Understanding effects of topical ingredients on electrical measurement of skin hydration

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Abstract

OBJECTIVE:

Methods that assess skin hydration based on changes in its electrical properties are widely used in both cosmetic and medical research. However, the devices themselves often give results which are significantly different to each other. Although some work has previously been carried out to try and understand what these devices are actually reading, it was based on a technique for measuring the devices' responses to filter discs impregnated with different liquids, which could in itself be influencing the measurements. Presented here is a new method for measuring the devices' direct responses to different materials and solutions which removes any other confounding effects, thereby providing a clearer insight into their operation.

METHODS:

The responses of a variety of different liquids and solutions were measured using the Corneometer® and Skicon®. A new method is presented, based on the use of a custom-designed PTFE block to hold the liquids, allowing their measurement without using a filter paper. This method was developed and tested against the existing filter paper-based approach.

RESULTS:

Differences were observed in results between filter paper- and PTFE block-based approach, indicating that the filter paper itself is capable of influencing the measurements and as such is not to be recommended for assessing how different liquids impact on results from the devices. A positive correlation was observed between Corneometer® and Skicon® readings for certain solutions and under certain conditions. A large influence of salt concentration was noted for the Skicon® device with no or minimal impact from the actual water itself, humectants and emollients. Salts, emollients, water and humectants were observed to have an effect on Corneometer® readings.

CONCLUSIONS:

Both the Corneometer® and Skicon® were influenced to different extents by chemicals other than water and therefore cannot be seen purely as measures of skin ‘hydration’. Although there is strong evidence that the devices do correlate with expert assessment of skin dryness, the level of water in the skin is only part of the story when it comes to understanding the benefits of topical moisturizing products applied to the skin. An alternative approach would be to consider skin ‘moisturization’ as a property which is influenced by water, salts and other materials such as humectants and emollients, which is more consistent with how the stratum corneum itself helps to maintain its plasticity and flexibility. In the work presented here, the Corneometer® was more suited to providing a measurement which reflects the impact of multiple different components.

OBJECTIF:

Les méthodes pour évaluer l'hydratation de la peau en fonction de ses propriétés électriques sont largement utilisées dans la recherche cosmétique et médicale. Toutefois, les appareils eux-mêmes donnent souvent des résultats qui sont significativement différents les uns des autres. Bien que certains travaux aient déjà été effectués pour essayer de comprendre ce que ces dispositifs enregistrent effectivement, ces études étaient basées sur une technique pour mesurer les réponses des dispositifs à l'aide de papier-filtre imprégné de différents liquides, ce qui pourrait influencer en lui-même les mesures. Ici est présentée une nouvelle méthode de mesure des réponses directes des appareils à différents matériaux et solutions qui supprime tous les autres effets interférants, offrant une vision plus claire de leur fonctionnement.

METHODES:

Les réponses des différents liquides et solutions ont été mesurées en utilisant le Cornéomètre® et le Skicon®. Une nouvelle méthode utilisant un bloc de PTFE conçu sur mesure pour contenir les liquides et permettant leur mesure sans l'aide d'un papier-filtre est présentée. Cette méthode a été développée et testée par rapport à l'approche actuelle basée sur les papier-filtre.

RESULTATS:

Les résultats indiquent que le papier-filtre lui-même est capable d'influencer les mesures et ne doit donc pas être recommandé pour l'évaluation de la façon dont différents liquides influencent les résultats de ces appareils. Une corrélation positive a été observée entre les lectures au Cornéomètre® et au Skicon® pour certaines solutions. Une grande influence de la concentration en sel a été notée pour le dispositif Skicon®, ou avec un impact minimal ou nul de l'eau, des humectants ou émollients. Les sels, les émollients, l'eau et les humectants par contre modifient les lectures au Cornéomètre®.

CONCLUSION:

Les deux appareils ont été influencés à des degrés divers par des produits chimiques autres que l'eau et leurs données ne peuvent donc pas être considérées uniquement comme des mesures de l'hydratation de la peau. Bien qu'il y ait des preuves solides que les dispositifs sont en corrélation avec l'évaluation d'experts de la sécheresse de la peau, le niveau de l'eau dans la peau est seulement une partie de l'histoire quand on cherche à comprendre les bénéfices des produits hydratants topiques. Une approche alternative serait de considérer “l'Hydratation” de la peau comme une propriété qui est influencée par l'eau, des sels et d'autres matériaux (humectants et émollients), ce qui est plus conforme à la façon dont la couche cornée elle-même contribue à maintenir sa plasticité et la flexibilité. Dans ce travail, le Cornéomètre® était plus adapté à fournir une mesure qui reflète l'impact de plusieurs composants différents.

CONCLUSION:

A novel approach for understanding how different ingredients impact measurements using electrical based skin hydration assessment is presented. Different types of ingredients (salts, water, emollients solutes) have a wide range of influence on different electrical measures. This behavior points towards them being more ‘skin moisturization’ than purely ‘skin hydration’ measurement devices.

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