CN113574584B

CN113574584B - 非生物性皮肤模型

Info

Publication number: CN113574584B
Application number: CN201980069269.6A
Authority: CN
Inventors: F·厄迪耶; M·格里塞尔; C·皮卡尔; G·萨瓦里
Original assignee: Le Havre University Normandy
Current assignee: Le Havre University Normandy
Priority date: 2018-08-30
Filing date: 2019-08-30
Publication date: 2023-04-04
Anticipated expiration: 2039-08-30
Also published as: WO2020043873A1; US20210209967A1; AU2019332978A1; ES2927144T3; JP7436055B2; JP2021535448A; EP3844737A1; CN113574584A; CA3110540A1; EP3844737B1

Abstract

本发明涉及一种非生物性皮肤模型，所述非生物性皮肤模型包含聚合物材料，所述聚合物材料再现皮肤表面形貌并由脂质组合物涂布，其中所述聚合物材料为具有在14至60mJ/m²之间的表面自由能(γ)的材料；其中所述脂质组合物包含14％至60％的甘油三酯、2％至40％的游离脂肪酸、4％至30％的蜡酯、3％至20％的角鲨烯和1％至10％的胆甾醇；其中脂质组合物在聚合物材料上的表面浓度在500μg/cm²至2500μg/cm²之间。本发明还涉及一种制备所述非生物性皮肤模型的方法，及其用于评估化妆品产品性能或用于评估污染对于皮肤表面性质的影响的用途。

Description

非生物性皮肤模型

技术领域

本发明涉及一种模拟皮肤表面性质的非生物性皮肤模型及其制备方法。特别地，本发明涉及一种非生物性皮肤模型以再现皮肤表面自由能，所述非生物性皮肤模型包含聚合物材料，所述聚合物材料再现皮肤表面形貌并由脂质组合物涂布。

背景技术

皮肤是覆盖最广也最重的人体器官。它对于整个人体有重大的保护作用。其最重要的功能之一是控制外界化合物与微生物穿过皮肤进入人体，以及限制多余的水分流失。皮肤的这项屏障特性主要与角质层相关，角质层在皮肤最外层，由死亡的角质细胞组成，胞间脂质像角质层的“粘固剂”一样将角质细胞粘在一起。这层死细胞表层与外界环境和任何施用于皮肤表面的产品直接接触。角质细胞和胞间脂质二者的完整性调节着皮肤屏障功能的效用以及皮肤与其环境的相互作用。

因此，研究皮肤表面性质对于更好地理解角质细胞和脂质在物质穿透或渗透现象中的作用有重大意义。这些现象与被动扩散和皮肤与外界化合物的接触面积有关，二者都与皮肤的理化性质有关。这项重要性质描述了皮肤与其环境如何相互作用，以及局部施用的化合物或产品如何与皮肤相互作用。

使用Van Oss法测定表面自由能，以前的活体研究表明，皮肤表面上皮脂脂质的存在对皮肤的理化性质影响很大：皮脂少的前臂皮肤表现为弱的单极性碱性(疏水性))表面，而富含皮脂的前额皮肤则表现为强单极性碱性(亲水性)表面。这些观察结果可以通过脂质的量和组成来解释：皮脂富含两亲性脂质，尤其是游离脂肪酸，这增强了富含皮脂的皮肤的单极性碱性特性[1,2]。

在研究有害因素如紫外线辐射、城市污染物对皮肤理化性质的影响时，对于缺乏毒性数据的新化妆品或医药产品，由于原料的潜在毒性和监管因素，无法进行活体测量。此外，测定表面自由能需要使用有毒化合物如二碘甲烷，接触皮肤时会造成损害。因此，需要开发并使用皮肤模型。

已有动物模型，如猪皮肤和大鼠皮肤。它们与人皮肤具有相似性，但也具有差异，尤其是涉及可能影响其理化的脂质组成的不同[3]。而且，在化妆品研究的框架下，也存在伦理与法律问题，如欧盟2013年起禁止了所有经过动物试验的产品。

已有一些可选的皮肤模型被开发出来，以减少使用动物进行化妆品研究。重组人皮肤和人皮肤外植体可能是最有效的模型，因为其特性、结构、组成与活体皮肤近似。然而，这两类模型非常昂贵，使用时有严格的条件限制，使用寿命也很有限。因此，简单的非生物性表面可优选地用于模拟皮肤表面性质，以及用于研究摩擦和力学性质或粘附性质[4-7]。已经有市售的非生物性皮肤模型，如专为模拟皮肤表面性质(pH、离子强度、理化性质)而开发的

等。这些市售产品的主要缺点在于它们的组成未知、无法改变，因此可被认为是“黑匣子”。

因此，需要提供一种具有与活体人皮肤等价的性质的新型、相当简单、可靠、廉价、易处理的合成表面。特别地，需要提供一种非生物性皮肤模型(NBSM)，其具有可控、可调节的组成，模拟皮肤表面性质、化学组成和形貌，从而模仿皮肤的理化性质。

发明内容

本发明满足前述需求。

发明人出乎意料地发现了一种非生物性皮肤模型，所述非生物性皮肤模型包含聚合物材料，所述聚合物材料再现皮肤表面形貌并由特定且可控的脂质组合物涂布，脂质组合物在聚合物材料上的表面浓度在500μg/cm²至2500μg/cm²之间，所述非生物性皮肤模型适用于模拟皮肤表面性质、化学组成和形貌，从而模仿皮肤的理化性质。

与已有模型相比，本发明所述的非生物性皮肤模型(NBSM)具有重现真实人皮肤表面形貌的优点。本发明的NBSM技术进一步地更全能，表现出作为深入理解诸如皮肤微观起伏对于皮肤的理化性质的影响、以及化妆品产品与皮肤的相互作用及其在皮肤上的铺展行为的工具的巨大潜能。

因此，本发明的一个目的是提供一种非生物性皮肤模型(NBSM)，所述非生物性皮肤模型包含聚合物材料，所述聚合物材料再现皮肤表面形貌并由脂质组合物涂布，其中所述聚合物材料为具有在14至60mJ/m²之间的表面自由能(γ)的材料；其中所述脂质组合物包含14％至60％的甘油三酯、2％至40％的游离脂肪酸、4％至30％的蜡酯、3％至20％的角鲨烯和1％至10％的胆甾醇；其中脂质组合物在聚合物材料上的表面浓度在500μg/cm²至2500μg/cm²之间。

本发明的第二个目的在于提供一种制备非生物性皮肤模型的方法，其包括如下步骤：

a)制备具有皮肤的反向起伏的皮肤模具；

b)使用表面自由能(γ)在14至60mJ/m²之间的聚合物材料，对皮肤模具进行倒模；

c)硬化；

d)制备包含14％至60％的甘油三酯、2％至40％的游离脂肪酸、4％至30％的蜡酯、3％至20％的角鲨烯和1％至10％的胆甾醇且不含溶剂的脂质组合物；

e)任选地，加热脂质组合物直至完全液化；

f)将液态的脂质组合物施用于聚合物之上；

g)任选地，加热使之均匀；和

h)任选地，擦去多余脂质组合物并再次加热使之均匀。

本发明的第三个目的在于提供本发明的非生物性皮肤模型用于评估化妆品产品性能或用于评估污染对于皮肤表面性质的影响的用途。

本发明的第四个目的在于提供本发明的非生物性皮肤模型用于评估皮肤的理化性质或用于评估脂质组合物或皮肤形貌对于皮肤的表面自由能(γ)的影响的用途。

附图说明

图1示出液滴在固体表面上形成的接触角θ。

图2示出NBSM概念：人造皮肤，由涂布有人造脂质组合物的硅酮制备。

图3为示出模拟皮肤表面形貌的聚合物支架的制备的示意图。

图4示出硅酮支架的显微图片(图4A)，使用方案1(图4B)和使用本发明的方案2(图4C)沉积的脂质薄层(放大50倍，透射，非偏振光NPL和偏振光PL)。

图5示出在使用本发明的方案2涂布皮脂之前/之后记录的红外光谱。

图6示出在对照VS上和在本发明的NBSM上，在活体状态下记录的红外光谱。

图7示出本发明的NBSM(图7A)和对照VS(图7B)的3D显微图片(放大300倍)。

图8示出本发明的NBSM(图8A)和对照VS(图8B)的粗糙度曲线。

图9示出分别对不同表面测定的自由能参数：硅酮表面、人造皮脂、使用方案1制备的NBSM、使用本发明的方案2制备的NBSM以及人活体皮肤外植体。

图10示出在本发明的NBSM(深灰色)、对照VS(浅灰色)以及活体(黑色)上对AO、IHD、PDC和CPS测得的接触角值。

图11示出施用产品后1分钟(图11A)和3分钟(图11B)测定的水接触角。比较了三种表面：活体皮肤(黑色)、本发明的NBSM(深灰色)、对照VS(浅灰色)。

图12示出在本发明的NBSM上在施用NC之前和施用3分钟后记录的IR光谱。

具体实施方式

定义

本发明中所用的术语“非生物性皮肤模型”是指非生物性实验系统，其重现了人体皮肤表面形貌、化学性质、理化性质方面，代表健康的或受损的皮肤。

本发明中所用的术语“皮肤表面形貌”是指皮肤的深度、密度、皱褶与/或沟槽的排列。

本发明中所用的术语“聚合物材料”是指重现皮肤表面形貌的材料，在其上可以稳定地附着涂布层，涂布层可以移除。在本说明书中，术语“聚合物材料”、“聚合物支架”和“基底”作为同义词使用。

本发明中所用的术语“脂质组合物”是指模拟皮肤表面脂质组成的组合物。所述组合物在化学上接近皮脂和表皮脂质的组成，亦即脂质组合物包含与人体中相仿的类型和含量的脂质。在本说明书中，术语“脂质组合物”、“人造皮肤脂质”、“涂布层”、“脂质涂层”和“皮肤脂质层”作为同义词使用。在本发明的所有实施方案中，除非另外特别说明，否则脂质组合物中材料的所有百分比均以相对于脂质组合物总重量的重量表示。

本发明中所用的术语“具有皮肤的反向起伏的皮肤模具”是指将合适的材料置于角质组织或所需的身体部位、再从组织取下该材料而制成的模具。所得的具有反向起伏的皮肤模具，也称为“阴模”，包含角质组织或身体部位的印迹，因此可用于制造阳模。

本发明中所用的术语“表面自由能”是指材料的一种理化性质。它对应于增大单位表面积的单相表面所需的能量。从微观尺度来看，它表征了涉及材料完整性的力，例如范德华力或氢键。从宏观尺度来看，表面自由能与表面可润湿性有关。表面自由能可以通过本领域技术人员已知的几种方法来测量，例如通过使用静滴法通过接触角计算。在实施例2.C中特别公开了本发明中使用的方法。

本发明中所用的术语“表面浓度”是指单位面积内涂布在聚合物材料表面的脂质的量。表面浓度可以由多种本领域技术人员所知的方法测定，例如在脂质涂布之前、之后分别对聚合物材料称重，或使用

本发明中所用的术语“偏斜因子”或“Ssk”是指描述表面形态的参数：正Ssk值对应于有峰和突出物突出于平均高度之上的表面，而负Ssk值对应于具有深的划痕和孔洞的盘状表面。偏斜因子可以由多种本领域技术人员所知的方法测定，例如根据ISO 25178规范，使用Mountains

软件(Digital Surf SARL,

法国)由表面的3D图像得到。

本发明中所用的术语“接触角”是指一旦沉积在固体表面上，液滴形成的角度θ(图1)。接触角可以例如通过使用测角仪和静滴法测定。

本发明中所用的术语“粘弹性材料”是指这样的材料，在经受变形时，其力学性质一方面具有弹性构成，另一方面具有粘性构成。纯弹性材料在应力作用下变形，然后在应力停止时恢复其原始形状。纯粘性材料相对于应力线性变形，并且在应力停止时不会恢复其原始形状。粘弹性材料则具有在这两种机械特性之间的中间行为。

术语“未结晶的脂质”是指脂质涂层的几何形状结晶具有小于10μm，优选小于5μm的尺寸，如在偏光显微镜图像上所测量的。

本发明详述

本发明的第一个目的在于提供一种非生物性皮肤模型(NBSM)，所述非生物性皮肤模型包含聚合物材料，所述聚合物材料再现皮肤表面形貌并由脂质组合物涂布，其中所述聚合物材料为具有在14至60mJ/m²之间的表面自由能(γ)的材料；其中所述脂质组合物包含14％至60％的甘油三酯、2％至40％的游离脂肪酸、4％至30％的蜡酯、3％至20％的角鲨烯和1％至10％的胆甾醇，其中脂质组合物在聚合物材料上的表面浓度在500μg/cm²至2500μg/cm²之间。

由此，根据本发明的非生物性皮肤模型(NBSM)包含结合在一起的两个不同部分(见图2)：第一部分为再现皮肤表面形貌的聚合物材料，第二部分为模拟皮肤脂质组成的人造皮肤脂质混合物。有利地，聚合物材料的至少一个表面涂布有脂质组合物。

从而在本发明的非生物性皮肤模型中，聚合物材料有利地充当基底。聚合物材料可以是适合于产品的施加以及基底和/或其脂质涂层的分析的任何形状或形式。例如，聚合物材料可以是具有两个基本平坦的平行表面和基本均匀的厚度的片材形式。有利地，聚合物材料的厚度为约1mm至1cm。可选地，聚合物材料可以是身体部分，例如手臂、腿、手、脚、手指、脚趾、上部躯干、下部躯干等的形状。

在本发明的上下文中，聚合物材料为具有在14至60mJ/m²之间的表面自由能(γ)的材料。这样的聚合物材料允许更好地再现皮肤表面形貌和皮肤表面性质，如皮肤的粗糙度曲线或皮肤的表面能。特别地，本发明中所用的聚合物材料为粘弹性聚合物材料。有利地，本发明中所用的聚合物材料选自包括或包含下列各物的材料组：聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯、聚酰胺、多糖、蛋白质、硅酮或其混合物。更有利地，本发明中所用的聚合物材料选自选自包括或包含下列各物的材料组：聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、硅酮或其混合物。特别地，聚合物材料为具有在14至60mJ/m²之间的表面自由能(γ)的硅酮材料。例如，本发明中所用的聚合物材料可以是商用的硅橡胶，如硅酮

聚合物材料可以由多种本领域技术人员所知的方法制成，例如，使用具有皮肤的反向起伏的皮肤模具，向其中倒入材料并使其硬化。在该上下文中，有利地，皮肤模具为生物相容的硅皮肤模具，如生物相容的硅Body

或

海藻酸盐皮肤模具，或灰泥皮肤模具。更有利地，皮肤模具为生物相容的硅皮肤模具，如生物相容的硅Body

或

根据本发明，脂质组合物模拟皮肤表面的脂质组成。脂质组合物包含14％至60％的甘油三酯，2％至40％的游离脂肪酸，4％至30％的蜡酯，3％至20％的角鲨烯，和1％至10％的胆甾醇。

有利地，脂质组合物包含以重量计含量为14％至60％，更有利地为25％至40％，更有利地为28％至35％，特别地为32％的甘油三酯。

有利地，脂质组合物包含以重量计含量为2％至40％，更有利地为20％至35％，更有利地为25％至30％，特别地为28％的游离脂肪酸。

有利地，脂质组合物包含以重量计含量为4％至30％，更有利地为15％至26％，更有利地为20％至26％，特别地为25％的蜡酯。

有利地，脂质组合物包含以重量计含量为3％至20％，更有利地为5％至15％，更有利地为8％至20％，特别地为10％的角鲨烯。

有利地，脂质组合物包含以重量计含量为1％至10％，更有利地为1％至6％，更有利地为2％至6％，特别地为4％的胆甾醇。

有利地，脂质组合物还包含以重量计含量为0％至9.5％，更有利地为1％至9.5％，更有利地为1％至5％，更有利地为1％至3％，特别地为2％的胆甾醇油酸酯。

有利地，脂质组合物还包含含量为0％至2％，更有利地为0％至1.8％，特别地为0％至1.5％的胆甾醇硫酸酯。

有利地，脂质组合物还包含含量为0％至9％，更有利地为0％至7％，特别地为0％至6％的直链烷烃。

有利地，脂质组合物还包含含量为0％至20％，更有利地为0％至19％，特别地为0％至18％的鞘脂。

脂质组合物有利地包含维生素E，以保证组合物的稳定性，相对于脂质组合物的总重量，其含量有利地为0重量％至1重量％，更有利地为0.01重量％至1重量％。

由此，本发明的脂质组合物包含生物相关的比例的脂质，亦即与人体的相应中值对应，包含饱和的以及单不饱和的蜡酯、甘油三酯、游离脂肪酸组分，包含胆甾醇，以及有利地包含胆甾醇酯组分和维生素E。

脂质组合物的优点之一在于，通过调整脂质的含量，可以调整为不同类型的皮肤(正常皮肤、干性皮肤、油性皮肤、混合性皮肤等)或身体部位。也可以调整脂质组合物以模拟与皮肤脂质的改变相联系的皮肤症状，如特应性皮炎或皮肤干燥症状。

有利地，相对于脂质组合物的总重量，脂质组合物以重量计包含25％至40％的甘油三酯，20％至35％的游离脂肪酸，15％至26％的蜡酯，5％至15％的角鲨烯，1％至6％的胆甾醇，1％至5％的胆甾醇油酸酯，0.01％至1％的维生素E，0％至1.8％的胆甾醇硫酸酯，0％至7％的直链烷烃，以及0％至19％的鞘脂。

更有利地，相对于脂质组合物的总重量，脂质组合物以重量计包含28％至35％的甘油三酯，25％至30％的游离脂肪酸，20％至26％的蜡酯，8％至12％的角鲨烯，2％至6％的胆甾醇，1％至3％的胆甾醇油酸酯，0.01％至1％的维生素E，0％至1.5％的胆甾醇硫酸酯，0％至6％的直链烷烃，以及0％至18％的鞘脂。

进一步更有利地，相对于脂质组合物的总重量，脂质组合物以重量计包含32％的甘油三酯，28％的游离脂肪酸，25％的蜡酯，10％的角鲨烯，4％的胆甾醇，2％的胆甾醇油酸酯，0.01％的维生素E，0％的胆甾醇硫酸酯，0％的直链烷烃，以及0％的鞘脂。

有利地，脂质组合物在聚合物材料上的表面浓度在800μg/cm²至1800μg/cm²之间。如果脂质组合物在聚合物材料上的表面浓度大于2500μg/cm²或小于500μg/cm²，则非生物性皮肤模型的表面自由能不符合在人活体皮肤外植体上计算的表面自由能(约28.4±2.8mJ/m²)。

有利地，本发明的非生物性皮肤模型的表面自由能(γ)在24mJ/m²至45mJ/m²之间，更有利地在26mJ/m²至33mJ/m²之间。

有利地，涂布聚合物材料的脂质组合物由未结晶的脂质组成。“未结晶”表示脂质涂层中几何形状的结晶在偏光显微镜图片中测量的尺寸小于10μm，优选地小于5μm。因此，本发明的非生物性皮肤模型在整个表面上显示出显著而均匀的脂质涂层(见图4C)。

在本发明的上下文中，特别是由于脂质组合物在聚合物材料上的特殊涂布方法，可以获得脂质组合物和未结晶的脂质涂层的表面浓度。该特殊方法见后文描述。

进一步地，脂质组合物在聚合物材料上的表面浓度和均匀的脂质涂层，使得该非生物性皮肤模型相比现有的非生物性皮肤模型能够更加精确地模拟皮肤的起伏。NBSM的表面起伏可以通过分析其表面粗糙度曲线、特别是偏斜因子来测定。

表1列出了粗糙度参数，可以根据ISO 25178规范，使用Mountains

软件(Digital Surf SARL,

法国)由表面的3D图像测得。已经对使用Keyence显微镜VHX-1000(Keyence Corporation TSE,Osaka,日本)和VH-Z100R镜头以x300放大倍数获得的3D图像进行了计算。以传输模式记录3D图像并进行组合以获得1600×1200像素大小。

表1粗糙度参数定义

粗糙度参数	单位	定义
			Sq	μm	均方高度
Ssk	/	偏斜因子
			Sp	μm	最大峰高度
Sv	μm	最大谷高度
			Sz	μm	最大高度
Sa	μm	算术平均高度

有利地，本发明的非生物性皮肤模型的偏斜因子在0.0至-2.5之间，更有利地在-0.2至-1.7之间，进一步更有利地在-0.5至-0.9之间。这些数值与活体文献数据一致[8]。

有利地，本发明的非生物性皮肤模型的算术平均高度(Sa)在10μm至80μm之间，更有利地在15μm至50μm之间，更有利地在17μm至25μm之间。这些数值与活体文献数据一致[5,9]。

有利地，本发明的非生物性皮肤模型的最大高度(Sz)在75μm至2000μm之间，更有利地在100μm至300μm之间，更有利地在120μm至175μm之间。这些数值也与活体文献数据一致[5,9]。

进一步地，本发明的非生物性皮肤模型的表面pH值在4.0至7.0之间，更有利地在4.2至6.8之间，更有利地在4.8至5.9之间。这些数值与在4.2至6.8之间的活体文献数据一致[10]。pH值数据使用

(Courage+Khazaka Electronic GmbH,Koln,Germany)在环境温度(即在18至25℃之间)、50％湿度下测定。

a)制备具有皮肤的反向起伏的皮肤模具；

c)硬化；

e)任选地，加热脂质组合物直至完全液化；

f)将液态的脂质组合物施用于聚合物之上；

g)任选地，加热使之均匀；和

h)任选地，擦去多余脂质组合物并再次加热使之均匀。

在本发明的方法中，具有皮肤的反向起伏的皮肤模具、聚合物材料和脂质组合物与前述在说明书中定义的相同。

方法的步骤a)和b)为可以通过本领域技术人员所知的方法容易地操作的步骤，例如，使用具有皮肤的反向起伏的皮肤模具，向其中倒入原料并使其硬化。在该上下文中，皮肤模具有利地为生物相容的硅皮肤模具，如生物相容的硅Body

步骤c)也为可以通过本领域技术人员所知的方法容易地操作的步骤。特别地，本领域技术人员知道如何调整硬化的时间和条件，以获得具有所需的物理和力学性质的聚合物材料。例如，使用硅酮

作为聚合物材料时，在环境温度(即在18℃至25℃之间)下硬化持续至少4小时。

本发明的方法的特殊性在于步骤d)至g)及任选地d)至h)。实际上，本发明的方法的特殊性在于，在涂布过程中，施用到聚合物材料上的脂质组合物不含溶剂。相反，在本领域公知的涂布方法中，脂质组合物包含溶解在溶剂中的脂质，在涂布之后蒸发所述溶剂。这些方法导致脂质涂层结晶，导致表面性质与皮肤表面性质不一致。

在本发明的上下文中，准备脂质组合物的步骤d)有利地包含将脂质溶解在溶剂中的步骤d1)，以及蒸发所有溶剂的步骤d2)。

有利地，在步骤d1)中，脂质溶解于溶剂，达到在1至20g/L之间的浓度，更有利地脂质在5至15g/L之间。

有利地，在步骤d1)中，溶剂选自二氯甲烷、甲醇、乙醇、氯仿、乙酸乙酯、甲苯、丙酮、二甲基亚砜及其混合物。有利地，溶剂为氯仿和甲醇的混合物，特别地其比例为2:1。

一旦准备好不含溶剂的脂质组合物，所述组合物或在环境温度下已经是液体，或将所述组合物加热(步骤e))直至完全液化。该步骤是使液态脂质组合物能够均匀涂布在聚合物材料上的重要步骤。有利地，步骤e)中的加热温度至少为25℃，有利地为65℃至200℃，更有利地为65℃至100℃。加热温度应该足够高以获得液体组合物，但又不能太高以避免脂质的降解。

有利地，在涂布步骤f)之前，将聚合物材料与步骤e)中的脂质组合物调整至同样的温度。该步骤可以避免涂布过程中的温差，从而可以获得更均匀的涂层。

本发明的方法还包括将液态脂质组合物施用于聚合物材料上的步骤。有利地，该步骤可以通过刷涂法、旋涂法或浸涂法进行，有利地通过刷涂法或旋涂法进行。

在涂布步骤之后，有利地在至少25℃的温度下，有利地在65℃至200℃之间，更有利地在65℃至100℃之间，将获得的经涂布的聚合物材料任选地加热以进行均质化(步骤g))。有利地，步骤g)在与步骤e)中使用的温度相同的温度下进行。

在本发明的方法中，所有加热步骤都可以由本领域技术人员所知的方法进行，例如将材料放置在烘箱中。也可以使用其他加热方法如加热板、水浴或珀尔帖元件加热。

有利地，本发明的方法允许在聚合物材料上获得在500μg/cm²至2500μg/cm²之间，更有利地在800μg/cm²至1800μg/cm²之间的脂质组合物的表面浓度。

为了获得该表面浓度，本发明的方法任选地包含擦除多余脂质组合物的步骤h)。有利地，擦除多余脂质组合物的步骤通过吸收进行。在该步骤后，有利地在至少25℃的温度下，有利地在65℃至200℃之间，更有利地在65℃至100℃之间，更有利地在与步骤e)和g)中使用的温度相同的温度下，将获得的经涂布的聚合物材料任选地加热以进行均质化。

有利地，随后将这样获得的非生物性皮肤模型冷却至环境温度(即在18至25℃之间)。

本发明的方法由此允许控制脂质组合物在聚合物材料上的表面浓度，从而控制所得的非生物性皮肤模型的表面性质。

有利地，根据本发明的方法可获得的非生物性皮肤模型具有在24mJ/m²至45mJ/m²之间，更有利地在26mJ/m²至33mJ/m²之间的表面自由能(γ)。

有利地，本发明的方法允许获得由未结晶的脂质组成的脂质涂层。因此，本发明的方法允许获得在整个表面上显示出显著均匀的脂质涂层的本发明的非生物性皮肤模型(图4C)。

有利地，本发明的非生物性皮肤模型的最大高度(Sz)在75μm至2000μm之间，更有利地在100μm至300μm之间，更有利地在120μm至175μm之间。这些数值也与活体文献数据一致[5,9]。进一步地，本发明的非生物性皮肤模型的表面pH值在4.0至7.0之间，更有利地在4.2至6.8之间，更有利地在4.8至5.9之间。这些数值与文献报道的在4.2至6.8之间的活体文献数据一致[10]。

因此，本发明的另一个目的在于提供一种由本发明的方法可获得的非生物性皮肤模型，有利地具有上面列举的性质/特征。

在下文中，术语“本发明的非生物性皮肤模型(NBSM)”包含前面描述的本发明的NBSM，和根据前面描述的本发明的方法可获得的NBSM。

发明人还发现，本发明的NBSM在表征局部施用后存在于皮肤上的残留膜的表征方面具有潜在用途。理化研究突出了活体皮肤以及与化妆品成分和乳液接触时的NBSM行为之间的相似性。这对于发展关于使用原材料或例如凝胶、乳剂的产品后的化妆品残余膜的知识有重要意义。这是感官品质和效果评估的重点领域。

本发明的NBSM对于研究用于皮肤表面的新化妆品产品的效果和更多基础研究也都有重要的意义。可以调整脂质组合物以模拟与皮肤脂质改变相联系的皮肤症状，如特应性皮炎或皮肤干燥症状。显然，这可以构成表征这些皮肤症状及其理化后果的新颖方法。

本发明的NBSM还可以用于研究许多外部因素如紫外线辐射、臭氧或城市污染物对皮肤表面理化性质的影响，以及了解颗粒或微生物粘附性。该NBSM可以不经任何改进而在暗处储存数天至数周。必要时，只需要将其放入温度足够液化脂质混合物的烘箱中，以使脂质涂层重新均匀化。与现有的NBSM相比，重新使用根据本发明的NBSM的可能性是一个很大的优势，现有的NBSM在初次使用后无法保留。例如，商业化的非生物性皮肤模型：

(IMS，Inc.，Milford，CT)一旦水合后就不能保留。

因此，本发明的第三个目的是提供本发明的非生物性皮肤模型用于评估化妆品产品性能的用途。该用途可以允许理解源自与人皮肤直接并长期接触的消费产品、工业化学品和药品中化学物质的相互作用(不利或有益)。

本发明的另一个目的在于提供本发明的非生物性皮肤模型用于评估污染对于皮肤表面性质的影响的用途。

本发明的另一个目的在于提供本发明的非生物性皮肤模型的用途，用于评估皮肤的理化性质，或评估脂质组合物或皮肤形貌对于皮肤的表面自由能(γ)的影响。

以下实施例说明了本发明，而不以任何方式限制本发明的范围。

实施例

实施例1.根据本发明的非生物性皮肤模型的制备

开发了一种根据本发明的非生物性皮肤模型(NBSM)。它由两个不同部分组成(见图2)。第一部分是再现皮肤表面形貌的聚合物材料。该聚合物材料涂布有模拟皮肤表面脂质组成的人造皮脂。该NBSM按照如下段落的描述制备。

A.模拟皮肤表面形貌的聚合物支架的制备

使用生物相容的硅Body

(Création Silicone,Jouy-en-Josas,法国)在活体上制备皮肤模具，以获得具有皮肤的反向起伏的硅表面。使用硅酮

(DragonSkin 20,Création-Silicone,Jouy-en-Josas,法国)对该皮肤模具进行倒模(见图3)：将试剂盒中的两种组分等量混合之后，在高度真空下对

除气10分钟。然后将该粘稠的混合物倒在Body

皮肤模具上，使其硬化至少4小时。

B.人造皮脂的制备

人造皮脂按照表2中描述的组成制备[11]。将所有称量好的脂质溶解于2:1的氯仿/甲醇(CHCl₃/MeOH)中，使皮脂浓度达到10g/L。溶液在使用前保存于冰箱中(T＝2-4℃)。当需要蒸发溶剂时，使用旋转蒸发仪(

R-300,

Labortechnik AG,Flawil,瑞士)。

表2用于人造皮脂的组成[11]

接下来将人造皮脂涂布于如前所述的聚合物材料上。测试了两种涂布方案：一种根据本发明的方案，和一种对照方案。

C.涂布方案

C1.方案1(对照)

第一种方案(称为“方案1”)使用在3:7的CHCl₃/MeOH中的浓度为20g/L的皮脂溶液。通过喷雾泵将皮脂溶液喷洒在聚合物材料上[5,12]。在1cm×7cm的表面上，在环境温度下，从距离5cm处喷洒10次。制备好的表面放于封闭的塑料管中，使溶剂缓慢蒸发，以形成均匀度良好的脂质涂层。

通过测定脂质涂布之前和之后的重量之差，得到平均表面浓度为460μg/cm²。

C2.方案2(本发明)

第二种方案(称为“方案2”或根据本发明的方案)使用无任何溶剂的纯皮脂。溶剂从人造皮脂溶液中蒸发去除。所得的脂质混合物置于70℃的烘箱中，直至完全液化。聚合物材料也置于70℃的烘箱中15分钟，以避免沉积过程中有温差。使用一支细笔将液态的脂质膜施用于硅酮支架上。将经涂布的支架放回70℃的烘箱中5分钟进行均匀化。使用吸水纸擦除多余的脂质，将经涂布的硅酮再次放回70℃的烘箱中5分钟。按上述制备的人工皮肤模型在几分钟内冷却至室温。

使用脂质涂布前后的质量差测得的平均表面浓度为1500μg/cm²。

实施例2.根据本发明的非生物性皮肤模型的表征

现在对在实施例1中按照涂布方案2(＝NBSM方案2)制备的根据本发明的非生物性皮肤模型进行表征，并与下列对象相比较：

-人活体皮肤外植体；

-活体测定；

-市售的非生物性皮肤模型：

(IMS,Inc.,Milford,CT)(＝VS)；以及

-根据涂布方案1(＝NBSM方案1)制备的对照NBSM。

A.研究模型

A1.离体皮肤(人活体皮肤外植体)

人活体皮肤外植体由BIO-EC(Longjumeau,法国)提供；由一名29岁高加索人女性的腹部整形手术中获得，并经本人知情同意。为制备皮肤外植体，首先使用解剖刀移除皮下脂肪，再将皮肤(真皮和表皮)切成大约2cm直径的圆形。使用BIO-EC的外植体培养液(BEM)将制备的外植体置于存活条件下，并在37℃、5％CO₂的培养箱中保持。每两天将一半的BEM换新。测定表面自由能使用了8块外植体。在接触角测定前，将外植体保持于培养箱中。测定前，轻轻擦除其表面残留的BEM。

A2.活体测定

活体测定在一名21岁高加索人女性的前臂上进行，并经本人知情同意。被测定的皮肤2小时内未经洗涤，测定前未做处理。

A3.市售的非生物性(NB)皮肤模型

在研究中表征并使用市售的

(IMS,Inc.,Milford,CT)。其在理化性质研究中作为非生物性皮肤模型的参考。

(VS)是由蛋白质和脂质制得的合成皮肤模型，模拟了皮肤表面性质如离子强度、pH值、形貌和临界表面张力。该NB皮肤模型在活体外SPF(日光防护系数)测定和润肤剂铺展研究中用作皮肤替代物。使用前，需要根据IMS开发的标准方案使其水合。在室温下将各片VS置于标准的封闭吸水室中16至24小时，所述封闭吸水室包含350g的85:15的水/甘油混合物，从底部倒入[13]。

B.根据本发明的非生物性皮肤模型的表面表征

B1.光学显微术

使用配备有照相机并由Leica Application Suite软件控制的光学显微镜(DMLP/DC 300,Leica Microsystems,Wetzlar,德国)进行表面观察。所有图像在透射模式下获得，放大50倍。

使用光学显微术，对比NBSM方案1和NBSM方案2制备的表面。使用光学显微镜，在透射模式下拍摄两种模型的皮脂薄层(见图4)。图4示出硅酮支架的显微图片(图4A)，使用方案1(图4B)和方案2(图4C)沉积的脂质薄层(放大50倍，透射，非偏振光NPL，和偏振光PL)。

由于聚合物支架上有脂质存在，起伏上呈现颗粒状外观(图4B、图4C)。使用方案1，脂质明显地结晶，如图4B中证实的：偏振光下可见钻石形状的晶体。这种结晶现象可能由溶剂蒸发导致，使表面闪光，不适合于脂质涂布。对于方案2，则未观察到这种结晶现象，整个表面上显示出显著而均匀的皮脂层(图4C)。

B2.红外光谱

使用FT-IR Spectrometer光谱仪(PerkinElmer,Inc.,Waltham,Massachusetts,美国)，连接于Spectrum软件。每次测定使用ATR模式(ZnSe晶体)记录4个光谱。振动范围为4000至650cm^-1。

通过红外光谱对涂布在NBSM方案2的聚合物材料上的脂质进行了表征，并将其与硅酮载体和人造皮脂进行了比较(参见图5)。在NBSM的红外光谱上可见与人造皮脂关联的振动。其如图5中黑色箭头指示，相关波数见表3，并与活体数据进行了对比。

表3：活体皮肤、人造皮脂及NBSM的波数(cm^-1)

与CH₂对称伸缩关联的波数(表3)给出了有关脂质链构象堆积的信息。根据Mendelsohn等[14]的研究，脂质链堆积演变成角质层深度。在整个最外表面(从0至4μm)，CH₂对称伸缩波数从2853到2849cm^-1演变，这对应于无序和六边形链堆积。这是由于存在覆盖皮肤表面的富含不饱和脂质的特定脂质组合物。角质层更深处，饱和脂质占据了多数，呈现高度有序的正交晶的堆积，相应的波数在2849至2847cm^-1之间。这种高度有序的堆积使得角质层具有水分屏障的作用。在前额上记录的活体FTIR光谱数据显示出无序的链状堆积，对应于液态[14]。人造皮脂和NBSM的FTIR光谱示出六角型链堆积，可以由所用的饱和与不饱和脂质链的混合物解释。因此，这是在液体脂质状态和高度有序的脂质组织(波数<2849cm^-1)之间的中间堆积。因此，这种构象与Mendelsohn[14]描述的在2853至2859cm^-1之间的最外表面脂质链堆积是一致的。

再使用红外光谱方法，比较NBSM方案2和VS模型。两种模型上获得的光谱与活体条件下在前额记录的光谱合并在同一图中(图6)。与预期一致地，图6中示出三种不同的光谱，其反映了表面组成的巨大差异。NBSM方案2富集了皮脂，VS则不含皮脂。VS的光谱示出了与神经酰胺关联的振动(1631cm^-1和1553cm^-1)。这些脂质参与角质层脂质组织，进而参与皮肤屏障功能。对于不存在神经酰胺的NBSM方案2，我们已经证明，仅使用皮脂脂质，我们就能达到非常接近离体皮肤的物理化学。与皮脂脂质相比，神经酰胺对于皮肤的理化性质的影响可以忽略。因此神经酰胺的添加与本理化性质研究不相关。与–OH结构相关的重要振动(ν＝3286cm^-1)突显出VS也得到了充分水合。在活体光谱中这种水合状态不太明显。这可能是涉及VS和活体皮肤的理化行为的差异的来源。

B3.数字显微术

使用Keyence显微镜VHX-1000(Keyence Corporation TSE,Osaka,日本)，配备VH-Z100R镜片，放大300倍。3D图像在透射模式下记录，并集合获得1600×1200像素大小的图像。

粗糙度曲线和参数根据ISO 25178规范，使用Mountains

软件(DigitalSurf SARL,

法国)由表面的3D图像计算得到。所得的不同粗糙度参数列于表1中。

利用3D显微技术，获得NBSM方案2和VS模型的表面形貌，帮助研究其粗糙度。所得的3D图像见图7(NBSM方案2见图7A，VS模型见图7B)，粗糙度曲线见图8(NBSM方案2见图8A，VS模型见图8B)。

粗糙度参数汇总于表1中。结果强调，两种模型的Sa和Sz均与活体皮肤在同一数量级上[5,8]。NBSM方案2和VS之间的一项重要差异在于偏斜因子Ssk:Ssk_NBSM＝-0.739，对比Ssk_VS＝0.648。这项重要参数描述了表面的形态：Ssk为正值对应于有峰和突出物突出于平均高度之上的表面，而Ssk为负值对应于具有深的划痕和孔洞的盘状表面。这些数值与图7A和图7B中的视觉观测相一致。因此，Ssk参数是两种非生物性模型之间的显著判别依据。此外，活体文献数据中Ssk为负值，在-0.46至-0.91之间。因此NBSM方案2的偏斜因子与活体中的参数一致性良好。

表4在NBSM方案2和VS上算得的粗糙度参数，其中Sa为算术平均高度且Sz为最大高度

粗糙度参数	活体[11],[33](前臂掌侧)	NBSM方案2	VS
				Sa(μm)	[17；20]	23.4	15.4
Sz(μm)	[119；125]	169	148
				Ssk	[-0.46；-0.91]	-0.739	0.648

NBSM方案2在模拟前臂皮肤的起伏方面，精确度远高于VS。因此，如要与在活体前臂掌侧的接触角测定结果相比较，NBSM方案2显得更合适，因为表面粗糙度对于接触角测定具有显著的影响。

C.表面自由能测定

C1.前进接触角测定

接触角测定使用便携测角仪PGX+(ScanGaule,Gravigny,法国)连接于PGPlus软件进行。该测角仪配备有拍摄图像用的高分辨率相机，以及特制的连接有镜子的光照系统，以便使液滴可视。用于放置液滴的吸管内直径为0.77mm。测定在室温下进行(20±1.5℃)。前进接触角θ_A是液滴体积增加时，在液滴的周界位移前，所测定的接触角的最大值。在待测表面放置一个小液滴，通过连续增加5个液滴，增大液滴的体积。最终液滴的体积达到约7μL。每增加一个液滴，立即拍摄图像，共拍摄5个图像。实验总计耗时仅约20秒，因此忽略了液体的蒸发和穿透。液滴两边的接触角使用软件程序测定。因此θ_A为5个图像中液滴两边数值平均值的最大值。每种液体、每种研究模型的前进接触角测定至少3次。

C2.用于接触角测定的液体

使用三种参考液体进行表面自由能计算：超纯水(25℃下电阻率18MΩ.cm^-1)、二碘甲烷(分析级，99％纯)和甲酰胺(分析级，99％纯)(Sigma Aldrich,Saint-Louis,Missouri)。其表面自由能分量的数值见表5。

表5：水、二碘甲烷和甲酰胺的表面自由能分量[15]

液体	<![CDATA[γl(mJ.m<sup>-2</sup>)]]>	<![CDATA[γ<sub>l</sub><sup>LW</sup>(mJ.m<sup>-2</sup>)]]>	<![CDATA[γ<sub>l</sub><sup>+</sup>(mJ.m<sup>-2</sup>)]]>	<![CDATA[γ<sub>l</sub><sup>-</sup>(mJ.m<sup>-2</sup>)]]>
					水	72.8	21.8	25.5	25.5
二碘甲烷	50.8	50.8	0.72	0
					甲酰胺	58	39	1.92	47.0

C3.表面自由能测定

为测定固体表面的表面自由能，Van Oss和同事开发了最新的方法之一[1,16]。提示固体和液体表面自由能可以分为两种分量：Lifschitz-范德华分量(γ^LW)，对应范德华相互作用(Keesom力、Debye力、London力)，以及酸碱分量(γ^AB)，对应酸性和碱性相互作用。根据路易斯酸碱概念：

γ＝γ^LW+γ^AB (1)

该酸碱分量可以由两项参数的几何平均表达：γ⁺(电子受体)和γ^-(电子供体)：

后一项分量包含了氢键和π-电子相互作用。表面自由能可以由接触角测定使用杨氏方程计算：

γ_Lcosθ＝γ_S-π_e-γ_SL (3)

其中γ_L为液体表面张力，θ为接触角，γ_S为固体表面自由能，π_e为液体的膜压，γ_SL为界面表面自由能。“L”和“S”分别是指液体和固体。对于皮肤这样的低能固体，可以忽略π_e[4]。

根据Van Oss，界面表面自由能可以按下式表达：

由此可以将杨氏方程表达为：

依据该方程，固体表面的表面自由能可以通过使用至少3种已知分量数值的参考液体测出。

Van Oss模型是基于光滑、均匀的表面定义的。对于粗糙表面，应使用Wenzel等[17]定义的粗糙系数调整接触角数值：

cosθ*＝r cosθ

其中

为粗糙系数，θ*为测得的接触角，θ为真实的接触角。

尽管如此，关于粗糙度对皮肤等各类表面可润湿性的影响的一些研究显示，这一关系式不能正确地描述真实的接触角[1,18,19]。此外，我们使用相同形貌的表面，以期减少粗糙度对实验结果的影响。因此，本研究未考虑皮肤粗糙度因素。

为了检验沉积方案的可靠性，在将皮脂涂布于使用方案1和方案2的硅酮表面上之前和之后，测定了表面自由能。结果汇总于图9中。该图包括了得自人活体皮肤外植体测定的额外数据。

与预期相同，已知硅酮聚合物的表面张力低，所得的硅酮表面显示出比离体皮肤更低的表面自由能(γ)：硅酮为19.7±5.0mJ/m²，对比离体皮肤为31.5±3.6mJ/m²。人工皮脂的性质显示，该涂层施用于给定表面上会导致LW分量的值增大。其较高的LW分量值(γ_LW皮脂＝41.1±2.4mJ/m²)可以由该脂质混合物的组成解释。的确，甘油三酯和其他具有长碳链的组成脂质将彼此高度相互作用，从而增加表面内聚性。这种内聚会通过非极性相互作用而增大表面能。由此，在硅酮上增加皮脂薄层，使得根据方案2制备的NBSM上的LW分量达到26.7±2.2mJ/m²的值，与人活体皮肤外植体上算得的数值28.4±2.8mJ/m²一致性良好。值得注意的是，这些结果与从活体测量值计算得出的文献数据一致[1]。

因此，根据方案2制备的NBSM的皮脂沉积数据与人活体皮肤外植体中测得的数据相一致。有趣的一点是，碱性分量(γ^-)在涂布后的NBSM中比人活体皮肤外植体中略低。尽管如此，该分量取决于皮肤的类型：根据Mavon等[1,2]，富含皮脂的皮肤相比缺乏皮脂的区域表面自由能更高。该表面自由能的差异源于富含皮脂的皮肤具有更高的碱性分量数值。他们假定该高碱性分量与皮脂水平和其中的两亲性脂质、尤其是游离脂肪酸的含量相关。但所研究的人工皮脂并没有显示出特别高的碱性分量，γ^- _皮脂＝5.8±1.2mJ/m²。因此，NBSM没有达到活体富含皮脂的皮肤中的高γ^-水平。两种方案下的碱性分量均较低：方案1为1.9±0.8mJ/m²，方案2为0.7±0.4mJ/m²。因而NBSM的理化性质更接近缺乏皮脂的区域，如前臂皮肤，而非前额皮肤。

D.结论

实验结果明显表明，为达到与离体人皮肤更接近的性质，方案1不及方案2有效。确实，可以观察到，与离体皮肤(0.5±0.5mJ/m²)相比，使用方案1制备的表面显示出更高的酸性分量值(3.1±2.0mJ/m²)。而对方案1测定的LW分量(19.8±3.1)低于离体皮肤中获得的LW分量。所以方案2更适于模拟皮肤的理化性质。另外，方案2中去除了溶剂，无疑更有利于环境保护，并且避免了聚合物材料一旦涂布皮脂后溶解的风险。而且，光学显微术证明方案2下皮脂分布更均匀，脂质结晶现象则受限。基于以上各原因，选择方案2进行后续研究。

综上所述，根据本发明的NBSM方案2表现出了接近离体皮肤的化学组成和形貌性质。而且，如前所述，已将皮脂涂布优化至尽可能与皮肤的理化性质相近。以上所有结果表明，该NBSM是一种模拟了许多皮肤表面性质的相关皮肤模型。为展示NBSM的有利之处，进行补充测量，以评估其与化妆品成分的相互作用、及其应用化妆品产品后的理化行为。

实施例3.化妆品成分及乳剂的理化研究

A.理化研究使用的化妆品成分及乳剂

本研究所用的化妆品级成分及其理化性质列于表6。硅酮由Evonik Goldschmidt(Essen,德国)提供；酯类由Stéarinerie Dubois慷慨赠予(Boulogne-Billancourt,法国)；异十六烷由IMCD集团(Cologne,德国)提供；摩洛哥坚果油由Olvea集团(Saint-Léonard,法国)提供。

表6：所用化妆品成分

还使用了表7列出的三种乳剂：两种为市售，一种为根据文献中描述的方案[20]以小试规模特别制作的标准乳剂。

表7：所用乳剂描述

名称	代号	应用
			Nivea乳霜	NC	保湿滋养W/O型乳剂
Assanis Family水醇凝胶	GHA	消毒水凝胶
			标准乳剂	SE	O/W型乳剂

B1.前进接触角测定

接触角测定按实施例2的C1、C2部分操作。

B2.使用产品后的水接触角

将50μL各化妆品成分和乳剂(表6、表7)手动铺展于10cm²表面积上，转动40次。使用产品1分钟和3分钟后，测定水接触角3次。

B3.未处理表面上的成分接触角

对于每种研究模型，测定AO、IHD、CPS、PDC(表6)的接触角3次。放置液滴的方案与前面描述的相同。

C.结果

润肤剂铺展研究：

接触角测定是用于研究润肤剂在皮肤上铺展性质的仪器法的一部分。润肤剂的铺展对于化妆品产品尤其是防晒霜的感官品质和功效有重要意义。实际上，日光防护系数一方面取决于乳剂中的阳光过滤成分，另一方面取决于产品在皮肤表面铺展后的残余膜的均匀程度。于是，铺展性在成膜和膜均匀性的各参数当中似乎最为重要[21,22]。为了评估化妆品成分的铺展性质，在本研究的各类表面上测定了4种成分：CPS、PDC、AO、IHD的接触角。NBSM方案2、VS和活体中获得的实验结果如图10所示。一般来看，NBSM方案2和活体表面上的使用四种不同成分测量的接触角似乎非常近似。相反，VS上测定的不同润肤剂的前进接触角比活体和NBSM方案2表面上测定的都要低。这些结果表明根据本发明的NBSM表面与产品的相互作用方式与活体皮肤的相同。唯一的差异在于IHD在活体皮肤上的亲和性表现优于NBSM方案2。可以解释为皮肤的LW分量比NBSM高，导致与非极性的IHD相互作用更强。然而，与VS相比，该NBSM无疑构成了评估润肤剂铺展的有效支持。VS上的接触角更小，表明各种成分与VS的亲和性高于活体皮肤。由于所用的参考液体的毒性，无法测定活体皮肤的表面自由能，因此采用离体数值与获得的数据相比较。而且，文献数据示出个体间差异导致固有的很大不确定性。因此，化妆品成分在VS上的铺展由于更高的表面自由能(γVS＝35.8mJ/m2)而强于在离体皮肤和NBSM方案2上。这一结果可能源于VS的水合状态，因为水的存在一般趋向于增大表面自由能数值。根据上述结果，NBSM方案2似是研究局部使用产品后皮肤表面残余膜的有意义工具。化妆品残余膜的理化表征如下所示。

化妆品产品使用后残余膜的理化表征：

表征一种成分或乳剂在皮肤上的残余膜是一项很有意义的课题，因为残余膜的均匀性、组成和稳定性极大地影响皮肤表面性质，由此影响化妆品活性物质和产品的效用。为研究残余膜的理化特性，在按照前述方案使用各化妆品产品后，分2次(使用1分钟、3分钟时)测定VS、NBSM方案2和活体上的水接触角。结果汇总于图11中。表面使用化妆品成分1分钟后的水接触角可如下划分：对于活体皮肤和NBSM方案2为θ_水/PDC<θ_水/AO<θ_水/IHD<θ_水/CPS，而对于VS为θ_水/IHD<θ_水/PDC≈θ_水/AOθ_水/CPS。使用产品前，θ_水活体＝93.2±7.8°，θ_水NBSM＝114.2±5.8°，θ_水VS＝104.2±11.8°。

总体上，各成分对于各表面均减小了水接触角数值。对于NBSM和活体皮肤，所得结果与各成分的表面张力数值(表6)相符：成分的表面张力越低，水接触角越大。成分的残余膜确实改变了皮肤组成和表面张力。例如低表面张力的CPS减小皮肤表面能。

对于乳剂，活体、NBSM方案2和VS三种表面的差异似乎没有如此显著。NC的水接触角数值最大，其次是酒精水凝胶，而SE数值最低(图11)。可以由其组成解释获得的数值：SE和GHA分别含有超过70％的水和异丙醇，其施用后使皮肤更亲水，而对于反相乳剂NC，其连续的油相更重要并使皮肤更疏水。

VS皮肤模型上SE的水接触角意外地为零。如前所述，在乳液施用后，VS的测量值差异可能是由于其吸收能力和其高水合所致。沉积物滴中的水可能与VS中包含的大量水相互作用，从而降低了接触角值。

使用产品3分钟后测定的水接触角可以用于评估皮肤上的残余膜在更长时间段内的变化。例如，GHA在使用1分钟和3分钟间水接触角显著增大。这可能是异丙醇蒸发的结果。如此，只有非挥发性、非穿透性的产品成分在使用3分钟后仍然保留在皮肤表面。相反，3分钟后SE残余膜没有显著改变，表明化合物既未穿透也未蒸发。

所使用的各类成分(极性或非极性油、酯、硅)或乳剂在NBSM和活体上测得的水前进接触角都非常接近。由于与活体测量有一些差异，因此对VS也进行了测量，但在较小程度上进行。各类产品在VS上的差异也较小，尤其是施用3分钟后的数据。综上所述，本节实验结果表明，NBSM对于研究化妆品产品残余膜和其对于皮肤的理化性质的影响具有良好的前景。

本申请最后一个实施例涉及NBSM用于表征使用产品后的残余膜的化学组成，如图12中在皮肤上使用NC之前、之后的红外光谱所示。根据所用的成分，可以根据一个或多个与其原光谱相关的振动，确认其存在于NBSM的表面。本实施例中，NC乳剂在表面上存在的特征为1639cm^-1的振动。该结果强调了使用NBSM表面研究使用产品后的残余膜的化学成分，以及其随时间的变化的重要意义。另一点是残余膜均匀性的研究，可以使用红外显微光谱或拉曼显微光谱等方法。研究使用化妆品产品后皮肤上的残余膜的文献不多，一方面可能是由于研究活体皮肤表面性质有困难，另一方面是离体实验花费较大。本新型NBSM可以有效地帮助填补该领域的空白，因其处理和使用简单，花费低廉，设计适于研究皮肤表面性质。而且，在研究尚未评估毒性的新化妆品成分方面，使用非生物性皮肤模型如NBSM引起了极大兴趣：它可以研究化妆品成分的性质而不会造成任何安全隐患，并且不存在特殊的技术困难。

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Claims

1.一种非生物性皮肤模型，所述非生物性皮肤模型包含聚合物材料，所述聚合物材料再现皮肤表面形貌并由脂质组合物涂布，

其中所述聚合物材料为具有在14至60mJ/m²之间的表面自由能(γ)的材料，

其中相对于脂质组合物的总重量，所述脂质组合物以重量计包含14％至60％的甘油三酯、2％至40％的游离脂肪酸、4％至30％的蜡酯、3％至20％的角鲨烯和1％至10％的胆甾醇，

其中脂质组合物在聚合物材料上的表面浓度在500μg/cm²至2500μg/cm²之间。

2.根据权利要求1所述的非生物性皮肤模型，其具有在24mJ/m²至45mJ/m²之间的表面自由能(γ)。

3.根据权利要求2所述的非生物性皮肤模型，其中表面自由能(γ)在26mJ/m²至33mJ/m²之间。

4.根据权利要求1所述的非生物性皮肤模型，其具有在0.0至-2.5之间的偏斜因子。

5.根据权利要求4所述的非生物性皮肤模型，其中偏斜因子在-0.2至-1.7之间。

6.根据权利要求4所述的非生物性皮肤模型，其中偏斜因子在-0.5至-0.9之间。

7.根据权利要求1所述的非生物性皮肤模型，其中脂质未结晶。

8.一种制备非生物性皮肤模型的方法，其包括如下步骤：

a)制备具有皮肤的反向起伏的皮肤模具；

c)硬化；

d)制备包含14％至60％的甘油三酯、2％至40％的游离脂肪酸、4％至30％的蜡酯、3％至20％的角鲨烯和1％至10％的胆甾醇且不含溶剂的脂质组合物；和

f)将液态的脂质组合物施用于聚合物之上。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述方法在步骤d)和步骤f)之间进一步包括以下步骤e)：

e)加热脂质组合物直至完全液化。

10.根据权利要求8所述的方法，其中所述方法在步骤f)之后进一步包括以下步骤g)：

g)加热使之均匀。

11.根据权利要求9所述的方法，其中所述方法在步骤f)之后进一步包括以下步骤g)：

g)加热使之均匀。

12.根据权利要求8所述的方法，其中所述方法在步骤f)之后进一步包括以下步骤h)：

h)擦去多余脂质组合物并再次加热使之均匀。

13.根据权利要求9所述的方法，其中所述方法在步骤f)之后进一步包括以下步骤h)：

h)擦去多余脂质组合物并再次加热使之均匀。

14.根据权利要求10所述的方法，其中所述方法在步骤g)之后进一步包括以下步骤h)：

h)擦去多余脂质组合物并再次加热使之均匀。

15.根据权利要求9所述的方法，其中所述方法在步骤f)之后进一步包括以下步骤g)和h)：

g)加热使之均匀；和

h)擦去多余脂质组合物并再次加热使之均匀。

16.根据权利要求8所述的方法，其中制备脂质组合物的步骤d)包含将脂质溶解在溶剂中的步骤d1)，以及蒸发所有溶剂的步骤d2)。

17.根据权利要求9所述的方法，其中步骤e)中的加热温度为至少25℃。

18.根据权利要求17所述的方法，其中步骤e)中的加热温度在65℃至200℃之间。

19.根据权利要求17所述的方法，其中步骤e)中的加热温度在65℃至100℃之间。

20.根据权利要求10所述的方法，其中步骤g)中的加热温度为至少25℃。

21.根据权利要求20所述的方法，其中步骤g)中的加热温度在65℃至200℃之间。

22.根据权利要求20所述的方法，其中步骤g)中的加热温度在65℃至100℃之间。

23.根据权利要求12所述的方法，其中步骤h)中的加热温度为至少25℃。

24.根据权利要求23所述的方法，其中步骤h)中的加热温度在65℃至200℃之间。

25.根据权利要求23所述的方法，其中步骤h)中的加热温度在65℃至100℃之间。

26.根据权利要求9所述的方法，其中在步骤f)之前，将聚合物材料与步骤e)中的脂质组合物调整至同样的温度。

27.根据权利要求12所述的方法，其中擦除多余脂质组合物的步骤h)通过吸收进行。

28.根据权利要求8所述的方法，其中将液态的脂质组合物施用于聚合物材料之上的步骤f)通过刷涂法、旋涂法或浸涂法进行。

29.根据权利要求28所述的方法，其中步骤f)通过刷涂法或旋涂法进行。

30.根据权利要求8所述的方法，其中脂质组合物在聚合物材料上的表面浓度在500μg/cm²至2500μg/cm²之间。

31.根据权利要求8所述的方法，其中获得的非生物性皮肤模型具有在24mJ/m²至45mJ/m²之间的表面自由能(γ)。

32.根据权利要求31所述的方法，其中表面自由能(γ)在26mJ/m²至33mJ/m²之间。

33.根据权利要求8所述的方法，其中获得的非生物性皮肤模型具有在0.0至-2.5之间的偏斜因子。

34.根据权利要求33所述的方法，其中偏斜因子在-0.2至-1.7之间。

35.根据权利要求33所述的方法，其中偏斜因子在-0.5至-0.9之间。

36.根据权利要求1至7中任一项所述的非生物性皮肤模型、或根据权利要求8至35中任一项所述的方法可获取的非生物性皮肤模型用于评估化妆品产品性能或用于评估污染对于皮肤表面性质的影响的用途。

37.根据权利要求1至7中任一项所述的非生物性皮肤模型、或根据权利要求8至35中任一项所述的方法可获取的非生物性皮肤模型用于评估皮肤的理化性质或用于评估脂质组合物或皮肤形貌对于皮肤的表面自由能(γ)的影响的用途。