最新研究:探討配方 pH值如何影響「菸鹼醯胺(Niacinamide,維生素 B3)」對皮膚的滲透?發現中性配方讓菸鹼醯胺的滲透效率比弱酸性配方提升近兩倍,其原因在於...

在美容保養領域,「菸鹼醯胺(Niacinamide,維生素 B3)」是個全能型高手,從美白、控油抑痘、屏障修復到抗衰老,它都能提供所需的護膚功效。
因此在現代保養品成分中,幾乎都能窺見菸鹼醯胺的存在──但是對於其經皮吸收的因果機制我們仍不甚明了──為何同樣濃度的菸鹼醯胺,在不同的產品中效果卻有高低之分?除了產品劑型或不同溶劑(如多元醇類、助滲透劑)的影響外,產品本身的「酸鹼值(pH值)」是否也是個因素?來自瑞典的研究團隊對此做出正面的回答。研究:pH值如何影響「菸鹼醯胺 」的經皮吸收率 ?
根據Thomas Sjöberg等人的研究《Effect of pH on niacinamide skin permeation》表示:
實驗
研究團隊配置5%菸鹼醯胺溶液,並設置不同 pH值:
- pH 5.0(偏酸,接近皮膚表面)
- pH 7.4(中性,接近體液)
然後將其應用於兩種皮膚模型,觀察24小時:
- 真實人類皮膚樣本(來自三位捐贈者的乳房或腹部整形手術切除組織)
- 3D人工皮膚模型(由人類表皮角質細胞在實驗室中培養而成,能重現真實皮膚角質層的多層結構,是一種標準化的替代品 )
藉由「弗朗茲擴散池(Franz diffusion cell)」 檢測菸鹼醯胺的經皮滲透量?並且同步「電阻抗光譜(Electrical Impedance Spectroscopy,EIS)」分析皮膚屏障的變化?
另外進行「pH切換實驗」:在同一片皮膚上,每12小時交替切換酸性和中性溶液,持續48小時。
結果
中性pH讓菸鹼醯胺經皮滲透更多
無論是真人皮膚還是3D組織模型,pH 7.4(中性)條件下的菸鹼醯胺穿透量,都比pH 5.0(酸性)條件多出將近兩倍。
pH改變皮膚的「電性」
根據EIS的量測揭示:
- 中性pH(7.4) 讓角質層的膜電阻下降,有效電容上升
- 酸性pH(5.0) 讓膜電阻升高,電容幾乎不變
顯示膜電阻下降代表皮膚屏障對離子的阻力變小——表皮屏障層結構變得更「鬆」,各種分子(包括菸鹼醯胺)更容易通過。
pH影響效果是可逆的
在pH切換實驗的結果顯示,菸鹼醯胺的穿透量和皮膚電性,確實隨著pH的切換而反覆變化——中性時多、酸性時少,切回去又恢復。這證明pH的影響是可逆的,不是皮膚永久性損傷,而是動態調節的結果。
意外發現:皮膚細菌會「吃掉」菸鹼醯胺
研究人員意外發現:超過24小時實驗後,受體溶液中除了菸鹼醯胺之外,還出現了一種新物質──菸鹼酸(Nicotinic acid),此成分可能誘發肌膚泛紅、刺激不適。
而進一步調查後,研究人員確認這是皮膚上的微生物將菸鹼醯胺轉化成菸鹼酸的結果。加入抑菌劑(sodium azide)後,這個轉化就消失了,而從皮膚分離出的細菌在培養液中也確實能將菸鹼醯胺轉換成菸鹼酸。
不過,在正常24小時實驗範圍內,這種細菌轉化的量微乎其微(不到施加量的0.05%),對實驗結果影響甚微。
結論
pH值會影響皮膚屏障結構,進而改變「親水性分子」所走的經皮滲透路徑好不好走?導致菸鹼醯胺的經皮滲透率顯著變化。
皮膚角質層的脂質主要由神經醯胺(ceramides)、膽固醇、以及游離脂肪酸三大成分組成,它們緊密堆疊成多層薄片狀結構。這個結構的完整性高度依賴各分子的電荷狀態。
當pH從酸性(5.0)升高到中性(7.4)時:
- 游離脂肪酸發生部分去質子化(失去氫離子):原本呈電中性、緊密排列的脂肪酸,在中性pH下帶上負電荷,造成分子間相互排斥
- 脂質層的緊密排列出現局部「微缺陷」:就像磚牆裡的水泥開始出現裂縫,原本密不透風的脂質屏障出現了更多可供分子穿越的孔隙
- 離子和親水性分子(如菸鹼醯胺)趁機大量滲入,穿透效率倍增。
因為水性分子本來就是走脂質層中的「水道」路徑,當脂質結構一鬆動,這條路就通暢多了──而脂溶性分子(如類固醇)本來就走脂質核心路徑,就不易受pH改變的影響。
(另參→保養品(成分)如何進入皮膚? 保養品經皮吸收-3大路徑&11點影響要件)
雖然這項研究明確表示:配方的pH值直接決定了菸鹼醯胺能滲透多少進入皮膚,中性配方比弱酸性配方提升近兩倍差距──但卻也是建立在削弱角質屏障功能,有礙皮膚天然的酸性皮脂膜的基礎上──長期使用高 pH配方,可能會影響皮膚整體健康,增加肌膚易敏感風險。故配方師在追求更高滲透效率的同時,必須在吸收效果與皮膚屏障健康之間找到平衡。
另外研究觀察到:皮膚微生物能將菸鹼醯胺轉化成菸鹼酸的現象──提醒我們在「高濃度配方+停留型保養品」應用設計上,也可能需將「皮膚微生物組的影響」納入配方設計考量。
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