Preparation, characterization and evaluation of moisturizing and UV protecting effects of topical solid lipid nanoparticles

ABSTRACT

Solid lipid nanoparticles (SLN) were recently proposed as carriers for various pharmaceutical and cosmetic actives. These lipid nanoparticles can act as moisturizers and physical sunscreens on their own. Therefore, the full potential of these carriers has yet to be determined. The present study was aimed to determine and compare moisturizing and UV-protecting effects of different solid lipid nanoparticles (SLN) prepared by different solid lipids including Glyceryl monostearate (GMS), Precirol® (P) and cetyl palmitate (CP) as carrier systems of moisturizers and sunscreens. The influence of the size and matrix crystallinity of the solid lipids on the occlusive factor, skin hydration and UV-protection were evaluated by in vitro and in vivo methods. The SLN were prepared by high-shear homogenization and ultrasound methods. Size, zeta potential and morphological characteristics of the samples were assessed by transmission electron microscopy (TEM) and thermotropic properties with differential scanning calorimetry (DSC) technique. Results of the assessments showed that SLN-CP significantly increases skin hydration and UV-protection, compared to SLN-GMS and SLN-P. It was demonstrated that the size of SLN, crystallinity index of solid lipid in SLN and probably other mechanisms besides the occlusive factor can influence skin hydration and UV-protection indices. Furthermore, findings of the assessments demonstrated significant difference between in vitro and in vivo assessments regarding occlusive factor and moisturizing effects. Findings of the present study indicate that the SLN-CP could be a promising carrier for sunscreens and moisturizers.

RESUMO

Nanopartículas lipídicas sólidas (NLS) foram, recentemente, propostas como carreadores de vários ativos cosméticos e farmacêuticos. Essas nanopartículas lipídicas podem atuar como hidratantes e protetores solares físicos por si só. Assim sendo, determinou-se o potencial desses carreadores. Os objetivos do presente estudo foram determinar e comparar os efeitos hidratantes e protetores contra UV das diferentes partículas lipídicas sólidas (NLS) preparadas com diferentes lipídios sólidos, incluindo o monoestearato de gligerila (MSG), Precirol® (P) e palmitato de cetila (PC) como sistemas carreadores de hidratantes e de protetores solares. A influência do tamanho e da cristalinidade da matriz dos lipídios sólidos no fator oclusivo, na hidratação da pele e na proteção ao UV foi avaliada por métodos in vitro e in vivo. As NLS foram preparadas por homogeneização por alto corte e métodos de ultrassom. Tamanho, potencial zeta e características morfológicas das amostras foram determinados por microscopia de transmissão eletrônica (MTE) e as propriedades termotrópicas, com diferentes técnicas de calorimetria diferencial de varredura (CDV). Os resultados mostraram que NLS-PC aumenta significativamente a hidratação da pele e a proteção ao UV, comparativamente à NLS-MSG e à NLS-P. Demonstrou-se que o tamanho da NLS, índice de cristalinidade do lipídio sólido na NLS e, provavelmente, outros mecanismos além do fator oclusivo podem influenciar a hidratação da pele e os índices de proteção ao UV. Além disso, os resultados mostraram diferença significativa entre as avaliações in vitro e in vivo com relação ao fator oclusivo e aos efeitos hidratantes. Os resultados do presente estudo indicam que NLS-PC poderia ser um carreador promissor para protetores solares e hidratantes.