依克多因和棉子糖協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，被廣泛應用于化妝品領域。但由于視黃醇會引起皮膚刺激和干燥，在配方中的應用受到一定限制。研究針對依克多因、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，在受試者前臂內側分別涂抹僅含視黃醇的樣品，以及含單獨依克多因、單獨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。各樣品連續重復涂抹2天，每天2次，于第3天評價各樣品的TEWL改善率，同時利用金氏公式計算Q值判斷組合物是否具有協同性。結果表明，當依克多因和棉子糖的質量配比在0.5∶1～9∶1范圍內時，兩者組合可協同提高TEWL改善率，說明該配比范圍的組合物可以協同修復視黃醇造成的皮膚屏障受損，相對于單獨的依克多因或棉子糖更好。與此同時，受試者對涂抹區域進行感官評價刺痛程度，數據表明，當依克多因和棉子糖的質量配比在0.5∶1～9∶1范圍內時，兩者組合帶來的刺痛程度相對于單體顯著降低，證明在上述配比范圍內組合物可以降低因屏障功能受損帶來的刺痛感。

關鍵詞：視黃醇；依克多因；棉子糖；屏障修復

Part 1

引言

視黃醇被廣泛應用于化妝品的配方中，具有優越的抗皺、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，其中一個原因可能來自于皮膚屏障的減弱[2][3]。研究發現，1%的視黃醇會造成皮膚屏障功能的明顯下降[3]。因此，當高濃度的視黃醇要被應用到護膚品配方中時，如何減緩其帶來的皮膚屏障弱化是一個需要解決的問題。

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

棉子糖是存在于棉子和甜菜中的一種非還原性三糖，常作為益生元調節腸道菌群平衡。它在化妝品配方中通常被用作保濕和屏障修復。棉子糖在低溫、高溫、干燥等環境刺激下，可通過與磷脂膜相結合，避免細胞脫水損害，還可以對皮膚角質層補充水分，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失衡相關。皮膚表面微生物組成復雜，但與宿主處于共生平衡關系，一方面，維持了皮膚表層的酸性環境；另一方面，微生物代謝產生對皮膚有益的成分，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，可有效調節微生態平衡，進而幫助皮膚提升屏障修復能力[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行復配，通過經皮水分流失測試（TEWL，Transepidermal Water Loss）評估皮膚屏障功能的變化。因皮膚屏障受損導致刺痛感，受試者會同步進行感官評價刺痛程度，以考察依克多因和棉子糖及其組合物緩解刺痛感的能力。實驗結果發現，與單獨的依克多因或單獨的棉子糖相比，當依克多因和棉子糖按特定配比進行復配后，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同增效功能。

Part 2

實驗部分

1. 主要儀器與試劑

Tewameter? TM Hex，德國CK公司；分散機，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水溶液調節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，繼續添加79.55 g去離子水，75～80℃攪拌得到A相。稱量0.5 g對羥基苯乙酮和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，分散機分散5～10 min，降溫至40 ℃左右時，將B相加入到上述混合溶液中，采用1%的NaOH水溶液調節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測，打圈20次涂抹均勻，早晚各涂抹1次，連續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名符合該標準的受試者，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側，用紙巾擦拭干凈，在恒溫恒濕環境（溫度20～22 ℃，濕度40～60%）中靜待30 min。將每個受試者左前臂內側劃線分為4塊正方形區域，右前臂內側劃線分為5塊正方形區域，每個區域大小2×2 cm，并使用Tewameter? TM Hex測試每個區域涂抹樣品前的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給出各組分的質量配比。

（3） 受試者測試乳液樣品并計算TEWL改善率

標記受試者手臂的8塊正方形區域，因身體每個區域TEWL值不盡相同，所以分別測試每個區域在使用乳液前TEWL值（TEWL前），再將配制好的8種乳液樣品分別涂抹在該8塊區域內，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，連續涂抹2天，第3天監測各涂抹部位TEWL值（TEWL使用后），計算每個區域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。TEWL改善率計算方式為，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改善率計算公式為：

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

對于組合物協同增效性判斷采用金氏公式進行計算[8]，金氏公式表達為Q=E（a+b）/（ Ea+Eb- Ea×Eb） 兩種物質A、B組合，E（a+b）為A、B組合后的功效數據，Ea、Eb分別為單一組分單獨處理的功效數據。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為協同增效。同時，通過統計學方法分析差異性。

（4 ）受試者刺激性評分

按照2.4.3中乳液使用方法，在第3天時受試者進行感官評分，評價每個區域刺激性強弱，其中刺激性評分為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，可被明顯感知到，分值越大代表刺激性越強[9]。

Part 3

結果與討論

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，數值越大代表TEWL值改善情況越好，說明屏障功能修復越好。

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TEWL的影響不顯著。這說明依克多因和棉子糖的質量配比在0.5∶1～9∶1范圍內時，組合物對皮膚屏障的改善顯著優于單獨的依克多因或棉子糖，其中當質量配比是1∶1時，皮膚的屏障改善最明顯。

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

依克多因具有較強的電負性，可與水分子締合，保護皮膚細胞免受外界刺激[8]，幫助維持細胞正常功能。棉子糖是由果糖、半乳糖和葡萄糖結合構成的可溶性非還原性寡糖，可以有效調節微生態平衡，還能調控表皮分化，促進角質層板層結構形成[11]，從而提升表皮屏障功能[7][12]。兩者以一定比例復配后，不僅顯著提升了因視黃醇受損的皮膚屏障，而且比單獨使用依克多因或棉子糖更有效，這反映出同時維持細胞滲透壓、改善皮膚微生態和增強細胞間屏障結構可能比單一某種功能在修復皮膚屏障功能上更有效。

相比于依克多因，在統計學意義的顯著性使用*表示，* （ p<0.05）， ** （ p<0.01） and ***（ p<0.001）；棉子糖，在統計學意義的顯著性使用&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分

圖2為使用不同物質及組合后，受試者對于刺痛的評分，評分范圍為1-5分，分值越高，代表刺痛越強烈。結果表明，相對于單獨使用視黃醇（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（配方-5、配方-6、配方-7和配方-8）時，刺痛感顯著降低；而單獨加入棉子糖（配方-3）或者當加入的依克多因和棉子糖的組合配比為0.1∶1（配方-4）時，刺痛感變化不明顯。

與單獨加入依可多因或棉子糖相比，當加入的依克多因和棉子糖的組合物配比為0.5∶1～9∶1時，組合物組相對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于皮膚屏障改善和刺痛感改善呈現出一致性趨勢，而且都是在組合物配比為1∶1時達到最佳，這也間接說明了使用視黃醇導致的皮膚屏障受損和刺痛感之間的相關性。

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

Part 4

結語

含有視黃醇的配方容易引起皮膚刺激和屏障損失，導致皮膚刺痛和干燥。通過人體實驗發現，依克多因和棉子糖的組合物對視黃醇引起的皮膚屏障受損可以起到協同修復作用，同時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，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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