植物性配方因其「天然、溫和」的形象，近年廣泛應用於個人護理與外用產品，植物性驅蟲產品即為一例。然而，天然成分並不等同於無刺激風險，許多植物精油本身仍可能引起皮膚刺激或不適反應。為因應此類產品的早期安全評估需求，國立臺灣大學生物機電工程學系鄭宗記教授團隊，近期接連在 Biosensors 與 Food and Chemical Toxicology 國際期刊發表兩篇研究，提出以「電容式感測＋人工角質層膜」（electronically artificial stratum corneum, eASC）為核心的非動物測試平台，作為一種可用於評估皮膚刺激性的新穎替代測試方法（NAMs），具備即時、無須指示劑的快速篩檢優勢。
「電容式人工角質層膜」測試平台示意圖 (摘自原文圖示)
方法概念：仿生角質層＋電容感測
研究團隊以羊毛脂（lanolin）為基礎，建構出類似皮膚角質層屏障的脂質膜，作為人工角質層（artificial stratum corneum, aSC）的核心材料，並在其上方整合電容式感測器，即時量測測試物接觸時的介面電容變化。當測試物破壞脂質膜結構、導致屏障完整性下降時，即會反映在介電環境與電容值的改變上。團隊提出以電容變化率（ΔC/Δt 或 dC/dt max）作為快速判別指標，用來區分高、低刺激性配方，由此將傳統偏向終點反應判讀的生物化學測試，轉化為以物理訊號為讀出的篩檢模式。
2025年發表於Biosensors期刊的研究，主要聚焦於平台本身的建立與驗證。研究團隊比較多種候選材料後，確認 lanolin 是在基線穩定性與對刺激物敏感度方面表現最優的仿生膜材料之一，並驗證其在短時間暴露（約7.5分鐘）內，即可對皮膚刺激性物質產生重現且明顯的電容反應。這套方法具有無細胞、無指示劑、快速、再現性高的特點，可作為後續開發皮膚刺激性評估篩選工具的基礎。
進階應用：評估植物性驅蟲產品與去刺激配方
2026 年發表於Food and Chemical Toxicology期刊的研究，進一步將這套平台應用於市售植物性驅蟲產品，探討其對皮膚屏障的影響，以及「去刺激化（de-irritation，即降低配方刺激性）」配方的緩解效果。研究測試多種以植物精油為主成分的外用驅蟲產品，結果顯示，部分標榜「溫和」或「植物配方」的產品仍會導致人工膜顯著的電容變化，反映其仍具屏障破壞性，即具有一定程度的皮膚刺激性。另一方面，研究也測試以氫化蓖麻油（PEG-40 hydrogenated castor oil）形成的膠束（micellar）溶液。結果發現，將高刺激性精油配方經乳化處理後，可明顯降低電容變化幅度。此結果證實乳化處理在製劑設計上具有降低皮膚刺激性的關鍵效果。
綜合兩篇研究，電容式人工角質層平台可作為一種具成本效益、非動物性的皮膚刺激性篩選工具，特別適用於早期產品開發階段，快速識別植物精油或外用配方的潛在刺激性。就NAMs的觀點而言，這種無細胞、仿生屏障型的體外測試方法，在概念上與現有OECD TG 435皮膚腐蝕性試驗：體外膜阻隔試驗法相近；有別於其以穿透屏障所需時間作為判讀終點，此測試平台以電容變化為讀出訊號，提供一種物理性、即時式的皮膚刺激性評估視角。未來有望進一步發展為支援產品研發與安全決策的測試工具。
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編譯：鄭獻仁 副研究員
校稿：鄭宗記 教授 (國立臺灣大學生物機電工程學系)