納米氧化鋅防曬軟膏藥效學(xué)研究

李文興　趙英

【摘要】目的：評價納米氧化鋅軟膏在紫外線輻射（ultravioletradiation， UVR）所致皮膚損傷中的效果。方法：正常皮膚在納米氧化鋅軟膏和另一種市售防曬軟膏干預(yù)下經(jīng)過量紫外線輻射后，將各組樣本按序貫檢驗法配對并比較。結(jié)果：納米氧化鋅軟膏干預(yù)組（納米氧化鋅干預(yù)組）與自身對照組比較，序貫實驗法檢驗表明，經(jīng)過大劑量紫外線照射，豚鼠皮膚外觀和各層組織未見明顯差異；經(jīng)過同樣劑量照射，軟膏對照組（涂另一市售防曬軟膏組）皮膚外觀及各層皮組織結(jié)構(gòu)均可見改變，與納米氧化鋅干預(yù)組比較統(tǒng)計學(xué)差異顯著。結(jié)論：研究表明納米氧化鋅軟膏具有良好的抗紫外線所致皮膚損傷特性。

【關(guān)鍵詞】紫外線；納米結(jié)構(gòu)；氧化鋅；皮膚；損傷；序貫檢驗

【中圖分類號】R148【文獻標識碼】A【文章編號】1004-4949（2013）08-23-02

我們采用隨機配對，進行納米結(jié)構(gòu)材料抗紫外線損傷的藥效學(xué)實驗。實驗動物為豚鼠，經(jīng)皮膚進行紫外線照射，觀察皮膚隨時間組織變化情況。使用開放型單向質(zhì)反應(yīng)序貫檢驗^[1]方法，結(jié)合組織學(xué)改變予以分析討論。

1 材料與方法

1.1 實驗動物：

純白豚鼠500～600g，雌雄兼用，購自吉林大學(xué)實驗動物部（動物號：2004-0005）。

1.2 光源：

采用保健紫外燈，功率30W，含長波紫外線（UVA）和中波紫外線（UVB），購自上海金光燈具廠。UVR-254紫外線強度計由上海顧村電光儀器廠提供。AFM（原子力顯微鏡）由中科院長春應(yīng)用化學(xué)研究所提供。JY92-Ⅱ超聲波均質(zhì)機購自寧波科生儀器廠。

1.3 納米氧化鋅軟膏：

由本室自制，含納米氧化鋅20%，基質(zhì)為冷霜。納米氧化鋅購自中科院固體物理所明日公司。對照組涂市售防曬軟膏。

1.4 動物處理：

參照朱愉^[2]及本室有關(guān)研究^[3]，豚鼠隨機分成納米氧化鋅軟膏干預(yù)組（納米氧化鋅干預(yù)組）、軟膏對照組和自身對照組。實驗動物右側(cè)背部照射，另一側(cè)為遮蓋側(cè)（即自身對照組）。照射前先將豚鼠背部照射側(cè)皮膚剃毛，暴露3 cm × 5 cm范圍。均勻涂布。靜置5min后，在距離動物皮膚10cm處進行紫外線光源照射。第一次正式照射前，先測定最小紅斑及光照射強度。開始每日1次，每次照射量：UVB為0.168 J/cm2，UVA為0.277 J/cm2，以后視皮膚對最小紅斑劑量適應(yīng)情況逐漸增加。照射60d后，乙醚經(jīng)呼吸道麻醉，取兩組背部對應(yīng)雙側(cè)皮膚，進行組織學(xué)檢查^[2，4]。觀察皮膚色澤、粗糙變硬程度、彈性及脫屑情況。

1.5 組織學(xué)檢查^[5]：將取下的皮膚用10%中性福爾馬林固定、石蠟包埋和切片，HE染色（觀察表皮厚度改變）、Van Gieson（VG）膠原纖維染色（觀察、比較各組間真皮層膠原纖維量變化）和過碘酸-雪夫反應(yīng)（PAS）染色（觀察、比較各組間基底膜厚度、均勻程度及結(jié)構(gòu)完整性）。

1.6 序貫檢驗法：按方法要求隨機將動物配對并依據(jù)實驗結(jié)果進行納米氧化鋅干預(yù)組與自身對照組和納米氧化鋅干預(yù)組與軟膏對照組的比較。按序貫檢驗有效標準，列出效果表，以有效率P≥80%為有效，P≤20%為無效，α=0.05，β=0.05，劃出序貫線，以序貫線碰U（上邊界線、接受邊界線）、L（下邊界線、拒絕邊界線）實線判定納米氧化鋅干預(yù)組優(yōu)于對照各組或兩者差別無統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 皮膚組織觀察

2.1.1外觀表現(xiàn)。肉眼觀察可見經(jīng)紫外線照射豚鼠皮膚后，軟膏對照組1周后可見照射皮膚輕度紅斑形成，爾后隨累積劑量增加膚色漸漸加深，出現(xiàn)表皮增厚、脫屑、粗糙變硬、失去光澤及彈性等一系列皮膚老化癥狀。納米氧化鋅干預(yù)組和自身對照組則無明顯異常改變。

2.1.2表皮厚度。HE染色切片顯示，納米氧化鋅干預(yù)組、自身對照組豚鼠皮膚較薄，由基底層、棘層、粒層和角質(zhì)層組成，其中棘細胞常散在分布。真皮內(nèi)主要細胞有成纖維細胞和巨噬細胞。對照組表皮呈輕度至中度增厚，且見少量炎細胞浸潤。

2.1.3真皮淺層成熟膠原纖維量。VG染色切片顯示，納米氧化鋅干預(yù)組和自身對照組皮膚的真皮血管壁較薄，血管充盈，由結(jié)締組織及毛發(fā)、皮脂腺等皮膚附屬器官組成，膠原纖維是真皮結(jié)締組織的主要成分，呈束狀排列，在腺管周圍，纖維纖細且排列疏松。軟膏對照組顯示真皮淺層膠原纖維染色減弱，纖維變細且排列稀疏，提示成熟膠原纖維減少。

2.1.4基底膜厚度。PAS染色顯示，納米氧化鋅干預(yù)組和自身對照組鏡下無明顯變化。對照組表皮與真皮交界處為基底膜帶，PAS陽性物質(zhì)增多，基底膜帶呈不規(guī)則增厚。

2.2 納米氧化鋅干預(yù)組與自身對照組比較結(jié)果的統(tǒng)計學(xué)檢驗

2.2.1有效指標。每個配對樣本中：①外觀未見明顯改變；②HR染色顯示，表皮厚度未明顯增加；③VG染色顯示，真皮淺層成熟膠原纖維量無明顯減少；④PAS染色顯示，基底膜厚度無明顯增加。以上4項指標，3項以上優(yōu)于對照者，定為有效，記為“+”。

2.2.2納米氧化鋅干預(yù)組與自身對照組按以上標準隨機配對比較，對納米氧化鋅軟膏進行藥效評價，列出效果表1，按表1畫出序貫線（圖1），序貫檢驗結(jié)論，有統(tǒng)計學(xué)意義，納米氧化鋅干預(yù)有效，納米氧化鋅軟膏具有抗紫外線所致皮膚損傷特性。

2.3納米氧化鋅干預(yù)組與對照組比較：在與自身對照樣本比較的基礎(chǔ)上，納米氧化鋅干預(yù)組與軟膏對照組按序貫實驗法配對并通過比較判斷納米氧化鋅軟膏是否優(yōu)于對照軟膏。

2.3.1有效指標。每對樣本之間： ①納米氧化鋅干預(yù)組外觀未見明顯改變；②HE染色顯示，納米氧化鋅干預(yù)組樣本表皮厚度較對照明顯薄而均勻；③VG染色顯示，軟膏對照組真皮淺層成熟膠原纖維量較納米氧化鋅干預(yù)組樣本明顯少；④PAS染色顯示，納米氧化鋅干預(yù)組基底膜厚度較對照窄且均勻，軟膏對照組PAS陽性物質(zhì)增多，基底膜帶呈不規(guī)則增厚。以上4項指標，3項以上成立者，定為有效，記為“+”。

2.3.2納米氧化鋅干預(yù)組與軟膏對照組隨機配對按有效指標比較，對納米氧化鋅干預(yù)組作優(yōu)于對照組或兩種防曬劑差異無統(tǒng)計學(xué)意義的評價，所獲結(jié)果與表1一致，所劃出的序貫圖也與圖1一致。結(jié)果證明，納米氧化鋅干預(yù)組抗紫外線所致皮膚損傷的能力優(yōu)于對照組。

3 討論

納米材料是本世紀最令人鼓舞的科技成果之一。但將納米材料用于生命科學(xué)領(lǐng)域，國內(nèi)外均處在原創(chuàng)階段，可供借鑒的資料不多。研究證實^[6]，納米氧化鋅是一種性能優(yōu)良的紫外線防護劑。本文進行了相關(guān)藥效學(xué)實驗，對實驗結(jié)果進行了歸納和統(tǒng)計學(xué)（序貫實驗）分析， 結(jié)果表明，納米氧化鋅防曬劑優(yōu)于本次實驗采用的對照組防曬劑。由于地球環(huán)境質(zhì)量的變化，日光性紫外線輻射劑量增加，所致皮膚損傷甚至癌癥的易感因素大大增加。研制新的、更有效更安全的抗紫外線防曬劑顯得尤其重要，納米材料的出現(xiàn)，為此提供了一種全新的機會。納米結(jié)構(gòu)氧化鋅材料，原料易得、成本低廉、措施方便以及結(jié)構(gòu)和質(zhì)量穩(wěn)定，因此，加速對這種新型防曬劑研究，使之早日進入臨床，對于促進抗紫外線輻射所致皮膚損傷的技術(shù)進步具有特別重要的意義。

參考文獻

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[2]朱愉，多秀瀛主編.實驗動物的疾病模型.第1版.天津：天津科技翻譯公司出版，1991.557-559.

[3]李文興，朱健，關(guān)鳳英等.急性紫外線損傷豚鼠動物模型的建立.吉林大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院2000屆本科生畢業(yè)論文集，2004.

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[6]李文興，栗學(xué)軍，龔守良等.納米氧化鋅抗紫外輻射所致豚鼠皮膚損傷的研究.工業(yè)衛(wèi)生與職業(yè)病，2006，38（5）：292-294.