皮肤是身体最大的器官，是我们内部环境与外界之间的主要界面。其最外层的表皮，尤其是其最外层的角质层（SC），在作为高度有效的渗透屏障方面发挥着至关重要的作用。这种屏障功能对于保持整体健康至关重要，因为它防止身体中水分和电解质等重要物质的流失，同时防止有害环境因素的进入，包括毒物、病原体，乃至局部使用的物质如化妆品成分和药物。因此，理解角质层的结构和功能在化妆品皮肤病学领域中至关重要，因为它直接影响设计用来增强皮肤健康和美学特性的护肤产品的功效。
角质层是一种独特的组织，主要由角质细胞组成，这些细胞是从基底表皮层的角质形成细胞衍生而来的无核、扁平细胞。这些角质细胞嵌入在富含脂质的细胞间域矩阵中，形成一种常被描述为「砖块和砂浆」模式的结构。角质细胞作为「砖块」，富含交联蛋白，提供韧性和结构完整性。在有核表皮层中合成并排出到角质细胞之间空间的细胞间脂质，形成连续的膜双层，作为「砂浆」将结构结合在一起，对屏障功能至关重要。这种高度有序、脂质丰富的环境为大多数试图穿透皮肤的物质创造了一个强大的障碍。
这个表皮屏障的主要功能是调节分子进出皮肤的通道。这种调节对于维持皮肤及整个身体的水分水平至关重要。防止过度的水分流失，称为经皮水分丧失（TEWL），是这个屏障功能的一个关键方面。受损的屏障可能导致角质层脱水，从而导致皮肤干燥、起鳞，并可能加重如敏感肌肤及湿疹等状况。相反，屏障亦防止许多外部物质的吸收，一般来说，这对于防护有害化学物质和刺激物非常有利。然而，这种屏障功能也为旨在于皮肤表面、表皮内部，甚至更深层真皮层发挥效果的活性成分的传递带来了相当大的挑战。
要让化妆品成分发挥效用，通常必须渗透过角质层以达到其目标区域。影响物质能渗透该屏障程度的因素有很多。成分本身的物理化学性质是其渗透能力的关键决定因素。分子量较低（通常低于500道尔顿）的分子往往比较大的分子更容易渗透。溶解度是另一个关键因素；角质层具有亲水（喜水）和亲脂（喜油）成分，具有这些性质之间平衡的成分通常表现出更好的渗透。分子的电荷也会影响其穿过角质层脂质丰富环境的能力。
皮肤屏障的状况也在渗透中起着重要作用。由于环境损害、年龄或某些皮肤状况等因素造成的屏障受损，可能导致渗透性增加。例如，某些清洁剂中含有的强效表面活性剂可能会破坏细胞间脂质，削弱屏障功能并可能增加其他物质的渗透，从而导致刺激。相反，化妆品往往是为了支持和恢复皮肤屏障而配制的，旨在改善皮肤健康。比如，保湿剂通过增加角质层中的水分和/或防止水分流失来起作用。一些保湿成分还可以与角质层的脂质基质相互作用，从而可能改变皮肤的渗透性。
此外，化妆品成分所配制的载体对其渗透性有显著影响。载体包括水、油和乳化剂等成分，会影响活性成分的溶解度以及其从产品中分配到角质层的能力。通常在配方中会加入渗透增强剂，以促进活性成分穿过皮肤屏障。这些增强剂可以通过多种机制起作用，如破坏角质层脂质的结构或增加肌肤中活性成分的溶解度。渗透增强剂的例子包括某些酒精、甘醇和脂肪酸。
新型传送系统也正在开发中，以克服皮肤屏障的限制。这些系统，如脂质体、奈米粒子和微胶囊，旨在包裹活性成分并促进其传递到皮肤的特定层次，可能提高效能并减少全身吸收。这些技术旨在以促进渗透的方式与皮肤互动，同时保持皮肤的完整性。 总之，角质层代表着一个复杂且关键的屏障，保护着人体。然而，它也对化妆品中活性成分的输送构成了重大挑战。深入了解角质层的结构、功能以及影响成分渗透的因素，对于开发能够改善皮肤健康并解决各种美容问题的有效护肤产品至关重要。持续的研究不断探索新的配方和输送系统，以增强有益成分的渗透，同时确保安全并维持这一重要屏障的完整性。