神经酰胺复合物在配方中的保湿修护功效评价

赵冰怡 杨洪芹 潘启诚 刘 艺 丛 琳 唐嘉雯 李雪竹

1.上海新高姿化妆品有限公司，广东广州，510000；2.广州澳希亚实业有限公司，广东广州，510000

肌肤呈现平滑光亮、润泽紧致的状态与皮肤的保湿屏障系统密切相关，皮肤的保湿屏障功能由健康的皮肤角质层维护和支持[1]。皮肤角质层是由角质细胞和细胞间脂质组成，通常以“砖墙结构”形容，“砖”为角质细胞，“钢筋”为连接角质细胞的桥粒，“水泥”为角质细胞间脂质[2]。约50%的神经酰胺、25%的胆固醇、15%的游离脂肪酸和极少量的磷脂及其他脂质构成细胞间脂质[2]，因此神经酰胺在保湿系统中起重要作用，是皮肤角质层细胞间脂质的重要组成部分，是维持皮肤屏障功能的关键物质。干性皮肤往往会有角质层含水量降低、经皮水分丢失率（trans-epidermal water loss,TEWL）增高等问题，研究表明干性皮肤的神经酰胺含量往往明显低于正常皮肤或是神经酰胺的种类发生变化，外用含神经酰胺的保湿剂，尤其是含神经酰胺3的保湿剂，可以修护皮肤屏障并改善皮肤干燥症状[3]。

1 神经酰胺概述

鞘脂类物质有3种，包括神经酰胺、鞘磷脂和鞘糖脂，结构式见图1。当R为氢时，该物肤角质层中神经酰胺分为12个亚类。神经酰胺有两种命名系统，方法一是根据色谱迁移排列次序为神经酰胺1～8，以及之后按发现时间次序命名；方法二则是按分子结构命名，末位字母为鞘氨醇基团[4]。在2021版《已使用化妆品原料目录》中可以使用的神经酰胺NP、神经酰胺AP、神经酰胺EOP分别对应神经酰胺3、神经酰胺6Ⅱ、神经酰胺1。

图1 鞘脂类的结构式

神经酰胺有两条长链烃基（LCB中的碳链，FA中的碳链），具有疏水性。LCB中的2～3个羟基基团质为神经酰胺；当R为磷酸胆碱或磷酸乙醇胺时，该物质为鞘磷脂（sphingoyelin, SM）；当R为葡萄糖或半乳糖等糖类时，该物质为鞘糖脂（glycosphingolipid, GL）。神经酰胺结构中有两条疏水链：一条长链氨基醇（long chain base, LCB），又称鞘氨醇，一条脂肪酸链（fatty acid, FA），LCB中的氨基和FA中的羧基通过酰胺键连接。神经酰胺中的LCB分为神经鞘氨醇（sphingosine, S）、二氢鞘氨醇（dihydrosphingosine, DS）、植物鞘氨醇（phytosphingosine, P）和6-OH鞘氨醇（6-hydroxy sphingosine, H），结构式见图2。FA分为非羟基脂肪酸（nonhydroxyl fatty acid,N）、α-OH脂肪酸（α-hydroxyl fatty acid, A）和ω-OH脂肪酸（ω-hydroxyl fatty acid, EO），结构式见图3。LCB和FA的两两不同结合，可将皮与FA和LCB结合部位的酰胺键具有亲水性，一端亲水，一端疏水。这两种性质结构可通过分子间非共价键作用力构成紧密堆叠的网状脂质结构，因而具有良好的保水作用。此外，神经酰胺可明显促进丝聚合蛋白（filaggrin, FLG）mRNA和蛋白的表达水平[5]，丝聚蛋白不仅是重要的结构蛋白，而且是保湿因子的主要来源，当它从颗粒层进入角质层时，经过一系列酶水解转化为多羧酸类物质及其他天然保湿因子，包括尿素、吡咯烷酮羧酸钠、乳酸等，具有保湿功效。含ω-OH的神经酰胺能共价结合于角化细胞的角化包膜的内披蛋白上，借此将脂质基质和角化细胞连接起来，增强肌肤的屏障功能，减少外界刺激物进入皮肤[6]。神经酰胺辅助角质层增厚的这种功效可修复皮肤受损，提升皮肤耐受力，减低皮肤炎症，减少皮肤敏感发生[7-8]。另外，有研究显示较低浓度的神经酰胺可刺激成纤维细胞增殖，抑制金属蛋白酶的表达，因此有一定的抗衰老功效[5]。

图2 鞘氨醇的4种结构式

图3 脂肪酸的3种结构式

神经酰胺为高结晶性物质，应用于化妆品存在溶解度低、水分散差、易结晶析出等问题，制约了在化妆品中的应用。目前神经酰胺在化妆品的应用主要以脂质体、微胶囊、乳化复合体等形式出现。本研究拟评价一种神经酰胺复合物保湿剂（神经酰胺NP、神经酰胺AP、神经酰胺EOP）在长效保湿及修护改善皮肤屏障功能方面的效果和安全性。

2 实验材料及方法

2.1 实验参数、仪器及原料

皮肤角质层水分含量：由皮肤水分含量测试仪（Corneometer® CM825, Courage & Khazaka）测得。数值越高，表示皮肤角质层水合程度越高，表明产品的保湿效果越好。

皮肤经表皮失水（TEWL）：由皮肤水分流失测试仪（Tewameter, TM300）测得。皮肤经表皮失水率是反映皮肤水分丢失和屏障功能的重要参数。所测得数值越低，表示皮肤的屏障功能越好。

SK-Influx，INCI名称为：水、月桂酰乳酰乳酸钠、神经酰胺NP、神经酰胺AP、植物鞘氨醇、胆甾醇、黄原胶、卡波姆、神经酰胺EOP、羟苯甲酯、羟苯丙酯，购于赢创特种化学（上海）有限公司。其余均为常规试剂和配方原料。

2.2 实验产品

试验产品：保湿修护霜，配方见表1，配置方法按照常规膏霜制备即可。配方中使用的神经酰胺为乳化复合体，涉及神经酰胺NP、神经酰胺AP、神经酰胺EOP。

表1 保湿修护霜

空白膏霜：不含神经酰胺复合物，其他配方组成成分与保湿修护霜一致。

2.3 稳定性测试方法

制得样品分别在45 ℃、5 ℃、-15 ℃冷热循环条件下连续存放3个月观察样品是否有变色或其他异常现象；在自然光照射条件下连续放置3个月，观察样品是否有变色或其他异常现象。

2.4 皮肤角质层即时水分含量测试方法

按照受试者筛选标准，选择12名受试者，选择受试者左、右手臂内侧距离手掌基部5 cm处为试验部位，试验面积为3 cm×3 cm，实验部位分别涂抹等量的保湿修护霜1号、保湿修护霜2号和空白膏霜。试验前，受试者清洁双臂内侧，在温度（21±1） ℃、相对湿度（50±5）%环境下静坐20 min，测试涂抹样品前各试验部位皮肤水分含量起始值及使用各膏霜样品后0.5 h、1 h、2 h、4 h、6 h和8 h时各试验部位皮肤即时水分含量测试值，取3次测量平均值作为测试值，结果以角质层水分含量表示。由公式（Ⅰ）计算样品皮肤水分含量变化率。

2.5 皮肤角质层水分含量和皮肤经表皮水分流失测试方法

按照受试者筛选标准，选择12名受试者。选择受试者左右手臂内侧按照随机原则分别使用保湿修护霜1号、2号和空白膏霜。早晚各一次，连续使用28 d。在使用前、使用后第14天和第28天分别进行测试。测试前，受试者用洁净水清洗测试部位并擦干后暴露测试部位，需要在温度（21±1） ℃、相对湿度（50±5）%环境下静坐20 min。使用CM825皮肤水分测试探头测定试验部位的角质层水分含量，取3次测量平均值作为测试值，计算14 d和28 d皮肤水分含量变化率，如计算公式（Ⅰ）。使用TM300皮肤经表皮水分流失测试仪测量受试者使用样品前和使用14 d、28 d后皮肤经表皮失水（TEWL），由公式（Ⅱ）计算样品经表皮水分流失率。

2.6 不良反应测试方法

试验过程中，不良反应观测和评价共进行了3次，分别是在D0（使用产品前）、D14（使用产品后第14天）和D28（使用产品后第28天）到访时进行。由皮肤科医生询问受试者在使用试验产品过程中是否出现面部皮肤瘙痒、刺痛、灼热感等症状，并观察记录面部是否有红斑、水肿、皮疹等不良反应现象。根据表2的评分标准进行评分，得分记入病例报告表，并根据相关标准进行关联性评估。

表2 不良反应的评分标准

2.7 数据分析

数据分析采用SPSS 21.0统计软件。采用重复测量方差分析对试验参数的基线值（D0）和回访数值（D14和D28）进行差异性分析。统计学显著性差异采用P＜0.05、P＜0.01和P＜0.001进行标注。

3 结果与讨论

3.1 稳定性测试结果

样品在45 ℃、5 ℃、-15 ℃冷热循环条件下连续放置3个月均未出现分层、析出现象，45 ℃下膏体颜色有轻微变黄。在自然光照条件下连续放置3个月，无明显色泽变化，说明样品的稳定性良好。

3.2 皮肤角质层即时水分含量测试结果

使用不同样品0.5 h、1 h、2 h、4 h、6 h和8 h后，皮肤角质层即时水分含量增加率如图4所示。

皮肤角质层水分含量对皮肤的各项生理功能有序调节有着十分重要的作用。通过测定使用前后皮肤水分含量和皮肤经表皮水分流失量可以客观地评价样品的补水保湿效果。图4说明，使用保湿修护霜1号和保湿修护霜2号0.5 h和1 h后，涂抹部位的皮肤水分含量增加率明显高于空白膏霜（P＜0.01或P＜0.001）。使用2 h、4 h、6 h、和8 h后，保湿修护霜涂抹部位的皮肤含水量仍高于空白膏霜区域，说明具有良好的即时保湿效果。综上，说明神经酰胺复合物可以提高皮肤的即时保湿作用。

图4 即时水分含量增加率

3.3 皮肤14 d和28 d水分含量变化

受试者14 d和28 d皮肤水分含量增加率的测定结果见图5。皮肤含水量可直接说明皮肤是否干燥，从而反映样品是否保湿。从图5可知，受试者使用14 d后，空白膏霜、保湿修护霜1号、保湿修护霜2号涂抹部位的皮肤水分含量分别提高了23.5%、43.6%、59.8%。受试者使用28 d后，3个部位的皮肤水分含量分别提高了37.5%、55.8%、65.7%。保湿修护霜涂抹部位的皮肤水分含量增加率显著高于空白膏霜涂抹位置（P＜0.05）。说明神经酰胺复合物可以提高皮肤的保湿作用。

图5 皮肤水分含量增加率测定结果

3.4 皮肤14 d和28 d经表皮水分流失量变化

皮肤经表皮失水（TEWL）是反映皮肤水分丢失和屏障功能的重要参数。所测数值越低，表示皮肤的屏障功能越好，是评价化妆品修护功效的重要指标。经表皮水分流失减少率越高说明样品的锁水能力越强，修护效果越好。使用样品后，双臂内侧皮肤经表皮失水值和经表皮失水率的试验结果如表3、图6所示。受试者使用14 d后，空白膏霜、保湿修护霜1号和保湿修护霜2号涂抹区域经表皮水分流失分别降低了8.45%、15.51%和26.27%。受试者使用28 d后，空白膏霜、保湿修护霜1号和保湿修护霜2号涂抹区域经表皮水分流失分别降低了10.53%、28.51%和38.10%。保湿修护霜涂抹部位的经表皮水分流失减少率显著高于空白膏霜涂抹区域（P＜0.05），说明神经酰胺复合物可以提升皮肤的修护及锁水能力。

图6 经表皮水分流失减少率测定结果

表3 手臂内侧皮肤经表皮失水值 单位：g/hm2

3.5 不良反应测试结果

将空白膏霜、保湿修护霜1号和保湿修护霜2号在试验过程中进行不良反应观测和评价，受试者均未出现不良反应，提示此次试验中的空白膏霜、保湿修护霜1号和保湿修护霜2号具有较高的安全性。

4 讨论与总结

皮肤中神经酰胺主要位于表皮，具有保湿锁水、信号传导、免疫抗炎等功效。正常的皮肤屏障功能取决于皮肤“砖”和“水泥”的质量，神经酰胺是“水泥”中的重要成分，约占50%，它与游离的脂肪酸和胆固醇构成疏水性的脂质双分子层结构，维持肌肤屏障稳态。正常皮肤脂质成分在角质层可形成正交的稳定结构。干性皮肤神经酰胺的质与量均减少，导致细胞间形成异常的六角形堆积排列，破坏脂质层稳态结构，引起皮肤屏障功能受损。故外源性补充神经酰胺可促进角质细胞形成正交排列结构，改变皮肤屏障功能，起到保湿修护功效。

神经酰胺NP是人皮肤角质层中含量最多的神经酰胺，护肤品中最常添加。神经酰胺EOP是超长链的（C＞30）含有ω-OH脂肪酸，这种特殊结构对角质层细胞间脂质形成层状有序排列具有重要意义。神经酰胺EOP降低会破坏脂质双分子结构，使正交结构转变为六角形凝胶结构，影响皮肤屏障功能，甚至影响角质形成细胞的生长与分化调节。神经酰胺EOP的量与TEWL呈负相关[3]。含有神经酰胺EOP和神经酰胺NP混合配方的保湿剂在维持皮肤结构和屏障功能中效果更好，一方面是因为EOP和NP相邻神经酰胺分子的头部基团形成横向氢键降低皮肤对水的渗透性，另一方面这两种神经酰胺之间存在的范德华力也可以在协同作用中发挥潜在作用[3]。另外，神经酰胺AP具有补充皮肤天然保湿因子的作用。

本研究利用含有神经酰胺AP、神经酰胺NP和神经酰胺EOP的复合物，评价其在保湿和修护方面的功效。研究证实该神经酰胺复合物能够改善皮肤水分含水量和经表皮水分流失值。表现为使用后1 h内，皮肤即时水分含量显著增加，即时保湿效果可持续维持8 h。连续使用14 d后皮肤水分含量增加率显著高于空白膏霜涂抹位置。使用后从第1天开始与基线相比角质层含水量明显提高且TEWL明显降低，该效果在连续使用的28 d里持续存在。这与一些针对干性皮肤，混合了1、3、6Ⅱ型神经酰胺的保湿剂在改善皮肤水分、TEWL、皮肤pH值、皮肤质地、皱纹、皮肤红肿方面效果保持一致。

综上所述，本试验说明试验产品具有较好的安全性和稳定性。皮肤水分含量增加率在回访时间点显著提高，皮肤经表皮失水值在回访时间点均显著性下降，提示在该试验条件下，试验产品所含有的神经酰胺复合物具有保湿锁水、改善皮肤屏障和修护的功效。