窑中医中药窑中国医药导报2019年9月第16卷第27期基于关联规则与实体语法系统探究中药化妆品配方设计贾聪敏过红玲曹婷婷雷巧灵张宪宝王耘北京中医药大学中药信息工程研究中心袁北京100102[摘要]目的基于关联规则与实体语法系统设计安全尧合理尧有效的含有中草药化学成分的中药化妆品配方遥方法收集2014耀2015年国内外所有含中草药化学成分的化妆品配方数据袁利用关联规则发现各类化妆品产品的配方规律袁基于所发现的规律和化妆品固有的配方结构袁结合实体语法系统建立新的化妆品配方设计模型遥结果根据模型设计出符合祛痘加美白化妆水配方结构和功效的新配方遥将新配方进行筛选尧定量尧打样以及功效验证袁面部痤疮者使用后均达到了良好的效果遥结论利用关联规则与实体语法系统进行祛痘加美白类化妆品的配方设计方法具有一定的可行性袁为其他类中药化妆品的配方设计提供了一定的参考袁利于扩大中药在美容护肤方面的应用遥[关键词]中药化学成分曰化妆品配方设计曰关联规则曰实体语法系统[中图分类号]R284[文献标识码]A[文章编号]1673-7210渊2019冤09渊c冤-0126-04ExploringtheformuladesignoftraditionalChinesemedicinecosmeticsbasedonassociationrulesandentitygrammarsystemJIACongminGUOHonglingCAOTingtingLEIQiaolingZHANGXianbaoBeijing100102,ChinaResearchCenterofTraditionalChineseMedicineInformationEngineering,BeijingUniversityofChineseMedicine,[Abstract]ObjectiveTodesignasafe,reasonableandeffectiveChinesemedicinecosmeticsformulacontainingchi鄄neseherbalmedicinechemicalcompositionbasedonassociationrulesandentitygrammarsystem.MethodsDataofWANGYuncosmeticformulationscontainingChineseherbalmedicinechemicalcompositionfrom2014to2015werecollected,whileassociationruleswereusedtodiscovertheformulationrulesofvariouscosmeticproducts.Basedonthediscov鄄eredrulesandtheinherentformulastructureofcosmetics,anewformuladesignmodelofcosmeticswasestablishedbyefficacyofacne-removingandwhiteninglotionformulawasdesigned.Thenewformulahadbeenscreened,quantified,associationrulesandentitygrammarsystemtodesignformulaofacne-eliminatingandwhiteningcosmetics,whichpro鄄applicationoftraditionalChinesemedicineincosmetologyandskincare.[Keywords]Chinesemedicinechemicalcomposition;Cosmeticformuladesign;Associationrules;Entitygrammarsystemcombiningentitygrammarsystem.ResultsAccordingtothemodel,anewformulawhichaccordswiththestructureandproofedandvalidated,whilegoodresultshadbeenachievedinacnepatientsafteruse.ConclusionItisfeasibletousevidesareferencefortheformulationdesignofothertraditionalChinesemedicinecosmeticsandhelpstoexpandthe随着人们对野天然冶野绿色冶化妆品的追崇袁许多中草药成分成为美容护肤化妆品的功效成分或添加剂袁研究开发以中药提取物为原料的中药化妆品已成为当代一个新颖的课题[1]遥当前袁化妆品配方设计原理虽[基金项目]国家自然科学基金资助项目渊81673697尧81373985冤遥[作者简介]贾聪敏渊1994.4-冤袁女袁北京中医药大学中药学院中药分析学专业2016级在读硕士研究生曰研究方向院中药信息融合遥[通讯作者]王耘渊1973.2-冤袁男袁博士袁教授袁博士生导师袁北京中医药大学中药信息系主任曰研究方向院中药信息融合遥126CHINAMEDICALHERALDVol.16No.27September2019然在美白类[2]尧祛痘类[3]尧祛斑类[4]尧防晒类[5]尧保湿类[6]等化妆品的配方设计中应用广泛遥但各企业从事化妆品配方设计的工作人员水平参差不齐袁导致配方设计及生产过程中存在诸多不合理的问题袁如化妆品稳定性全统计[8-10]袁因配方设计不合理导致的化妆品质量问影响袁研发出更安全尧合理尧有效的中药化妆品值得我们深思遥泛[11-15]袁可以从成分与成分尧成分与功效尧功效与症状关联规则在中药方剂的配伍规律研究中应用广差或使用后出现的局部炎症及粉刺等问题[7]遥据不完题造成的经济损失近数亿元以上遥如何避免人为因素中国医药导报2019年9月第16卷第27期窑中医中药窑联规则结果为限制条件袁将和功效成分或者和乳化成分一起出现的其他类成分加进配方中袁依次类推袁最后将具有的结构体系成分都加入配方中遥盂利用推理引擎袁得出新的配方结果遥1.4新配方产品的人体功效性评价基于建立的中药化妆品配方模型设计祛痘加美白化妆水的新配方遥祛痘类化妆品的效果可以通过微生物抑菌试验及人体功效性方法进行评价[23-25]袁由于配方含有抑菌作用的薄荷醇袁因此选用人功效性评价等不同属性之间的关联关系研究方剂配伍规律遥同时也能揭示化妆品专利中核心的中草药成分尧中草药之间的相互联系和应用规律[16]遥因此袁本研究采用关联规则对功效一定且成分明确的中药化妆品进行配方规律研究遥在已知配方规律的基础上结合实体语法系统构建化妆品配方模型袁为设计出安全尧客观尧有效的各类中药化妆品配方提供参考袁扩大中药在美容方面的应用遥1资料与方法1.1数据来源中国叶消费品使用说明化妆品通用标签曳规定院野自2010年6月17日起袁所有在中华人民共和国境内生产或进口报检袁并在境内销售的国产和进口化妆品都需要在产品包装上真实地标注产品配方中加入的全的方法进行效果验证遥淤试用人群院年龄20耀29岁袁有轻至中度痤疮曰试用前1个月内未服用抗生素袁未进行其他痤疮治疗遥共招募8名符合条件的受试者袁排除条件符合叶化妆品接触性皮炎诊断标准及处理原则曳遥于方法院受试者在洁肤后袁在痤疮部位以擦拭尧按摩等方式直至皮肤完全吸收袁早晚2次袁连续试用3周遥部成分名称遥冶这为本研究全面搜集市场上的中药化妆品产品成分提供了保证遥2014耀2015年共收集了7049个含中药化学成分的化妆品产品成分数据遥包括院洁面产品尧水尧面乳尧面霜尧眼霜尧防晒霜/乳尧唇膏等袁建立了中药化妆品组成成分数据库遥1.2基于关联规则发现化妆品的组方规律Agrawa等[17-18]在1993年设计出了一个挖掘顾客交易数据库中项集间的关联规则的重要方法袁核心思1.5统计学方法采用SAS9.2软件进行数据分析处理袁计量资料以均数依标准差渊x依s冤表示袁试用前后采用配对t检验遥以P约0.05为差异有统计学意义遥2结果2.1中药化妆品的组方规律采用WEKA3.8软件中的Apriori算法对各类各种剂型的化妆品组成以置信度逸80豫袁支持度逸10豫袁计数逸2为条件进行计算遥以化妆水类的关联规则结果为例来阐释配方规律的发现袁祛痘类化妆水成分关联结果见表1袁美白类化妆水成分关联见表2遥表1祛痘化妆水成分关联结果渊局部冤成分群变性乙醇尧水柠檬酸钠尧丁二醇尧水柠檬酸钠尧水水杨酸尧水丙二醇尧水EDTA二钠尧丁二醇尧水EDTA二钠尧水噎噎20.512820.512823.076925.614028.205120.512823.0769噎噎支持度想是基于频集理论的递推方法遥Apriori算法中项集的概念即为项的集合袁包含K个项的集合为K项集遥项集出现的频率是包含项集的事物数袁称为项集的频率遥如果某项集满足最小支持度袁则称它为频繁项集[19-20]遥Apriori算法关联规则的挖掘分为两步院淤找出所有频繁项集曰于由频繁项集产生强关联规则遥这里的项集即化妆品中的成分遥1.3基于实体语法系统建立化妆品配方模型实体语法系统[21]渊EGS冤是针对生物复杂系统建模而建立的一种形式语法系统袁可以描述复杂系统的组成单位尧组织方式尧变化规律遥实体语法系统可用四元组G=渊V袁F袁P袁S冤表示遥采用实体语法系统进行中药化妆品配方的设计袁V表示组成天然药物化妆品的成分袁如水尧甘油等曰F表示成分之间的关联关系曰P表示推理引擎袁即所编写的各种推理规则曰S包括所有实体以及输入的初始条件遥化妆品配方的总体结构分为功效体系尧乳化体系尧防腐体系尧增稠体系尧抗氧化体注院EDTA院乙二胺四乙酸曰野噎噎冶院未列出的结果系和感官修饰体系等6大体系[22]遥基于实体语法系统与化妆品配方结构袁在配方规律的基础上袁进行化妆品的配方设计遥步骤如下院淤数据整理遥将关联结果中出现的所有成分按功效分类袁并与配方结构进行匹配遥于编写推理规则遥将功效成分按照其功效依次加进配方中袁并以关联规则的结果为限制条件袁将与功效成分一起出现的各类乳化成分加进配方中袁再以关成分群表2美白化妆水成分关联结果渊局部冤支持度光果甘草根提取物尧羟苯甲酯尧甘油尧水透明质酸尧甘油尧水透明质酸尧水苯甲醇尧烟酰胺尧丁二醇尧水藻提取物尧丁二醇尧水熊果苷尧羟苯甲酯尧丁二醇尧甘油尧水噎噎注院野噎噎冶院未列出的结果10.144911.594213.043510.144910.144911.5942噎噎CHINAMEDICALHERALDVol.16No.27September2019127窑中医中药窑2.2基于实体语法系统建立的中药化妆品配方以祛痘洗面奶为例袁在祛痘类中药化妆品配方规律的基础上利用实体语法系统得到16个祛痘洗面奶的新配方遥见表3遥2.3祛痘加美白个性化化妆品配方基于建立的中药化妆品配方模型袁进行祛痘加美白化妆水配方设计遥见表4遥6个配方中均存在水杨酸尧北美金缕梅尧甘草酸二钾尧水尧甘油尧EDTA二钠尧羟苯甲酯尧柠檬酸钠尧库拉索芦荟叶提取物袁因此保留这9种成分遥泛醇尧薄荷醇和变性乙醇都是通过镇静尧舒缓肌肤尧抗菌的相似功效达到祛痘的效果遥由于泛中国医药导报2019年9月第16卷第27期醇略带异臭袁变性乙醇对皮肤刺激性较大袁溶解表皮脂质袁长期使用会造成皮肤黯淡无光泽袁将其舍去遥薄荷醇具有止痒尧止痛尧清凉等效果袁在香烟尧化妆品尧牙膏尧口香糖和药物中应用广泛袁具有促渗透剂作用袁因此选择薄荷醇遥熊果苷和光果甘草根提取物在抑制黑色素过程中通过抑制酪氨酸酶的活性达到美白效果袁但熊果苷美白效果更好袁因此选用熊果苷遥最终筛选的祛痘加美白化妆水的配方结果为2号遥2.4人体功效性评价结果2.4.1视觉评估结果2号配方化妆水试用前后的面部照片对比渊局部图冤见图1遥试用者面部痤疮严重袁配方编号123祛痘有效成分祛痘天然有效药物成分表3祛痘洗面奶新配方渊局部冤水相防腐剂表面清洁剂乳化剂油相乳化剂水相螯合剂溶剂抗氧化剂增稠剂水杨酸尧泛醇北美金缕梅提取物尧茶叶提取物羟苯甲酯水杨酸尧泛醇北美金缕梅提取物尧茶叶提取物羟苯甲酯水杨酸尧尿囊素北美金缕梅提取物尧茶叶提取物羟苯甲酯噎噎甘油椰油酰胺丙基甜菜碱甘油硬脂酸酯EDTA四钠水三乙醇胺黄原胶甘油椰油酰胺丙基甜菜碱噎噎噎噎甘油椰油酰胺丙基甜菜碱甘油硬脂酸酯EDTA二钠水三乙醇胺黄原胶噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎肉豆蔻酸EDTA二钠水三乙醇胺黄原胶噎噎噎噎噎噎注院EDTA院乙二胺四乙酸曰野噎噎冶院未列出的结果表4祛痘美白化妆水新配方渊局部冤配方编号123噎噎功效体系祛痘成分水杨酸尧泛醇尧甘草酸二钾尧北美金缕梅提取物水杨酸尧薄荷醇尧甘草酸二钾尧北美金缕梅提取物水杨酸尧变性乙醇尧甘草酸二钾尧北美金缕梅提取物噎噎库拉索芦荟提取物尧熊果苷噎噎水噎噎甘油噎噎库拉索芦荟提取物尧熊果苷水甘油美白成分库拉索芦荟提取物尧熊果苷水甘油乳化体系溶剂水相保湿剂水相螯合剂表面活性剂防腐体系抗氧化体系防腐剂抗氧化剂柠檬酸钠柠檬酸钠柠檬酸钠噎噎EDTA二钠PEG-40氢化蓖麻油羟苯甲酯EDTA二钠PEG-40氢化蓖麻油羟苯甲酯EDTA二钠PEG-40氢化蓖麻油羟苯甲酯噎噎噎噎噎噎注院EDTA院乙二胺四乙酸曰PEG院聚乙二醇曰野噎噎冶院未列出的结果病灶数较多且皮肤暗沉袁使用此化妆水3周后袁脸部痤疮数减少袁肤色变白有光泽遥2.4.2试用前后数据处理试用前痤疮病灶数渊28.625依15.918冤个袁试用后痤疮病灶数渊20.125依12.999冤个袁试用前后比较差异有统计学意义渊P约0.05冤遥试用前1号2号试用后3讨论支持度指某类化妆品中同时出现2个或2个以上的成分在该类全部化妆品中出现的概率遥关联结果中的每个规则称为成分群袁置信度在80%以上遥在美白化妆水组成关联结果表2中出现了野熊果苷袁羟苯试用前试用后5号6号3号7号4号8号图18名受试者试用前后结果128CHINAMEDICALHERALDVol.16No.27September2019中国医药导报2019年9月第16卷第27期窑中医中药窑[9]禾子.2013年本土化妆品市场趋势[J].福建轻纺袁2013渊5冤院[10]吴中琳.我国化妆品企业产品差异化的策略研究[D].上海院上海师范大学袁2009.[11]张铭.数据挖掘及其在重要分析中的应用[J].中医药杂志袁2011袁52渊13冤院1105-1106.[12]宋姚屏袁李昆袁吴孟旭袁等.要对计量的关联分析初探[J].辽宁中医药杂志袁2006袁33渊9冤院1095-1096.[13]李秀娟袁张天嵩袁张素袁等.基于数据挖掘探索董建华治40.17-18.甲酯袁丁二醇袁甘油袁水冶等成分群遥说明在美白化妆水中添加熊果苷后可能会添加羟苯甲酯袁丁二醇等成分遥表3的16个祛痘洗面奶新配方中除了合理的祛痘功效成分和稳定渗透体系的乳化体系外袁在防腐体系尧抗氧化体系尧增稠体系中均选择一种安全有效的成分袁在安全和抗敏感方面具有一定的优势遥本研究设计的祛痘美白化妆水渊配方2冤交由广州名宇化妆品公司进行制备遥如图1袁试用者试用后的痤疮红色病变区域面积较试用前明显减小袁炎性色素沉着较试用前有明显改善遥1尧2尧4尧5尧8号受试者试用前痤疮病灶均呈现炎性皮损和脓包袁在试用后皮损明显消失或减轻袁脓包也逐渐消失或变小袁尤其是5号的炎性皮损和红斑基本消失袁皮肤变得白嫩有光后更加光亮遥8号试用者在试用前属于重度痤疮患者袁脸部结节数有3个袁炎性皮损也较为严重袁有大量的脓包和丘疹袁试用后炎症减轻袁丘疹和脓包变小遥8名试用者均表示涂抹后感觉清凉舒适袁对于新生的炎性脓包涂抹后涨疼感有所减轻袁皮肤较试用前有光泽袁体验感觉良好遥基于关联规则与实体语法系统建立了祛痘加美白的中药化妆品配方模型袁根据模型设计的中药化妆品经验证效果良好遥因此袁本研究方法可以避免人为因素的影响为设计出安全尧客观尧有效的中药化妆品配方提供了一定的参考价值遥同时此方法可以用于研究其他类中药化妆品配方的设计袁扩大中药在美容方面的应用遥[1]尹家振袁崔涴莲袁赵华.我国植物性化妆品研究现状及发[2]郑虹.美白化妆品的配方设计[J].日用化学品科学袁2012袁[3]朱连杰袁广丰.祛痘产品的配方设计[J].中国化妆品袁[4]张静.天然中草药美白祛斑化妆品配方设计与开发[J].[5]董建军袁阚洪玲袁孙洪涛袁等.防晒与防晒化妆品的配方[6]王华英.保湿剂及保湿护理品的配方设计[D].无锡院江南[7]林广超.化妆品的研发程序与配方设计[J].科技创新导[8]化妆品行业投诉分析报告院质量问题居首位[J].中国质量万里行袁2013渊9冤院16-18.报袁2013渊3冤院30.大学袁2009.设计[J].食品与药品袁5渊12冤院62-64.化工管理袁2013渊22冤院254.2006渊7冤院74-77.35渊7冤院54-56.展趋势[J].日用化学品科学袁2011袁34渊9冤院1-5.疗老年病的药对规律[J]袁福建中医药袁2009袁40渊2冤院38-[14]曾令明.中药方剂库药对药组挖掘方法研究[D].成都院四川大学袁2005.[15]李振岳袁周怡.伤寒病复方药对配伍规律的关联规则分析[J].医学信息袁2009袁22渊5冤院591-593.[16]方兆华袁黄晓青袁王晴磊袁等.关联规则在化妆品专利中43渊2冤院130-133.泽遥3尧6尧7号试用者面部痤疮有所减轻袁皮肤在试用草药成分数据挖掘中的应用[J].日用化学工业袁2013袁[17]AgrawalR袁ImielinskiT袁SwamiA.Databasemining院aperformanceperspective[J].KnowledgeDataEngineer鄄ing袁1993袁5渊6冤院914-925.[18]AgrawalR袁ImielinskiT袁SwamiA.Databaseminingas鄄sociationrulesbetweensetsofitemsinlargedatabase[J].ProcACMSIGMODIntlConfMangementData袁1993袁1渊1冤院207-216.[19]赵洪英袁蔡乐才袁李先杰.关联规则挖掘的Apriori算法66-70.综述[J].四川理工学院学报院自然科学版袁2011袁24渊1冤院[参考文献][20]JiaWH袁MichelineK.Dataminingconceptsandtech鄄niques[M].SecondEdition.SanFrancisco:MarganKauf鄄mann袁2001院151-155.[21]WangY.Entitygrammarsystems院agrammaticaltoolforBullMathematBiol袁2004袁66渊3冤院447-471.社袁2009院9.studyingthehierarchicalstructuresofbiologicalsystems[J].[22]董银卯.化妆品配方设计6步[M].北京院化学工业出版[23]王珊珊.一款祛痘化妆品的效果评估[J].香料香精化妆品袁2018渊3冤院50-53.[24]刘琦.一款祛痘化妆品人体试用效果的评估.北京日化[25]王腾凤袁王新权袁梁晓宇袁等.祛痘化妆品祛痘功效评价27.渊2016年第1期总第122期冤[C]//北京日化协会袁2016院6.方法的研究[J].日用化学品科学袁2004袁27渊12冤院21-23袁渊收稿日期院2019-03-08本文编辑院李亚聪冤CHINAMEDICALHERALDVol.16No.27September2019129