Analysis of electrical property changes of skin by oil‐in‐water emulsion components

Abstract

SynopsisObjectivesAs the ‘Dry Skin Cycle’ produces continuous deterioration, cosmetic xerosis (flaky, dry skin) is one of the major concerns to most consumers. The purpose of this study was to investigate the moisturizing effect of oil-in-water (O/W) emulsion components. There are numerous types of oils, waxes, polyols and surfactants used as ingredients in skincare products. However, the moisturizing effect of each ingredient and understanding each use to make an effective moisturizing products are still not well understood.Methods To provide answers to these questions, we investigated the moisturizing effect of widely used 41 components (four different classes) in a simple O/W emulsion using capacitance methods. 106 different single oils, and combinations of oil with oil, wax, humectants, and surfactant were formulated and tested.Results In this study, we found that most of the O/W emulsion components had hydration effects on the skin. (i) The average relative water content increase (RWCI) rate of a single oil-based emulsion was 11.8 ± 5.2% (SE) and 7.9 ± 6.0% (SE) at 3 and 6 h, respectively. (ii) An oil combination emulsion showed an average RWCI rate similar to that of a single oil-based emulsion, 12.6 ± 6.0% (SE) and 12.1 ± 6.4% (SE) at 3 and 6 h, respectively (iii) A combination of waxes with oil showed an average RWCI rate of 16 ± 5.6% (SE) and 12.4 ± 4.5% (SE) at 3 and 6 h, respectively. (iv) Humectant combinations showed the highest average RWCI rate 28 ± 7.3% (SE) and 22.2 ± 7.5% (SE) at 3 and 6 h, respectively (v) Surfactant combinations had an average RWCI of 10.8 ± 4.5% (SE) and 6.0 ± 4.0% (SE) at 3 and 6 h, respectively.Conclusion Interestingly, it was difficult to find moisturizing power differences among samples in the same group. Only the humectants group showed significant differences among samples. Glycerine and urea showed significant skin hydration effects compared with other humectants. We also found a significant moisturizing effect by analysing the chemical functional groups; amide class had a higher hydration effect than betaines and disaccharides in humectants combination.RésuméObjectif Puisque le «cycle de la peau sèche” produit une détérioration continue, la xérose cosmétique (squameuse, peau sèche) est l’une des préoccupations majeures pour la plupart des consommateurs. Le but de cette étude était d’étudier l’effet hydratant des composants d’émulsions H / E. Il existe de nombreux types d’huiles, des cires, de polyols, et des tensioactifs utilisés comme ingrédients dans les produits de soins de la peau. Cependant, l’effet hydratant de chaque ingrédient et de leur utilisation dans des produits hydratants efficaces ne sont pas encore bien compris.MethodesPour apporter des réponses à ces questions, nous avons étudié l’effet hydratant des 41 éléments (4 classes différentes) largement utilisés dans une émulsion simple O/W en utilisant des méthodes de capacitance. 106 huiles individuelles différentes et des combinaisons d’huile avec de l’huile, de la cire, des humectants, et de tensioactifs ont été formulées et testées.ResultatsDans cette étude, nous avons constaté que la plupart des composants des émulsions huile-dans-eau (H/E) possédaient des effets d’hydratation de la peau. (i) Le taux moyen d’augmentation d’eau (RWCI = relative water content increase) d’une émulsion à base d’une seule huile était de 11,8 ± 5,2% (SE) et de 7,9 ± 6,0% (SE) à 3 et 6 h, respectivement. (ii) Une émulsion de combinaison d’huile montrait une RWCI similaire à celle d’une émulsion à base d’huile unique, 12,6 ± 6,0% (SE) et 12,1 ± 6,4% (SE) à 3 et 6 h, respectivement. (iii) Une combinaison des cires avec de l’huile présentait une RWCI de 16 ± 5,6% (SE) et 12,4 ± 4,5% (SE) à 3 et 6 h, respectivement. (iv) Les combinaisons d’humectant ont montré la plus forte augmentation avec +28 ± 7,3% (SE) et 22,2 ± 7,5% (SE) à 3 et 6 h, respectivement. (v) Les combinaisons de tensioactifs ont une RWCI moyenne de 10,8 ± 4,5% (SE) et de 6,0 ± 4,0% (SE) à 3 et 6 h, respectivement.ConclusionFait intéressant, il était difficile de trouver des différences de pouvoir d’hydratation entre les échantillons dans le même groupe. Seul le groupe des humectants a montré des différences significatives entre les échantillons. La glycérine et l’urée ont montré des effets significatifs sur l’hydratation de la peau par rapport aux autres humectants. Nous avons également constaté un effet hydratant important en analysant les groupes fonctionnels chimiques; la classe “amide” a eu un effet d’hydratation plus élevé que les bétaînes et disaccharides dans les combinaisons des humectants.