Desenvolvimento de nanoemulsões de café verde para fins farmacêutico e cosmético

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia e Biociências, Florianópolis, 2019.O café verde é reconhecida fonte de compostos fenólicos antioxidantes, auxiliando no combate ao estresse causado por radicais livres, sendo um promotor da saúde humana. O uso tópico desses compostos tem sido recomendado à prevenção do fotoenvelhecimento, do envelhecimento natural e como agente de proteção solar. Além dos compostos fenólicos, os ácidos graxos do óleo de café verde (linoleico, oleico e alfa-linolênico) são descritos por sua atividade antibacteriana, além de emolientes e de hidratação, interessantes a um cosmético. Para o desenvolvimento de produtos cosméticos/farmacêuticos eficazes é necessário comprovar o transporte destes através da barreira cutânea. Para tal, uma abordagem nanotecnológica (nanoemulsões) poderá ser adotada otimizando a absorção dos compostos bioativos. Nanoemulsões contendo óleos e extratos vegetais são usualmente biocompatíveis e aumentam a disponibilidade de ativos nanoencapsulados, potencializando seus efeitos biológicos. Neste contexto, este trabalho objetivou desenvolver e caracterizar nanoemulsões contendo extrato aquoso e óleo de café verde, seguido da comprovação de seus efeitos antioxidante, antimicrobiano e promotor de proliferação celular. As nanoemulsões de café verde foram preparadas por emulsificação espontânea e caracterizadas quanto ao tamanho médio de partícula, índice de polidispersão, potencial zeta, pH, estabilidade, teor de compostos fenólicos e ácidos graxos, bem como a eficiência de encapsulação. A atividade antioxidante e antimicrobiana das nanoemulsões foram determinadas, além da toxicidade, dos efeitos proliferativo de fibroblastos murinos BALB/c 3T3, clone a 31, de irritação ocular e de irritação cutânea. As nanoemulsões de café verde apresentaram distribuição monodispersa de partículas (PdI <0,3), com tamanho médio entre 217 e 300 nm, potencial zeta entre -30 e -48 mV e valores de pH entre 6,0 a 6,5, compatíveis com a aplicação dérmica. As formulações permaneceram estáveis 90 dias de armazenamento. O potencial antioxidante das nanoemulsões apresentou valores de 90,46% (F7) e 69,89% (F16) - método DPPH, e de 97,47% (F7) e 100% (F16) - método FRAP. As nanoemulsões mostraram-se eficazes contra Staphylococcus aureus e S. epidermidis, atingindo valores de inibição entre 85 e 100%, respectivamente. Em concentrações de nanoemulsões de 50% inibiram o crescimento de Escherichia coli em 88,79%. Em relação à viabilidade celular, as nanoemulsões F7 e F16 não foram citotóxicas até 100 µg/mL. E proliferativo celular de 88% e 75,2% para a F7 e a F16, respectivamente, foram detectados, além de ausência de irritação ocular. Em relação ao potencial de irritação cutânea, as formulações demonstraram 97% de viabilidade nos tecidos analisados. Diante do exposto, as nanoemulsões de extrato aquoso e óleo de café verde foram consideradas estáveis, com eficácia e segurança comprovadas, sendo promissoras à aplicação cutânea e potenciais insumos/produtos às áreas médica, farmacêutica e cosmética, além do eventual uso como sanitizante de ambientes.Abstract: Green coffee is a recognized source of antioxidant phenolic compounds, helping to combat stress caused by free radicals, being a promoter of human health. The topical use of these compounds has been recommended for the prevention of photoaging, natural aging and as a sun protection agent. In addition to phenolic compounds, green coffee oil fatty acids (linoleic, oleic and alpha-linolenic) are described for their antibacterial activity, as well as emollients and hydration, interesting to a cosmetic. For the development of effective cosmetic/pharmaceutical products it is necessary to prove their transport through the skin barrier. For this, a nanotechnological approach (nanoemulsions) can be adopted optimizing the absorption of bioactive compounds. Nanoemulsions containing oils and plant extracts are usually biocompatible and increase the availability of nanoencapsulated assets, enhancing their biological effects. In this context, this work aimed to develop and characterize nanoemulsions containing aqueous extract and green coffee oil, followed by proof of their antioxidant, antimicrobial and cell proliferation promoting effects. Green coffee nanoemulsions were prepared by spontaneous emulsification and characterized by average particle size, polydispersion index, zeta potential, pH, stability, content of phenolic compounds and fatty acids, as well as encapsulation efficiency. The antioxidant and antimicrobial activity of nanoemulsions were determined, in addition to toxicity, the proliferative effects of BALB/c 3T3 murine fibroblasts, clone 31, eye irritation and skin irritation. The green coffee nanoemulsions presented monodisperse particle distribution (PdI < 0.3), with average size between 217 and 300 nm, zeta potential between -30 and -48 mV and pH values between 6.0 and 6.5, compatible with dermal application. The formulations remained stable 90 days of storage. The antioxidant potential of nanoemulsions was 90.46% (F7) and 69.89% (F16) - DPPH method, and 97.47% (F7) and 100% (F16) - FRAP method. Nanoemulsions were effective against Staphylococcus aureus and S. epidermidis, reaching inhibition values between 85 and 100%, respectively. At 50% nanoemulsion concentrations inhibited Escherichia coli growth by 88.79%. Regarding cell viability, F7 and F16 nanoemulsions were not cytotoxic up to 100 µg / mL. Cell proliferative of 88% and 75.2% for F7 and F16, respectively, were detected, in addition to the absence of eye irritation. Regarding the potential for skin irritation, the formulations demonstrated 97% viability in the tissues analyzed. Given the above, the nanoemulsions of aqueous extract and green coffee oil were considered stable, with proven efficacy and safety, promising skin application and potential supplies/products to the medical, pharmaceutical and cosmetic areas, as well as the possible use as a sanitizing environment