Desarrollo y caracterización de una Nanoemulsión doble water in oil in water (W/O/W) para la encapsulación de Curcumina y un extracto de Pyropia Columbina

Abstract

La larga exposición a la radiación solar tiene diversas consecuencias en la piel humana tales como el oscurecimiento, envejecimiento, inmunosupresión, estados oxidativos y cáncer de piel. Este último se ha convertido en un tema de interés público que resolver y las campañas para la prevención de cáncer se centran, principalmente, en evitar la radiación UV y el uso de protectores solares. Sin embargo, existen autores que ponen en duda el uso de estos últimos, debido al uso de moléculas orgánicas e inorgánicas que al entrar en contacto con la radiación UV son capaces de inducir la producción de especies reactivas del oxígeno (ROS). Este proceso a la larga genera daño genético acumulativo. El uso de moléculas naturales ha ido creciendo día a día debido a su inocuidad, capacidad antioxidante y protección contra el daño provocado por la radiación UV. La presente tesis describe una estrategia para la nanoemulsificación conjunta de un extracto de alga rico en aminoácidos tipo micosporina (MAAs) y curcumina. Inicialmente se procedió a determinar la capacidad de disolución de la curcumina en el aceite utilizado (aceite mineral), para lo cual fue posible disolver 1 mg curcumina/g de aceite mineral. La generación de glóbulos nanométricos que incorporaron MAAs se logró mediante el uso de los surfactantes Tween80/Span80 y homogenización de alta velocidad. Esta nanoemulsión W/O resultó ser estable a diferentes condiciones de almacenamiento al no evidenciar separación de fases o sedimentación. Posteriormente, se procedió a formular la nanoemulsión doble para la encapsulación conjunta de los compuestos activos antes mencionados mediante los métodos de homogenización por alta velocidad y ultrasonido. Se procedió a realizar un diseño factorial fraccionado con el fin de estudiar factores como tiempo de homogenización de ultrasonido, amplitud, porcentaje de tensioactivos y HLB. Se determinó que el tiempo de homogenización de ultrasonido en el modelo generado fue significativo. El diseño se generó con una concentración determinada de curcumina y extracto de P. columbina, los cuales fueron variados para conocer el efecto sobre el tamaño de glóbulo y polidispersidad. Lo anterior XVI permitió obtener tamaños de glóbulo desde 86.35 nm a 416.43 nm, mientras que la polidispersidad se mantuvo bajo 0.350. En cuanto a la estabilidad de las nanoemulsiones generadas, se observó que las nanoemulsiones W/O fueron estables ante las condiciones de almacenamiento generadas sin mostrar separación de fases, aunque bajo ciertas condiciones se observó precipitado asociado a curcumina. En el caso de las nanoemulsiones dobles, el ensayo de estabilidad realizado evidenció que la temperatura de almacenamiento de 40C provoca un leve incremento, aunque no significativo, en el tamaño de glóbulo. Sin embargo, las temperaturas de almacenamiento de 450C y ambiente provocaron un cambio significativo en el tamaño de glóbulo.

Long-term exposure to solar radiation has different consequences on human skin such as darkening, aging, immunosuppresion, oxidative states and skin cancer. The latter has become a public issue to be considered. Cancer prevention campaigns are mainly focused on avoiding UV radiation and use of sunscreen. However, sunscreen use are quenstioned due to the use of synthetic molecules, this molecules are capable of inducing the production of reactive oxygen species (ROS) in presence of UV radiation, ultimately this process can lead cumulative genetic damage. The use of natural molecules has been growing day by day due to their safety, antioxidant capacity and protection against damage caused by UV. The present thesis describes an experimental strategy for simultaneous nanoemulsification of a rich mycosporine-like amino acids (MAAs) seaweed extract and curcumin. Initially, the dissolution capacity of curcumin in oil (mineral oil) was determined, for which if was possible to dissolve 1 mg curcumin/g of mineral oil. The generation of nanometric globules incorporating MAAs was achieved through the use of Tween80/Span80 surfactants and high speed homogenization. This W/O nanoemulsion resulted stable for different storage conditions showing no phase separation or sedimentation. Subsequently, a double nanoemulsion was formulated for encapsulation of the aforementioned active compounds, using high speed and ultrasonication methods. A fractional factorial design was carried out in order to study factor such as ultrasound homogenization time, amplitude, percentage of surfactants and HLB. The ultrasound homogenization time in the generated model was detemrined to be significant. The design was generated with a determined concentracion of curcumin and P. columbina extract, which subsequently was varied to determine the effect on globule size and polidispersity. This resulted in globule size ranging from 86.35 nm to 416.43 nm, while polidispersity was kept below 0.350. Regarding the stability of the generated nanoemulsions, it was observed that W/O nanoemulsions were stable under generated conditions without showing phase separation, although under certain conditions a precipitate associated with XVIII curcumin was observed. In the case of double nanoemulsions, the stability test carried out showed that storage temperature of 4oC causes a slight, although not significan, increase in globule size. Howerver, 45oC and ambient storage temperature caused a significant change in globule size.