aula nano 2019

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Nanocosméticos
Roberta Carolina Rangel de Oliveira
Nanotecnologia
• Nanômetro: Tamanho entre 1-1000 nm.
• 1 nm é a unidade de comprimento e equivale 
à bilionésima parte de um metro → 1×10-9m. 
A nanotecnologia é uma ciência multidisciplinar
que envolve o desenvolvimento e preparação de
sistemas com um tamanho na escala dos
nanômetros.
Nanoestruturas
• Sistemas nanoestruturados mais utilizados em 
cosméticos:
Nanopartículas poliméricas
Nanopartículas Lipídicas Sólidas
Lipossomas
Nanoemulsões
❖As nanoestruturas podem apresentar
propriedades alteradas incluindo atividade
química ou biológica.
❖ Essas propriedades podem afetar o desempenho,
a qualidade, a segurança e / ou a eficácia de um
produto que incorpore esse nanomaterial.
❖Podem ser preparadas adaptando a sua forma,
tamanho, carga da superfície e estabilidade.
Partículas coloidais definidas como sistemas
sólidos à base de polímeros (sintéticos, semi-
sintéticos ou naturais), ou de outros materiais, de
natureza biodegradável ou não e que servem de
veículo para fármacos ou outras substâncias.
➢Nanopartículas poliméricas
❖Os fármacos/ingredientes utilizados podem
estar adsorvidos à superfície das NPs,
encapsulados e/ou dissolvidos na sua matriz.
Nanocápsula
• Sistema vesicular onde a
substância a encapsular
está confinada no núcleo
delimitado por uma
membrana polimérica
e/ou adsorvidos a essa
estrutura.
Nanoesfera
Sistema com estrutura 
tipo matriz . Os ativos 
podem ser adsorvidos à 
superfície da nanoesfera
ou distribuídos em toda 
a matriz de forma 
homogênea ou 
heterogênea.
• Polímeros comumente utilizados: 
Naturais Sintéticos
• Podem ser utilizadas substâncias surfactantes.
• Diferentes técnicas de fabricação e solventes
irão determinar a forma (nanocápsula ou
nanoesfera).
• Policaprolactona(PCL);
• Ácido polilático (PLA);
• Poli(ácido glicólico) (PGA);
• Poli(ácido glicólico-co-
ácido lático) (PLGA).
•Celulose
•Alginatos
•Polissacarídeos
•Quitosana
Desvantagem: Uso de solventes orgânicos.
Métodos de preparação
• Matriz formada a partir de lipídeos e surfactantes.
Nanopartícula Lipídicas Sólidas (NLS) e Carreadores 
Lipídicos Nanoestruturados (CLN)
• Lipídeos sólidos 
a temperatura 
ambiente.
NLS
• Mistura de 
lipídeos sólidos e 
líquidos à 
temperatura 
ambiente.
CLN
São normalmente produzidas por homogeneização a 
alta pressão ou irradiação ultrassônica .
• CLN podem conter níveis mais elevados de
ingredientes ativos enquanto que as NLS
podem apresentar melhor estabilidade
química.
Fig. 3. Structure of SLN made from a 
solid lipid (left) with almost perfect 
crystalline structure limiting the 
drug loading, NLC made from blend 
of solid lipid and liquid lipid with many 
imperfections (right) [130].
MONTENEGRO, L. et al 2016 - Journal of Drug Delivery Science and Technology
• Lipídeos utilizados: Triglicerídeos, ácidos
graxos, esteroides e cera (cera de carnaúba,
cera de abelha), óleos (girassol, coco).
• Mais adequadas para o transporte de
substâncias lipofílicas.
• Apresentam excelente tolerabilidade.
A aplicação de nanoestruturas lipídicas na
superfície da pele provoca a formação de um
filme lipídico que promove a difusão dos
ingredientes na pele.
Desvantagens:
• Menor capacidade de manter a encapsulação
do ativo, podendo haver a formação de
estruturas coloidais alternativas (micelas,
lipossomas).
➢Nanoemulsões
• Dispersões estáveis com
diâmetro médio de gota 
em tamanho nanométrico.
• Possui elevada estabilidade cinética, em 
decorrência do seu reduzido tamanho de gota.
A/O O/A
MONTENEGRO, L. et al 2016 - Journal of Drug Delivery Science and Technology
• Compostas por óleo, água, e um ou mais
agentes surfactantes.
• Formada a partir de uma pré-emulsão seguida 
de processamento em homogeneizador.
Vantagens:
• Aumento da hidratação da pele e de sua
elasticidade.
• Aumento da permeabilidade de ativos pouco
solúveis.
Fase aquosa
• Ingredientes ativos 
hidrofílicos;
• Conservantes 
hidrofílicos.
Fase oleosa
• Ingredientes ativos 
lipofílicos;
• Óleo mineral, óleo de
silicone, óleo vegetal,
ésteres ou ácidos
graxos.
➢ Lipossomas
• Vesículas esféricas que consistem em uma ou
mais membranas como bicamadas fosfolipídicas
envolvendo um núcleo aquoso.
• Principal componente lipídico: Fosfatidilcolina
derivada do ovo ou lecitina de soja.
– Colesterol é usualmente incluído na composição
para estabilizar a estrutura (lipossomas mais
rígidos).
Vesícula 
unilamelar
Vesícula
multilamelar
Vantagens:
• São capazes de carregar substâncias
hidrofílicas e/ou lipofílicas.
• Alguns lipossomas flexíveis podem penetrar
profundamente o estrato córneo.
PREPARAÇÃO: hidratação de um filme lipídico que
origina lipossomas multilamelares.
Seguido de redimensionamento por uma
variedade de técnicas, incluindo a sonicação e
extrusão.
• Definição de parâmetros fundamentais físico-
químicos:
• Quantificação do conteúdo ativo presente nas
nanoestruturas e verificar a sua distribuição
(superficial ou interna).
Caracterização das nanoestruturas
Tamanho Forma Superfície
• Sistema de Dispersão de Luz 
de Laser
Tamanho de partícula
• Analisador de potencial Zeta
Carga Superficial
Zetasizer Nano ZS90
Polidispersividade
Características de superfície e forma
• Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV);
• Microscópio Eletrônico de Transmissão (MET);
• Microscópio de Força Atômica (AFM);
• Microscópio Confocal de Varredura a Laser (LSCM);
• Espectroscópio de fotoelétrons por raios X (XPS, ESCA) ;
• Espectroscópio Infravermelho com Transformador de Fourier (FTIR)
Quantificação
• HPLC
• Espectrofotometria
Interação entre componentes
• Calorimetria Exploratória 
Diferencial (DSC) 
Nanopartículas vistas em microscopia 
eletrônica 
J.P. Rao, K.E. Geckeler / Progress in 
Polymer Science 36 (2011) 887–913
•Formulações cosméticas (géis, cremes, xampus,
maquiagem, creme dental) contendo sistemas
nanoestruturados (nanopartículas, lipossomas, etc.)
empregados na veiculação de ativos cosméticos
para cuidados da pele, cabelos e apêndices
cutâneos.
Nanocosméticos
Melhor desempenho aos cosméticos.
Mercado constantemente orientado para 
inovações.
A nanotecnologia se apresenta como uma
importante tendência na utilização de ativos e
materiais encapsulados em aplicações
cosméticas.
Mecanismos de liberação
➢Aplicações em cosmetologia
•Aumento da estabilidade de compostos 
instáveis e da formulação final.
•Melhora na espalhabilidade e no sensorial das 
formulações.
•Evitar incompatibilidades entre os 
ingredientes da formulação.
•Redução de odores indesejáveis.
•Veiculação de fragrâncias e pigmentos que
permaneçam mais tempo sobre a pele após a
aplicação.
Potencialização dos efeitos dos cosméticos.
Ex.: Efeitos anti-idade melhorados.
•Permeação aumentada dos ativos em 
camadas mais profundas na pele (<400nm).
•Liberação controlada dos ativos:
- Efeito mais duradouro;
- Redução da toxicidade.
➢Vias de absorção:
Transepidermal
Transapêndices cutâneos
Fig. 3. Possible action mechanisms of vesicles as skin drug delivery systems
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Fig. 4. Penetration of nile red from cream and Precirol-based nano-particles into pig skin 
after 8 h. (A) Cream. (B) SLN. 
The vertical section depicts the stratum corneum (a), the epidermis (b), and the dermis 
(c). Pictures are obtained by superposing normal light and fluorescence images of the 
same area;scale (black bar) is 100 μm.
S
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• Facilita a absorção e penetração dos ativos 
nas demais camadas da pele.
•Formação de filme na superfície da pele.
• Propriedades 
oclusivas 
podem conferir 
maior 
hidratação a 
pele.
• Com a nanotecnologia é possível reduzir a
concentração de ativos cosméticos entre 5 e
10 vezes, mantendo o mesmo desempenho no
produto final.
Nanocosmético Cosmético convencional
Dados do setor
• Nanotecnologia em cosméticos é uma
tendência mundial.
• Principais usos em produtos para o rosto e
protetores solares.
Ingredientes mais usados (2010): dióxido de
titânio, sílica, óxidos de ferro, acrilatos e o óxido
de zinco.
➢Pioneirismo
• Lancôme (L.Oreal), em 1995. 
• Creme para o rosto constituído por
nanocápsulas de vitamina E pura, para combater
o envelhecimento da pele.
Creme anti-sinais para o rosto
•No Brasil, a primeira empresa a desenvolver e
colocar no mercado um nanocosmético foi a
empresa O Boticário.
Complexos antienvelhecimento,
antioxidante, clareador e
atenuador de olheiras e
vitaminas A, C e K.
• No período de 2008 a 2015: 972 pedidos de
patente depositados no mundo, 110 no Brasil.
Ranking das 10 maiores empresas de beleza em termos 
de patente relacionadas a nanotecnologia, Epacenet 2012.
RAJ, S et al, 2012
➢Aplicações em Nanoestruturas
• Nanocápsulas
– Creme antirrugas com vitamina A encapsulada;
– Carreamento de filtros solares: metoxicinamato
de octila, salicilato de octila e benzofenona-3.
• Nanoesferas:
– Encapsulação de fragrâncias;
– Vitaminas A, C e E.
• NLS/CLN:
– Filtros solares;
– coenzima Q10;
– retinol.
• Lipossomas: 
– filtros solares;
– hidratantes para a pele;
– Produtos antienvelhecimento
– Pós-barba
– Maquiagem
• Ingredientes tradicionais geralmente dificultam
o sensorial dessas formulações .
• Podem ser passíveis de
reações adversas.
Filtros solares
Desenvolvimento de nanopartículas de dióxido
de titânio (TiO2) e de óxido de zinco (ZnO)
Formulações transparentes e mais agradáveis
ao consumidor.
Figura 3: Filtros solares compostos de materiais com tamanho de partículas macro e micro em 
(a) e para nanopartículas em (b).
•Se apresentam como partículas na faixa de 100 
nm → Formuladas para permaner na ou perto 
da superfície da pele.
•Não devem ser formuladas como sprays ou 
facilitadores de permeação. 
• NPs com ativos anti-aging permitem uma
atuação mais efetiva desses agentes.
• Atuação em camadas mais profundas da pele.
• Ex.: Retinóides,
Antioxidantes,
Hidroxiácidos,
Acido hialurônico.
Ativos Anti-aging
• Maior estabilidade e menor irritação, além da 
potencialização do efeito quando encapsulado.
• Nanocápsulas de Ácido Retinóico (tretinoína): 
Duplicação de fotoestabilidade para entre 85 e 
100 min quando comparado com a solução de 
controle (Ourique et al, 2008). 
Retinóides
Hidroxiácidos
• Blend de ativos nanoencapsulados em NLS (ácido 
glicólico, ácido lático, ácido cítrico, extrato de 
alcaçuz e óleo de aveia) com diâmetro
de 200-300 nm tiveram suas
propriedades melhoradas.
• Redução de efeitos
colaterais irritativos
e de vermelhidão.
• Nanocápsulas de PCL se mostraram efetivas
em aumentar a atividade antioxidante do
ácido lipóico em comparação com o controle
(Kulkamp et al, 2011).
• Promove a estabilização do ácido lipóico em
combinação com uma liberação lenta e
prolongada do composto.
Antioxidantes
Cafeína
• Ativo hidrofílico com solubilidade limitada e
baixa permeação através da pele íntegra.
Na forma encapsulada (NLS) é possível se obter
maior permeação do estrato córneo.
C. Puglia, r. Offerta, G.G. Tirendi, M.S. Tarico, S. Curreri, F. Bonina, R.E. Perrotta
Design of solid lipid nanoparticles for caffeine topical administration, 2014.
Ativos anti-celulite
Figure 2. Cumulative amount of caffeine permeated through excised human skin 
membranes membranes from SLN-CAF (▪) and GEL-CAF (•) formulations.
C. Puglia, r. Offerta, G.G. Tirendi, M.S. Tarico, S. Curreri, F. Bonina, R.E. Perrotta
Design of solid lipid nanoparticles for caffeine topical administration, 2014.
❖Serum anticelulite GNano
Principais ativos
Óleo de arnica montana
Cafeína
Óleo de palma rosa
Chá verde
Liberação controlada por
até 8 horas.
• Nanopartículas são capazes de penetrar na
fibra capilar aumentando a hidratação,
reparação e brilho dos cabelos.
Produtos para os cabelos
Primer Nano Repositor Siàge
Blindagem dos Fios
➢Enriquecido com Nano Tecnologia
que repõe proteínas nas camadas
mais profundas dos fios, repara
danos internos e externos.
• Pesquisas recentes descreveram uma
suspensão de NLS em uma fase aquosa
(diâmetro de 150-300 nm) no qual
encapsulam minoxidil com propriedades
melhoradas anti-alopécia.
➢Alopécia
• NPs tem sido incorporadas produtos para os
lábios tais como batom, gloss e outros.
– Aumento da hidratação e maciez: Redução
da perda de água dos lábios.
Maquiagens
❖Desenvolvimento de pigmentos
diversos e de alta permanência
a partir de NPs de
prata e ouro.
(Korea Research Institute os Bioscience and Biotechnology)
Serge Lutens Beauté 
Blusher | Barneys New York
Tecnologia Nano Dispersion
Cria um pó extremamente fino e 
leve com excelentes propriedades: 
elasticidade, extrema suavidade e 
difusão de luz.
• O uso da nanotecnologia tem apresentado
inúmeros benefícios para aumento da
firmeza e resistência das unhas.
• Esmaltes com secagem
rápida e de alta
durabilidade.
Produtos para as unhas
• Tecnologia atrativa para a veiculação de ativos
Antifúngicos.
• A unha apresenta alta resistência a
permeação de ativos em formulações
tradicionais.
• Diferentes nanocarreadores podem ser
utilizados para aumentar essa permeação.
Clotrimix esmalte
• Produto com nanotecnologia para o tratamento
das infecções das unhas causadas por fungos e
Com Óleo de 
melaleuca
Bactérias.
❖A Portaria Nº 1.358/2014 - ANVISA, institui em 2014
o Comitê Interno de Nanotecnologia da Anvisa.
❖ Objetivo: Elaboração de normas ou guias
específicos para a avaliação e controle de produtos
que utilizam nanotecnologia.
Regulamentação do setor
A regulamentação ainda não está propriamente
definida tanto no âmbito local como internacional.
• Legalmente, a verificação de segurança e
eficácia deve seguir ao preconizado para
produtos cosméticos no geral.
• Os produtores são responsáveis por garantir a
segurança e eficácia de seus produtos
independente da tecnologia utilizada.
• O uso do termo "nano" na publicidade e
rotulagem de produtos cosméticos pode não
coincidir com como o termo usado pelas
autoridades reguladoras.
•Não existem critérios legais específicos para a
rotulagem desses produtos, eventualmente, a
empresa pode indicar que o produto contém
partículas de dimensão nanométrica, sem
contudo, verificar o tamanho de partícula.
Aspectos toxicológicos
• A Nanotecnologia ainda é um setor em
desenvolvimento e seu uso em cosméticos pode
oferecer algum risco a saúde.
Os nanomateriais podem ter propriedades que
diferem daquelas de partículas de maior escala
com a mesma composição química.
Impacto também na segurança do produto.
•A toxicidade está principalmente relacionada com 
a diminuição do tamanho da partícula.
• Permeação aumentada na pele, inalação e/ou
ingestão dessas nanoestruturas, especialmente
aquelas com tamanho inferior a 100 nm.
➢Solubilidade das nanopartículas
Nanopartículas
solúveis 
• Sãobiodegradáveis;
• Se desintegram na 
aplicação à pele e, 
portanto, podem não 
levantar questões de 
segurança.
• Ex.: Alguns lipossomas 
e nanoemulsões.
Nanopartículas
insolúveis
• São suficientemente 
estáveis ​​e / ou 
biopersistentes.
• Podem ser capazes de 
atravessar barreiras 
biológica.
• Ex.: Dióxido de titânio 
(TiO2), fulerenos e 
pontos quânticos.
Idealmente, em cosméticos, as nanopartículas
devem permanecem nas camadas internas da 
pele e / ou no estrato córneo e serem atóxicas.
➢Recomendações de segurança
Deve haver uma extensa compreensão da interação 
entre o nanomaterial e o organismo.
Caracterização físico-química
• Composição;
• Tamanho e forma das 
nanopartículas;
• Características de 
superfície;
• Solubilidade;
• Densidade;
• Teor de ativo;
• Estabilidade.
• Permeação cutânea.
• Absorção por outras rotas (oral, inalatória e ocular).
Compreensão da via de exposição
Impurezas Toxicologia
• Testes in vitro e/ou in 
vivo a que os cosméticos 
estão submetidos
• Solventes ou outras 
substâncias oriundas do 
processo de fabricação.
Obrigada!