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「皮肤芯片」技术又一突破,护肤功效检测进入精准测评时代

来源:泰然健康网 时间:2025年11月24日 13:06

「皮肤芯片」技术又一突破,护肤功效检测进入精准测评时代

撰文/黄居易

排版/黄柏坚

当美妆品牌普遍追求「精准护肤」时,功效评价体系也要求更精准、更科学、更高效。

目前,化妆品的功效评价手段有两类:以细胞、组织为对象的体外评价模型;动物和人体评价模型。「微流控芯片技术」作为一种前沿的技术应用,正慢慢成为迎合这一要求的进阶型化妆品功效体外评价手段。

在功效检测上,「微流控芯片技术」具体的应用表现形式可分为「细胞芯片」和「器官芯片」。

从作用机理来看,由于微流控技术是一种精确控制和操控微尺度流体的技术工艺,当在芯片上构建微通道网络后,通过调节微流控系统的参数,如改变流体的成分、流速、压力等,「细胞芯片」及「器官芯片」可以精准模拟不同病理、生理状态下,皮肤细胞或皮肤类器官的真实状态,从而实现更快更准的检测。

当用于皮肤器官时,「器官芯片」也被称为「皮肤芯片」,不少国际品牌已经尝试运用这一技术。

比如,欧莱雅利用「器官芯片」进行功效和安全性测试——它和中佛罗里达大学合作推出iPSC「器官芯片」,用于开展皮肤修复技术研究;爱茉莉太平洋曾在一篇论文中提到,其用皮肤芯片技术,来研究旗下雪花秀品牌的产品中人参提取物Lymphanax的功效,并发现了一个新的机制:这个人参提取物能促进淋巴管的生成,其机理是通过刺激角质形成细胞分泌VEGF-C来调控的。

国内也有少数企业对此展开研究,博溪检测则是其中的代表之一。

在11月20日中国常熟召开的「精准测评,从芯启航」——微流控细胞与器官芯片检测技术全球发布会上,博溪检测推出具有自主知识产权的CytoPOC®微流控细胞与器官芯片检测技术平台,并依托该平台打造了多款细胞与器官芯片产品及测评技术体系,突破了传统检测方法的局限,实现了该领域精准快速的高通量筛查。

陕西博溪通用检测科技有限公司总经理卢永波表示,不少品牌方会从皮肤机理、创新原料、量化研究数据、功效报告等方面建立起科技创新优势,当中功效评价在新产品开发中扮演重要角色,它可以助力优化成分与配方,增强产品的市场接受度。

但传统的方法无法满足在皮肤复杂功能机制下进行功效检测,因此需要寻找更精准的测评方法。他认为,皮肤功能机制研究应以皮肤细胞、ECM、皮肤微环境为核心,微流控芯片技术则是满足这一条件的创新手段,能实现单一与复杂结构的精准细胞和器官仿真构建,从而更直观、更快速地研究单细胞功能机制、不同细胞间互作机制、3D立体结构功能机制、压力感应与功能机制等。

Part 01

借助微流控芯片技术,推出4款核心产品

博溪检测是一家专注于化妆品安全与功效评价及产品开发服务的科技型企业,依托3D皮肤模型产业化核心技术,建立了全面的体外科学检测体系,覆盖化妆品、口腔护理、头发护理以及婴幼儿产品等品类。

自2014年起,博溪检测就将目光聚焦于组织工程及皮肤类器官领域,致力于护肤品检测新技术、新方法的探索和研发,最终成功研发出中国首个3D皮肤模型并实现产业化,实现了我国类器官检测领域零的突破,成为行业发展中的一座重要里程碑。

凭借多年来在组织工程、类器官、干细胞以及细胞聚合体技术领域的深入研究,博溪检测再有新作。

本次发布会上,依托CytoPOC®微流控细胞与器官芯片检测技术平台,博溪检测共推出3款细胞芯片及1款器官芯片产品:

1、CytoPOC® 细胞毒性测试芯片:提升细胞毒性检测效率的利器

细胞毒性测试芯片整合多样品浓度生成、精准样品暴露、自动化MTT染色及AI数据分析,可使细胞毒性检测效率提升6倍以上,极大缩短了化妆品原料检测周期。

2、CytoPOC® 单细胞分析芯片:突破单细胞检测局限

单细胞分析芯片突破了传统细胞培养体系检测敏感性不足的局限,能够精确地捕捉到单个细胞的一举一动,实现了单个细胞的动态捕获、形态追踪与功能分析,也可进行单细胞阵列化培养,结合AI算法为产品开发与精准测评提供高效技术支撑。

3、CytoPOC® 多细胞共培养芯片:细胞互作研究的重大突破

该芯片采用创新性「界面」设计,能有效满足细胞群体在物理、化学、生物等多层面互作过程的程序可控,突破了传统方法在细胞互作研究上的局限,可进行皮肤相关细胞的图案化共培养、皮肤屏障模型构建,还可进行多细胞间相互作用模式和机制的可视化研究,实现不同生理或病理状态下的细胞组合式培养及功效测评应用。

4、CytoPOC® 皮肤类器官芯片:攻克皮肤类器官精准发育与规模化生产等关键技术

采用阵列化细胞捕获微阱结构以及4D时序控制培养专利技术,CytoPOC®皮肤类器官芯片实现了对多种皮肤类器官的精准发育控制。配合集成化检测技术,可实现多维指标的原位与离位检测分析,进行原料及产品的高通量筛查及功效研究。

相较于传统功效测评手段,由于微流控芯片技术具备独特优势——可以直观地观察功效添加剂对细胞生长形态的影响,快速测定与功效检测相关的靶位点,「皮肤芯片」一方面能够实现对细胞生长的精细调控,精确模拟体内细胞生长的三维微环境,构建功能更加全面和复杂的微流控「类器官」模型;另一方面具有高通量筛选能力和针对不同细胞间反应信号的快速反馈机制,从而有效缩短化妆品研发和测试的周期。

对此,陕西闪验生物科技有限公司总经理刘阿静认为,在精准测评中,基于细胞的芯片技术展示了其在精确评估细胞组织和器官功能上的优势。但传统的芯片技术,存在局限性,而微流控芯片以其高面积比和微小特性,成为化妆品安全性和功效性测评的理想工具,在提高实验精度、加速研究进程及降低成本方面展现出巨大潜力。

具体来看,微流控芯片是将芯片技术在接近细胞尺寸的微粒实体下进行实验,利用微流体、材料科学、精细加工及信号检测技术,达到前所未有的生理相关性和实验兼容性。通过结合新的技术方案和仿真模拟,微流控技术为皮肤芯片的应用提供了更为广泛的场景和更高的实验可能性。

整体来看,CytoPOC®微流控细胞与器官芯片检测技术平台,具有成本低、培养周期短等优势,它能够加速化妆品测评与研发周期,为精准护肤产品开发提供高效的解决方案。

Part 02

美白和抗皱功效检测,又快又准

一项新技术发布之后,最重要的是能够找到相应的落地场景。

博溪检测将测评应用方向,聚焦在美白和抗皱这两大消费者关注的核心功效上,成功开发了一系列创新性的检测模型和方法。

CytoPOC®黑素全层皮肤类器官芯片,作为一款极具创新性的美白功效评测模型,能够进行黑素全层皮肤类器官的精准发育控制,弥补了传统美白功效检测手段的单一化,可实现组织、细胞、分子等多维度检测指标的精准分析,单芯片培养4h后即可进行功效检测,3s内高通量细胞分析,显著提升了检测效率。

博溪器官芯片与体外科学研究院副院长陆星博士称,对于美白,消费者追求的不仅是表面的改变,而是从内部改善皮肤健康,因此行业内通常会聚焦肤色调节,比如通过调整色素细胞来实现美白,但面临的一个主要挑战是,当前的研究和产品开发更多集中在一种特定机制上,忽略了其他同样重要的调节因素。

她认为,美白尤其是精准美白,需要对不同场景下的色沉及美白机制进行深入研究。借助皮肤芯片,可在美白产品开发中,通过量化分析可评估单一成分如烟酰胺的美白效果,还可以快速搭配不同材料来提升美白产品功效,以实现个性化和高功效的美白解决方案。

在抗皱功效方面,CytoPOC®真皮类器官芯片可以快速构建真皮皮肤模型,模拟人体皮肤环境中细胞所受到的流体作用。

与传统检测仅仅基于单一成纤维细胞不同,它构建的ECM-成纤维细胞间的理化环境能够更加精准的预测皮肤动态变化。同时搭载自主设计的阵列化细胞捕获微阱结构与4D时序控制培养技术,结合AI算法,能够实时动态检测细胞间的相互作用,进行高通量、多维度抗皱功效评测。

佰鸿集团创新原料科学传播官崔本文博士对此表示,更精准、更全面的紧致抗皱(抗衰)检测,需要从多细胞相互作用、皮肤衰老单细胞异质性、3D细胞外基质结构三个维度进行全面检测,皮肤芯片能够很好地满足这一条件:单细胞分析芯片能集中关注到单细胞(将单个细胞固定在芯片上),多细胞共培养芯片则能模拟和展示多细胞的群体状态。

Part 03

微流控芯片技术,赋能精准测评和精准开发

本场发布会上,这些创新的检测模型和方法,一方面为化妆品精准开发提供了有力支持,另一方面也引起了行业专家的高度关注。

围绕「创新型精准测评对化妆品开发的价值」这一话题,由博溪检测总经理卢永波担任主持人,与科技部「973 计划」与重点项目首席科学家、长江学者特聘教授金岩,美国体外科学研究院高级科学家张全顺教授、北京工商大学轻工科学与工程学院化妆品系赵华教授,中国人生科学学会营养健康专委会理事长李琼教授共同展开了深入探讨。

专家们一致认为,微流控芯片技术在精准评测领域具有巨大的潜力和深远的影响,它与光学平台、AI算法的深度融合,将为科学评测和产品开发带来前所未有的突破性变革,有望推动整个化妆品行业的技术升级。

此外,在本次发布会上,还举办了业内首个基于微流控芯片检测技术的团体标准研讨会。会议聚焦于《化妆品抗皱功效评价——基于微流控真皮类器官芯片的I型胶原与SA-β-Gal含量测定》这一关键标准的研讨,推动了微流控芯片技术的标准化进程及行业应用。

总的来说,作为体外科学与精准测评的领导者,博溪检测专注于器官发育与组织修复研究,以系列化细胞及细胞芯片技术平台、系列化类器官及器官芯片技术平台、检测与智能分析平台为三大支撑,打造了化妆品一站式科技服务平台,涵盖科学测评和科研定制服务两大核心业务,为行业持续提供丰富的定制化研究和精准解决方案。

正如博溪技术创新中心部长邢鑫博士所言,化妆品行业经历了从1.0到2.0的转变,迈进3.0阶段,消费者对护肤品成分与功效的关注日益增加,推动了精准护肤时代的到来。此变革对高精准检测提出需求,促使化妆品行业探索2D细胞研究、3D皮肤模型及细胞器官芯片等关键技术。

在此之下,博溪检测通过与国际领先技术平台合作,开发出高效研发与检测方法,满足化妆品科学测评及定制服务需求,最终目标是利用精准科研,提升产品效能认知,为全球化妆品科技创新提供支撑。

活动预告:春雷社2024化妆品开发者大会暨第二届产品经理节

时间:12月26-27日

地点:杭州

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