Optimization of cosmetic formulations development using Box-Behnken design with response surface methodology: physical, sensory and moisturizing properties

Considering the importance of an adequate composition of the formulation in the development of stable, safe and effective cosmetic products, experimental design techniques are tools that can optimize the formulation development process. The objective of this study was to develop topical formulations using the Box-Behnken design with response surface methodology and evaluate its physical, sensory and moisturizing properties. The experimental design used in the first step allowed to identify and to quantify the influence of raw materials, as well as the interaction between them. In the second step, the analysis identified the influence of soy lecithin, the phytantriol and capric acid triglyceride and caprylic on the consistency index, stickiness and greasiness and skin hydration. Cetearyl alcohol, dicetyl phosphate and cetyl phosphate 10EO and acrylates/C10-30 alkylacrylate crosspolymer showed effects in rheological parameters. The addition of soy lecithin had significant effects in terms of consistency index, stickiness, oiliness and immediate moisturizing effects. Phytantriol showed effects on increasing consistency index and oiliness sensation. Thus, the experimental design was shown to be an effective tool for research and development of cosmetics, since it allowed the assessment of the individual and interaction effects of raw materials in the responses: rheological parameters, sensory and clinical efficacy.

Acetyl hexapeptide-3 in a cosmetic formulation acts on skin mechanical properties - clinical study

abstract Acetyl hexapeptide-3 has been used in anti-aging topical formulations aimed at improving skin appearance. However, few basic studies address its effects on epidermis and dermis, when vehiculated in topical formulations. Thus, the objective of this study was to determine the clinical efficacy of acetyl hexapeptide-3 using biophysical techniques. For this purpose, formulations with and without acetyl hexapeptide-3 were applied to the ventral forearm and the face area of forty female volunteers. Skin conditions were evaluated after 2 and 4-week long daily applications, by analyzing the stratum corneum water content and the skin mechanical properties, using three instruments, the Corneometer(r) CM 825, CutometerSEM 575 and ReviscometerRV600. All formulations tested increased the stratum corneum water content in the face region, which remained constant until the end of the study. In contrast, only formulations containing acetyl hexapeptide-3 exhibit a significant effect on mechanical properties, by decreasing the anisotropy of the face skin. No significant effects were observed in viscoelasticity parameters. In conclusion, the effects of acetyl hexapeptide-3 on the anisotropy of face skin characterize the compound as an effective ingredient for improving conditions of the cutaneous tissue, when used in anti-aging cosmetic formulations.

resumo Acetil hexapeptídeo-3 tem sido utilizado como um ingrediente ativo em formulações tópicas antienvelhecimento para a melhoria da aparência cutânea. No entanto, poucos estudos avaliam seus efeitos na epiderme e derme, quando veiculado em formulações tópicas. Portanto, o objetivo desse estudo foi a determinação da eficácia clínica de acetil hexapeptídeo-3 utilizando técnicas de biofísica e de análise de imagem. Para tal, formulações contendo, ou não, acetil hexapeptídeo-3 foram aplicadas no antebraço volar e na face de voluntárias. As condições cutâneas foram avaliadas após duas e quatro semanas de aplicação diária das formulações, por meio da análise no conteúdo aquoso do estrato córneo e avaliação das propriedades mecânicas da pele, utilizando os equipamentos Corneometer(r) CM 825, CutometerSEM 575 e ReviscometerRV600. Todas as formulações avaliadas aumentaram o conteúdo aquoso do estrato córneo na face, o qual permaneceu constante até o fim do estudo. Por outro lado, somente as formulações contendo acetil hexapeptídeo-3 apresentaram efeito significativo nas propriedades mecânicas, por meio da diminuição da anisotropia da pele na face. Não foram observados efeitos significativos para os parâmetros de viscoelasticidade. Em conclusão, os efeitos de acetil hexapeptídeo-3 na pele caracteriza este peptídeo como um ingrediente ativo efetivo para a melhoria das condições cutâneas, quando utilizadas em formulações cosméticas.

Avaliação celular das estruturas cutâneas por meio da microscopia confocal de reflectância / Evaluation of cutaneous cellular structures by reflectance confocal microscopy

A microscopia confocal de reflectância (MCR) ganhou grande destaque na área cosmética e dermatológica, pois permite a análise morfológica e estrutural da pele de forma não invasiva.Esse estudo utiliza a MCR na avaliação das diferentes células e dos tecidos cutâneos, além da análise morfológica da unidade pilossebácea. Comparou-se a morfologia microscópica das células cutâneas e da unidade pilossebácea, das imagens de 21 voluntárias do estudo com os dados já publicados na literatura científica. O estrato córneo apresentou células anucleadas e com contraste devido à queratina. As camadas granulosa e espinhosa apresentaram células nucleadas, com núcleo escuro e o citoplasma claro. Na camada basal se observaram células brilhantes devido à melanina. As papilas dérmicas se apresentaram como células com contraste, formando anéis ao redor de células mais escuras. A derme papilar e a reticular superficial mostraram estruturas com contraste, devido ao colágeno. O folículo piloso apareceu como canal com pelo e a glândula sebácea apresentou formato oval, com células de núcleo escuro e citoplasma claro. Os folículos pilosos com comedões continham obstruções no lúmen folicular. A MCR possibilitou a identificação e a diferenciação das camadas da pele e da unidade pilossebácea, mostrando seu potencial para avaliação cutânea dinâmica.

Farmacologia e a pele / Pharmacology and the skin

A Farmacologia é o estudo dos fármacos e dos seus efeitos nos organismos vivos. A pele, um órgão que apresenta a importante função de proteção do corpo, é uma importante via de administração de medicamentos e a permeação destes pelo estrato córneo, a barreira mais externa da pele, é um desafio para o tratamento dermatológico e transdérmico. Várias substâncias podem ser aplicadas na pele com fins terapêuticos, possuindo alvos em diferentes camadas da pele e podendo exercer diversos mecanismos de ação, devido à complexidade e variedade de funções do órgão. Na terapia farmacológica da pele, fatores como características do fármaco, constituição do veículo e características da pele podem interferir na permeação do ativo e consequentemente no acesso ao seu alvo terapêutico. O estudo da farmacologia e da cosmiatria dermatológica é uma área de grande interesse, sendo que o conhecimento da biologia da pele, constituição do veículo e o mecanismo de ação das substâncias ativas são essenciais para o desenvolvimento de formulações de uso tópico seguras e eficazes.