Nanoemulses:
princpios e aplicaes em
cosmetologia
Alunas: Thas Barradas e Cristal Cerqueira
Universidade Federal do Rio de Janeiro - UFRJ
Instituto de Macromolculas Professora Eloisa Mano - IMA
Rio de Janeiro
2013
Laboratrio de Macromolculas e Colides
na Indstria do Petrleo (LMCP)
Responsveis:
Prof. Claudia Regina Elias Mansur,
Prof. Elizabete Fernandes Lucas
Prof. Luciana Spinelli Ferreira
http://ima.ufrj.br/~lmcp
Linhas de pesquisa do LMCP
Desenvolvimento de aditivos polimricos para diferentes aplicaes no setor de petrleo em escala bancada e em escala piloto;
Desenvolvimento e avaliao de desempenho de polmeros para a reduo de arraste de fluidos aquosos;
Desenvolvimento e avaliao de desempenho de polmeros para o controle de filtrado de fluidos aquosos e no-aquosos;
Desenvolvimento e avaliao de desempenho de polmeros para inibio de deposio de parafinas;
Desenvolvimento e avaliao de desempenho de polmeros para inibio de incrustao inorgnica;
Avaliao do comportamento de fases de asfaltenos em petrleo e em sistemas modelo;
Desenvolvimento e avaliao de fluidos divergentes;
Avaliao de controle de produo de H2S;
Avaliao de estabilidade de emulses de petrleo;
Avaliao da eficincia de aditivos desemulsifcantes;
Desenvolvimento e avaliao de desempenho de polmeros para tratamento de gua oleosa;
Avaliao de compatibilidade qumica de aditivos;
Avaliao de aditivos anti-espumantes;
Avaliao de sistemas polimricos para recuperao de petrleo;
Desenvolvimento e avaliao de nanoemulses no tratamento de sistemas slidos contaminados com petrleo;
Desenvolvimento e avaliao de desempenho de polmeros em fluidos de injeo;
Desenvolvimento de polmeros para liberao controlada de aditivos;
Metodologia de anlise de contaminantes em matrizes aquosas.
Linhas de pesquisa do LMCP
LMCP
Em seus 15 anos de atividades, o laboratrio j formou 27
Mestres e 12 Doutores,
Cerca de 400 publicaes desde trabalhos em congressos e
artigos em revistas nacionais e internacionais
Considerado pioneiro em pesquisa e desenvolvimento na
rea de Cincia de Polmeros aplicada Indstria de
Petrleo,
260 m no Instituto de Macromolculas do Centro de
Tecnologia Ilha do Fundo.
Seu pioneirismo foi reconhecido com o Prmio Paul J. Flory
Polymer Research 2009, concedido pelo Scientific
Committee and the Prize Committee of the World Forum on
Advanced Materials,
LMCP
Localizao:
IMA Instituto de Macromolculas Professora Eloisa Mano Universidade Federal do Rio de Janeiro
Cidade Universitria Av. Horcio Macedo, 2.030 Centro de Tecnologia Prdio do Bloco J
CEP 21941-598 Rio de Janeiro RJ Brasil Laboratrios J-128, J-126, Lapin 6 e Laboratrio de Reologia de
Colides
Nanotecnologia
US National Nanotech Initiave: Nanotecnologia o
entendimento e controle da matria em dimenses entre 1 e
200nm, onde fenmenos nicos permitem novas aplicaes
dos materiais.
Cincia envolvida no desenvolvimento, sntese,
caracterizao e aplicaes de materiais e dispositivos cuja
menor unidade de organizao funcional tem ao menos uma
de suas dimenses na escala nanomtrica.
Nanotecnologia
Figura 1: Escala de tamanho Fonte: Bousseau, Loubaton (2011)
Nanotecnologia - Perspectivas
Figura 2: O crescimento da nanotecnologia Fonte: Kostoff (2007)
Porque a escala nanomtrica?
Razo superfcie/volume Interaes com biomolculas;
Partculas menores Maior penetrao;
Vetorizao de ativos;
Diminuio dos efeitos adversos;
Otimizao do efeito cosmtico.
Figura 3: Alteraes em funo do tamanho nanomtrico Fonte: O. Sonneville-Aubrun et al. 2004
Sistemas de Liberao
Nanoestruturados
Figura 4: Carreadores Nanoestruturados Fonte: Pradhan et al., 2013
Nanoemulses Emulses so sistemas constitudos de dois ou mais lquidos imiscveis
onde um denominado fase dispersa e o outro, fase dispersante;
Esses sistemas podem ser classificados em: macroemulses,
microemulses e nanoemulses;
Figura 5: Esquema de uma emulso O/A Fonte:www.qgsquimica.com.br
Figura 6: Micrografia de uma emulso O/A Fonte:www.visaoacademica.ufpr.br
Tensoativos Polimricos So caracterizados pela capacidade de alterar as
propriedades superficiais e interfaciais de um lquido.
A propriedade fundamental a tendncia de formar agregados chamados micelas.
So substncias anfiflicas.
Grupo Polar
Grupo Apolar
Figura 7: Esquema de um tensoativo Fonte:www.visaoacademica.ufpr.br
Tensoativos Polimricos
Fonte: Batrakova, Kabanov, 2008
Figura 9: Molcula de Pluronic F127 (A) e
micela contendo frmaco (B)
Fonte: Chassenieux et al., 2011
Figura 8: Associao de copolmeros com
diferentes topologias.
Nanoemulses
Sistemas constitudos de glbulos de tamanho reduzido, com raio
variando de 50 a 200 nm.
So transparentes ou translcidos e so estveis por tempo
prolongado.
Podem incorporar grande quantidade de substncias lipoffilcas.
Podem veicular princpios ativos nas fases interna e externa.
Adequados para a distribuio de substncias ativas na pele.
Grande rea superficial permite maior superfie de contato.
Melhor penetrao na pele
Nanoemulses
Uso cosmtico:
Maior poder de hidratao e penetrao de ativos;
Distribuio uniforme do produto sobre a pele;
Capazes de penetrar nas rugosidades
Aspecto sensorial transparncia e fluidez;
Veiculao de fragrncias perfumes sem lcool;
Penetrao folicular e pilosebcea
Efeito Residual
Figura 10: Estrutura da pele e anexos
Fonte: projetosferidas.zip.net
Nanoemulses
Figura 11 : Efeito de nanoemulses e nanoemulses contendo ceramidas na hidratao
e na elasticidade da pele
Fonte: Yilmaz e Borchert, 2006
Nanoemulses com ceramidas = 19.72.7%
Nanoemulses = 11.43.7% (PN cream),
Aps 4 semanas, as duas formulaes mostraram aumento da hidratao e elasticidade cutnea.
Nanoemulses com ceramidas = 33,4 %
Nanoemulses 18,9%
Nanoemulses
Figura 12: Permeao de Vitamina E atravs da pele a partir de nanoemulses e soluo alcolica
Fonte: Kong et al., 2011
Figura 13: Penetrao cutnea de sistemas nanoestruturados
Fonte: Faperj, 2013
Nanoemulses
Nanoemulses Liberao folicular
Figura 14: Penetrao folicular de sistemas nanoestruturados
Fonte: Adaptado de Prow et al., 2011
Figura 15: Penetrao de nanoemulses marcadas atravs da pele aps 10 horas de tratamento
Fonte: Kong et al., 2011
Nanoemulses Liberao folicular
Nanoemulses Penetrao Folicular
Figura 16: Fluorescncia da pele tratada com emulso convencional e nanoemulso aps 0,5, 2 e 4 horas aps
a aplicao
Fonte: Zhou et al., 2010
Maior rgo do corpo humano, confere uma barreira complexa entrada de substncias (MENON, 2002).
Figura 1: Estrutura da pele com suas
camadas (MENON, 2002)
Epiderme
Derme
Hipoderme
Penetrao X Permeao
Ativo pode chegar ou no na corrente sangunea
Ativo pode causar ou no toxicidade
(WHO, 2006)
Entrada no estrato crneo
Nanoemulses: princpios e aplicaes em cosmetologia
Filtros solares: a pele
Filtros solares: a radiao ultravioleta
Compreende os comprimentos de onda:
320400 nm (UVA) Energia menor 280320 nm (UVB) Energia intermediria 200280 nm (UVC) Maior parte absorvida pela camada de oznio
Figura 2: Perfil da luz visvel e da luz ultravioleta
(Adaptado de: SCF, 2013)
Exposio radiao UV: A curto prazo: vermelhido e
queimaduras na pele (radiao UVB)
A longo prazo: envelhecimento (radiao UVA)
Nanoemulses: princpios e aplicaes em cosmetologia
Cncer de pele no Brasil
Segundo dados da Sociedade Brasileira de Dermatologia (SBD), em 2012:
Figura 4: Distribuio de indivduos com cncer de pele de acordo com o hbito
de utilizar o filtro solar no ano de 2012 (SBD, 2013)
Total de
indivduos
diagnosticados
com cncer de
pele em 2012
Nanoemulses: princpios e aplicaes em cosmetologia
Filtros solares: classificao
Classificao dos filtros solares:
Filtros qumicos: absorvedores da radiao UVA, UVB ou absorvedores de amplo espectro (relacionado estrutura qumica da molcula);
Ex: Classe dos p-metil benzoatos, salicilatos, cinamatos, benzofenonas, antranilatos, dibenzoilmetanos e derivados da cnfora. Filtros fsicos: atuam absorvendo ou refletindo a radiao UV incidente. Ex: TiO2 e ZnO.
Segurana:
Irritao e sensibilizao;
Permeao cutnea
Eficcia
Filtros solares devem ficar retidos na superfcie da
pele!
Alto FPS com baixa concentrao de filtro solar
Nanoemulses: princpios e aplicaes em cosmetologia
Filtros solares
Nanoemulses: princpios e aplicaes em cosmetologia
Figura 5: Ranking dos principais benefcios apontados por consumidores em
protetores solares (Fonte: Mintel, 2012)
A importncia dos
nanosistemas em fotoproteo
Por meio de nanosistemas, pode-se:
Aumentar a fotoestabilidade de filtros solares;
Mascarando a oleosidade e o odor.
Aumentar sua reteno na pele Evitando a permeao cutnea;
Aumentar seu fator de proteo solar (FPS) e seu espectro de proteo;
Melhoria do sensorial do produto
Nanoemulses: princpios e aplicaes em cosmetologia
Aumentar o intervalo para reaplicao
Nanoemulses em fotoproteo Apresentam um bom sensorial (toque, textura e cobertura) e hidratao filtros
solares com alta lipofilicidade
Estudos:
Wulff-Prez e colaboradores (2009):
- Pluronic F68 em variadas concentraes (estabilidade e o tamanho de gota);
- Nanoemulses em processador ultrassnico quantidades baixas de tensoativo e alta porcentagem de leo (25% v/v).
Silva, Ricci e Mansur (2012):
- Nanoemulses estveis contendo 5% p/p de leo de abacate, 1% p/p de
OMC e 12% de tensoativo; TiO2 (0,25% p/p) em algumas formulaes;
- Liberao in vitro controlada do ativo;
- Formulaes promissoras como nanocosmticos para fotoproteo.
Nanoemulses: princpios e aplicaes em cosmetologia
Hanno, Anselmi e Bouchemal (2012):
- Permeao cutnea para as nanoemulses e para as nanocpsulas foi muito
baixa filtros solares permaneceram no estrato crneo;
- As nanocpsulas aumentaram em 50% a fotoestabilidade dos filtros;
- Presena de vitamina E nas nanoemulses aumentou a fotoestabilidade dos
filtros.
Nanoemulses em fotoproteo
Nanoemulses: princpios e aplicaes em cosmetologia
Dados do mercado
Brasil ocupa a terceira posio geral no mercado de Higiene Pessoal, Perfumaria e Cosmticos:
Perfumaria e desodorantes;
Produtos para cabelos, masculinos, infantil, produtos para banho,
depilatrios e proteo solar;
Maquiagem, produtos para higiene oral;
Cuidados com a pele
(Fonte: Euromonitor, 2012)
Nanoemulses: princpios e aplicaes em cosmetologia
Em 1995, LOreal lana introduz no mercado cosmtico as nanocpsulas polimricas.
- Aumento do valor agregado Tecnologia empregada.
- Nanotecnologia em cosmticos gerando diferencial Apelo de marketing
Nanoemulses: princpios e aplicaes em cosmetologia
Creme Lncome com
nanocpsulas de vitamina E
Nanoemulses em cosmticos
Nanotecnologia em cosmticos:
O que tem sido discutido
Nanoemulses: princpios e aplicaes em cosmetologia
Irlanda, junho de 2013
Paris, abril de 2013
Brasil, maio de 2012 II Encontro, Brasil, agosto de 2013
Nanoemulses: princpios e aplicaes em cosmetologia
ABDI e Anvisa capacitam funcionrios na
rea de nanotecnologia (junho de 2013).
Nanotecnologia em cosmticos:
Notcias
Discusso temtica sobre nanotecnologia e
vigilncia sanitria:
- Conceitos;
- Perspectivas da rea no Brasil;
- Foram abordados os riscos sanitrios
relacionados ao tema (outubro de 2012).
Nanoemulses: princpios e aplicaes em cosmetologia
Nanocosmtico
Formulao cosmtica que veicula ativos ou outros ingredientes nanoestruturados e que apresenta propriedades superiores em relao a sua
performance em comparao com produtos convencionais
(FRONZA et al., 2007).
Nanocosmticos assim como nanomateriais so divididos em 2 grupos:
Solveis biodegradveis, em determinadas condies se desintegram, no so problemticos em termos de toxicidade.
Ex: Nanoemulses e lipossomas.
Insolveis biopersistentes, podem se acumular.
Ex: Nanotubos de carbono, fulerenos, TiO2 e ZnO.
(Fonte: FDA, 2012)
Nanoemulses: princpios e aplicaes em cosmetologia
Nanoemulses em cosmticos
Maior ao do ativo cosmtico aumento da superfcie de contato;
Possibilidade de diminuio da concentrao de ativos e obteno da mesma eficcia;
Aumento da segurana (veiculao de menos ativo);
Penetrao lenta e contnua levando reduo da irritao cutnea;
Aumento da funo barreira diminuio da TEWL (Transepidermal Water Loss);
Menor influncia da gravidade, no ocorre a cremeao nem a sedimentao;
No coalesce;
Nanoemulses: princpios e aplicaes em cosmetologia
Nanoemulses em cosmticos
Permitem a penetrao de substncias lipoflicas no estrato crneo, mantendo uma textura no-oleosa;
Sensorial menos oleoso e pesado quando comparadas s emulses convencionais;
Possibilidade de formulaes em spray devido baixa viscosidade desses sistemas;
Pode ser uma alternativa aos lipossomas que apresentam instabilidade.
Nanoemulses: princpios e aplicaes em cosmetologia
Nanoemulses em cosmticos
Ativo nanoemulsionado para indstria cosmtica de filtros solares:
Mibelle Biochemistrys SunActin:
Nanoemulso com vitamina E;
Neutraliza os efeitos oxidativos da radiao UVA e UVB (responsvel por 80% do envelhecimento da pele;
Aumento do FPS complementa o efeito fotoprotetor;
Nanoemulses: princpios e aplicaes em cosmetologia
Nanoemulses em cosmticos
Produtos cosmticos base de nanoemulses presentes no mercado:
Vitactive, Boticrio
Aqua Oleum, Lreal Brumas, Natura
Active Dermato Nanoserum
Elixir, Boticrio
All Soft, Lreal
Skin Caviar, La Prairie
Lancme Primordiale
Nanolotion, LOral
Nanoemulses: princpios e aplicaes em cosmetologia
Nanoemulses em cosmticos
Veiculao de ativos:
- Filtros solares (SILVA; RICCI-JNIOR; MANSUR, 2013)
- Vitamina E Efeito antioxidante (KUO et al., 2008)
- Coenzima Q10 (ubiquinona) Efeito antioxidante (SHWARZ et al., 2013)
- cido alfa lipico - Efeito antioxidante e anti-inflamatrio (XIA et al., 2011)
Nanoemulses: princpios e aplicaes em cosmetologia
Nanoemulses em cosmticos Estudo:
Formation and stability of oil-in-water nanoemulsions containing rice bran
oil: in vitro and in vivo assessments (BERNARDI et al., 2011)
- leo de farelo de arroz: rico em tocoferis e tocotrienis; atua aumentando a
hidratao da pele; utilizado como antiaging;
- Para algumas patologias de pele (psorase e dermatite atpica) necessrio o
aumento da hidratao.
Tempo (min)
Va
ria
o d
a h
idra
ta
o (
%)
Vol. saudveis
Vol. doentes 30% 38%
Hidratantes comerciais
aumentam a hidratao
da pele em apenas 20%
aps 14 dias de
aplicao!
Nanoemulses: princpios e aplicaes em cosmetologia
Nanoemulses em cosmticos
Desafios
- Custos (Homogeneizador de Alta Presso; Ultrassom);
- Escolha dos tensoativos (ou combinao deles);
- Escalonamento (tecnologia empregada).
Consideraes finais
Nanoemulses: princpios e aplicaes em cosmetologia
A aplicao das nanoemulses em cosmticos merecem
ateno e esforos direcionados para sua pesquisa e
desenvolvimento!
Sistemas estveis;
Fcil aplicao;
Controle da penetrao (tamanho da gota).
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Caixa Postal 68.525 . Rio de Janeiro, RJ . Brasil . Fax: 55 0XX21 2270-1317 . www.ima.ufrj.br
Obrigada!
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Contatos
Thas Barradas
Cristal Cerqueira
Laboratrio de Macromolculas e Colides
na Indstria do Petrleo (LMCP) / IMA-UFRJ