皮膚是身體最大的器官，是我們內部環境與外界之間的主要界面。其最外層的表皮，尤其是其最外層的角質層（SC），在作為高度有效的滲透屏障方面發揮著至關重要的作用。這種屏障功能對於保持整體健康至關重要，因為它防止身體中水分和電解質等重要物質的流失，同時防止有害環境因素的進入，包括毒物、病原體，乃至局部使用的物質如化妝品成分和藥物。因此，理解角質層的結構和功能在化妝品皮膚病學領域中至關重要，因為它直接影響設計用來增強皮膚健康和美學特性的護膚產品的功效。
角質層是一種獨特的組織，主要由角質細胞組成，這些細胞是從基底表皮層的角質形成細胞衍生而來的無核、扁平細胞。這些角質細胞嵌入在富含脂質的細胞間域矩陣中，形成一種常被描述為「磚塊和砂漿」模式的結構。角質細胞作為「磚塊」，富含交聯蛋白，提供韌性和結構完整性。在有核表皮層中合成並排出到角質細胞之間空間的細胞間脂質，形成連續的膜雙層，作為「砂漿」將結構結合在一起，對屏障功能至關重要。這種高度有序、脂質豐富的環境為大多數試圖穿透皮膚的物質創造了一個強大的障礙。
這個表皮屏障的主要功能是調節分子進出皮膚的通道。這種調節對於維持皮膚及整個身體的水分水平至關重要。防止過度的水分流失，稱為經皮水分喪失（TEWL），是這個屏障功能的一個關鍵方面。受損的屏障可能導致角質層脫水，從而導致皮膚乾燥、起鱗，並可能加重如敏感肌膚及濕疹等狀況。相反，屏障亦防止許多外部物質的吸收，一般來說，這對於防護有害化學物質和刺激物非常有利。然而，這種屏障功能也為旨在於皮膚表面、表皮內部，甚至更深層真皮層發揮效果的活性成分的傳遞帶來了相當大的挑戰。
要讓化妝品成分發揮效用，通常必須滲透過角質層以達到其目標區域。影響物質能滲透該屏障程度的因素有很多。成分本身的物理化學性質是其滲透能力的關鍵決定因素。分子量較低（通常低於500道爾頓）的分子往往比較大的分子更容易滲透。溶解度是另一個關鍵因素；角質層具有親水（喜水）和親脂（喜油）成分，具有這些性質之間平衡的成分通常表現出更好的滲透。分子的電荷也會影響其穿過角質層脂質豐富環境的能力。
皮膚屏障的狀況也在滲透中起著重要作用。由於環境損害、年齡或某些皮膚狀況等因素造成的屏障受損，可能導致滲透性增加。例如，某些清潔劑中含有的強效表面活性劑可能會破壞細胞間脂質，削弱屏障功能並可能增加其他物質的滲透，從而導致刺激。相反，化妝品往往是為了支持和恢復皮膚屏障而配製的，旨在改善皮膚健康。比如，保濕劑通過增加角質層中的水分和/或防止水分流失來起作用。一些保濕成分還可以與角質層的脂質基質相互作用，從而可能改變皮膚的滲透性。
此外，化妝品成分所配製的載體對其滲透性有顯著影響。載體包括水、油和乳化劑等成分，會影響活性成分的溶解度以及其從產品中分配到角質層的能力。通常在配方中會加入滲透增強劑，以促進活性成分穿過皮膚屏障。這些增強劑可以通過多種機制起作用，如破壞角質層脂質的結構或增加肌膚中活性成分的溶解度。滲透增強劑的例子包括某些酒精、甘醇和脂肪酸。
新型傳送系統也正在開發中，以克服皮膚屏障的限制。這些系統，如脂質體、奈米粒子和微膠囊，旨在包裹活性成分並促進其傳遞到皮膚的特定層次，可能提高效能並減少全身吸收。這些技術旨在以促進滲透的方式與皮膚互動，同時保持皮膚的完整性。 總之，角質層代表著一個複雜且關鍵的屏障，保護著人體。然而，它也對化妝品中活性成分的輸送構成了重大挑戰。深入了解角質層的結構、功能以及影響成分滲透的因素，對於開發能夠改善皮膚健康並解決各種美容問題的有效護膚產品至關重要。持續的研究不斷探索新的配方和輸送系統，以增強有益成分的滲透，同時確保安全並維持這一重要屏障的完整性。