Estudo de Parâmetros de Estabilidade de Emulsões Cosméticas

     As emulsões são úteis em produtos cosméticos já que possuem uma aparência elegante, sendo agradáveis ao toque e ao olho humano, e se apresentam como uma fase homogênea.

     Emulsões cosméticas são preparações farmacêuticas obtidas pela dispersão de duas fases imiscíveis, ou seja, são misturas relativamente estáveis de água e componentes oleosos com a presença de um emulsificante.1

     São muito utilizadas em cosméticos para aplicação tópica, assim como em preparações farmacêuticas2 e em suas fases podem ser incorporados ativos hidrossolúveis e/ou lipossolúveis, dependendo de suas características e dos efeitos desejados.3

     Do ponto de vista médico/cosmético, a emulsão não deve ser irritante, não deve degradar e tem que ser compatível com princípios ativos e aditivos especiais.3

     A hidrofilia ou lipofilia da fase dispersante classifica a emulsão em: água-emóleo (A/O), que contém água como fase dispersa sob a forma de pequenas partículas na fase oleosa, e óleo-em-água (O/ A), em que a emulsão é composta pela dispersão de material oleoso/graxo na fase aquosa.

     Segundo a Farmacopéia Americana (USP, 1990) estabilidade é definida como a amplitude na qual um produto mantém, dentro de limites especificados, as mesmas propriedades e características que possuía quando de sua fabricação, durante seu período de armazenamento e de uso.

     A instabilidade física das emulsões é causada pela separação das fases, promovendo mudança considerável na aparência, viscosidade, densidade, redispersabilidade e “performance” do produto. Pode ainda ocorrer a instabilidade química com alterações dos valores de pH, hidrólise de tensoativos, umidade, contaminação microbiana, tamanho da partícula e processos fotoquímicos.4,5

     Qualquer componente presente na fórmula, ativo ou não, pode afetar a estabilidade de uma emulsão. Variáveis relacionadas à formulação, ao processo de fabricação, ao material de acondicionamento e às condições ambientais e de transporte também podem influenciar. Conforme a origem, essas alterações podem ser classificadas como extrínsecas (determinadas por fatores externos) ou intrínsecas (quando determinadas por fatores inerentes à formulação).4

     Uma emulsão está exposta a fatores externos como tempo (envelhecimento do produto), temperatura (altas e baixas acelerando reações físico-químicas), luz e oxigênio (reações de óxido-redução), umidade (alteração de volume, peso e aspecto) microrganismos (contaminação), além do material de acondicionamento (embalagens plásticas ou de vidro, bambonas transparentes). Os fatores internos ou intrínsecos estão relacionados com a incompatibilidade química (alteração de pH, reações de óxido-redução, reações de hidrólise, interação entre os componentes da formulação e estes ao material da embalagem). 4

     No preparo de emulsões, as bases autoemulsionantes mais utilizadas são a aniônica, que além de ser muito usada é muito antiga, representada pela Lanette Wax N (marca da Cognis) composta por álcool cetoestearílico e cetil estearil sulfato de sódio; e a não-iônica, também muito utilizada, conhecida como Polawax NF (marca da Croda) composta por álcool cetoestearílico e monoestearato de sorbitano polioxietileno 20, sendo estas as bases preferidas pela boa estabilidade que apresentam.6

     Na área cosmética não existe nenhum protocolo oficial padronizando os testes de estabilidade, pois estes devem ser adequados aos objetivos do formulador, da forma cosmética e dos constituintes da formulação.

     No intuito de direcionar as indústrias cosméticas e/ou formuladores, a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa), publicou um guia de estabilidade sugerindo parâmetros de avaliação e os testes de estabilidade.4

     Segundo este guia, os testes podem ser classificados de acordo com as seguintes etapas:

     - Teste de centrifugação a 3 mil rpm, durante 30 minutos. A emulsão deve se manter estável, e qualquer sinal de instabilidade indica a necessidade de reformulação. Se aprovada, pode ser submetida a outros testes de estabilidade.

     - Teste preliminar ou triagem ou ainda teste de curto prazo, consistindo de testes de laboratório com duração de tempo reduzida. Empregam-se condições extremas de temperatura (variação de -5°C a 50°C) com o objetivo de acelerar possíveis reações entre seus componentes, como o surgimento de alteração nas características organolépticas e físico-químicas. A duração deste estudo é de aproximadamente 15 dias.4

     - Testes de estabilidade exploratória, normal ou teste de estabilidade acelerada, tem como objetivo fornecer dados para prever a estabilidade do produto, tempo de vida útil e compatibilidade com o material de acondicionamento.

     Duração aproximada de 90 dias, onde as formulações são submetidas a condições menos extremas, sob aquecimento em estufas, resfriamento em refrigeradores, exposição à radiação luminosa e à temperatura ambiente. Os parâmetros avaliados também estão relacionados com as características organolépticas e físico-químicas.4

     Além desses testes, recomenda-se realizar ainda o teste de prateleira, também denominado teste de longa duração ou shelf life, que visa comprovar o prazo de validade estimado no teste de estabilidade acelerada. É um estudo que avalia o comportamento do produto em condições normais de armazenamento à temperatura ambiente, avaliadas periodicamente até que se expire o prazo de validade.4

     Esses testes fornecem informações que indicam o grau de estabilidade relativa de um produto nas variadas condições a que possa estar sujeito desde a sua fabricação até o término de sua validade. Além disso, orienta o desenvolvimento da formulação, uso o material de acondicionamento, o aperfeiçoamento das formulações, estima o prazo de validade e sua confirmação, auxiliando no monitoramento da estabilidade, produzindo informações sobre confiabilidade e segurança do produto.4

     Os parâmetros analisados na estabilidade são parâmetros organolépticos onde se avalia cor, aspecto e odor e, nos parâmetros físico-químicos, são analisados o valor de pH e a ocorrência de processos fotoquímicos.4

     Foram formuladas duas emulsões cremosas, sendo uma de natureza aniônica, Lanette (Fórmula 1), e outra de natureza nãoiônica, Polawax (Fórmula 2).

Preparo das emulsões

     As emulsões foram preparadas pelo método de inversão de fases. As fases aquosas e oleosas foram aquecidas a 75°C - 85°C. A fase oleosa foi vertida lentamente sobre a fase aquosa, sob constante agitação, até completa homogeneização, resfriamento e emulsionamento do sistema.

Análise macroscópica das formulações

     A análise microscópica foi realizada após 24 horas do preparo das amostras. Durante, e após todas as avaliações, observou-se as características organolépticas e a homogeneidade das formulações.

Programa geral de amostragem

     As amostragens, tanto da emulsão da base aniônica como da emulsão de base não-iônica, foram preparadas da seguinte maneira: início 24 horas após a respectiva fabricação com o teste de centrifugação e, em seguida, os demais testes de estabilidade.

Teste de centrifugação

     Em tubo de ensaio específico para centrífuga (Bio Eng BE 4000 Brushless) foram adicionados 5 g de cada amostra, pesados em balança semianalítica (Bio Precisa JA 3003 N) e submetidos a um ciclo de 3 mil rpm durante 30 minutos à temperatura ambiente.

Teste de estabilidade preliminar

     As amostras foram acondicionadas em placas de Petri transparentes, com tampa. A quantidade de produto colocado foi de 30 g de cada amostra para cada teste.4 Com duração de 12 dias, as amostras foram submetidas a condições extremas de estresse, visando acelerar o surgimento de possíveis sinais de instabilidade do meio. As amostras foram submetidas à aquecimento em estufa (Biopar - Mod S-80BA n. 391) a temperatura 50±2°C, resfriamento em freezer (Dako Duo Cap. 450L, Turbo Frio) a temperatura -5 ±2°C, completando assim os ciclos de 24 horas alternados de resfriamento e aquecimento, provocando um choque térmico na emulsão, durante 12 dias. As leituras foram realizadas antes do início do teste e no final do 6° ciclo (12 dias).4

     A determinação do pH foi realizada em peagâmetro (Gehaka – Mod 2000) inserindo o eletrodo diretamente nas emulsões.

Teste de estabilidade acelerada

     As amostras foram acondicionadas em placas de Petri transparentes, com tampa, onde 30 g das emulsões, consideradas estáveis pelos testes preliminares, foram submetidas a condições variáveis de temperaturas, utilizando uma amostra de cada emulsão para cada teste.4

     As formulações foram submetidas a aquecimento em estufa elétrica (Biopar - Mod S-80BA n. 391) à temperatura de 50°C ±2°C, a resfriamento em freezer (Dako Duo Cap. 450L, Turbo Frio) à temperatura 5°C±2°C, à temperatura ambiente e em ambiente com luz solar direta, por 90 dias consecutivos.

     Os resultados dos testes de estabilidade preliminar e acelerados foram submetidos à análise visual (aspecto e aparência do produto), olfativa e de espalhabilidade para os parâmetros organolépticos.

     Na avaliação do aspecto, primeiramente foram definidas quais as características desejáveis para o produto. Dentre as características organolépticas, as qualidades desejáveis foram homogeneidade, brilho, maciez, sensoarial, opacidade. Dentre os defeitos aceitáveis e os defeitos sérios se incluem: para homogeneidade, o defeito sério é o produto se apresentar heterogêneo; para o brilho, o defeito aceitável é pouco brilho e o defeito sério é opaco; para a qualidade maciez, o defeito sério é fibroso; para a qualidade sensorial ao tato, o defeito sério é sensorial grosso, para a opacidade, o defeito aceitável é translúcido ou perolizado e o defeito sério é opalescente. Como defeito sério em qualquer produto são inaceitáveis as bolhas de ar.7

     As duas bases cremosas, a aniônica e a não-iônica, decorridas 24 horas após o preparo, foram submetidas aos testes propostos.

     Ambas as emulsões se apresentaram estáveis, ou seja, não mostraram precipitação, nem separação de fases e não ocorreu a formação de caking, visto que o teste de centrifugação possibilita observar rapidamente a separação de fases da dispersão, podendo, dessa forma, prever se o produto irá separar em função do tempo. É uma ferramenta que permite avaliar, em curto espaço de tempo, possíveis instabilidades físico-químicas das formulações.5

     As amostragens utilizadas para a realização dos testes levaram aos resultados descritos a seguir.

     a) Estabilidade preliminar

     A aparência de maciez, sensorial ao tato e opacidade, de acordo com parâmetros de qualidade desejáveis e pré-estabelecidos para os produtos, somente foram atendidas na emulsão Polawax (Tabela 1).

     A aparência sem brilho dessa emulsão se deveu à desidratação sofrida pela emulsão durante o teste proposto, devido à instabilidade do agente umectante escolhido para a formulação. Seria necessária a troca desse agente uma vez que uma das funções do umectante é manter a emulsão hidratada.

b) Estabibilidade acelerada

     Quanto à exposição direta à luz solar, não foi observado qualquer variação, estando dentro dos parâmetros analisados conforme descreve a Tabela 2.

     A única exceção diz respeito à análise realizada sobre o parâmetro físico – odor - que apresentou característica rançosa, devido ao processo de oxidação dos componentes oleosos.

    As duas emulsões apresentaram alterações na maioria das suas características após o período de 90 dias em estufa à 50ºC, devido à desidratação sofrida pela alta temperatura e pelo longo tempo a ela submetida (Tabela 3).

     Apenas a homogeneidade dessas formulações não sofreu alteração. Quando submetidas ao teste do freezer por 90 dias (Tabela 4), as emulsões, tanto Lanette como Polawax, não alteraram as suas características, mantendo-se dentro do pré-estabelecido no Guia de Estabilidade de Produtos Cosméticos – Anvisa.

     c) Parâmetros físicos

     As duas formulações apresentaram aspectos de homogeneidade em todos os testes aplicáveis (Tabela 5). Quanto ao aspecto da cor, ambas apresentaram aspectos dentro do padrão aceitável, em todos os testes aplicáveis (Tabela 6).

     d) Parâmetros químicos

     O pH das duas emulsões, durante todo o processo de teste, diminuiu gradativamente (Tabela 7), mas mantiveram-se dentro do pH fisiológico da pele (5,5 a 6,5). É evidente que se adicionado algum aditivo especial, faz-se necessário a correção desse pH.

     Atualmente, as metodologias empregadas para o estudo de estabilidade são planejadas de maneira que permitam fornecer informações adequadas para a tomada de decisões conveniente para o produto desenvolvido, no menor tempo possível e com mínimo de investimento.6 O comportamento dos produtos, frente à alta temperatura, foi muito significativo, mostrando que cada vez mais esses testes de estabilidade de produtos farmacêuticos ou cosméticos sejam aprimorados e otimizados para garantia de uso ao consumidor. Com isso, os formuladores devem ser cautelosos também na avaliação dos resultados que julgam ser seguros, eficazes, de qualidade e duradouros.

Agradecimentos
A autora agradece o apoio do Centro Universitário Diocesano do Sudoeste do Paraná – Unics, pela autorização de livre acesso aos laboratórios, bem como as matérias-primas disponíveis para a formulação dessas emulsões.

1. Silva EC, Soares IC. Tecnologia de emulsões, Cosm & Toil (Ed em Port) 8(5):37-46, 1996

2. Pino JJRG, Storpirtis S. Formação e estabilidade física das emulsões, Cosm & Toil (Ed em Port) 10(6):44-54, 1998

3. Allen Junior LV. Manipulando emulsões, Int J Pharm Compounding 6(3):168-176, 2004

4. Anvisa - Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Guia de Estabilidade de Produtos Cosméticos. Brasília: Anvisa, 2004

5. Morais GG. Desenvolvimento e avaliação da estabilidade de emulsões O/A com cristais líquidos acrescidos de xantina para tratamento de hidrolipodistrofia ginóide (celulite). Dissertação de Mestrado, Faculdade de Ciências Farmacêuticas, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2006

6. Zanin SMW, Miguel MD, Chimelli M, Dalmaz AC. Parâmetros físicos no estudo da estabilidade das emulsões, Revista Visão Acadêmica, Curitiba 2(2):47-58, 2001

7. Sampaio AC. Curso avançado de cremes e loções cremosas, Consulcom, São Paulo, 1999

8. D´Leon LFP. Estudo de estabilidade de produtos cosméticos, Cosm & Toil (Ed em Port) 13(4):54-62, 2001

9. Ribeiro HM. Teoria de estabilidade de emulsões cosméticas, Cosm & Toil (Ed em Port) 14(4):88-92, 2006

10. Schueller R, Romanowski P. Emulsões. Cosm & Toil (Ed em Port) 12(3):71-74, 2000

11. Silva EC. Desenvolvimento de emulsões cosméticas utilizando o óleo de pequi. Dissertação de Mestrado, Faculdade de Ciências Farmacêuticas. Universidade de São Paulo, 1994