皮肤本态研究在化妆品行业中的创新应用

易帆　李丽　何一凡　郭苗苗　董银卯　孟宏

皮肤本态研究是对人体真实、客观的皮肤状态所进行的相关研究。通过皮肤本态研究可以发掘更多消费者的皮肤特征、肌肤问题成因及护肤需求。本文对皮肤本态研究及其在化妆品行业中的创新应用进行论述。介绍了基于皮肤本态的化妆品功效原料开发过程的整体流程，以及基于皮肤本态研究开发植物保湿组合物的实例;并对整个化妆品行业内各部分主体，如政府科学监管、企业研发以及消费者诉求的作用进行了展望。

不论时代如何变迁，人们对美的追求从未改变，化妆品已成为人们美化生活和提升幸福感的日用消费品。改革开放40多年来，中国经济快速发展，在需求拉动和经济增长推动的共同作用下，中国的化妆品行业迅猛发展，连续多年保持15%的快速增长。化妆品行业无疑成为近几年国内消费品市场发展最猛、增幅最快、冲击力最强的行业，这也充分显示了化妆品作为“朝阳行业”的活力。

然而，与国外相比，我国化妆品行业起步较晚，整体技术创新能力薄弱，产品缺乏市场竞争力，高端品牌少，导致目前我国化妆品市场呈现出“跨国大型企业垄断中高端，本土中小企业众多而力薄”的市场格局。我国化妆品行业之所以出现上述问题，部分原因在于未能系统全面地研究中国人的皮肤特征、生理需求与变化趋势，开发的产品并不能真正适合中国人特有的皮肤特征与护肤需求。

化妆品是作用于人体皮肤的产品，如果不了解皮膚科学则无法做好化妆品。由于我国幅员辽阔、气候条件多样、少数民族众多，所以我国人民形成了异于白种人乃至日韩人群的特有的皮肤特征。但目前国内外化妆品企业都未能系统全面地了解中国人真正的皮肤特征，开发的产品可能只是迎合欧美或日韩人群的需求及习惯，而并不能真正适合中国人。因此，非常有必要深入研究中国人皮肤本态数据采集、数据处理与信息挖掘技术，研究中国人的皮肤生理特征及变化趋势，研究解决中国人皮肤表观症状的途径和方法，并将研究成果应用于开发适合中国人肤质特征的化妆品，为我国民族品牌化妆品的发展壮大提供理论基础和技术支撑，而皮肤本态研究恰好可以满足上述需求。

皮肤本态研究

皮肤本态是指人体皮肤去除妆容、污渍，所呈现出的最为真实、客观且直接的状态。皮肤本态研究是指通过采集客观真实的皮肤生理指标数据、皮肤图像或填写调查问卷，获取皮肤本底相关数据，根据研究目的选用合适的数学方法对皮肤相关数据进行分析，从而挖掘数据背后潜在的皮肤规律。

中国人群皮肤本态研究，利用无创性皮肤生理指标测试仪器，如CK系列水分、pH、油脂测量仪、血流灌注成像仪、皮肤CT影像分析系统等，以信息技术为基础，通过人体皮肤状态信息多样化采集和信息融合处理技术获得基础数据，建立中国人群皮肤信息数据库。采用生物信息学、统计学与机器学习等方法对中国人群皮肤信息进行综合分析，挖掘不同人群皮肤状态信息之间的相似性、关联性特征，再用机器学习和深度学习中的分类分析算法对不同人群的皮肤状态进行有效分类，通过归纳不同人群皮肤状态的内在联系规律，建立人体皮肤状态分类、评价、预测及决策算法理论体系。

其研究意义归纳总结为四个方面：

1.科学解读：利用数学模型方法及科学性的语言解读中国人群皮肤生理特征和变化趋势，以期为中国人群皮肤相关科学研究提供依据。

2.指导大众：解决普通化妆品消费群体的护肤困惑，指导消费者科学护肤。另外，分析各年龄段人群的皮肤生理指标的特点，为不同年龄段人群的精准护肤提供建议。

3.启迪研发：为研发适合中国人群肤质特征的化妆品提供更为精准有效的指导和理论依据。

4.服务监管：对中国人群皮肤指标数据进行采集、分析研究并构建中国人群皮肤大数据库，为化妆品风险评估、科学监管、化妆品不良反应监测等提供直观且系统的人群数据及分析算法。

为彻底了解中国人群的皮肤状态、肌肤问题以及美肤需求，皮肤本态研究主要流程分为以下五个步骤。

第一步，确定研究内容。明确研究目的，探寻不同年龄段、不同性别或不同地域人群的皮肤状态特点，确定研究主题，从而进行后续研究方案设计。

第二步，设计研究方案。根据研究目的确定相关人群选择与分组、拟采集受试者生物信息、皮肤数据;设计皮肤数据采集流程以及皮肤数据处理方案。

第三步，皮肤本底相关数据采集。

（1）招募目标志愿者阶段，根据入选和排除标准对志愿者进行筛选。

（2）测试准备阶段，由实验人员向志愿者介绍测试内容、具体流程以及实验中可能出现的状况等信息，并请志愿者填写知情同意书，随后在实验人员指引下清洁受试部位，在恒温恒湿的测试环境中静坐20分钟，并完成皮肤相关问卷的填写。

（3）本态测试阶段，静坐完成后开始进行皮肤本态测试，依照已设计好的测试步骤完成成包括皮肤图像拍摄和皮肤生理指标测试在内的各种测试。

第四步，皮肤本态数据研究。数据采集完成后根据皮肤数据处理方案选择方差分析、回归分析或曲线拟合等合适的数学方法处理分析，挖掘数据背后所反映的皮肤本态特点。

第五步，皮肤本态应用。根据皮肤本态数据研究所得到的皮肤本态特点，分析其产生原因，并针对性提出产品研发思路和皮肤护理方案。

通过研究中国人皮肤信息数据采集、数据处理与信息挖掘技术，研究中国人的皮肤生理特征及变化趋势，研究解决不同细分类别人群（不同地域、年龄、护肤习惯等）的皮肤表观症状的途径和方法，并将研究成果应用于开发适合中国人群肤质特征的化妆品，协助政府指导国内企业研发更适合中国人皮肤特征的化妆品。在“以人为本”思想指导下，基于皮肤表观生理学和皮肤本态研究，结合人群、环境、皮肤生理等多种因素，相对精准设计产品及服务，满足消费者心理及生理需求，实现皮肤健康美丽的整体解决方案。

皮肤本态研究助力化妆品功效原料开发

首先确定开发产品的目的及功效点。如设计一款具有祛斑、美白或抗衰等功效的化妆品原料，最为首要的步骤是对有这些需求的人群进行皮肤相关测试，研究其皮肤状态特征。结合皮肤生理结构与表观特征，选取有代表性的十个指标：水分含量、经皮水分散失、油脂含量、黑色素、血红素、ITA值、光泽度、皮肤纹理度进行皮肤数据采集。其中，水分含量是评估皮肤滋润度的重要参数;经皮水分散失是评估皮肤水分保护层功能的重要参数，是国际公认的评价皮肤屏障功能好坏的重要标志;油脂含量与皮肤滋润度密切相关;黑色素、血红素是国际公认评估皮肤颜色的重要指标;ITA值是反映肤色的指标，数值越大，皮肤颜色越浅，反之，皮肤颜色越深;光泽度是反映皮肤整体亮度的指标;平均粗糙度Rz、平滑深度Rp、算术平均粗糙度Ra表征皮肤纹理度，是评价皮肤老化程度的重要指标。得到十项指标的各部分数值之后，便可以建立合适的数学模型，找到正常人群和偏颇人群之间的皮肤状态差异并分析可导致这种差异的生理学过程及因素。针对偏颇状态找到原因和改善途径，从而更为精准有效地人群需求为导向进行化妆品原料的开发及应用。随后根据分析得到的相关生理学过程设计符合产品要求的组合物原料。根据设计出的化妆品原料进行各水平的功效性、安全性及稳定性验证实验，最后将得到的产品进行扩大生产。

如基于皮肤本底测试的植物保湿组合物研究：皮肤本底测试数据表明，干燥皮肤的特征为水分含量低、水分散失量高、油脂含量低、血红素含量高，其中水分散失量影响程度最大。因此，解决皮肤干燥问题，要注重修复皮肤屏障，在补充皮肤水分的同时，舒缓皮肤炎症。通过对皮肤保湿机理进行调研发现，从现代机理角度来看，主要通过维护皮肤屏障功能、增加内源性水分生成、促进内源性水分转运来解决肌肤干燥问题，综合皮肤本底测试结果以及皮肤保湿机理研究结果，通过调研最终确定植物保湿组合物：紫松果菊、金钗石斛、苦参、库拉索芦荟、宁夏枸杞。

紫松果菊又名紫锥菊，是优良的免疫促进剂及免疫调节剂，其富含的多糖成分（如4-甲氧基-葡萄糖醛-阿拉伯糖-木聚糖聚糖等）具有显著的增强体液免疫功能，可被用作治疗外伤、湿疹等，对改善肌肤屏障功能、提高肌肤自身免疫力具有促进作用。

金钗石斛俗称“千年润”。现代研究表明，金钗石斛具有补水保湿功效，能够良好地促进水通道蛋白、丝聚蛋白及紧密连接蛋白表达;从皮肤生理学的角度来分析，炎症因子及其他“热毒”抑制了皮肤内源性水分转运，导致内源性水分向肌肤表面角质层的转运受阻，使肌肤变得干燥缺水。

苦参（Sophora flavescens）是传统的清热良药，具有抗炎功能。据《药性论》记载，苦参具有“治热毒风、皮肌烦燥生疮”的功效。

库拉索芦荟中含有的某些氨基酸及金属盐等，与人体肌肤所含天然保湿因子成分相同，且其富合的多糖成分渗透能力较强，更容易被肌肤吸收。

宁夏枸杞富合胡萝卜素、维生素A、钙、铁等营养物质，可以活化皮肤细胞，促进细胞新陈代谢，改善肌肤锁水功能，具有良好的抗氧化性，有助于肌膚保持充盈饱满、光滑细腻。

组合物中紫松果菊固水护屏的功效可以解决肌肤干燥人群的屏障修复问题，从而减少皮肤水分散失;金钗石斛可以补充皮肤水分并促进皮肤内源性水分的生成和转运;苦参清热消炎可以清除抑制皮肤内源性水分转运的炎症因子;库拉索芦荟和宁夏枸杞具有维持皮肤水油平衡和营养状态平衡的功效。保湿组合物确定后，通过实验研究其对丝聚蛋白FLG、水闸蛋白CLDN-1及水通道蛋白AOP3表达量的影响，对皮肤水分含量的影响以及其对肌肤整体滋润状态的改善情况，发现该植物保湿组合物具有修复角质层屏障、促进水分生成以及促进水分转运的作用;通过红细胞溶血试验、3T3光毒性试验、多次皮肤刺激试验以及人体斑贴试验，证明该植物保湿组合物安全性良好，对皮肤无刺激性、无光毒性、无不良反应;另外通过检测其原液稳定性、活性物含量稳定性及其在配方中应用稳定性，发现该植物保湿组合物稳定性良好。最后根据小试工艺进行中试放大，经中试生产，证明该工艺可行，且生产产品质量符合要求，与小试产品各项指标基本一致，从而可以进行大批量生产。

结语

随着云计算、物联网等信息通信技术的迅猛发展，大数据已渗透各行各业的各个领域，成为重要的生产要素并显示出巨大优势。大数据使人类生活发生了颠覆性的改变，足量的有效数据可以帮助人们挖掘事物潜在的规律，甚至精确预测未来发展趋势。皮肤本态研究能够为中国人皮肤研究提供大数据基础，并且通过数据处理与信息挖掘能够加深对中国人皮肤状态的认识，从而针对性研究解决中国人皮肤表观症状的途径方法以及产品。

从国家化妆品监管层面来看，数据积累可以为皮肤生理指标正常阈值范围的确定提供基础，目前所有皮肤生理指标中只有皮肤pH值有公认的正常阈值范围，其余皮肤生理指标的阈值范围尚未确定。海量的数据积累为得到其余各皮肤生理指标的正常阈值范围提供可能，在进行化妆品质量安全监管时，能以各项指标的正常阈值范围作为化妆品产品安全性及有效性的评价依据。

从化妆品研发层面来看，皮肤本态研究可帮助研发端人员更清楚目标人群（例如特定年龄段或特定地区人群）的皮肤特点，针对性研发出更适合目标人群的化妆品，进而逐步实现“精准护肤”的开发诉求。

从消费者层面来看，通过皮肤本态研究，可以向消费者普及更多从客观数据角度反映出的皮肤状态信息，帮助其更客观地了解自己皮肤的真实状态，从而挑选真正适合自己的产品。

2020年6月29日《化妆品监督管理条例》正式出台，鼓励和支持运用现代科学技术，结合我国传统优势项目和特色植物资源研究开发化妆品。其中第九条规定“国家鼓励和支持开展化妆品研究、创新，满足消费者需求，推进化妆品品牌建设，发挥品牌引领作用”。而皮肤本态研究作为一种现代科学研究，可以明确消费者客观皮肤状态需求，在帮助企业针对性研发配方产品的同时也能助力中国特色植物资源研究开发。希望通过皮肤本态研究，人们对于中国人皮肤的状态特征、变化趋势及生理需求能有更深刻的认识，并为化妆品研发以及化妆品风险评估、评价体系升级等系统性基础工作提供更多的皮肤数据支撑。