Human skin equivalents are an excellent tool to study the effect of moisturizers on the water distribution in the stratum corneum

Authors


Correspondence: Joke A. Bouwstra, Leiden/Amsterdam Center for Drug Research, PO Box 9502, 2300 RA Leiden, The Netherlands. Tel.: 0031715274208; fax: 0031715274565; e-mail: Bouwstra@chem.leidenuniv.nl

Synopsis

In this study, the mode of action of moisturizers on the level of water in the stratum corneum was studied using cryo-scanning electron microscopy. As model for dry skin, we used human skin equivalents (HSEs) generated at 93% or 60% relative humidity (RH). During the generation of the HSEs, the moisturizers were applied during a period of maximal 2 weeks. In HSEs generated under normal culture conditions (93% RH), application of 10% glycerol or 5% urea formulations resulted in increased water levels. Whereas the 5% urea formulations resulted mainly in the formation of intercellular water domains, after 10% glycerol both swelling of corneocytes and formation of intercellular water domains were noticed. A reduction in RH to 60% during treatment reduced the stratum corneum water levels drastically. Treatment with the non-occlusive lipophilic moisturizer isopropyl isostearate resulted in increased water level in the central part of the stratum corneum compared with the untreated control. Our results show that HSEs can be used as a model to study the water distribution.

Résumé

Dans cette étude, le mode d'action des crèmes hydratantes agissant sur le niveau d'eau dans le stratum corneum a été étudié en utilisant la microscopie électronique à balayage cryo. En tant que modèle pour les peaux sèches, nous avons utilisé les équivalents de peau humaine produits dans une atmosphère à 93% ou 60% d'humidité relative. Lors de la génération des équivalents de peau humaine, les hydratants ont été appliqués au cours d'une période de deux semaines maximum. Dans les peaux humaines reconstituées dans des conditions de culture normales (93% d'humidité relative), l'application de glycérol à10% ou de formulations à 5% d'urée a entraîné une augmentation des niveaux d'eau. Bien que les formulations à 5% d'urée ont principalement conduit à la formation de domaines d'eau intercellulaire, après le traitement à 10% de glycérol on remarque à la fois un gonflement des cornéocytes, et la formation de domaines intercellulaires d'eau. Une réduction de l'humidité relative à 60% au cours du traitement réduit les niveaux d'eau dans le stratum corneum de manière drastique. Le traitement avec le non-occlusif isostéarate d'isopropyle, hydratant lipophile, abouti à des niveaux d'eau augmentés dans la partie centrale de la couche cornée, par rapport au témoin non traité. Nos résultats montrent que les peaux humaines équivalentes peuvent être utilisées comme un modèle pour étudier la distribution de l'eau.

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