周 婷， 杜 勇， 李文芳， 黎關(guān)煉， 鄒曉雪，楊 琴， 董曉虎， 周 蕓， 陳衛(wèi)紅△

六氟化硫分解產(chǎn)物的皮膚防護物致敏性研究＊

周 婷1， 杜 勇2， 李文芳1， 黎關(guān)煉1， 鄒曉雪1，楊 琴1， 董曉虎2， 周 蕓3， 陳衛(wèi)紅3△

1武漢科技大學(xué)醫(yī)學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院，武漢 430065
2國家電網(wǎng)湖北省檢修公司，武漢 430077
3華中科技大學(xué)同濟醫(yī)學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院勞動衛(wèi)生與環(huán)境衛(wèi)生學(xué)系，武漢 430030

目的 探討用于六氟化硫（SF6）分解產(chǎn)物的皮膚防護物對豚鼠皮膚的致敏作用。方法 選用體重200～300g普通級Dunkin Hartley雄性豚鼠，以葡萄糖酸鈣（＜5%）＋碳酸氫鈉（＜0.5%）混合物為皮膚防護物，以無菌蒸餾水為陰性對照，肉桂醛為陽性對照，采用局部封閉涂皮試驗（BT法）和豚鼠最大值試驗（GPMT）方法，于實驗第1天分別對豚鼠皮膚封閉涂敷和皮內(nèi)注射各組溶液進行誘導(dǎo)接觸，BT法豚鼠在第7、14天進行同樣皮膚封閉涂敷誘導(dǎo)，GPMT法豚鼠于第7天采用局部封閉涂皮進行誘導(dǎo)接觸，均在末次誘導(dǎo)致敏后第14天進行皮膚涂敷激發(fā)接觸，觀察激發(fā)接觸后24、48、72h的皮膚過敏反應(yīng)情況。結(jié)果 皮膚防護物BT法檢測致敏率為10.00%，GPMT法檢測致敏率為9.09%，致敏陽性反應(yīng)的豚鼠皮膚可見散在或小塊紅斑；肉桂醛BT法致敏率為50.00%，GPMT法致敏率為100.00%，致敏陽性反應(yīng)的豚鼠皮膚可見中度至重度的融合紅斑、輕中度水腫；蒸餾水組豚鼠皮膚無致敏陽性反應(yīng)，皮膚表現(xiàn)與正常皮膚基本一致。結(jié)論 葡萄糖酸鈣（＜5%）＋碳酸氫鈉（＜0.5%）混合物作為SF6分解產(chǎn)物的皮膚防護物，可使豚鼠皮膚發(fā)生輕微的過敏性反應(yīng)，為輕度致敏物。

六氟化硫分解產(chǎn)物； 葡萄糖酸鈣； 碳酸氫鈉； 皮膚致敏實驗

六氟化硫（sulfur hexafluoride，SF6）是一種重要的工業(yè)原料，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，具有良好的電氣絕緣性和滅弧性，是電氣工業(yè)中高壓開關(guān)、大容量變壓器、高壓電纜等絕緣材料主要成分，被廣泛應(yīng)用于電氣工業(yè)中［1］。其本身毒性不大，但在電力輸送過程中出現(xiàn)大功率電弧、火花放電或電暈放電時，SF6會分解出多種毒性較大的產(chǎn)物，如氫氟酸（HF）、二氧化硫（SO2）、四氟化硫（SF4）、氟化硫酰（SO2F2）、氟化亞硫酰（SOF2）、十氟化二硫（S2F10）等物質(zhì)，其中SF4、SO2F2、SOF2極易與水發(fā)生反應(yīng)，生成HF、SO2、H2SO4等酸性物質(zhì)［2－4］，可對呼吸系統(tǒng)和皮膚黏膜產(chǎn)生明顯的刺激作用。其中HF具有極強的腐蝕性，屬于劇毒，能穿透正常的皮膚與黏膜。同時由于其強烈的滲透作用，表皮未被溶化，但皮下組織可發(fā)生嚴重壞死，甚至累及骨質(zhì)，導(dǎo)致組織蛋白溶解以及脫鈣的發(fā)生。有研究顯示，皮膚接觸高濃度的HF會造成難以治愈的灼傷，甚至可引起致命的低鈣血癥［5］。一旦發(fā)生事故或檢維修時出現(xiàn)泄漏，勞動者接觸后會出現(xiàn)肺炎、肺水腫等肺部損傷，皮膚瘙癢及皮炎等皮膚病理改變［6－7］。因此，需要涂抹能夠中和酸性物質(zhì)的護膚品，防止SF6分解產(chǎn)物對勞動者皮膚造成損傷。我們前期研制出以葡萄糖酸鈣（＜5%）及碳酸氫鈉（＜0.5%）混合液為主要成分的皮膚防護物，本研究通過局部封閉涂皮試驗和豚鼠最大值試驗分析該防護物的皮膚致敏程度。

1 材料與方法

1.1 動物及飼養(yǎng)環(huán)境

豚鼠，Dunkin Hartley，普通級，體重200～300 g，雄性，購自湖北省實驗動物研究中心，動物許可證號:SCXK（鄂）2008-0005。動物飼料為A級兔飼料，購自湖北省實驗動物研究中心，許可證號: SCXK（鄂）2008-0005。飲水為燒開冷卻的自來水并添加維生素C。飼養(yǎng)單位:湖北中醫(yī)藥大學(xué)，許可證號:SYXK（鄂）2012-0068。

1.2 主要試劑

葡萄糖酸鈣（美國Sigma公司），肉桂醛（Aladdin公司），弗氏完全佐劑（Freund＇s complete adjuvant，F(xiàn)CA，美國Sigma公司），苯酚紅（分析純，天津市光復(fù)精細化工研究所），40%氫氟酸（分析純，廣東光華科技股份有限公司），氫氧化鈉、碳酸氫鈉、苯二甲酸氫鉀、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鈉、四硼酸鈉（均為分析純，國藥集團化學(xué)試劑有限公司）。

1.3 皮膚防護物的理化性質(zhì)

1.3.1 pH值測定 開啟pH酸度計（杭州奧立龍儀器有限公司）30min后，用四硼酸鈉標準緩沖溶液定位，以混合磷酸鹽標準緩沖溶液復(fù)定位，純水沖洗玻璃pH復(fù)合電極，再以受試物［主要成分為葡萄糖酸鈣（＜5%）＋碳酸氫鈉（＜0.5%）混合液］淋洗電極6～8次后，直接將電極插入混合液中，1min后直接從儀器上讀取pH值。

1.3.2 皮膚防護物效果的測定 取100.0mL受試物于250mL錐形瓶中，以蒸餾水作空白對照管，各加5滴苯酚紅指示劑，溶液顯紅色，用1%氫氟酸滴定至溶液變?yōu)辄S色，即為滴定終點，記錄消耗1%氫氟酸的體積（mL）。

1.4 動物分組

四是學(xué)生的能力有偏差.傳統(tǒng)教學(xué)模式下培養(yǎng)的學(xué)生與應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標有偏差，學(xué)生在課堂上感覺“學(xué)會了”，但不會把所學(xué)知識應(yīng)用到自己開發(fā)的網(wǎng)站上.傳統(tǒng)的課程教學(xué)模式會導(dǎo)致學(xué)生實踐操作時完全模仿教師上課演示的網(wǎng)頁案例，不能獨立完成一個真實的有創(chuàng)意的網(wǎng)站.

豚鼠適應(yīng)性飼養(yǎng)5d后，選擇健康動物隨機分為6組:陰性對照涂皮組（局部封閉涂無菌蒸餾水），10只；陽性對照涂皮組（局部封閉涂肉桂醛），10只；受試物涂皮組（局部封閉皮膚防護物），20只；陰性對照注射組（皮內(nèi)注射無菌蒸餾水），6只；陽性對照注射組（皮內(nèi)注射肉桂醛），6只；受試物注射組（皮內(nèi)注射皮膚防護物），11只。稱量動物初始體重，并記錄。

1.5 致敏實驗

按照《化妝品安全性評價程序和方法》（GB7919-87）和OECD化學(xué)物質(zhì)試驗指南中的方法進行皮膚變態(tài)反應(yīng)試驗［8］。

1.5.1 局部封閉涂皮試驗（buehler test，BT） 試驗前24h用電動剃刀去除豚鼠背部脊柱左側(cè)約2 cm×3cm被毛，取涂有0.2mL誘導(dǎo)濃度受試物的濾紙敷貼在去毛區(qū)，用2層紗布和1層玻璃紙覆蓋，再以無刺激膠布封閉固定6h。第7天和第14天以同樣方法重復(fù)1次。陰性對照涂以無菌蒸餾水，陽性對照涂以肉桂醛做誘導(dǎo)接觸。于末次誘導(dǎo)后14d進行激發(fā)接觸，去除豚鼠背部脊柱右側(cè)約2cm×2 cm被毛，次日將涂有0.2mL激發(fā)濃度受試物的濾紙敷貼在去毛區(qū)，用2層紗布和1層玻璃紙覆蓋，再以無刺激膠布封閉固定6h。除去濾紙后24h和48 h，觀察皮膚反應(yīng)，按表1評分并計算每組動物致敏率。試驗結(jié)束后稱量動物體重并記錄。

表1 BT法皮膚反應(yīng)評分標準Table1 Criteria of skin response scoring in BT method

1.5.2 豚鼠最大值試驗（guinea pig maximization test，GPMT） 試驗前24h用電動剃刀去除豚鼠頸背部約4cm×6cm被毛，中線兩側(cè)分別從頭到尾依次設(shè)L1、R1、L2、R2、L3、R3共3對6個點，各點間距1.5cm，各對間距3cm。

第1天，每組L1、R1點均注射0.1mL的FCA和無菌蒸餾水等量混合物；受試物組L2、R2注射0.1mL誘導(dǎo)濃度的受試物，L3、R3注射0.1mL FCA和無菌蒸餾水等量混合液配制的受試物；陰性對照組L2、R2注射0.1mL無菌蒸餾水，L3、R3注射0.1mL FCA和無菌蒸餾水等量混合液配制的濃度為50%（W／V）的無菌蒸餾水；陽性對照組L2、R2注射0.1mL肉桂醛，L3、R3注射0.1mL FCA和無菌蒸餾水等量混合液配制的濃度為50%（W／V）的肉桂醛。試驗前采用超聲振蕩使混合物充分乳化。

第21天，將涂有0.5mL激發(fā)濃度受試物的2 cm×2cm濾紙敷貼在去毛的軀干部，再用2層紗布和1層玻璃紙覆蓋，無刺激膠布封閉固定24h。陰性對照組作同樣處理，陽性對照組涂以肉桂醛。除去濾紙后24、48和72h，觀察皮膚反應(yīng)，皮膚一出現(xiàn)紅斑或水腫即判斷變態(tài)反應(yīng)陽性。試驗結(jié)束后稱量動物體重并記錄。

每組出現(xiàn)陽性反應(yīng)的動物只數(shù)占該組動物總數(shù)比例達到～8%、～28%、～64%、～80%、～100%時，該受試物的致敏強度分別記為弱、輕、中、強和極強。

1.6 統(tǒng)計學(xué)分析運用SAS 9.1軟件對數(shù)據(jù)進行正態(tài)性檢驗和方差分析（Dunnett-t檢驗），以雙側(cè)P＜0.05為差

異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 皮膚防護物的理化性質(zhì)

2.1.1 pH值 pH酸度計測定結(jié)果顯示，皮膚防護物的pH值范圍為7.8～8.2，呈弱堿性。

2.1.2 皮膚防護物的防護效果 酸堿滴定法的測定結(jié)果顯示，100.0mL的皮膚防護物能中和1%氫氟酸1～2mL，通過質(zhì)量換算可知，該皮膚防護物能中和質(zhì)量約為11.2～22.5mg的氫氟酸，因此，該皮膚防護物能有效阻斷氫氟酸及二氧化硫等酸性物質(zhì)對皮膚的刺激作用。

2.2 動物體重變化

BT法和GPMT法試驗中各組動物的初始體重、實驗結(jié)束時體重及體重增加量的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（均P＞0.05），具體變化見表2。

表2 動物體重變化表（ˉx±s，g）Table2 Changes of animal body weight（ˉx±s，g）

2.3 皮膚致敏反應(yīng)表現(xiàn)、評分結(jié)果及致敏率

BT法試驗中，激發(fā)接觸后24h和48h，陰性對照組豚鼠皮膚均未見到紅斑或水腫；受試物組豚鼠皮膚可見散在或小塊紅斑，極少數(shù)勉強可見輕度水腫，其致敏率為10.00%，為輕度致敏物；陽性對照組（肉桂醛組）豚鼠皮膚出現(xiàn)中重度彌漫性紅斑，偶見結(jié)痂形成，其致敏率為50.00%，為中度致敏物，具體皮膚反應(yīng)見圖1。

GPMT法試驗中，激發(fā)接觸后24、48和72h，陰性對照組豚鼠皮膚均未見到紅斑或水腫；受試物組豚鼠皮膚可見散在或小塊紅斑，其致敏率為9.09%，為輕度致敏物；陽性對照組（肉桂醛組）豚鼠在注射后7d內(nèi)有3只出現(xiàn)死亡，其他豚鼠在注射后第7天出現(xiàn)明顯結(jié)痂，試驗結(jié)束后皮膚出現(xiàn)重度紅斑，并出現(xiàn)結(jié)痂，其致敏率為100.00%，為極強致敏物，具體皮膚反應(yīng)見圖2。

圖1 各組豚鼠BT法皮膚致敏反應(yīng)表現(xiàn)Fig.1 Manifestations of the skin sensitization of guinea pigs in BT method

圖2 各組豚鼠GPMT法皮膚致敏反應(yīng)表現(xiàn)Fig.2 Manifestations of the skin sensitization of guinea pigs in GPMT method

3 討論

隨著SF6在電氣行業(yè)中的廣泛應(yīng)用，勞動者在電力作業(yè)過程中不可避免地會通過呼吸道和皮膚等途徑接觸SF6及其分解產(chǎn)物，其中SF6分解產(chǎn)生的HF、SO2、H2SO4等酸性物質(zhì)對皮膚有強烈的刺激作用，嚴重時可能會導(dǎo)致接觸部位出現(xiàn)明顯的灼傷。因此，中和這些強酸性物質(zhì)，可有效預(yù)防SF6作業(yè)工人的皮膚出現(xiàn)損傷。研究發(fā)現(xiàn)，鈣離子和鎂離子可中和游離的氟離子，減弱HF中氟離子的皮膚滲透作用［9－10］，且葡萄糖酸鈣中的鈣離子除了能中和游離的氟離子外，還能增加毛細血管的致密度，降低其滲透性，是臨床常用的抗過敏藥物，廣泛應(yīng)用于治療蕁麻疹、濕疹、接觸性皮炎、皮膚瘙癢等過敏性皮膚?。?1］。因此，葡萄糖酸鈣和弱堿性的碳酸氫鈉可作為防止SF6分解產(chǎn)物毒性作用的皮膚防護物。

為了評估我們前期研制的防護物［葡萄糖酸鈣（＜5%）＋碳酸氫鈉（＜0.5%）混合物］對人體的安全性，需要按照《化妝品衛(wèi)生規(guī)范》（2007版）、《化妝品安全評價程序和方法》（GB7919-87）對其進行皮膚致敏性等評估［8，12－13］。該混合物在BT法和GPMT法中對豚鼠的致敏率分別達到10.00%和9.09%，屬于輕度致敏物。但資料表明，可引起豚鼠強烈反應(yīng)的物質(zhì)在人群中也可能僅引起一定程度的變態(tài)反應(yīng)，而引起豚鼠較弱反應(yīng)的物質(zhì)在人群中也許不能引起變態(tài)反應(yīng)。此外，臨床上常采用口服、局部皮膚或靜脈注射5%或10%葡萄糖酸鈣，口服碳酸氫鈉溶液治療皮膚潰瘍或尿酸過高，一般較少出現(xiàn)過敏反應(yīng)。因此，我們推測該防護物對人體的致敏性可能在可接受范圍，但接下來仍需通過人體皮膚斑貼試驗和人體試用試驗進一步確定該皮膚防護物的安全性，為預(yù)防SF6分解產(chǎn)物的皮膚損傷作用提供更科學(xué)、安全的防護。

［1］ 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.GB／T8905-2012.六氟化硫電氣設(shè)備中氣體管理和檢測導(dǎo)則［S］.北京:中國標準出版社，2012.

［2］ 徐祿文.電力系統(tǒng)六氟化硫工種的職業(yè)危害［J］.中國職業(yè)醫(yī)學(xué)，2004，31（5）:66-67.

［3］ 楊師斌.六氟化硫氣體的危害與預(yù)防［J］.重慶工商大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版，2009，26（1）:22-26.

［4］ 萬家震.SF6氣體弧后分解物形成的機理及防護［J］.吉林電力技術(shù)，1998，（3）:38-42.

［5］ 孫貴范，鄔堂春，牛僑，等.職業(yè)衛(wèi)生與職業(yè)醫(yī)學(xué)［M］.7版.北京:人民衛(wèi)生出版社，2013.

［6］ 劉焱明，許維宗.有關(guān)SF6人身傷害事件及其防護動向［J］.華中電力，1994，7（2）:57-59.

［7］ 張海，曾小科，陳衛(wèi)紅，等.六氟化硫及其副產(chǎn)物的健康危害與現(xiàn)場檢測方法研究進展［J］.公共衛(wèi)生與預(yù)防醫(yī)學(xué)，2013，24（2）:62-64.

［8］ 中華人民共和國衛(wèi)生部.GB7919-1987.化妝品安全性評價程序和方法［S］.北京:中國標準出版社，1988.

［9］ 中華人民共和國衛(wèi)生部，中國國家標準化管理委員會.GB／T5750.4-2006.生活飲用水標準檢驗方法感官性狀和物理指標［S］.北京:中國標準出版社，2007.

［10］ 王凌峰，胡國林，巴特，等.含鈣鎂生物敷料在氫氟酸燒傷創(chuàng)面的應(yīng)用［J］.中華實驗外科雜志，2005，22（11）:1366.

［11］ Harris J C，Rumack B H，Bregman D J.Comparative efficacy of injectable calcium and magnesium salts in the therapy of hydrofluoric acid burns［J］.Clin Toxicol，1981，18（9）:1027-1032.

［12］ 陳新謙，金有豫，湯光，等.新編藥物學(xué)［M］.北京:人民衛(wèi)生出版社，2003.

［13］ 中華人民共和國衛(wèi)生部.化妝品衛(wèi)生規(guī)范［S］.2007.

（2015-01-18 收稿）

Skin Sensitization Effects of Skin Protective Materials Targeting Sulfur Hexafluoride Decomposition Products

Zhou Ting1，Du Yong2，Li Wenfang1et al
1School of Public Health，Medical College，Wuhan University of Science and Technology，Wuhan 430065，China
2Maintenance Company of Hubei Electric Power Company of State Grid，Wuhan 430077，China

Objective To study the skin sensitization effects of skin protective materials that can isolate and neutralize sulfur hexafluoride decomposition products in guinea pigs.Methods Skin of male Dunkin Hartley guinea pigs（200－300g，regular grade）was exposed to a mixture of calcium gluconate（＜5%）and sodium bicarbonate（＜0.5%），sterile distilled water（negative control）and cinnamic aldehyde（positive control）by means of skin coating and intradermal injection on the first day in BT and GPMT method.It was treated with these agents by skin coating at 7and 14days in BT method，and at 7days in GPMT method.The skin of guinea pigs was stimulated by challenge exposure 14days after the last induction，and then the skin sensitization effects were observed 24h，48hor 72hlater.Results The skin sensitization rate of calcium gluconate（＜5%）and sodium bicarbonate（＜0.5%）mixture was 10.00%and 9.09%in BT and GPMT method，respectively.Only some discrete or small erythemas were seen on the skin in this group.The sensitization rate of cinnamic aldehyde was 50.00%and 100.00%in BT and GPMT method，respectively，with moderate-to-severe fused erythemas and mild-to-moderate edema found on the skin.Distilled water caused no sensitization effect on the skin.Conclusion The mixture of calcium gluconate（＜5%）and sodium bicarbonate（＜0.5%），as the skin protective material to isolate and neutralize sulfur hexafluoride decomposition products，can induce allergic responses on the skin of guinea pigs，and it seems to be a mild allergen.

sulfur hexafluoride decomposition； calcium gluconate； sodium bicarbonate； skin sensitization test

R136.31

10.3870／j.issn.1672-0741.2015.03.012

＊湖北省自然科學(xué)基金資助項目（No.2014CFB11），武漢科技大學(xué)青年科技骨干培育計劃資助項目（No.2014XZ032）

周 婷，女，1984年生，醫(yī)學(xué)博士，講師，E-mail:Skyting1219＠126.com

△通訊作者，Corresponding author，E-mail:wchen＠m(xù)ails.tjmu.edu.cn