化妆品美白功效人体评价试验方法
“肤如雪,凝如脂”一直以来都是东方女性的普遍追求,并且随着消费水平的提高,人们对皮肤美白的追求也越来越高,从而使美白类化妆品的市场日益增长,已成为化妆品的主要品类之一。
目前,美白类化妆品的功效评价方法主要有体外酶抑制法、细胞生物学法、动物实验法和人体试验法等。在这几种评价方法中,人体试验是最能直接客观地反映化妆品使用效果的方法。化妆品美白功效人体评价试验可分为主观评价和客观仪器评价两种类型,主观评价法可分为视觉评价和志愿者的自我评价两种方法。其中,视觉评价是由皮肤科医生借助不同肤色的标准色卡对待测区域的肤色进行评估,并记录评分情况;自我评价主要是通过分析志愿者填写的调查问卷的情况来进行评估。由于主观评价法具有一定主观因素,所以与客观的仪器评价方法来共同进行分析,才能更加完整地为化妆品的美白功效提供科学的支撑。
黑色素含量测定
从皮肤生理学的角度来讲,影响人类肤色的主要因素为皮肤中黑色素的含量及分布。所以当前市场上大部分美白化妆品都是通过抑制、阻断或影响黑色素生成以及运输的多个环节来达到美白效果的。因此,对皮肤进行黑色素含量的测定是评估化妆品美白功效的一个常用检测方法。
皮肤黑色素和血红素测试仪(Mexameter MX18)是目前应用较广泛的一种用于测量皮肤黑色素含量的仪器。测试时,探头中的弹簧能够使每次测试时的压力保持恒定,从而保证实验数据的重复性与准确性。Mexameter MX18是基于窄波光谱吸收原理,利用接收器测量入射光在皮肤上的反射量,从而确定皮肤中黑红色素含量。发射器和接收器的位置保证了只有漫射光和散射光可以被测到,由于发射光的量是一定的,因此可以测得皮肤的吸光度,从而反映皮肤黑色素和血红素的含量。其中,黑色素的水平用MI值来表征,血红素的含量用EI值来表征,测量数值越低,说明黑红色素的含量越低,即皮肤越白。该仪器操作简便,但是无法全面反映颜色的多维性变化,所以结合其他测试方法更具有科学性。
皮肤敏感度测试仪(Tissue Viability Imager TiVi700)主要是根据偏振光谱学原理,通过白光照明器发出的经过偏振光滤光片后的线性偏振光到达皮肤表面后,大部分经皮肤表面直接反射然后被探测器的滤光片阻碍,只有部分无规则的可以到达皮肤深层进而被红血细胞吸收,经红血细胞吸收后的偏振光可以通过滤光片进入探测器。到达探测器的偏振光中,绿光成分由于血管中红血细胞的吸收作用被减弱,红色成分几乎没有被改变,而红血细胞周围的其他组织对绿光和红光的吸收基本相同。这样就可以得到皮肤深层的血管微循环状态。
TiVi700系统可以配置色素沉着分析软件,通过对使用部位的色素含量进行测定,进而分析出化妆品的美白效果。此外,TiVi700还可以对皮肤的毛孔、皱纹、损伤程度等相关指标进行测定和分析。其具有先进的图像处理功能,体积小,而且易于使用;通过调整可变焦距镜头可以调节观察范围,无需接触皮肤,避免受试者的不舒适感,同时可以避免污染。
皮肤色度测定
美白类化妆品主要是通过抑制黑色素的生成以及运输等途径来减少皮肤中色素沉着,最终表现为皮肤色度的降低。因此,通过对皮肤色度的变化进行分析,也可以对产品的美白功效进行验证。
目测法和照相法曾是测量皮肤颜色变化的常用方法,由于这两种方法受照明光源以及其他外界因素的影响较大,因此,目前国内外一般采用国际照明委员会(CIE)规定的色度系统(L*a*b*色度系统)来测量皮肤颜色的变化。通过该系统可以对肤色进行量化,从而以数值的形式来直观地反映肤色的变化情况。由于L*a*b*能够将皮肤颜色的多维变化展示出来,因此能够更加科学、准确地量化皮肤颜色,使结果也更加可靠。
目前,用于测量皮肤色度的探头式仪器主要有Skin-colorimeter CL 400,探头内部有8个环向均匀分布的LED白光光源,发出的光在探头内部所有方向散射,部分光穿过皮肤,部分光通过皮肤散射。只有皮肤的反射光被探头内部的XYZ传感器接受到,这样皮肤的颜色就可以用XYZ三基色法测试出来。探头内部的特殊设计保证测试时探头只是轻轻地以恒定压力压在皮肤表面,不会影响皮肤的微循环变化,从而造成皮肤颜色的变化。最后,根据CIEXYZ系统来进行数学计算,进而综合评价皮肤色度,其输出结果以L*a*b*颜色空间系统表示。
三刺激比色计Chromameter CR-400(Minolta Camera Co,Japan)是CIE推荐的用于测量颜色的一种手持便携仪器,通常用于纺织、油漆和食品行业以及皮肤科和其他与皮肤相关的研究。该色度计主要是通过8mm口径的脉冲氙弧灯照亮皮肤表面,进而检测皮肤表层结构上的紫外可见反射光,进行三刺激值色度测量分析。其原理是通过测量仪器来模拟肉眼来接受颜色刺激,输出结果以L*a*b*颜色空间系统表示。ΔEab代表L*、a*、b*三者的综合评价,又称为三刺激比色法,能准确反映皮肤颜色在色空间的位置变化,该方法能够较为综合地反映皮肤色度的立体变化,所以是评价肤色的合适指标之一。
图像分析法
图像分析法之前主要应用于临床上的皮肤治疗。如今,其在化妆品评价工作中的应用也越来越广泛。图像分析法主要是通过利用显微镜照相技术收集图像,然后通过计算机处理系统对照片中皮肤的多项参数进行测定,从而对皮肤的状况进行进一步分析。目前,化妆品美白功效评价工作中常用的图像收集仪器主要有VISIA面部成像、皮肤镜等。
VISIA-CR皮肤分析仪是一种能对人体皮肤的多项参数进行定量分析的仪器,利用多重光谱影像技术,通过4种光源照射,对人体面部进行全方位拍摄。其中,偏振光摄影可以利用偏光镜来调节进入相机的光线,从而保证呈现图片不受皮肤表面产生的镜面反射的影响,使照片真实有效。此外,其中的虚影重叠技术还可以使每次拍摄的照片具有很好的重复性。
照片采集完毕后,利用相关的图像处理软件对其进行图像分析,首先对皮肤中的红斑和色素沉着等颜色进行扫描,并通过灰度处理技术进行色度指标的定量,最后将测量值转换为L*a*b*来判断皮肤颜色的变化。因此,VISIA-CR不仅可以通过L*a*b*值的变化来判断化妆品的美白功效,而且可以结合使用前后面部的直观图像来进行多方面美白功效评价。
皮肤镜是利用特殊介质减少反射光、增加皮肤的透光性达到光学放大,从而能在体外观测到肉眼不可见的皮肤表面以下多种组织结构的轮廓和色彩。皮肤镜可以对皮肤的照片进行采集,然后通过专业的图像软件进行处理,分析出皮肤的颜色变化,进而对化妆品的美白功效进行评估。皮肤镜的优势是能够对局部颜色均匀化程度进行分析,从而减小实验误差。
图像分析法通过图片展示使结果更加形象、直观,可视化程度较强;不用接触皮肤即可采集图像,防止探头式仪器压迫皮肤对测试产生不利影响。此外,相比探头测试只局限于探头感应的部分区域,图像分析法还能够根据实际需求自主选择区域进行分析。但是,用图像分析法来评价美白的改善效果,还存在操作控制困难,受拍照条件的影响较大,许多功能的应用比较局限等问题。
由于探头式仪器和图像分析法的测试原理不同,导致测试结果得到的数值一般也不完全相同,但是最终得到的结果趋势一定是相同的。在视觉评价法、仪器检测法及图像分析法3种方法中,每种方法均有各自的优势与不足。因此,可以通过多种方法结合的方式来进行功效评价,使评估方法更加科学,功效评价体系更加完善,从而为消费者选择产品提供一定的科学依据。
(摘编自《日用化学品科学》2021年第11期 作者张红燕 王鹏 郭若曦 张晗 张蕾)
(责任编辑:谯英固)
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