Filtros Minerais

Pigmentos para Aumentar a Proteção

Conclusão

 

 

A pandemia de COVID-19 teve um efeito marcante na saúde mental das pessoas. Sintomas relatados de ansiedade ou de depressão aumentaram 11% de 2019 a 2020, de acordo com o US Census Bureau.1 Nossos hábitos mudaram, limitando, entre outras coisas, a nossa exposição à luz solar por estarmos mais tempo em casa.

Fatores ambientais podem afetar o cérebro e o comportamento. A nossa relação com o meio ambiente também mudou. O verão é a estação com dias mais longos, que podemos desfrutar ao ar livre, especialmente nas férias. Descobriu-se que passar tempo ao ar livre, em contato com a natureza, pode aliviar problemas de saúde mental, incluindo a ansiedade e a depressão.

A exposição moderada ao sol oferece benefícios como a síntese de vitamina D, melhora o funcionamento do sistema imunológico, melhora a saúde cardiovascular e contribui com o sentimento de bem-estar. No entanto, expondo-nos ao excesso de radiação solar, após muitos meses sem ele, não iguala os benefícios de uma exposição moderada ao longo do ano.

A radiação solar que atinge a superfície da Terra envolve três componentes, que são, desde o mais para o menos energético, a radiação ultravioleta (UV), a luz visível (Vis) e a radiação infravermelho (IR). A atmosfera nos protege da alta radiação de energia, que pode ser prejudicial à vida. Sem a proteção solar adequada, uma proporção da radiação solar atinge a pele e a penetra de formas diferentes, dependendo do seu comprimento de onda.

A radiação UVB (290-320nm) atua principalmente na epiderme, a camada externa, causando eritema, e penetra parcialmente na derme. A radiação UVA (320-400nm) passa pela derme e é responsável pelo fotoenvelhecimento e pelo escurecimento do pigmento da pele.2 Ambas induzem o bronzeamento retardado e estão associadas a danos celulares, por via direta, ou a danos indiretos ao DNA, e com um risco potencial de câncer de pele. Por isso, é essencial o uso de cremes que ofereçam o máximo de proteção possível contra os dois componentes da radiação UV (UVB e UVA).

Os efeitos da luz Vis (380-700nm) e os da radiação menos estudada, a radiação IR (700nm-1 mm), ainda não são tão claros. Devido ao seus comprimentos de onda, que podem penetrar mais profundamente a pele, do que a radiação UV, ultrapassando a epiderme e a derme, e chegando até a camada subcutânea.

Foi relatado que a luz Vis pode induzir pigmentação especialmente em tipos de pele Fitzpatrick IV a VI e que essa pigmentação é mais escura e mais sustentada do que a pigmentação induzida por radiação UVA.3 A gravidade dos distúrbios pigmentares por fotoindução, como melasma e hiperpigmentação pós-inflamatória, pode estar relacionada à exposição à luz Vis, que também gera espécies reativas de oxigênio (ROS).

Incluída na gama de luz Vis está a alta energia visível (HEV) ou luz azul (BL). Estamos expostos à BL emitida pelo Sol e pelas telas de computadores, smartphones, tablets, entre outras. A BL é considerada benéfica durante o dia porque aumenta a nossa atenção, os nossos tempos de reação e melhora o nosso humor.

Entretanto, à noite, a exposição à luz suprime a secreção de melatonina, um hormônio que influencia o ciclo circadiano. Nosso sono sofre e isso poderá contribuir para o desenvolvimento de diabetes, obesidade e doenças cardíacas.4

A longa exposição à HEV também tem sido relacionada a danos ao DNA, a lesões celulares e teciduais, a lesões oculares, a danos na barreira cutânea e ao fotoenvelhecimento. Por isso, a incorporação de ingredientes em formulações para proteger a pele da BL é essencial.

 Os óxidos de ferro amarelo, vermelho e preto [FeOOH (CI 77492), Fe2O3 (CI 77491) e Fe3O4 (CI 77499), respetivamente] podem bloquear a luz HEV, separadamente ou quando combinados, e podem ser incluídos em formulações cosméticas para esse fim. Foi relatado que a pigmentação induzida pela luz Vis foi suprimida com o uso de óxido de ferro amarelo tingido e que a recidiva em pacientes com melasma foi mais baixa ao usarem protetor solar colorido em vez de protetor solar não colorido.6,7

A pele humana é exposta à radiação IR por fontes naturais e artificiais. A radiação IR pode ser dividida, de acordo com seu comprimento de onda, em IR-A (760 – 1.400 nm), IR-B (1.400 – 3.000 nm) e IR-C (3.000 nm – 1 mm). A IR-A pode penetrar as camadas epidérmica e dérmica e atingir os tecidos subcutâneos, enquanto a IR-B e a IR-C são absorvidas, principalmente, nas camadas epidérmicas e aumentam a temperatura da pele.8

Devido à sua capacidade de penetração, a radiação IR pode danificar o colágeno da pele por ROS, que gera radicais livres e aumenta a atividade matriz de metaloproteínas (MMP)-1 e -9, o que resulta na clivagem do colágeno fibrilar e na integridade estrutural da derme. A radição IR e o calor podem induzir o envelhecimento prematuro da pele (fotoenvelhecimento) da mesma forma que acontece com a radiação UV.9

Por outro lado, a exposição à luz Vis e à radiação IR-A da luz solar natural pode ser benéfica para a pele, dependendo da combinação certa do comprimento de onda, da fluência e da radiância. No início da manhã e no final da tarde, as condições são favoráveis para preparar a pele para os deletérios efeitos da radiação UV do meio-dia.10

Os efeitos dos diferentes componentes de luz solar na pele também foram estudados em combinação, em simulações mais próximas da realidade do espectro solar e de seus efeitos. Por exemplo, foi relatado que a radição UV, a luz Vis e a radição IR geram ROS dentro das células por meio de mecanismos diferentes, enquanto, em combinação, tem sido observado o aumento da geração de ROS em fibroblastos primários.11

Os únicos filtros minerais UV aprovados na Europa e incluídos na monografia de protetor solar da FDA, dos Estados Unidos, são óxido de zinco (ZnO) e dióxido de titânio (TiO2 ). Normalmente esses filtros são comercializados como nanopartículas para minimizar a brancura da pele. No entanto, quanto mais transparente for o filtro na pele (menos visível), menos eficaz será sua proteção contra a radiação UVA, a luz Vis e a radiação IR.

Estamos, portanto, em um cenário em que o desenvolvimento de cosméticos que nos protegem dos diferentes componentes do espectro solar, não apenas da radiação UV, está sendo cada vez mais procurado. E estamos cientes de que aumentar o número de ingredientes na fórmula complica o trabalho de formulação e aumenta o tempo de desenvolvimento de um produto cosmético.

 

Filtros Minerais

Neste contexto, consideramos a avaliação de uma gama de filtros minerais compostos de TiO2 e óxidos de ferro (FeOOH, Fe2O3 e Fe3O4 ), com tamanhos médios superiores a 100 nm (Tabela 1). Esses filtros mostraram um amplo espectro de propriedades de proteção contra a radiação UV.12

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As propriedades físico-químicas desses filtros nos levaram a considerá-los excelentes candidatos à proteção contra a radiação de comprimento de onda. Portanto, a absorção de propriedades dos filtros enhanceU no UV, na Vis e em regiões próximas ao IR foi analisada com um espectrofotômetro Shimadzu UV-2600i UV-Vis com esfera integradora.

As curvas de absorbância em comprimento de onda (Figura 1) confirmam a proteção contra alta radiação UVB e UVA para todos os filtros. A partir do filtro de cor mais clara até a mais escura, a quantidade de óxido de ferro aumenta (Tabela 2) e o mesmo acontece com a área sob a curva de absorbância (a curva mostra valores mais altos nesta região) e, portanto, aumentam as propriedades de proteção contra a radiação desses filtros de UVA. Essa tendência continua na região visível, onde a absorção de luz BL (380 – 500 nm) é especialmente notável, e aumenta proporcionalmente com a quantidade de óxido de ferro do filtro (do filtro de cor mais clara à mais escura (Tabela 2). Assim, o filtro de cor mais escura apresentou a maior absorbância de BL (e Vis), que é explicada por seu maior teor de óxido de ferro.

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Curiosamente, todos os filtros de cor absorvem na região do IR próximo (a partir de 700 nm), com duas observações: a absorbância aumenta com o teor de óxidos de ferro e as curvas tendem a subir para todos os filtros coloridos, exceto uma amostra que não contém óxido de ferro preto CI 7499 em sua composição. Embora o comprimento de onda tenha sido limitado a 1.200 nm, deduz-se que a absorbância continuará a subir para os filtros que contenham os três pigmentos de óxido de ferro CI 7492, CI 7491 e CI 7499 em sua composição, oferecendo assim proteção contra a radiação IR com maior comprimento de onda.

Por outro lado, a curva de absorbância do filtro não colorido à base de TiO2 mostrou alta proteção contra as radições UVB e UVA (até 400 nm). Em contraste, a absorbância da luz Vis (380 – 700 nm) e da radiação IR (a partir de 700 nm) é muito menor porque não há óxido de ferro em sua composição. Mesmo assim, existe uma contribuição residual para a proteção nessas áreas (0,2 u.a., com BaSO4 como fundo) devido aos tamanhos das partículas de TiO2 (>100 nm).

Em resumo, os filtros minerais enhanceU têm mostrado notável absorção no espectro de radiação eletromagnética até o comprimento de onda de 1.200 nm, que inclui UVB, UVA, Vis e IR-A, e potencial absorção em comprimentos de onda mais longos.

 

Pigmentos para Aumentar a Proteção

Também avaliamos uma série de pigmentos minerais desenvolvidos para dar cor e maior proteção contra a radiação UV de amplo espectro.13 São compostos de TiO2 e óxido de ferro, com distribuição de tamanho equilibrada maior que 100 nm, sendo responsáveis pela proteção UV - propriedades de reforço (Tabela 3).

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Após os excelentes resultados da avaliação dos filtros enhanceU, as propriedades físico-químicas dos pigmentos effectiveU nos levaram a considerá-los excelentes candidatos para a proteção contra a radiação de comprimento de onda. Dessa forma, suas propriedades de absorção nas regiões UV, Vis e no IR próximo foram analisadas com um espectrofotômetro Shimadzu UV-2600i UV-Vis com esfera integradora.

As curvas de absorbância no comprimento de onda (Figura 2) confirmam altas propriedades de proteção contra a radiação UVB e UVA em comprimentos de onda de 290-320 e 320-400 nm, respetivamente para todos os pigmentos, especialmente para os pigmentos coloridos. A curva de absorbância é mantida em valores superiores a 0,8-0,9 (u.a.) para os pigmentos amarelo, vermelho e preto, apresentando maior absorção de radiação UVA do que o pigmento branco.

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 O perfil de absorbância de 380 nm é diferente para cada amostra. Assim, o pigmento branco apenas mostra absorbância residual nas regiões Vis e IR (0,2 u.a., com BaSO4 como fundo, comprimentos de onda de 380 – 700 nm e 700 - 1.200 nm, respetivamente) devido ao tamanho da partícula de TiO2 (> 100 nm).

Os pigmentos coloridos mostraram absorbância nas regiões Vis e IR (comprimentos de onda 380 – 700 nm e 700 - 1.200 nm, respetivamente). Mais especificamente, o pigmento vermelho mostrou uma absorção notável da BL, enquanto o pigmento preto teve maior absorbância da luz Vis, de maior comprimento de onda (570-700 nm), e da radiação IR (a partir de 700 nm). No geral, perfis de absorbância UV-Vis estavam de acordo com perfis de óxidos de ferro relatados na literatura.7

Curiosamente, as propriedades de absorção da BL do pigmento vermelho são melhores que as do pigmento preto. Além disso, a absorção do pigmento preto aumenta progressivamente após 400 nm (nas regiões Vis e no IR próximo) e permanece após 1.200 nm. Isso também foi observado com filtros minerais coloridos que contêm pigmento CI 7499 em sua composição.

 

Conclusão

Devido à necessidade bem estabelecida de garantir proteção contra a radiação UV, a luz Vis e a radiação IR, principalmente nas horas do meio do dia e, também, de fontes não naturais, o desenvolvimento e a fabricação de produtos cosméticos que reivindicam proteção em diferentes áreas do espectro solar aumentaram.

Os filtros minerais enhanceU e os pigmentos effectiveU, da ADP Cosmetics, aqui apresentados, mostraram ter propriedades protetoras incomuns contra a radiação UV-Vis-IR em um único ingrediente, explicadas por uma excelente combinação de composições químicas, tamanho de partícula e estrutura física.

Esses filtros e boosters são compostos principalmente de dióxido de titânio e óxido de ferro e têm tamanho médio superior a 100 nm. Esses produtos estão em conformidade com o Regulamento (CE) n.º 1.223/2009 e foram registrados na FDA.

Eles são muito adequados para formulações naturais, com teor de origem 100% natural de acordo com a ISO 16128. Possuem também Certificado COSMOS e Ecocert e seguro para corais. Nossos filtros e pigmentos permitem facilitar o trabalho dos formuladores e, portanto, aumentar as fórmulas cosméticas disponíveis no mercado para proteger os usuários e o meio ambiente.

 

Este artigo foi publicado na revista Cosmetics & Toiletries (Brasil) 34(6):31-33, 2022
Conteúdo patrocinado por Biesterfeld