Ziel der vorliegenden Arbeit war die Herstellung, der Einsatz und die Bewertung von Durchfluss-Photoreaktoren für online Prüfungen zur photochemischen Stabilität im HPLC-System (hn- HPLC). Neben der Anfertigung eines für dieses Anforderungsprofil geeigneten Reaktors war es von Interesse, Strahlungsintensitäten zu bestimmen, die Photostabilität von UV-Filtern zu bewerten, sowie analytische Verfahren zu optimieren. Als wichtigste Ergebnisse dieser Arbeit sind: (1) erstmalig aktinometrische Messungen im Durchfluss durchgeführt worden, (2) die eingestrahlten Intensität im Durchfluss-Reaktor mit dem Standard-Sonnenspektrum (COLIPA) verglichen worden, (3) die Bestimmung von 4-Aminobenzoesäure (PABA) und 4-Acetamidobenzoesäure (PAABA) mittels HPLC-hn optimiert und (4) photochemische Umsätze an folgenden UV-Filtern festgestellt worden: 4-Methoxy-zimtsäure-2-ethyl-hexylester, 3-(4'-Methyl)benzyliden-bornan-2-on,1-(4-tert.-Butylphenyl)-3-(4-methoxyphenyl)propan-1.3-dion und 4-Aminobenzoesäure. / The aim of the present thesis was the construction and evaluation of an on-line photochemical reactor for photochemical stability tests in an HPLC-system (hn- HPLC). The work was focused on the production of a functional and effective photochemical reactor, the determination of radiation intensities and the optimisation of analytical methods. Furthermore the stability of UV-filters under exposure to UV-radiation was investigated. The main results of these thesis are presented in the following: (1) the determination of radiation intensities in online photochemical reactors, (2) the comparison of spectra with standard-sun spectra (COLIPA), (3) the optimisation of the determination of 4-aminobenzoic acid (PABA) and 4-acetamidobenzoic acid (PAABA) with an HPLC-hn method (4) the characterisation of photochemical changes of UV-filters: p-methoxy-cinnamic acid-2-ethyl-hexyl ester, 3-(4'-methyl)benzylidene-bornan-2-on,1-(4-tert.-butylphenyl)-3-(4-methoxyphenyl)propan-1,3-dion and p-aminobenzoic acid.

O câncer de pele se apresenta como um sério problema de saúde pública mundial, sendo incidente nos cinco continentes. As ações relacionadas à prevenção dessa doença envolvem, entre outras coisas, a utilização de protetores solares e a educação em saúde. Em virtude do aumento do número de indivíduos com câncer de pele a cada ano, é de grande valor estudos de entendimento e desenvolvimento de filtros solares melhores e mais seguros. Os produtos utilizados com a finalidade de proteger a pele dos raios solares ultravioletas (UV) possuem em sua composição filtros solares, que podem ter ação física, refletindo e dissipando a radiação UV; ou ação química, absorvendo a radiação UV. Os filtros químicos podem apresentar absorção em UVB (290-320 nm), UVA (320-400 nm) ou em ambas as faixas, sendo considerados de amplo espectro. . Dentre as várias classes de compostos com perfil de filtro solar UVB, os cinamatos destacam-se por apresentarem boa eficácia e excelente custo-benefício. A aplicação de cálculos teóricos tornou-se indispensável no planejamento de fármacos e nos estudos de mecanismo de ação de moléculas bioativas, visto a diminuição de tempo e custos em pesquisa e desenvolvimento. O desenvolvimento de métodos quânticos robustos, como o TD-DFT, permitiu a simulação de propriedades experimentais in silico, tais como espectros de RMN e UV. Diante deste panorama, aplicamos tal método na simulação de espectros UV para os cinamatos com perfil de filtros solares. Realizou-se uma busca do melhor funcional para simulação dos espectros, na qual se determinou que os funcionais B3LYP e B3P86 apresentaram melhores resultados quando comparados ao espectro experimental do composto p-metoxicinamato de etilexila determinado em metanol. Foram simulados os espectros de UV para sete compostos derivados do ácido cinâmico, os quais apresentaram λ máximo próximo a 310 nm, como descrito na literatura. Observou-se que a energia média para que ocorra a principal transição eletrônica, de HOMO para LUMO, é de 3,95 eV. O método mostrou-se adequado para a determinação de espectros UV para a classe dos cinamatos e pode ser utilizado na busca de novos compostos dessa classe a serem empregados como filtros solares. / Skin cancer presents itself as a very serious world public health problem, being incident all over the five continents. Using sunscreen and receiving health education, among other factors, are related to prevent the disease. The number of people with skin cancer increases every year, therefore, studies for better knowledge and development for better and safer sunscreens are crucial. Products used with the intention to protect the skin from ultraviolet sunrays (UV) are partially composed by sunscreen, which may lead to two different reactions, a physical reaction, that reflects and ceases the UV radiation; or a chemical reaction, that absorbs the UV radiation. Chemical filters may present absorption in UVB (290-320 nm), UVA (320 400 nm) or in both, which is considered as broad spectrum. Among the various types of compound forms with sunscreen UVB profile, cinnamates stand out for presenting good efficiency and excellent cost-benefit. The application of theoretical calculations became essential for drug design and bioactive molecules action mechanism studies, considering time saving and costs in research and development. The development of robust quantum method, such as TD-DFT allowed the simulation of experimental properties in silico, like RMN and UV spectra. Given this overview, this method was applied to simulate UV spectra of cinnamates with sunscreen profile. A search was done to define the best functional to simulate all spectrum, where the functionals B3LYP and B3P86 showed the best results when compared to experimental spectra of the compound ethylhexyl methoxycinnamate determined in methanol. An UV spectrum simulation for seven compounds derived from cinnamic acid showed maximum wavelength around to 310 nm, as described in the literature. It was observed that the average energy for the main electronic transition, HOMO to LUMO, is 3,95 eV. The method proved to be adequate for the determination of UV spectra for cinnamate class and it can be used as a tool on the search for new compounds from this class to be used as sunscreen.

Introdução: o fator de proteção solar (FPS) dos filtros solares é determinado in vivo pela aplicação de uma quantidade padrão de 2mg/cm². Na prática, os usuários aplicam uma quantidade menor e de maneira irregular o que afeta o FPS final. Modelos matemáticos mostram que a reaplicação do fotoprotetor resulta em um aumento de 15-40% na capacidade de proteção à radiação ultravioleta. Objetivos: avaliar se a reaplicação de filtro solar aumenta a quantidade e melhora a regularidade do filme do produto na pele. Métodos: os voluntários selecionados foram solicitados a aplicar um filtro solar padronizado composto por benzofenona 6% (FPS 6) em ambos antebraços previamente lavados com sabonete neutro. Após 30 minutos o fotoprotetor foi reaplicado em um antebraço, selecionado previamente por computador para evitar a influência do lado dominante. Cinco fitas adesivas foram coletadas de duas diferentes áreas de cada antebraço, 30 minutos após a primeira aplicação e 30 minutos após a reaplicação. A concentração de benzofenona foi medida por cromatografia líquida de alta eficiência e a quantidade do filtro estimada por correlação matemática entre a quantidade de benzofenona removida nas fitas e a concentração na formulação. Resultados: um total de 107 voluntários, com idades entre 18 e 35 anos, foram selecionados. Entre eles, 36 participaram da parte prática do estudo (21 mulheres e 15 homens, idade média de 22,6 anos) A mediana da quantidade do filme de filtro solar aplicado à pele com 1 aplicação foi de 0,43mg/cm² (0,17-1,07) e com 2 aplicações foi de 0,95mg/cm² (0,18-1,91) e essa diferença foi considerada estatisticamente significativa (p=0,002). A variação comparando a uniformidade do filme com 1 e 2 aplicações não foi significativa (p=0,423). Conclusões: a reaplicação de filtro solar resulta em uma melhora da quantidade de produto aplicado à pele, refletindo, provavelmente, em uma melhora da proteção à radiação ultravioleta. Contudo, mesmo com a reaplicação a quantidade mediana foi inferior à preconizada (2mg/cm²) e não foi uniforme, confirmando que o fator de proteção real é muito inferior ao estabelecido no rótulo do produto. Os resultados reforçam a recomendação de reaplicar o produto para atingir um melhor nível de fotoproteção. / Background: the sun protection factor (SPF) of sunscreens is determined in vivo by the application of a standard amount of 2mg/cm², under controlled conditions. Individuals usually apply a smaller and irregular amount, compromising the final sun protection. Theoretical models show that sunscreen reapplication results in an increase of 15% to 40% in the UV protection capacity. Objective: to verify how young individuals use the filter and whether its reapplication increases the amount and regularity of the product in the skin, under real conditions. Methods: the selected volunteers were asked to apply a standardized sunscreen with 6 % benzophenone on both forearms. After 30 minutes, the sunscreen was reapplied in one of the forearms. Five tape-strips were collected from 2 different sites in each forearm, 30 minutes after the first application and 30 minutes after reapplication. The concentration of benzophenone was measured by liquid chromatography and the quantity of filter was estimated by calculating the correlation between the amount of benzophenone that was removed by the tapes, and the quantity present in the formulation. Results: A total of 107 volunteers, with ages between 18 and 35 years, were selected. Among them, 36 volunteers (21 female and 15 male, mean age 22.6 years) participated in the practical part of the study. The overall median sunscreen amount was 0,43mg/cm² (0.17–1.07) with 1 application and 0.95mg/cm² (0.18-1.91) with 2 applications, and the difference between sites was significant (p=0,002). The variation comparing the uniformity of the film with 1 and 2 applications was not significant (p=0,423). Conclusion: the reapplication of sunscreen contributes for a better amount of the product in the skin, probably reflecting in a better sun protection. However, even with reapplication, the median amount was less than the recommended one (2mg/cm²) and not homogeneous, confirming that the real level of protection is much lower than the stated SPF of the product. The results support the recommendation for reapplying filters to obtain a more reliable chemical photoprotection.

Introdução: o fator de proteção solar (FPS) dos filtros solares é determinado in vivo pela aplicação de uma quantidade padrão de 2mg/cm². Na prática, os usuários aplicam uma quantidade menor e de maneira irregular o que afeta o FPS final. Modelos matemáticos mostram que a reaplicação do fotoprotetor resulta em um aumento de 15-40% na capacidade de proteção à radiação ultravioleta. Objetivos: avaliar se a reaplicação de filtro solar aumenta a quantidade e melhora a regularidade do filme do produto na pele. Métodos: os voluntários selecionados foram solicitados a aplicar um filtro solar padronizado composto por benzofenona 6% (FPS 6) em ambos antebraços previamente lavados com sabonete neutro. Após 30 minutos o fotoprotetor foi reaplicado em um antebraço, selecionado previamente por computador para evitar a influência do lado dominante. Cinco fitas adesivas foram coletadas de duas diferentes áreas de cada antebraço, 30 minutos após a primeira aplicação e 30 minutos após a reaplicação. A concentração de benzofenona foi medida por cromatografia líquida de alta eficiência e a quantidade do filtro estimada por correlação matemática entre a quantidade de benzofenona removida nas fitas e a concentração na formulação. Resultados: um total de 107 voluntários, com idades entre 18 e 35 anos, foram selecionados. Entre eles, 36 participaram da parte prática do estudo (21 mulheres e 15 homens, idade média de 22,6 anos) A mediana da quantidade do filme de filtro solar aplicado à pele com 1 aplicação foi de 0,43mg/cm² (0,17-1,07) e com 2 aplicações foi de 0,95mg/cm² (0,18-1,91) e essa diferença foi considerada estatisticamente significativa (p=0,002). A variação comparando a uniformidade do filme com 1 e 2 aplicações não foi significativa (p=0,423). Conclusões: a reaplicação de filtro solar resulta em uma melhora da quantidade de produto aplicado à pele, refletindo, provavelmente, em uma melhora da proteção à radiação ultravioleta. Contudo, mesmo com a reaplicação a quantidade mediana foi inferior à preconizada (2mg/cm²) e não foi uniforme, confirmando que o fator de proteção real é muito inferior ao estabelecido no rótulo do produto. Os resultados reforçam a recomendação de reaplicar o produto para atingir um melhor nível de fotoproteção. / Background: the sun protection factor (SPF) of sunscreens is determined in vivo by the application of a standard amount of 2mg/cm², under controlled conditions. Individuals usually apply a smaller and irregular amount, compromising the final sun protection. Theoretical models show that sunscreen reapplication results in an increase of 15% to 40% in the UV protection capacity. Objective: to verify how young individuals use the filter and whether its reapplication increases the amount and regularity of the product in the skin, under real conditions. Methods: the selected volunteers were asked to apply a standardized sunscreen with 6 % benzophenone on both forearms. After 30 minutes, the sunscreen was reapplied in one of the forearms. Five tape-strips were collected from 2 different sites in each forearm, 30 minutes after the first application and 30 minutes after reapplication. The concentration of benzophenone was measured by liquid chromatography and the quantity of filter was estimated by calculating the correlation between the amount of benzophenone that was removed by the tapes, and the quantity present in the formulation. Results: A total of 107 volunteers, with ages between 18 and 35 years, were selected. Among them, 36 volunteers (21 female and 15 male, mean age 22.6 years) participated in the practical part of the study. The overall median sunscreen amount was 0,43mg/cm² (0.17–1.07) with 1 application and 0.95mg/cm² (0.18-1.91) with 2 applications, and the difference between sites was significant (p=0,002). The variation comparing the uniformity of the film with 1 and 2 applications was not significant (p=0,423). Conclusion: the reapplication of sunscreen contributes for a better amount of the product in the skin, probably reflecting in a better sun protection. However, even with reapplication, the median amount was less than the recommended one (2mg/cm²) and not homogeneous, confirming that the real level of protection is much lower than the stated SPF of the product. The results support the recommendation for reapplying filters to obtain a more reliable chemical photoprotection.

Introdução: o fator de proteção solar (FPS) dos filtros solares é determinado in vivo pela aplicação de uma quantidade padrão de 2mg/cm². Na prática, os usuários aplicam uma quantidade menor e de maneira irregular o que afeta o FPS final. Modelos matemáticos mostram que a reaplicação do fotoprotetor resulta em um aumento de 15-40% na capacidade de proteção à radiação ultravioleta. Objetivos: avaliar se a reaplicação de filtro solar aumenta a quantidade e melhora a regularidade do filme do produto na pele. Métodos: os voluntários selecionados foram solicitados a aplicar um filtro solar padronizado composto por benzofenona 6% (FPS 6) em ambos antebraços previamente lavados com sabonete neutro. Após 30 minutos o fotoprotetor foi reaplicado em um antebraço, selecionado previamente por computador para evitar a influência do lado dominante. Cinco fitas adesivas foram coletadas de duas diferentes áreas de cada antebraço, 30 minutos após a primeira aplicação e 30 minutos após a reaplicação. A concentração de benzofenona foi medida por cromatografia líquida de alta eficiência e a quantidade do filtro estimada por correlação matemática entre a quantidade de benzofenona removida nas fitas e a concentração na formulação. Resultados: um total de 107 voluntários, com idades entre 18 e 35 anos, foram selecionados. Entre eles, 36 participaram da parte prática do estudo (21 mulheres e 15 homens, idade média de 22,6 anos) A mediana da quantidade do filme de filtro solar aplicado à pele com 1 aplicação foi de 0,43mg/cm² (0,17-1,07) e com 2 aplicações foi de 0,95mg/cm² (0,18-1,91) e essa diferença foi considerada estatisticamente significativa (p=0,002). A variação comparando a uniformidade do filme com 1 e 2 aplicações não foi significativa (p=0,423). Conclusões: a reaplicação de filtro solar resulta em uma melhora da quantidade de produto aplicado à pele, refletindo, provavelmente, em uma melhora da proteção à radiação ultravioleta. Contudo, mesmo com a reaplicação a quantidade mediana foi inferior à preconizada (2mg/cm²) e não foi uniforme, confirmando que o fator de proteção real é muito inferior ao estabelecido no rótulo do produto. Os resultados reforçam a recomendação de reaplicar o produto para atingir um melhor nível de fotoproteção. / Background: the sun protection factor (SPF) of sunscreens is determined in vivo by the application of a standard amount of 2mg/cm², under controlled conditions. Individuals usually apply a smaller and irregular amount, compromising the final sun protection. Theoretical models show that sunscreen reapplication results in an increase of 15% to 40% in the UV protection capacity. Objective: to verify how young individuals use the filter and whether its reapplication increases the amount and regularity of the product in the skin, under real conditions. Methods: the selected volunteers were asked to apply a standardized sunscreen with 6 % benzophenone on both forearms. After 30 minutes, the sunscreen was reapplied in one of the forearms. Five tape-strips were collected from 2 different sites in each forearm, 30 minutes after the first application and 30 minutes after reapplication. The concentration of benzophenone was measured by liquid chromatography and the quantity of filter was estimated by calculating the correlation between the amount of benzophenone that was removed by the tapes, and the quantity present in the formulation. Results: A total of 107 volunteers, with ages between 18 and 35 years, were selected. Among them, 36 volunteers (21 female and 15 male, mean age 22.6 years) participated in the practical part of the study. The overall median sunscreen amount was 0,43mg/cm² (0.17–1.07) with 1 application and 0.95mg/cm² (0.18-1.91) with 2 applications, and the difference between sites was significant (p=0,002). The variation comparing the uniformity of the film with 1 and 2 applications was not significant (p=0,423). Conclusion: the reapplication of sunscreen contributes for a better amount of the product in the skin, probably reflecting in a better sun protection. However, even with reapplication, the median amount was less than the recommended one (2mg/cm²) and not homogeneous, confirming that the real level of protection is much lower than the stated SPF of the product. The results support the recommendation for reapplying filters to obtain a more reliable chemical photoprotection.

Submitted by Alexandre Sousa (alexandre.sousa@incqs.fiocruz.br) on 2015-03-09T12:49:51Z No. of bitstreams: 1 Mestrado_Esdras.pdf: 1111555 bytes, checksum: 8a10fff93847e992405f9550e8c62e0c (MD5) / Approved for entry into archive by Alexandre Sousa (alexandre.sousa@incqs.fiocruz.br) on 2015-03-09T12:50:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Mestrado_Esdras.pdf: 1111555 bytes, checksum: 8a10fff93847e992405f9550e8c62e0c (MD5) / Approved for entry into archive by Alexandre Sousa (alexandre.sousa@incqs.fiocruz.br) on 2015-03-09T12:50:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Mestrado_Esdras.pdf: 1111555 bytes, checksum: 8a10fff93847e992405f9550e8c62e0c (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-09T12:50:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mestrado_Esdras.pdf: 1111555 bytes, checksum: 8a10fff93847e992405f9550e8c62e0c (MD5) Previous issue date: 2014 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde. / A radiação ultravioleta pode gerar vários efeitos nocivos à saúde humana, dentre eles danos no DNA, catarata, melanoma, dentre outras malignidades. Em função desses efeitos existe a necessidade de proteger a saúde da população dos raios ultravioletas (UV) utilizando-se de cosméticos que atuem como filtros contra essa radiação. O mercado consumidor apresenta uma variedade desses filtros solares. O octil metoxi cinamato (OMC) é um deles, muito empregado em produtos cosméticos como xampus, batons, sabonetes líquidos entre outros, produtos esses que são comercializados no Brasil. Diversos estudos têm apontado a presença dele em fluidos biológicos como sangue, urina e leite materno humano, assim como sua presença na água e em tecidos de diversos animais. A literatura tem o demonstrado como potencial desregulador da tireóide. Em humanos, alterações na função tireoideana durante períodos críticos do desenvolvimento podem gerar comprometimentos como hiperatividade, problemas motores e déficit de memória e aprendizagem. Por isso,o presente trabalho visa avaliar se a exposição ao OMC no período lactacional é capaz de induzir a desregulação tireoideana e alterações neurocomportamentais em ratos. Para alcançar tal objetivo ratos de ambos os sexos foram sexados e divididos nos dois gruposde exposição no dia pós-natal1 (PN), óleo de milho ou OMC. Os roedores receberam diariamente uma dose deOMC na concentração de 500 mg/kg/dia do PN5 ao PN22. No PN23, dia do desmame, metade dos animais foi eutanasiada, o sangue coletado para dosagem de tiroxina total (T4) e coleta do timo e baço. Aqueles que não foram eutanasiados seguiram até a vida adulta para serem submetidos a testes comportamentais. A exposição dos roedores ao OMC durante o período lactacional reduziuT4 total. Além disso, este grupoapresentou menor ganho de peso no período lactacional que foi revertido após o desmamebem como atraso na abertura de olhos. A análise do timo e baçomostrou diminuição do peso relativo, sem alterar o número de células. No labirinto em cruz elevado o número de entradas nos braços abertos foi significativamente maior. No campo vazado observamos que os animais OMC deslocaram-se significativamente mais. Não observamos alterações cognitivas no labirinto aquático de Morris. Portanto o filtro solar em questão causou várias alterações nodesenvolvimento, sistema imune, comportamento e hormônio tireoideano. Tais alterações servem de alerta parao uso de OMC em infantes expostos em períodos críticos do desenvolvimento. / The ultraviolet radiation may induce several adverse effects for human health, as well damage in DNA, cataract, immunosupression, melanoma and others malignancies. Because these effects is necessary to protect the population health of ultravioleta (UV) using cosmetics that act like filters against this radiation. The consumption market show a variety of these sunscreens. The octyl methoxy cinnamate (OMC) is one these, at organic sunscreens that protects against UV radiation widely used in personal care products such as sunscreens, shampoos, lipstick, liquid soap and others products that are commercialy avaiable. The problem is that studies display the OMC presence in biologics fluids such as blood, urine and human breast milk beyond presence in water and all food chain. This have worried researchers in whole world because several works shows that OMC is a potencial disruptor the thyroid axis. It’swellknew that disturbances in the thyroidaxisduring critical period of development may cause hyperactivity, motor disorders and déficit in memory and learning. This present work a into evaluate if the thyroid disruptor induced by administration of OMC in rats in lactacional period cause neurobehavioral alterations. In this context, pups were separated and divided in two exposition groups in post natal day 1 (PN), corn oil or OMC. The rodents received daily one dose of OMC at 500 mg/kg/day at PN5 until PN22. In PN23, day of weaning, part of animals were euthanasied for to collect of blood for total T4 dosage and organs collets such as brain, pituitary, hypothalamo, thyroid, liver, thymus and spleen. Those that don’t were euthanasied lead until adult life for submited behavioral tests. The exposition of rodents OMC during lactacional period decreasedtotal T4. Moreover, this group display decresead weight gain in lactacional period that were reverted after weaning. The OMC administration delayed total open eyes of animals. Plus this were observed decresead in relative weight of thymus and spleen without change the total number of cells this organs. And in behavioral tests, the OMC rodents visited more times the open arms in elevated plus maze, deslocated more in hole board and no exibited cognitives changes in Morris water maze. This alterations alert for the use of OMC in infants exposure in criticals periods of neurodevelopment.

Submitted by Liliane Ferreira (ljuvencia30@gmail.com) on 2018-09-19T14:46:51Z No. of bitstreams: 2 Tese - Rangel Magalhães Luzin - 2018.pdf: 3753425 bytes, checksum: 3ac739156d95f6ef2de370e5c5ce093c (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-09-20T11:32:29Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Rangel Magalhães Luzin - 2018.pdf: 3753425 bytes, checksum: 3ac739156d95f6ef2de370e5c5ce093c (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-20T11:32:29Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Rangel Magalhães Luzin - 2018.pdf: 3753425 bytes, checksum: 3ac739156d95f6ef2de370e5c5ce093c (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-08-29 / It is known that sun exposure is one of the factors that contribute greatly to the appearance of skin cancer. Cancer cases have arisen annually on the planet and many of these cases have direct correlation with sun exposure. Knowing that both UVA and UVB radiation are harmful to health when the person is overexposed, the need arises for the use of devices to protect the skin and one of these ways and already recognized by the scientific community is through the prophylactic use of protectors solar power. Thus, this work proposes the synthesis, structural characterization, thermal stability verification, molar absorptivity calculation and in vitro UVB protection factor (PFUVB) calculated by the spectrophotometric method described by Mansur of new compounds derived from structures analogous to natural products. The structural planning was based on triazine derivatives (they are already commercially used with relative efficiency) and the use of chalcones, which are structures that besides having double bonds and conjugated aromatic structures that favor the absorption of the ultraviolet radiation, are studied compounds for various purposes and present in various plants, thus constituting a natural structure. In the planning, the choice of such structures was also due to the synthesis of compounds of high molar mass (above 900 daltons), contributing to safe structures, with low toxicity probability, low skin permeation and in compliance with the demands of the current legislation. The data obtained in the work reinforce the success of the same, where we had for the prototypes synthesized, molar absorptions superior to commercial filters. Establishing a​​research with the use of chalcones in safe and efficient sunscreens. / É sabido que a exposição solar é um dos fatores de grande contribuição para o surgimento do câncer. Casos de câncer tem surgido anualmente no planeta e muitos desses casos tem direta correlação com a exposição solar. Sabendo que tanto a radiação UVA quanto a UVB são nocivas à saúde quando o indivíduo é exposto em demasia, surge a necessidade do uso de artifícios para a proteção da pele e uma dessas maneiras e já reconhecida pelo meio científico é através do uso profilático de protetores solares. Assim este trabalho se propôs a síntese, caracterização estrutural, verificação de estabilidade térmica, cálculo de absortividade molar e fator de proteção solar UVB (FPUVB) in vitro calculado pelo método espectrofotométrico descrito por Mansur de novos compostos derivados de estruturas análogas a produtos naturais. O planejamento estrutural foi baseado nos derivados triazínicos (pois já são de uso comercial com relativa eficiência) e o uso de chalconas, que são estruturas que além de possuir duplas ligações e estruturas aromáticas conjugadas que favorecem a absorção da radiação ultravioleta, são compostos bastante estudados para diversos fins e presente em vários vegetais, constituindo assim uma estrutura natural. No planejamento, a escolha de tais estruturas se deu também pela síntese de compostos de alta massa molar (acima de 900 Daltons), contribuindo para estruturas seguras, com probabilidade de baixa toxicidade, baixa permeação cutânea e atendendo aos reclames das legislações vigentes. Os dados obtidos no trabalho reforçam o sucesso do mesmo, onde tivemos para os protótipos sintetizados, absorções molares superiores a filtros comerciais. Estabelecendo assim uma nova linha de pesquisas com a utilização de chalconas em filtros solares seguros e eficientes.

O câncer de pele se apresenta como um sério problema de saúde pública mundial, sendo incidente nos cinco continentes. As ações relacionadas à prevenção dessa doença envolvem, entre outras coisas, a utilização de protetores solares e a educação em saúde. Em virtude do aumento do número de indivíduos com câncer de pele a cada ano, é de grande valor estudos de entendimento e desenvolvimento de filtros solares melhores e mais seguros. Os produtos utilizados com a finalidade de proteger a pele dos raios solares ultravioletas (UV) possuem em sua composição filtros solares, que podem ter ação física, refletindo e dissipando a radiação UV; ou ação química, absorvendo a radiação UV. Os filtros químicos podem apresentar absorção em UVB (290-320 nm), UVA (320-400 nm) ou em ambas as faixas, sendo considerados de amplo espectro. . Dentre as várias classes de compostos com perfil de filtro solar UVB, os cinamatos destacam-se por apresentarem boa eficácia e excelente custo-benefício. A aplicação de cálculos teóricos tornou-se indispensável no planejamento de fármacos e nos estudos de mecanismo de ação de moléculas bioativas, visto a diminuição de tempo e custos em pesquisa e desenvolvimento. O desenvolvimento de métodos quânticos robustos, como o TD-DFT, permitiu a simulação de propriedades experimentais in silico, tais como espectros de RMN e UV. Diante deste panorama, aplicamos tal método na simulação de espectros UV para os cinamatos com perfil de filtros solares. Realizou-se uma busca do melhor funcional para simulação dos espectros, na qual se determinou que os funcionais B3LYP e B3P86 apresentaram melhores resultados quando comparados ao espectro experimental do composto p-metoxicinamato de etilexila determinado em metanol. Foram simulados os espectros de UV para sete compostos derivados do ácido cinâmico, os quais apresentaram λ máximo próximo a 310 nm, como descrito na literatura. Observou-se que a energia média para que ocorra a principal transição eletrônica, de HOMO para LUMO, é de 3,95 eV. O método mostrou-se adequado para a determinação de espectros UV para a classe dos cinamatos e pode ser utilizado na busca de novos compostos dessa classe a serem empregados como filtros solares. / Skin cancer presents itself as a very serious world public health problem, being incident all over the five continents. Using sunscreen and receiving health education, among other factors, are related to prevent the disease. The number of people with skin cancer increases every year, therefore, studies for better knowledge and development for better and safer sunscreens are crucial. Products used with the intention to protect the skin from ultraviolet sunrays (UV) are partially composed by sunscreen, which may lead to two different reactions, a physical reaction, that reflects and ceases the UV radiation; or a chemical reaction, that absorbs the UV radiation. Chemical filters may present absorption in UVB (290-320 nm), UVA (320 400 nm) or in both, which is considered as broad spectrum. Among the various types of compound forms with sunscreen UVB profile, cinnamates stand out for presenting good efficiency and excellent cost-benefit. The application of theoretical calculations became essential for drug design and bioactive molecules action mechanism studies, considering time saving and costs in research and development. The development of robust quantum method, such as TD-DFT allowed the simulation of experimental properties in silico, like RMN and UV spectra. Given this overview, this method was applied to simulate UV spectra of cinnamates with sunscreen profile. A search was done to define the best functional to simulate all spectrum, where the functionals B3LYP and B3P86 showed the best results when compared to experimental spectra of the compound ethylhexyl methoxycinnamate determined in methanol. An UV spectrum simulation for seven compounds derived from cinnamic acid showed maximum wavelength around to 310 nm, as described in the literature. It was observed that the average energy for the main electronic transition, HOMO to LUMO, is 3,95 eV. The method proved to be adequate for the determination of UV spectra for cinnamate class and it can be used as a tool on the search for new compounds from this class to be used as sunscreen.

O presente trabalho teve o objetivo de desenvolver uma formulação tópica contendo os filtros solares benzofenona-3 e avobenzona microencapsulados em associação com filtro solar não encapsulado octocrileno e nanoparticulas lipídicas sólidas contendo rutina (formulação completa) e avaliar a eficácia fotoquimiopreventiva dessa formulação usando biópsias de pele humana e pele reconstruída in vitro. Microparticulas lipídicas sólidas contendo grandes quantidades de filtros solares, benzofenona-3 e avobenzona foram obtidas pela técnica do spray congealing com propriedades adequadas para aplicação tópica. Além disso, o processo de microencapsulação foi capaz de diminuir a penetração de benzofenona-3 na pele, aumentar a estabilidade da avobenzona frente à radiação ultravioleta A e a capacidade fotoprotetora desses filtros microencapsulados em formulações tópicas quando expostos a radiação ultravioleta. Nanopartículas lipídicas sólidas contendo o flavonóide rutina foram produzidas pelo processo de homogeneização a alta pressão e suas condições foram otimizadas pelo método da desejabilidade rendendo nanopartículas lipídicas sólidas com tamanho médio de 74,22 ±2,77 nm, índice de polispersividade de 0,161±0,03 e eficiência de encapsulação de 98,90 ±0,25 %. Em adição, as nanopartículas mostraram serem capazes de proteger a viabilidade celular de fibroblastos de ratos L929 irradiados com radiação ultravioleta A e B. Para a eficácia fotoquimiopreventiva a formulação completa foi capaz de evitar/diminuir a formação de células apoptóticas, caspase-3, dímeros de ciclobutanodipirimidina, metaloproteinases e peroxidação lipídica em pele humana e pele reconstruída expostos a UVB. O processo tecnológico de microencapsulação e nanoencapsulação dos ativos avaliados mostrou ser eficaz, não comprometendo as propriedades de fotoproteção dos filtros solares e rutina, apresentando resultados similares ou melhores do que as formulações contendo os ativos na forma livre. Portanto, o desenvolvimento de formulações contendo ativos microencapsulados e nanoencapsulados é uma alternativa interessante para o emprego em produtos comerciais para proteção solar, por diminuir as características indesejáveis como penetração e instabilidade, melhorando as propriedades fotoprotetoras e evitando a necessidade de desenvolver novos compostos com propriedades fotoprotetoras. / This study aimed the pharmaceutical development of a topical formulation containing an association of microencapsulated sunscreens benzophenone-3 and avobenzone, free sunscreen octocrylene and rutin flavonol solid lipid nanoparticles (complete formulation). This formulation was assessed for photochemoprotective ability using human skin obtained surgically and reconstructed human skin. Solid lipid microparticles containing large amounts of sunscreens benzophenone-3 and avobenzone were obtained by the spray congealing technique under conditions that allowed the manufacture of microparticles with suitable properties for topical application. The microencapsulation conditions were also able to reduce the penetration of benzophenone-3 through the skin, enhanced the stability of avobenzone against the ultraviolet radiation (UVR) and increased the photoprotective ability of both filters in topical formulations exposed to UVR. Solid lipid nanoparticles containing rutin were produced by the high pressure homogenization process whose conditions were optimized using the desirability method, yielding nanoparticles with size of 74.22 ± 2.77 nm, polispersivity index of 0.161 ± 0.03 and encapsulation efficiency of 98.90 ± 0.25%. In addition, the nanoparticles were able to avoid the death of L929 mice fibroblasts exposed to UVR A and B. For the photochemopreventive ability studies, the complete formulation was able to reduce/avoid the induction of apoptotic cells, caspase-3, CPDs, metalloproteinases and lipid peroxides in human skin obtained surgically and reconstructed human skin in vitro exposed to UVB.Thus, the micro and nanoencapsulation solved some intrinsic problems related to sunscreens and rutin without, however, compromising their photohemoprotective ability, since the results showed similar or better efficacy when compared to the formulations containing actives in free form. Therefore, the development of formulations containing microencapsulated and nanoencapsulated compounds is an interesting alternative for employment in commercial products for sun protection by decreasing the undesirable characteristics, such as penetration and instability, improving the photoprotective properties and avoiding the need to develop new compounds with photoprotective characteristics.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-05-19T11:18:30Z No. of bitstreams: 1 cintiaelenaleitezini.pdf: 1012817 bytes, checksum: 16d3eeb0ce6461fd408d038e2c23987e (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-06-27T18:41:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 cintiaelenaleitezini.pdf: 1012817 bytes, checksum: 16d3eeb0ce6461fd408d038e2c23987e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-27T18:41:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 cintiaelenaleitezini.pdf: 1012817 bytes, checksum: 16d3eeb0ce6461fd408d038e2c23987e (MD5) Previous issue date: 2012-07-05 / A exposição inadequada a radiação solar ocasiona sérios danos a pele, como queimaduras, fotoenvelhecimento, queratose actínica e câncer, sendo por isso motivo crescente de preocupação por parte dos órgãos de saúde. Estima-se que no Brasil surjam 140.000 novos casos de câncer de pele em 2012. O principal mecanismo pelo qual a radiação UV danifica a pele é através da lesão ao DNA, que pode ser direta, por dimerização de suas bases, ou indireta, via ação de espécies reativas de oxigênio. Uma das formas de evitar os efeitos nocivos da radiação solar é a utilização de protetores solares. Estudos tem sido realizados com a finalidade de ampliar o fator de proteção solar (FPS) pela associação de extratos vegetais com filtros orgânicos. Vegetais ricos em compostos fenólicos e flavonóides são de particular interesse por estarem relacionados a atividade fotoprotetora e antioxidante. Nesse sentido, o presente trabalho teve o objetivo de avaliar o potencial fotoprotetor e a atividade antioxidante in vitro de extratos de Mikania glomerata, Ginkgo biloba, Matricaria chamomilla, Aquillea millefolium e Aesculus hippocastanum e das substâncias bioativas rutina e vanilina. Os teores de compostos fenólicos e flavonóides dos extratos foram determinados espectrofotometricamente e a atividade antioxidante de extratos, rutina e vanilina foi avaliada frente ao radical DPPH. Formulações em gel e emulsão O/A foram preparadas associando-se 5% do filtro orgânico ácido 2-fenilbenzimidazol-5-sulfônico a 3,5% v/v de extratos, 0,1% ou 0,25% de rutina ou vanilina e os valores de FPS determinados espectrofotometricamente pelo método de Mansur. O extrato de A. hippocastanum produziu a maior elevação de FPS do gel, enquanto a rutina 0,25% produziu o valor mais elevado de FPS da emulsão. O extrato de A. hippocastanum demonstrou o maior potencial fotoprotetor e antioxidante, podendo ser considerado promissor adjuvante em formulações de protetores solares. / Inadequate exposure to sun radiation causes serious skin damages, such as sunburn, photoaging, actinic keratosis and cancer, and therefore causes growing concern among health organizations. It is estimated that in Brasil 140.000 new cases of skin cancer will arise in 2012. The main mechanism in which the UV radiation damages the skin is through DNA lesion, which can be direct by dimerization of its bases, or indirectly via action of reactive oxygen species. One way to avoid the harmful effects of sun radiation is to apply sunscreens. Studies have been done aiming to increase the sun protection factor (SPF) by the association of plant extracts with organic filters. Plant extracts rich in phenolic and flavonoid compounds are of particular interest since they are related to photoprotective and antioxidant activities. Thus, this study aims to assess the potential photoprotection and the antioxidant activity in vitro of Mikania glomerata, Ginkgo biloba, Matricaria chamomilla, Aquillea millefolium and Aesculus hippocastanum extracts, also the bioactive substances rutin and vanillin. The phenolic and flavonoids compound levels of the extracts were settled by spectrofotometry and the extract’s antioxidant activity, rutin and vanillin, were evaluated against DPPH radical. Gel and O/W emulsion formulations were prepared by adding 5% of organic filter 2-phenylbenzimidazole-5-sulfonic acid to 3,5% v/v of extracts, 0,1% or 0,25% of rutin or vanillin and the SPF values determined spectrophotometrically by Mansur’s method. The extract of A. hippocastanum produced the highest elevation of gel SPF, while 0.25% rutin produced the highest value of emulsion SPF. The extract of A. hippocastanum showed the greatest potential photoprotective and antioxidant, it can be considered promising in formulations of sunscreens.