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放射性物质污染人体体表,如不及时去污,将对人体皮肤造成放射性皮肤损伤,放射性污染物还会进一步进入人体,造成放射性内污染,引发放射病。放射性体表污染传统的去污方法主要是用水、肥皂水和一些市售的人体去污剂等进行洗消,面对复杂种类的放射性核素,其去污效果具有一定的局限性。为应对可能出现的突发核事故,研制高效便携即时可用的洗消剂是核事业快速发展的需求。本研究通过查阅国内外文献,结合实验室放射性污染治理方面的前期研究基础,研制3种人体放射性污染洗消剂:放射性污染皮肤高效应急洗消剂、放射性污染皮肤绿色安全洗消剂、放射性污染伤口洗消剂。采用单因素考察、正交试验设计,结合发泡高度、洗消效率、皮肤刺激性等指标考察,研究3种洗消剂的配方组成。依据《消毒剂技术规范》中皮肤刺激性、破损皮肤刺激性试验方法,对筛选的组分和组方进行皮肤刺激性筛选,获得安全剂量。根据配方中各组分的溶解性质,研究3种洗消剂的制备工艺。依据《消毒剂技术规范》、《表面活性剂洗涤剂试验方法》中相关物质的测定方法,分别测定2种皮肤洗消剂的pH值、稳定性、EDTA含量、总活性物质含量等一系列理化指标。采用大鼠、新西兰大白兔背部皮肤、自愿者手背皮肤,利用稳定性核素冷态试验,对2种皮肤洗消剂的洗消效率进行测定。采用动物背部伤口稳定性核素染毒模型,开展冷态试验,测定放射性污染伤口洗消剂的洗消效率。依据《消毒剂技术规范》中急性经口毒性试验、一次皮肤刺激性试验、多次皮肤刺激性试验、眼刺激试验等方法,以及小鼠骨髓细胞微核率流式细胞术,对2种皮肤洗消剂进行安全性评价。获得如下主要结果。(1)放射性污染皮肤高效应急洗消剂。(1)配方组成:以发泡高度为指标,正交试验得到表面活性剂最佳配方组成为SDBS:AES:AOS:CAO:CAB=5:25:15:40:24;进一步单因素和正交试验获得洗消剂最佳配方组成为SDBS15g、AES 75 g、AOS 45 g、CAO 120 g、CAB 72 mL、CDEA(6501)30 g、甘油50 mL、柠檬酸10 g、EDTA-Na2 60 g、水514 mL,配置1000 g。(2)制备工艺:精确称取各组分,混匀后,加入蒸馏水溶解,于80℃条件下,搅拌2 h,所有组分完全溶解至澄清透明。(3)理化性质:pH值为6.99;经-5℃和40℃环境放置24h后,无异味,无沉淀和变色现象,透明产品不混浊;总活性物质含量为(20.49±0.15)%;EDTA含量为(5.99±0.001)%。(4)洗消效率:对新西兰兔背部皮肤用清水清洗的洗出液中Co2+、Mn2+和Cs+的浓度分别为2.98±0.32 mg/L、2.94±0.29 mg/L和3.12?0.3 mg/L,而洗消剂洗出液中Co2+、Mn2+和Cs+的浓度分别为2.99±0.18 mg/L、3.03±0.12 mg/L和7.04?0.27 mg/L,六神洗手液的洗出液中Co2+、Mn2+和Cs+的浓度分别为3.08?0.24 mg/L、3.03?0.22 mg/L和6.06?0.56mg/L,三者对Co2+、Mn2+洗消效果相差不大,而对Cs+的洗消效率,洗消剂组非常显著高于清水组和六神洗手液组。对自愿者手背皮肤用清水冲洗对Co2+和Mn2+的去污率分别为81.77%±0.23和79.63%±0.23,而洗消剂清洗的去污率分别为103.13%±0.05和100.62%±0.09,洗消剂的去污效率非常显著高于清水。(5)安全性评价:放射性污染皮肤高效应急洗消剂经口一次性给药20 g/kg体重,14 d内小鼠无中毒症状,无死亡,属实际无毒;在皮肤急性毒性试验中,大鼠在14 d内均没出现中毒表现和死亡的情况;在一次完整皮肤刺激试验和多次完整皮肤刺激试验中,出现轻度刺激性。小鼠骨髓嗜多染红细胞微核率低于4.65‰,与蒸馏水对照组无明显差异;小鼠蓄积毒性实验经口染毒20 d内未见中毒症状出现,蓄积系数K>5,属弱蓄积毒性。说明放射性污染皮肤高效应急洗消剂适合应用于核事故应急情况下皮肤放射性污染的应急洗消,而不太适合应用于平时涉核场所工作人员皮肤放射性物质污染的多次日常洗消。(2)放射性污染皮肤绿色安全洗消剂。(1)配方组成:通过皮肤刺激试验筛选,以及正交设计,以皮肤污染Co2+、Mn2+和Cs+的去污效率为考察指标,获得洗消剂的配方组成为APG0810 62.5 g、AEC-9Na 62.5 g、EDTA-Na2 50 g、SDS2.5 g、6501 15 g、甘油25 g、柠檬酸5 g、加水至500 mL。(2)制备工艺:精确称取各组分,混匀后,加入蒸馏水溶解,于80℃条件下,搅拌2 h,所有组分完全溶解至澄清透明。(3)理化性质:pH值为6.68;洗消剂经-5℃和40℃环境放置24h后,无异味,无沉淀和变色现象,透明产品不混浊;洗消剂总活性物质含量为(16.51±0.07)%,EDTA含量为(9.94±0.04)%。(4)在洗消效率试验中发现洗消剂对Cs+的洗消效率远高清水,而对Mn2+和Co2+的洗消效率与清水无显著差异。(5)安全性试验结果表明急性经口毒性试验、一次完整皮肤刺激试验、多次完整皮肤刺激试验、小鼠骨髓嗜多染红细胞微核试验均未显示毒性反应。一次性口服剂量为20 g/kg体重,试验小鼠未出现中毒症状和死亡现象;一次完整皮肤刺激试验皮肤刺激指数为0,多次完整皮肤刺激试验皮肤刺激指数为0.16;小鼠骨髓嗜多染红细胞微核率低于4.03‰,与蒸馏水对照组无明显差异;小鼠蓄积毒性实验经口染毒20 d内未见中毒症状出现,蓄积系数K>5,属弱蓄积毒性。结果说明该洗消剂是安全的,可以用于涉核人员平时体表皮肤放射性污染的多次洗消。(3)放射性污染伤口洗消剂。通过兔眼刺激试验发现基方、0.1%透明质酸、0.5%羧甲基壳聚糖、0.5%海藻酸钙均无急性眼刺激性,刺激反应得分均为0;0.025%DTPA、0.05%DTPA、0.1%DTPA、0.2%DTPA、0.4%DTPA均对新西兰大白兔不产生明显的眼刺激反应;0.8%DTPA对新西兰大白兔眼睛具有中度刺激反应。通过一次破损皮肤刺激试验发现基方、0.1%透明质酸、0.5%羧甲基壳聚糖、0.5%海藻酸钙、0.025%DTPA、0.05%DTPA、0.1%DTPA、0.2%DTPA、0.4%DTPA破损皮肤未出现红斑形成,无水肿出现。0.8%DTPA组家兔破损皮肤刺激试验,在去除受试物后第1 h出现勉强可见的红斑,但第24 h和第48 h基本恢复正常。9个组方对伤口Co2+、Mn2+的洗消试验发现,羧甲基壳聚糖、EDTA二钠盐、EDTA四钠盐、DTPA粉末均具有促进洗消效率的作用。研究确定放射性污染伤口洗消剂的配方组成为:NaCl 7.88 g、Na2HPO4?12H2O 3.58 g、KH2PO4 0.2 g、KCl 0.2 g、利多卡因10 g、海藻酸钙5 g、羧甲基壳聚糖5 g、DTPA 4 g,加水至1000 mL。研究确定其制备工艺为:先溶解磷酸盐基方,分别加入海藻酸钙、羧甲基壳聚糖溶解,再缓慢加入DTPA?Na5至完全溶解,用浓硫酸调节pH值至6-7之间,最后加入利多卡因,搅拌至溶液澄清。在新西兰大白兔伤口污染洗消效率的研究中发现,放射性污染伤口洗消剂全配方具有较高的洗消效率;研究中还发现透明质酸的加入虽然具有润滑等作用,但似乎透明质酸对伤口污染的洗消效率有抑制作用,基方中去除利多卡因似乎也降低了洗消剂的洗消效率。总之,研究的放射性污染皮肤高效应急洗消剂,由传统高效表面活性剂、螯合剂、pH调节剂、保湿润滑剂等组分组成,具有较高的洗消效率,多次使用对皮肤有轻度刺激性,适用于核事故现场体表污染的即时应急洗消。放射性污染皮肤绿色安全洗消剂用绿色安全表面活性剂代替传统表面活性剂,添加了合适浓度的SDS,保持了较高洗消效率,同时多次使用没有刺激性,适用于涉核人员体表放射性污染的日常反复洗消。放射性污染伤口洗消剂由pH缓冲剂、生物吸附剂和高效螯合剂组成,无破损皮肤刺激性,对伤口核素污染具有较高的洗消效率,适用于放射性污染伤口的洗消。本文研究的两种皮肤洗消剂按国家消毒剂产品申报要求基本完成了实验室研究,为产品批文的申报与产品开发奠定了良好的技术基础;伤口洗消剂由于时间有限,只是完成了配方和制备工艺的初步研究,还需后续进一步优化,以及开展理化性质、安全性等研究。三种洗消剂的研究成功有望为体表核污染人员提供即时使用的便捷洗消产品。