化妆品通过安全性测试后可进行人体试验。试验一般以人体面部、手臂内侧作为测试区域,根据试验目的筛选合适的志愿者,将测试样品直接作用在人体皮肤上,进而对皮肤特征指标进行分析测试。
人体试验的定量分析可分为主观评估与客观仪器评估。主观评估包括视觉评估与志愿者自我评估。视觉评估是由研究人员根据已定的评分标准给样品使用效果打分,常用于肤色、皱纹改善的评价;志愿者自我评估则是通过让志愿者填写问卷等方式评估化妆品的使用效果,该方法要求问卷内容设计合理、问卷数据真实可靠、试验样本数量充足。客观仪器评估是借助仪器采集特定客观数据、运用统计学方法分析数据的人体试验定量分析方法。
(一)美白功效评价
美白功效评价通过对皮肤颜色的定量分析,可验证化妆品美白、亮肤、淡化色斑的功效。皮肤颜色的定量分析手段包括主观评估、接触式仪器测量以及图像分析等。
接触式仪器测量肤色的原理一般基于国际照明委员会(CIE)规定的Lab 色度系统,L*代表黑白度,a*代表红绿色度,b*代表蓝黄色度,该色度系统能反映皮肤颜色多维空间变化,常见的仪器指标有皮肤Lab 值、ITA 值、光泽度等,也可依据光学原理指标如红黑色素含量。图像分析方法分图像采集和图像处理两个部分,通过VISIA-CR 皮肤分析仪、皮肤镜等仪器采集志愿者使用化妆品前后的图像,利用image-pro 等软件处理图片获得客观数据。
Park 等将主观评估、接触式仪器检测的数据分别与运用图像分析技术采集的数据进行拟合分析,结果表明三种方法对亚洲人皮肤颜色定量结果均稳定可靠。人体试验中,根据实际需要选择合适的肤色评估方法可以提高结果的科学性和有效性。
(二)保湿功效评价
在进行保湿功效评价时,研究人员可以通过临床视觉、触觉评价等手段对皮肤的状态做出评估分级,也可通过仪器检测。常见的表征皮肤干燥程度的指标包括脱落指数、角质层含水量等,通过对比使用化妆品前后这些指标的差异验证其保湿效果。
脱落指数测定是使用透明胶带获取角质层表面的松弛细胞和鳞屑,用计算机图像分析系统测定角质层脱落部分的面积和厚度。角质层含水量测定可利用核磁共振光谱法、傅里叶变换衰减全反射红外光谱法或近红外光谱法等分析而得。共聚焦拉曼显微镜能对角质层水分在不同深度的分布状态进行准确分析,但其测量要求高、仪器设备昂贵。利用皮肤角质层的导电生理特性,通过测定皮肤电容、电导和电阻间接测量角质层含水量是目前应用最为广泛的方法。大多数仪器均以数值的形式呈现测定角质层含水量的结果,也有部分仪器是将电信号转化为图像,呈现形式更加直观。
水分经皮肤散失也是表征化妆品保湿效果的重要参考指标,其基于Fick 扩散原理测量邻近皮肤表面水蒸气压的变化,由角质层水分散失形成的在不同两点的水蒸气压梯度,直接测出经表皮蒸发的水分量,以此来衡量皮肤表面水分流失情况。王昌涛等通过测定使用不同质量分数保湿剂的皮肤水分含量(MMV)值和经皮水分丢失(transepidermal water loss,TEWL)值,研究了保湿功效评价方法,结果显示以MMV 值和TEWL 值为测定指标的功效评价方法准确度高、操作简便,能够全面综合地评价化妆品的保湿功效。
通过测量与皮肤含水量相关的指标也可侧面反映化妆品保湿效果,如pH 的测定等。健康皮肤的pH 通常维持在4~6,若皮肤角质层含水量降低,皮肤表面脂质减少,pH 则相对增大。(www.xing528.com)
(三)抗老化功效评价
皮肤衰老会出现细纹、干纹等现象。根据皱纹分级标准可对志愿者的皱纹情况进行分级,进而评估化妆品改善皱纹的效果。常见分析皱纹的仪器有皮肤快速成像分析系统DermaTOP、VC98 等。皮肤快速成像分析系统DermaTOP 利用条纹光对面部进行扫描拍照,并定量分析其皱纹的峰值、深度等指标,通过比较使用化妆品前后皱纹的变化可验证化妆品的抗衰老作用。皮肤的衰老同时会引起皮肤水分流失,屏障功能下降,胶原蛋白减少,皮肤弹性降低,通过仪器测量皮肤的含水量、TEWL 值以及皮肤的弹性可以间接反映皮肤衰老状态。
(四)舒缓功效评价
1.半定量评价 乳酸刺痛试验(lactic acid sting test,LAST)是应用较为广泛的舒缓功效评价方法之一。由Frosch 等设计的LAST 一直被认为是评价敏感性皮肤的最有效办法,其中最经典的是涂抹法:在室温下,将5%或10%的乳酸水溶液50μL涂抹于鼻唇沟及任意一侧面颊,分别在0 min、2.5 min、5 min和8 min时询问受试者的自觉症状,按4 分法进行评分(0 分:没有刺痛感;1 分:轻度刺痛;2 分:中度刺痛;3 分:重度刺痛)。然后将两次分数相加,总分大于等于3 分者为乳酸刺痛反应阳性。当皮肤屏障受损,乳酸进入皮肤后,刺激无髓C 类神经,从而产生刺痛感。该方法简便有效、可重复性强,被广泛用于临床检测及试验研究中。
2.客观评价法 客观评价法是通过仪器对受试者使用化妆品前后的皮肤状态参数进行采集、样本分析和统计分析,进而对化妆品进行功效评价的一种方法。皮肤水分散失量(经皮水分丢失,TEWL)、厚度和密度、水分含量、油脂分泌量、表面酸碱度(pH)、红斑指数(erythema index,EI)、黑色素指数(melanin index,MI)及弹性(R2/R5/R7)等基础生理指标,可以在一定程度上对其屏障功能进行量化表征。
(1)皮肤水分散失量:TEWL 可检测皮肤角质层水分散失量。基于Fick 扩散原理,用特殊设计的腔体测量探头在皮肤表面形成相对稳定的测试小环境,通过两组温度、湿度传感器测定近表皮由角质层水分散失形成的不同两点的水蒸气压梯度,测算出经表皮蒸发的水分量。常用的测试仪器为Tewameter 仪,测试参数单位为g/(h ·m2)。测试过程中尽量保持测试探头的稳定状态,可采用双面胶条固定探头。TEWL 值与皮肤屏障功能、皮肤水分含量及测试环境等因素相关。朱学骏等对健康人群研究后发现,TEWL 值与年龄相关,以新生儿最高,老年人最低;与性别则无相关性;在身体各部位的测量中,四肢末端和暴露部位TEWL 值较高。当皮肤屏障功能受到破坏时,TEWL 值增大。
(2)皮肤水分含量:皮肤角质层结构致密,含水量较其他组织少,形成了一层防止水分丢失的天然水屏障。正常的角质层含水量维持在一定的范围,保持皮肤角质层适当的湿润度是维持皮肤生理环境、促进皮肤新陈代谢的先决条件。常用的测试方法为皮肤电容或皮肤电导法,其测试仪器包括Corneometer 电容测试仪及Skincon 电导率测试仪等。水分是皮肤上介电常数最大的物质,通过测试探头与皮肤接触后,电容值或电导值的变化反映皮肤角质层中的含水量。影响角质层含水量的因素主要包括局部血液循环状况、角质层甘油含量、天然保湿因子含量、皮肤屏障功能状况等。在正常生理状态下,当皮肤表面被封包时,皮肤角质层含水量增加;但当皮肤屏障功能受损时,即使角质层含水量不足,水分仍然经皮丢失,使得皮肤更加干燥。
(3)皮肤红斑指数:红斑指数可以直接反映真皮乳头层的血红色素情况。红斑指数的增加表示皮肤的血管反应性较高,是敏感性皮肤的表现形式之一,因此通过测试皮肤与受试物接触后的红斑指数,能够间接反映皮肤的过敏程度。皮肤红斑指数可采用红斑计、VISIA 标准化多光源图像采集仪器、色度计(Chroma Meter)等测定。其中,Chroma Meter 采用国际照明委员会(CIE)规定的色度系统,检测皮肤表层结构上的反射光,用Lab 色度系统中的L* 代表黑白度,a*代表红绿色度,b*代表蓝黄色度,用三者的综合评价来反映皮肤色度的变化,将色度变化以量化数值的形式表达,能够准确地反映皮肤红斑的变化情况,从而评价受试物对皮肤的刺激程度。
(4)皮肤表面酸碱度:皮肤表面酸碱度由角质层中的水溶性物质、皮肤排出的汗液、皮肤表面的水脂乳化物质以及皮肤排出的二氧化碳等物质共同形成,一般维持为4.5~5.5,呈弱酸性。测试原理同溶液pH 测试原理一致。皮肤表面H+透过半透膜,与另一侧的缓冲液发生中和反应,从而进行pH 的测定。皮肤表面的pH 是机体生物学活动在表皮的表达,它可以影响角质形成细胞甚至真皮的生物学功能。pH 适宜时,角质层脂质水解酶才能活化,板层小体得以形成,从而构建坚实致密的皮肤屏障。因此皮肤表面pH 增大可直接或间接影响角质形成细胞的代谢,引起角质形成细胞增生、分化异常,皮肤屏障功能改变,角质层致密性降低。皮肤的pH 越大,水通透屏障功能越低。
(5)皮肤油脂分泌量:对于皮肤油脂分泌量除采用皮肤皮脂测量仪进行测定之外,还常常采用光度计原理进行测试。该方法将可以吸收皮脂的胶带粘贴在皮肤表面,逐渐吸收毛囊口排出的皮脂。测试结束后撕下胶带,再通过图像分析程序来测量胶带上吸收皮脂形成的透光点及其表面积,可以得到被测区域皮脂排泄率、皮脂点数目、最大皮脂点和最小皮脂点等参数。过多的皮脂会影响角质层脂质正常的排列模式,还会影响皮肤屏障的完整性。此外,过多的皮脂为痤疮丙酸杆菌等微生物的繁殖提供了条件,继而损害皮肤屏障功能。除以上这些测试指标外,还可根据皮肤其他生理指标测试以及皮肤弹性、皮肤厚度、皮肤表面结构的改变,来判断皮肤的敏感性状况。这种客观评价方法应用于人体,可提供较为直观的数据结果,过程简单方便,但是仍存在不足,即会受个体间差异的干扰。
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