apresentacao nanoemulsões_aplicações.pdf

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)


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


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


Filtros solares


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


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.


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


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)


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


Creme Lncome com

nanocpsulas de vitamina E

Nanoemulses em cosmticos

Nanotecnologia em cosmticos:

O que tem sido discutido


Irlanda, junho de 2013

Paris, abril de 2013

Brasil, maio de 2012 II Encontro, Brasil, agosto de 2013


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).


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)



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;



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.



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;



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



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 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!



Desafios

- Custos (Homogeneizador de Alta Presso; Ultrassom);

- Escolha dos tensoativos (ou combinao deles);

- Escalonamento (tecnologia empregada).

Consideraes finais


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).

Instituto de Macromolculas Professora Eloisa Mano Universidade Federal do Rio de Janeiro Av. Horcio Macedo, 2030 . Centro de Tecnologia . Bloco J . Cidade Universitria . CEP 21941-598

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

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Cristal Cerqueira

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