Dispersão de agregados de C60-PVP : caracterização físico-química e estudos de absorção dérmica e status oxidativo sob a influência de radiação ultravioleta A

Abstract

Objetivos: O objetivo principal da presente tese foi avaliar as interações entre a pele e agregados de fulerenos C60 estabilizados com polivinilpirrolidona (C60-PVP), considerando sua incorporação recente em cosméticos, comparando-se a absorção dérmica in vitro entre pele suína e humana e avaliando-se o status oxidativo ex vivo de lipídios e proteínas de pele humana, sob radiação ultravioleta A, para verificar a influência deste fator externo nos estudos. Métodos: As dispersões de agregados de C60 preparadas foram caracterizadas quanto ao pH, tamanho de partícula, potencial zeta e morfologia. Os estudos de absorção dérmica foram realizados com pele suína e humana, sob uma fonte de radiação UVA, em equipamento automatizado de células do tipo Franz. Estudos in vitro foram realizados com homogenato de pele humana, na presença ou não de um sistema pró-oxidante, variando-se o tempo de incubação e a concentração de C60-PVP, avaliando-se os níveis de espécies reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) e proteína carbonila. Utilizou-se pele humana recém excisada para estudos ex vivo de difusão de C60- PVP na presença de radiação UVA e avaliação da peroxidação lipídica e oxidação de proteínas. Resultados: O tamanho dos agregados de C60 obtido por análise de rastreamento de nanopartículas (NTA) foi 129 ± 54 nm e o potencial zeta foi -4,93 ± 1,72 mV. Os agregados apresentaram formato irregular e permearam através da pele humana e suína após 12 h de exposição. O C60-PVP não demonstrou atividade antioxidante, mas causou oxidação proteica, devido ao PVP. O C60 induziu oxidação de proteínas da epiderme humana ex vivo. Conclusões: A NTA foi considerada a técnica mais adequada para a caracterização do tamanho dos agregados de C60- PVP, devido à dinâmica de agregação não controlada do sistema. A pele humana mostrou-se menos permeável do que a pele suína e a irradiação UVA aumentou o teor de C60 até a derme. O C60 não demonstrou capacidade antioxidante, mas próoxidante, e induziu a carbonilação de proteínas da epiderme humana.

Objectives: The main objective of the present dissertation was to evaluate the interactions between the skin and fullerene C60 aggregates stabilised with poly(vinylpyrrolidone) (C60-PVP), considering its recent incorporation into cosmetics, by comparing in vitro dermal absorption with porcine and human skin, and investigating the ex vivo oxidative effects to lipids and proteins of the human skin, under UVA irradiation to verify the influence of this external factor to the studies. Methods: Aggregate dispersions were characterised for pH, particle size, zeta potential, and morphology. Skin absorption studies were performed using porcine or human skin under UVA or sham irradiation, in automated Franz diffusion cells equipment. In vitro studies were performed with human skin homogenates, with or without a pro-oxidant system, varying the time of incubation and the C60-PVP concentration, to evaluate thiobarbituric acid reactive species (TBARS) and protein carbonyl levels. Freshly excised human skin was used for ex vivo studies of C60-PVP diffusion with UVA radiation and subsequent determination of lipid peroxidation and protein oxidation content. Results: C60 aggregate size through nanoparticle tracking analysis (NTA) was 129 ± 54 nm and zeta potential was -4,93 ± 1,72 mV. C60 aggregates presented irregular shape and permeated through human and porcine skin after 12 h exposure. C60-PVP did no demonstrate antioxidant activity, but caused protein oxidation due to PVP. C60 induced protein oxidation of human epidermis ex vivo. Conclusions: NTA was considered the most suitable method for aggregate size characterisation of C60-PVP, due to the non-controllable aggregation dynamics of the system. Human skin was less permeable than porcine skin and the presence of UVA-R increased C60 content up to the dermis. C60 demonstrated no antioxidant capacity, but pro-oxidant activity, and induced protein carbonylation in human epidermis.