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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.9.2023.tde-15052023-113137
Document
Author
Full name
Thalita Marcilio Candido
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2023
Supervisor
Committee
Baby, André Rolim (President)
Costa, João Guilherme Feliciano da
Rijo, Patricia Dias de Mendonça
Rosado, Catarina Batista Fialho
Title in English
Development, safety and efficacy of sunscreen systems composed of rosmarinic acid, bemotrizinol and octyl p-methoxycinnamate
Keywords in English
Antioxidant activity
Photoprotection
QbD
Rosmarinic acid
Abstract in English
Progressively growing diagnoses of skin cancer trigger public and public health concerns about excessive sun exposure, awareness of the deleterious effects of ultraviolet (UV) radiation on the skin, and the proper use of sunscreens. Studies show that bioactive molecules, with special attention to phenolic compounds, such as rosmarinic acid (RA), may act to potentiate the photoprotective and antioxidant activity of cosmetic formulations. Through the review paper in Article 1, it is shown that, due to the range of methodologies available to verify skin conditions, it was possible to prove the effects of supplementation on the skin. A study involving supplementation with rosmarinic acid demonstrated its effects in protecting the skin against UVB rays, increasing skin elasticity and decreasing the depth of wrinkles; results attributed to the antioxidant properties of this molecule. Regarding the topical use of rosmarinic acid, the concepts of quality by design (QbD) were successfully used to design the formulations. From the results of the sun protection factor (SPF) and antioxidant activity, in vitro, prediction equations involving rosmarinic acid, bemotrizinol and octyl p-methoxycinnamate were obtained. It was verified that the presence of rosmarinic acid increased the antioxidant activity of the formulations, while decreasing the SPF. An increase in the photostability of the formulation containing the two sunscreens was also observed for the rosmarinic acid. Four samples were chosen for the assessment of comet assay and skin biocompatibility. Also, the evaluation of anti-inflammatory activity in vivo using laser doppler flowmetry was performed. Through comet assay, all samples protected DNA fragmentation, however, we did not attribute this finding to the presence of rosmarinic acid exclusively. By the in vivo tests, none of the formulations caused an alteration of the pH value of the skin surface or an increase in redness. All formulations provided increase in skin hydration after 30 minutes of application. However, only the formulations without rosmarinic acid provided increase in skin hydration after 7 days of application. An increase in transepidermal water loss (TEWL) was observed for F1, F2 and F4. We may conclude that both results (skin hydration and TEWL) were related to the composition of the vehicle containing or not the RA. In respect of the in vivo evaluation of anti-inflammatory efficacy, no decreases were observed in the inflammatory reaction caused by ethyl nicotinate, however, the sample containing rosmarinic acid presented an increase in the tangent value. In view of the specialized literature and our results, we may suggest that new in vivo tests should be carried out, with modifications in the protocol of application of the samples on the skin and even the investigation of other vehicles for the active ingredients.
Title in Portuguese
Desenvolvimento, segurança e eficácia de sistemas fotoprotetores compostos por ácido rosmarínico, bemotrizinol e p-metoxicinamato de octila
Keywords in Portuguese
Ácido rosmarínico
Atividade antioxidante
Fotoproteção
QbD
Abstract in Portuguese
Os diagnósticos de câncer de pele, em crescimento progressivo, desencadeiam a preocupação da população e órgãos públicos de saúde com o excesso da exposição solar, conscientização dos efeitos deletérios da radiação ultravioleta (UV) na pele e com uso devido de protetores solares. Estudos revelam que moléculas bioativas, com especial atenção aos compostos fenólicos, como o ácido rosmarínico, podem atuar potencializando a atividade fotoprotetora e antioxidante de formulações cosméticas. Por meio do artigo de revisão (Artigo 1), mostra-se que, devido à variedade de métodos disponíveis para verificar as condições da pele, foi possível comprovar os efeitos da suplementação na pele. Um estudo envolvendo a suplementação com ácido rosmarínico demonstrou seus efeitos na proteção da pele contra os raios UVB, aumentando a elasticidade da pele e diminuindo a profundidade das rugas; resultados atribuídos às propriedades antioxidantes desta molécula. Em relação ao uso tópico do ácido rosmarínico, os conceitos de qualidade por design (QbD) foram usados com sucesso para projetar as formulações. A partir dos resultados do fator de proteção solar (FPS) e atividade antioxidante, in vitro, foram obtidas equações de predição envolvendo ácido rosmarínico, bemotrizinol e p-metoxicinamato de octila. Verificou-se que a presença do ácido rosmarínico aumentou a atividade antioxidante das formulações, enquanto diminuiu o FPS. Um aumento na fotoestabilidade da formulação contendo os dois protetores solares também foi observado para o ácido rosmarínico. Quatro amostras foram escolhidas para a avaliação do ensaio cometa e biocompatibilidade da pele. Além disso, foi realizada a avaliação da atividade antiinflamatória in vivo por meio de fluxometria a laser doppler. Através do ensaio cometa, todas as amostras protegeram a fragmentação do DNA, porém, não atribuímos esse achado à presença exclusiva do ácido rosmarínico. Pelos testes in vivo, nenhuma das formulações causou alteração do valor do pH da superfície da pele ou aumento da vermelhidão. Todas as formulações proporcionaram aumento na hidratação da pele após 30 minutos de aplicação. Porém, apenas as formulações sem ácido rosmarínico proporcionaram aumento na hidratação da pele após 7 dias de aplicação. Um aumento na perda de água transepidérmica (TEWL) foi observado para F1, F2 e F4. Podemos concluir que ambos os resultados (hidratação da pele e TEWL) estiveram relacionados com a composição do veículo contendo ou não o AR. Com relação à avaliação in vivo da eficácia anti-inflamatória, não foram observadas reduções na reação inflamatória causada pelo nicotinato de etila, porém, a amostra contendo ácido rosmarínico apresentou aumento no valor da tangente. Diante da literatura especializada e de nossos resultados, podemos sugerir que novos testes in vivo sejam realizados, com modificações no protocolo de aplicação das amostras na pele e até mesmo a investigação de outros veículos para os ingredientes ativos.
 
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Publishing Date
2023-06-16
 
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