皮肤研究多场景(大/小动物模型/化妆品/IVPT)陷 “数据困境”?非侵入式TEWL检测的解决方案,多场景应答解析!-技术前沿-资讯-生物在线

皮肤研究多场景(大/小动物模型/化妆品/IVPT)陷 “数据困境”?非侵入式TEWL检测的解决方案,多场景应答解析!

作者:深圳灵赋拓普生物科技有限公司 2025-10-23T00:00 (访问量:1774)

皮肤屏障(主要由角质层与皮脂膜构成)是维持皮肤生理功能的核心结构,其完整性直接影响皮肤的保水能力、抗外界刺激能力。传统评估皮肤屏障状态多依赖主观观察(如干燥、脱屑、泛红),缺乏客观量化指标。而经皮水分流失(Transepidermal Water Loss, TEWL) 的提出,为皮肤屏障功能评估提供了精准的量化手段 —— 它特指皮肤内部水分通过表皮层蒸发至外界环境的速率(单位:g/m²/h),是国际公认的皮肤屏障完整性核心评价指标。

 

如图1(正常肌肤 vs 受损肌肤屏障结构对比)所示:健康皮肤的屏障结构完整,能有效锁住内部水分,TEWL值维持在较低水平;当屏障受损(如角质层结构紊乱、皮脂分泌不足)时,水分蒸发通道增多,TEWL 值会显著升高,且升高幅度与屏障受损程度呈正相关。这一特性使 TEWL 成为连接 “皮肤微观结构” 与 “宏观功能” 的关键桥梁。

TEWL检测的核心是通过精准捕捉皮肤表面水蒸气变化,反推水分流失速率,其技术原理需满足 “非侵入性” “高准确性” 两大科研需求,具体可分为通用原理与专用仪器(TE-007)原理两部分:

1.通用检测逻辑

所有TEWL检测仪均采用非侵入式测量,通过高精度传感器实时监测皮肤表面的 “水蒸气压力梯度”—— 即皮肤表面与周围环境的水蒸气浓度差。由于水分从高浓度区域(皮肤内部)向低浓度区域(外界环境)扩散,传感器捕捉到的压力梯度变化,可通过特定算法转化为水分蒸发速率,最终以TEWL值(g/m²/h)输出。


2.TE-007 检测仪的核心技术原理

TE-007作为专用TEWL检测仪器,其原理基于菲克扩散定律(Fick's Law of Diffusion)—— 该定律指出,物质的扩散速率与浓度梯度、扩散面积成正比,与扩散距离成反比。在TEWL检测中,即 “水分子从皮肤表面蒸发的速率,与皮肤表面水蒸气分压变化呈正相关”。

 

为减少外界环境(如气流、湿度波动)对检测结果的干扰,TE-007 采用封闭式测量腔设计:将检测探头与皮肤表面形成密封环境,隔绝外界气流影响;随后监测固定时间内密封腔体内的水汽浓度增量,结合腔体积、温度等参数,通过菲克扩散定律推导公式,计算得出精准的 TEWL 值。这一设计既保证了检测的稳定性,又提升了数据的可重复性。



1.皮肤屏障功能评估:体外透皮试验(IVPT)的标准方法

TEWL 值是FDA体外透皮试验(IVPT)工业指南中推荐的皮肤屏障完整性评价方法之一。在药物经皮吸收研究中,离体皮肤的屏障状态直接影响药物透皮速率的准确性 —— 若离体皮肤屏障受损(如制备过程中角质层破坏),会导致药物透皮数据偏高,误导后续研发。

 

通过检测离体皮肤的TEWL值,可快速筛选出屏障完整的皮肤样本:通常认为,TEWL 值稳定且低于 10g/m²/h 的离体皮肤,其屏障功能符合 IVPT 试验要求;若TEWL值显著升高(如>20g/m²/h),则需排除该样本,避免影响试验结果的可靠性。


2.化妆品功效测试:保湿与屏障修护效果的量化验证

在化妆品研发领域,“保湿”“屏障修护” 是核心功效宣称方向,但传统 “主观使用感评分” 存在个体差异大、说服力弱的问题。TEWL检测通过量化 “使用产品前后的TEWL值变化”,为功效宣称提供客观数据支撑:
  • 逻辑依据:若化妆品具有保湿或屏障修护功效,使用后皮肤屏障完整性提升,水分蒸发速率降低,TEWL 值应出现显著下降;

  • 评价标准:TEWL值下降幅度越大,说明产品对皮肤屏障的改善效果越明显。例如,某保湿霜使用后2小时,受试者TEWL值从18g/m²/h 降至10g/m²/h,可直接证明其对皮肤屏障的修护作用。

这一方法已成为化妆品企业申报功效宣称、第三方检测机构出具功效报告的核心技术手段。


3.皮肤疾病研究:疾病模型评价与药物疗效监测的关键指标

在皮肤疾病基础研究中,TEWL值是评价疾病模型构建成功与否、监测药物疗效的重要量化指标。已有多项研究证实,皮肤疾病状态下TEWL值会出现特征性升高,具体案例如下:

 

案例1:小鼠银屑病模型

银屑病(牛皮癣)的核心病理特征是角质层异常增殖、皮肤屏障破坏。研究显示(DOI:10.3969/j.issn.1674-8468.2025.03.002),银屑病模型小鼠的背部皮肤 TEWL 值可升高至正常小鼠的5-6倍(图5:各组小鼠TEWL检测情况),且 TEWL 值升高幅度与皮损严重程度(如红斑、鳞屑面积)呈正相关。若给予修护类药物(如乌梅提取物),模型小鼠的 TEWL 值会随皮损改善而逐步下降,可作为药物疗效的客观评价指标。



总结

TEWL检测技术的学术价值与发展意义

TEWL经皮水分流失检测技术的核心价值,在于将 “不可见” 的皮肤屏障功能转化为 “可量化” 的客观数据,解决了传统评估方法 “主观性强、误差大” 的痛点。

 

从技术层面看,TE-007检测仪通过封闭式测量腔、菲克扩散定律算法,实现了 “高精度、快响应、广适配” 的科研需求;从应用层面看,其覆盖 “基础科研(皮肤疾病模型-产业验证(化妆品功效)- 标准检测(IVPT 试验)” 的全场景,为皮肤科学领域的研究提供了统一的量化标准。

 

未来,随着皮肤屏障机制研究的深入、精准医疗理念的推广,TEWL检测技术有望进一步与分子生物学(如屏障相关蛋白检测)、影像学(如皮肤共聚焦显微镜)结合,形成 “多维度、立体化” 的皮肤屏障评估体系,为皮肤疾病诊断、个性化修护方案制定提供更全面的技术支撑。灵赋拓普也将持续以TE-007仪器为核心,优化配套检测服务,为科研团队提供更贴合需求的技术工具与解决方案,助力皮肤科学领域研究成果的转化与落地。

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