丁香揮發油對小鼠皮膚影響的初步研究

蔡燕萍 趙思燁 顏偉泓 林欣欣 茍文韜 葉明星 吳藝錦 張偉云

【摘 要】目的：為了培養學生的科學素養能力，引導學生將科研課題“丁香揮發油對小鼠正常皮膚及破損皮膚的影響”設計成本科生初步研究性實驗。通過考察丁香揮發油的皮膚刺激性，評價該揮發油的安全性。方法：參照《化妝品安全技術規范》（2015版），采用急性皮膚刺激性實驗和多次給藥皮膚刺激實驗。結果：急性皮膚刺激性實驗中，實驗組小鼠正常皮膚和破損皮膚的皮膚反應平均積分值都為0；多次給藥皮膚刺激實驗中，實驗組小鼠正常皮膚和破損皮膚的每天每只動物皮膚反應平均積分分別為0和0.31，以上各組積分均小于0.5，初步表明該揮發油為無刺激性。結論：廣西產地的丁香揮發油對小鼠的正常皮膚和破損皮膚刺激性小，具有一定的安全性，展示了丁香一定的應用價值。該實驗包含提取制備技術和急性皮膚刺激性實驗的原理、操作，對本科生的客觀實際分析能力和解決問題能力起到正向反饋的作用，以便為學生今后進行科學研究打下初步的基礎。

【關鍵詞】丁香揮發油；皮膚刺激性；小鼠；安全性

【中圖分類號】R285.5 【文獻標志碼】 A【文章編號】1007-8517（2023）17-0023-05

DOI：10.3969/j.issn.1007-8517.2023.17.zgmzmjyyzz202317006

Preliminary Research on the Effect of Volatile Oil from Eugenia caryophyllata Thunb.on the Skin of Mice

CAI Yanping1 ZHAO Siye2 YAN Weihong1 LIN Xinxin1 GOU Wentao1 YE Mingxing1 WU Yijin1 ZHANG Weiyun1，2*

1.Department of pharmacy， Xiamen Medical College/Xiamen Key Laboratory of Traditional Chinese Medicine Bio-engineering，Fujian Province，Xiamen 361023，China; 2.Guangzhou University of Chinese Medicine， Guangdong Province， Guangzhou 510006， China

Abstract：Objective In order to cultivate students scientific literacy ability， guide students to design a preliminary experiment for undergraduates on the scientific research project “The Effect of Volatile Oil from Eugenia caryophyllata Thunb. on the Skin of Mice”. The skin irritation of Eugenia caryophyllata Thunb. was investigated to evaluate its safety. Methods With reference to Cosmetic safety tehnical specification（2015 Edition） issued by the Peoples Republic of China， the acute skin irritation experiment and multiple drug administration skin irritation experiment were adopted.Results In the acute skin irritation experiment， the average score of skin reaction of normal skin and damaged skin in the experimental group were 0; In the skin stimulation experiment of multiple administration， the average scores of skin reaction of each animal of normal skin and damaged skin of mice in the experimental group were 0 and 0.31， respectively， and the scores of the above groups were less than 0.5， indicating that the volatile oil was non irritant. Conclusion The volatile oil of Eugenia caryophyllata Thunb. from Guangxi province had little irritation to normal skin and broken skin in mice， and has certain safety， which shows that Eugenia caryophyllata Thunb. had a good application prospect. The experiment included extraction and preparation technology and the principle and operation of acute skin irritation experiment， which played a positive feedback role on undergraduates ability to analyze and problem-solving according to the objective reality， so as to lay a preliminary foundation for future scientific research.

Key words：Volatile oil; Eugenia caryophyllata Thunb.; Skin Irritation; Mice; Safety

丁香（Eugenia caryophyllata?Thunb.）為桃金娘科蒲桃屬植物丁香的干燥花蕾，又稱為公丁香，具有藥用和食用價值，為我國重點開發藥材之一［1］。宋代《開寶本草輯副本》［2］、《證類本草》［3］和明代《本草品匯精要》［4］均記載丁香生交、廣南番，現《中華本草》［5］記載產于馬來西亞、東非沿岸國家及印度尼西亞，我國海南、廣東也有栽培。2020版《藥典》中丁香的性味歸經記載為：辛，溫。歸脾、胃、肺、腎經，有溫中降逆，補腎助陽的功效，常用于食少吐瀉、呃逆嘔吐、心腹冷痛等病癥的治療［6］。丁香的干燥花蕾中含有豐富的揮發油，主要成分包括丁香酚、β-石竹烯和乙酸丁香酚酯［7］。研究表明丁香揮發油具有抗炎［8］、殺蟲［9］、抗氧化［6］、抑菌［10］、麻醉［11］和促進透皮吸收［12］的藥理作用。

課題組曾對中藥護膚、驅蚊、抑菌洗衣液進行過開發初探，因丁香揮發油具有良好的抑菌效果，所以筆者選用丁香揮發油為這款洗衣液的配方組成之一，但發現目前關于丁香揮發油安全性的研究較少，本研究旨在考察丁香揮發油的皮膚刺激性，以評價該揮發油的安全性，為進一步開發這款中藥護膚驅蚊洗衣液提供一定的參考。通過將本實驗引入本科生綜合性實驗教學，有助于鞏固學生對藥理學理論知識的理解，提高學生的實驗實踐能力。

1 實驗材料

1.1 試劑脫毛膏（廣州菲諾化妝品有限公司）

1.2 實驗動物 健康SPF級ICR小鼠共28只，雌雄各半，體重20～25 g，杭州醫學院提供，生產許可證號：SCXK（浙）2019-0002，合格證編號：20210506Abzz0100000542（雌）、20210506Abzz 0100000316（雄）。（自由飲食）實驗條件：溫度20～26 ℃。

1.3 藥物與設備 中藥丁香購自北京同仁堂廈門禾祥中醫門診部，產地廣西。實驗所用丁香由廈門大學藥學院陳全成副教授和張偉云老師鑒定為桃金娘科蒲桃屬植物丁香的干燥花蕾（Eugenia caryophyllata Thunb.）。ZNHW電熱套，邦西儀器科技上海有限公司生產；CP512電子天平，奧豪斯儀器有限公司生產。

2 實驗方法

2.1 丁香揮發油的提取 取廣西丁香藥材1 kg，分為10份，每份分別置于2000 mL圓底燒瓶中，1份藥材加入8倍量的蒸餾水［13］，浸泡24 h，采用水蒸氣蒸餾法加熱提取丁香揮發油4 h （沸騰前設置200 ℃，沸騰后可降溫為180 ℃），收集丁香揮發油，轉至冰箱4 ℃暫存備用。

2.2 急性皮膚刺激實驗（一次給藥皮膚刺激實驗） 取SPF級ICR小鼠12只，雌雄各半，所有小鼠單籠飼養，隨機分為2組，每組6只。一組為正常對照組，一組為實驗組。隨機分組后，對全部小鼠背部脊柱兩側脫毛，兩側脫毛范圍各為2 cm×3 cm，24 h后進行皮膚劃傷，左側皮膚不劃傷，右側皮膚劃傷為“=”字形，使皮膚表面稍稍出血即可，劃傷示意圖如圖1所示，劃傷后立即涂藥，空白對照組涂純水，實驗組涂丁香揮發油，給藥后均用紗布覆蓋，膠布固定，敷用24 h，24 h后用蒸餾水清洗涂抹部位皮膚，在清洗完涂抹部位皮膚后的1 h、24 h、48 h和72 h時觀察小鼠左右兩側涂抹部位的皮膚反應，觀察小鼠涂抹部位皮膚是否出現紅斑、水腫等現象，按表1進行皮膚反應評分［14］，以小鼠積分的平均值進行綜合評價，根據24 h、48 h、72 h各觀察時點最高積分均值，按表2判定皮膚刺激強度［14］。

2.3 多次給藥皮膚刺激實驗 小鼠的試驗方法與急性皮膚刺激實驗相同，每天涂抹1次，連續涂抹7 d，去除受試物再觀察7 d。每日觀察時，需用蒸餾水清洗涂抹部位皮膚，在清洗完涂抹部位皮膚的1 h后再進行觀察，按表2進行皮膚反應評分。結果評價：按下列公式計算每天每只動物平均積分，以表2判定皮膚刺激強度［14］。

每天每只動物平均積分=∑紅斑和水腫積分/受試動物數× 14

2.4 統計學分析 對每天小鼠皮膚反應積分采用SPSS 26.0統計軟件進行數據處理（對照組與實驗組比較），采用配對t檢驗的統計學方法進行分析，計量資料以均數加減標準差（x±s）表示，P＜0.05表示差異有統計學意義。

3 結果與分析

3.1 急性皮膚刺激性實驗（一次給藥皮膚刺激實驗） 一次給藥后，經觀察，發現所有小鼠除了表現較為躁動外，未見全身中毒的現象，無死亡，各組小鼠的行為、活動、排泄、飲食以及外觀體征均無異常。正常對照組小鼠和實驗組小鼠的左側完整皮膚和右側破損皮膚在清洗完揮發油的1 h、24 h、48 h、72 h的時刻均未發現紅斑、水腫等現象。統計分析結果顯示，正常對照組與給藥正常皮膚組皮膚反應積分比較，正常破損皮膚組與給藥破損皮膚組皮膚反應積分比較，統計學無顯著性差異（P＞0.05），各個時間點皮膚反應積分均值和皮膚刺激強度評價見表3，急性皮膚刺激性實驗中小鼠代表性皮膚反應的照片如圖2所示。該結果提示丁香揮發油對小鼠正常皮膚和破損皮膚均無刺激性。

3.2 多次給藥皮膚刺激實驗 多次給藥后，每日觀察發現所有小鼠除了表現較為躁動外，未見全身中毒的反應，無死亡，各組小鼠的行為、活動、排泄、飲食以及外觀體征均無異常。正常對照組小鼠左右兩側皮膚均正常，無出現紅斑、水腫等情況。實驗組的小鼠前8 d中，每日有2～3只小鼠右側破損皮膚出現了不同程度的紅斑、水腫，而14 d內實驗組小鼠的左側正常皮膚未出現紅斑、水腫的情況。停止涂抹揮發油后的第二天開始，小鼠右側破損皮膚涂抹揮發油部位的紅斑與水腫消退，兩側皮膚漸漸均呈現正常狀態。統計分析結果顯示，空白正常皮膚組與給藥正常皮膚組皮膚反應積分比較，空白破損皮膚組與給藥破損皮膚組皮膚反應積分比較，統計學無顯著性差異（P＞0.05），各組每日皮膚反應積分值見表4，皮膚刺激強度評價見表5，多次給藥皮膚刺激實驗中小鼠代表性皮膚反應的圖片如圖3所示。

4 討論與結論

皮膚刺激實驗指的是使用產品前要評估其引起皮膚刺激的相關測試，它包括急性皮膚刺激實驗和多次皮膚刺激實驗兩種方法。單次皮膚刺激試驗考察被檢物對皮膚的直接刺激性和程度［14］，多次皮膚刺激試驗不僅能反映被檢物對皮膚的直接刺激，而且還能反映被檢物對皮膚中遠期的慢性累積性刺激［16］。

在急性皮膚刺激實驗中，經過24 h連續經完整皮膚和破損皮膚給藥，小鼠正常皮膚和破損皮膚的皮膚反應平均積分值為0，小于0.5，未見中毒的反應，這提示使用者在單次使用或偶爾使用時具有一定的安全性，但急性皮膚刺激試驗只對較強的刺激原敏感，不能完全說明丁香揮發油外用的安全性，所以課題組開展了多次給藥皮膚刺激，在這個實驗對強刺激原敏感，對弱刺激原也敏感，可考察每日使用或連續數日使用丁香揮發油對皮膚刺激的有無及大小，經過7天的給藥，實驗組中個別小鼠的涂抹揮發油的破損皮膚部位出現輕微紅斑、明顯紅斑、輕微水腫、輕度水腫等現象，經計算，實驗組小鼠正常皮膚和破損皮膚的每天每只動物皮膚積分值分別為0和0.31，均小于0.5，以表2評定皮膚刺激強度，丁香揮發油對小鼠正常皮膚和破損皮膚均無刺激性，而針對破損皮膚出現局部皮膚反應的現象，可解釋為外用藥對破損皮膚稍具刺激性的普遍表現，使用時保證給藥皮膚的完整性即可避免［16］。

丁香揮發油作為丁香的主要藥效部位，化學成分豐富，藥理作用廣泛，具有廣闊的應用前景［17］。研究結果表明，丁香揮發油對小鼠的正常皮膚和破損皮膚刺激性小，具有一定的安全性，該實驗結果為前期課題組中藥護膚驅蚊抑菌洗衣液進一步的開發提供了理論參考，也可后期丁香其他的產品的應用和開發提供新的思路，展示了丁香一定的產業應用價值，但是該實驗僅在一種實驗動物上進行實驗，而且數據出現了標準差大于均數的情況，表明數據呈偏態分布的現象，可能是因為實驗動物的個體差異性大所導致實驗結果具有局限性，仍需在多種實驗動物上進行實驗互相驗證，并擴大或采用人重組皮膚模型進一步實驗，以獲取更加可靠的結果。整個實驗涉及中藥化學的提取制備方法與技術、藥理學實驗的基本操作與技能，有利于激發學生科研興趣，培養學生創新思維。

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