Desenvolvimento de formulações cosméticas contendo sistema multicomponente com ácido ferúlico: caracterização e ensaios in vitro de liberação cutânea

Lima, Adley Antonini Neves de

Universidade Federal do Rio Grande do Norte

2025-09-18

Cosméticos

Ácido ferúlico

Atividade antioxidante

Sistema multicomponente

FPS

Liberação cutânea in vitro

A aplicação cosmética do ácido ferúlico (AF) é limitada em virtude de sua baixa solubilidade em meio aquoso e da elevada suscetibilidade à oxidação. Contudo, esse composto fenólico é amplamente empregado devido à sua reconhecida atividade antioxidante. Para contornar esses desafios, foi desenvolvido o sistema multicomponente Cicloferulic® (CF), contendo AF, hidroxipropil β-ciclodextrina (HP-β-CD) e polivinilpirrolidona K30 (PVP K30) utilizando o método de malaxagem. O sistema foi caracterizado quanto aos aspectos físico-químicos por DSC e TG/DTG, que evidenciaram estabilidade térmica do CF superior ao AF isolado. As análises de FTIR, MEV e DRX mostraram interações moleculares que sugerem a formação do sistema e a transição do estado cristalino para amorfo. Nos testes de citotoxicidade in vitro em linhagem de queratinócitos humanos (HaCat), o AF foi seguro até a concentração de 500 µg/mL, enquanto o CF manteve a viabilidade celular superior a 80% até 10.000 µg/mL. A quantificação do teor de AF incorporado no sistema foi realizada por UPLC, apresentando alta eficiência de incorporação e rendimento de 92%. No ensaio de atividade antioxidante em células HaCat, AF e CF apresentaram atividade semelhante em baixa concentração, mas em maior concentração o AF exerceu ação pró-oxidante, enquanto o CF manteve elevado potencial antioxidante. Nos métodos DPPH, ABTS e CAT, o CF apresentou maior atividade antioxidante que o AF isolado, mas em formulações cosméticas gel e emulsão a eficácia foi reduzida, possivelmente devido à interação do complexo com o veículo aquoso. A presença de AF e CF aumentou o FPS das formulações contendo filtros solares orgânicos, e o incremento foi observado de forma similar, mesmo na formulação com menor concentração de filtros solares, porém as formulações não se mantiveram fotoestáveis após irradiação. Nos estudos de liberação cutânea in vitro, as formulações com AF isolado apresentaram liberação maior e mais rápida, enquanto o CF promoveu liberação mais lenta e modificada, indicando que a complexação do ativo e a formulação modulam a disponibilidade e o fluxo do AF. O Cicloferulic® se mostrou uma estratégia promissora para melhorar as limitações do AF, oferecendo segurança, elevada atividade antioxidante, aumento de FPS e possibilidade de liberação modificada do ativo cosmético.

The cosmetic application of ferulic acid (FA) is limited due to its low solubility in aqueous medium and high susceptibility to oxidation. However, this phenolic compound is widely used because of its recognized antioxidant activity. To overcome these challenges, the multicomponent system Cicloferulic® (CF) was developed, containing FA, hydroxypropyl β-cyclodextrin (HP-β-CD), and polyvinylpyrrolidone K30 (PVP K30), using the kneading method. The system was characterized in terms of physicochemical aspects by DSC and TG/DTG, which showed greater thermal stability of CF compared to isolated FA. FTIR, SEM, and XRD analyses revealed molecular interactions suggesting the formation of the system and the transition from the crystalline to the amorphous state. In in vitro cytotoxicity tests using the human keratinocyte cell line (HaCaT), FA was safe up to a concentration of 500 µg/mL, while CF maintained cell viability above 80% up to 10,000 µg/mL. The quantification of FA content incorporated into the system was performed by UPLC, showing high incorporation efficiency and a yield of 92%. In the antioxidant activity assay in HaCaT cells, FA and CF showed similar activity at low concentrations; however, at higher concentrations, FA exerted a pro-oxidant effect, while CF maintained high antioxidant potential. In the DPPH, ABTS, and CAT methods, CF showed higher antioxidant activity than isolated FA, but in cosmetic formulations such as gel and emulsion, the efficacy was reduced, possibly due to interactions of the complex with the aqueous vehicle. The presence of FA and CF increased the SPF of formulations containing organic UV filters, and the increase was observed similarly even in the formulation with a lower concentration of UV filters; however, the formulations did not remain photostable after irradiation. In in vitro skin release studies, formulations with isolated FA showed greater and faster release, whereas CF promoted slower and modified release, indicating that complexation of the active ingredient and the formulation modulate the availability and flux of FA. Cicloferulic® proved to be a promising strategy to improve the limitations of FA, offering safety, high antioxidant activity, increased SPF, and the possibility of modified release of the cosmetic active ingredient.