依克多因和棉子糖協(xié)同減緩視黃醇引起的皮膚屏障功能下降

視黃醇作為抗衰的流行成分，被廣泛應(yīng)用于化妝品領(lǐng)域。但由于視黃醇會(huì)引起皮膚刺激和干燥，在配方中的應(yīng)用受到一定限制。研究針對(duì)依克多因、棉子糖以及兩者的組合物在減緩視黃醇造成的皮膚屏障損傷上進(jìn)行了探索。研究采用人體模型，共挑選20名受試者，在受試者前臂內(nèi)側(cè)分別涂抹僅含視黃醇的樣品，以及含單獨(dú)依克多因、單獨(dú)棉子糖和不同配比的依克多因和棉子糖的視黃醇乳液樣品。各樣品連續(xù)重復(fù)涂抹2天，每天2次，于第3天評(píng)價(jià)各樣品的TEWL改善率，同時(shí)利用金氏公式計(jì)算Q值判斷組合物是否具有協(xié)同性。結(jié)果表明，當(dāng)依克多因和棉子糖的質(zhì)量配比在0.5∶1～9∶1范圍內(nèi)時(shí)，兩者組合可協(xié)同提高TEWL改善率，說明該配比范圍的組合物可以協(xié)同修復(fù)視黃醇造成的皮膚屏障受損，相對(duì)于單獨(dú)的依克多因或棉子糖更好。與此同時(shí)，受試者對(duì)涂抹區(qū)域進(jìn)行感官評(píng)價(jià)刺痛程度，數(shù)據(jù)表明，當(dāng)依克多因和棉子糖的質(zhì)量配比在0.5∶1～9∶1范圍內(nèi)時(shí)，兩者組合帶來的刺痛程度相對(duì)于單體顯著降低，證明在上述配比范圍內(nèi)組合物可以降低因屏障功能受損帶來的刺痛感。

關(guān)鍵詞：視黃醇；依克多因；棉子糖；屏障修復(fù)

Part 1

引言

視黃醇被廣泛應(yīng)用于化妝品的配方中，具有優(yōu)越的抗皺、抗衰老和祛痘等功效[1]。然而，很多視黃醇配方的使用者宣稱感覺到皮膚刺激和干燥，其中一個(gè)原因可能來自于皮膚屏障的減弱[2][3]。研究發(fā)現(xiàn)，1%的視黃醇會(huì)造成皮膚屏障功能的明顯下降[3]。因此，當(dāng)高濃度的視黃醇要被應(yīng)用到護(hù)膚品配方中時(shí)，如何減緩其帶來的皮膚屏障弱化是一個(gè)需要解決的問題。

依克多因（Ectoin） 是一種氨基酸衍生物，化學(xué)名稱為四氫甲基嘧啶羧酸，最早于1985年由非洲埃及境內(nèi)沙漠鹽堿地的一種特殊嗜鹽細(xì)菌體內(nèi)分離而來[4]。依克多因因其能維持菌株和細(xì)胞的滲透壓平衡，在高鹽、干燥、熱變性及冷凍等極端環(huán)境下，可作為核酸、酶、細(xì)胞等的保護(hù)劑和穩(wěn)定劑。依克多因在化妝品中主要被用于修護(hù)皮膚屏障。當(dāng)皮膚屏障受到外界刺激或損傷時(shí)，依克多因通過表面密集的電荷分布，與水分子產(chǎn)生靜電作用[5]，共同構(gòu)建起強(qiáng)大的保護(hù)層，從而有效地保護(hù)細(xì)胞。

棉子糖是存在于棉子和甜菜中的一種非還原性三糖，常作為益生元調(diào)節(jié)腸道菌群平衡。它在化妝品配方中通常被用作保濕和屏障修復(fù)。棉子糖在低溫、高溫、干燥等環(huán)境刺激下，可通過與磷脂膜相結(jié)合，避免細(xì)胞脫水損害，還可以對(duì)皮膚角質(zhì)層補(bǔ)充水分，提高皮膚的保濕和屏障能力。另外，有研究表明，皮膚屏障受損與皮膚微生態(tài)失衡相關(guān)。皮膚表面微生物組成復(fù)雜，但與宿主處于共生平衡關(guān)系，一方面，維持了皮膚表層的酸性環(huán)境；另一方面，微生物代謝產(chǎn)生對(duì)皮膚有益的成分，幫助皮膚抵御外界刺激，提高 屏障功能[6]。而棉子糖作為寡糖中一類重要的糖類成分，可有效調(diào)節(jié)微生態(tài)平衡，進(jìn)而幫助皮膚提升屏障修復(fù)能力[7]。

本文中，依克多因和棉子糖以一系列比例與同濃度的視黃醇進(jìn)行復(fù)配，通過經(jīng)皮水分流失測試（TEWL，Transepidermal Water Loss）評(píng)估皮膚屏障功能的變化。因皮膚屏障受損導(dǎo)致刺痛感，受試者會(huì)同步進(jìn)行感官評(píng)價(jià)刺痛程度，以考察依克多因和棉子糖及其組合物緩解刺痛感的能力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與單獨(dú)的依克多因或單獨(dú)的棉子糖相比，當(dāng)依克多因和棉子糖按特定配比進(jìn)行復(fù)配后，可以有效提升皮膚的屏障功能和緩解皮膚刺痛感。此外，在提升皮膚的屏障功能上，兩者在一定配比下具有協(xié)同增效功能。

Part 2

實(shí)驗(yàn)部分

1. 主要儀器與試劑

Tewameter? TM Hex，德國CK公司；分散機(jī)，IKA公司。

依克多因，純度 >99%，華熙生物；視黃醇，純度 >99%，格蘭特公司；棉子糖，T100，廣州市百氪生物科技有限公司。

2. 乳液的配制方法

（1）視黃醇乳液配制

視黃醇乳液配方-1 （表2）按如下方法配制：

稱量0.35 g卡波姆U20于200 mL燒杯中，加入7.5 g甘油、0.1 g乙二胺四乙酸二鈉、80.55 g去離子水，75～80 ℃攪拌得到A相。稱量0.5 g對(duì)羥基苯乙酮和0.5 g 1，2-己二醇于小燒杯中，60～70 ℃溫度下攪拌至完全溶解，得到B相。稱量10 g 視黃醇和0.5 g LRI （PEG-40 氫化蓖麻油，PPG-26丁醇聚醚 26），75～80 ℃攪拌至溶解，得到C相。75～80 ℃溫度下將C相加入A相，分散機(jī)分散5～10 min，降溫至40 ℃左右，將B相加入上述混合溶液中，采用1%的NaOH水溶液調(diào)節(jié)pH至6.1左右。

（2）含依克多因或棉子糖的視黃醇乳液配置

含依克多因或棉子糖的視黃醇乳液配方-2到配方-8 （表2）按以下方法配制：

稱量0.35 g卡波姆U20置于200 mL燒杯中，加入一定量的依克多因或棉子糖（表1）以及7.5 g甘油和0.1 g 乙二胺四乙酸二鈉，繼續(xù)添加79.55 g去離子水，75～80℃攪拌得到A相。稱量0.5 g對(duì)羥基苯乙酮和0.5 g 1，2-己二醇于小燒杯中，在60～70℃加熱條件下攪拌至完全溶解，得到B相。稱量10 g 視黃醇和0.5 g LRI，75～80 ℃攪拌至溶解，得到C相。75～80 ℃溫度下將C相加入A相，分散機(jī)分散5～10 min，降溫至40 ℃左右時(shí)，將B相加入到上述混合溶液中，采用1%的NaOH水溶液調(diào)節(jié)pH值至6.1左右。

3. 視黃醇敏感人群篩選

將1 g只含視黃醇的乳液樣品涂抹在受試者前臂內(nèi)測，打圈20次涂抹均勻，早晚各涂抹1次，連續(xù)2天，選擇具有刺痛感、灼燒感、疼痛感反饋的受試者，其中共篩選出20名符合該標(biāo)準(zhǔn)的受試者，女12人，男8人，年齡21至35歲，平均年齡為28.0±1.2歲。

4. TEWL值測定

（1）受試者測試前TEWL值測定

受試者清水沖洗前臂內(nèi)側(cè)，用紙巾擦拭干凈，在恒溫恒濕環(huán)境（溫度20～22 ℃，濕度40～60%）中靜待30 min。將每個(gè)受試者左前臂內(nèi)側(cè)劃線分為4塊正方形區(qū)域，右前臂內(nèi)側(cè)劃線分為5塊正方形區(qū)域，每個(gè)區(qū)域大小2×2 cm，并使用Tewameter? TM Hex測試每個(gè)區(qū)域涂抹樣品前的TEWL值。

（2） 配制不同濃度比例的測試乳液

分別配制視黃醇乳液配方-1、含有依克多因的視黃醇乳液配方-2、含有棉子糖的視黃醇乳液配方-3和含有不同比例的依克多因和棉子糖的視黃醇乳液配方-4到配方-8，如表2給出各組分的質(zhì)量配比。

（3） 受試者測試乳液樣品并計(jì)算TEWL改善率

標(biāo)記受試者手臂的8塊正方形區(qū)域，因身體每個(gè)區(qū)域TEWL值不盡相同，所以分別測試每個(gè)區(qū)域在使用乳液前TEWL值（TEWL前），再將配制好的8種乳液樣品分別涂抹在該8塊區(qū)域內(nèi)，制造屏障受損模型，使用方法為分別取1 g打圈涂抹20次，直至完全吸收，涂抹頻次為早晚各一次，連續(xù)涂抹2天，第3天監(jiān)測各涂抹部位TEWL值（TEWL使用后），計(jì)算每個(gè)區(qū)域TEWL值變化（ΔTEWL），其中ΔTEWL=TEWL使用后-TEWL前，使用含有視黃醇的樣品后TEWL值相較于使用前升高代表經(jīng)皮水分散失顯著增加，說明屏障功能受損，反之，TEWL值降低，說明屏障功能修復(fù)。TEWL改善率計(jì)算方式為，樣品組相較于空白組TWEL值降低率，其中配方-1為空白組，配方-2至配方-8為樣品組。那么TEWL改善率計(jì)算公式為：

TEWL改善率=（空白組ΔTEWL-樣品組ΔTEWL）/空白組ΔTEWL*100 %

對(duì)于組合物協(xié)同增效性判斷采用金氏公式進(jìn)行計(jì)算[8]，金氏公式表達(dá)為Q=E（a+b）/（ Ea+Eb- Ea×Eb） 兩種物質(zhì)A、B組合，E（a+b）為A、B組合后的功效數(shù)據(jù)，Ea、Eb分別為單一組分單獨(dú)處理的功效數(shù)據(jù)。若Q<0.55為明顯拮抗，Q=0.55-0.85為拮抗，Q=0.85-1.15為相加，Q>1.15為協(xié)同增效。同時(shí)，通過統(tǒng)計(jì)學(xué)方法分析差異性。

（4 ）受試者刺激性評(píng)分

按照2.4.3中乳液使用方法，在第3天時(shí)受試者進(jìn)行感官評(píng)分，評(píng)價(jià)每個(gè)區(qū)域刺激性強(qiáng)弱，其中刺激性評(píng)分為1-5分，1分代表刺激性較弱，幾乎感受不到，5分代表刺激性較強(qiáng)，可被明顯感知到，分值越大代表刺激性越強(qiáng)[9]。

Part 3

結(jié)果與討論

1. 依克多因、棉子糖及組合物的TEWL改善率

表3所示為不同組合物的TEWL值改善率，數(shù)值越大代表TEWL值改善情況越好，說明屏障功能修復(fù)越好。

如圖1所示，所有的依可多因和棉子糖兩兩組合的TEWL改善率都顯著好于棉子糖。與依可多因相比，配方-5、配方-6和 配方-7的TEWL改善率顯著更好，而配方-4和配方-8對(duì)TEWL的影響不顯著。這說明依克多因和棉子糖的質(zhì)量配比在0.5∶1～9∶1范圍內(nèi)時(shí)，組合物對(duì)皮膚屏障的改善顯著優(yōu)于單獨(dú)的依克多因或棉子糖，其中當(dāng)質(zhì)量配比是1∶1時(shí)，皮膚的屏障改善最明顯。

接下去，我們通過金氏公式計(jì)算Q值來判斷各個(gè)組合物是否具有協(xié)同增效性。如表3所示，配方-5、配方-6和配方-7 的Q值大于1.15，這說明當(dāng)依克多因和棉子糖的質(zhì)量配比在0.5∶1～9∶1范圍內(nèi)時(shí)，兩者可以協(xié)同改善因視黃醇使用而損傷的皮膚屏障。

依克多因具有較強(qiáng)的電負(fù)性，可與水分子締合，保護(hù)皮膚細(xì)胞免受外界刺激[8]，幫助維持細(xì)胞正常功能。棉子糖是由果糖、半乳糖和葡萄糖結(jié)合構(gòu)成的可溶性非還原性寡糖，可以有效調(diào)節(jié)微生態(tài)平衡，還能調(diào)控表皮分化，促進(jìn)角質(zhì)層板層結(jié)構(gòu)形成[11]，從而提升表皮屏障功能[7][12]。兩者以一定比例復(fù)配后，不僅顯著提升了因視黃醇受損的皮膚屏障，而且比單獨(dú)使用依克多因或棉子糖更有效，這反映出同時(shí)維持細(xì)胞滲透壓、改善皮膚微生態(tài)和增強(qiáng)細(xì)胞間屏障結(jié)構(gòu)可能比單一某種功能在修復(fù)皮膚屏障功能上更有效。

相比于依克多因，在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的顯著性使用*表示，* （ p<0.05）， ** （ p<0.01） and ***（ p<0.001）；棉子糖，在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的顯著性使用&表示，（ p<0.05）and &&（ p<0.01）。

2. 依克多因、棉子糖及組合物的刺痛評(píng)分

圖2為使用不同物質(zhì)及組合后，受試者對(duì)于刺痛的評(píng)分，評(píng)分范圍為1-5分，分值越高，代表刺痛越強(qiáng)烈。結(jié)果表明，相對(duì)于單獨(dú)使用視黃醇（配方-1），加入依克多因（配方-2）或者加入依克多因和棉子糖的組合物（配比為0.5∶1到1∶10）時(shí)（配方-5、配方-6、配方-7和配方-8）時(shí)，刺痛感顯著降低；而單獨(dú)加入棉子糖（配方-3）或者當(dāng)加入的依克多因和棉子糖的組合配比為0.1∶1（配方-4）時(shí)，刺痛感變化不明顯。

與單獨(dú)加入依可多因或棉子糖相比，當(dāng)加入的依克多因和棉子糖的組合物配比為0.5∶1～9∶1時(shí)，組合物組相對(duì)于單體組的刺痛顯著降低。這說明組合物在上述配比下，不僅可以顯著改善皮膚屏障，也可以緩解視黃醇刺激帶來的刺痛感。由于組合物或者單體對(duì)于皮膚屏障改善和刺痛感改善呈現(xiàn)出一致性趨勢(shì)，而且都是在組合物配比為1∶1時(shí)達(dá)到最佳，這也間接說明了使用視黃醇導(dǎo)致的皮膚屏障受損和刺痛感之間的相關(guān)性。

相比于視黃醇，在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的顯著性使用&表示，& （ p＜0.05）， && （ p＜0.01）and &&& （ p＜0.001）；相較于依克多因，在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的顯著性使用*表示，*（ p<0.05）；相較于棉子糖，在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的顯著性使用@表示，@ （ p<0.05）

Part 4

結(jié)語

含有視黃醇的配方容易引起皮膚刺激和屏障損失，導(dǎo)致皮膚刺痛和干燥。通過人體實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，依克多因和棉子糖的組合物對(duì)視黃醇引起的皮膚屏障受損可以起到協(xié)同修復(fù)作用，同時(shí)也能顯著緩解刺痛感。因此，該組合物為提升視黃醇在配方中的使用體驗(yàn)，減少其副作用，提供了一種很好的解決方案。

作者介紹

張 亞，孫 欣，王瑞妍：供職于華熙生物科技有限公司

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