Effects of 1,3-propanediol associated, or not, with butylene glycol and/or glycerol on skin hydration and skin barrier function

Int J Cosmet Sci. 2024 Feb;46(1):85-95. doi: 10.1111/ics.12911. Epub 2023 Oct 6.

Abstract

Objective: This study aimed to assess the effect of 1,3-propanediol at different concentrations (5%, 10%, or 15%), either applied alone or in combination with butylene glycol (BG) (5%) and/or glycerol (5%), on skin hydration and skin barrier function. The measurements were conducted using capacitance to determine skin hydration and trans epidermal water loss (TEWL) rates to evaluate skin barrier function.

Methods: A total of 30 healthy female subjects participated in the study. Capacitance and TEWL measurements were conducted at multiple time points, including before application and at 15 min, 2 and 8 h after the humectants were applied to the forearms of the subjects. All the subjects provided written informed consent.

Results: The 1,3-propanediol in all concentrations and in all combinations (with BG and/or glycerol) increased skin hydration and improved skin barrier function 15 min, 2 and 8 h after application. Glycerol increased the hydration performance of 1,3-propanediol. The application of 1,3-propanediol at a concentration of 15%, either alone or in combination with other humectants, reduced the TEWL to a greater extent than lower concentrations of 1,3-propanediol. Furthermore, the addition of glycerol to 1,3-propanediol 15% improved the skin barrier and reduced TEWL when compared with 1,3-propanediol alone and with the combination of 1,3-propanediol + BG.

Conclusion: The humectants significantly improved skin hydration and reduced TEWL throughout the 8-h time course. The increase in 1,3-propanediol concentration, as well as its combination with glycerol, provided a greater benefit to the skin, improving both hydration and the skin barrier function.

Objectif: Cette étude visait à évaluer l’effet sur l’hydratation de la peau et la fonction de barrière cutanée du 1,3-propanediol à différentes concentrations (5 %, 10 % ou 15 %), appliqué seul ou en association avec du butylène glycol (5 %) et/ou du glycérol (5 %). Les mesures ont été effectuées à l’aide de la capacitance pour déterminer l’hydratation de la peau et les taux de perte d’eau transépidermique (Trans Epidermal Water Loss, TEWL) pour évaluer la fonction de barrière cutanée. MÉTHODES: Au total, 30 sujets de sexe féminin en bonne santé ont participé à l’étude. Les mesures de la capacitance et de la TEWL ont été effectuées à plusieurs moments, y compris avant l’application, 15 minutes, 2 heures et 8 heures après l’application des produits humectant sur les avant-bras des sujets. Tous les sujets ont fourni un consentement éclairé écrit. RÉSULTATS: Le 1,3-propanediol, à toutes les concentrations et dans toutes les associations (avec le butylène glycol et/ou le glycérol), a augmenté l’hydratation de la peau et amélioré la fonction de barrière cutanée à 15 minutes, 2 heures et 8 heures après l’application. Le glycérol a augmenté les performances d’hydratation du 1,3-propanediol. L’application de 1,3-propanediol à une concentration de 15 %, seul ou en association avec d’autres produits humectant, a réduit la TEWL dans une plus grande mesure que des concentrations inférieures de 1,3-propanediol. En outre, l’ajout de glycérol au 1,3-propanediol 15 % a amélioré la barrière cutanée et réduit la TEWL par rapport au 1,3-propanediol seul et à l’association 1,3-propanediol + butylène glycol.

Conclusion: Les produits humectant ont significativement amélioré l’hydratation de la peau et réduit la TEWL tout au long des 8 heures. L’augmentation de la concentration de 1,3-propanediol, ainsi que son association avec le glycérol, ont apporté un plus grand bénéfice à la peau, améliorant à la fois l’hydratation et la fonction de barrière cutanée.

Keywords: TEWL; capacitance; humectant; skin barrier function; skin hydration.

MeSH terms

  • Butylene Glycols / metabolism
  • Butylene Glycols / pharmacology
  • Female
  • Glycerol* / metabolism
  • Glycerol* / pharmacology
  • Humans
  • Hygroscopic Agents* / pharmacology
  • Propylene Glycol / metabolism
  • Propylene Glycol / pharmacology
  • Propylene Glycols*
  • Skin
  • Water / metabolism
  • Water Loss, Insensible

Substances

  • Glycerol
  • 1,3-propanediol
  • Hygroscopic Agents
  • Water
  • Propylene Glycol
  • Butylene Glycols
  • Propylene Glycols