本文发表于《中国洗涤用品工业》期刊2026年第2/3期（总第299期），由曾川（云南白药集团上海科技有限公司）、沈向龙（山东福瑞达生物股份有限公司上海分公司）、江飞（上海尧岚生物科技有限公司）、鹿发展（云南白药集团上海科技有限公司）和郭振林（上海赫尔德生物科技有限公司）共同撰写。文章题为“表面活性剂的皮肤刺激性机理与改善策略”，是一篇综述性论文，旨在系统梳理表面活性剂引起皮肤刺激的复杂机制，并基于现有研究提出相应的改善策略，为开发更温和的个人清洁护理产品提供理论依据。

表面活性剂是日化产品（如洗发水、洗面奶）中的核心成分，因其两亲结构而具有增溶、乳化、去污等多种功能。然而，正是这种结构也使其易于引发皮肤刺激问题，成为应用端的主要挑战之一。尽管已有研究提出了多种理论模型（如单体渗透理论、胶束渗透理论、亚胶束渗透理论和“短期基于单体、长期基于皮肤屏障破坏”理论）来解释表面活性剂的刺激性，但由于皮肤生理结构的复杂性和表面活性剂相行为的多样性，这些基于经皮渗透角度的理论仍存在局限性。本文的创新之处在于，从表面活性剂是否“透皮吸收”这一关键节点入手，将刺激机制分为“透皮前”和“透皮后”两大阶段进行阐述，并据此提出针对性的改善方案，逻辑框架清晰，对产品研发具有直接的指导意义。

文章的第一个核心观点是：在透皮吸收发生之前，表面活性剂主要通过破坏角质层的结构完整性来引发刺激。角质层是皮肤的第一道物理屏障，主要由角化细胞（充满角蛋白）和填充其间的细胞间脂质构成。表面活性剂对这两部分均有显著的破坏作用。对于细胞间脂质（主要由神经酰胺、胆固醇和游离脂肪酸以特定比例构成），其破坏机制主要分为“脂质穿插”和“脂质提取”。在临界胶束浓度（CMC）以下，表面活性剂单体以其疏水尾插入脂质双层，扰乱其有序结构；当浓度高于CMC时，形成的胶束能够将脂质分子包裹并提取出来，直接导致屏障脂质流失。研究指出，疏水性在此过程中扮演关键角色，但并非越强越好：强疏水链更易穿插且CMC更低，但疏水基过大会因空间位阻效应反而降低破坏性。例如，使用十二烷基硫酸钠（SDS）处理皮肤后，通过小角X射线衍射（SAXS）观察到，结构更紧密的脂质长周期相层（LPP）会逐渐变得无序或消失，而结构相对松散的短周期相层（SPP）则更为稳定。对于角蛋白，表面活性剂主要通过静电作用和疏水作用导致其变性。在CMC以下，带电的单体亲水基与角蛋白上的带电氨基酸结合，改变其二级结构；达到CMC后，带电的胶束通过与角蛋白的电荷相互作用，以及胶束疏水中心与蛋白疏水区域的结合，共同导致角蛋白三级结构破坏、过度水合，最终使角质细胞肿胀、保湿因子流失、细胞间连接减弱。这些破坏共同削弱了皮肤的屏障功能，为表面活性剂的进一步渗透打开了通道。

文章的第二个核心观点是：当表面活性剂穿透角质层进入活表皮后，其刺激机制转变为对活细胞的直接损伤和引发的炎症免疫反应，危害更为严重。对细胞膜，表面活性剂分子会插入磷脂双分子层，形成局部流动性增高的“脂筏”，随着浓度和时间增加，脂筏会“出芽”并破裂，导致细胞内容物泄漏和细胞死亡。研究特别指出，不同表面活性剂复配体系对细胞膜的破坏往往强于单一体系，原因可能是疏水性不同的组分协同作用于细胞膜的不同区域（亲水表面和疏水中心），或通过降低体系CMC增加胶束对脂质的提取能力。对于链长的影响，研究表明存在一个“适中”原则：无论是亲水基链长还是疏水基链长，其对细胞膜的破坏作用都呈现先增强后减弱的趋势，这同样与分子在细胞膜上的吸附和穿透能力平衡有关。对活细胞内的蛋白质，表面活性剂不仅可直接破坏细胞骨架蛋白（如F-肌动蛋白、α-微管蛋白），降低细胞机械性能，还能通过影响基因表达，下调对皮肤屏障至关重要的紧密连接蛋白，同时上调与炎症、角化相关的基因。这些细胞损伤会触发复杂的炎症级联反应，主要以刺激性接触性皮炎的形式表现。文章以SDS为例详细阐述了这一过程：SDS破坏细胞膜导致内容物（损伤相关模式分子，DAMPs）泄漏，被细胞模式识别受体（如Toll样受体）识别，激活核因子κB（NF-κB）信号通路；同时引起细胞内钙离子（Ca2+）内流，激活钙蛋白酶，导致溶酶体破裂和NLRP3炎症小体组装，最终促进白细胞介素-1β（IL-1β）、IL-1α等促炎细胞因子的成熟与分泌。此外，Ca2+内流还会扰乱线粒体功能产生活性氧（ROS），加剧氧化应激。免疫细胞（如巨噬细胞、树突状细胞、中性粒细胞）也被募集和激活，通过释放趋化因子和细胞因子（如CCL2、IL-1β）进一步放大炎症反应。表面活性剂还能激活感觉神经元上的TRPV1通道，引发神经源性炎症。这一系列事件共同导致了皮肤的红斑、瘙痒、灼热等刺激症状。

基于上述机理分析，文章的第三个核心部分系统性地提出了改善表面活性剂皮肤刺激性的策略，并同样遵循“透皮前”和“透皮后”的逻辑。对于抑制透皮吸收（透皮前策略），主要有三种途径：第一，添加极性脂质。在配方中加入与皮肤亲和性好的极性油脂（如葵花籽油），可以直接补充被表面活性剂破坏或提取的皮肤脂质，形成保护层，从而减轻对角蛋白和脂质的攻击。研究表明，添加1%葵花籽油能使1%月桂醇聚醚硫酸酯钠（SLES）与椰油酰胺丙基甜菜碱（CAPB）复配体系引起的体内刺激减少20%。第二，促进胶束形成。通过复配其他表面活性剂（如将硫酸盐表面活性剂与月桂酰胺丙基甜菜碱LAPB或烷基糖苷复配），可以降低混合体系的CMC，使溶液中更多的表面活性剂以胶束形式存在，减少具有高渗透活性的单体或亚胶束聚集体的浓度，从而降低经皮渗透率。实验证实，随着LAPB比例增加，SDS的经皮渗透率对数线性下降，同时对角质层造成的干燥应力和脂质有序性破坏也更低。第三，添加大分子多糖。引入桃胶、仙人掌提取物（含植物多糖）、改性菊粉、纤维素等大分子物质，可以通过氢键、疏水作用与表面活性剂胶束结合，形成“珍珠项链”状复合物或加固胶束结构。这不仅能增大胶束体积，更能提高胶束的紧密性和稳定性，降低单体分子的迁移能力和活跃度，从而有效减弱其皮肤攻击性。体内拉曼光谱研究显示，添加桃胶和仙人掌提取物后，SDS在人体皮肤角质层中的渗透量和渗透深度均显著降低。

对于已经发生透皮吸收的情况（透皮后策略），改善重点在于抗炎和抗氧化。主要途径包括：第一，添加抗炎抗氧化活性成分。在配方中加入油橄榄、灯盏花、无患子、荸荠等植物提取物，可以通过抑制NF-κB活化、降低促炎细胞因子（如IL-6、PGE2）水平、减轻氧化应激等途径，缓解表面活性剂引发的炎症反应。例如，无患子提取物预处理能显著降低SDS诱导的角质形成细胞模型中IL-6和PGE2的水平。第二，应用新型生物表面活性剂。与传统石油基或化学合成表面活性剂相比，糖脂类生物表面活性剂（如槐糖脂、鼠李糖脂）通常具有更高的安全性和固有的抗炎特性。研究表明，槐糖脂能通过抑制Ca2+内流、ROS产生、COX-2表达和NF-κB核转位等多条通路来抑制炎症信号传导。将槐糖脂与传统表面活性剂复配，可以显著降低体系的刺激性。第三，关注水质硬度。硬水中的钙镁离子会与阴离子表面活性剂形成不溶性盐，增加其在皮肤表面的沉积和残留，从而为经皮渗透创造条件，加剧炎症反应。因此，降低洗涤用水的硬度或使用抗硬水配方也是减轻刺激的有效手段。

本文的学术价值与应用意义十分显著。在理论上，它超越了单一渗透理论的局限，构建了一个从“物理屏障破坏”到“生物炎症响应”的、分阶段的、多维度的表面活性剂皮肤刺激性机制框架，将分子性质、溶液相行为、皮肤生理结构和免疫应答有机地联系起来，为理解这一复杂问题提供了更全面的视角。在应用上，文章提出的改善策略直接对应于不同的刺激阶段和机制，具有明确的指导性和可操作性。例如，“促进胶束形成”和“添加大分子多糖”是针对降低渗透性的配方工程学策略；“添加极性脂质”是模拟和修复皮肤屏障的仿生学策略；“使用糖脂”则是开发新一代温和表面活性剂的绿色生物技术策略。这些策略为化妆品和洗涤用品研发人员设计更安全、更温和的产品配方提供了坚实的科学依据和清晰的技术路径。文章最后也指出，当前研究多基于离体模型，未来需要结合多学科技术，在更接近真实生理环境的条件下，深入探究复杂配方体系中表面活性剂的相行为与刺激性之间的非线性关系，以推动该领域向更精准、更高效的方向发展。