原文出自Toxics 期刊：

Ma, Y.; Yi, J.; Ma, J.; Yu, H.; Luo, L.; Wu, W.; Jin, L.; Yang, Q.; Lou, T.; Sun, D.; et al. Hand Sanitizer Gels: Classification, Challenges, and the Future of Multipurpose Hand Hygiene Products. Toxics 2023, 11, 687.https://doi.org/10.3390/toxics11080687

引言

近日，来自温州大学生命科学研究院孙达团队在 MDPI Toxics 期刊上发表题为“Hand Sanitizer Gels: Classification, Challenges, and the Future of Multipurpose Hand Hygiene Products”的综述，该综述对洗手液凝胶 (HSGs) 的各种应用场景、分类和挑战进行了全面的概述，还强调了具有生物功能的新成分的HSGs。通过探索新成分的多种生物学功能并确保理想的生物安全性，指导未来研究开发出具有优异抗菌性能的新型HSGs。

研究过程与结果

手卫生在预防感染和控制疾病传播中起着至关重要的作用，因为手是病原微生物传播的主要媒介。值得注意的是，超过一半的呼吸道病毒、肠道病毒以及细菌感染是通过密切接触传播的。因此，手卫生对于预防感染和控制流行病的传播至关重要，从而可以保障人类的健康。为应对全球COVID-19大流行，抗菌洗手产品需求激增。相比之下，洗手液凝胶 (HSGs) 由于其快速干燥和抗菌效果持久成为一种热门的选择。HSGs在涂抹部位形成保护层，为皮肤提供更长时间的保护。此外，在选择适合个人卫生习惯的手部清洁产品时，重要的是要考虑易用性、安全性、抗菌功效和用户舒适度等因素。

图1

本文综述了HSGs的应用场景、分类和面临的挑战。此外，还强调了具有生物学功能的新型成分的出现，旨在为开发具有优异抗菌性能、具有其他多种生物学功能和良好生物安全性的新型HSGs提供新的见解。

1. HSGs的应用场景

被广泛接受的手卫生产品应具有良好的感官特性，包括与皮肤相似的pH值，适当的粘度和涂抹性。HSGs能在一定程度上控制细菌在各种环境中的传播，显著减少微生物的转移，从而有效地减少呼吸道和胃肠道感染。HSGs提供便捷而卫生的手部清洁方式，不需要额外的水源和毛巾，避免了污染物和细菌引起的感染和传染病，因此，HSGs在不同场景下的应用范围广泛，可在户外活动、市场购物、医疗保健中心和家庭生活等情境下发挥重要作用。

图2

2. HSGs的分类

根据有效成分，HSGs可分为两类：醇基型洗手液凝胶 (ABHSGs) 和非醇基型洗手液凝胶 (NABHSGs)。这两类洗手液凝胶均能有效抑制手上的微生物，效果没有显著差异。然而，它们的作用机制不同。

ABHSGs通过与膜蛋白相互作用，使手部微生物变性失活，从而发挥快速抑菌作用。然而，ABHSGs中存在的醇基成分往往会对表皮角质的脂质结构产生不利影响，导致手干燥和龟裂等副作用。ABHSGs的抗菌活性在很大程度上取决于醇基物质的百分比浓度；含量低于60% v/v可能影响产品质量。为应对COVID-19大流行，Food and Drug Administration 建议将异丙醇浓度提高至91% v/v，并确保乙醇浓度不超过94.9% v/v。NABHSGs主要通过阳离子表面活性剂，如季铵化合物 (QACs) 发挥抑菌作用。这些化合物由于含带正电的铵离子以及亲水和疏水成分，表现出广谱抑菌性。它们的亲疏水特性增强了它们的表面活性和形成脂质体的能力，从而提高了它们的抑菌能力。

3. HSGs的应用挑战

HSGs的应用挑战主要从抗菌功能成分和凝胶成分两方面展开论述。自COVID-19大流行爆发以来，ABHSGs的销量显著增长，许多制造商和医疗机构独立开发和生产洗手液，但质量控制问题导致市场上不合格的洗手液产品显著增加。此外，制造过程可能引入杂质，加剧公共卫生问题。因此，建议用户在使用前根据个人敏感性仔细评估洗手液配方中的抗菌功能成分，并仔细查看产品标签，以避免潜在的过敏原。ABHSGs中的抗菌成分，尤其是在高浓度下，可能伤害角膜上皮细胞，导致眼病。长时间使用可能增加接触性皮炎和特应性皮炎风险，儿童更易受影响。医护人员使用ABHSGs时要注意新生儿接触乙醇蒸气的风险，可能影响神经发育。不良反应增加了使用监督的重要性。ABHSGs中的乙醇和异丙醇可能导致健康问题。微生物反复暴露于消毒剂和抗生素中导致耐药性，对医护人员造成负担。过度使用HSGs也有潜在风险。乙醇、异丙醇等成分的环境影响受关注，可能对水生生物造成影响。解决潜在问题的同时，强调良好卫生习惯管理至关重要。值得注意的是，ABHSGs中常见的乙醇和异丙醇是挥发性可燃性物质，当在火焰附近使用或暴露在高温下时可能引起火灾。因此，包含新的安全抗菌成分可以提供更安全的替代方案，并提高安全性。

凝胶的稳定性与化合物的pH值有关，较低的pH值导致流动性降低。考虑到乙醇和异丙醇极性不同，特别是异丙醇的极性更低，为确保与卡波姆形成稳定聚合物，需要在异丙醇中添加更多的三乙醇胺。研究表明，阴离子增稠剂 (如卡波姆或丙烯酸酯) 会明显降低ABHSGs在皮肤上的抗菌持久性。因此，可以考虑非离子型聚合物增稠剂，如羟丙基纤维素替代卡波姆以提高抗菌持久性。此外，通过优化凝胶的制造工艺，可以探索出HSGs中生物相容性好、挥发快、甚至完全天然的可食用成分的材料，这不仅有助于凝胶的稳定性，还可以增强生物相容性，并加快挥发过程。这一探索有助于减少对合成成分的依赖，同时也符合消费者对环保和安全选择日益增长的偏好。

图3

4. 新型HSGs抗菌成分

由于传统HSGs中存在与抗菌成分相关的生物相容性问题，新型HSGs的应用出现了显著转变。新型HSGs采用天然安全的抗菌物质，如精油、酚类和有机酸等，旨在减少甚至完全取代乙醇或异丙醇等传统成分。此外，以阳离子表面活性剂为代表的NABHSGs作为一种替代方案也备受关注。有机粘土和纳米配方等抗菌剂引起了研究界和消费者更大的兴趣。这些物质不仅具有抗菌作用，还具有一定的抗炎和美白性能，这种多重功能使得它们在研究人员和消费者中越来越受欢迎。

图4

5. HSGs的未来研究

未来，新型HSGs领域的研究应当与消费者对安全性和功能性需求的不断增长保持一致。此类研究的重点可以围绕两个主要领域：首先，需要筛选具有低毒性和高抗菌性能的天然成分，这些成分可作为HSGs中的新型成分使用。此外，探索多种生物活性成分的联合可能会进一步增强HSGs的生物活性。这种方法不仅可以有效地清洁手部，还能提供额外的益处。其次，优化HSGs的制造工艺至关重要。这包括研究具有良好生物相容性的凝胶材料，确保它们适合在皮肤上经常使用。凝胶在使用时能够快速挥发，从而增强用户体验和便利性。此外，探索纯天然和可食用成分作为凝胶材料，有可能提高HSGs的安全性和可接受性，解决消费者对环境和健康影响日益增长的担忧。

通过解决这些研究方向，我们可以不断改进和创新HSGs的性能，从而增强其在消费者中的实用性。新型HSGs将更好地满足公众对安全、高效、环保的手部卫生解决方案的需求，对疾病预防和个人健康维护具有重要意义。这些努力将推动手卫生领域的进一步发展，并为我们提供更多创新和有效的手部卫生解决方案。

研究总结

综上，手部卫生在预防和控制感染方面具有关键作用，特别是在SARS-CoV-2爆发的情况下，手部卫生产品的需求急剧增加。在这篇综述中，我们全面概述了HSGs的各种应用场景、分类和挑战。同时，我们强调具有生物功能的新成分的出现，为手部卫生实践提供了更多潜在的机会。通过探索多种生物学功能并确保理想的生物安全性，未来的研究可以开发出具有优异抗菌性能的新型HSGs。然而，我们必须考虑到HSGs的潜在风险，例如抗菌素耐药性的发展和HSGs对环境的影响，以平衡它们的潜在益处。我们还应促进更好的管理和卫生习惯，以确保可持续和有效的手卫生解决方案。总之，本综述为手部卫生提供了有价值的见解，并鼓励了HSGs的进一步研究和开发。在我们继续探索新的可能性和创新以实现人类健康目标的过程中，我们将继续致力于为创造更安全、更健康和更卫生的环境而努力。该项工作得到温州大学研究生科研基金(3162023003048, 3162023003049, 3162023003051 和 3162023004076) 的支持。

作者信息

温州大学药学专业在读研究生马逸蕾，易佳为本文的共同一作，温州大学孙达、衢州市人民医院曹敏为共同通讯作者，温州大学药学专业研究生马嘉辉和于海洋，金立波博士，南方医科大学附属东莞医院罗力博士后，国科温州研究院杨秦斯助理研究员，重庆大学生物工程学院吴伟副教授和义乌市疾病预防控制中心楼挺为本工作提供指导。

马逸蕾

温州大学

马逸蕾，温州大学药学专业在读研究生，研究方向为药用天然活性物质开发利用，参与发表多篇论文。

孙达

温州大学

孙达，博士、副研究员、硕士生导师、生命科学研究院院长助理。研究方向为生物医用材料的功能化及生物资源开发与利用。

Toxics 期刊介绍

主编：Demetrio Raldúa IDAEA-CSIC, Spain

期刊发表与有毒有害化学物质和材料相关的学术文章，主题范围涵盖毒理学、生态毒理学、环境科学、环境工程、环境化学和流行病学等学科。期刊已被 Web of Science、PubMed 和 Scopus 等多个数据库收录。

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