纳米氧化锌防晒软膏药效学研究

李文兴　赵英

【摘要】目的：评价纳米氧化锌软膏在紫外线辐射（ultravioletradiation， UVR）所致皮肤损伤中的效果。方法：正常皮肤在纳米氧化锌软膏和另一种市售防晒软膏干预下经过量紫外线辐射后，将各组样本按序贯检验法配对并比较。结果：纳米氧化锌软膏干预组（纳米氧化锌干预组）与自身对照组比较，序贯实验法检验表明，经过大剂量紫外线照射，豚鼠皮肤外观和各层组织未见明显差异；经过同样剂量照射，软膏对照组（涂另一市售防晒软膏组）皮肤外观及各层皮组织结构均可见改变，与纳米氧化锌干预组比较统计学差异显著。结论：研究表明纳米氧化锌软膏具有良好的抗紫外线所致皮肤损伤特性。

【关键词】紫外线；纳米结构；氧化锌；皮肤；损伤；序贯检验

【中图分类号】R148【文献标识码】A【文章编号】1004-4949（2013）08-23-02

我们采用随机配对，进行纳米结构材料抗紫外线损伤的药效学实验。实验动物为豚鼠，经皮肤进行紫外线照射，观察皮肤随时间组织变化情况。使用开放型单向质反应序贯检验^[1]方法，结合组织学改变予以分析讨论。

1 材料与方法

1.1 实验动物：

纯白豚鼠500～600g，雌雄兼用，购自吉林大学实验动物部（动物号：2004-0005）。

1.2 光源：

采用保健紫外灯，功率30W，含长波紫外线（UVA）和中波紫外线（UVB），购自上海金光灯具厂。UVR-254紫外线强度计由上海顾村电光仪器厂提供。AFM（原子力显微镜）由中科院长春应用化学研究所提供。JY92-Ⅱ超声波均质机购自宁波科生仪器厂。

1.3 纳米氧化锌软膏：

由本室自制，含纳米氧化锌20%，基质为冷霜。纳米氧化锌购自中科院固体物理所明日公司。对照组涂市售防晒软膏。

1.4 动物处理：

参照朱愉^[2]及本室有关研究^[3]，豚鼠随机分成纳米氧化锌软膏干预组（纳米氧化锌干预组）、软膏对照组和自身对照组。实验动物右側背部照射，另一侧为遮盖侧（即自身对照组）。照射前先将豚鼠背部照射侧皮肤剃毛，暴露3 cm × 5 cm范围。均匀涂布。静置5min后，在距离动物皮肤10cm处进行紫外线光源照射。第一次正式照射前，先测定最小红斑及光照射强度。开始每日1次，每次照射量：UVB为0.168 J/cm2，UVA为0.277 J/cm2，以后视皮肤对最小红斑剂量适应情况逐渐增加。照射60d后，乙醚经呼吸道麻醉，取两组背部对应双侧皮肤，进行组织学检查^[2，4]。观察皮肤色泽、粗糙变硬程度、弹性及脱屑情况。

1.5 组织学检查^[5]：将取下的皮肤用10%中性福尔马林固定、石蜡包埋和切片，HE染色（观察表皮厚度改变）、Van Gieson（VG）胶原纤维染色（观察、比较各组间真皮层胶原纤维量变化）和过碘酸-雪夫反应（PAS）染色（观察、比较各组间基底膜厚度、均匀程度及结构完整性）。

1.6 序贯检验法：按方法要求随机将动物配对并依据实验结果进行纳米氧化锌干预组与自身对照组和纳米氧化锌干预组与软膏对照组的比较。按序贯检验有效标准，列出效果表，以有效率P≥80%为有效，P≤20%为无效，α=0.05，β=0.05，划出序贯线，以序贯线碰U（上边界线、接受边界线）、L（下边界线、拒绝边界线）实线判定纳米氧化锌干预组优于对照各组或两者差别无统计学意义。

2 结果

2.1 皮肤组织观察

2.1.1外观表现。肉眼观察可见经紫外线照射豚鼠皮肤后，软膏对照组1周后可见照射皮肤轻度红斑形成，尔后随累积剂量增加肤色渐渐加深，出现表皮增厚、脱屑、粗糙变硬、失去光泽及弹性等一系列皮肤老化症状。纳米氧化锌干预组和自身对照组则无明显异常改变。

2.1.2表皮厚度。HE染色切片显示，纳米氧化锌干预组、自身对照组豚鼠皮肤较薄，由基底层、棘层、粒层和角质层组成，其中棘细胞常散在分布。真皮内主要细胞有成纤维细胞和巨噬细胞。对照组表皮呈轻度至中度增厚，且见少量炎细胞浸润。

2.1.3真皮浅层成熟胶原纤维量。VG染色切片显示，纳米氧化锌干预组和自身对照组皮肤的真皮血管壁较薄，血管充盈，由结缔组织及毛发、皮脂腺等皮肤附属器官组成，胶原纤维是真皮结缔组织的主要成分，呈束状排列，在腺管周围，纤维纤细且排列疏松。软膏对照组显示真皮浅层胶原纤维染色减弱，纤维变细且排列稀疏，提示成熟胶原纤维减少。

2.1.4基底膜厚度。PAS染色显示，纳米氧化锌干预组和自身对照组镜下无明显变化。对照组表皮与真皮交界处为基底膜带，PAS阳性物质增多，基底膜带呈不规则增厚。

2.2 纳米氧化锌干预组与自身对照组比较结果的统计学检验

2.2.1有效指标。每个配对样本中：①外观未见明显改变；②HR染色显示，表皮厚度未明显增加；③VG染色显示，真皮浅层成熟胶原纤维量无明显减少；④PAS染色显示，基底膜厚度无明显增加。以上4项指标，3项以上优于对照者，定为有效，记为“+”。

2.2.2纳米氧化锌干预组与自身对照组按以上标准随机配对比较，对纳米氧化锌软膏进行药效评价，列出效果表1，按表1画出序贯线（图1），序贯检验结论，有统计学意义，纳米氧化锌干预有效，纳米氧化锌软膏具有抗紫外线所致皮肤损伤特性。

2.3纳米氧化锌干预组与对照组比较：在与自身对照样本比较的基础上，纳米氧化锌干预组与软膏对照组按序贯实验法配对并通过比较判断纳米氧化锌软膏是否优于对照软膏。

2.3.1有效指标。每对样本之间： ①纳米氧化锌干预组外观未见明显改变；②HE染色显示，纳米氧化锌干预组样本表皮厚度较对照明显薄而均匀；③VG染色显示，软膏对照组真皮浅层成熟胶原纤维量较纳米氧化锌干预组样本明显少；④PAS染色显示，纳米氧化锌干预组基底膜厚度较对照窄且均匀，软膏对照组PAS阳性物质增多，基底膜带呈不规则增厚。以上4项指标，3项以上成立者，定为有效，记为“+”。

2.3.2纳米氧化锌干预组与软膏对照组随机配对按有效指标比较，对纳米氧化锌干预组作优于对照组或两种防晒剂差异无统计学意义的评价，所获结果与表1一致，所划出的序贯图也与图1一致。结果证明，纳米氧化锌干预组抗紫外线所致皮肤损伤的能力优于对照组。

3 讨论

纳米材料是本世纪最令人鼓舞的科技成果之一。但将纳米材料用于生命科学领域，国内外均处在原创阶段，可供借鉴的资料不多。研究证实^[6]，纳米氧化锌是一种性能优良的紫外线防护剂。本文进行了相关药效学实验，对实验结果进行了归纳和统计学（序贯实验）分析， 结果表明，纳米氧化锌防晒剂优于本次实验采用的对照组防晒剂。由于地球环境质量的变化，日光性紫外线辐射剂量增加，所致皮肤损伤甚至癌症的易感因素大大增加。研制新的、更有效更安全的抗紫外线防晒剂显得尤其重要，纳米材料的出现，为此提供了一种全新的机会。纳米结构氧化锌材料，原料易得、成本低廉、措施方便以及结构和质量稳定，因此，加速对这种新型防晒剂研究，使之早日进入临床，对于促进抗紫外线辐射所致皮肤损伤的技术进步具有特别重要的意义。

参考文献

[1]金丕焕.医学统计学.上海：上海医科大学出版社，2000.465-466.

[2]朱愉，多秀瀛主编.实验动物的疾病模型.第1版.天津：天津科技翻译公司出版，1991.557-559.

[3]李文兴，朱健，关凤英等.急性紫外线损伤豚鼠动物模型的建立.吉林大学公共卫生学院2000届本科生毕业论文集，2004.

[4]罗东辉.中波紫外线的免疫抑制作用研究进展.国外医学 皮肤性病学分册，1996，22（5）：268-271.

[5]杜卓民主编.实用组织学技术.第1版.北京：人民卫生出版社，2001，8-294.

[6]李文兴，栗学军，龚守良等.纳米氧化锌抗紫外辐射所致豚鼠皮肤损伤的研究.工业卫生与职业病，2006，38（5）：292-294.