In vivo barrier challenge and long-term recovery in human facial skin

Synopsis Recently, we developed a biophysical approach to characterize in vivo facial cheek skin as a function of stratum corneum (SC) depth, barrier function and during a 24-h recovery period. The current study extends this work and characterizes the human facial cheek after barrier challenge and, for the first time, facial SC barrier recovery over a 4-week period. Changes in the corneocyte size over the 4-week recovery period, and correlations with changes in Trans-Epidermal Water Loss (TEWL) were monitored. This approach allows complete characterization of SC barrier function after a full biological regeneration of the SC barrier following tape stripping. The structural and compositional changes in facial cheek were investigated using Attenuated Total Reflectance-Fourier Transform Infra Red (ATR-FTIR) spectroscopy, tape stripping, TEWL measurements and image analysis combined with optical microscopy to characterize the SC depth profile during the tape stripping stress and over 4-week recovery period. TEWL increased significantly from baseline after sequential tape stripping. Corneocyte size decreased with successive tape stripping. An inverse direct correlation was determined between TEWL and corneocyte surface area. After 4 weeks, the corneocyte size and TEWL for the facial cheek recovered 100% from the tape stripping procedure. The in vivo ATR-FTIR data demonstrated that lipid and sebum components on the surface of the facial cheek SC recovered within 24 h post tape stripping, whereas protein (Amide II) and water components recovered after 1 week. Resume Recemment, nous avons developpe une approche biophysique pour caracteriser in vivola peau de la joue du visage en fonction de la profondeur du stratum corneum (SC), de la fonction barriere et pendant une periode de recuperation de 24 heures.La presente etude prolonge ce travail et caracterise la joue humaine apres une perturbation de la barriere et, pour la premiere fois, decrit la recuperation de la barriere du SC sur une periode de quatre semaines. Les changements dans la taille des corneocytes au cours de la periode de recuperation de quatre semaines, et les correlations avec les changements de la PIE ont ete evaluees. Cette approche permet une caracterisation complete de la fonction barriere du SC apres une regeneration biologique complete de la couche cornee a la suite d'un arrachage (“stripping”). Les changements structurels et de composition dans la joue du visage ont ete etudies avec la methode de reflectance totale attenuee-Transformee de Fourier Infra-Rouge (ATR-FTIR), avec la methode du “stripping”, par les mesures de PIE, et par l'analyse d'image combinee a la microscopie optique pour caracteriser le profil de profondeur SC au cours de l'arrachage et pendant les quatre semaines de recuperationLa PIE a considerablement augmente entre le debut et apres l'arrachage successif alors que la taille des corneocytesa diminue. Une correlation directe et inverse a ete determinee entre la PIE et la surface des corneocytes. Apres quatre semaines, la taille des corneocytes et la PIE de la joue du visage ont recupere a 100% les valeurs initiales. La ATR-FTIRin vivo a demontre que les composants lipidiques et du sebum sur la surface de la joue ontrecupere dans les 24 heures apres le “stripping” tandis que les composants proteiques (Amide II) et de l'eaun'ont recupere qu'apres une semaine.