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干货丨皮肤结构、皮肤渗透和吸收、保湿成分概述

 泛泛行舟 2023-01-20 发布于云南

一、皮肤的生理结构

皮肤覆盖在人体表面,是人体最大的器官。成年人的皮肤表面积达到1.5-2.0m2(平方米),质量大约达到体重的5%。皮肤厚度依年龄、性别、部位的不同而不同,一般来讲,男性皮肤比女性厚,老年人皮肤比年轻人厚,眼睑处皮肤最薄,手掌和足根等部位皮肤最厚。
皮肤由表皮、真皮、和皮下组织三部分构成:皮肤的最外层叫表皮,中间一层叫真皮,最里面的一层叫皮下组织。

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表皮
表皮是皮肤的浅层,由角化的复层扁平上皮构成。表皮由两类细胞组成:一类是角朊细胞,占表皮细胞的绝大多数,它们在分化中合成大量角蛋白,使细胞角化全脱落:另一类细胞为树枝状细胞,数重少,分散存在于角蛋白形成细胞之间,包括黑(色)素细胞、郎格汉斯细胞,未定型细胞和梅克尔细胞,该类细胞与表皮角化无直接关系。
根据角朊细胞的不同分化过程及细胞形态,表皮从基底到表面可分为五层,即基底层、棘层、颗粒层、透明层及角质层。人体各部位的表皮厚薄不等,一般厚度为0.07-0.12mm,手掌和足跖最厚,约0.8-1.5mm,对于薄的表皮,其与厚表皮的分层略有差别:基底层与厚表皮的相同,棘层的细胞层数少,颗粒层只有2-3层细胞,没有透明层,角质层也薄,只有基层细胞。
真皮
真皮位于表皮下面,由结缔组织组成,结缔组织与表皮牢固相连,深部与皮下组织接连,但两者之间没有清晰的界限。神经、血管、淋巴管、肌肉、毛囊、皮脂腺及大小汗腺均位于真皮结缔组织内。真皮层的主要成分是胶原蛋白,其次有弹性蛋白、蛋白多糖,氨基多糖,这些统称为细胞外基质(ECM)。真皮层的主要细胞为成纤维细胞,合成胶原蛋白、弹性蛋白、酶等物质。
真皮分为乳头层和网状层,近表皮为乳头层,深部为网状层。身体各部位真皮的厚薄不等,一般厚约1-2mm,是表皮的15-40倍。因真皮层影响到皮肤的整体厚度,因此在延缓皮肤衰老方面扮演了重要角色。
真皮与皮肤外表弹性息息相关,在各种因素的作用下真皮内纤维细胞数量减少,真皮乳头层和网状层弹性纤维减少及退化,胶原纤维和弹性纤维的排列紊乱,导致皱纹产生。防抗皮肤老化的关键是保护网状层弹性纤维和胶原纤维的完整性,并提供这类组织所需的生理活性物质。
皮下组织
皮下组织由疏松结缔组织和脂肪组织组成,一般不认为它是皮肤的组成部分,皮下组织将皮肤与深部的组织连接在一起,并使皮肤有一定的可动性。
皮下组织的厚度因个体、年龄、性别和部位而有较大的差别。腹部皮下组织中脂肪组织丰富,厚度可达3cm 以上。在皮肤中分布的血管、淋巴管和神经会延伸到皮下组织中,通常毛囊和汗腺也延伸到此层组织中。
皮下组织为真皮、表皮输送营养成分,促进表皮细胞的新陈代谢。在皮下组织丰富的部位,皮肤不容易产生皱纹,比如腮部,就是因为有充分的营养提供。而皮下组织较薄的部位,极容易产生皱纹,比如眼部。
皮下组织内含有较多的血管、淋巴管、神经、毛囊、皮脂腺、汗腺等。其中,皮脂腺分布于全身皮肤,内部为皮质细胞,是皮肤中分泌的油性物质—皮脂的腺体。皮脂形成油脂膜,使皮肤光滑、光泽。可防止皮肤水分蒸发,起润滑皮肤的作用。

二、皮肤的渗透和吸收作用

皮肤是人体的天然屏障和净化器,皮肤对机体起到保护作用,并且具有一定渗透能力和吸收能力,有些物质可以通过表皮渗透入真皮,被真皮吸收,影响全身。
物质一般是通过角质层最先被吸收,角质层在皮肤表面形成一个完整的半通透膜,在一定条件下水分可以自由通过,进入细胞膜到达细胞内,外界物质对皮肤的渗透是皮肤吸收小分子物质的主要渠道,物质进入皮肤的可能途径:
①角质层是影响皮肤渗透吸收的最重要的部位,软化的皮肤可以增加渗透吸收,软化角质层后,物质经角质层细胞膜渗透进入角质层细胞,继而可能再透过表皮进入真皮层;
②少量大分子和不易透过的水溶性物质,可透过皮肤毛囊,经皮脂腺和毛囊管壁进入皮肤深层的真皮内,再由真皮层进一步扩散;
③一些超细物质也可经过角质层细胞内间隙渗透进入真皮。
皮肤渗透和吸收作用受以下因素影响:
①皮肤表皮角质层的完整性直接影响皮肤的渗透性和吸收性能;
②皮肤的水合作用是影响皮肤吸收速度和程度的主要因素,可影响渗透物质在角质层内的分配和浓度梯度;
③表皮被水软化后的吸收能力增强;
④表皮的脂质组成也是影响皮肤渗透性的重要因素。
天然保湿因子(NMF)

NMF的化学组成

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NMF中的氨基酸、吡咯烷酮羧酸、乳酸、尿酸及其盐类等物质多为亲水性物质,这些物质都具有极性基团,易于水分子以化学键、氢键、范德华力等形式分子间缔合,使得水分挥发能力下降,从而起到皮肤保湿的作用。另外,这些亲水性物质能镶嵌于细胞脂质和皮脂等结构中,或被脂质形成的双分子层包围,起到防止亲水性物质流失和控制水分挥发的作用。

三、常见的保湿活性成分

甘油
即丙三醇,是化妆品最早使用的一类保湿剂,为动植物油脂化过程中的副产物。浓度高得甘油是适合用在皮肤上,以为它具有强吸湿性,不但可以从空气中吸取水分,而且还可以从真皮中吸收水分,反而使皮肤干燥甚至灼伤。一般用于保湿的甘油浓度为5%到20%。

丙二醇
丙二醇又称1,2-丙二醇,为无色透明、具有一定黏度的吸湿性液体,在化妆品中用量低于15%时,不会引起一次性的刺激和过敏,因此是化妆品行业中最为常用的安全保湿剂之一。

聚乙二醇
聚乙二醇缩写为PEG,是由环氧乙烷与水或乙二醇聚合而成,根据分子量的差异,其物理形态有无色粘稠(分子量为200-700)、蜡状半固体(分子量为1000-2000)、坚硬的蜡状固体(分子量为3000-20000)三种不同的状态。聚乙二醇易溶于水,随着分子量增加,其水溶性和吸湿性下降。
聚乙二醇具有水溶性、不挥发性、生理惰性、温和性、润滑性、保湿性等性能,液体聚乙二醇对很多活性分子具有良好的溶解能力,因此在化妆品工业中作为保湿剂、增溶辅料。

山梨醇
山梨醇又称山梨糖醇,为白色吸湿性粉末或晶体粉末,也可为片状或颗粒状,极易溶于水,微溶于冷乙醇,山梨糖醇具有良好的保湿性能,与甘油相当,在相同浓度下,山梨糖醇黏度高于甘油。
1.3-丁二醇
1.3-丁二醇为无色透明黏稠液体,与水和乙醇混溶,溶于低级醇类、酮和酯类,具有良好的吸湿性,在化妆品中主要作保湿剂,对皮肤、眼睛和口腔黏膜无刺激作用。

透明质酸

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即玻尿酸,是一种性能卓越的保湿原料透明质酸亲和吸附的水份可为其本身重量的1000倍.且由于水分结合与柱内侧固定不动、不易流失,因此透明质酸是一种非常理想的保水剂。低分子透明质酸可渗入表皮层,促进皮肤新陈代谢,改善皮肤生理条件;促进表皮细胞增生分化,清除自由基。此外,还具有抗炎抑菌,促进修复的作用。
神经酰胺

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是角质层中脂质的主要成分。人表皮角质层中含有6种类型的神经酰胺。由于它亲水又亲脂,所以在维持皮肤屏障功能方面起到十分重要的作用。

增加表皮细胞的内聚力,改善皮肤保持水分的能力,修复皮肤的屏障功能,从而缓解角质的脱屑症状,帮助表皮再生。其具有屏障作用、聚合作用、保护作用、抗老好、抗感染。在化妆品中的添加量为1%-2%。

胶原蛋白
有良好的保水保湿功能。在胶原蛋白产品中,氨基酸的含量比较丰富。而天然保湿因子的主要成份有事氨基酸。两者很接近,因此胶原可补充NMF从而达到保湿效果。从动物皮肤中提取的胶原一共有三种形式,明胶、水解胶原和鲜胶原。国内用作保湿的是明胶和水解胶原。
尿囊素
尿素的衍生物。他不仅可以促进肌肤、毛发最外层的吸水能力,而且有助于提高角蛋白分子的亲水性,可改善肌肤、毛发和嘴唇组织中水含量,使其有弹性光泽。尿囊素可添加到化妆品基质中,性能稳定。
乳酸、乳酸钠
乳酸又名2-羟基丙酸,为无色至浅黄色糖浆状液体,可与水、醇和甘油混溶。乳酸是自然界中广泛存在的有机酸,是厌氧生物新陈代谢过程中的最终产物,安全无毒。它是人体表皮的NMF中主要的水溶性酸类。
乳酸钠是乳酸的钠盐,乳酸钠的平衡相对湿度比同等浓度的甘油低,说明其保湿性比甘油强。

吡咯烷酮羧酸钠
吡咯烷酮羧酸钠又名2-吡咯烷酮-5-羧酸钠,简称PCA-Na,是谷氨酸的环状衍生物,极易溶于水、乙醇等。PCA-Na大量存在于皮肤角质层中,是表皮的颗粒层丝质蛋白聚集体的分解产物,是皮肤NMF的重要组成部分,PCA-Na有良好的吸湿性,其吸湿性远比甘油、丙二醇、山梨糖醇等高,与HA相当,对皮肤和眼黏膜几乎没有刺激。

凡士林
是所有封闭剂中最传统也是比较好的保湿剂。一般用白凡士林。白凡士林是从矿物油中提炼并纯净化的氢化衍生物,是一种长链脂肪酸碳氢化合物的混合物。凡士林通过减少穿过表皮水份的损失而起到保湿作用的。它对皮肤无毒无刺激,作用比较温和。此外,凡士林还具有极好的隔离性。

葡萄糖酯
葡萄糖酯又称烷基糖苷(APG),是利用自然界最广泛存在的有机单体-葡萄糖为原料开大的一类保湿剂,葡萄糖酯类保湿剂是温和组分。
以上为皮肤结构、皮肤渗透和吸收、保湿成分概述,不当之处请指正!

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1. 化妆品--配方、工艺及设备

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