)定性良好。最后根據小試工藝進行中試放大，經中試生產，證明該工藝可行，且生產產品質量符合要求，與小試產品各項指標基本一致，從而可以進行大批量生產。

結語

隨著云計算、物聯(lián)網等信息通信技術的迅猛發(fā)展，大數(shù)據已滲透各行各業(yè)的各個領域，成為重要的生產要素并顯示出巨大優(yōu)勢。大數(shù)據使人類生活發(fā)生了顛覆性的改變，足量的有效數(shù)據可以幫助人們挖掘事物潛在的規(guī)律，甚至精確預測未來發(fā)展趨勢。皮膚本態(tài)研究能夠為中國人皮膚研究提供大數(shù)據基礎，并且通過數(shù)據處理與信息挖掘能夠加深對中國人皮膚狀態(tài)的認識，從而針對性研究解決中國人皮膚表觀癥狀的途徑方法以及產品。

從國家化妝品監(jiān)管層面來看，數(shù)據積累可以為皮膚生理指標正常閾值范圍的確定提供基礎，目前所有皮膚生理指標中只有皮膚pH值有公認的正常閾值范圍，其余皮膚生理指標的閾值范圍尚未確定。海量的數(shù)據積累為得到其余各皮膚生理指標的正常閾值范圍提供可能，在進行化妝品質量安全監(jiān)管時，能以各項指標的正常閾值范圍作為化妝品產品安全性及有效性的評價依據。

從化妝品研發(fā)層面來看，皮膚本態(tài)研究可幫助研發(fā)端人員更清楚目標人群（例如特定年齡段或特定地區(qū)人群）的皮膚特點，針對性研發(fā)出更適合目標人群的化妝品，進而逐步實現(xiàn)“精準護膚”的開發(fā)訴求。

從消費者層面來看，通過皮膚本態(tài)研究，可以向消費者普及更多從客觀數(shù)據角度反映出的皮膚狀態(tài)信息，幫助其更客觀地了解自己皮膚的真實狀態(tài)，從而挑選真正適合自己的產品。

2020年6月29日《化妝品監(jiān)督管理條例》正式出臺，鼓勵和支持運用現(xiàn)代科學技術，結合我國傳統(tǒng)優(yōu)勢項目和特色植物資源研究開發(fā)化妝品。其中第九條規(guī)定“國家鼓勵和支持開展化妝品研究、創(chuàng)新，滿足消費者需求，推進化妝品品牌建設，發(fā)揮品牌引領作用”。而皮膚本態(tài)研究作為一種現(xiàn)代科學研究，可以明確消費者客觀皮膚狀態(tài)需求，在幫助企業(yè)針對性研發(fā)配方產品的同時也能助力中國特色植物資源研究開發(fā)。希望通過皮膚本態(tài)研究，人們對于中國人皮膚的狀態(tài)特征、變化趨勢及生理需求能有更深刻的認識，并為化妝品研發(fā)以及化妝品風險評估、評價體系升級等系統(tǒng)性基礎工作提供更多的皮膚數(shù)據支撐。