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Nanotecnología

Belleza fundamentada

Investigadores preparan juntamente con empresas nanocosméticos con aplicaciones variadas

El camino para los nanocosméticos en el mercado mundial se abrió hace 15 años. Fue tarea de la empresa francesa Lancome, división de lujo de L’Oréal, con el lanzamiento de una crema para el rostro transportada por nanocápsulas de vitamina E pura para combatir el envejecimiento de la piel. El desarrollo nanotecnológico se llevó a cabo en la Universidad de Paris 11, que patentó la innovación, licenciada por la empresa. Desde entonces, varios gigantes del sector de cosméticos mundial invirtieron en investigación para desarrollar productos en esa línea. En Brasil, el interés en la nanotecnología aplicada a los cosméticos es reciente, pero que ha involucrado a un número cada vez mayor de empresas e investigadores de las principales universidades brasileñas. Para que un producto cosmético sea clasificado como nanocosmético es necesario que contenga estructuras organizadas y menores que 999 nanómetros (1 nanómetro equivale a 1 milímetro dividido un millón de veces). La identificación de que la cosmética es un área portadora de futuro para la nanotecnología llevó al Ministerio de Ciencia y Tecnología (MCT) a crear e implementar, en 2005, la Red de Nanocosméticos, dice la coordinadora Silvia Guterres, profesora del Departamento de Producción y Control de Medicamentos de la Facultad de Farmacia de la Universidad Federal de Río Grande do Sul (UFRGS). Esta red forma parte de un paquete de estímulos a la nanociencia y nanotecnología implementado en 2001.

La Red de Nanocosméticos está integrada por investigadores de universidades y centros de investigación brasileños que también mantienen colaboraciones científicas con extranjeros. Entre los socios brasileños están, además de la UFRGS, la Universidad de São Paulo (USP), campus de São Paulo y de Ribeirão Preto, el Instituto de Investigaciones Tecnológicas (IPT, sus iniciales en portugués), la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp) y la Universidad Federal de Río de Janeiro (UFRJ). Los colaboradores internacionales están vinculados a universidades de Francia, Suicia, Suecia, Alemania, Inglaterra y Holanda. Dirigimos la mirada hacia la cosmética debido a la oportunidad. Pero mi formación, como la de la mayoría de los miembros de la red, es en el área de medicamentos, dice la coordinadora. Silvia participó del desarrollo del primer medicamento de base nanotecnológica brasileño, un nanoanestésico para la piel de la empresa paulistana Incrementha, formada por las industrias farmacéuticas Biolab y Eurofarma (lea en las ediciones 135 y 143 de Pesquisa FAPESP).

Actualmente, la nanotecnología volcada a la cosmética tiene como foco sobre todo los productos destinados a la aplicación en la piel del rostro y del cuerpo, con acción antienvejecimiento y de fotoprotección. Las nanoestructuras son verdaderos reservorios que controlan la profundidad de penetración del cosmético en la piel y la velocidad con que el activo será liberado, explica Silvia. Las concentraciones de los activos liberadas gradualmente no van a alcanzar límites tóxicos y permiten un suministro constante a las diferentes capas de la piel. La consecuencia de esa forma de acción es más eficacia con menores dosis.

El interés de las empresas fabricantes de cosméticos por la nanotecnología puede medirse por el secreto que rodea a los contratos y convenios sellados con las universidades brasileñas. Aquí, la máxima de que el secreto es el alma del negocio es realmente tomada en serio. No es para menos, porque este es un sector en franca expansión en Brasil. Hoy en día, el país ocupa la tercera posición en el ranking mundial de cosméticos, detrás solamente de Estados Unidos y Japón. En tan sólo dos años, 2005 y 2006, dejó atrás mercados tradicionales como Francia, Alemania e Inglaterra. ?Eso da una idea de la importancia que el cosmético tiene en un país que no es rico, dice Silvia. En 2007 la facturación de las industrias del sector de productos de higiene personal, perfumería y cosméticos en el mercado interno llegó a 19,6 mil millones de reales, representando un aumento de un 11,5% con relación a 2006. Estudios muestran que el consumo de cosméticos en Brasil no se diferencia entre los distintos estratos sociales, dice Silvia. La parte que un consumidor de la clase A, B, C, D o E invierte de su monto financiero en cosméticos es básicamente igual. Lo que cambia es el valor invertido.

El mercado cosmético es muy dinámico y renueva constantemente sus productos, una realidad bastante diversa del área de medicamentos, en que se tarda mucho para desarrollar un producto y que éste establezca en el mercado, donde permanece por muchos años. El área cosmética nos está enseñando mucho, porque en la medida en que consigamos llegar más cerca del final de un ciclo tecnológico, esto será muy útil también para el desarrollo de medicamentos, dice Silvia. Las dos áreas se nutren una de la otra. En Brasil, la primera empresa en desarrollar y sacar mercado un nanocosmético fue O Boticário, con una crema antiseñales para el área de los ojos, la frente y el contorno de los labios llamado Nanoserum. La composición nanoestructurada lleva activos como vitamina A, C y K y un producto para aclarar. La tecnología, desarrollada en sociedad con el laboratorio francés Comucel, tuvo inversiones de 14 millones y forma parte de la línea Active, que comenzó a venderse en 2005.

La Natura lanzó en 2007 un producto para hidratación corporal, llamado Brumas de Leche, con partículas del orden de 150 nanómetros.

Un sistema biocompatible
La tendencia es la expansión de ese mercado. Para eso, las empresas están siempre con las antenas puestas en las innovaciones desarrolladas en las líneas de frente de investigación. El grupo de la profesora Maria Helena Andrade Santana, de la Facultad de Ingeniería Química de la Unicamp y participante de la Red de Nanocosméticos, por ejemplo, trabaja en sociedad con Chemyunion, fabricante nacional de materias primas para productos cosméticos y farmacéuticos, en el desarrollo de productos de base nanotecnológica. La Agencia USP de Innovación está negociando con una empresa la transferencia de tecnología de un sistema nanotecnológico innovador y biocompatible, desarrollado por el grupo coordinado por la profesora Maria Vitória Lopes Badra Bentley, de la Facultad de Ciencias Farmacéuticas de Ribeirão Preto de la USP y también integrante de la red, que recibió en 2006 el Premio Capes de Tesis en el área de farmacia, otorgado por la Coordinación de Perfeccionamiento del Personal de Nivel Superior.

El sistema desarrollado, además de arrastrar, aumenta la penetración cutánea de principios activos, dice la investigadora. Como el proceso legal aún no fue finalizado, ella no da detalles sobre la innovación de ese sistema, pero anticipa que no se trata de liposoma (nanoestructura semejante a pequeñas esferas de grasa) ni de nanopartícula sólida. Da algunas pistas de la innovación. Conseguimos una tasa de penetración muy buena en la piel utilizando ese sistema con péptidos, que son moléculas relativamente grandes para la penetración cutánea, dice. Él tiene una aplicación muy interesante para productos tanto de acción dermatológica como cosmética, completa Maria Vitória, sin poder revelar más sobre el asunto.

El grupo de la investigadora también mantiene convenios de cooperación con algunas empresas para desarrollar y evaluar la eficacia de nuevos productos. Somos pioneros en el desarrollo de metodología in vitro para la evaluación de la penetración cutánea de fármacos, cuyos resultados pueden reflejar la seguridad y la calidad de un producto tópico, dice. Los ensayos se hacen con piel de oreja de cerdo, material muy similar a la piel humana. Las pieles son disecadas, montadas en piezas de vidrio, llamadas células de difusión, y la formulación se pone sobre las mismas. Evaluamos la difusión del fármaco a través de la piel y también en cual capa quedó retenido, explica. Con ese método es posible trabajar con varias preparaciones y tener mayor reproductibilidad en los resultados. Es más fácil que trabajar con varios animales, ya que hay menos interferencia como estrés y otras reacciones fisiológicas, y facilita para identificar la ruta de penetración del producto, dice Maria Vitória. Sin contar que cualquier producto cosmético que haya utilizado animales no puede ser registrado en Europa, destaca la investigadora, que ya hizo pruebas de permeabilidad cutánea para Natura.

Otra área que comienza a despuntar como prometedora en nanocosméticos es la capilar. La investigadora Valéria Longo, del Laboratorio Interdisciplinar de Electroquímica y Cerámica (Liec), integrante del Centro Multidisciplinar para el Desarrollo de Materiales Cerámicos y vinculado a la Universidad Federal de São Carlos, tuvo aprobado un proyecto por la Financiadora  de Estudios y Proyectos (Finep) para desarrollar, en sociedad con la empresa Kosmoscience, de la localidad Valinhos, una nanoemulsión para alisamiento de cabellos. Por el tamaño reducido de las partículas, es posible obtener una emulsión que, además de mantener la propiedad constante en toda a extensión del cabello, va a recubrir con más eficiencia las fibras capilares, dice Valeria. La ventaja es que la nanoemulsión, diferentemente de los alisadores comunes, no necesitará destruir la estructura externa de las fibras capilares, llamada cutícula, para penetrar en los hilos. Sucede que la fibra tiene naturalmente microcanículos que permean moléculas pequeñas, como el agua. El producto en el nivel nano aprovecharía ese paso natural que la fibra posee. El grupo de la profesora Maria Helena, en sociedad con Chemyunion, desarrolló una tecnología de producción de nanopartículas de sericina (proteína originaria de la seda), utilizada para la fabricación de un producto que proporciona sellado de las cutículas de los hilos dañados, llamado Seriseal. El producto devuelve a los cabellos la apariencia saludable, dice la investigadora. El lanzamiento está previsto para que tenga lugar hasta la mitad del año.

Nuevos matices
Los caminos para la utilización de las nanopartículas apuntan en varias direcciones. Empresas como L’Oréal apuestan que, en el futuro, su cartera de productos de maquillaje se basará en nanopigmentos. Serán obtenidas tonalidades de colores nunca antes vistos, con muchos más matices, dice Silvia. El desarrollo brasileño en la nanotecnología pasa por la Red de Nanocosméticos, grupo de investigación virtual que tiene como objetivo transitar por todos los ciclos de desarrollo de un producto, generando competencia brasileña. El modelo escogido para el estudio de la red es un filtro solar. Un grupo en la UFRJ, por ejemplo, trabaja con alergenicidad de productos cutáneos utilizando el modelo de estudio. Otros dos grupos, del IPT y de la UFRGS, en la otra punta del ciclo de producción, trabajan con producción en escala, relata Silvia. La red funciona como catalizadora para impulsar la aproximación de la universidad con la empresa. Cuando la red surgió, ella agregó investigadores que hacían investigaciones en el área de nanotecnología y podrían tener aplicación en el área de cosmética, dice Maria Vitória.

El grupo coordinado por la investigadora ya trabajaba, antes de integrar la red, en el desarrollo de productos tópicos para aplicación en la piel con finalidad dermatológica y cosmética. Maria Vitória, que hace 17 años se dedica al área de permeabilidad cutánea, explica que no hay diferencia entre encapsular un activo para una inflamación cutánea y una vitamina con acción cosmética. No obstante, antes de escoger el sistema nanotecnológico más adecuado para transportar un principio activo, es necesario saber cuál es el lugar de entrega del producto, el tamaño de la molécula activa y otras variables. Existen factores químicos, biológicos, físicos y tecnológicos que están involucrados para finalizar un producto con calidad, dice Maria Vitória, que recibió financiación de la FAPESP para la compra de equipamientos utilizados en nanotecnología.

Acción diferenciada
La definición tradicional de cosmético es la de un producto que no penetra en la piel y tiene principalmente actividad sensorial, dice Maria Helena. Cuando las moléculas de los principios activos de las cremas poseen tamaños mayores, ellas quedan solamente en la superficie de la piel, protegiéndola de la pérdida de agua. Por lo tanto, tiene efecto puramente cosmético. Pero actualmente se está dando mucho énfasis en los dermocosméticos, con acción diferenciada en la aplicación?. Es exactamente ésa la actuación que se busca  para los nanocosméticos. Una acción más eficaz en arrugas y rellenos por la penetración más profunda de las partículas en la piel, sin el riesgo de alcanzar la corriente sanguínea. En nuestro laboratorio  estamos trabajando también con nanopartículas poliméricas de ácido hialurónico y liposomas del tipo elástico, ambas con mayor poder de penetración en la epidermis, pero que no dejan al cosmético alcanzar la dermis, la región más profunda de las capas de la piel, dice.

Los liposomas funcionan en las modernas estrategias utilizadas en nanotecnología como una cápsula transportadora de principios activos. El componente estructural de los liposomas son los fosfolípidos, el mismo de las células de nuestro organismo. Para que puedan penetrar por los poros de la piel, ellos tienen la superficie modificada con polímeros biocompatibles, de forma de convertirse flexibles o elásticos. Eso ocurre porque, para acarrear una cantidad significativa de principio activo de crema hacia una capa ubicada de debajo de la piel, es necesario construir partículas de cerca de 100 nanómetros. Como la mayoría de los poros de la piel tiene 30 nanómetros, para que el liposoma pase por ellos y penetre en la epidermis tiene que deformarse, manteniendo su integridad. El polímero dispuesto en la superficie debe ser altamente hidrofílico, o sea, captar mucha agua, estabilizando y protegiendo los liposomas contra el  rozamiento al pasar por el poro. Ésta es una diferencia con relación a otras nanopartículas y requiere conocimiento de ingeniería de la permeabilidad de la partícula en nanoporos, para la obtención del resultado deseado, dice Maria Helena.

Además de los liposomas, las nanoestructuras más utilizadas para encapsular activos son las nanopartículas poliméricas y las lipídicas sólidas. Las nanopartículas poliméricas comprenden dos tipos: las matriciales o nanoesferas, compuestas sólo de polímeros, y las vesiculares o nanocápsulas, hechas de aceite y recubiertas con polímero. Ambas se emplean para encapsular activos lipofílicos, que presentan gran afinidad química con grasas. Las nanopartículas lipídicas sólidas también se destinan a transportar compuestos lipofílicos. La gran convocatoria de este tipo de nanopartículas radica la técnica de producción, de fácil escalonamiento para una rápida aplicación industrial, dice la profesora Adriana Pohlmann, del Instituto de Química de la UFRGS y vicecoordinadora de la red. Perfumes como el Allure, de Chanel, contienen nanoestructuras del tipo micelares, que controlan la liberación gradual de algunos aromas y su mantenimiento por más tiempo, ejemplifica Silvia.

Las nanopartículas utilizadas en los productos cosméticos son divididas en dos grupos: lábiles e insolubles. Las lábiles son las que se disuelven física o químicamente después de su aplicación sobre la piel, es el caso de los liposomas y de las nanopartículas biodegradables, mientras que las  partículas insolubles, como los fulerenos y nanotubos estructuras nanométricas hechas de carbono y puntos cuánticos minúsculas partículas semiconductoras son incapaces de desestructurarse en los medios biológicos. Esa clasificación, propuesta por el Comité Científico de Productos para el Consumo de la Unión Europea, en 2007, fue creada para diferenciar los riesgos de las diferentes nanoestructuras y surgió después de los cuestionamientos hechos en relación a la seguridad del uso de óxidos metálicos, tales como el dióxido de titanio y el óxido de zinc, en protectores solares. La elección de la partícula lábil o insoluble se hace al comienzo del proceso porque es necesario prever cómo ella va a entrar en la formulación, de qué forma va a liberar los activos y qué va a suceder después de completar su función?, dice Adriana.

Producto seguro
La mayoría de los productos que están en el mercado está compuesta básicamente por nanoestructuras a base de polímeros biodegradables o de fosfolípidos como la lecitina de la soja, biocompatibles y biodegradables. Cuando el producto tiene nanopartículas insolubles, como ocurre con algunos filtros solares, es necesario verificar la seguridad, principalmente en los casos en que las partículas tienen menos de 100 nanómetros de diámetro. Arriba de eso, la tendencia es de que queden retenidas en el estrato córneo, la capa superior de la epidermis. En el proceso de renovación de la piel son eliminadas, dice Adriana. Los filtros solares pueden ser químicos o físicos. Para la obtención de filtros solares con factor de protección más alto, es común la asociación de ambos. Los químicos son moléculas orgánicas que absorben la radiación ultravioleta. Los físicos son partículas inorgánicas, por lo tanto insolubles, que reflejan los rayos UV. Cuando la partícula es muy grande y el objetivo es bloquear la radiación solar, el protector aplicado en el cuerpo crea una capa blanquecina, dice Adriana. Para conseguir la misma protección y un efecto más transparente, es necesario disminuir el tamaño de las partículas. Es eso lo que las empresas están haciendo, disminuyendo las partículas de la escala micrométrica para la nanométrica, pero manteniendo la misma protección. Muchas veces esas partículas están debajo de los 100 nanómetros y pueden entrar en el torrente sanguíneo, dice Adriana. Ella destaca que es posible hacer formulaciones con menos de 100 nanómetros, siempre que se hagan ensayos que prueben la seguridad del producto.

La seguridad fue el tema del III Diálogo Internacional de Investigación Responsable y Desarrollo de Nanotecnología, realizado en los días 11 y 12 de marzo de este año, en Bruselas, Bélgica, que contó con la participación de representantes de países de la Comunidad Europea, de los Estados Unidos, Japón, Australia, Brasil y otros. La posición más responsable es considerar el hecho de que hay posibilidad de algún riesgo en la utilización de cualquier producto nuevo, sea nanotecnológico o no, dice el profesor Mario Baibich, coordinador general de Micro y Nanotecnología del Ministerio de Ciencia y Tecnología. En la reunión también se puso de relieve la importancia de verificar cuánto efectivamente tiene un nuevo producto de nanotecnología. Muchos cosméticos son lanzados con llamamiento nanotecnológico cuando a decir poseen tamaño en micrones, destaca Baibich.

Además de esa verificación, es necesario evaluar, por el tamaño y la composición de las partículas, si el producto tiene o no capacidad de penetrar en el organismo humano por las paredes celulares. Eso hace que la nanotecnología sea más cara, porque quien es el responsable va a seguir todos los parámetros científicos antes de hacer marketing de un nuevo producto, dice el profesor. Una de las formas de tener control sobre el tamaño de las partículas que están siendo fabricadas es vía nanometrología, trabajo que comenzó a hacerse recientemente en Brasil, en el Instituto Nacional de Metrología, Normalización y Calidad Industrial (Inmetro).

Es difícil hacer una estimación de cuántos productos con nanotecnología existen actualmente en el mercado cosmético mundial, porque no hay obligatoriedad legal de informar la presencia de nanopartículas en cosméticos. También puede suceder que la empresa indique en el embalaje que el producto contiene partículas de dimensión nanomérica, sin por ello verificar el tamaño de la partícula. En  Brasil hicimos un análisis de productos que hacían mención a la nanotecnología y verificamos que algunos traían en los embalajes referencias que inducían a creer que tenían un componente nanotecnológico, pero por el precio uno se percataba de que eso no era posible, dice Silvia. La nanotecnología impone cierto costo al producto. La crema Primordiale, la primera con nanotecnología lanzada por lLancóme para combatir las marcas de la edad, cuesta 289,00 reales en el sitio de la empresa. Un producto similar de Anna Pegova, llamado Akinésine, sale por 378,00 reales. Precios mucho mayores que los de las cremas antimarcas sin nanotecnología de las mismas empresas se venden en promedio a entre 80 y 120 reales.

El Proyecto
Laboratorio multiusuario de caracterización de sistemas de liberación micro y nanodispersos de fármacos; Modalidad Programa Equipamientos Multiusuarios; Coordinadora Maria Vitória Bentley – USP; Inversión
364.287,32 reales (FAPESP)

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