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Efeitos de terpenos nas membranas de estrato córneo estudados por ressonância paramagnética eletrônica / Effects of terpenes on the stratum corneum membranes studied by electron paramagnetic resonanceAnjos, Jorge Luiz Vieira dos 18 February 2008 (has links)
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Previous issue date: 2008-02-18 / The interaction of the skin penetration enhancers DL-menthol, -terpineol, 1,8-cineole and (+)-limonene with membranes of the uppermost skin layer, the stratum corneum (SC) and with multilamellar vesicles from 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphaticylcholine (DPPC)is investigated by electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy using spin-labeled analogs of androstanol ASL),stearic acid (5-DSA), methyl stearate (5-DMS) and a small spin label 2,2,6,6-tetramethylpiperedine-1-oxyl (TEMPO). The terpenes were added to SC samples using ethanol as a co-solvent (20% ethanol in the buffer), the effect of ethanol on the SC also was investigated. The spectra of spin labels ASL, 5-DSA and 5-DMS in the membranes of SC are characterized by the presence of two spectral components differing in mobility.Component 1 was attributed to the spin labels H-bonded to the headgroups, while component 2 was assigned to the spin labels H-bonded to water molecules or temporally non-hydrogen-bonded. EPR results showed that ethanol in the range 0-70% did not alter the fluidity in SC membranes or the relative fractions of these two components. Instead, ethanol only caused a selective extraction of spin labels, indicating that ethanol acts as extractor and not as fluidizer when facilitates molecular permeation in the skin. Addition of 1% DLmenthol to the solvent containing 20% ethanol increases both the mobility and the fraction of spin labels in the component 2 (more mobile spectral component). Similarly, with the addition of 1,8-cineole, the spin probes were gradually transferred from the motionally more restricted component 1 to the more mobile component 2. The spectrum of the spin label TEMPO in the membranes of SC allows for the determination of the actual partition coefficient and rotational diffusion rates of the spin probe in the aqueous and hydrocarbon environments. The enthalpy changes,H°,to transfer the spin probe from the aqueous to the hydrocarbon phase, as well as the activation energies associated to its rotational motion, were considerably smaller for SC when compared to DPPC, indicating less pronounced thermal reorganizations for SC samples. For DPPC,all terpenes increased both the partition coefficient and the rotational diffusion rate of the spin label in the membrane, except in the liquid-crystalline phase. These results suggest that the terpenes,effectively acting as spacers in the membrane,fluidize the lipids and cause ruptures in the hydrogen-bonded network of the membrane-water interface, with consequent displacements of spin probes towards the hydrophobic core. The EPR spectra of maleimide derivative spin label (6-MSL)covalently attached to stratum corneum proteins indicate that 1,8-cineole does not alter the dynamics of protein backbones.Instead, this terpene only increases the solvent s ability to dissolve and mobilize the nitroxide side chain, which is in agreement with its low irritation response. / A interação dos aumentadores de permeação da pele DL-mentol, -terpineol, 1,8-cineole e (+)-limoneno com as membranas da camada mais externa da pele, o estrato córneo (EC) e com vesículas multilamelares de 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphaticylcholine (DPPC) foi investigado por espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica (RPE) utilizando marcadores de spin análogos do androstanol (ASL), acido esteárico (5-DSA) e estearato de metila (5-DMS), além de um pequeno marcador anfifílico, o 2,2,6,6-tetramethylpiperedine-1-oxyl (TEMPO), que se particiona entre as fases aquosa e hidrocarbônica. Como os terpenos foram adicionados ao EC usando soluções do etanol a 20% no tampão, foram também investigados os efeitos do etanol sobre as membranas do EC. Os espectros dos marcadores de spin ASL, 5-DSA e 5-DMS nas membranas de EC são caracterizados pela presença de duas componentes espectrais diferindo em mobilidade. A componente 1 foi atribuída aos marcadores de spin que formam ligações de hidrogênio com os grupos polares da membrana, enquanto que a componente 2 foi atribuída aos marcadores de spin que formam ligações de hidrogênio com as moléculas de água ou que, temporariamente, não estão formando ligações de hidrogênio. Os resultados de RPE mostraram que o etanol em concentrações variando de 0-70% não causa alteração de fluidez nem alteração das frações relativas das duas componentes espectrais. Ao invés disso, o etanol apenas causou uma seletiva extração dos marcadores lipídicos, indicando que os efeitos do etanol como facilitador advém de sua capacidade de extrair lipídios da membrana. Com a adição de 1% de L-mentol ao solvente contendo 20% de etanol houve um aumento tanto da mobilidade quanto da fração dos marcadores de spin da componente 2 (componente espectral mais móvel). Analogamente, com a adição de 1,8-cineole, os marcadores de spin foram gradualmente transferidos da componente 1, de mobilidade mais restrita, para a componente 2 mais móvel. O espectro do marcador de spin TEMPO nas membranas de EC permite determinar o coeficiente de partição e a taxa de difusão rotacional do marcador de spin nos ambientes aquoso e hidrofóbico. As mudanças de entalpia, H°, para transferir o marcador de spin da fase aquosa para fase hidrocarbônica, bem como as energias de ativação associadas com o movimento rotacional, foram consideravelmente menores para o EC em relação às amostras de DPPC, indicando reorganizações térmicas menos pronunciadas para as membranas do EC. Para DPPC, todos os terpenos aumentaram tanto o coeficiente de partição quanto a taxa de difusão rotacional dos marcadores de spin na membrana, exceto na fase líquido-cristalina. Estes resultados sugerem que os terpenos agem efetivamente como espaçadores dos lipídios da membrana reduzindo seu empacotamento e aumentando sua fluidez, desse modo causando rupturas da rede de ligações de hidrogênio na interface membrana-água e assim gerando deslocamentos dos marcadores de spin para o core hidrofóbico. O espectro de RPE do marcador de spin derivado do maleimido (6-MSL) covalentemente ligado às proteínas do EC indicou que o 1,8-cineole não altera a dinâmica do esqueleto protéico. Ao invés disso, este terpeno apenas aumenta a habilidade do solvente em dissolver e mobilizar a cadeia lateral do nitróxido, o que está em acordo com seu baixo potencial de irritação.
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Estudo da formação de microemulsões contendo óleo essencial de Citrus sinensis (L.) Osbeck : efeito dos co-tensoativos e avaliação da interação das microemulsões com modelo de estrato córneoResende, Quênnia Garcia Moreno 13 November 2013 (has links)
Microemulsions (MEs) are dispersed systems, thermodynamically stable, isotropic, transparent, and stabilized by an interfacial film of surfactant compounds. In this study were obtained MEs from differents co - surfactant (ethanol - ET, isopropanol-ISO and propylene glycol - PG), Citrus sinensis (L.) Osbeck essential oil (CSEO), Tween 80 ® and phosphate buffer (pH 5.0). The co - surfactants were selected because they are tolerated by the skin. Therefore, the aim of the study was to evaluate the influence of co - surfactants in the formation of MEs containing Tween 80, CSEO and evaluate the influence of nifedipine (NFD) in the structure of systems formed. The MEs were obtained by constructing diagrams of pseudo-ternary phase in order to evaluate the influence of co-surfactant in the formation of MEs. The structural characterization of these systems was obtained by Polarized Light Microscopy (MLP), test electrical conductivity and Small angle X-ray scattering (SAXS). In each diagram, two formulations were selected, which was the criterion sense phase, in the O / A and bicontinuous, in which the NFD is incorporated. The formulations were evaluated by the techniques mentioned, to observe the influence of NFD and characterized by pH, droplet size, polydispersity index (PDI), surface tension and rheology. Interaction studies with model stratum corneum (SC) were performed using the techniques of differential scanning calorimetry (DSC) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). In the diagrams showed the greatest formation region of the MEs to the ISO (above 40 % T / Cot) instead of the co- surfactants ET and PG. When assessing the electrical conductivity has been observed that increasing the aqueous fraction resulted in an increase in conductivity. The SAXS curves demonstrated that all systems are characteristic of micellar structures and as the water content was added, it was observed the formation of larger structures. Therefore, from the results obtained, the NFD has been incorporated in the formulations selected. The MEs presented as stable systems, isotropic, translucent droplet size between 16 and 34 nm, PDI below 0.5 and pH in the range of 5.64 to 6.7, compatible with the skin and pH stability of the NFD. In conductivity tests for each co - surfactant, the MEs were classified as bicontinuous and O / A. The MEs exhibited reduced surface tension and the formulations containing ISO submitted a surface tension value (24,764 mN / m) lower than the other co - surfactants (ET - 29.512 mN/m PG - 31.784 mN/m), confirmed by the evaluation of the droplet diameter and obtaining the phase diagram. The MEs exhibited Newtonian behavior, with consistency indices (k) higher in formulations with higher proportions of T / Cot, result corroborated the structures observed by SAXS. The DSC and FTIR techniques have demonstrated the use of the MEs as permeation promoters, provided from interactions with SC model. Therefore, the diagrams have elucidated the effect of co- surfactant in the formation of MEs and the same interference suffered no NFD, suggesting their use as permeation enhancers on the skin on application. / As microemulsões (MEs) são sistemas dispersos, termodinamicamente estáveis, isotrópicos, transparentes, estabilizados por um filme interfacial de compostos tensoativos. Neste trabalho foram obtidas MEs a partir de diferentes co-tensoativos (etanol-ET, isopropanol-ISO e propilenoglicol-PG), óleo essencial de Citrus sinensis (L.) Osbeck (OECS), Tween 80® e tampão fosfato (pH 5.0). Os co-tensoativos foram selecionados por serem toleráveis pela pele. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influência dos co-tensoativos na formação de MEs contendo Tween 80, OECS bem como avaliar a influência da nifedipina (NFD) na estrutura dos sistemas formados. As MEs foram obtidas pela construção de diagramas de fase pseudoternário com o propósito de avaliar a influência do co-tensoativo na zona de formação das MEs. A caracterização estrutural desses sistemas foi realizada por Microscopia de Luz Polarizada (MLP), ensaios de condutividade elétrica e espalhamento de raios-X a baixo ângulo (SAXS). De cada diagrama, foram selecionadas duas formulações, cujo critério foi o sentido de fases, na região de óleo-água (O/A) e bicontínuas, nas quais a NFD foi incorporada. As formulações foram reavaliadas pelas técnicas citadas, a fim de observar a influência da NFD, além de caracterizadas por pH, tamanho de gotícula, índice de polidispersividade (IPD), tensão superficial e reologia. Estudos de interação com modelo de estrato córneo (EC) foram realizados através das técnicas de Calorimetria exploratória diferencial (DSC) e Espectroscopia na região de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). Nos diagramas foi observada uma maior região de formação das MEs para o ISO (acima de 40% de T/Cot) ao contrário dos co-tensoativos ET e PG. Ao avaliar a condutividade elétrica foi observado que o aumento da fração aquosa proporcionou um aumento na condutividade. As curvas de SAXS demonstraram que todos os sistemas foram característicos de estruturas micelares e à medida que o conteúdo aquoso foi adicionado, observou-se a formação de estruturas com maiores dimensões. Logo, a partir dos resultados obtidos, a NFD foi incorporada nas formulações selecionadas. As MEs apresentaram-se como sistemas estáveis, isotrópicos, translúcidos, tamanho de gotículas entre 16 e 34 nm, IPD abaixo de 0,5 e pH na faixa de 5,64 a 6,07, compatíveis com a pele e pH de estabilidade da NFD. Nos ensaios de condutividade para cada co-tensoativo, as MEs foram classificadas como bicontínuas e O/A. As MEs apresentaram redução da tensão superficial, sendo que as formulações contendo ISO apresentaram um valor de tensão (24,764 mN/m) inferior aos demais co-tensoativos (ET- 29,512 mN/m e PG- 31,784 mN/m), confirmado pela avaliação do diâmetro de gotas e obtenção do diagrama de fases. As MEs apresentaram comportamento newtoniano, com os índices de consistência (k) maiores nas formulações com proporções mais elevadas de T/Cot, resultado que corroborou com as estruturas observadas por SAXS. As técnicas de DSC e FTIR demonstraram a utilização das MEs como promotores de permeação, a partir das interações proporcionadas com modelo de EC. Logo, os diagramas elucidaram a influência do co-tensoativo na área de formação de MEs e os mesmos não sofreram interferência da NFD, sugerindo a sua utilização como promotores de permeação em aplicação sobre a pele.
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Dinâmica molecular e particionamento do marcador de spin di-terc-butil nitróxido em membranas de estrato córneo. Efeito de Terpenos / Molecular dynamics and partitioning Bookmark spin di-tert-butyl nitroxide in membrane of stratum corneum. Effect of TerpenesCAMARGOS, Heverton Silva de 31 March 2009 (has links)
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Previous issue date: 2009-03-31 / Terpenes are a very promising class of skin penetration enhancers especially due
to their low potential of irritation in the skin. In this work, we have used the electron
paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy of the small spin label di-tert-butyl nitroxide
(DTBN), which partitions the aqueous and hydrocarbon phases, to study the interaction
of the terpenes ®-terpineol, 1,8-cineole, L(-)-carvone and (+)-limonene with the uppermost
skin layer, the stratum corneum, and the membrane models of 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-
3-phosphatidylcholine (DPPC) and 1,2-dimyristoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DMPC).
The EPR spectra indicated that the terpenes increase both the partition coe±cient and
the rotational di®usion rate of the spin labels in the stratum corneum membranes whereas
for DMPC and DPPC bilayers were observed similar e®ects only at temperatures below
the liquid-crystalline phase. The EPR parameter associated to probe polarity inside the
membranes showed thermotropic induced changes, suggesting relocations of spin probe,
which were dependent of the membrane phases. While DMPC and DPPC bilayers showed
abrupt changes in the partitioning and rotational correlation time parameters at the phase
transitions, the SC membranes were characterized by slights changes in whole interval of
measured temperatures, presenting the greatest changes or membranes reorganizations in
the temperature range of v50 to v74±C. The results suggest that the terpenes act as spacers
that weaken the hydrogen-bonded network at the polar interface thus °uidizing the stratum
corneum lipids and, in consequence, increase the permeation of small polar molecules across
the membranes.
2 / Os terpenos são uma classe muito promissora de facilitadores de permeação da pele devido aos seus baixos potenciais de irritação na pele. Neste trabalho utilizamos a
espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica (RPE) do pequeno marcador de
spin di-terc-butil nitróxido (DTBN) que particiona na fase aquosa e hidrocarbônica, para
estudar a interação dos terpenos ®-terpineol, 1,8-cineol, L(-)-carvona e (+)-limoneno com
a camada superior da pele, o estrato córneo, e membranas modelos de 1,2-dimiristoil-sn-
glicero-3-fosfocolina (DMPC) e 1,2-dipalmitoil-sn-glicero-3-fosfocolina (DPPC). Os espectros
de RPE indicaram que os terpenos aumentam o coeficiente de partição e a taxa de difusão
rotacional do marcador de spin nas membranas de estrato córneo, enquanto que para as
bicamadas de DMPC e DPPC o efeito foi semelhante somente nas temperaturas abaixo da
fase líquido-cristalina. O parâmetro de EPR associado µa polaridade do marcador de spin
no interior das membranas mostrou mudanças induzidas termotropicamente, sugerindo que
a posição média da molécula marcada muda com a temperatura e fases das membranas.
Enquanto as bicamadas de DMPC e DPPC mostraram abruptas mudanças nos parâmetros
da partição e do tempo de correlação rotacional com as transições de fase, as membranas
de EC forão caracterizadas por suaves mudanças em todo o intervalo de temperatura medido,
apresentando as maiores mudanças ou reorganizações das membranas na faixa de temperatura
de ~50 a ~74°C. Os resultados sugerem que a terpenos atuando como espaçadores dos
lipídios que compõem as membranas, enfraquecem as redes de ligações de hidrogênio na
interface polar, e isto leva a um aumento da °uidez dos lipídios do estrato córneo e, em
consequência, a uma maior permeação de moléculas polares através das membranas.
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Encapsulação da vitamina c em lipossomas para o tratamento do envelhecimento cutâneo: desenvolvimento tecnológico, analítico e avaliação da performance biológica in vitro em modelos de permeação cutânea e em linhagens celulares de queratinócitos e fibroblastosMaione-Silva, Lorena 29 February 2016 (has links)
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Previous issue date: 2016-02-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Skin aging involves events that lead to the reduction of its structural integrity and loss of biological
functions. The reactive oxygen species (ROS) are potentially able to generate damage of tissues
and are related with the cutaneous photoaging. Antioxidant molecules like vitamin C (VC) are
capable of fighting these ROS. Besides, VC acts in the synthesis of collagen in the skin, the
primary protein responsible for supporting its connective tissues. However, beneficial skin effects
are only obtained when the VC is applied topically. In this work, liposomes containing VC for
topical administration were developed and characterized. For quantification of VC in different
matrixes, including pharmaceutical products, cosmetics, and porcine ear skin, a quantitative analytical method was developed and validated by high performance liquid chromatography with
diode array detection (HPLC-DAD) using ion-pair reversed phase. The developed analytical
method was capable of quantifying VC without the interference of the various components of the
pharmaceutical formulations and the endogenous compounds of the biological matrix. The diluent
chosen to extract and dilute VC was a mixture of water and methanol (4:1, v/v) acidified to pH 3.0
with phosphoric acid, with additional 0.02% sodium thiosulfate. This diluent was the most efficient
to stabilize VC compared with other pH conditions and compositions, maintaining the amount of
VC close to 100% after 10 days at 4°C. In this way, a method for quantification of VC that could
be widely used by pharmaceutical companies and research laboratories was developed. It was
precise and accurate in the evaluation of the content of VC in biological matrixes and different
pharmaceutical formulations, making it advantageous towards other methods. Liposomes with VC
were prepared by dehydration-rehydration vesicles method (DRV). Liposomes containing
phosphatidylcholine (PC) or a mixture of PC and cholesterol and other electrically charged lipids
were prepared, and liposomes with positive, negative and neutral charges were obtained. All
formulations presented mean size inferior to 200 nm and low polydispersity index (<0.2).
Encapsulation efficiency of VC was directly influenced by the amount of liposomes that were
formed. In skin permeation studies, the association of VC in the liposomes only allowed greater
retention in the dermis when negatively charged liposomes were used. After 6 hours, the
application of this formulation promoted high skin retention of VC, with an accumulation of 37.9 ±
12.02 μg/cm2 and 73.95± 23.23 μg/cm2 in the epidermis and dermis, respectively. Liposomes were
capable of increasing the flow of VC through the skin. The presence of cholesterol and negative
charge in the liposomes promoted an increase in VC flow of 4 and 7 times, respectively, when
compared to free drug (FD). The interaction of liposomes with live biological membranes was
simulated in keratinocytes (HaCat) and fibroblasts (3T3) through the analysis of cell internalization
of liposomes. For this assay, during the preparation of liposomes, fluorescent lipids were used to
label the lipid membrane (coumarin and rhodamine). After treatment, the groups treated with
negatively charged liposomal formulation presented superior fluorescence than the groups treated
with other formulations and control, suggesting a higher interaction between the negatively
charged liposomes and keratinocytes and fibroblasts. Thus, this negatively charged formulation
was compared with free VC in the cell regeneration of keratinocytes after exposure to UVA
radiation and in the production of collagen type I in fibroblasts. In both cases, the beneficial effect
was only observed when VC was encapsulated in the liposomes. Therefore, the technological
development of a liposomal formulation containing VC generated a formulation with a stability of
at least 30 days and with characteristics that favored its retention and skin flow. Besides, the
encapsulation of VC in negatively charged liposomes promoted an enhancement in the efficacy of
regeneration of keratinocytes and the synthesis of collagen in fibroblasts. / O envelhecimento da pele envolve eventos que levam à redução da integridade estrutural e perda
das suas funções biológicas. As espécies reativas de oxigênio (EROs) são potencialmente capazes
de gerar danos teciduais e estão relacionadas com o fotoenvelhecimento cutâneo. Moléculas
antioxidantes como a vitamina C (VC) são capazes de combater estes compostos. Além disso, a VC atua na síntese de colágeno na pele, proteína fundamental à sua sustentação. No entanto,
efeitos benéficos cutâneos só são obtidos quando a VC é aplicada topicamente. Neste trabalho,
foram desenvolvidos e caracterizados lipossomas contendo VC para a aplicação tópica. Para a
quantificação da VC em diferentes matrizes, incluindo produtos farmacêuticos, cosméticos e pele
de orelha de porco, foi desenvolvido e validado um método quantitativo por cromatografia líquida
de alta eficiência acoplada à detector de arranjo de diodos (HPLC-DAD) por pareamento iônico em
fase reversa. O método analítico desenvolvido foi capaz de quantificar a VC sem sofrer
interferência dos diversos componentes das formulações farmacêuticas e dos compostos endógenos
da matriz biológica. O diluente escolhido para extrair e diluir a VC foi a mistura contendo água e
metanol (4:1, v/v) acidificada com ácido fosfórico para pH 3,0 com a adição de 0,02% de
tiossulfato de sódio. Este diluente foi o mais eficaz na estabilização da VC, comparando-se com
outras condições de pH e composição, com a manutenção da quantidade de VC próximo a 100%
depois de 10 dias a 4ºC. Desta forma, foi desenvolvido um método de quantificação da VC que
pode ser amplamente utilizado por indústrias farmacêuticas e laboratórios de pesquisa, uma vez
que foi preciso e exato na avaliação do teor da VC em matriz biológica e em diferentes preparações
farmacêuticas. Os lipossomas contendo VC foram produzidos pela técnica de dehydrationrehydration
vesicles (DRV). Foram produzidos lipossomas contendo fosfatidilcolina (PC) ou
mistura de PC com colesterol e outros lipídeos eletricamente carregados, obtendo-se assim
lipossomas com carga elétrica neutra, positiva ou negativa. Todas as formulações apresentaram
tamanho médio inferior a 200 nm e baixo índice de polidispersão (< 0,2). A eficiência de
encapsulação da VC foi diretamente influenciada pela quantidade de lipossomas formados. Nos
estudos de permeação cutânea, a associação da VC aos lipossomas só permitiu maior retenção na
derme quando foram utilizados os lipossomas carregados negativamente. Após 6 horas, a aplicação
desta formulação proporcionou alta retenção cutânea da VC, com acúmulo de 37,19 ± 12,02
μg/cm2 e 73,95 ± 23,23 μg/cm2 na epiderme e derme, respectivamente. Os lipossomas foram
capazes de aumentar o fluxo de VC através da pele. A presença de colesterol e carga superficial
negativa nos lipossomas provocaram aumento do fluxo de VC de 4 e 7 vezes, respectivamente, em
relação ao fármaco livre (FL). A interação dos lipossomas com membranas biológicas vivas foi
simulada em linhagens de queratinócitos (HaCat) e fibroblastos (3T3) através da análise da
internalização celular dos lipossomas. Neste caso, durante o preparo dos lipossomas foram
adicionados marcadores de membrana lipídica fluorescentes (rodamina e cumarina). Após
tratamento, os grupos que receberam formulação lipossomal com carga superficial negativa
apresentaram fluorescência superior aos grupos tratados com as outras formulações e o controle,
sugerindo maior interação entre os lipossomas negativos e os queratinócitos e fibroblastos. Assim,
a formulação com carga negativa foi comparada com a VC livre na regeneração celular de
queratinócitos após exposição à radiação UVA e na produção de colágeno tipo I em fibroblastos.
Nos dois casos, os efeitos benéficos só foram observados com a encapsulação da VC nos
lipossomas. Desta forma, o desenvolvimento tecnológico de uma formulação lipossomal contendo
VC, permitiu a obtenção de uma formulação com estabilidade de pelo menos 30 dias e com
características que favoreceram sua retenção e fluxo cutâneo. Além disso, a encapsulação da VC
em lipossomas negativos proporcionou aumento da sua eficácia na regeneração de queratinócitos e
na síntese de colágeno em fibroblastos.
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