Studiul pielii, spectrul solar si efectele biologice ale radiatiei UV asupra pielii

I.    MOTIVAREA ALEGERII TEMEI

Se stie ca datorita scaderii stratului de ozon ca urmare a poluarii excesive de pe glob, lumina solara, mai precis razele ultraviolete, devin tot mai periculoase pentru piele, adica pentru bariera protectoare a organismului.

Din aceasta cauza, in ultimul timp au aparut produse cosmetice(rujuri pentru buze, creme pentru ingrijirea tenului, lotiuni pentru ingrijirea corpului, creme pentru ingrijirea mainilor, sampoane pentru par, etc.) care, indiferent de adresabilitate (buze, fata, maini, corp, par) - contin agenti de protectie solara, fiind destinate atat persoanelor care se expun in mod voit la soare in timpul liber, cat si celor care nu practica expunerea la soare ca forma de agrement, produsele avand indici de fotoprotectie diferiti.

Preparatele care contin agenti fotoprotectori sunt indicate pentru:

Protectia in cadrul expunerii la soare in zone cu radiatii solare foarte puternice (plaja, munti foarte inalti, ghetari, zona tropicala);

Prevenirea dermatozelor fotosensibile (lucite polimorfe, lucite estivale benigne, herpes fotoindus, lupus eritematos, etc.);

Prevenirea fototoxicitatii medicamentoase, stiut fiind ca o serie de substante au potential fotodinamic: pigmenti vegetali, coloranti, tuberculostatice, tranchilizante, antihistaminice, analgezice, antibiotice, sulfamide;

Persoanele hiperreactive la soare: adulti cu piele hipersensibila, copii, femei gravide sau femei aflate sub tratament cu contraceptive orale, care sufera de vitiligo, prezinta cicatrici recente, sau pentru tratament post laser.

In partea experimentala a lucrarii ne-am propus sa obtinem o serie de preparate antisolare care sa combine efectul fotoprotector propriu-zis al unui filtru solar cu actiunea emolienta si calmanta a unui ulei vegetal.

In acest scop am inclus in formularea preparatelor:

Un agent chimic cu rol de filtru solar: octilmetoxicinamat

Un ulei vegetal fix cu actiune emolienta, de catifelare a pielii si eventual de potentare a absorbtiei in ultraviolet apropiat (UVB) a filtrului solar: uleiul de galbenele si uleiul de susan.

II. OBIECTIVELE FORMULARII

Pentru o formulare adecvata a produselor fotoprotectoare trebuie luate in considerare o serie de aspecte punctuale care pot influenta eficacitatea lor si anume:

Gradul de ecranare cerut/necesar (exprimat ca Sun Protection Factor SPF), strans legat de factorii care influenteaza expunerea la soare;

Alegerea filtrului solar, in functie de potentialul de absorbtie al radiatiilor UV si corelat cu valoarea factorului de protectie solara (FPS);

Alegerea unei formulari cosmetice adecvate, tinand seama de caracteristicile fizico-chimice ale agentului filtru si de proprietatile cosmetice dorite ale produsului finit.

De aceea, in continuare vom face o prezentare scurta a acestor aspecte, care reprezinta de fapt chiar obiectivele studiului nostru.

II.1. EVALUAREA FACTORILOR CARE INFLUENTEAZA EXPUNEREA LA UVR (RADIATIA ULTRAVIOLETA)

Acesti factori sunt diversi si in functie de ei se impune alegerea unui preparat fotoprotector cu un factor de protectie solara mai mare sau mai mic.

Tabel VIII.1. Factori care influenteaza radiatiile UV terestre.^[5]

II.2. SELECTAREA AGENTULUI FILTRU

Asa cum am aratat in partea teoretica, in prezent exista un numar considerabil de agenti de fotoprotectie de origine sintetica sau naturala, organica sau anorganica.

Agentii filtru (filtrele solare) sunt, in marea lor majoritate, compusi organici aromatici care au in molecula o grupare carboxil si un substituent donor de electroni (gruparile amino sau metoxi) situat in pozitia orto sau para fata de carboxil.

Actiunea fotoprotectoare se datoreaza acestei configuratii ce permite absorbtia selectiva a radiatiilor UV inainte ca acestea sa atinga pielea.

Pentru ca o substanta sa functioneze ca un bun filtru antisolar, este necesar sa fie indeplinite o serie de conditii:

Sa aiba capacitatea de a absorbi toate radiatiile nocive inainte ca acestea sa atinga pielea, proprietatea de "protectie" antisolara trebuie sa corespunda valorii SPF dorite;

Sa fie prezent in forma sa activa;

Sa nu contina impuritati care i-ar putea afecta proprietatile (deplasarea domeniului de absorbtie sau diminuarea efectului filtrant);

Sa posede o buna stabilitate fotochimica si o buna rezistenta la caldura si la actiunea apei (water proof);

Sa aiba o inocuitate totala, demonstrata prin folosirea repetata pe suprafata corpului, de subiecti de toate varstele;

Sa prezinte substantivitate, adica sa fie capabil sa se fixeze in straturile superficiale ale epidermei pentru a-si putea exercita activitatea in cele mai bune conditii. Aceasta ultima proprietate asigura protectia de lunga durata, fara a fi necesara reinnoirea frecventa a aplicarii preparatului.^[2]

In cazul nostru, am optat pentru un filtru solar din clasa cinamatilor, si anume octil-metoxi-cinamat (4-metoxi-cinamat de 2 etil-hexil).

4 - metoxi - cinamat de 2 - etilhexil

(octil metoxi cinamat)

Octil-metoxi-cinamat este unul dintre cel mai frecvent folosit ingredient in componenta filtrelor solare (de exemplu 14,94% in SUA si 65% in Germania - frecventa de utilizare in 1996).

Absoarbe in spectrul UVB la lungimile de unda 290 - 320 nm.

Este preferat, in special datorita caracterului lipofil, ceea ce il face recomandabil pentru includerea in preparatele rezistente la actiunea apei (water proof).

Un rezumat al caracteristicilor filtrului solar folosit de noi este redat in urmatorul tabel:

Tabelul VIII.2. Caracteristicile OMC (octilmetoxicinamatului)

Figura VIII.1. Spectrul UV in alcool etilic (ca solvent) pentru octilmetoxicinamat (OMC)

II.3. ALEGEREA TIPULUI DE FORMULARI FOTOPROTECTOARE

Asa cum am aratat anterior, gama produselor antisolare este foarte mare, de la uleiuri, solutii hidroalcoolice sau uleioase, emulsii si geluri destinate pielii, pana la sampoane pentru protectia parului si stick-uri (rujuri) pentru protectia buzelor.

Intr-o formulare ideala, nici o materie prima cosmetica nu trebuie sa dea nastere la efecte nedorite. In practica insa, apar o serie de probleme care trebuie cunoscute si avute in vedere la formulare si anume:

Interactiuni potentiale dintre substanta fotoprotectoare si lumina (fotostabilitate);

Interactiuni potentiale dintre celelalte componente ale formulei cu diferite roluri, si substanta fotoprotectoare;

Posibilitatea aparitiei unei cristalizari nedorite, care determina un aspect granulos, neplacut, al preparatului;

Corelatii intre eficacitatea subtantei fotoprotectoare si pH;

Alegerea adecvata a materialului ambalajului;

Potentiale efecte sinergice.^[2]

In cazul OMC, cercetarile stiintifice au evidentiat o pierdere de activitate sub actiunea luminii, de 5 - 18%, atunci cind produsul este dizolvat in parafina lichida sau in miristat de izopropil. Aceasta pierdere de activitate face necesara utilizarea unor concentratii mai ridicate (5 - 8%) si asocierea cu alti agenti de protectie antisolara cu stabilitate mai buna.^[2]

Tinand seama de aceste consideratii, de formulare, precum si de evaluarea anterioara a proprietatilor fizico-chimice ale octilmetoxicinamatului (datele de preformulare), ne-am propus includerea agentului filtru respectiv in doua tipuri de formulari: geluri si creme.

Formularile elaborate de noi sunt urmatoarele:

Tabel VIII.3.    Formula A (gel fotoprotector cu OMC 5%)

Tabel VIII.4. Formula B (gel fotoprotector cu OMC 8%)

Tabel VIII.5. Formula C (crema fotoprotectoare cu OMC 5%)

Tabel VIII.6. Formula D (crema fotoprotectoare cu OMC 8%)

In paralel, pentru fiecare dintre cele 4 variante experimentale de testat am preparat si probe martor, continand componentele incluse in fiecare formulare, mai putin agentul filtru - OMC (octilmetoxicinamatul).

Comentarii privind formularea

Formulele obtinute de noi reprezinta geluri si creme care contin agentul filtru in doua concentratii diferite - 5% si 8% - recomandate de literatura pentru a limita riscul de intoleranta.

In cazul primelor doua formulari (A, B), vehiculul este reprezentat de gelul de carbopol 1%, un gel hidrofil in care agentul formator de gel este un derivat organic de sinteza si anume acidul poliacrilic (carbopol).

Propilenglicolul inclus in formularea gelului indeplineste rolul de solvent pentru agentul filtru, de agent umectant (prin proprietati higroscopice) si de emolient hidrofil (prin mentinerea nivelului de umiditate adecvat in stratul cornos).

In cazul formulelor C si D, cele 2 faze ale cremelor (unguente-emulsii de tip A/U) sunt identice si anume:

Faza lipofila: Faza hidrofila:

Acid stearic Propilenglicol

Cetaceu Apa

Parafina lichida(ulei de parafina) Tween 80

TEA

Aceste formulari reprezinta unguente-emulsii de tip U/A in care agentul emulgator este tween 80, un emulgator sintetic, derivat de polioxietilensorbitan monooleat, la care se adauga emulgatorul format "in situ" prin reactia dintre TEA (o baza organica) si acizii grasi liberi (preponderent acidul stearic) din compozitia fazei lipofile, respectiv stearatul de TEA. Acesta fiind un (cvasi)emulgator tot de tip U/A, are un efect sinergic alaturi de tween 80, care reprezinta emulgatorul primar.

In formulele A si C, pentru a creste calitatea fotoprotectiei, am inclus inca un agent filtru natural si anume uleiul de galbenele, iar in formulele B si D, in acelasi scop, am folosit uleiul de susan.Cele 2 uleiuri vegetale imbunatatesc calitatile cosmetice ale formularilor experimentale si eventual potenteaza actiunea fotoprotectoare.

Uleiul de galbenele este utilizat in produsele cosmetice pentru efectele sale calmante, vasoprotectoare (amelioreaza circulatia periferica si diminua roseata), antiseptice, cicatrizante si decongestionante.

Uleiul de susan este un ulei vegetal fix cu actiune emolienta, de catifelare a pielii si de potentare a absorbtiei UVBR a filtrului solar.

Pentru a confirma ipoteza de lucru de mai sus, am evaluat caracteristicile de absorbtie in UV ale celor doua uleiuri vegetale. Spectrele de absorbtie in UV obtinute sunt redate in figurile VIII.7. si VIII.8. din analiza acestor spectre se constata ca ambele uleiuri vegetale absorb in domeniul UV, uleiul de galbenele prezentand un peak la lungimea de unda de circa 306 nm si unul la lungimea de unda de circa 320 nm. Uleiul de susan prezinta un peak semnificativ la lungimea de unda cuprinsa intre 300 si 310 nm. In concluzie, ambele uleiuri vegetale absorb in domeniu UV, in intervalul in care aceste radiatii au cel mai mare efect eritematogen.

Figura VIII.2. Curba de absorbtie spectrofotometrica - Ulei de galbenele 0,001% in Polietilenglicol 300

Figura VIII.3. Curba de absorbtie spectrofotometrica - Ulei de susan 0,001% in Polietilenglicol 300

Prin intermediul adjuvantilor (propilenglicol in geluri si componentele lipofile: acid stearic, cetaceu, ulei de parafina) selectati si adaugati in cele 4 formule, am urmarit imbunatatirea calitatii cosmetice a preparatelor experimentale si anume:

Emolienta (prin componentele lipofile din creme)

Caracterul umectant in cazul gelurilor.

Tween-ul prezent in cele 4 formulari are rolul de a emulsiona uleiurile vegetale si uleiul volatil in gelul de carbopol (formulele A si B) si de a forma si stabiliza o emulsie de tip U/A impreuna cu sapunurile monovalente formate in cursul emulsionarii, in special intre acizii grasi liberi din acidul stearic si TEA (formulele C si D).

III.       PREPARAREA PRODUSELOR FOTOPROTECTOARE

Prepararea gelurilor si a cremelor s-a efectuat tinand cont de proprietatile componentelor si de metodele generale de obtinere a gelului de carbopol si a cremelor (unguente, emulsii)

Prepararea formulelor A si B (geluri fotoprotectoare cu OMC):

Tehnica de lucru:

Carbopolul se disperseaza in amestecul de propilenglicol si apa. Dupa un repaus de 24 de ore la temperatura camerei pentru imbibarea si dizolvarea carbopolului, se neutralizeaza dispersia cu TEA (trietanolamina) diluata cu 10 g apa, adaugata in portiuni succesive si agitand continuu cu o bagheta de sticla. Preparatul se gelifica si se clarifica cand neutralizarea carbopolului (acid poliacrilic) este completa. In gel se incorporeaza tween-ul si apoi OMC.

In diagrama urmatoare este redata schema fluxului de obtinere a formularilor experimentale de tip geluri.

Figura VIII.4. Schema generala de preparare a gelurilor fotoprotectoare (formulele A si B)

Prepararea formulelor C si D - creme fotoprotectoare cu OMC

Tehnica de lucru:

Componentele lipofile se incalzesc intr-o patentula pe baie de apa pana la fluidificare.

Se adauga OMC, uleiul de galbenele sau uleiul de susan si se amensteca, mentinand amestecul pe baia de apa.

Faza apoasa, incalzita la aceeasi temperatura cu faza lipofila, se adauga in fir subtire sub triturare continua la faza lipofila, mentinand pe baia de apa pentru a facilita emulsionarea.

Emulsia formata se ia de pe baia de apa si se tritureaza pana la racire.

In diagrama urmatoare este redata schema fluxului de obtinere a formularilor experimentale de tip creme.

Figura VIII.5. Schema generala de preparare a cremelor fotoprotectoare (formulele C si D)

IV.        CONTROLUL CALITATII PREPARATELOR FOTOPROTECTOARE CU OMC

Metode. Rezultate. Discutii.

Controlul calitatii emulsiilor a constat in urmatoarele determinari:

Control organoleptic

aspect

culoare

miros;

Control fizico - chimic

Tipul emulsiei

pH

Determinarea caracteristicilor reologice

capacitatea de etalare

vascozitatea

Determinarea stabilitatii

La temperatura camerei

La etuva (40^oC)

Evaluarea in vivo a actiunii fotoprot.ectoare a formularilor experimentale

METODE

Pentru controlul calitatii preparatelor experimentale am utilizat metode de control prevazute in Farmacopee (FR X) si in literatura de specialitate.

I. Controlul organoleptic se efectueaza conform prevederilor din monografia generala "Emulsii" si literatura de specialitate.

Determinarea aspectului

Tehnica de lucru

Se etaleaza circa 3 g proba intre doua placi de sticla sub forma unui strat uniform cu o grosime de 0,5 mm. Se examineaza proba pe un fundal alb.

Criterii de acceptare: emulsiile cu aspect laptos si uniform.

Determinarea culorii

Tehnica de lucru

O cantitate de proba intinsa pe o hartie velina trebuie sa prezinte o culoare omogena.

Determinarea mirosului

Tehnica de lucru

Pentru creme si geluri: se intind in strat subtire pe o placa de sticla cu diametrul de 6-8 cm, circa 0,5-2 g proba si se percepe mirosul de la o distanta de 4-6 cm.

II. Determinarea tipului de emulsie pentru cremele fotoprotectoare:

Determinarea se poate face prin mai multe procedee:

testul diluarii,

testul colorarii,

testul conductibilitatii electrice,

testul de fluorescenta,

testul directiei de separare a fazelor.

In cazul nostru am aplicat urmatoarele doua metode:

a)     Testul diluarii

Principiul determinarii

Aceasta metoda se bazeaza pe principiul ca o emulsie este miscibila cu un lichid asemanator cu faza continua. In consecinta, daca la o emulsie U/A se adauga apa, aceasta se va dispersa rapid in emulsie.

Tehnica de lucru:

Proba se executa adaugand o picatura de emulsie la aproximativ 5 ml apa sau ulei, daca dupa o agitare usoara picatura de emulsie difuzeaza uniform in apa, emulsia este de tip U/A; daca difuzeaza omogen in ulei, emulsia este de tip A/U.

b)     Testul colorarii

Principiul determinarii

In prezenta unui colorant solubil in apa, emulsiile U/A se coloreaza uniform.pentru determinare se foloseste solutia albastru de metilen 0,25%. Emulsiile A/U se coloreaza uniform in prezenta unui colorant liposolubil (Sudan III 1% in ulei). Observatia se poate face cu ochiul liber sau la microscop.

Tehnica de lucru:

La 5 ml proba se adauga o picatura de albastru de metilen, se agitp 30 de secunde si se examineaza aspectul emulsiei.

Tabel VIII.7. Rezultatele controlului organoleptic si fizico-chimic pentru formulele A, B, C si D

Tabelul VIII.8. Aspectul, culoarea si mirosul preparatelor dupa 15 si 30 de zile de la preparare

III. Determinarea pH-ului:

Tehnica de lucru:

Determinarea pH-ului s-a efectuat dupa o prelucrare a preparatelor, respectiv extractia probelor cu apa (1:5 pentru crema si 1:20 pentru gel) si masurarea pH-ului fazei apoase.

La 5 g de crema se adauga 25 ml de apa si se agita intr-un Erlenmayer cu dop, incalzind pe baia de apa la 60^oC timp de 10 minute.

La 5 g de gel se adauga 100 ml de apa si se agita intr-un Erlenmayer cu dop, incalzind pe baia de apa la 60^oC timp de 10 minute.

Dupa racire, se separa faza apoasa de faza uleioasa si se determina pH-ul la hartia indicator universal.

Tabelul VIII.9.Rezultatele determinarii pH-ului preparatelor experimentale la 15 si 30 de zile

IV. Determinarea caracteristicilor reologice

IV.1. Determinarea capacitatii de intindere (etalare):

Este recunoscuta importanta capacitatii de intindere pe tegumente a unui preparat dermatologic, deoarece numai un preparat cu o consistenta corespunzatoare se poate aplica in conditii optime. Totodata, unele preparate dermatocosmetice prezinta fenomenul de tixotropie, putand sa isi modifice consistenta si ca atare, sa apara unele dificultati la placare.

Proba s-a efectuat cu extensioemtrul Ojeda si Arbussa.

Tehnica de lucru:

Pe placa inferioara, in centrul primului cerc, se aseaza 1 cm³ din produsul de cercetat, peste care se adauga a doua placa de sticla.

Se noteaza dupa un minut raza media a cercului ocupat de preparat in urma presarii cu placa de sticla. Dupa intervale de cate 1 minut se aseaza pe centru placiisuperioare a extensioemetrului greutati de 100 g, 200 g si 500 g, notand valoarea razei medii a cercului de preparat rezultat prin presare.

Se calculeaza apoi suprafetele corespunzatoare. Din valorile suprafetelor ocupate de preparat prin presare se traseaza curbele extensiometrice, notand pe ordonata valorile suprafetelor de etalare ale preparatului, iar pe abscisa valorile de incarcare in grame.

Cu cat suprafetele sunt mai mari, cu atat unguentul are o mai buna calitate si deci capacitate de intindere.

Masuratorile s-au efectuat atat pe probe de crema/gel proaspete si la anumite intervale de timp, cat si pe martori.

Rezultatele sunt redate in tabelul urmator si sunt exprimate grafic in figurile ce urmeaza:

Tabel VIII.10. Valorile capacitatii de etalare a formularilor fotoprotectoare

Figura VIII.6. Suprafata de etalare a gelului cu OMC 5% comparativ cu a martorului sau

Figura VIII.7. Suprafata de etalare a gelului cu OMC 8% comparativ cu a martorului sau

Figura VIII.8. Suprafata de etalare a cremei cu OMC 5% comparativ cu a martorului sau

Figura VIII.9. Suprafata de etalare a cremei cu OMC 8% comparativ cu a martorului sau

Discutii

Din rezultatele obtinute se constata ca, in toate cazurile, capacitatea de etalare creste pe masura cresterii greutatilor adaugate. Cu cat suprafetele sunt mai mari, cu atat preparatele au o mai buna capacitate de etalare.

Din analiza rezultatelor se constata ca gelurile prezinta o capacitate de intindere mai mica comparativ cu cremele, fap ce concorda cu consisteta initiala a acestora.

Se constata de asemenea ca cele doua concentratii de OMC, de 5% si 8%, influenteaza capacitatea de etalare.

IV.2. Determinarea vascozitatii:

Vascozitatea este caracteristica reologica cea mai apropiata de notiunea de consistenta, fiind in stransa legatura cu stabilitatea fizica a preparatelor de tip gel, creme sau emulsii fluide.

Echipament folosit

Determinarea vascozitatii pentru preparatele fotoprotectoare obtinute de noi s-a efectuat cu ajutorul Rheometrului RC1, acesta fiind folosit in controlul calitatii, controlul produselor si in cercetare.

Principiul masuratorii

Rheometrul RC1 este un reometru rotational si pentru determinaea tensiunii de forfecare.

Sistemul de masurare este format din cilindrii concentrici. Substanta pe care se efectueaza determinarea este plasata in camera de masurare, intre cupa stationara de masurare si elementul de masurare rotitor (principiul lui Searle).

Unitatea de masurare RC1 se poate folosi pentru masuratori rotationale cu o viteza sau rata de forfecare prestabilita (CSR Controlled Shear Rate - Viteza de Forfecare Controlata) si pentru masurarea torsiunii (torque) imprimate elementului de masurare de catre rezistenta la curgere a probei de masurat (tensiunea de forfecare).

Proprietatile de curgere ale substantelor plastice pot fi determinate cu ajutorul Rheometrului RC1 prin teste privind tensiunea (torque) si/sau rezistenta (stress) la forfecare (CSR Controlled Shear Rate - Viteza de Forfecare Controlata), ce permite o masuratoare a punctului de cedare (yield) fara a forfeca substanta de analizat.

Rheometrul RC1 permite masuratori rotationale manuale (fara ajutorul unui PC), cu o viteza de forfecare su o viteza de rotatie prestabilite (CSR).

Conectat la un computer, cu rheometrul RC1 se pot efectua:

Masuratori rotationale cu o viteza de forfecare sau rotationala controlata (CSR);

Masuratori rotationale cu forte de forfecare sau de torsiune ontrolate (CSS).

Datorita utilizarii tot mai intense a microelectronicii, sistemul rheometrului RC1 prezinta caracteristici speciale:

Controlul digital al vitezei de rotatie si torsiunii;

Ajustarea automatica a parametrilor de control in timpul efectuarii masuratorii;

Indicarea directa a valorilor masurate si calculate ale vitezei, torsiunii, ratei de forfecare, fortei de forfecare, vascozitatii, temperaturii, timpului, etc;

Stacarea interna a valorilor masurate;

Imprimarea valorilor masurate;

Suport pentru utilizator prin utilizarea unui mod de dialog afisat pe un ecran cu cristale lichide;

Interfata integrata pentru conectarea direct la un computer.

Figura VIII.10. Rheometrul RC1

Tehnica de lucru:

Determinarile reologice s-au efectuat in conformitate cu instructiunile prevazute in specificatia tehnica a aparatului.

Viteza de forfecare a fost crescuta progresiv (10 trepte de viteza), folosind sonda CC14. S-a masurat si inregistrat variatia vascozitatii, respectiv a tensiunii de forfecare odata cu cresterea vitezei de forfecare.

Pentru a verifica consistenta datelor obtinute experimental, s-a aplicat modelul Ostwald, bazat pe ecuatia descrisa in tabelul redat mai jos.

Rezultatele obtinute sunt redate in figurile si tabelele urmatoare:

Figura VIII.11. Variatia vascozitatii gelurilor (probelor si martorilor) in functie de viteza de forfecare

Tabel VIII.11. Variatia tensiunii de forfecare cu viteza de forfecare

Tabel VIII.12. Aplicarea modelului Ostwald

Analizand reogramele obtinute, se constata ca gelurile martor prezinta valori mai mari ale vascozitatii, comparativ cu probele. Vascozitatile mai mici ale probelor pot fi atribuite prezentei octil metoxicinamatului (care se prezinta ca un lichid) in formularea probelor.

Concentratia in octilmetoxicinamat (5, respectiv 8 %) nu influenteaza semnificativ vasacozitatea preparatelor.

Se remarca faptul ca vascozitatea preparatelor experimentale scade pe masura cresterii vitezei de forfecare (curgere pseudoplastica).

De asemenea, se constata o buna fitare a datelor, coeficientul de corelatie avand valori apropiate de 1.

Figura VIII.12. Variatia vascozitatii cremelor (probelor si martorilor) in functie de viteza de forfecare

Tabel VIII.13. Variatia tensiunii de forfecare cu viteza de forfecare

Tabel VIII.14. Aplicarea modelului Ostwald

In cazul cremelor, se constata ca prezenta octil metoixi cinamatului in formule a condus la o crestere a vascozitatii preparatelor (probelor), comparativ cu cremele martor.

In cazul formulei D (cu un continut de 8 % octilmetoxicinamatl), are loc o destructurare mai accentuata a probei, comparativ cu formula C, relativ mai stabila, la primele trepte de viteza de forfecare aplicata.

Si in cazul acestor formulari s-au obtinut valori ale coeficientului de corelatie apropiate de unitate.

V. Determinarea stabilitatii gelurilor/cremelor fotoprotectoare

S-a urmarit stabilitatea in timp a cremelor/gelurilor fotoprotectoare la temperatura camerei si prin mentinerea acesteia la 4^oC si 40^oC. Se stie ca emulsiile sunt forme farmaceutice a caror stabilitate fizica poate fi afectata de 3 fenomene: cremare, dezemulsionare si inversarea fazelor daca formularea si/sau conservarea sunt inadecvate.

Principiul determinarii

Se mentin preparatele la anumite temperaturi constante pe perioade de timp limitate, iar apoi se evalueaza organoleptic.

Tehnica de lucru:

Intr-o fiola de cantarire se introduc aproximativ 5 g de proba, se acopera cu capacul si se mentin la frigider, la temperatura de circa 4^oC, timp de 8 ore.

Se scoate proba din frigider, se lasa sa ajunga la temperatura camerei si se examineaza.

Se introduce proba in etuva, la temperatura de 40^oC, timp de 8 ore, dupa care se scoate din etuva, se aduce la temperatura camerei si se examineaza din nou.

Proba se considera stabila daca in emulsie nu apare separarea fazelor.

Tabelul VIII.15. Stabilitatea cremelor(formulele C si D)

Tabelul VIII.16. Stabilitatea gelurilor (formulele A si B)

Rezultate: In urma termostatarii nu s-a observat separarea fazelor emulsiei, deci isi pastreaza proprietatile intr-un interval mare de temperatura, de la 4 la 40^oC, fapt favorabil conservarii acestora.

VI. Evaluarea "in vivo" a capacitatii fotoprotectoare

Asa cum am aratat in partea teoretica a lucrarii, radiatiile solare au o mare influenta asupra pielii umane prin efectele pe care le produce, unele benefice, altele nocive.

Tabelul VIII.17. Efectele radiatiilor solare asupra pielii

Dintre radiatiile solare, radiatia UVA si mai ales cele UVB in exces au efecte nedorite si chiar nocive asupra pielii. Impotriva acestora actioneaza una dintre cele mai importante mecanisme naturale de aparare si anume producerea de melanina. Melanina este produsa in melanocitele aflate in celulele din epiderm, de unde granulele de melanina migreaza in celelalte celule, acoperind nucleii acestora cu un strat de protectie inchis la culoare. Acest proces are loc in 24-48 de ore dupa iradiere.

Evaluarea capacitatii fotoprotectoare a celor patru preparate s-a realizat pe un numar de trei subiecti, prin determinarea:

Indicelui de melanina al pielii, respectiv a evolutiei formarii melaninei intr-un anumit timp, si a

Indicelui de eritem (gradului de inrosire a pielii) dupa expunerea la soare.

Bariera melanica reprezinta mecanismul de aparare cel mai important fata de radiatiile UV care traverseaza stratul cornos. Rolul sau consta nu doar in dispersia fotonilor, ci si in absenta acestora (favorizand oxidarea premelaninei) si in capacitatea "tampon" fata de radicalii liberi formati in celule prin absorbtia fotonilor, diminuand riscul unor alterari chimice incompatibile cu o functie celulara normala.

Eritemul este raspunsul critic al organismului la radiatia excesiva, repreyentand limita de la care se dezvolta arsura solara.

Eritemul are trei faze de evolutie: initiala, intermediara si finala, in care se produc dilatarea vaselor de sange (faza initiala), inrosirea pielii, arsura dureroasa si senzatia de piele stransa (faza intermediara) si distrugerea celulelor cu aparitia unor cruste tipice (faza finala).

Echipament folosit

Determinarea s-a efectuat cu ajutorul dispozitivului Mexameter ®×18 - un dispozitiv electronic, precis, rapid si reproductibil, capabil sa determine coloratia pielii prin masurarea continutului in melanina si hemoglobina (indice de eritem) din piele.

Figura VIII.13. Dispozitivul Mexameter ®×18

Masurarea melaninei se face la doua lungimi de unda, alese cu scopul de a obtine viteze diferite de absorbtie de catre pigmentii melaninici.

Pentru masurarea eritemului se folosesc doua lungimi de unda diferite pentru a determina capacitatea de absorbtie a pielii; una dintre aceste lungimi corespunde picului de absorbtie spectrala a hemoglobinei, iar cealalta a fost aleasa pentru a evita influenta altor culori (de exemplu a bilirubinei).

Rezultatele obtinute sunt redate pe doua ecrane ("E" - pentru valorile eritemului si "N" - pentru valorile melaninei), pe o scala de la 0 la 1000.

Dispozitivul poate fi conectat la un PC pentru inregistrarea, imprimarea si calculul statistic al datelor obtinute in timpul determinarii.

Figura VIII.14. Sonda mexameter cu principiul de functionare

Avantajele utilizarii MEXAMETER^®M×18

Sonda continand echipamentul electronic de masurare este usor de manevrat, avand o greutate mica (55 g).

Diametrul suprafetei de masurare este de 5 mm.

Resortul situat in capatul sondei exercita o presiune constanta asupra pielii.

Sonda este foarte sensibila, incat si cele mai mici diferente in coloratia pielii pot fi vizualizate.

Dispozitivul este indispensabil pentru dezvoltarea si testarea produselor ecran-solare si a fototipului individual.

Selectia subiectilor

Testarea s-a efectuat pe trei subiecti. Subiectii supusi testarii au varsta cuprinsa intre 22-24 ani si apartin fototipurilor 1,2,3, respectiv:

par blond, piele alba

par saten inchis, piele medie

par brunet, piele inchisa.

Subiectii au fost intervievati asupra starii lor de sanatate inainte de a fi inclusi in esantionul de testare. Includerea in grupul de testare s-a facut cu acordul acestora.

Nici unul dintre subiecti nu a prezentat vreunul din criteriile de excludere de la testare. Astfel, subiectii:

nu se afla sub tratament medical

nu au probleme dermatologice

nu au antecedente de raspuns anormal la soare

nu sunt obisnuiti cu bronzarea artificiala.

Testarea s-a realizat tinand cont de recomandarile COLIPA (Gridelines for the Evaluation of the Efficacy of Cosmetic Products, 1997) privitoare la testarea produselor cosmetice pe subiecti umani.

Tabel VIII.18. Caracteristicile subiectilor inclusi in studiu

Protocolul de testare. Conditiile de testare.

Masurarea nu se face sub lumina directa (a soarelui sau a unei lampi), pentru a se evita interferenta luminii ambientale si obtinerea unor rezultate eronate. Determinarea se face in camere intunecoase daca este posibil, sau prin protejarea spatiului din jurul sondei cu mana sau cu inelul din plastic expandat livrat impreuna cu aparatul.

Efectuarea determinarii

Sonda se plaseaza pe suprafata pielii si imediat incepe procesul automat de masurare.

Presiunea exercitata este usoara, identica cu cea exercitata de resortul sondei.

Sonda trebuie sa fie plasata rapid si perpendicular pe suprafata pielii. Un semnal sonor indica sfarsitul determinarii. Pe display apar in mod automat valorile inregistrate.

Testarea s-a facut in mediul ambiental natural, in intervalul orar 11-13.

Practic, probele de testat si martorii au fost aplicate pe antebrat, pe zone anterior delimitate, determinandu-se initial si dupa 60 de minute de expunere la soare, indicele de melanina si indicele de eritem. O determinare reprezinta media a minim 2 valori masurate in locuri diferite ale zonei delimitate(3x3 cm). Pentru comparatie s-au efectuat masuratori si pe pielea netratata (etalon).

S-a efectuat observarea macroscopica cutanata a zonelor expuse inainte si dupa efectuarea testarii. Pentru fiecare proba de testat s-a efectuat cate o singura aplicare, in conditii nonocluzive, aplicandu-se de fiecare data acceasi cantitate din produsul de testat (0,5 g).

Rezultatele testarilor sunt redate in figurile urmatoare.

Figura VIII. 15. Variatia indicelui de melanina pentru zona netratata, respectiv zonele    tratate cu geluri, inainte si dupa expunerea la radiatia UV

Figura VIII. 16. Variatia indicelui de eritem pentru zona netratata, respectiv zonele tratate cu geluri, inainte si dupa expunerea la radiatia UV

Figura VIII. 17. Variatia indicelui de melanina pentru zona netratata, respectiv zonele    tratate cu creme, inainte si dupa expunerea la radiatia UV

Figura VIII. 18. Variatia indicelui de eritem pentru zona netratata, respectiv zonele tratate cu creme, inainte si dupa expunerea la radiatia UV

Interpretarea rezultatelor

Din analiza rezultatelor obtinute pentru geluri, se constata urmatoarele:

pentru toti subiectii inclusi in studiu, valoarea indicelui de melanina dupa expunerea la radiatii UV este mai mare fata de valoarea masurata la momentul initial;

valoarea indicelui de melanina a prezentat o crestere mai accentuata in cazul zonei tratate cu formula A (gelul cu o concentratie de 5 % in OMC, continand si ulei de galbenele);

variatiile interindividuale ale acestor valori se pot explica pe baza caracteristicilor diferite ale tipului de piele prezentat de cei trei subiecti;

cresterea indicelui de melanina pe zona netratata, dupa expunerea la radiatii UV, se datoreaza declansarii mecanismului natural de aparare al organismului, si anume producerea de melanina;

un comportament asemanator se constata si in cazul indicelui de eritem, valoarea acestuia prezentand o crestere sensibila in cazul zonelor tratate cu formulele A si B; aceasta sugereaza un efect fotoprotector diminuat.

In cazul cremelor, rezultatele indica urmatoarele:

indicele de melanina a prezentat valori mai mari dupa expunerea la UV, atat pentru zona netratata, cat si pentru zonele tratate cu formulele C si D, respectiv martor C si martor D;

variatiile cele mai mici s-au inregistrat pentru subiectul 3 (ten inchis);

indicele de eritem    a prezentat valori mai mici dupa expunerea la UV a zonelor tratate cu martori, respectiv cremele proba, aceasta evidentiind un efect fotoprotector adecvat al produselor;

formula D (crema cu o concentratie de 8 % OMC si ulei de susan) poate fi considerata cea mai buna dintre formulele experimentale (remarcandu-se printr-un indice de eritem scazut si indice de melanina crescut).

V. CONCLUZII GENERALE

In partea teoretica a lucrarii s-au prezentat aspecte privind studiul pielii, spectrul solar si efectele biologice ale radiatiei UV asupra pielii, manifestarile cutanate mai frecvente provocate de actiunea radiatiilor solare, mijloace de fotoprotectie a pielii.

In partea experimentala am formulat 2 geluri si 2 creme fotoprotectoare folosind ca agent filtru solar OMC asociat cu ulei de galbenele sau ulei de susan.

In formulare s-au urmarit :

influenta concentratiei OMC asupra capacitatiii fotoprotectoare a preparatelor;

imbunatatirea capacitatii fotoprotectoare a preparatelor prin asocierea la OMC a unor extracte vegetale - ulei de galbenele, cu efect calmant, sau ulei de susan, cu rol de agent fotoprotector natural;

obtinerea unor formulari care sa prezinte caracteristici fizico-chimice de calitate adecvate.

Controlul calitatii formulelor experimentale a evidentiat urmatoarele:

S-au obtinut preparate cu un aspect cosmetic acceptabil (elegant) si caracteristici fizico-chimice adecvate (pH, vascozitate, capacitate de etalare).

Testarea capacitatii fotoprotectoare s-a efectuat pe un esantion de 3 subiecti, masurandu-se indicele de melanina si eritemul dezvoltat dupa expunerea la soare timp de o ora dupa aplicarea probelor; determinarea s-a efectuat cu aparatul MPA 5 (Multi Probe Adapter 5, de la firma Courage Kazaka GmbH, Germania), folosind sonda Mexameter.

Rezultatele obtinute au confirmat actiunea fotoprotectoare ale celor 2 geluri si 2 creme, formularea D prezentand cele mai bune valori ale indicelui de melanina, respectiv de eritem.