Desenvolvimento de tecnologia para fotoproteção da pele baseada em ativos de origem mineral e vegetal

Abstract

A radiação ultravioleta pode causar queimaduras, bronzeamento, fotoenvelhecimento e o desenvolvimento de câncer de pele, dessa forma, o uso de produtos cosméticos fotoprotetores é um cuidado importante à manutenção da saúde. O objetivo deste trabalho foi desenvolver uma tecnologia de fotoproteção da pele, baseada em ativos de origem mineral e vegetal, e em um método capaz de definir as quantidades necessárias de cada um desses constituintes, visando obter formulações com propriedades de fotoproteção pré-definidas, além das seguintes características: (1) livre de filtros solares nanoparticulados e químicos sintéticos; (2) com graus ajustáveis de FPS e FPUVA, atendendo a todos os fototipos de pele; (3) que possibilitem a adição de ingredientes anti-fotoenvelhecimento; e (4) com características sensoriais agradáveis. Foram realizados testes preliminares para selecionar os ingredientes cosméticos e suas concentrações nas formulações. Os testes de FPS espectrofotométrico (método de Mansur) e atividade antioxidante (método DPPH) guiaram a seleção de um óleo vegetal. Outros componentes foram definidos com base em testes preliminares de formulação, análise de características sensoriais e de estabilidade frente à centrifugação. Cinco ingredientes capazes de influenciar a ação fotoprotetora de formulações cosméticas foram selecionados: dióxido de titânio, óxido de zinco, óleo de açaí, argila I e argila II. Um delineamento fatorial fracionário 25-1 possibilitou a compreensão da influência de cada um desses ativos, incorporados em uma base emulsionada, e das interações entre eles, nos parâmetros FPS in vitro, FPUVA0, comprimento de onda crítico e razão UVA/UVB das formulações. Os modelos matemáticos desenvolvidos foram robustos e podem ser utilizados para prever composições ótimas dos ativos avaliados, dentro do domínio experimental estudado, auxiliando no desenvolvimento de formulações fotoprotetoras. Por meio da ?função de desejabilidade?, um protetor solar foi otimizado e caracterizado, apresentando os seguintes resultados experimentais: FPS in vivo = 34, FPUVA = 14 e comprimento de onda crítico = 378 nm. O protetor solar otimizado apresentou FPUVA superior a 1/3 do FPS in vivo e comprimento de onda crítico superior a 370 nm, atendendo às exigências para registro na Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Na caracterização físico-química, o protetor solar otimizado apresentou: cor branca, odor característico, aspecto sem separação de fases e sem precipitado, pH de 7,61± 0,05, densidade relativa de 1,06 ± 0,01 e viscosidade aparente de 21608 ± 453 mPa.s. Além disso, mostrou estabilidade aceitável quanto às propriedades organolépticas e físico-químicas frente ao armazenamento em temperatura ambiente e ao abrigo da luz; aquecimento a 40 ± 2 °C; refrigeração a 5 ± 2 °C; e exposição à radiação UVA, no estudo de estabilidade acelerado de 90 dias.

Abstract: The ultraviolet radiation may cause burns, tanning, photoaging and the development of skin cancer. Considering the benefits of sunscreen cosmetics in this context, this study aimed to develop a photoprotection technology using mineral and vegetable actives, and a method able of defining the amount of each of these formulation constituents. In addition to pre-defined photoprotection properties, the formulations should present the following characteristics: (1) free of nanoparticulate and chemical sunscreens; (2) adjustable degrees of SPF and UVAPF, taking into account all skin phototypes; (3) that may include anti-photoaging ingredients; and (4) appropriate sensory characteristics. Preliminary assays were carried out to select the cosmetic ingredients and their concentrations in the formulations. Determination of SPF values by a spectrophotometric method (Mansur's method) and antioxidant activity (DPPH assay) guided the selection of a vegetable oil. Other components were defined based on preliminary formulation assays, sensory analysis and stability. Five ingredients able of affecting the photoprotective activity of cosmetic formulations were selected: titanium dioxide, zinc oxide, açai oil, clay I and clay II. A 25-1 factorial design was used to understand the effect of each active (incorporated in an emulsion base) and the interactions between them on the response SPF in vitro, UVAPF0, critical wavelength and UVA/UVB ratio. The mathematical models obtained were robust and can be used to predict the optimal active composition and to facilitate the development of new photoprotective formulations. The optimal formulation presented an in vivo SPF value of 34, UVAPF of 14 and critical wavelength of 378 nm. Once this formulation showed an in vivo UVAPF value greater than 1/3 of the SPF and a critical wavelength greater than 370 nm, all requirements were achieved for product registration in the National Health Surveillance Agency. Moreover, the optimized sunscreen formulation showed white color, characteristic odor, no phase separation or precipitate, pH 7.61 ± 0.05, relative density of 1.06 ± 0.01 and apparent viscosity of 21,608 ± 453 mPa.s. In an accelerated stability study performed during 90 days, it also demonstrated acceptable stability in terms of organoleptic and physicochemical properties when stored under different conditions (room temperature and protected from light; under heating to 40 ± 2 °C and cooling at 5 ± 2 °C; and after exposure to UVA radiation).