nanotecnologia aplicada a cosméticos

UFRGS
Instituto de Química
UFRGS
Faculdade de Farmácia
NANOTECNOLOGIA APLICADA A
COSMÉTICOS
Sílvia Stanisçuaski Guterres
Faculty of Pharmacy, Federal University of Rio Grande do Sul
Brazil
Nanocosmético
formulação cosmética que veicula ativos ou outros ingredientes
nanoestruturados e que apresenta propriedades superiores quanto
a sua performance em comparação com produtos convencionais
Nanotech
approaches
to substances
delivery
Sanjeeb et al. DDT 2003
Type of structures X Number of articles
50000
40000
30000
20000
10000
0
38684
tu
b
om
na
no
os
rb
on
lip
ca
Fonte: SciFinder Scholar. May 2007
es
es
429
es
ca
ps
na
no
tic
pa
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na
no
2675
ul
le
s
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de
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s
1455
547
fu
l
12329
Nanobiomateriais
• Condutividade elétrica
• Porosidade
• Área superficial
• Tamanho
• Potencial superficial
• Caráter hidrófilo ou
lipófilo da superfície
NANOENCAPSULATION TECHNIQUES
products containing coated particles act as drug delivery systems
delivery systems
encapsulation allows enhancement of the drug stability by protecting it
from environment and reducing adverse toxic effects.
the site of action
to control
the kinetics of release of drug active substance
A) Método de polimerização em
emulsão
monômero
Meio aquoso +
tensoativo*
+
fármaco+ HCL
l im
Po
o
çã
a
z
i
er
Formação das
nanoesferas
*Também pode ser utilizado um estabilzador, como dextran
B)
Método de polimerização
interfacial
monômeros + solvente +
tensoativo**
+ óleo + fármaco
ou
C)
Método de precipitação de
polímero pré-formado
polímero + solvente +
tensoativo*
+ óleo*** + fármaco
l
Po
Neutralização da
suspensão e filtração
o
açã
z
i
r
im e
Formação das
Meio aquoso
nanocápulas
ou
+
nanoesferas
tensoativo
Pre
ci p
i
pol tação
íme
d
ro o
Evaporação do solvente e
do excesso de água
** Componente opcional.
***Componente empregado apenas na preparação de nanocápsulas.
Métodos empregados na preparação de nanopartículas, baseados na utilização de monômeros
dispersos (A-Couvreur et al., 1982; B-Alkouri et al., 1986) ou na precipitação de polímeros préformados (C-Fessi et al., 1989).
BIODEGRADABLE
POLYMERS
Polímeros
sintéticos
• poli(cianoacrilato de
alquila)
• poli(ácido lático)
• poli(ácido lático-coglicólico)
• poli(ε-caprolactona)
• copolímeros do ácido
metacrílico e de éster
acrílico ou metacrílico
Polímeros de
origem natural
•
•
•
•
albumina
gelatina
quitosana
colágeno
Caracterização físico-química
natureza coloidal
dificuldades técnicas
avaliação morfológica
distribuição de tamanho de partícula
distribuição de massa molar do polímero
determinação da carga de superfície (potencial zeta)
pH das suspensões
determinação da quantidade de fármaco associado às
nanoestruturas
¾ cinética de liberação da substância ativa ainda, a
avaliação da estabilidade em função do tempo de
armazenamento
¾
¾
¾
¾
¾
¾
SEM
criofractura
TEM
200 nm
500 nm
NC secas
NC em suspensão
NC em hidrogel
NP ?
SKIN
the epidermis
the dermis
the hypodermis
stratum
corneum
strongly
keratinized
barrier to percutaneous
absorption (penetration
Hoet et al.Journal of Nanobiotechnology 2004.
NP ?
O “efeito nano”
Controle dos nanodispositivos
-forma e organização em nível molecular
-tamanho e dispersão
-revestimento de superfície
(hidrofílica/hidrofóbica)
SISTEMAS NANOESTRUTURADOS
modular a função barreira do
estrato córneo e controlar a
penetração cutânea
aumentar a estabilidade química do
ativo (degradação química e
enzimática)
aumentar a interação
do ativo com a pele
aumentar a atividade
termodinâmica
diminuir efeitos irritantes
formulações com maior segurança,
eficácia, estabilidade e melhores
características sensoriais
De Rosa et al., 2003; Karande et al., 2004; Barry, 2004; Cevc, 2004;
Lopes et al., 2005; Sadhale e Shah, 1999; Sandri et al., 2004
Alguns exemplos de
trabalhos científicos
com nanocosméticos
Betz et al. International Journal of Pharmaceutics 296 (2005) 44–54
Schafer-Korting, Journal of Controlled
Release 110 (2005) 151– 163
R.H. Muller, 2002
NANOPARTÍCULAS LIPÍDICAS SÓLIDAS
NANOPARTÍCULAS LIPÍDICAS SÓLIDAS
Drug Target Insights 2007: 2
Alvarez-Roman et al. (2001)
‰Nanocápsulas de metoxicinamato de octila (OMC)
‰Liberação moderada da substância;
‰Alta área superficial específica – cobertura eficiente sobre a pele;
‰Potencial como novos sistemas de distribuição de substâncias ativas na pele.
Alguns exemplos de
produtos
nanocosméticos
Mercado
LIPOSSOMAS EM PRODUTOS DERMATOLÓGICOS E COSMÉTICOS
Web of Science:
-liposome and skin: 383 artigos
SLV Liposomes
Google:
-liposome and skin: 368.000
--liposome and cosmetics: 78.000
Derwent Innovations Index:
-liposome and skin: 699 patentes
--liposome and cosmetics: 175 patentes
MLV liposomes
Liposome Gel with Ginkgo Biloba
- Anti Aging Gel
Skin revitalizing antiwrinkle cream with
liposome's
Cream with Liposomes contains
Aloe Vera - Anti Aging Cream
SILK & VELVET COLLECTION
Silk & Velvet as a liposome skin care
collection was created for you “together with
nature”. Designed to increase your skin elasticity
for younger, more beautiful looking skin. Our
collection is enriched with highly active
liposome's, botanical extracts, emollients, with
special emphasis on vitamin E. Silk & Velvet
works around the clock to maintain your skin’s
tones and texture. Use regularly morning and
evening for more beautiful skin at any age!
Designed to work with all skin types.
CELLULITE CREAM SUSTAINED RELEASE
Product #91300
SKIN TYPE: All
DESCRIPTION:
A time released cream, containing Guarana Extract and
Vitamin PP, that helps fight fat deposits and the unpleasant
look of cellulite, by addressing stagnating fluids and the
deposit of adipose cells.
DIRECTIONS:
A time released cream, containing Apply cream to affected
areas and penetrate with appropriate massage to stimulate
circulation.
WHY THIS IS IMPORTANT TO YOUR CLIENTS:
Cellulite Cream Sustained Release is an intense formula that has been
bonded into nanocapsules. These nanocapsules allow for
sustained release of their contents and so ensure the correct supply of
active ingredients during the course of the day.
SOIN ANTI-ÂGE LISSANT VISIBLE
CRÈME ESSENTIELLE DE JOUR
Dès 8 jours, la peau re-texturée est
visiblement rajeunie : le grain de peau
s'affine, les ridules s'estompent
visiblement, les traits se lissent et le
teint s'unifie
Le Complexe Lissant Rénovateur
associe deux agents exfoliants
complémentaires, pour un lissage tout
en douceur. La NanocapsuleTM de
Vitamine E Pure répare les cellules
endommagées par les UV et le Mexoryl
SXTM protège des rayons UVA, les
plus vieillissants.
How L'Oreal uses nanotechnology
HAIR CONDITIONERS Nanoemulsifiers, made up of tiny
particles, allow oil and water in conditioners to blend more smoothly,
reducing oily residue on hair following treatment
SUNSCREENS Nanopigments, mineral pigments broken down
into nano-droplets, provide sun protection without leaving the skin
looking white and greasy
SKIN CREAMS Nanosomes, agents that penetrate the skin's outer layer,
transport active ingredients such as vitamins
MAKEUP A new generation of nano-based products in
development could offer such innovations as hologram-like 3-D
effects
O mercado
• Extremamente recente
• $ 3 Bi em 2008 (Front Line Strategic Consulting Inc.)
– Crescimento anual mundial esperado: 28 %
• EUA: 65 %
• Europa: 20 %
• Japão: 10 %
• 2010 (European Comission: Industrial Technologies, 2004)
– Industria farmacêutica: 150 bilhões de Euros
– Indústria cosmecêutica: 25 bilhões de Euros
Oportunidades e Riscos
• Inúmeras potencialidades comerciais
sa s
– Europa hoje: centenas de Nanoempre
– Mão de obra altamente especializada
– Empresas pequenas
• Nanopartículas
– Efeitos colaterais desconhecidos
– Segurança
products incorporating
nanotechnology will constitute about
15% of global manufacturing output
USA
2006
more than 1,600
nanotechnology
companies
2005
more than 80
commercially available
products using
nanotechnology:
2007
nanotechnology will have a $1
trillion impact on the global
economy and will employ as many
as 1 million American workers.
2015
50 percent of new
products will be
nanotechnologybased
Some nanotech products are available today in a number of
interesting applications
Bumpers on cars
Paints and coatings to protect against corrosion, scratches and radiation
Protective and glare-reducing coatings for eyeglasses and cars
Metal-cutting tools
Drug delivery systems
Sunscreens and cosmetics
Medical devices
Longer-lasting tennis balls
Clothing
Computers
Light-weight, stronger tennis racquets
Stain-free clothing and mattresses
Dental-bonding agent
Burn and wound dressings
Ink
Automobile catalytic converters.
FDA Website, 2007
Investimentos em nanociência e nanotecnologia
Europa
1 bilhão de euros em 2004
Japão
400M de dólares em 2001, 800M de dólares em 2003
(Espera-se 20% a mais em 2004)
USA
3,7B de dólares de 2005 a 2008
(Previsão de duplicação do valor até 2008)
Reino Unido
45 M de libras por ano de 2003 a 2009
The report, just released by the Royal
Society and the Royal Academy of
Engineering, calls for further studies on the
safety of nanoparticles such as the ultrafine
zinc oxide powders currently used in some
Australian sunscreens.
Nanosized zinc oxide has
delivered see-through
sunscreens. But are they safe?
CUTANEOUS ADMINISTRATION
Risk of systemic
absorption
100 – 400 nm
Absence of “nano
effects”