Los nanomateriales son materiales con un tamaño que varía de 1 a 100 nm en al menos una dimensión. En la nanoescala , las propiedades de los materiales se vuelven diferentes. Estas propiedades únicas se pueden aprovechar para una variedad de aplicaciones, incluido el uso de nanopartículas en productos cosméticos y para el cuidado de la piel .
Los cosmecéuticos son una de las industrias de más rápido crecimiento en términos de cuidado personal , acompañada de un aumento en la investigación y aplicaciones de nanocosmecéuticos.
Los protectores solares se utilizan para proteger la piel de los efectos nocivos de la radiación ultravioleta del sol. Los rayos UVB (290-320 nm), junto con los rayos UVA-2 (320-340 nm) y UVA-1 (340-400 nm), provocan reacciones orgánicas y metabólicas en la piel. [1] [2] Los minerales de dióxido de titanio (TiO2 ) y óxido de zinc (ZnO) se utilizan a menudo en los protectores solares como bloqueadores solares físicos inorgánicos debido a su absorción de luz en el rango UV. Como se ha demostrado que el TiO2 es más eficaz para bloquear los rayos UVB y ZnO en el rango UVA, la combinación de estas partículas garantiza una protección UV de banda ancha. [3]
Para solucionar la desventaja cosmética de estos protectores solares opacos, se han utilizado nanopartículas de TiO 2 y ZnO como reemplazo de las micropartículas de TiO 2 y ZnO . Dado que la proporción de área de superficie a volumen de partículas aumenta a medida que disminuye la medición de partículas, las nanopartículas (NP), es decir, nanoobjetos con todas las dimensiones en la nanoescala, [4] podrían ser cada vez más (bio)reactivas que los materiales de masa típicos. Cuando las partículas se vuelven más pequeñas que 100 nm, se desarrollan nuevos atributos ópticos, debido a la naturaleza discreta de los niveles de energía óptica de las nanopartículas. Pat et al., por ejemplo, midieron un desplazamiento al azul de 0,15 eV para nanopartículas de TiO 2 de 4,7 nm en relación con el material equivalente a granel. [5]
Cuando las partículas son más pequeñas que el tamaño ideal de dispersión de la luz (aproximadamente la mitad de la longitud de onda ), se transmite la luz visible y las partículas parecen transparentes. Este fenómeno explica la opacidad no deseada desde el punto de vista cosmético de los protectores solares inorgánicos y hace que el uso de nanopartículas sea económicamente atractivo. Las partículas de ZnO de 200 nm o menos son transparentes para el ojo humano. [6]
Las nanopartículas de TiO2 se convierten en materiales bloqueadores solares más eficaces debido a su mayor relación área superficial a volumen. El propósito detrás de esto es que en semiconductores de espacio libre directo , por ejemplo, TiO2 , no se permiten transmisiones electrónicas directas debido a la simetría del cristal . La absorción es, por lo tanto, pequeña. Sin embargo, podría mejorarse significativamente cuando ocurre en la preciosa superficie del cristal. Esta mejora de la absorción se vuelve significativa para partículas de 20 nm o más pequeñas. [7] De manera similar, el TiO2 se vuelve visiblemente transmisivo cuando los tamaños de partícula se reducen a 10-20 nm.
La Agencia Internacional para la Investigación sobre el Cáncer (IARC) ha categorizado al TiO 2 como un carcinógeno del grupo 2B de la IARC . [8] [9] La IARC tomó estas decisiones basándose en estudios en los que las ratas están expuestas a altas concentraciones de polvo de TiO 2 de grado pigmentario y ultrafino . [10] Los cánceres de pulmón en ratas parecen tener una patología similar a la observada en personas que trabajan en un entorno polvoriento, por lo que la IARC concluyó que los mismos impactos de las altas concentraciones de polvo de TiO 2 de grado pigmentario y ultrafino son relevantes para la salud humana.
Sin embargo, la FDA generalmente considera que el ZnO es una sustancia segura cuando se utiliza como filtro UV, como lo indican las directivas de productos para el cuidado de la belleza. [10] Aunque tanto la Agencia de Protección Ambiental de los EE. UU. como la Comunidad Europea (dentro de la ley de Registro, Evaluación, Autorización y Restricción de Sustancias Químicas) han tomado medidas preventivas para reducir el riesgo de las nanopartículas, aún no existe una regla estandarizada para las nanopartículas específicamente.
Los liposomas son estructuras vesiculares con forma de esfera autoensambladas en un solvente compuesto por un amplio tipo de lípidos u otras moléculas anfifílicas. [11] [12] La estructura vesicular de los liposomas mejora los efectos sobre la penetración de fármacos a través de las membranas biológicas, lo que mejora la administración transdérmica de fármacos . [13]
La piel es el órgano más grande del cuerpo humano que restringe el movimiento de los fármacos a la circulación sistémica. El sistema de administración tópica de fármacos es un sistema en el que el fármaco llega a la circulación sistémica a través de la capa protectora de la piel. La principal desventaja de esta vía es la baja tasa de difusión de los fármacos a través de la capa de la piel, que es el estrato córneo . Para superar este problema hasta cierto punto, se utilizan etosomas para mejorar los sistemas de administración transdérmica de fármacos. [15]
El uso del oro en el cuidado de la piel y los cosméticos se remonta al menos al siglo I a. C. en Egipto, donde se dice que la reina Cleopatra usaba máscaras hechas de oro para mantener su cutis. [16] Se decía que lo usaba todas las noches para realzar su cutis y mejorar la flexibilidad de su piel. Hoy en día, el oro se ha abierto camino en varios productos para el cuidado de la piel, como lociones y cremas, así como en tratamientos para el cuidado de la piel, como mascarillas faciales. El oro en los productos para el cuidado de la piel generalmente se presenta en forma de oro coloidal , o más comúnmente llamado nanooro. [17] Estas nanopartículas varían en tamaño de 5 nm a 400 nm. [18] Esta sección discutirá sobre el efecto de las nanopartículas de oro en la aplicación de cicatrización de heridas junto con el efecto del oro en lociones y cremas.
Las nanopartículas de oro suelen tener colores que van del rojo al violeta, pasando por el azul y el negro, según el tamaño y el estado de agregación. [19] También vienen en varias formas y tamaños: nanoesfera, nanocapa, nanocúmulo, nanobarra, nanoestrella, nanocubo, ramificada y nanotriángulo. [18] La forma de las nanopartículas de oro es el principal determinante de su absorción en las células y de sus propiedades ópticas. Las nanopartículas de oro son estables y químicamente inertes. Además, también son biocompatibles, que es la razón principal por la que el nanooro se integra comúnmente en el cuidado de la piel y los cosméticos. [18] Además, las nanopartículas de oro se han investigado por sus propiedades antifúngicas y antibacterianas, que son propiedades muy valiosas en las industrias cosmecéuticas y en aplicaciones de cicatrización de heridas . [20]
En 2016, un artículo publicado en el Journal of Biomaterials Application , titulado "Compuestos de nanopartículas de colágeno y oro: un potencial biomaterial para la cicatrización de heridas de la piel", analizó que los estudios in vivo de compuestos de nanopartículas de oro y colágeno demostraron un alto porcentaje de cierre de heridas, una respuesta inflamatoria reducida, un aumento de la neovascularización y la formación de tejido de granulación. [20] También se demostró que estas mejoras en los efectos de curación aumentan proporcionalmente con la cantidad de nanopartículas de oro incorporadas al armazón de colágeno.
En otro estudio, se probó el efecto de las nanopartículas esféricas de oro como agente cicatrizante en un modelo de rata mediante el acoplamiento de nanopartículas de oro con terapia de fotobiomodulación (PBMT). La PBMT es una terapia estimulada por luz que se utiliza para el tratamiento de cicatrización de heridas sin cambios significativos de temperatura. [21] El acoplamiento de nanopartículas de oro y PBMT aumenta la tasa de contracción de la herida aproximadamente 1,25 veces en comparación con el grupo de control que no recibió tratamiento con nanopartículas de oro. [21]
El oro se ha utilizado ampliamente en mascarillas faciales. Además de sus propiedades antifúngicas y antibacterianas , también se sabe que el oro tiene beneficios antienvejecimiento , propiedades antiinflamatorias y cualidades que aumentan la luminosidad. [22] Las nanopartículas de oro pueden ayudar a reparar el daño de la piel y mejorar la textura de la piel, lo que mejora la elasticidad y flexibilidad de la piel. Sus propiedades antiinflamatorias lo convierten en un excelente agente para tratar el acné , la piel dañada por el sol y la piel sensible .
Además, debido al color natural del oro que refleja la luz, las nanopartículas de oro también pueden crear un efecto iluminador al hacer que la piel luzca radiante y luminosa. A lo largo del tratamiento, las nanopartículas de oro pueden hacer que la piel luzca más suave y de color uniforme. [22] Un estudio de 2010 titulado "Nueva máscara facial de nanofibras cargadas con oro y vitaminas para administración tópica" investigó cómo se pueden incorporar nanopartículas de oro a la máscara facial junto con vitamina C (ácido L-ascórbico), ácido retinoico y colágeno mediante electrohilado . [23] Todas estas propiedades y estudios han sugerido que las nanopartículas de oro pueden ser beneficiosas cuando se incluyen en formulaciones de cremas, lociones o máscaras para aplicaciones tópicas.