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化妆品毒理测试中的眼刺激性测试评分标准(Draize法)详解

三方检测单位 2022-07-07

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Draize眼刺激性测试是化妆品毒理安全评估中最经典的眼刺激评价方法,由美国FDA的John H、Draize于1944年提出。该方法通过将受试物滴入健康白兔结膜囊,观察角膜、虹膜及结膜的刺激反应,以量化评分评估物质对眼部的潜在伤害。其核心是基于眼部组织病理表现,建立“无反应-严重损伤”的梯度标准,为化妆品是否符合安全要求提供关键数据——至今仍是全球法规(如FDA、欧盟CLP)认可的基础测试方法。

Draize测试的实验设计:从动物选择到观察流程的标准化

Draize测试的动物选择需严格匹配“敏感且可观察”的要求:通常选用8-12周龄、体重1.8-2.2kg的新西兰白兔(或白化兔),因白兔眼部组织(结膜、虹膜)颜色浅,充血、混浊等反应更易识别。实验前需对动物进行3-5天适应性饲养,同时做眼部基线检查——若某只兔眼存在自发充血或角膜斑点,需直接剔除,避免干扰结果。

给药操作需精准控制剂量与部位:液态受试物取0.1ml(约1滴),用移液器缓慢滴入下结膜囊(避免直接滴在角膜上,防止假阳性);固态受试物取50mg,用眼科镊轻放于结膜囊内,随后闭合眼睑1-2秒,确保受试物与黏膜充分接触。需注意,过度挤压眼睑会导致受试物流出,或损伤眼组织,因此需用专用固定箱固定动物,仅暴露眼部。

观察时间点需覆盖“反应周期”:给药后1小时(即时反应)、24小时(急性峰值)、48小时(消退初期)、72小时(稳定期)需重点观察,之后每天随访至反应完全消失(最长14天)。例如,某爽肤水的酒精成分可能在1小时导致结膜发红,24小时红肿加重,48小时开始消退,72小时恢复正常——需记录24小时的最高反应,而非72小时的恢复状态。

对照设置是结果可靠性的关键:需同时做空白对照(生理盐水)和溶剂对照(如受试物的乙醇溶剂),以区分“受试物本身的刺激”与“溶剂的刺激”。例如,若溶剂对照的结膜评分为2分,受试物的结膜评分为5分,则受试物的实际刺激为5-2=3分(扣除溶剂影响)。

动物护理需避免二次损伤:实验期间,若动物因刺激频繁抓挠眼部,需佩戴伊丽莎白圈;若受试物导致眼部分泌物过多,需用温生理盐水棉签轻轻擦拭(避免用力摩擦结膜),确保观察清晰。

眼刺激评估的核心:角膜、虹膜与结膜的功能差异

Draize法选择角膜、虹膜、结膜作为核心指标,是因为这三个组织覆盖了眼部从外到内的结构,且各自的反应能反映不同层次的损伤:角膜是屈光核心(损伤影响视力),虹膜是眼内屏障(反应提示刺激渗透深度),结膜是黏膜屏障(敏感反映表面刺激)。三者的反应共同构成“眼刺激全景图”。

角膜的结构决定其对刺激的敏感性:角膜由上皮层、前弹力层、基质层、后弹力层和内皮层组成,其中上皮层最易受刺激——表面活性剂(如十二烷基硫酸钠)会破坏上皮细胞的紧密连接,导致水分渗入基质层,引发混浊。基质层的损伤更严重,可能形成永久性瘢痕(如强酸强碱灼伤)。

虹膜的反应关联眼内炎症:虹膜富含血管和神经,刺激会导致血管扩张(充血)、组织肿胀(压迫瞳孔括约肌),甚至瞳孔对光反射消失。例如,某染发剂中的氨成分可能穿透角膜,刺激虹膜,导致瞳孔无法缩小(提示眼内炎症)。

结膜的黏膜特性使其成为“第一道防线”:结膜含有丰富的毛细血管和黏液腺,刺激会引发“三重反应”——毛细血管扩张(充血发红)、组织液渗出(水肿肿胀)、黏液分泌增加(分泌物增多)。这些反应是机体的防御机制,但过度反应会导致眼睑闭合、视力模糊(如重度结膜炎)。

实际测试中,三者常同时反应:比如某祛痘膏的水杨酸成分,可能导致角膜轻微混浊(角膜评分2分)、虹膜轻度充血(虹膜1分)、结膜明显发红(结膜2分),总评分5分,属于轻度刺激。

角膜损伤的评分:混浊程度×受累面积的梯度判定

角膜是Draize评分中权重最高的指标(占比约60%),因为其损伤直接关系到视力。评分逻辑是“严重程度×范围”——混浊程度越重、受累面积越大,评分越高。混浊程度的判定以“虹膜可见性”为核心:

0分:角膜完全透明,能清晰看到虹膜的放射状纹理和瞳孔边缘;1分:轻微混浊(不易察觉),需凑近或用放大镜才能看到,虹膜仍清晰;2分:明显混浊(易察觉),但虹膜细节(如瞳孔括约肌)仍可辨;3分:中度混浊,虹膜纹理模糊,只能看到大致轮廓;4分:重度混浊,虹膜完全被遮挡,看不到任何细节(如瞳孔)。

受累面积按角膜的比例划分:0分(无)、1分(<1/4)、2分(1/4-1/2)、3分(1/2-3/4)、4分(>3/4)。例如,若受试物导致角膜1/2面积出现“中度混浊”(3分),则角膜评分为3×2=6分;若全角膜“重度混浊”(4分×4分),则评分为16分(最大值)。

观察角膜需注意“动态变化”:有些刺激可能在24小时达到峰值,之后逐渐恢复(如轻度表面损伤);有些则会持续加重(如强酸灼伤)。例如,某眼线笔的黑色颗粒可能在24小时导致角膜1/4面积“轻度混浊”(2分),48小时后混浊消失——需记录24小时的最高评分(2×1=2分),而非48小时的0分。

避免误判的技巧:用裂隙灯显微镜检查角膜深层(如基质层),若混浊仅出现在上皮层(可通过荧光素染色确认:上皮损伤会染成绿色),则多为可逆性;若基质层混浊(无荧光素染色),则可能留下瘢痕(不可逆)。

虹膜反应的评分:充血、肿胀与瞳孔反射的综合判断

虹膜的评分关注“刺激的深度与可逆性”,分为0-2分:0分(无反应)、1分(轻度充血/肿胀,但瞳孔对光反射正常)、2分(重度反应:充血肿胀明显,或瞳孔反射消失,或有脓性渗出)。

瞳孔反射是虹膜评分的关键:用手电筒快速照射眼晴,若瞳孔能迅速缩小(<1秒),则反射正常;若缩小缓慢或无反应,则为异常。例如,某香水的香精成分可能穿透角膜,刺激虹膜,导致瞳孔反射消失——此时虹膜评分为2分。

虹膜反应的“可逆性”很重要:若2分反应在72小时内恢复(瞳孔反射重新出现),则刺激为“一过性”;若72小时后仍无反射,提示眼内炎症未消退(需延长观察至14天)。

需注意的细节:虹膜的“渗出物”需与“分泌物”区分——渗出物是眼内炎症产生的脓性物质(粘在虹膜表面),分泌物是结膜分泌的黏液(位于眼睑边缘),前者提示更严重的眼内刺激。

结膜刺激的评分:充血、水肿与分泌物的三维叠加

结膜是最敏感的表面指标,评分由“充血、水肿、分泌物”三个独立维度相加(0-9分),每个维度0-3分:

充血(发红):0分(无)、1分(轻微,淡粉色)、2分(明显,红色)、3分(重度,深红色/紫红色);水肿(肿胀):0分(无)、1分(轻微,眼睑无下垂)、2分(中度,眼睑下垂<1/2)、3分(重度,眼睑闭合或下垂≥1/2);分泌物:0分(无)、1分(少量清稀黏液)、2分(中等量,粘住眼睑)、3分(大量,脓性或结痂)。

例如,某面霜导致结膜“明显发红”(2分)、“眼睑半垂”(2分)、“中等量黏液”(2分),则结膜评分为2+2+2=6分。需注意,分泌物的“性质”比“量”更重要:脓性分泌物(黄色/绿色)提示细菌感染(更严重),清稀黏液多为刺激性反应(可逆)。

观察结膜需避免“人为充血”:若固定动物时过度压迫颈部,会导致结膜毛细血管扩张(假阳性发红),因此需待动物安静后再观察(通常等待5分钟)。

结膜反应的“时效性”:有些刺激(如辣椒素)会在1小时内导致重度充血,但24小时后完全恢复;有些(如防腐剂)则会持续刺激,48小时后仍有水肿——需记录每个时间点的最高值。

总评分计算与刺激强度分级

Draize总评分=角膜评分+虹膜评分+结膜评分(范围0-27分),根据总分可将眼刺激性分为四级:

无刺激(≤3分):受试物无任何眼部反应,或反应极轻微(如结膜轻微发红,1小时内消失);轻度刺激(4-10分):有明显但可逆的反应(如角膜轻微混浊,24小时恢复);中度刺激(11-25分):反应较严重(如角膜中度混浊,72小时内恢复);重度刺激(≥26分):反应剧烈且不可逆(如全角膜混浊,14天未恢复)。

例如,某洗发水的测试结果:角膜评分8分(中度混浊,1/2面积)、虹膜2分(瞳孔反射消失)、结膜7分(重度充血+中度水肿+少量分泌物),总评分17分,属于中度刺激——需进一步评估其在化妆品中的使用浓度(如稀释后是否降低刺激)。

需注意,不同法规的分级标准略有差异:欧盟CLP分类将“重度刺激”定义为“导致角膜混浊持续≥7天”,美国FDA则更关注“72小时内的最高反应”,但核心逻辑一致——总分越高,刺激越强。

评分准确性的保障:规范操作与人员培训

Draize评分的主观性较强(如“轻微混浊”的判断因人而异),需通过以下方式降低误差:

1、标准化培训:观察人员需学习“评分指南”(带图片示例,如不同混浊程度的兔眼照片),并通过考核(如判断10张兔眼图片的评分,正确率≥90%方可上岗);2、双盲观察:由两名独立人员分别评分,取平均值(若差异>2分,需第三方复核);3、记录细节:不仅记录评分,还要描述具体反应(如“角膜1/4面积淡灰色混浊,虹膜清晰”),便于追溯;4、重复实验:同一受试物需做3-6只动物的测试,取中位数(避免单只动物的个体差异)。

例如,某口红的提取物测试中,甲人员评分为5分,乙人员评分为7分,差异2分——需第三方观察,最终取6分(中位数)。

此外,需关注“动物福利”:若受试物导致动物重度痛苦(如眼睑闭合、频繁抓挠),需提前终止实验(用生理盐水冲洗眼部,或 euthanasia),符合3R原则(减少、替代、优化)。

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