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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.60.2017.tde-05072017-081339
Document
Author
Full name
Larissa de Lima Sá
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2017
Supervisor
Committee
Cordeiro, Lorena Rigo Gaspar (President)
Chorilli, Marlus
Lara, Marilisa Guimarães
Valadares, Marize Campos
Title in Portuguese
Estratégia para a avaliação do potencial de irritação ocular de ingredientes cosméticos utilizando métodos alternativos à experimentação animal
Keywords in Portuguese
BCOP
cosméticos
HET-CAM
histopatologia
irritação ocular
métodos alternativos
Abstract in Portuguese
Considerando que os produtos cosméticos são de livre acesso ao consumidor e alguns podem acidentalmente entrar em contato com os olhos, eles devem ser aprovados em testes de irritação ocular. Durante muitos anos, essa avaliação foi feita pelo teste de Draize utilizando animais de experimentação. Entretanto, devido a questões éticas envolvendo o uso desses animais, atualmente há uma busca por métodos alternativos para essa avaliação. Assim, o objetivo deste projeto foi propor uma estratégia para a avaliação do potencial de irritação ocular de alguns ingredientes cosméticos, como os tensoativos, dodecil sulfato de sódio (SDS), lauril éter sulfato de sódio (LESS), cocoilglutamato de sódio (CGS), polissorbato 20, capriloil/caproil metil glucamida (CCMG), cocoamidopropilbetaína (CAB), bem como os silicones, dimeticone e ciclopentasiloxano, utilizados na fabricação de produtos cosméticos para cabelo (shampoos), área dos olhos e rosto (demaquilantes e cremes). Para isso, foram utilizados métodos alternativos à experimentação animal, tais como Hen's Egg Test - Chorioallantoic Membrane (HET-CAM) e ensaio de Permeabilidade e Opacidade de Córnea Bovina (BCOP) e análise histopatológica das córneas. O primeiro ensaio avalia os eventos vasculares, hiperemia, hemorragia e coagulação, que a substância teste possa causar na CAM, mimetizando, com isso, a conjuntiva ocular. Já o BCOP avalia as alterações na opacidade e na permeabilidade provocada pela substância teste. A análise histopatológica é uma ferramenta complementar ao ensaio de BCOP, avaliando o grau e a profundidade da lesão ocasionada pela substância teste na córnea bovina. A maioria dos tensoativos foi considerada irritante severo no ensaio de HET-CAM, com exceção do polissorbato 20 (10%) classificado como irritante moderado, enquanto que os silicones não foram irritantes. Já no ensaio de BCOP, a maioria dos tensoativos foi classificada como sem predição, exceto o polissorbato 20 (10%), o CCMG 1,5% e os silicones, os quais foram classificados como não irritantes. Na análise histopatológica, os tensoativos sem predição no BCOP, foram classificados como irritantes severos: SDS 10%, CAB 3% e 1,5% e CCMG 3%; irritantes moderados: LESS 10% e 7%; irritantes leves: SDS 1% e CGS 3%; e não irritantes: CGS 1,5% e CCMG 1,5%. Os silicones não causaram nenhum dano na córnea. Diante dos resultados obtidos no presente trabalho, a seguinte estratégia foi proposta para a avaliação do potencial de irritação ocular de ingredientes cosméticos: em um primeiro nível deve-se utilizar o ensaio de HET-CAM, o qual avalia os eventos vasculares, mimetizando a conjuntiva ocular. Em seguida, no 2º nível, com o ensaio de BCOP, avaliam-se os efeitos do ingrediente sobre a córnea (opacidade e permeabilidade). Se o ingrediente for classificado como irritante severo ou não irritante nos dois ensaios, ele não necessita de mais avaliações. Entretanto, se esse produto apresentar algum potencial irritante no HET-CAM e for classificado como sem predição ou sem categoria no BCOP, deve-se prosseguir para o 3º nível, a avaliação histopatológica. Nessa etapa o ingrediente é avaliado quanto ao grau e a profundidade da lesão que ele provoca na córnea bovina, possibilitando, até mesmo, inferir sobre a reversibilidade da lesão. Portanto, a estratégia proposta para avaliar o potencial de irritação ocular de ingredientes e produtos cosméticos é bastante promissora, pois é possível avaliar os eventuais danos que eles podem causar na conjuntiva ocular e na córnea por diferentes mecanismos toxicológicos, predizendo, assim, a toxicidade ocular desses produtos.
Title in English
Strategy for the evaluation of ocular irritation potencial of cosmetic ingredients using alternative methods to animal testing
Keywords in English
alternative methods
BCOP
cosmetics
eye irritation
HET-CAM
histhopatology
Abstract in English
Cosmetic products are freely available to the consumer and may accidentally come into contact with the eyes; thus they must be approved by eye irritation tests. For many years, these evaluations were performed in experimental animals (Draize test). However, due to ethical issues involving the use of animals, there is a search for alternative methods for this evaluation. Thus, the aim of this project was to measure the ocular irritation potential of some cosmetic ingredients, such as sodium dodecyl sulfate (SDS), sodium cocoylglutamate (SCG), polysorbate 20, capryloyl /caproyl methyl glucamide (CCMG), cocoamidopropyl betaine (CAPB), as well as silicones, dimethicone and cyclopentalosiloxane, used to manufacture cosmetic products for hair (shampoos), eye and face area (make-up removers and creams). For that purpose, alternative methods of animal experimentation were used, such as Hen's Egg Test - Chorioallantoic Membrane (HET-CAM) and Bovine Corneal Permeability and Opacity (BCOP) test and histopathological analysis of the corneas. The first assay evaluates the vascular events, hyperemia, hemorrhage and coagulation, which a test substance can cause in the CAM, simulating endpoints that occur in ocular conjunctiva. BCOP evaluates alterations in opacity and permeability caused by test substance on the cornea. The histopathological analysis is a complementary tool to BCOP test, evaluating the degree and depth of the lesion caused by the test substance in the bovine cornea. Most of the surfactants were non-irritant on HET-CAM, except polysorbate 20 (10%) that was classified as moderate irritant, while silicones were non-irritant. In the BCOP assay, most surfactants were classified as unpredicted, except polysorbate 20 (10%) and CCMG 1.5%, and silicones, which were classified as no category (non-irritant). In the histopathological analysis, unpredictive surfactants in BCOP were better classified as severe irritants: SDS10%, CAB 3% and 1.5% and CCMG 3%; moderate irritants: LESS 10% and 7%; mild irritants: SDS 1% and CGS 3%; and non-irritant: CGS 1.5% and CCMG 1.5%. Silicones did not cause any damage on the cornea. Considering the results obtained in the present study, the following tiered strategy was proposed for the evaluation of the ocular irritation potential of cosmetic ingredients: the first tier should be the HET-CAM assay, which evaluates the vascular events, simulating the conjunctiva. Then, the second tier, with the BCOP assay, the effects of the ingredient on the cornea (opacity and permeability) are evaluated. If the ingredient is classified as a severe irritant or non-irritant in both tests, it does not require further evaluation. However if that ingredient or product is considered as a potential irritant in HET-CAM and in BCOP, i.e. it is classified as unpredicted or no category, it is necessary to proceed to the third tier, the histopathological evaluation. At this stage, the ingredient is evaluated for the degree and depth of the lesion that it provoked in the bovine cornea, allowing even to infer about the reversibility of the lesion. Finally, the proposed strategy for evaluating the potential of eye irritation is very promising to evaluate ingredients and cosmetic products, since it is possible to evaluate the possible damages that they can cause in the conjunctiva and in the cornea by different toxicological mechanisms, thereby predicting the ocular safety of those products.
 
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Release Date
2021-07-05
Publishing Date
2017-10-20
 
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