밀폐형 보습 성분은 수분 증발을 어떻게 줄이는가: 피부 표면막과 수분 이동의 관계

밀폐형 보습 성분이 피부 표면에 막을 형성해 수분 증발을 줄이는 원리를 petrolatum을 중심으로 살펴보고, 습윤제와의 차이와 TEWL 연구 결과를 함께 설명합니다.

보습제를 발랐을 때 피부가 촉촉해지는 방법은 한 가지가 아닙니다.

앞선 글에서는 글리세린 같은 습윤제(humectant)가 물과 상호작용해 각질층이 수분을 보유하는 환경을 바꾸는 원리를 살펴봤습니다.

이번에는 다른 방식으로 작동하는 보습 성분을 보겠습니다.

바로 밀폐형 보습 성분(occlusive ingredients)입니다.

밀폐형 성분은 피부 안으로 물을 새로 넣는 것보다, 이미 피부에 존재하는 물이 바깥으로 빠져나가는 속도를 줄이는 데 더 가깝게 작용합니다.

쉽게 비유하면 습윤제가 물을 붙잡는 스펀지에 가깝다면, 밀폐형 성분은 물이 너무 빨리 증발하지 않도록 표면을 덮는 얇은 덮개에 가깝습니다.

하지만 실제 피부에서는 완전히 밀봉하는 비닐막처럼 작동하는 것은 아닙니다.

성분의 종류와 제형에 따라 수증기가 통과하는 정도가 달라지기 때문에, ‘밀폐’라는 말을 절대적인 차단으로 이해하면 안 됩니다.

피부에서는 물이 계속 바깥쪽으로 이동합니다

피부 안쪽에는 수분이 풍부하고 외부 공기는 상대적으로 건조한 경우가 많습니다.

이 차이 때문에 물은 피부 깊은 층에서 각질층을 거쳐 피부 표면 방향으로 이동합니다.

그리고 일부는 결국 공기 중으로 증발합니다.

이렇게 눈에 보이는 땀이 아니더라도 피부를 통해 지속적으로 빠져나가는 수분 이동을 평가하는 대표적인 지표가 경피수분손실(TEWL)입니다.

TEWL이 높다는 것은 측정 조건에서 피부 표면을 통해 빠져나가는 수증기의 양이 상대적으로 많다는 뜻입니다.

다만 TEWL은 피부 장벽 구조만으로 결정되지 않습니다.

피부 온도, 주변 온도와 습도, 측정 부위와 측정 장비 등의 영향도 받을 수 있습니다.

따라서 밀폐형 성분이 TEWL을 낮췄다는 것은 해당 조건에서 피부 표면을 통한 수분 증발이 감소했다는 의미로 해석해야 합니다.

피부 표면에 막이 생기면 왜 물이 덜 빠져나갈까요

물은 농도와 수증기 압력의 차이가 있는 방향으로 이동하려는 성질이 있습니다.

피부 표면과 외부 공기 사이에 아무런 방해가 없다면 피부에서 나온 수증기는 비교적 쉽게 공기 중으로 이동할 수 있습니다.

그런데 피부 표면에 물이 잘 통과하지 않는 물질이 형성되면 이 이동에 저항이 생깁니다.

이때 피부 안에서 바깥으로 이동하던 수증기의 일부가 표면에서 더 천천히 빠져나가게 됩니다.

결과적으로 각질층 내부에 머무르는 수분량이 증가할 수 있습니다.

즉,

피부 내부 수분 → 각질층 → 피부 표면 → 외부 공기

로 이어지는 이동 경로 중 마지막 단계에 추가적인 저항을 만드는 것이 밀폐형 보습 성분의 핵심입니다.

대표적인 밀폐 성분이 petrolatum입니다

밀폐형 보습 성분을 설명할 때 가장 많이 연구된 물질 가운데 하나가 petrolatum입니다.

Petrolatum은 여러 탄화수소가 섞인 반고형 물질로 피부 표면에 잘 퍼지고 비교적 지속적인 막을 형성할 수 있습니다.

이 막은 수증기의 이동을 완전히 차단하지는 않지만 상당히 줄일 수 있습니다.

1992년 사람 피부를 이용한 연구에서는 petrolatum이 단순히 피부 위에만 남는 것이 아니라 각질층의 상부 세포간 공간에도 일부 존재할 수 있다는 결과가 관찰됐습니다.

연구진은 petrolatum의 작용을 단순한 ‘표면 덮개’만으로 설명하기보다 각질층 상부 구조와의 상호작용까지 포함해서 해석했습니다.

따라서 petrolatum은 대표적인 occlusive이지만, 작동 위치가 피부 표면에만 한정된다고 단순화할 필요는 없습니다.

사람 피부에서는 실제로 수분 손실이 감소했습니다

밀폐 효과를 확인하는 가장 직접적인 방법 중 하나는 TEWL을 측정하는 것입니다.

1992년 사람 피부 연구에서는 여러 보습 제품의 피부 수분 증가와 occlusion 정도를 비교했습니다.

Petrolatum을 피부에 적용했을 때 피부에서 빠져나가는 수분이 약 절반 정도 감소했으며, 비교한 다른 크림에서는 감소폭이 더 작았습니다.

이 연구는 petrolatum이 강한 밀폐 특성을 가진다는 점을 보여줍니다.

하지만 여기서 ‘petrolatum은 언제나 TEWL을 정확히 50% 줄인다’고 받아들이면 안 됩니다.

실제 감소 정도는 바르는 양, 피부 상태, 적용 시간, 환경 습도와 온도, 측정 방법 등에 따라 달라질 수 있기 때문입니다.

중요한 것은 고정된 숫자가 아니라 petrolatum이 사람 피부에서 수증기 이동에 상당한 저항을 만들 수 있다는 방향성입니다.

수분 증발을 줄이면 각질층 수분도 증가할 수 있습니다

밀폐형 성분은 물을 직접 공급하지 않더라도 각질층 수분량을 증가시킬 수 있습니다.

처음에는 조금 이상하게 들릴 수 있습니다.

하지만 피부 안쪽에서는 계속 물이 바깥 방향으로 이동하고 있습니다.

이때 표면에서 증발하는 속도가 느려지면 이전보다 많은 물이 각질층에 머무를 수 있습니다.

따라서

수분 증발 감소 → 각질층에 머무르는 물 증가 → 피부 수분 측정값 증가 가능

이라는 흐름이 만들어질 수 있습니다.

2014년 건강한 여성 26명의 팔 피부에서 petrolatum과 여러 silicone 성분을 비교한 연구에서도 petrolatum은 적용 후 TEWL을 감소시키고 피부 수분량을 4시간 이상 증가시켰습니다.

반면 연구에서 사용한 일반적인 silicone 성분들은 petrolatum과 같은 정도의 밀폐 효과를 보이지 않았습니다.

이 결과는 ‘피부 위에 막처럼 느껴지는 성분은 모두 같은 occlusive’라고 생각해서는 안 된다는 점을 보여줍니다.

silicone이라고 모두 강한 밀폐제인 것은 아닙니다

화장품에서는 dimethicone을 비롯한 silicone 계열 성분도 자주 사용됩니다.

촉감이 매끄럽고 피부 위에 얇은 막을 형성하기 때문에 petrolatum과 비슷한 밀폐 성분처럼 생각하기 쉽습니다.

하지만 실제 수증기 투과성은 다를 수 있습니다.

앞서 언급한 사람 대상 연구에서는 세 종류의 silicone 성분과 petrolatum을 비교했습니다.

Petrolatum은 뚜렷하게 TEWL을 감소시켰지만 실험에 사용된 silicone 성분들은 untreated skin과 비교했을 때 지속적인 TEWL 감소가 뚜렷하지 않았습니다.

즉,

막을 형성한다 = 수증기를 강하게 차단한다

는 같은 의미가 아닙니다.

각 물질의 화학적 구조와 형성되는 막의 수증기 투과성이 다르기 때문입니다.

따라서 화장품 성분을 ‘밀폐제’라는 하나의 범주로 묶더라도 실제 occlusivity의 강도는 서로 다를 수 있습니다.

petrolatum과 glycerol을 함께 사용하면 역할이 어떻게 달라질까요

보습제에서는 하나의 성분만 사용하는 경우보다 서로 다른 작동 방식을 가진 성분을 함께 조합하는 경우가 많습니다.

2019년에 발표된 무작위 이중맹검 교차 연구에서는 건조한 피부를 가진 건강한 지원자 51명을 대상으로 glycerol과 petrolatum의 역할을 비교했습니다.

연구에서는 완성된 emollient, vehicle, vehicle에 glycerol을 더한 조건, petrolatum을 더한 조건을 각각 비교하고 TEWL과 피부 수분을 12시간 동안 측정했습니다.

결과를 보면 petrolatum은 주로 TEWL 감소, 즉 피부 장벽을 통한 수분 손실 감소와 연결됐습니다.

반면 glycerol은 주로 corneometry로 측정한 피부 수분 증가와 연결됐습니다.

이 연구는 습윤제와 밀폐제가 왜 다른 이름으로 구분되는지를 실제 사람 피부에서 보여주는 좋은 예입니다.

즉,

glycerol → 물을 보유하는 환경 증가

petrolatum → 물이 빠져나가는 경로에 저항 증가

라는 서로 다른 기능이 함께 작동할 수 있습니다.

밀폐 성분과 습윤제를 함께 쓰는 이유가 여기 있습니다

피부 수분을 하나의 욕조라고 생각해보겠습니다.

습윤제는 욕조 안에서 물이 머물기 좋은 환경을 만드는 역할에 가깝습니다.

밀폐 성분은 배수구를 완전히 막지는 않지만 물이 너무 빨리 빠지는 것을 늦추는 역할에 가깝습니다.

둘을 함께 사용하면

물을 잡아두는 능력 + 빠져나가는 물을 줄이는 능력

을 동시에 활용할 수 있습니다.

실제 보습제에는 이런 이유로 glycerol 같은 humectant와 petrolatum, mineral oil 등 occlusive 성분이 함께 들어가는 경우가 많습니다.

다만 완성된 제품의 보습 성능은 개별 성분의 단순 합으로만 결정되지 않습니다.

각 성분의 농도, 유화 구조, 물과 기름의 비율, 제품이 피부에 퍼지는 방식과 남는 정도가 모두 영향을 줍니다.

그렇다면 밀폐 효과가 강할수록 항상 좋은 걸까요

수분 증발만 생각하면 강한 밀폐가 유리해 보일 수 있습니다.

하지만 화장품은 TEWL 숫자 하나만을 위해 사용하는 것이 아닙니다.

사용감도 중요합니다.

Petrolatum처럼 밀폐력이 높은 성분은 끈적이거나 무겁게 느껴질 수 있습니다.

또 피부 상태와 사용하는 부위에 따라 원하는 밀폐 수준도 다를 수 있습니다.

예를 들어 매우 건조한 피부에서는 강한 occlusive가 유용할 수 있지만, 가벼운 보습감을 원하는 상황에서는 같은 제형을 불편하게 느낄 수 있습니다.

따라서

밀폐력이 강하다 = 모든 피부와 모든 상황에서 더 좋은 보습제

라고 말할 수는 없습니다.

보습제는 피부 상태와 환경, 사용감까지 함께 고려해야 합니다.

손상된 피부를 밀폐하면 장벽 회복이 방해되지 않을까요

이 질문도 오래전부터 연구되어 왔습니다.

피부가 손상되면 장벽을 회복하기 위해 여러 생리적 반응이 시작됩니다.

그런데 피부 표면을 덮어 TEWL을 인위적으로 낮추면 피부가 장벽 손상을 감지하지 못해 회복이 늦어지는 것이 아닐까 하는 가설이 있었습니다.

1996년 사람 피부 연구에서는 SLS 또는 반복적인 tape stripping으로 장벽을 손상시킨 뒤 여러 형태의 occlusion을 적용하고 1주일 동안 TEWL을 추적했습니다.

연구 결과 사람 피부에서는 일반적인 occlusion이 장벽 회복을 유의하게 지연시키지 않았습니다.

다만 특정 접착성 드레싱 조건에서는 tape-stripped skin의 TEWL이 높은 상태로 유지됐는데, 연구진은 드레싱을 반복적으로 교체하면서 새로 형성된 각질층이 물리적으로 손상됐을 가능성을 제시했습니다.

이 결과는

occlusion = 장벽 회복 억제

라고 단순하게 말할 수 없다는 것을 보여줍니다.

피부 수분량과 피부 장벽 기능은 또다시 구분해야 합니다

보습 연구에서 반복해서 등장하는 중요한 원칙이 있습니다.

피부 수분량과 TEWL은 같은 지표가 아닙니다.

밀폐제를 바르면 수분 증발이 줄면서 각질층 수분이 증가할 수 있습니다.

하지만 각질층 수분량이 증가했다는 사실만으로 세라마이드·콜레스테롤·유리지방산의 배열이 모두 정상화됐다고 판단할 수는 없습니다.

반대로 TEWL이 일시적으로 감소했다고 해서 손상된 피부 장벽의 구조가 모두 회복됐다고 말할 수도 없습니다.

특히 petrolatum은 표면에서 수증기 이동 자체를 물리적으로 줄일 수 있습니다.

따라서 제품이 피부에 남아 있는 상태에서 TEWL이 낮게 측정됐다면

실제 생물학적인 장벽 회복

과

제품막에 의한 물리적인 수분 손실 감소

를 구분해서 해석해야 합니다.

이 차이를 이해하는 것이 보습 연구를 읽을 때 매우 중요합니다.

최근 사람 연구에서도 petrolatum의 밀폐 특성이 확인됐습니다

2025년 건강한 성인 54명을 대상으로 extra virgin olive oil과 petrolatum을 비교한 무작위 임상시험에서도 petrolatum은 각질층 수분량을 증가시키고 TEWL을 감소시켰습니다.

두 물질 모두 일부 피부 지표를 변화시켰지만 petrolatum에서 TEWL 감소가 관찰되어 상대적으로 강한 occlusive 특성이 다시 확인됐습니다.

다만 이 연구도 건강한 성인의 팔 피부에 특정 양과 조건으로 제품을 적용한 결과입니다.

얼굴 피부, 매우 건조한 피부 또는 다른 피부 상태에서 동일한 변화 폭이 나타난다고 단정할 수는 없습니다.

이처럼 사람 대상 연구에서는 반복적으로 petrolatum의 밀폐 특성이 확인되지만, 연구의 숫자를 모든 제품과 피부에 그대로 적용하는 것은 적절하지 않습니다.

‘피부를 숨 쉬지 못하게 한다’는 표현은 정확할까요

밀폐형 성분을 설명할 때 “피부가 숨을 못 쉰다”는 표현이 사용되기도 합니다.

하지만 피부는 폐처럼 공기 중 산소를 들이마셔 호흡하는 기관이 아닙니다.

피부세포도 산소가 필요하지만 대부분은 혈액순환을 통해 공급받습니다.

따라서 petrolatum이 피부 표면에 막을 형성한다고 해서 피부가 공기 호흡을 하지 못하게 된다고 설명하는 것은 생리적으로 정확하지 않습니다.

밀폐 성분이 실제로 크게 바꾸는 것은 주로 피부 표면을 통한 수증기 이동 환경입니다.

즉, ‘숨을 막는다’보다

피부와 외부 공기 사이의 수분 이동에 저항을 만든다

고 표현하는 것이 더 정확합니다.

밀폐 성분을 바르면 피부 안에 물이 끝없이 쌓일까요

그렇지 않습니다.

Petrolatum도 완벽한 불투과성 막은 아닙니다.

수증기의 이동을 상당히 줄일 수 있지만 완전히 차단하지는 않습니다.

또 피부에서는 수분 이동뿐 아니라 혈류, 발한, 환경 온도와 습도 등 다양한 생리적 조절이 계속 일어납니다.

따라서 occlusive를 바른다고 각질층 안에 물이 계속 무한히 쌓이는 것은 아닙니다.

일정 시간이 지나면 새로운 수분 균형이 형성됩니다.

이것이 ‘밀폐형’이라는 말을 ‘완전 밀봉’과 구분해야 하는 이유입니다.

건조한 환경에서는 밀폐 성분의 의미가 더 커질 수 있습니다

주변 상대습도가 낮으면 피부 표면과 외부 공기 사이의 수증기 압력 차이가 커질 수 있습니다.

이런 환경에서는 피부 수분이 외부로 이동하려는 조건이 더 강해질 수 있습니다.

이때 피부 표면에 수증기 이동 저항을 만드는 occlusive 성분은 물이 빠져나가는 속도를 낮추는 데 도움을 줄 수 있습니다.

반대로 습도가 높은 환경에서는 외부와 피부 사이의 수분 이동 조건 자체가 달라집니다.

따라서 같은 제품을 사용해도 계절과 실내 습도에 따라 체감되는 보습 정도가 달라질 수 있습니다.

밀폐제의 작동도 성분 하나만의 문제가 아니라

피부 상태 + 환경 습도 + 피부 온도 + 제형

의 조합으로 봐야 합니다.

결국 밀폐형 보습 성분은 어떻게 수분 증발을 줄일까요

처음 질문으로 돌아가 보겠습니다.

피부 안쪽의 물은 각질층을 통과해 피부 표면으로 이동하고 일부가 외부 공기로 증발합니다.

Petrolatum 같은 밀폐 성분을 바르면 피부 표면과 외부 공기 사이에 수증기 이동을 방해하는 막이 형성됩니다.

이 막은 물을 완전히 차단하지는 않지만 수증기가 빠져나가는 속도를 낮출 수 있습니다.

그 결과 피부 안에서 올라온 물이 각질층에 더 오래 머물면서 피부 수분량이 증가할 수 있습니다.

전체 흐름은 다음과 같습니다.

피부 내부 수분
→ 각질층을 통해 표면으로 이동
→ 외부 공기로 증발

여기에 밀폐 성분을 적용하면

피부 표면막 형성
→ 수증기 이동에 대한 저항 증가
→ TEWL 감소 가능
→ 각질층에 머무르는 수분 증가
→ 피부 수분과 유연성 증가 가능

이라는 과정으로 이어질 수 있습니다.

하지만 이것이 곧 피부 장벽의 모든 구조가 생물학적으로 회복됐다는 의미는 아닙니다.

Petrolatum의 표면막 자체가 TEWL을 감소시킬 수도 있기 때문입니다.

따라서 밀폐형 보습제를 가장 정확하게 설명하면

“피부에 물을 공급하는 성분”이라기보다 “피부에 이미 존재하는 물이 너무 빠르게 증발하지 않도록 수증기 이동에 저항을 만드는 성분”

이라고 할 수 있습니다.

앞선 글의 습윤제와 연결하면 보습제의 구조가 더 분명해집니다.

습윤제는 각질층에서 물을 보유하는 환경을 만들고, 밀폐제는 그 물이 외부로 빠져나가는 속도를 줄입니다.

다음 단계에서는 이 두 방식과 또 다른 보습 기능인 유연제(emollient)의 역할을 연결하면, 보습제가 왜 여러 종류의 성분을 함께 사용하는지 이해할 수 있습니다.

참고한 신뢰 출처

The increase in skin hydration after application of emollients with different amounts of lipids — Acta Dermato-Venereologica, 1992
사람 피부에서 petrolatum과 서로 다른 지질 함량의 보습제를 적용해 수분 증발 감소와 피부 수분 증가를 비교한 연구입니다. Petrolatum에서 강한 occlusive 특성이 관찰됐지만 감소율은 실험 조건에 따른 결과이므로 고정값으로 사용할 수 없습니다.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/1361276/

Effects of petrolatum on stratum corneum structure and function — Journal of the American Academy of Dermatology, 1992
Petrolatum이 사람 각질층에서 어디에 존재하며 피부 장벽과 수분 이동에 어떤 방식으로 영향을 줄 수 있는지를 조사한 연구입니다.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/1564142/

Skin permeability barrier and occlusion: no delay of repair in irritated human skin — Contact Dermatitis, 1996
SLS와 tape stripping으로 장벽을 손상시킨 사람 피부에서 occlusive treatment가 장벽 회복을 지연시키는지 TEWL로 평가한 연구입니다. 일반적인 occlusion은 사람 피부의 장벽 회복을 유의하게 지연시키지 않았습니다.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/8930477/

Silicones as nonocclusive topical agents — Skin Pharmacology and Physiology, 2014
건강한 젊은 여성 26명의 팔 피부에서 petrolatum과 여러 silicone 성분을 비교해 TEWL과 피부 수분을 측정한 사람 대상 연구입니다. Petrolatum은 뚜렷한 밀폐 효과와 수분 증가를 보인 반면 실험에 사용된 silicone 성분은 같은 수준의 occlusion을 나타내지 않았습니다.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24457536/

Combined effects of glycerol and petrolatum in an emollient cream: A randomized, double-blind, crossover study in healthy volunteers with dry skin — Journal of Cosmetic Dermatology, 2020
건조한 피부를 가진 건강한 지원자 51명을 대상으로 glycerol과 petrolatum의 역할을 비교한 무작위 이중맹검 교차 연구입니다. Petrolatum은 TEWL 감소와, glycerol은 피부 수분 증가와 더 직접적으로 연결됐습니다.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31532576/

The science behind skin care: Moisturizers — Journal of Cosmetic Dermatology, 2018
습윤제, 밀폐제, 유연제를 포함한 보습제의 구성과 피부 수분 유지 원리를 종합적으로 설명한 전문 검토 논문입니다.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29319217/

Effects of Extra Virgin Olive Oil and Petrolatum on Skin Barrier Function and Microtopography — 2025
건강한 성인 54명의 팔 피부에서 olive oil과 petrolatum을 비교한 무작위 임상시험입니다. Petrolatum은 각질층 수분량을 증가시키고 TEWL을 감소시켜 강한 occlusive 특성을 보였습니다.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40649050/