ÁREA
Química de Produtos Naturais
Autores
Lima, M.F. (UFRN) ; da Silva, D.C. (UFRN) ; Neves de Lima, (UFRN) ; da Silva, C.H.F. (UFRN) ; de Azevedo, E.P. (UNP) ; Rocha, H.A.O. (UFRN) ; Wanderley Neto, A.O. (UFRN)
RESUMO
Este estudo explorou as propriedades terapêuticas do óleo-resina de copaíba, um antibiótico natural eficaz contra bactérias gram-positivas. Emulsões cosméticas à base de Tween 20 e óleo de copaíba foram formuladas e avaliadas em termos de estabilidade físico-química. A formulação com maior fase aquosa (90 % de água destilada, 5 % de óleo de copaíba e 5 % de tensoativo) apresentou menor variação de estabilidade no pH, tensão superficial e viscosidade ao longo do tempo. Os testes de estabilidade à centrifugação e acelerada foram positivos, indicando que as emulsões são pseudolásticas, adequadas para aplicação tópica. Com bom desempenho de estabilidade, essas formulações mostram potencial para se tornarem produtos cosméticos eficazes e seguros.
Palavras Chaves
cobaíba; tween 20; emulsões
Introdução
Desde os primórdios da história humana, as plantas têm sido usadas para fins terapêuticos e alimentares, revelando propriedades tóxicas e curativas (He et al., 2022; Mulaudzi, 2019; Zhong et al., 2022). No contexto da flora brasileira, muitas plantas são empregadas no tratamento de doenças, destacando-se a copaíba, conhecida por seu óleo resinado (Menezes et al., 2022). A Copaíba (copaifera spp.), uma árvore majestosa encontrada em abundância no Brasil, possui um óleo de grande relevância comercial, com propriedades terapêuticas amplamente reconhecidas (Pasquel-Reátegui et al., 2022; Ricardo et al., 2018). Suas atividades biológicas incluem ação antimicrobiana, anti-inflamatória e cicatrizante, atribuídas principalmente a seus diterpenos e sesquiterpenos (Caputo et al., 2020; Debone et al., 2019; Tobouti et al., 2017). No campo cosmético, a exploração de sistemas emulsionados em óleos vegetais é crescente devido às suas propriedades benéficas (Luo et al., 2022). Esses sistemas são biocompatíveis com a pele e podem fornecer nutrientes essenciais (Jusoh et al., 2020; Lu et al., 2020; Pasquel Reátegui et al., 2018). As emulsões, formadas pela combinação de líquidos imiscíveis estabilizados por tensoativos, desempenham um papel importante na liberação de ativos em cosméticos (Serna et al., 2022; Venkataramani, Tsulaia e Amin, 2020). Para o desenvolvimento de novos produtos, a pré-formulação e estudos de estabilidade são vitais para garantir a qualidade e segurança (Zhang et al., 2022). A incorporação do óleo de copaíba em sistemas coloidais é atrativa, e estudos anteriores exploraram sua aplicação em géis, nanopartículas e filmes biodegradáveis (Campanholi et al., 2022; Mazur et al., 2019; Norcino et al., 2020). Esta pesquisa buscou formular sistemas emulsionados com óleo de copaíba e tensoativo Tween 20, visando alta estabilidade físico-química e antioxidante. A estratégia utilizada é baseada em planejamento experimental, buscando soluções eficazes.
Material e métodos
Diagrama de Fases Uma metodologia de titulação volumétrica para determinar as regiões de Winsor em diagramas ternários foi utilizada para o diagrama de fases. Para isso, seis misturas com diferentes composições de fase surfactante e aquosa (XS + XAP = 2 g, 5-50 % em peso de surfactante por formulação em tubos de ensaio) foram tituladas gotejando a fase oleosa até a transição de aparência límpida para turva. Assim, devido à diferença de massa entre os constituintes, as regiões do diagrama foram delimitadas. O mesmo procedimento foi realizado com seis misturas de diferentes composições de fase surfactante e oleosa (XS + XOP = 2 g, 5-50 % em peso de surfactante) tituladas com a fase aquosa. As misturas foram centrifugadas após cada titulação para avaliar os aspectos físicos e, assim, permitir a construção do diagrama ternário com a delimitação das fases de Winsor. O diagrama de fases foi construído com o auxílio do programa Origin. Obtenção de Emulsões de Fase Única Uma vez que as regiões emulsionadas localizadas abaixo do diagrama ternário tendem a apresentar um aspecto bifásico, foi necessário injetar algum tipo de energia (cinética, térmica, etc., no caso de emulsões O/A) ou até mesmo utilizar essa energia para quebrar as moléculas de óleo em moléculas menores, facilitando sua dispersão no sistema e conferindo uma aparência de fase única. Portanto, as emulsões utilizadas neste estudo foram preparadas utilizando o método de inversão de fase, no qual a fase aquosa foi gotejada lentamente na fase oleosa sob agitação constante e contínua, com o auxílio de um agitador magnético, até que a emulsão atingisse homogeneização completa. O surfactante foi misturado à fase oleosa até obter homogeneização completa sob agitação a 1000 rpm e temperatura ambiente (27 °C) em um béquer. Após a homogeneização, a água destilada foi adicionada lentamente, a uma frequência de 1 gota a cada 2 segundos, ainda sob agitação, até que o sistema se tornasse uniforme. Imediatamente após a preparação, as emulsões foram armazenadas no escuro e em temperatura constante (27 °C). Caracterizações Físico-Químicas para Avaliar a Estabilidade da Formulação Com o objetivo de avaliar a variação de estabilidade das emulsões obtidas, foram realizadas medições de tensão superficial, pH e viscosidade cinemática ao longo do tempo, com intervalos de três dias. Todas as medições foram feitas enquanto as emulsões permaneciam homogêneas, sendo interrompidas imediatamente caso ocorresse separação de fases. Além disso, todas as medições foram realizadas em triplicata para validar a reprodutibilidade dos resultados. Os gráficos de desvios foram obtidos pelo programa STATISTICA 7.0. Foram realizados 10 experimentos (n = 10 formulações) para cada caracterização.
Resultado e discussão
A Figura 1 mostra o diagrama ternário obtido a partir da mistura do surfactante
Tween 20, óleo de copaíba e água destilada. O surfactante, por sua natureza
anfifílica, solubiliza moléculas de óleo e água em diferentes proporções, como
pode ser observado mais proeminentemente na parte superior do diagrama, onde são
encontrados os maiores teores de material ativo (XT > 70%). Nessa região, é
notada uma área de sistema coloidal de fase única (1ф).
A região bifásica (2ф), por outro lado, corresponde a uma fase de emulsão com
excesso de água ou óleo. Os sistemas bifásicos com excesso de água estão
localizados predominantemente no lado esquerdo do diagrama, enquanto os sistemas
bifásicos com excesso de óleo estão no lado direito. Devido à aparência opaca da
emulsão, que dificultava a diferenciação entre os dois tipos de sistemas
bifásicos, os autores optaram por denominar toda a região de "região bifásica".
Esse fenômeno ocorre devido à saturação do núcleo micelar, fazendo com que o
sistema coloidal expulse o excesso de óleo ou água para fora da fase coloidal
homogênea.
É importante observar que o limite de saturação do núcleo micelar dependerá
principalmente do nível de energia aplicado na preparação da formulação, e, a
partir do diagrama ternário, conclui-se que a preparação de formulações feitas
por simples mistura para obter sistemas termodynamicamente estáveis não gera
formulações homogêneas em regiões com maior teor de fase aquosa. Assim, o
próximo passo, usando essa metodologia, é obter sistemas cineticamente estáveis
(ou termodynamicamente instáveis) para alcançar uma região de fase única mais
abaixo no diagrama, utilizando o método de inversão de fase.
As emulsões investigadas exibiram comportamentos de estabilidade em relação à
medição de tensão superficial e viscosidade cinemática que puderam ser previstos
através do planejamento experimental dentro da rede de Scheffé na região
selecionada (rica em fase aquosa) (Figuras 2 e 3). Os modelos matemáticos
obtiveram coeficientes de determinação R² de 0,83 e 0,82 para a tensão
superficial e a viscosidade cinemática, respectivamente. No entanto, a
estabilidade em relação à medição de pH não pôde ser prevista matematicamente
(R² = 0,36) devido aos baixos valores de desvio encontrados, indicando um
comportamento altamente estável nessa medição.
A formulação que apresentou as menores flutuações de estabilidade em relação à
medição de tensão superficial e viscosidade cinemática foi a formulação 1,
contendo 90 % de fase aquosa, 5 % de surfactante e 5 % de óleo de copaíba. Essa
formulação possui o maior teor de fase aquosa e, portanto, está em linha com o
objetivo de uma possível economia no uso dos reagentes.
Diagrama ternário (Tween 20, óleo de copaíba e água \r\ndestilada).
(a) Desvio padrão (DP) das medidas de tensão \r\nsuperficial ao longo do tempo dos 10 ensaios de \r\nScheffe e (b) gráfico de resposta.
(a) Desvio padrão (DP) das medidas de viscosidade \r\ncinemática ao longo do tempo dos 10 ensaios de \r\nScheffe e (b) gráfico de resposta.
Conclusões
As emulsões estudadas apresentaram comportamentos de estabilidade nas medições de tensão superficial e viscosidade cinemática que puderam ser previstos por meio de um planejamento experimental dentro da rede de Scheffé, na região escolhida (com alto teor de fase aquosa). A formulação que apresentou as menores flutuações de estabilidade nessas medições foi a formulação 1, contendo 90 % de fase aquosa, 5 % de surfactante e 5 % de óleo de copaíba. Essa formulação possui o maior teor de fase aquosa e, portanto, está de acordo com o objetivo de possíveis economias no uso de reagentes. O uso de emulsões com alto teor de fase aquosa é desejável para obter uma sensação agradável e não pegajosa quando aplicada à pele, além de ser economicamente viável. As emulsões mostraram grande potencial para serem utilizadas em futuras aplicações cosméticas e/ou farmacêuticas.
Agradecimentos
Ao LTT/IQ/UFRN, ao Lameco/UFRN, ao BIOPOL/UFRN e a CAPES.
Referências
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