Desenvolvimento de potenciais filtros solares a partir da interação do ânion cinamato e/ou ferulato em hidróxidos metálicos lamelares

Abstract

A exposição excessiva à radiação UV causa danos ao organismo, portanto, é imprescindível a proteção solar. Isto demonstra a necessidade do estudo de filtros solares bem como dos sistemas coloidais que constituem os protetores solares. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de potenciais filtros solares a partir da interação de ânions cinamato ou ferulato com hidróxidos metálicos lamelares (HMLs), dopados ou não com íons Ce3+ ou Eu3+, a fim de se obter produtos fotoprotetores com melhor desempenho de proteção UV, menor irritabilidade e estabilidade térmica e química. Os materiais foram obtidos pelo método de precipitação em pH constante e/ou de troca aniônica e caracterizados por difração de raios X, espectroscopia vibracional de absorção na região do IV, espectroscopia vibracional de espalhamento Raman, índice de cor, espectroscopia de absorção na região do UV-VIS por reflectância difusa, espectroscopia de fotoluminescência, análises térmicas, medidas de potencial zeta e de fator de proteção solar (FPS) in vitro. As análises estruturais e espectroscópicas dos materiais indicam a formação de hidróxidos simples lamelares e hidróxidos duplos lamelares intercalados com ânions cinamato ou ferulato, sendo que os intercalantes encontram-se organizados na região interlamelar em arranjos de mono e/ou bicamada. A intercalação das espécies aniônicas bem como a dopagem dos HMLs é comprovada pelas alterações nos perfis de difração de raios X dos materiais lamelares, modificações de bandas típicas dos ânions e/ou da matriz hospedeira observadas no IV e Raman, mudanças nos valores de potencial zeta e pelo aparecimento e/ou deslocamento de bandas de absorção na região do UV-VIS. A intercalação também promove o aumento da estabilidade térmica de ambos os ânions estudados em relação aos respectivos sólidos iônicos. Os materiais apresentam capacidade de absorção da radiação UV, principalmente radiação UVB, e cores que não comprometem a estética de produtos fotoprotetores. Além disso, os HDLs dopados com Eu3+ apresentam baixa intensidade de emissão na região espectral de 550-750 nm necessária para estimular a produção de colágeno. A dispersão dos HMLs intercalados com ânions ferulato e/ou cinamato em formulação cosmética proporciona o aumento do FPS indicando o seu desempenho de proteção UV. Portanto, os materiais apresentam propriedades estruturais e ópticas singulares que possibilitam o seu uso como filtros solares.

The excessive solar UV exposure causes human health risks. Therefore, sun protection is essential to improve skin damage. This demonstrates the need to study of inorganic and organic filters and colloidal systems that compose to the sunscreens. This work presents the development of potential sunscreens obtained through the interaction of cinnamate or ferulate anions with the layered metal hydroxides (LMH), whether or not doped with Ce3+ or Eu3+ ions in order to produce sunscreen products with UV shielding ability, low skin irritability and thermal and chemical stability. The layered materials were synthesized by the precipitation method at constant pH and/or anion exchange method and characterized by X-ray powder diffraction, infrared spectroscopy, Raman spectroscopy, color index, diffuse reflectance spectroscopy, photoluminescence spectroscopy, thermal analysis, zeta potential measurements and in vitro sun protection factor (SPF). Structural and spectroscopic analyzes of the materials indicate the formation of layered single metal hydroxides and layered double hydroxides intercalated with cinnamate or ferulate anions, where the anions intercalated are organized in mono and/or bilayer arrangements into the interlayer region. The intercalation of anionic species and the doping of LMH are indicated by the modifications of X-ray diffraction profiles of the layered materials, modifications of typical anion and/or host-guest LMH bands in FTIR and Raman spectra, zeta potential changes and the appearance and/or displacement of UV-VIS absorption bands. The intercalation process also causes the increased of cinnamate and/or ferulate thermal stability when compared with their ionic solids. The layered materials have UV shielding capacity, mainly UVB radiation, and colors that do not compromise the aesthetics of sunscreen products. Moreover, Eu(III) doped LDH have low-intensity red light emission, which induces to the collagen production in the human skin. The dispersion of LMH intercalated with ferulate and/or cinnamate anions in cosmetic formulation provides the increased of the in vitro SPF indicating their UV shielding ability. Therefore, layered materials have singular structural and optical properties that enable their use as sunscreens.