Modelagem Molecular (TD-DFT) aplicada na predição do fator de proteção solar de compostos naturais / Molecular Modeling (TD-DFT) applied to predict the sun protection factor of natural compounds

Na área da saúde pública, as doenças provocadas pela radiação solar têm ganho grande destaque, por serem cada vez mais comuns. Dentre as principais formas de prevenção a utilização de filtros solares são as mais comuns e de fácil acesso. Os filtros utilizados atuam por sua capacidade de refletir, absorver ou dispersar os raios solares ultravioletas (UV). A aplicação de métodos teóricos tornou-se indispensável no auxílio do planejamento de novos compostos com função terapêutica, em estudos de suas diferentes propriedades, buscando gerar, manipular e analisar representações realistas de estruturas moleculares obtidas a partir de cálculos de propriedades físico-químicas por meio da química computacional. Neste estudo, foram selecionados compostos naturais de origem vegetal (3-O-metilquercetina, ácido gálico, aloína, catequina, quercetina e resveratrol), os quais são descritos com propriedades fotoprotetoras, para os quais se aplicou métodos computacionais para predição dos espectros de absorção, por meio do método TD-DFT (Teoria funcional da densidade dependente do tempo). Foram avaliadas as principais transições eletrônicas dos compostos estudados e se as diferenças de energia HOMO e LUMO para os compostos que absorvem na faixa UV compreendem na UVA (320400 nm, 3.103.87 eV), UVB (290320 nm, 3.874.27 eV) ou na UVC (100290 nm, 4.2712.4 eV). Realizou-se a validação experimental para o método aplicado para o EMC, quercetina e resveratrol, demonstrando a eficácia. Após os estudos realizados concluímos que o resveratrol, teoricamente é um ótimo candidato a fotoprotetor. O estudo ofereceu informações relevantes sobre o poder de predição in silico para fotoprotetores, e se utilizado pode contribuir diminuindo de tempo e custos em pesquisas para desenvolver fármacos

In the area of public health, diseases caused by solar radiation have gained great prominence, as they are increasingly common. Among the main ways to prevent the use of sunscreens are the most common and easily accessible. The filters used act by their ability to reflect, absorb or scatter the sun's ultraviolet (UV) rays. The application of theoretical methods has become indispensable in helping to plan new compounds with therapeutic function, in studies of their different properties, seeking to generate, manipulate and analyze realistic representations of molecular structures obtained from calculations of physicochemical properties through computational chemistry. In this study, natural compounds of plant origin (3-O-methylquercetin, gallic acid, aloin, catechin, quercetin, and resveratrol) were selected, which are described with photoprotective properties, for which computational methods were applied to predict the absorption spectra, using the TD-DFT (Time-Dependent Density Functional Theory) method. The main electronic transitions of the studied compounds were evaluated and whether the differences in HOMO and LUMO energy for compounds that absorb in the UV range comprise UVA (320400 nm, 3.103.87 eV), UVB (290 320 nm, 3.87 4.27 eV) or UVC (100290 nm, 4.2712.4 eV). Experimental validation was carried out for the method applied for CME, quercetin, and resveratrol, demonstrating its effectiveness. After the studies carried out, we concluded that resveratrol, theoretically, is an excellent candidate for sunscreen. The study provided relevant information about the in silico predictive power for photoprotectors, and if used, it can contribute to reducing time and costs in research to develop drugs

Lesões cutâneas malignas e pré-malignas: conhecimentos, hábitos e campanhas de prevenção solar / Malignant and premalignant skin lesions: knowledge, habits and sun protection campaigns

Objetivo determinar a morbilidade de lesões malignas e pré-malignas da pele e o conhecimento da população sobre prevenção solar e hábitos perigosos. Métodos aplica-se um estudo longitudinal retrospetivo e outro descritivo transversal a uma população de 25.956 habitantes utilizando o programa Abucasis® e realizando 201 inquéritos a doentes do serviço de urgências; posteriormente utiliza-se o programa SPSS 15.0 para Windows. Resultados em seis anos registaram-se 228 casos de queratose actínica, 26 de melanoma e 32 de neoplasias malignas da pele. Encontramos que 63,7% da população crê que não se realizam suficientes campanhas de prevenção solar, 50,2% desconhece os sinais de alarme do cancro de pele e a medida de proteção mais utilizada é a utilização de filtros solares. Conclusão A morbilidade de lesões malignas e pré-malignas da pele na população de Manises quadruplicou e o conhecimento acerca da prevenção solar é insuficiente...

Objective To determine the morbidity of malignant and pre-malignant skin lesions and people’s knowledge about preventing sun exposure and dangerous habits. Methods A retrospective longitudinal study and one descriptive transversal study were conducted with a population of 25,956 inhabitants using the Abucasis® program, and 201 questionnaires were administered to patients in an emergency department; SPSS 15.0 for Windows program was then used. Results In six years there were 228 cases of actinic keratosis, 26 melanoma and 32 malignant neoplasms of the skin. It was found that 63.7% of the population believed that sufficient solar prevention campaigns were not performed, 50.2% were unaware of the warning signs of skin cancer, and the most widely used measure used for protection was the use of sunscreens. Conclusion The morbidity of malignant and premalignant skin lesions in the Manises population quadrupled and the knowledge about preventing sun exposure is insufficient...

Influência da rutina na fotoestabilização da avobenzona (filtro UVA) e do ρ-metoxicinamato de octila (filtro UVB) / Influence of rutin in photostabilization of avobenzone (UVA filter) and octyl methoxycinnamate (UVB filter)

Com o intuito de promover proteção de amplo espectro, na maioria dos protetores solares estão associados pelo menos dois filtros orgânicos (UVA e UVB). A combinação da avobenzona (BMBM), filtro UVA, e do p--metoxicinamato de octila (EHMC), filtro UVB, é conhecida e muito utilizada em formulações manipulas e industrializadas, porém apresenta alteração na absorção espectral após exposição à radiação UV. A estratégia empregada com maior frequência para reduzir a instabilidade da combinação é baseada na adição de agentes fotoestabilizadores. A adição de substâncias naturais em formulações fotoprotetoras vem sendo explorada, especialmente o grupo dos flavonoides, como a rutina, que apresenta resultados positivos em relação à eficácia fotoprotetora. O objetivo principal desta pesquisa foi avaliar o potencial da rutina como substância fotoestabilizadora dos filtros EHMC e BMBM. Foram desenvolvidas formulações contendo os dois filtros associados ou não com rutina de acordo planejamento fatorial em três níveis. As formulações foram avaliadas quanto a eficácia fotoprotetora in vitro aplicadas em placas de PMMA e analisadas por espectrofotometria de refletância com esfera de integração antes e após a exposição à radiação UV. As interações moleculares dos filtros com a rutina foram avaliadas por 1H RMN, DSC, TG e análise qualitativa da supressão do estado energético singleto. A adição de rutina nas formulações contendo 5,0% (p/p) de BMBM e 10,0% (p/p) de EHMC promoveu elevação na conservação do FPS in vitro de 53,9% para 65,8 (0,1% de rutina) e 70,8% (1,0% de rutina). As curvas DSC e TG da rutina apresentaram alterações promovidas pela presença dos filtros BMBM e EHMC, indicando interação entre o flavonoide e os filtros. Após dose de 5760 J cm-2 de radiação UV o valor da razão trans/cis para o filtro EHMC em solução adicionado do filtro BMBM foi elevado de 5,5±0,1, sem adição de rutina, para 12,6±0,4, com adição da rutina. A análise qualitativa da supressão do estado singleto indicou que um dos mecanismos envolvidos na fotoestabilização dos filtros BMBM e EHMC é a supressão do estado energético singleto. Os resultados reportados neste estudo indicaram que a adição da rutina em formulações fotoprotetoras representa um caminho simples e efetivo para elevar a fotoestabilidade da combinação dos filtros BMBM e EHMC. A adição da rutina em formulações fotoprotetoras representa uma estratégia promissora, pois aliada a ação fotoestabilizadora, verificada nesse estudo, esse flavonoide possui propriedades antioxidante e quelante de metais que podem colaborar para o desenvolvimento de formulações fotoprotetoras de amplo espectro com aumento da segurança e eficácia

In order to promote broad-spectrum protection, most sunscreens are associated with at least two organic filters (UVA and UVB). The combination of avobenzone (BMBM), UVA filter, and octyl methoxycinnamate (EHMC), UVB filter, is well known and widely used in industrial formulations and pharmaceutical compounding, but shows alteration in spectral absorption after UV radiation exposure. The most commonly used strategy to reduce the instability of the combination is based on the addition of photostabilizer agents. The addition of natural substances in sunscreen formulations has been explored, especially the group of flavonoids such as rutin, which shows positive results regarding photoprotective efficacy. The main objective of this research was to evaluate the potential of rutin as a photostabilizer substance of EHMC and BMBM. Formulations were developed containing the two filters associated or not with rutin, according to factorial design at three levels. The formulations were evaluated for in vitro photoprotective efficacy applied on PMMA plates and analyzed by spectrophotometer with integrating sphere reflectance before and after exposure to UV radiation. Molecular interactions of filters with rutin were evaluated by 1H NMR, DSC, TG and qualitative analysis of the suppression of singlet energy state. The addition of rutin in the formulations containing 5.0 % (w/w) BMBM and 10.0 % (w/w) EHMC promoted an increase in the preservation of in vitro SPF of 53.9% to 65.8 (0.1 % rutin) and 70.8 % (1.0% rutin). The DSC and TG curves of rutin showed changes promoted by the presence of BMBM and EHMC filters, indicating interaction between the flavonoid and filters. After 5760 J cm-2 of UV radiation the value of the trans/cis ratio for the EHMC filter added from the BMBM filter was increased from 5.5 ± 0.1 without addition of rutin, to 12.6 ± 0 4,with the addition of rutin. Qualitative analysis of the suppression of the singlet state indicated that one of the mechanisms involved in the photostabilization BMBM and EHMC filters is suppression of singlet excited state.The results reported in this study indicate that the addition of rutin in sunscreen formulations is a simple and effective way to increase the photostability of the combination of BMBM and EHMC. The addition of rutin in sunscreen formulations represents a promising strategy, for allied with the photostabilization action, observed in this study, this flavonoid has antioxidant and chelating properties of metals that can contribute to the development of broad-spectrum sunscreens formulations with increased safety and efficacy

Estudo clínico para avaliação do filtro solar Filtrum FPS 50 Alta Proteção: avaliação cosmética / Clinical study of sunscreen SPF 50 Filtrum Alta Proteção: cosmetics assessment

Este estudo clínico foi realizado com Filtrum FPS 50 Alta Proteção em voluntários saudáveis. Realizou-se avaliação sensorial...

Conocimientos, actitudes y prácticas sobre fotoprotección infantil en madres que acuden al Servicio de Dermatología del Hospital Nacional Dos de Mayo: enero 2012 / Knowledge, attitudes and practices about children photoprotection in mothers who attend the Service of Dermatology of the National Hospital Dos de Mayo: january 2012

OBJETIVO: Determinar el nivel de conocimientos, actitudes y prácticas sobre fotoprotección infantil en madres que acuden al Servicio de Dermatología del Hospital Nacional Dos de Mayo en enero 2012. METODOLOGIA: Estudio descriptivo transversal. La población estuvo constituida por madres mayores de 18 años que acudieron al Servicio de Dermatología del Hospital Nacional Dos de Mayo en el mes de enero del 2012. El muestreo fue de tipo aleatorio sistemático. Se entrevistó a las madres en la fila de espera para acceder a los consultorios. La entrevista duró un tiempo aproximado de 15 minutos RESULTADOS: La muestra mínima fue de 83 madres, fue posible encuestar a un total de 101 madres. El 91.2 por ciento de las madres refirió conocer que la exposición solar tenía efectos negativos en la salud de su niño. Con relación a los efectos a corto y largo plazo causados por la exposición solar, los reconocidos con mayor frecuencia fueron el cáncer de piel (83.2 por ciento), las manchas (59.4 por ciento) y las quemaduras solares (55.4 por ciento). Se observó que las madres con instrucción superior consideraban con mayor frecuencia que sus niños debían de usar protectores solares todo el año en comparación con las madres con instrucción secundaria (85.7 por ciento versus 61.3 por ciento respectivamente) (Prueba Chi cuadrado; p=0.029). Con relación a las actitudes, el 17.8 por ciento de las madres pensaba que la exposición solar era saludable para el niño y el 3.0 por ciento pensaba que el niño se veía mejor bronceado. El 77.2 por ciento de madres refirió que protegía a su niño o niña del sol y el 72.3 por ciento usaba fotoprotector solar para sus niños. El grado de instrucción tuvo influencia significativa sobre el uso de protector solar en los niños (Prueba Chi cuadrado; p=0.006) de modo que las madres con instrucción superior usaban con mayor frecuencia el protector solar en sus niños en comparación con las madres de instrucción secundaria (95.2 por ciento versus...

Inorganic UV filters

Nowadays, concern over skin cancer has been growing more and more, especially in tropical countries where the incidence of UVA/B radiation is higher. The correct use of sunscreen is the most efficient way to prevent the development of this disease. The ingredients of sunscreen can be organic and/or inorganic sun filters. Inorganic filters present some advantages over organic filters, such as photostability, non-irritability and broad spectrum protection. Nevertheless, inorganic filters have a whitening effect in sunscreen formulations owing to the high refractive index, decreasing their esthetic appeal. Many techniques have been developed to overcome this problem and among them, the use of nanotechnology stands out. The estimated amount of nanomaterial in use must increase from 2000 tons in 2004 to a projected 58000 tons in 2020. In this context, this article aims to analyze critically both the different features of the production of inorganic filters (synthesis routes proposed in recent years) and the permeability, the safety and other characteristics of the new generation of inorganic filters.

A preocupação com o câncer de pele hoje em dia vem crescendo cada vez mais principalmente em países tropicais, onde a incidência da radiação UVA/B é maior. O uso correto de protetores solares é a forma mais eficaz de prevenir o aparecimento desta doença. Os ativos utilizados em protetores solares podem ser filtros orgânicos e inorgânicos. Filtros inorgânicos apresentam muitas vantagens em relação aos orgânicos, tais como fotoestabilidade, ausência de irritabilidade e amplo espectro de proteção. Entretanto, em razão de apresentarem alto índice de refração, os ativos inorgânicos conferem aos protetores solares aparência esbranquiçada, diminuindo sua atratividade estética. Muitas alternativas têm sido desenvolvidas no sentido de resolver este problema e dentre elas pode-se destacar o uso da nanotecnologia. Estima-se que o uso de nanomateriais deve crescer das atuais 2000 para 58000 toneladas até 2020. Neste sentido, este trabalho tem como objetivo fazer a análise crítica abordando diferentes aspectos envolvidos tanto na obtenção de protetores solares inorgânicos (rotas de sínteses propostas nos últimos anos) quanto na permeabilidade, na segurança e em outros aspectos relacionados à nova geração de filtros solares inorgânicos.

Influence of particle size on appearance and in vitro efficacy of sunscreens

Nanotechnology applies to diverse sectors of science. In cosmetic area, investments have strengthened the idea that nanoproducts provide innumerable benefits to consumers. Extreme exposition to solar light can cause undesirable effects, thus, adding UV filters in cosmetic products are often used as prevention. Ethylhexyl methoxycinnamate and benzophenone-3 are UV filters widely used in sunscreen formulations, this UV filters absorb UVB and UVA radiation, respectively. In this study, sunscreen formulations were developed as nano and macroemulsion, but composed by the same raw material. Nanoemulsion was obtained by phase inversion temperature method (PIT). Physical and functional properties were evaluated by visual analysis, particle size distribution and by diffuse reflectance spectrophotometry. Achieved nanoemulsion showed bluish brightness aspect, less apparent consistency than macroemulsion, stability longer than 48 hours (22.0 ± 2.0 °C) and bimodal particle size distribution with average (mean) sizes around 10 nm (61%) and 4.5 µm (39%). Macroemulsion showed milky aspect, higher consistency than nanoemulsion, instability after 48 hours (22.0 ± 2.0 °C) and bimodal particle size distribution with average (mean) size around 202 nm (9%) and 10.4 µm (91%). Effectiveness profile of sunscreen formulations remained apparently similar, based on achieved results of in vitro SPF, UVA/UVB ratio and critical wavelength assays.

A nanotecnologia se aplica a diversos setores da ciência. Na área de cosméticos, os investimentos têm reforçado a idéia de que nanoprodutos oferecem inúmeros benefícios para os consumidores. A exposição excessiva à luz solar pode causar efeitos indesejáveis, logo, a adição de filtros UV em produtos cosméticos é frequentemente usada como prevenção. O p-metoxicinamato de octila e a benzofenona-3 são filtros UV amplamente utilizados em formulações de protecção solar, que absorvem radiações UVB e UVA, respectivamente. Neste estudo, desenvolveram-se formulações de protetores solares na forma de nano e macroemulsão, mas compostos pelas mesmas matérias-primas. A nanoemulsão foi obtida pelo método da temperatura de inversão de fases (PIT). As propriedades físicas e funcionais foram avaliadas por análise visual, distribuição de tamanho de partículas e por espectrofotometria de reflectância difusa. A nanoemulsão obtida apresentou brilho azulado, menor consistência aparente quando comparada `a macroemulsão, estabilidade superior a 48 horas (22,0 ± 2,0 ° C) e distribuição de tamanhos de partícula bimodal, com média (média) de tamanhos ao redor de 10 nm (61%) e 4,5 µm (39%) . A macroemulsão apresentou aspecto leitoso, maior consistência aaprente do que nanoemulsão, instabilidade após 48 horas (22,0 ± 2,0 ºC) e distribuição de tamanhos de partícula bimodal, com média (média) de tamanhos ao redor de 202 nm (9%) e 10,4 µm (91%). O perfil de eficácia das formulações fotoprotetoras permaneceu aparentemente similar, com base em resultados obtidos por ensaios de FPS in vitro, relação UVA/UVB e comprimento de onda crítico.

Preparation, characterization and evaluation of moisturizing and UV protecting effects of topical solid lipid nanoparticles

Solid lipid nanoparticles (SLN) were recently proposed as carriers for various pharmaceutical and cosmetic actives. These lipid nanoparticles can act as moisturizers and physical sunscreens on their own. Therefore, the full potential of these carriers has yet to be determined. The present study was aimed to determine and compare moisturizing and UV-protecting effects of different solid lipid nanoparticles (SLN) prepared by different solid lipids including Glyceryl monostearate (GMS), Precirol® (P) and cetyl palmitate (CP) as carrier systems of moisturizers and sunscreens. The influence of the size and matrix crystallinity of the solid lipids on the occlusive factor, skin hydration and UV-protection were evaluated by in vitro and in vivo methods. The SLN were prepared by high-shear homogenization and ultrasound methods. Size, zeta potential and morphological characteristics of the samples were assessed by transmission electron microscopy (TEM) and thermotropic properties with differential scanning calorimetry (DSC) technique. Results of the assessments showed that SLN-CP significantly increases skin hydration and UV-protection, compared to SLN-GMS and SLN-P. It was demonstrated that the size of SLN, crystallinity index of solid lipid in SLN and probably other mechanisms besides the occlusive factor can influence skin hydration and UV-protection indices. Furthermore, findings of the assessments demonstrated significant difference between in vitro and in vivo assessments regarding occlusive factor and moisturizing effects. Findings of the present study indicate that the SLN-CP could be a promising carrier for sunscreens and moisturizers.

Nanopartículas lipídicas sólidas (NLS) foram, recentemente, propostas como carreadores de vários ativos cosméticos e farmacêuticos. Essas nanopartículas lipídicas podem atuar como hidratantes e protetores solares físicos por si só. Assim sendo, determinou-se o potencial desses carreadores. Os objetivos do presente estudo foram determinar e comparar os efeitos hidratantes e protetores contra UV das diferentes partículas lipídicas sólidas (NLS) preparadas com diferentes lipídios sólidos, incluindo o monoestearato de gligerila (MSG), Precirol® (P) e palmitato de cetila (PC) como sistemas carreadores de hidratantes e de protetores solares. A influência do tamanho e da cristalinidade da matriz dos lipídios sólidos no fator oclusivo, na hidratação da pele e na proteção ao UV foi avaliada por métodos in vitro e in vivo. As NLS foram preparadas por homogeneização por alto corte e métodos de ultrassom. Tamanho, potencial zeta e características morfológicas das amostras foram determinados por microscopia de transmissão eletrônica (MTE) e as propriedades termotrópicas, com diferentes técnicas de calorimetria diferencial de varredura (CDV). Os resultados mostraram que NLS-PC aumenta significativamente a hidratação da pele e a proteção ao UV, comparativamente à NLS-MSG e à NLS-P. Demonstrou-se que o tamanho da NLS, índice de cristalinidade do lipídio sólido na NLS e, provavelmente, outros mecanismos além do fator oclusivo podem influenciar a hidratação da pele e os índices de proteção ao UV. Além disso, os resultados mostraram diferença significativa entre as avaliações in vitro e in vivo com relação ao fator oclusivo e aos efeitos hidratantes. Os resultados do presente estudo indicam que NLS-PC poderia ser um carreador promissor para protetores solares e hidratantes.

Fotoprotección en la infancia / Photoprotection in children

La mayor parte de la exposición solar total de un individuo ocurre durante la infancia y la adolescencia. Las conductas sobre salud se establecen precozmente y se mantienen durante la vida adulta. Los filtros solares son sustancias que reducen los efectos de la radiación ultravioleta (RUV) sobre la piel a través de la absorción, reflexión o dispersión de la luz incidente. Son rotulados de acuerdo con el factor de protección solar (FPS), el cual en la práctica depende de las condiciones ambientales y de la cantidad de filtro aplicada en la piel. Para una buena fotoprotección son importantes, además del FPS del filtro, su acción de amplio espectro, la cantidad aplicada, la regularidad en su uso y las re-aplicaciones a lo largo del período de exposición. El uso de filtros solares en niños menores de 6 meses de edad debería evitarse, pero cuando la fotoprotección física fuera imposible, su uso debiera ser considerado. En esos casos, se deben evitar ingredientes que anteriormente hayan causado alguna reacción alérgica. Fórmulas que contengan perfumes y colorantes deben ser evitadas en todas las edades, porque aumentan los riesgos de sensibilización. Los filtros solares deben formar parte de un conjunto de medidas de fotoprotección que incluye: usar ropas adecuadas, sombreros, elegir la sombra y disminuir la exposición en horarios en que las radiaciones son más intensas.

Most of the total sun exposure of a person occurs during childhood and adolescence. Health behaviors that are established early in life remain into adulthood. Sunscreens are substances that reduce the effects of the ultraviolet radiation (UV) on the skin, through the absorption, reflection or scattering of light from natural or artificial sources. They are labeled according to the sun protection factor (SPF), which in practice is dependent on environmental conditions and the amount of filter applied to the skin. For a good photoprotection in addition to the SPF of the filter, its broad spectrum of action, the amount applied, regularity in the use as well as its reapplication over the period of exposure are important. Children under 6 months of age should avoid using sunscreens, but when physical protection is impossible, their use would be considered. In those cases, ingredients that have caused any allergic reaction should be avoided. Sunscreens that contain fragrances and dyes should be avoided at all ages given the risk of skin sensitization. Sunscreens must be part of a package of photoprotection measures which should include wearing adequate clothing, hats, shade, and reduction of exposure in high UV radiation hours.