formulación de una crema facial funcional empleando

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA Y DE ALIMENTOSJULIO 2020

Formulación de una crema facial funcional empleandosubproductos de origen cítrico

Ana María Mejía. 2015176451 and Juan Sebastián Rojas. 2016231852

1 Universidad de Los Andes, Departamento de Ingeniería Química y de Alimentos, Bogotá, Colombia2 Universidad de Los Andes, Departamento de Ingeniería Química y de Alimentos, Bogotá, Colombia

Reception date of the manuscript: 24/07/2020Acceptance date of the manuscript: dd/mm/aaaa

Publication date: dd/mm/aaaa

Abstract— Debido a la cantidad de cáscaras de cítricos que son desechadas anualmente luego deluso de la pulpa, surge la oportunidad para el diseño de un producto cosmecéutico que emplee estosresiduos. En el siguiente documento se encuentra la formulación de una crema con extraíbles y aceitesesenciales de cáscaras de cítricos a partir de una revisión bibliográfica. En primer lugar, se identifi-caron los compuestos fenólicos, flavonoides y compuestos volátiles como ingredientes funcionales conposible aplicación cosmecéutica. Se realizó una recolección de datos sobre las cuantificaciones de estoscompuestos en cáscaras de limón, naranja y mandarina. Posteriormente se reportaron los hallazgos deefectos que tenían estos compuestos con uso tópico, donde se identificó una respuesta antiinflamatoria,antiacné, antienvejecimiento y potenciador de penetración en la piel. Finalmente, se propuso una formu-lación final de una crema facial teniendo en cuenta conceptos básicos de diseño de sistemas coloidales,e integrando los resultados de una encuesta de percepción de elaboración propia.

Keywords— cosmeceútica, crema fácial, extracto de cáscara de cítricos, aceites esenciales de cáscara de cítricos.

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I. OBJETIVOS

a. Objetivo General

Formulación de una crema facial, mediante un método comparativo sobre la incidencia del compuesto activode origen cítrico en la cosmecéutica, así como sus métodos de extracción -Evaluación de extraibles y aceitesesenciales-.

b. Objetivos Específicos

• Caracterizar e Identificar los componentes funcionales en la cáscara de cítricos

• Comprobar la aplicación de los compuestos identificados dentro de la cosmecéutica

• Determinar el efecto antienvejecimiento de compuestos antioxidantes de uso tópico.

• Formular una crema facial

II. INTRODUCCIÓN

D e la familia Rutaceae, el género citrus incluye alrededor de 1300 especies en las que destaca, C. sinensis(naranja), C. paradise (pomelo), C. reticulata (mandarina), C. limon (limón), C. aurantium (naranja agria)

y C. medica (Citron) [1] Por su adaptabilidad, se trata de un cultivo extensivo empleado en áreas tropicales, subtrop-icales y templadas, además de la existencia de especies híbridas de cruce natural que evidencian mayor resistenciaal cambio climático y a las condiciones del sustrato.[2].

Son de especial interés por su composicón fitoquímica en la industria alimentaria, sin embargo, durante elprocesamiento cerca del 44% de la fruta se considera desperdicio, dentro del rango, la cáscara cuenta con unaparticipación mayor al 25% y es considerado como desecho primario.

Producto del cultivo industrializado, la cáscara (epicarpio o flavedo –superficie periférica coloreada) y el meso-carpio (o albedo –capa media blanda y blanca-) se mezclan con pulpa seca para comercializarse como fertilizanteagrícola o suplemento dietético en la industria agropecuaria [4]. Sin embargo, si estas no reciben un tratamientoadecuado las implicaciones económicas y de salud pública son de suma gravedad frente a procesos de fermentaciónindeseados y al inherente deterioro microbiano [2]. En contraste a las aplicaciones previas, se trata de un subpro-ducto de sumo valor en el sector farmacéutico y cosmético, ya que se considera una fuente renovable y económi-camente sostenible.

El producto del extracto de cáscara y el aceite esencial presentan una amplia gama de propiedades biológicasdebido al reporte de su perfil fenólico y efecto antioxidante, además representan una gran fuente de pectina, limo-neno, linalol, vitaminas minerales y fibras [3]. El aceite esencial –Líquido hidrofóbico– se evapora a temperaturaambiente y contiene los compuestos aromáticos y volátiles de la planta; las células oleaginosas situadas en la cás-cara de cítricos son ricas en aceite esencial, que representa hasta el 2% del peso fresco de la cáscara; se cree quela producción anual de aceite esencial es de aproximadamente 16.000 toneladas y su costo en el mercado inter-nacional es de 14.000 UD/ ton [5]. A escala industrial, los aceites esenciales se extraen por hidrodestilación yextracción por fluido supercrítico empleando dióxido de carbono[9] .

De otro lado, es cada vez más frecuente la aparición de acné a edad temprana, y por periodos prolongados, pro-ducto de los cambios hormonales asociados a la pubertad y a la obstrucción de los poros –consecuencia del polvoy contaminación– y empeorada por la infección bacteriana [6]. Las frutas cítricas se usan tradicionalmente parael tratamiento de enfermedades o reacciones indeseadas de la piel, debido a su efecto antioxidante, antiséptico yantiinflamatorio [7]. Además del aceite esencial y los compuestos fenólicos correspondientes al extracto de fruta,el género citrus destaca por su contenido en vitamina c y este, a su vez, se emplea como despigmentante , ademásde su rol en la activación de la síntesis de colágeno y reparación la barrera dérmica [8]. Probada la eficiencia deluso tópico, el reto es diseñar el sistema de entrega del compuesto activo, para ello, es de vital importancia hacerfrente a la volatilidad del aceite y a su incompatibilidad con matrices acuosas; Varios estudios han demostrado queemulsiones O/W superan los inconvenientes mencionados anteriormente, e incluso podrían expandir su aplicacióna través de encapsulados. Las emulsiones O/W pueden fabricarse mediante métodos de alta –Emplean intensasfuerzas que rompen la fase oleosa en pequeñas gotas dispersas en la fase acuosa– o baja energía –como emulsifi-cación espontánea con la adición de surfactantes hidrofílicos–[10]. Así, este trabajo de investigación tiene comofin formular una crema de uso cosmético funcional a partir de extractos y aceites esenciales procedentes de la


cáscara de cítricos; las opciones de extracción en términos de eficiencia, su efecto y comportamiento en la piel yconceptos de diseño de sistemas coloidales serán expuestos a continuación.

III. METODOLOGÍA

Para dar cumplimiento a los objetivos propuestos, se realizó una búsqueda bibliográfica en la base de datos Scopus.Inicialmente se realizó una búsqueda con las palabras clave “Citrus peel” AND “Composition” y “Citrus peel”AND “characterization”.De ambas búsquedas se obtuvieron 146 y 62 resultados respectivamente, de los cuales seutilizaron 28. El criterio de selección de referencias se basó en seleccionar aquellas referencias donde brindaran lacomposición del aceite esencial o del extracto de limón, naranja o mandarina. A su vez, resultados de la búsquedainicial fueron utilizados para cumplimiento del segundo y tercer objetivo, restringiéndose a referencias donde elbeneficio expuesto ocurriera con aplicación tópica. Para la segunda búsqueda se utilizaron las palabras clave“Citrus peel” y “Skin”, con un total de 23 resultados. Entre los resultados de la primera y segunda búsqueda seutilizaron 15 referencias para cumplimiento de objetivos 2 y 3. Finalmente, para cumplimiento del último objetivose agregaron las palabras clave “Cosmeceutical” y “Nanoemulsion” para completar las 70 referencias.

IV. RESULTADOS

a. Contenido Fenólico y Flavonoides

Para la elaboración de las tablas 1 y 2 se agruparon los datos dependiendo de la base en que se encuentre elcontenido fenólico total y de flavonoides, ya sea en base húmeda (fresca) o seca. Existe la posibilidad de cambiarde base húmeda a seca, sin embargo, para esto es necesario conocer el porcentaje de humedad de la cáscara yeste no es siempre suministrado. Se especifica el tipo de extracción, el solvente utilizado y se indica si el métodode extracción es asistido ya sea con microondas, ultrasonido o solvente acelerado. Además, se indica el tipode pretratamiento al que la cáscara es sometida antes de la extracción. Por último, el contenido fenólico totaly de flavonoides es expresado en equivalentes dependiendo de la curva de calibración utilizada en el métodocolorimétrico para la determinación de estos datos. El contenido fenólico es expresado en mg equivalentes deácido gálico (GAE)/g y el de flavonoides en mg equivalentes de catequina (CE), ácido cafeico (CA) y rutina (RE).FW indica base fresca y DW base seca.

TABLE 1: CONTENIDO FENÓLICO Y FLAVONOIDES POR TIPO DE EXTRACTO Y ESPECIE CÍTRICA- BASE FRESCA

Especie NombreBotánico Tipo de Extracto Pretratamiento Cont. Fenólico

mgGAE/gFW Flavonoides Ref.

Limón C.LimónExtracto Metanol

Secado en horno 60◦C 1.7969 10.4304mgCA/g [15]Secado en microondas 1.7052 9.88mgCA/g [15]

Secado horno infrarrojo 60◦C 1.7896 9.18mgCA/g [15]N/A 1.1458 3.8044mgCA/g [15]

Extracto Acuoso Etanol Tratamiento de presión 2.6623 − [14]Hidrodestilación N/A 87.77 3.97mgGE/g [13]

Naranja C.SinensisExtracto Metanol

N/A 79.75 3.97mgCE/g [13]N/A 1.5854 2.9638mgCa/g [15]

Secado en horno a 60C 1.7323 8.5054mgCA/g [5]Secado en Microondas 1.701 4.6044 [15]

Secado en horno infrarrojo 60C 1.7792 7.3304 [15]N/A 2.758 − [16]

Mandarina C.Reticulata Extracto Acuoso Etanol Tratamiento de Presión 5.8728 − [14]

TABLE 2: CONTENIDO FENÓLICO Y FLAVONOIDES POR TIPO DE EXTRACTO Y ESPECIE CÍTRICA- BASE SECA

Especie NombreBotánico Tipo de Extracto Pretratamiento Cont. Fenólico

mgGAE/gFW Flavonoides Ref.

Limón C.limon (L.) Bur Extracto metanol Secado horno a 45C - 11.9 mg RE/g [17]

Naranja

C.sinensis (L.) OsbeckExtracto metanol

Secado horno a 45C - 4.89 mg RE/g [17]Secado horno a 100C 65.72 13.79 mg CE/ g DW [18]

C.sinensis,Navel Secado a T .Ambiente 0.669 - [19]C.Sinensis cv. Washington Extracto metanol-agua

Secado en horno a 40C

9.61 - [20]

C.Sinensis (L.) Osbeck Extracto Etanol

12.68 5.92 mgRE/gDW [21]12.32 11.62 mgRE/gDW [21]11.73 5.89 mgRE/gDW [21]11.57 10.66 mgRE/gDW [21]10.43 10.29 mgRE/gDW [21]

C.Sinensis

Extracto Acuoso de AcetonaAsistido por microondas 12.09 - [22]

Extracto Acuoso de AcetonaAsistido por ultrasonido 10.35 - [22]

Extracto Acuoso de AcetonaExtracto Solvente Acelerado 6.26 - [22]

Extracto Acuoso Acetona 10.21 - [22]

MandarinaC. reticulata Blanco

Extracto MetanolSecado por congelación a -50C 24.51 19.12 mg QE/g [23]

Secado en horno a 45C - 11.1 mg RE/g [17]

Extracto Etanol Secado en horno a 40oC

23.46 21.37 mgRE/gDW [21]22.59 20.16 mgRE/gDW [21]20.66 16.38 mgRE/gDW [21]20.42 15.79 mgRE/gDW [21]15.65 9.61 mgRE/gDW [21]14.79 19.77 mgRE/gDW [21]12.74 12.66 mgRE/gDW [21]12.22 12.7 mgRE/gDW [21]11.33 12.94 mgRE/gDW [21]11.14 7.57 mgRE/gDW [21]10.58 14.94 mgRE/gDW [21]

C. reticulataExtracto acuoso

asistido por microondas Secado en horno a 40C58.68 [22]

Extracto metanolasistido con ultrasonido 19.12 [22]

Para la tabla 1 de base fresca (húmeda) se encontraron 6 datos de limón, 6 de naranja y 1 de mandarina; enla tabla 2 de base seca se encontró 1 dato para limón, 13 para naranja y 15 para mandarina. Existe una granvariabilidad en los datos, evidenciada en los amplios rangos exhibidos para contenido fenólico total en lastres frutas. El contenido fenólico total y de flavonoides puede verse afectado por el procesamiento al que essometida la cáscara del cítrico, ya que algunos de sus compuestos son termosensibles y pueden ser degradadossi se aplica tratamiento con calor. El tiempo de exposición al calor y la temperatura son variables que afectan elcontenido fenólico y de flavonoides en caso de aplicar un tratamiento térmico. Asimismo, factores climáticos y lamaduración de la fruta afectan la composición química de la cáscara [11]. También existen diferencias en razónal cultivo, origen geográfico, tiempo de cosecha y método de extracción [23]. Los solventes utilizados conven-cionalmente para la recuperación de los polifenoles incluyen alcoholes como metanol y etanol. Además, se handiseñado nuevos métodos (asistidos por microondas o ultrasonido) para mejorar la efectividad de la extracción [12].

Respecto a los pretratamientos encontrados, Casquete et al. [14] evaluaron el efecto de un pretratamiento depresión, en él, encontraron que se obtenía un mayor contenido fenólico total cuando se realizaba un pretratamientoa presión de 300 MPa durante un tiempo de 3 minutos; dicho aumento se atribuye a la disrupción de paredes celu-lares las cuales producen cambios en la distribución y agregación de compuestos fenólicos, esto permite un áreade contacto mayor entre estos compuestos con el solvente durante la extracción. Por otro lado, Ozcan et al. [15]determinaron la influencia de pretratamientos de secado en contenido fenólico total, obteniendo resultados en losque el contenido fenólico era mayor en aquellas muestras en que se aplicaba pretratamiento por secado -fuese pormicroondas, horno o infrarrojo- . Chen et al. [18] aplicaron tratamiento térmico a las cáscaras en un rango de tem-peraturas de 50 a 100 C, como resultado, se obtuvo un contenido fenólico total mayor en aquellas cáscaras tratadas


a una temperatura de 100 C. Por el contrario, Rafiq et al. [23] evaluaron los tratamientos por secado en horno,al vacío y por congelación, allí encontraron un contenido fenólico total menor que aquel obtenido en la cáscarasin pretratamiento alguno, sin embargo, la cáscara secada por congelación fue considerada superior en preservarlos compuestos fenólicos en contraste a los otros métodos de secado . Ante los distintos resultados presentadossobre tratamientos térmicos, y teniendo en cuenta la presencia de compuestos termosensibles, los cuales son sus-ceptibles a la degradación térmica, se recomendaría el método de secado por congelación utilizado por Rafiq et al[23] para conservar los compuestos termosensitivos o el método de altas presiones utilizado por Casquete et al [24].

Sobre métodos de extracción, la extracción con solvente es la más utilizada, como se mencionó anteriormente.Sin embargo, se presentan casos en los que esta es asistida. Khan et al. [16], por ejemplo, hallaron que al asistirla extracción con ultrasonido de 150 W, el contenido fenólico total aumentaba en comparación con el métodoconvencional de extracción con solvente. Además, no se observó degradación de fenoles por ultrasonido. Deigual forma, Nayak et al. [22] compararon el método convencional con métodos asistidos -fuese por microondas,ultrasonido o con solvente acelerado-; en este caso el método asistido por microondas fue para el cual se obtuvo elmayor contenido fenólico total. El uso de un método asistido por tecnología resulta de interés en la extracción depolifenoles ya que no solo pueden aumentar el contenido fenólico total, sino que también pueden reducir el tiempode extracción y disminuir el uso de solvente [23].

b. Compuestos Volatiles

Excluyendo los compuestos fenólicos, las cáscaras de los cítricos son ricas en aceites esenciales, los cuales son unamezcla de compuestos volátiles [12].Para la elaboración de la tabla de compuestos volátiles en los aceites esen-ciales, se tabularon los porcentajes de abundancia relativos de los monoterpenos hidrocarbonados más abundantes(α-pineno ,β -pineno,mirceno ,D-limoneno y γ-terpineno) según Simeone et al [24]. Los resultados encontradosse resumen en la tabla 3 , teniendo en cuenta que en algunos casos no se reportaban porcentajes para algunos deestos compuestos:

TABLE 3: CONCENTRACIÓN DE COMPUESTOS VOLÁTILES POR ESPECIE

Especie Nombre Botánico Tipo de Extracción α − pineno β − pineno Mirceno D−Limoneno γ −Terpineno Ref.

Limon C.limon

Solvente n-hexano 1.16 12.94 0.75 68.03 8.17 [24]Hidrodestilación - 9.31 - 57.65 10.45 [26]Hidrodestilación - 5.27 - 80.23 5.96 [27]Prensado en frío 1.89 12.56 1.47 66.05 9.16 [28]

Desorción térmica 2.45 9.17 1.83 66.78 - [29]Hidrodestilación 1.17 - 1.39 68.56 7.73 [36]

Solvente Diclorometano - 14.52 1.44 63.74 0.06 [37]

Mandarina C.Reticulata

Hidrodestilación 0.63 0.34 2.55 94.1 - [25]Prensado en frío 2.21 1.47 1.79 73.84 17.06 [28]

Desorción térmica 1.8 0.97 1.01 78.02 15.04 [29]Hidrodestilación 0.9 0.4 1.8 88.6 4.3 [30]Hidrodestilación 3.93 2.16 7.43 60.74 10.04 [31]Hidrodestilación 0.61 1.55 0.03 92.6 3.39 [33]

Naranja C.Sinensis

Hidrodestilación 0.66 - 2.33 95.74 - [25]Hidrodestilación 0.59 - - 97.83 - [27]Prensado en frío 0.64 0.91 2.03 93.33 0.59 [28]

Desorción térmica 0.56 0.05 0.97 95.78 - [29]Prensado en frío 0.5 - - 94.6 - [32]Hidrodestilación 0.21 1.45 0.03 96.3 0.04 [33]Hidrodestilación 0.3 - 1.7 91.3 0.1 [34]Prensado en frío 0.5 - 2 94.4 - [35]

La composición cuantitativa de la mayoría de los aceites esenciales es reportada en términos de porcentajesrelativos, aunque infortunadamente esta aproximación tiene valor limitado. Tres de las aproximaciones másutilizadas son el porcentaje de abundancia relativa, el porcentaje de abundancia normalizado y la cuantificaciónreal de uno o más componentes. El porcentaje de abundancia relativo es correctamente usado cuando se midencomponentes relativos de una sola muestra. El método falla cuando se quieren comparar varias muestras ya quelos datos no han sido estandarizados y por lo tanto no son comparables. Cuando los datos varían cualitativay cuantitativamente dentro de un rango limitado, el porcentaje de abundancia normalizado puede ser aplicado.

Con esta aproximación, los datos son normalizados contra uno o más estándares internos y de ellos se calculael porcentaje de abundancia con el cociente entre área del pico y área total de los picos en el cromatograma.Por otro lado, cuando las composiciones varían significativamente una comparación debe ser hecha a partir decuantificación con curva de calibración [38].

La concentración absoluta de una muestra es determinada a partir del área de su pico en el cromatogramanormalizada con un estándar y calculada con una curva de calibración construida a partir de estándares puros.Sin embargo, debe precisarse que la cuantificación de todos los componentes en el aceite esencial presentavarias dificultades ya sea por los extensos periodos de análisis o la imposibilidad de adquirir todos los estándarescomercialmente [38]. La existencia de estas problemáticas ha impulsado la investigación de métodos de análisismás rápidos. Por ejemplo, Mondello et al. [28] estudiaron la cromatografía de gases con el uso de columnascapilares de diámetro estrecho, la cual reducía significativamente el tiempo empleado por muestra. Dicha técnicano afectó la calidad analítica y probó su eficiencia al proveer identificación rápida y acertada de compuestos en losaceites esenciales.

En cuanto a los resultados mostrados en la tabla 3, el limoneno fue el monoterpeno más abundante para todos lostipos de cítricos, aunque los porcentajes de abundancia variaban entre referencias. La variabilidad de resultadosse debe a que el aceite esencial de un cítrico puede alterarse por diferentes factores como, el tamaño de la fruta,grosor de la cáscara, densidad de glándulas de aceite, oxidación debido a calor y luz, madurez de la fruta, métodode preparación de la muestra, calidad de la fruta y condiciones de crecimiento [24,26,32], los cuales no se puedenreplicar entre referencias. A pesar de la existencia de numerosos factores ambientales, Hosni et al. [33] estudiaronla composición de aceites esenciales en diferentes muestras que fueron cultivadas bajo las mismas condicionesedafoclimáticas, lo que les permitió concluir que la diferencia observada entre especies se debía, en su mayoría,a variabilidad genética. Asimismo, cada tipo de cítrico tiene compuestos particulares en cantidades menores a losmostrados en la tabla 3 [27].

V. APLICACIÓN EN COSMECÉUTICA

a. Efecto antiinflamatorio

La epidermis y la dermis son la primera barrera de inmunidad y permiten excluir patógenos e irritantes. Cuandose traspasan estas barreras de protección, como es el caso en una herida, se provoca inflamación. La inflamaciónes un proceso complejo mediado por la actividad de varias células inmunes. Los macrófagos juegan un rolcentral durante la inflamación el cual incluye la sobreproducción de citoquinas proinflamatorias y mediadoresinflamatorios [39,40].

D’Alessio et al. [39] realizaron experimentos en modelos murinos para confirmar que el D-limoneno y su principalmetabolito, el alcohol perílico (POH), podían ayudar en retornar la homeóstasis e integridad de la piel in vivo. Enel estudio se demostró como estos dos compuestos poseían propiedades antinflamatorias y anti angiogénicas, lascuales tenían un efecto positivo en la curación de heridas. Por otro lado, Yoon et al. [40] investigaron los efectosdel D-limoneno en la producción de citoquinas proinflamatorias y mediadores inflamatorios para poder validarel uso de este compuesto como agente antinflamatorio en la industria cosmética. Los resultados demostraron laactividad antiinflamatoria del D-limoneno además de que no se reveló citotoxicidad del componente en células hu-manas HaCaT, reafirmando que puede ser empleado en aplicaciones cosméticas. Los resultados de ambos estudiosmuestran el potencial antinflamatorio del aceite esencial obtenido de cáscaras de cítricos ya que el limoneno fue elcompuesto con mayor porcentaje de abundancia en los cítricos según los resultados mostrados en la tabla 3.

b. Efecto anti-acné

El acné es una dermatosis crónica inflamatoria que involucra las glándulas sebáceas y los folículos, este ocurre enla cara, pecho y espalda en general. Cutibacterium acnes, es el patógeno predominante en el acné, pertenecientea la familia de bacterias gram positiva, por lo que este patógeno ha sido reconocido como uno de los principalesobjetivos a combatir en cuanto acné se refiere [42,43].

Hou et al. [42] evaluaron el efecto antimicrobiano del aceite esencial de mandarina obtenido por hidrodestilación


frente a Cutibacterium acnes. Se utilizaron dos métodos de evaluación, el ensayo de difusión de disco y la con-centración mínima de inhibición, ambos mostraron resultados donde se evidenciaba la actividad antimicrobianadel aceite esencial. Asimismo, se realizó una comparación con antibióticos contra el acné de uso convencionalcomo, eritromicina, clindamicina y tetraciclina. la investigación demostró que la zona de inhibición en la pruebade difusión de disco fue mayor para el aceite esencial, lo cual indica que este puede remplazar antibióticos tradi-cionales. De igual forma, Kim et al. [43] evaluaron la actividad biológica de los aceites esenciales de las cáscarasde dos cítricos (Citrus obovoides y Citrus natsudaidai) frente a Propionibacterium acnes y Staphylococcus epider-midis. Los aceites esenciales de ambos cítricos, obtenidos por hidrodestilación, mostraron actividad antibacterialfrente a las cepas bacterianas evaluadas. La actividad encontrada se le atribuye a la sinergia entre componentescomo β -pineno, α-pineno, limoneno, γ-terpineno, linalool y -terpineol, ya que estos se encuentran presentes en losaceites esenciales cítricos. En este caso también se evaluó la citotoxicidad del aceite frente a células HaCaT y sereportó un valor dentro del rango aceptable, mostrando viabilidad celular superior al 85% con una concentraciónde extracto de 0.1 l/ml , lo cual sugiere que pueden ser utilizados en la industria cosmética.

c. Potenciador de penetración en la piel

Las vitaminas, ya sean solubles en lípidos o en agua, son ingredientes comunes en formulaciones tópicas tantoen dermatología como en cosméticos. Particularmente, las vitaminas antioxidantes A, E y C son efectivas comoprotectores de la piel. La liberación efectiva de vitaminas presentes en formulaciones tópicas en la epidermis ydermis son un asunto crítico. Los aceites esenciales ricos en terpenos son ingredientes comunes en formulacionestópicas, estos son utilizados como fragancias o ingredientes funcionales antibacterianos, antifúngicos, antiviralesy agentes de barrera. Terpenos como d-limoneno, mentona, mentol y nerolidol son conocidos al poder potenciarla penetración de y mejorar la absorción tópica de drogas selectas o compuestos activos [45].

Valgimigli et al. [45] realizaron una investigación cinética in vitro que demostró cómo el aceite esencial de limónmejoraba la permeación de vitaminas en un modelo de epidermis humana reconstruida. Se pudo comprobar quelas emulsiones tópicas que incluían aceite esencial de limón tuvieron una mejora en la absorción de vitaminassolubles tanto en agua como en lípidos. El aceite esencial produjo alteración reversible de la barrera en la piel sincomprometer la integridad de la epidermis. Estos resultados muestran que los aceites esenciales cítricos puedenservir para el diseño de formulaciones cosméticas con vitaminas.

d. Efecto Antienvejecimiento

Uno de los mayores problemas en el mundo es el envejecimiento prematuro de la piel. El proceso es divididoen dos categorías, envejecimiento intrínseco y extrínseco. El intrínseco es el envejecimiento natural en el cual lapiel pierde elasticidad con el tiempo. El extrínseco es resultado de la exposición a radiación solar. Los radicaleslibres formados por estrés oxidativo juegan un rol mayoritario en los dos tipos de envejecimiento. Los mayorescomponentes de la dermis son fibras de colágeno y de elastina, la ruptura de estas tiene como resultado laformación de arrugas. Las enzimas de colagenasa y elastasa son responsables por dicha descomposición [46].

Apraj y Pandita [46] evaluaron la capacidad antioxidante y anti enzimática de extractos de cáscara de mandarinacon metanol. El extracto mostró capacidad antioxidante en varios procedimientos in vitro como el ensayo DPPH,ABTS y ORAC.En el caso de DPPH y ABTS las siglas corresponden al compuesto químico utilizado para medirla capacidad antioxidante y ORAC se refiere a la capacidad de absorción de radicales de oxígeno. En los ensayosDPPH y ABTS se mide la capacidad antioxidante evaluando un cambio en la absorbancia debido a la reduccióndel compuesto mientras que en el ensayo ORAC se mide el cambio en fluorescencia. Los resultados tambiéndemostraron que el extracto era capaz de inhibir tanto la colagenasa como la elastasa, enzimas responsables dedegradar el colágeno y la elastina de la piel. Los hallazgos de este estudio muestran el potencial de extractosde cáscaras de cítricos como agentes antiarrugas y antienvejecimiento en formulaciones para cuidado de lapiel. Dicho efecto puede ser atribuido a la presencia de polifenoles en los aceites esenciales y a la presencia deflavonoides en los extractos de cáscaras de cítricos [47]. Respecto a la actividad anti enzimática, Mori et al [48]investigaron el efecto inhibitorio de aceites esenciales en la actividad de la elastasa. Dentro de sus resultados elaceite esencial de limón mostró mejor inhibición en la actividad de elastasa que aceites de uva, pimienta negra,naranja, lima y bergamota, exhibiendo gran inhibición a una concentración de 150 g/ml. A su vez se comparó elefecto del aceite esencial de limón con dos de sus componentes mayoritarios: limoneno y -pineno, encontrando

que la inhibición que lograban los compuestos aislados era menor que la del aceite esencial de limón. Esto puedeser porque el efecto anti-elastasa se debe a otros componentes o porque hay un efecto sinérgico entre los distintoscomponentes presentes en el aceite esencial.

La exposición a rayos ultravioleta, a pesar de ser beneficiosa por la producción de vitamina D, termina causandoefectos negativos a largo plazo como el fotoenvejecimiento. Este ocurre porque la exposición crónica a rayos UVtiene como consecuencia la formación de especies reactivas al oxígeno, las cuales disminuyen los antioxidantesendógenos de la piel y causan estrés oxidativo [49]. El exceso en generación de especies reactivas al oxígenocausa respuesta inflamatoria en la piel por la expresión de ciclooxigenasa y producción de prostaglandina [50].Asimismo, los radicales libres pueden activar la formación de enlaces cruzados de colágeno causando que la pielpierda elasticidad. Los compuestos fenólicos sirven como agentes reductores y donadores de hidrógeno, estascualidades los hacen extremadamente aprovechables en formulaciones cosméticas que buscan retardar el dañooxidante al colágeno causado por radicales libres [51].

Gollavilli et al [49] incluyeron naringina, un flavonoide encontrado en cítricos, en un bloqueador solar debidoa la capacidad de este compuesto de neutralizar radicales libres generados por la radiación UV. Para incluir lanaringina en la crema se utilizaron nano vesículas lipídicas, un vehículo administrador de drogas transdérmico.Tanto la naringina como su nano formulación mostraron efecto antioxidante en el ensayo ABTS y no mostraroncitotoxicidad en células HaCaT. Por otro lado, Yoshizaki et al [52] pudieron suprimir la expresión de ciclooxige-nasa y la producción de prostaglandina inducida por radiación UV en células HaCaT mediante la aplicación deextracto de cáscara de naranja. Se discutió la posibilidad de que la supresión en la expresión de ciclooxigenasa seadebido a la neutralización de especies reactivas al oxígeno. Duran et al [53] encapsularon flavonoides provenientesde cáscara de naranja en transportadores lípidos nanoestructurados, que son un tipo de sistemas de administraciónde drogas compuestos de una mezcla de lípidos sólidos y líquidos, los cuales evitan la degradación de flavonoidesgracias a la protección lipídica que proporcionan. Se comprobó la capacidad antioxidante de transportadoreslipídicos nanoestructurados cargados con flavonoides en el ensayo DPPH y se observó que no había toxicidadsignificativa. Adhikari et al [51] evaluaron las actividades biológicas del extracto de un cítrico (Citrus junos), elcual evidencio capacidad antioxidante en el ensayo DPPH, promovió la proliferación de fibroblastos y la síntesisde colágeno. Además, incorporaron el extracto en nano liposomas, los cuales mejoraron la absorción percutánea.

Después de la revisión bibliográfica se recomendaría la utilización tanto de extracto como de aceite esencial. Estodebido a las diferencias en composición de ambos por el método de extracción utilizado, lo cual hace que tenganefectos distintos. En el caso del extracto se recomendaría la utilización de cáscara de naranja con un método deextracción con solvente utilizando etanol diluido al 80% en agua. La elección del solvente es gracias a que este esun solvente de grado alimenticio, y el porcentaje de dilución es el recomendado por Khan et al [16] siguiendo laoptimización del proceso para extracción de polifenoles. Cabe recordar que la extracción se vería beneficiada por eluso de tecnología ultrasonido o microondas, si existe la posibilidad, así como por la aplicación de un pretratamientode secado con congelación. En el caso del aceite esencial se recomendaría el uso de cáscara de limón, utilizandohidrodestilación como método de extracción. La elección de la fruta se realiza principalmente por los resultados delestudio de Mori et al [48] donde el aceite esencial de cáscara de limón obtiene un mayor efecto antienvejecimientoque los de naranja y mandarina. Por otro lado, el método de extracción por hidrodestilación es seleccionado yaque, debido a las altas temperaturas del vapor de agua, el aceite esencial obtenido es rico en compuestos volátiles.

VI. FORMULACIÓN Y DISEÑO DEL SISTEMA COLOIDAL

Aplica conceptos básicos sobre sistemas coloidales y reología, propone una formulación que incluye, en su may-oría, compuestos orgánicos; así como una propuesta para el proceso de manufactura.Para ello, y de manera pre-liminar, se emplearon recursos que permitieron un entendimiento del perfil del consumidor.

a. Encuesta de percepción

Con el fin de conocer la percepción de las personas con respecto a productos de cuidado de la piel y al productoque se está proponiendo, se realizó una encuesta en Google forms. La encuesta fue difundida por redes socialesy el numero de respuestas totales fue 266. En términos generales, el resultado de la encuesta de preferencias fuepositivo para el propósito del proyecto ya que la mayoría de las personas aseguran utilizar productos para cuidado


de la piel; además, las respuestas sobre preferencia en textura (crema), momento del día en que se realizan surutina para el cuidado de la piel y fragancia, brindan información importante para la formulación del producto ysus requerimientos de calidad. Asimismo, debido a la alta votación de características humectantes en un productocosmecéutico, esta es una función que debería incluirse en las especificaciones técnicas. Por último, el rango degasto mensual brinda orientación sobre el interés de las personas encuestadas en este tipo de productos. Posteriora las preguntas sobre preferencias, se preguntó sobre el término “Cosmecéutica” y a continuación se proyectóun video donde expusó el concepto, así como algunos conceptos básicos de cuidado de la piel. El 86.5% de losencuestados no estaban familiarizados con el término cosmecéutica, lo cual evidencia la relevancia del videocomo material informativo. La participación por género tuvo el comportamiento de la figura 1, significa entoncesque el diseño del producto debe guiarse en función de los requerimientos de la piel de mujeres entre 18-39 años,

Fig. 1: Participación por género-Encuesta de percepción

Lo anterior, en relación al rango de edad de mayor efecto del estudio, que tuvo la tendencia de la figura 2.

Fig. 2: Participación por rango de edad-Encuesta de percepción

Las preguntas 3-8 se relacionaban con las preferencias del encuestado en cuanto a productos de cuidado de lapiel. De las respuestas obtenidas se pueden resaltar los siguientes resultados:

• El 85.3% de los encuestados utilizaban productos para el cuidado de la piel

• Las características más tenidas en cuenta para productos de cuidado de la piel fueron: Humectante, limpiadoray Antienvejecimiento.

• Los encuestados se aplican productos para cuidado de la piel en mañana y noche principalmente.

• La textura preferida fue crema (47.2%)

• Los encuestados preferían un producto sin fragancia (57%)

• El gasto mensual en productos para cuidado de la piel se encontró principalmente en un rango entre 25000 y100.000 COP.

Después de esto se presentó la conceptualización del producto, una crema facial elaborada a partir de extraíblesen las cáscaras de cítricos, con propiedades antiacné y antienvejecimiento. Las respuestas sobre la recepción delproducto pueden ser resumidas en:

• El 45.9% de los encuestados pensó en el producto como algo que necesitaría, un 41.7% respondió tal vez.

• Refiriéndose a que tan probable seriá que adquirieran el producto, un 49.6% respondió que sería probable,otro 28.2% muy probable y un 14.3% de los encuestados indicó poco probable.

• El 56% de los encuestados encontró el producto como innovador, un 28.2% como muy innovador y un 10.5%como poco innovador.

• El 93.6% de los encuestados consideraron el producto como natural.

• El 64.7% de los encuestados preferirían este producto frente a una crema convencional.

• En cuanto a las características que más llamaban la atención efecto antienvejecimiento tuvo 37.2% de prefer-encia, seguido de la elaboración con cáscaras de cítricos (35%) y el efecto antiacné (24.8%).

• Un 35.3% de los encuestados estaría dispuesto a pagar mas por el producto que por una crema convencional,el 41.4% respondió que no sabía.

A su vez, se utilizó el software Mentimeter con el fin de detectar patrones en las preguntas abiertas realizadas.Este software identifica las palabras más repetidas dentro de las respuestas y elabora un gráfico donde muestra laspalabras con mayor frecuencia y las organiza de acuerdo con su número de apariciones. En la figura 3 puedenobservarse las palabras que identificó el software en la pregunta abierta sobre razones por las cuales preferirían elproducto conceptualizado frente a un producto convencional.

Fig. 3: Opiniones frecuentes del consumidor sobre el producto

De las respuestas se evidencia una aceptación del encuestado por el producto, ya que se obtuvieron respuestaspositivas en cuanto a probabilidad de comprar el producto y que tan innovador les parecía. Asimismo, elporcentaje de personas que indicó que no creían necesitar el producto fue baja (12.4%) lo cual sugiere uninterés por el concepto presentado. Otro resultado destacable fue el hecho de que el 64.7% de las personaspreferirían el producto frente a uno convencional. En este caso se realizó una pregunta abierta sobre las razonesde tal preferencia , siendo la naturalidad del producto la razón más repetida en conjunto con la aportación devitaminas. Cuando se preguntó sobre la característica más llamativa , las respuestas estuvieron repartidas entreefecto antienvejecimiento , elaboración con cáscaras de cítricos y efecto antiacné. El hecho de que la diferenciaen porcentajes de respuestas no sea tan amplia indica que las tres características fueron relevantes para losencuestados. Por último, se preguntó si estarian dispuestos a pagar más por el producto conceputalizado que poruna crema convencional, siendo "no sé" la respuesta con mayor frecuencia. La incertumbre de las personas frentea pagar más o no puede ser explicada en el contexto de la pandemia debido al Covid-19 , lo cual se evidenció ennumerosas respuestas donde se mencionaba la actual situación económica.

b. Degradación de la barrera dérmica

Existen dos rutas que permiten la penetración dérmica. De ellas, la primera, penetración apendicular (intercelular),que da lugar a través del folículo piloso o mediantes las glándulas sudoríparas. Por otro lado, la permeación tran-scelular (intracelular), llevada a cabo a través de los corneocitos y la matriz lipídica intracelular; sin embargo, una


molécula que sigue esta ruta debe dividirse y difundirse a lo largo de 4 a 20 láminas lipídicas. Es por eso que el es-trato corneo actúa como obstáculo frente al correcto funcionamiento del vehículo/portador, es imperativo entonces,destruir la barrera de corneocitos, aún cuando esto supone una sobreexposición indeseada de la piel a los alrede-dores [61]. Degradar la barrera dérmica es un método sencillo, y además económico, de mejorar la penetracióndel compuesto activo.Esto implica, remover la capa de corneocitos mediante degradación química o mecánica.La extracción mecánica generalmente se hace bajo revisión dermatológica empleando tratamientos como micro-dermoabrasión o con el uso de cepillos faciales, está técnica presenta mejores resultados frente a la exposiciónquímica -propilenglicol concentrado- ya que esta última podría provocar irritación, picazón e hipersensibilidad aotros productos para el cuidado de la piel[57].

c. Estructura general del producto

Las emulsiones son sistemas empleados en el cuidado de la piel de complejidad particular, ya que además decumplir con la función para la cual fue formulada, deben ser estables durante la vida útil prescrita y agradables ala opinión del consumidor[59]. Para dar continuación al desarrollo de la crema, y partiendo de lo propuesto porWibowo et al. [62] para el proceso de síntesis y desarrollo de cremas y pastas, es preciso iniciar identificando losparámetros de calidad del producto, como es descrito en la tabla 4. Ahora bien, para el desarrollo del segundo paso-Formulación del producto- es preciso recopilar y hacer una selección detallada de ingredientes con posible uso enla industria cosmética, lo cual incluye ingredientes activos de uso frecuente como compuestos hidratantes, ilustra-dos en la tabla 5, e ingredientes no activos pero imprescindibles en la formulación de emulsiones denominadosexcipientes y presentes en la tabla 6.

TABLE 4: ESPECIFICACIONES TÉCNICAS Y ATRIBUTOS DEL PRODUCTO

Parámetros de Calidad Ingredientes, Atributos y Especificaciones técnicas Pruebas de CalidadFuncionalidad

Efecto AntioxidanteExtracto de cáscara de cítricos con efecto sobre losradicales libres In vitro

Efecto Humectante Agentes humectantes y oclusivos In vivo

Efecto antiacnéAceite esencial de cáscara de cítricos con efectoantimicrobiano, antiinflamatorio y antiséptico In vitro

ReologíaEsparcibilidad Vicosidad baja (6.000-50.000mPa s) Viscosímetro

Vertido Fácil, sin embargo requiere de esfuerzo inicial TexturómetroRecubrimiento Homogéneo y continuo In vitro

Sensorial

TexturaSuave, tamaño de gota de la emulsión escala Nano, usode emolientes Texturómetro

Sensación oleosa Reducción en el contenido de aceite. In vitroApariencia Cremosa con tonalidades frías Mapeo de ColoraciónIrritación Se evita la exposición a agentes irritantes In vivo

Propiedades físicas

EstabilidadSe emplea una mezcla de surfactantes de acuerdo alHLB requerido. Uso de estabilizantes. Reómetro

Tasa de liberacióndel ingrediente activo Liberación continua por un periodo menor a 6h Métodos de Titulación

TABLE 5: TIPOS DE COMPUESTOS HIDRATANTES Y OPCIÓN EN EL MERCADO

Ingredientes OclusivosFunción Opción en el mercado

Actúan como barrera impermeable entre el estrato córneoy los alrededores, de esta manera se evita la pérdida de agua.

Además de crear un sello protector, existen formulacionesmenos pesadas (no comedogénicas) e incluso

hipoalergénicas. De esta manera, se evita cualquier obstrucciónen los poros

Vaselina LanolinaAceite Mineral PropilenglicolParafina Estearato de EsteariloDimeticona Cera de AbejasGrasas Animales LecitinaGrasas Vegetales Colesterol

Ingredientes HumectantesFunción Opción en el mercado

Crean un puente que atrae el agua de las capas más profundasde la piel, para situarla en la superficie. Además, disminuyelos espacios intercelulares lo que otorga mejor textura yapariencia de la piel.

Glicerina Lactato de sodioMiel Ácido GlicólicoÁcido Hialurónico Ácido LácticoPantenol Ácido TartáricoUrea PropilenglicolSorbital

EmolientesFunción Opción en el mercado

Contribuyen a la apariencia estética de la crema. además, otorganpropiedades reológicas, como textura, esparcibiliad ycontinuidad sobre la piel. Los emolientes, se sitúan en losespacios intracelulares del estrato córneo y abarcan desdealcoholes hasta ésteres.

Dimeticona HexildecanolCiclometicona Alcohol OléicoIsopropil Miristato Ácido LácticoAceite de Girasol OctildodecanolAceite de Jojoba Alcohol CetílicoAceite de Castor Alcohol Estirilizado

TABLE 6: EXCIPIENTES Y OPCIÓN EN EL MERCADO

EspesantesFunción Opción en el mercado

Controlan la viscosidad y reología de la emulsión, además mantienenla estabilidad e inocuidad del producto, especialmente a temperaturaselevadas. La viscosidad de la crema generalmente se determina por el

espesante y la viscosidad de la fase continua

Cera Natural Goma guarMaltodextrina CelulosaGlucosa SorbitolGoma Xantán Estearato de SodioGoma Arábiga Resina de SiliconaCarbomero

EstabilizantesFunción Opción en el mercado

Mantienen la integridad de la formulación, así como la del compuesto activo.En adición, se emplean para corrección de pH y para prolongar la vida útil dela emulsión.

Alcohol CetílicoEDTAGlucanato de SodioTSGDBHT

EmulsionantesFunción Opción en el mercado

Según el requerimiento, tienen efectos diversos, sin embargo, su funciónprincipal es mantener la fase acuosa y la no polar juntas en mezcla, ya quesu naturaleza permite reducir la tensión interfacial entre fases incompatibles

Ácido Oléico Brij 56SPAN 65 TWEEN 80

SPAN 80Octadecanoato deSodio

SPAN 20 Dodecanoato de sodioMonostearato deGlicerol Alcohol Cetílico


Luego de considerar las opciones en cuanto a formulación e identificar como producto objetivo una crema de usocosmeceútico, se hizo una revisión del rango de concentración sugerido por compuesto, así como algunos criteriosde selección en función a la naturaleza de la piel , la opinión del consumidor y la estabilidad de la emulsión, loanterior consignado en la tabla 7

TABLE 7: FORMULACIÓN GENERAL SUGERIDA

Parámetros deCalidad

Concentraciónsugerida Criterios de Selección y consideraciones

Emoliente 10-40Aceites naturales, por su aceptación por los consumidoresAceites de silicona, por su esparcibilidad y textura no pegajosa

Humectante 1-5 Se prefieren materiales con punto de congelación bajo

Espesante 0.1-0.5Se prefieren espesantes neutros para evitar efectos negativos sobreel pH. Carbomeros con pH 5-9

Emulsificante 1-6

Los emulsionantes catiónicos generalmente causan mayor irritaciónque los aniónicosLos emulsionantes aniónicos presentan sensibilidad frente a valoresbajos de pH y electrolitosLos emulsionantes no iónicos se usan generalmente en productospara el cuidado de la pielEn adición, una mezcla de valores altos y bajos de HLB otorganmayor estabilidad para el HLB requerido

Polímero 0.1-2.5Tienen un espesante significativo, sin embargo, su aplicación emiteuna sensación pegajosa

Estabilizante 0.01-0.2 -Neutralizadror 0.01-0.5 -Preservativo 0.01-0.5 -

Siguiendo los heurísticos propuestos por Wibowo et al.[62] y registrados en la tabla 8, fue posible restringir elnúmero de ingredientes en la formulación, así como la naturaleza de la emulsión -Nanoemulsión, con el fin de laentrega efectiva del compuesto activo-. Material relevante para formulación del diseño coloidal propuesto.

TABLE 8: HEURÍSTICOS PARA LA FORMULACIÓN DE CREMAS FACIALES

Selección de IngredientesEscoger ingredientes multifuncionales cuando sea posibleEmplear ingredientes no perecederosEvitar el uso de sustancias que puedan oxidarse fácilmenteConsiderar el uso de aditivos reológicos como ceras y alcoholes grasosSelección del Sistema de Entrega del ProductoUsar emulsiones O/W para obtener una sensación refrescante al aplicarel producto.Usar emulsiones O/W si se quiere evitar la sensación grasosa.Usar emulsiones W/O si se requiere resistente al agua y de larga duraciónen la pielConsiderar usar emulsiones múltiples si las propiedades reológicas asílo requierenConsiderar usar una doble emulsión para extender la entrega delingrediente activoDeterminar la Microestructura del productoElegir un tamaño de partícula menor a la escala microLa viscosidad de la emulsión dependerá mayormente por la viscosidadde la fase continua

d. Diseño Coloidal y Manufactura

1. Formulación Propuesta

Para la formulación propuesta, se encontró que Cheng et al.[56] divide la prescripción o subgrupos (dentro dela categoría ingredientes activos y excipientes), es así que cada compuesto se encuentra en el rango sugerido yempleado en la industria cosmeceútica. La tabla 9 reúnen los compuestos funcionales que atacan cada uno delos efectos requeridos -antiacné, antienvejecimiento y humectante-. Lo anterior mediante el uso de extractos yaceites esenciales producto de la primera revisión biliográfica. En la tabla 10, se especifica el uso de excipientes oingredientes que podrán modificarse luego de la primera revisión del prototipo.

TABLE 9: FORMULACIÓN PROPUESTA-COMPUESTOS ACTIVOS

Ingrediente Activo Sustancia ConcentraciónAceite natural Aceite de almendras 0.15

Aceites Sintéticos Cera de Abejas 0.02Vitaminas Vitamina C 0.025

AHA Ácido Cítrico 0.05Extracto de Frutas Extracto de Cáscara de Naranja 0.02

Cafeína Te verde 0.003Aceites esenciales Aceite esencial de cáscara de limón 0.01

Sintetizado mediante biotecnología Ubiquinona 0.01

2. Aceite de Almendras

Compuesto por ácidos grasos saturados e insaturados, suavizan la piel agrietada, producto de las lesiones causadaspor el acné, y dejan un efecto calmante sobre las membranas mucosas [74].

3. Cera de abejas

Minimiza la pérdida de agua y actúa como agente impermeabilizante. Tiene fuertes propiedades aglutinantes,estabilizantes y acondicionantes en productos cosméticos [75].

4. Vitamina C

Denominado también como ácido ascórbico. Actúa como antioxidante ya que elimina las especies reactivas aloxígeno que podrían causar daño a los ácidos nucléicos, proteínas y membranas celulares. Además, aumenta elnivel de ARN mensajero de colágeno I y III y actúa como inhibidor de la tirosinasa [72]; con ello aumenta lasíntesis de colágeno, ayuda a prevenir el envejecimiento de la piel, disminuye las líneas finas y trata los efectos delenvejecimiento prematuro de la piel [73].

5. Ácido Cítrico

Se trata de un ácido orgánico natural. Consiste en un grupo carboxilo terminal con uno o dos grupos hidroxilosen posición alfa sobre moléculas alifáticas o alicíclicas, es así que pertenece a la familia de los αHidroxiácidos(AHA)[71]. Los AHA cumplen diferentes propósitos según su concentración como, suavizar líneas finas y arrugassuperficiales, mejorar la textura y el tono de la piel, desbloquear y limpiar los poros y ajustar el pH [72]. Loanterior pues promueven la epidermólisis al dispersar la melanina en la capa basal y aumentando la biosíntesis decolágeno dérmico [73]. Además, la molécula del ácido cítrico contiene un solo grupo carboxilo en relación a lostres grupos funcionales en la posición alfa y beta; lo que lo convierte en un ingrediente multifuncional.

6. Té verde

Demuestra efecto antioxidante por su composición en epicatequinas polifenólicas, e incluso presenta efecto foto-protector [76]. Sin embargo, destaca por su contenido de cafeína ya que esta actúa sobre las células grasas, lo quepromueve la lipólisis y activa la enzima triglicérido lipasa que descompone los triglicéridos en ácidos grasos libresy glicerol; también tiene un efecto estimulante sobre la microcirculación de la piel que proporciona una sensaciónreafirmante en la piel [77].


7. Ubiquinona

También llamada coenzima Q10, es un compuesto liposoluble y es portador de electrones en la respiración celular,elimina las biomoléculas dañadas antes de que estas se acumulen y causen una viabilidad celular alterada[72]. Suforma reducida inhibe la peroxidación lipídica en las membranas celulares y en lipoproteínas de baja densidad, asícomo también previene el estrés oxidativo[71]. La fórmula es mucho más eficiente en prececencia de Vitamina Co Vitamina A.

TABLE 10: FORMULACIÓN PROPUESTA-EXCIPIENTES

Excipientes Sustancia ConcentraciónIngredientes Oclusivos Lecitina de Soya 0.02

Humectantes Miel 0.05Emolientes Aceite de jojoba 0.30Control pH Citrato de sodio 0.01Surfactante Tween 80 0.05

Estabilizante EDTA 0.01Solvente Propilenglicol 0.03

Esparcibilidad Dimeticona 0.02

Por último, y en favor de un trabajo futuro, se resume en la tabla 11 una lista de modificaciones en función delcomportamiento reológico de la nanoemulsión, esto podría ser de utilidad en la evaluación del primer prototipo.

TABLE 11: POSIBLES CORRECCIONES REOLÓGICAS- PRIMER PROTOTIPO

Modificación

Dificultad Fase DispersaF.volumétrica Tamaño de gota

Concentración deSurfactante

Concentración deEspesante

Viscosidad muy alta Disminuir Incrementar Disminuir DisminuirViscosidad muy baja Incrementar Disminuir Incrementar IncrementarComportamiento pseudoplásticodébil - Disminuir Incrementar Incrementar

Adelgazamiento por cizalla Incrementar Disminuir - DisminuirProducto muy tixotrópico - - - -Módulo de corte alto Disminuir Incrementar Disminuir DisminuirMódulo de corte bajo Incrementar Disminuir Incrementar IncrementarInversión de fase - - Incrementar Incrementar

8. Diseño de la Nanoemulsión

Las nanoemulsiones son principalmente una dispersión bifásica de dos líquidos inmiscibles que es (W/O) o (O/W)con gotas estabilizadas por surfactantes amfifílicos. Generalmente estas consisten en una fase oleosa dispersadaen una fase acuosa con cada gota de aceite rodeada de una fina capa interfacial de surfactante el cual ayuda aestabilizar la nanoemulsión. El creciente interés por este tipo de emulsiones es debido a que son termodinámicay cinéticamente estables, así como no-tóxicas ,no-irritantes y pueden solubilizar drogas tanto lipofílicas comohidrofílicas. Adicionalmente, proveen protección contra la oxidación cuando se utiliza un encapsulante y eltamaño nano de la gota mejora la absorción de la droga, aumentando la bioactividad de la formulación [64].

Para la preparación de una nanoemulsión es necesario el uso de energía mecánica y química, debido a lainmiscibilidad entre sus mayores constituyentes (agua y aceite). Entre los métodos existentes destacan los de altaenergía, que utilizan energía mecánica, y los de baja energía, que involucran energía química. Dentro de los dealta energía se incluye el método de homogenización de alta presión y ultra sonicación [65], mientras que de bajaenergía existe la auto emulsificación, la temperatura de inversión de fase, la composición de inversión de fase, elpunto de inversión de emulsión y el desplazamiento de solvente [66]. A pesar de que los métodos de alta energíapermiten un gran control del tamaño de gota, estos tienen un alto costo económico debido a los equipos requeridosy el alto consumo de energía. Debido a esto y al posible uso de altas temperaturas en otros métodos, se propondrá

uno de los métodos de baja energía para la preparación de la nanoemulsión.

La auto emulsificación o emulsificación espontánea es uno de los métodos de baja energía para la preparación denanoemulsiones, puede ser clasificado entre temperatura de inversión de fase o composición de inversión de fase.El método de composición de inversión de fase permite la preparación a temperatura ambiente sin el uso de equiposespeciales, donde el agua agregada a una solución de aceite y surfactantes mientras se mezcla para la formación deuna nanoemulsión O/W [65]. En un principio el agua es dispersada en la fase oleosa formando una emulsión W/O,pero al incrementar la fracción de agua, la curvatura espontánea del surfactante cambia y ocurre una transicióna una emulsión O/W [66]. Kazemi et al [67] utilizan este método para la preparación de una nanoemulsión conaceite esencial de lavanda (2% p/p) y extracto de regaliz (2% p/p). Primero preparan la fase oleosa incluyendoel extracto, el aceite esencial y dos emulsificadores: tween20 (5% p/p) y tween80 (2.5% p/p). Después preparanla fase acuosa incluyendo cosolventes como glicerina (15% p/p) y polietilenglicol (15% p/p). La fase acuosa seagrega por gotas a la oleosa a una temperatura de 37 ◦C hasta la formación de la nanoemulsión.

9. Caracterización de la nanoemulsión

Dentro de los exámenes para control de calidad se incluye la caracterización de propiedades organolépticas,eficiencia de atrapamiento y carga del compuesto activo, determinación de densidad, viscosidad , textura ,tamaño de gota, potencial Zeta , pH e índice refractivo , entre otros [68].La estabilidad de una nanoemulsión estárelacionada con el tamaño de partícula en la fase interna y su distribución [68], las cuales pueden ser medidaspor medio de espectroscopía de correlación de fotones [64], donde una buena formulación es caracterizadapor un tamaño de gota promedio entre 200 y 500 nm . Asimismo, un alto valor de potencial zeta positivo onegativo , preferiblemente cercano a -30 mV y 30 mV, demuestra una buena estabilidad física de la nanoemulsióndebido a la repulsión entre gotas individuales [64], este puede ser medido por anemometría laser Doppler [68].Adicionalmente, la microscopia electrónica de barrido brinda información sobre la morfología de la gota yla espectroscopia infrarroja de Fourier puede ser utilizada para observar la interacción entre los excipientes ycompuestos bioactivos [68].

Damle y Mallya [69] proporcionan metodologías para medir la concentración de compuestos fenólicos y lacapacidad antioxidante de una crema. Para la concentración de compuestos fenólicos se toma 1 g de la cremase disuelve en 30 mL de metanol puro, la solución se mantiene intacta por 30 minutos y luego la absorbanciaes estimada por medio de un espectrómetro UV a 765 nm. Para medir la capacidad antioxidante, un gramo decrema es mezclado con 10 mL de metanol puro y sonicado por 30 minutos. Después se centrifuga a 5000 rpm a4 ◦C por 20 minutos y es filtrado por medio de un filtro de jeringa de nylon de 0.45 m. Finalmente, la capacidadantioxidante del filtrado es determinada con el ensayo DPPH. Para la evaluación del efecto antiacné existen tanto elensayo de difusión de disco o la concentración mínima de inhibición [42]. Sekar y Halim [70] utilizaron el métodode difusión de disco para evaluar el efecto de una crema antiacné con extractos de frutas. Con este método se midela zona de inhibición de la crema frente a los microorganismos responsables del acné.

VII. CONCLUSIONES

Por medio de la revisión bibliográfica pudo realizarse una recopilación de resultados sobre cuantificación de com-puestos funcionales en las cáscaras de cítricos. Si bien estos resultados no son comparables entre sí, pueden servircomo referencia y brindan información sobre los métodos de extracción para obtener tanto aceites esenciales comocompuestos fenólicos y flavonoides. Dentro de los métodos mencionados destacan la extracción con solvente,utilizando el etanol, y la hidrodestilación para obtener compuestos fenólicos y aceites esenciales respectivamente.Asimismo, pudieron identificarse las propiedades antinflamatorias, antiacné y potenciadoras de penetración, lascuales tienen aplicación de uso tópico de acuerdo con lo encontrado en la revisión. Por otro lado, se relacionó la ac-ción antioxidante con el efecto antienvejecimiento debido al papel de los radicales libres en el foto envejecimiento.Los compuestos fenólicos , con su capacidad antioxidante, fueron incluidos en formulaciones antienvejecimientoya que eran capaces de neutralizar los radicales libres. Gracias a la información recolectada, se decidió utilizaraceite esencial de limón obtenido por hidrodestilación y extracto de cáscara de naranja con extracción por solvente,utilizando etanol diluido al 80% en agua. Decisión basada en lo encontrado en los artículos y en proporcionar alproducto conceptualizado con efectos antiacné y antienvejecimiento principalmente. Mientras las referencias con-sultadas sugirieron el potencial uso de extraíbles de los cítricos en la formulación de un producto para cuidado


de la piel , la realización de una encuesta sirvió como herramienta para obtener una noción de las preferencias delas personas en este tipo de productos. La encuesta permitió conocer preferencias tales como textura en crema,producto sin fragancia y efecto humectante las cuales fueron tenidas en cuenta para la formulación final. Duranteel diseño del sistema coloidal fue imperativo el uso y empleo de heurísticos propuestos en la industria cosmética,eso permitió identificar la naturaleza de la emulsión, así cómo los rangos de concentración por ingredientes aval-ados internacionalmente. Por último, se propone un método de emulsificación de baja energía dadas sus ventajastanto en costo económico como por el hecho de que los compuestos extraídos son termosensibles y pueden serdañados con altas temperaturas, sin embargo, esto podría estar sujeto a revisión ya que otras referencias proponenemplear métodos de alta energía, así como el uso de emulsiones base para integrar el compuesto activo y recrearuna reducción de costos.

VIII. TRABAJO FUTURO

Como bien se mencionó anteriormente, la fase experimental es de vital importancia para la formulación de la cremacon el fin de obtener las características deseadas, por ello la experimentación con las concentraciones propuestassería indispensable para comprobar su estabilidad y propiedades ya sea in vitro o in vivo.También sería importanterealizar un análisis sensorial de la crema con el fin de determinar su aceptación por parte de los posibles consum-idores. De igual forma resultaría de interés realizar un estudio comparativo entre los tres cítricos, evaluando lacapacidad antioxidante y antiacné de los aceites esenciales y extractos, con el fin de poder incluir en la formu-lación los extraíbles que muestren mejor desempeño en estas pruebas. Finalmente , podría evaluarse la viabilidadeconómica de la producción de la crema propuesta.

A. ENCUESTA

1. ¿Cuál es su edad?

2. ¿Con qué género se identifica?

3. ¿Utiliza habitualmente productos para el cuidado de la piel?

4. Al elegir productos para cuidado de la piel ¿Qué características tiene en cuenta?

5. Al aplicarse productos para cuidado de la piel , ¿ en qué momento del día lo hace ?

6. Cuando adquiere un producto para cuidado de la piel , ¿Que textura prefiere?

7. En cuanto a sus productos para cuidado de la piel , los prefiere....

8. ¿Cuánto dinero gasta mensualmente en productos para cuidado de la piel?

9. ¿Está familiarizado con el término "cosmecéutica" ?

Teniendo en cuenta lo dicho en el video, se quiere desarrollar un producto cosmecéutico el cual consiste en unacrema facial elaborada a partir de los extraibles en las cáscaras de los cítricos (limón, naranja y mandarina) , conpropidades anti-acné y anti-envejecimiento.

10. Cuando piensa en este producto, ¿cree que es algo que necesita?

11. Si este producto estuviera disponible , ¿qué tan probable sería que lo comprara?

12. ¿Qué tan innovador le parecería el producto?

13. ¿Consideraría un producto elaborado a partir de cáscaras de cítricos un producto natural?

14. ¿Preferiría este producto ,elaborado con cáscaras de cítricos, a cremas convencionales?

15. ¿Por qué?

16. ¿Qué le llama más la atención del producto?

17. Teniendo en cuenta las propiedades del producto elaborado con cáscaras de cítricos, ¿estaría dispuesto apagar más por este producto que por uno convencional ?

18. ¿Por qué?

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