"Production of oil-based emulsions with antimicrobial activity for the development of new cosmetic products"

Abstract

Several dermo cosmetic products have a limited and inaccurate antiseptic ability. In thiscontext, have been presented at the market new product ranges that include essential oils, but whose result it is not effective.The development of new dermocosmetic formulations, with better antisepticproperties and, preferably, incorporating natural-based components, such as essential oils, becomes imperative. Thus, in this work, we produced and characterized emulsions based on essential oils constituted by components with verified antimicrobial action, such as thymol, through the incorporation of natural-based surfactants and stabilization with biopolymers.These emulsion systems were evaluated for their antimicrobial capacity, by determining their minimum inhibitory concentration (MIC), with a view to their application in the development of innovative cosmetic products.Products with antiseptic capacity have always played an important role in our society,given their ability to control the proliferation of microorganisms present on the skin, reducing the risk of developing infections.Essential studies were conducted for the production of stable emulsions, such asdetermining the critical micellar concentration (CMC) of several natural-based surfactants under study, such as lauryl glycoside, decyl glycoside, coconut glycoside, cocamidopropril betaine, tween 20 and tween 80.Then emulsions were produced with model systems, such as vegetable oil and coconutoil, aiming to determine their emulsification indexes (EI), to select the surfactants with the highest emulsification and stabilization capacity for these oils. In order to obtain more stable emulsions over time, considering the future application intended for these systems, the influence of the presence of biopolymers, xanthan gum (XG) and carboxymethyl cellulose 700,000 (CMC 700,000), on these emulsions was also evaluated.The antimicrobial activity of six essential oils (thyme, oregano, eucalyptus, mint, lemonand tea tree) was evaluated on four bacterial strains, E. coli ATCC 8739, P. aeruginosa DM, S. aureus ATCC 6538, E. faecalis ATCC 29212, by determining MIC using the microdilution assay.In a last phase, after the selection of thyme, oregano and mint oils as having the highest antibacterial capacity, emulsions containing these oils individually and as a mixture were produced in order to evaluate the synergistic effect between them, by determining their MICs, also using the microplate dilution method.With this study it was possible to produce and study natural-based emulsions withessential oils, very promising for application in the development of innovative dermocosmetic products with differentiated properties.

Vários produtos dermocosméticos têm uma capacidade antisséptica limitada e inexata.Neste contexto, foram apresentadas no mercado novas gamas de produtos que incluem óleosessenciais, mas cujo resultado não é eficaz.O desenvolvimento de novas formulações de dermocosméticos, com melhorespropriedades antissépticas e, de preferência, incorporando componentes de base natural,como os óleos essenciais, torna-se imperativo. Assim, neste trabalho, foram produzidas ecaracterizadas emulsões à base de óleos essenciais constituídos por componentes com açãoantimicrobiana verificada, como o timol, através da incorporação de surfactantes de basenatural e estabilização com biopolímeros. Estes sistemas de emulsão foram avaliados quanto à sua capacidade antimicrobiana, através da determinação da sua concentração mínima inibitória (CMI), com vista à sua aplicação no desenvolvimento de produtos inovadores na área da cosmética.Produtos com capacidade antisséptica sempre tiveram um papel preponderante nanossa sociedade, dada a capacidade de controlo da proliferação de microrganismos presentes na pele, reduzindo o risco de desenvolvimento de infeções.Foram realizados estudos essenciais para a produção de emulsões estáveis, como adeterminação da concentração micelar crítica (CMC) de diversos surfactantes de base natural em estudo, como o lauril glicosídeo, decil glicosídeo, glicosídeo de coco, cocamidopropril betaína, tween 20 e tween 80.Depois foram produzidas emulsões com sistemas modelo, como o óleo vegetal e óleode côco, tendo como objetivo a determinação dos seus índices de emulsificação (IE), de forma a se selecionar os surfactantes com maior capacidade de emulsificação e estabilização destes óleos. De forma a se obter emulsões mais estáveis ao longo do tempo, tendo em vista a aplicação futura que se pretende para estes sistemas, foi também avaliada a influência da presença de biopolímeros, goma xantana (GX) e carboximetil celulose 700.000 (CMC 700.000), nestas emulsões.A atividade antimicrobiana de seis óleos essenciais (tomilho, orégãos, eucalipto, menta,limão e árvore de chá) foi avaliada em quatro estirpes bacterianas, E. coli ATCC 8739, P.aeruginosa DM, S. aureus ATCC 6538, E. faecalis ATCC 29212, através da determinação da CMI,utilizando o método de microdiluição em placa.Numa última fase, após a seleção dos óleos de tomilho, orégãos e menta, como os quepossuem maior capacidade antibacteriana, foram produzidas emulsões contendo estes óleosindividualmente e na forma de mistura, de modo a avaliar o efeito sinergístico entre osmesmos, pela determinação das suas CMI´s, utilizando, também, o método de microdiluiçãoem placa.Com o presente estudo foi possível a produção e estudo de emulsões de base naturalcom óleos essenciais, muito promissoras para aplicação no desenvolvimento de produtos dedermocosmética inovadores e com propriedades diferenciadas.