Infrared spectroscopy of the skin: influencing the stratum corneum with cosmetic products
Authors: Prasch  , Knübel  , Schmidt‐Fonk  , Ortanderl  , Nieveler  , Förster  
Published: March 2003

Synopsis

The stratum corneum is the outermost layer of the skin and, as such, represents the decisive barrier between the body and the environment. The combination of horny cells and lamellar lipid layers prevents water loss from the body and protects it against penetration by exogenous substances. For selective investigation of the thin outermost stratum corneum layer ATR‐FTIR (attenuated total reflection Fourier transform infrared) spectroscopy has proved itself in practice. It provides information about the sebum content, type of fatty substances, water content and degree of order of the lamellar lipid film in the stratum corneum. Different types of skin (dry, normal and greasy) differ mainly in their sebum content but also in the composition of their fats and the degree of order of their lipids. A comparison with model lipid mixtures shows that the stratum corneum lipids are mainly present in a fixed gel form under physiological conditions.

In cleansing processes a large part of the sebum is removed from the skin. The skin reacts to the defatting process by the rapid secretion of sebum. After cleansing with a mild face cleansing emulsion the re‐achievement of the same fat status takes longer than with a surfactant shower gel.

Skin creams cause alterations to the skin moisture and in the degree of order of the stratum corneum lipids. A lamellar cream with a structure similar to that of the stratum corneum lipids increases the degree of order of the alkyl chains of the skin lipid film (biomimetic principle), whereas a conventional w/o cream reduces this degree of order. Skin moisture increases after the use of the creams.

Résumé

La couche cornée est la couche la plus externe de la peau et, en tant que telle, représente la barrière décisive entre le corps et l’environnement. L’association de cellules cornées et de couches de lipides lamellaires prévient la perte de l’eau du corps et le protège contre la pénétration des substances exogènes. L’examen sélectif de la fine couche cornée la plus externe par la spectroscopie par FTIR‐ATR (Infrarouge à transformée de Fourier à réflexion totale atténuée) a fait ses preuves dans la pratique. Cette technique fournit des informations sur la teneur en sébum, du type de substances grasses, sur la teneur en eau et le degré d’ordre du film lipidique lamellaire de la couche cornée. Les différents types de peau (sèche, normale et grasse) diffèrent principalement par leurs teneurs en sébum mais aussi par la composition de leurs graisses et le degré d’ordre de leurs lipides. Une comparaison avec des modèles de mélanges lipidiques montre que les lipides de la couche cornée sont principalement présents sous forme fixe de gel dans les conditions physiologiques.

Dans l’action de nettoyage une grande partie du sébum est éliminée de la peau. La peau réagit au processus de dégraissage par une sécrétion rapide de sébum. Après le nettoyage avec une émulsion douce pour le visage la reconstitution du même état graisseux prend plus de temps qu’avec un gel douche aux tensioactifs.

Les crêmes pour la peau causent des altérations à l’hydratation de la peau et dans le degré d’ordre des lipides de la couche cornée. Une crême lamellaire avec une structure similaire à celle des lipides de la couche cornée augmente le degré d’ordre des chaînes alkyliques du film lipidique de la peau (principe biomimétique), tandis qu’une crème eau/huile classique réduit ce degré d’ordre. L’hydratation de la peau augmente après l’usage de crêmes.