Antilipoperoxidative and anti-inflammatory efficacy of multifunctional sunscreens containing ferulic acid

Unprotected chronic exposure to ultraviolet radiation generates many harmful effects to human skin and UV filters are essential to health, however, traditional sunscreens do not provide enough protection against cutaneous oxidative stress, a process amplified by UV radiation. Therefore, is been proposed the development of multifunctional photoprotective formulations, acting in the absorption/reflection of UV radiation and assisting in cutaneous homeostasis. In the present study, ferulic acid is used in conjunction with two sunscreens, bemotrizinol and ethylhexyl triazone, for the determination of biosafety and efficacy methods, using techniques that better elucidate the effects of ferulic acid. Skin permeation assays were performed by applying a formulation containing the three substances in the stratum corneum of volunteers, which were removed by the tape stripping method (ex vivo) with follow quantification by high performance liquid chromatography (HPLC). The test was able to evaluate the penetration depth of the substances, characterizing them. In addition, the simultaneous quantification of the three substances was performed by a single and fast method, facilitating their analysis and improving the technique. Also, TBARS (thiobarbituric acid reactive substances) assays were performed in stratum corneum removed by tape stripping (ex vivo), evaluating the potential of cutaneous lipid peroxidation, with or without ferulic acid. To date, it is the first time that TBARS method is used to characterize the stratum corneum (ex vivo) and quantified by HPLC. The protocol developed may aid in the efficacy of antioxidant agents in studies aimed at elucidating the level of lipid peroxidation caused by drugs and cosmetics, and even in carrying out baseline studies characterizing different ethnicities and genders. As last, an anti-inflammatory in vivo assay with Laser Doppler flowmetry equipment was used to compare the sunscreen formulation with or without ferulic acid. Data indicated that the antioxidant reduced the angular coefficient of the perfusion units, mitigating the inflammatory effects. Furthermore, a significant difference was found between the genders, suggesting a more pronounced inflammatory reaction in women. Ferulic acid proved to be a valuable resource, besides being safe and raise the SPF of sunscreens, it also mitigates the effects of inflammation

A exposição crônica desprotegida à radiação ultravioleta (UV) contribui para o desenvolvimento de câncer de pele e os filtros solares são relevantes para evitar tais efeitos prejudiciais, porém, os protetores solares tradicionais não geram proteção suficiente contra o estresse oxidativo cutâneo. Logo, espera-se o desenvolvimento de formulações fotoprotetoras multifuncionais, atuando não somente na absorção e/ou reflexão da radiação UV, mas, também, auxiliando na homeostase cutânea, com presença de agentes antioxidantes. No presente estudo foi utilizado o ácido ferúlico conjuntamente com dois filtros solares, o bemotrizinol e a triazona de octila, para determinação de métodos de segurança e eficácia, utilizando técnicas que melhor elucidem e comprovem os efeitos do ácido ferúlico. Foram realizados ensaios de permeação cutânea pela aplicação tópica de formulação contendo as três substâncias em voluntários, sendo o estrato córneo retirado pelo método de tape stripping (ex vivo) com subsequente quantificação por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). O ensaio pôde avaliar a profundidade de penetração das substâncias, caracterizando-as. Ademais, a quantificação simultânea das três substâncias foi efetuada por método único e rápido, facilitando análise com aprimoramento da técnica. Em adição, foi realizado ensaios de TBARS (substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico) em estrato córneo removido por tape stripping (ex vivo), para avaliar o potencial de peroxidação lipídica cutânea, contendo ou não o ácido ferúlico. Até o presente momento, é a primeira vez que o método TBARS é utilizado para caracterização do estrato córneo (ex vivo) e quantificada por CLAE. O protocolo desenvolvido pode auxiliar na eficácia de agentes antioxidantes, em estudos que visam elucidar o nível de peroxidação lipídica causada por medicamentos e cosméticos e, até mesmo, na realização de estudos de base, caracterizando etnias e gêneros. Ademais, um ensaio anti-inflamatório in vivo com equipamento de fluxometria Laser Doppler foi utilizado para comparar a formulação fotoprotetora com ou sem ácido ferúlico. Os dados indicaram que o antioxidante reduziu o coeficiente angular das unidades de perfusão, mitigando os efeitos inflamatórios. Ainda, foi identificada diferença entre os gêneros, sugerindo reação inflamatória mais pronunciada em mulheres. O ácido ferúlico provou ser um recurso valioso, além de ser seguro e elevar o FPS dos fotoprotetores, também atenuando os efeitos da inflamação

Hydrolyzed collagen interferes with in vitro photoprotective effectiveness of sunscreens

ABSTRACT The chronological skin aging is a progressive and natural process with genetic and physiological changes. However, ultraviolet (UV) radiation may accelerate the oxidative stress, generating carcinogenesis and photoaging. Natural compounds and their applications are considered a trend in the cosmetic market. The protein-based film-forming compounds play an important role, once it collaborates for the better distribution of sunscreens on the skin. Here we investigated the in vitro photoprotective effectiveness of sunscreens containing the hydrolyzed collagen associated with UVA, UVB and/or inorganic filters. Sunscreens were developed with octocrylene (7.5%), butyl methoxydibenzoylmethane (avobenzone) (3.0%) and/or titanium dioxide (5.0%), associated or not with the hydrolyzed collagen (3.0%). In vitro photoprotective effectiveness was determined in a Labsphere(r) UV2000S by the establishment of the sun protection factor (SPF) and critical wavelength (nm) values. Physicochemical and organoleptic characteristics were also assayed. The hydrolyzed collagen subjectively improved the formulation sensory characteristics. However, this bioactive compound led to a decrease of the SPF values of the photoprotective formulations containing octocrylene alone and octocrylene + butyl methoxydibenzoylmethane + TiO2. This inadequate interaction may be considered during the development of new sunscreens intended to contain protein-based components.

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.