Dermal absorption and toxicological risk assessment of essential oil-based nanocarriers

Trabalho Final de Mestrado Integrado, Ciências Farmacêuticas, 2021, Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia.

Nos últimos anos, a Nanotecnologia tornou-se numa abordagem revolucionária cada vez mais utilizada em diversas áreas como a medicina, nomeadamente, no diagnóstico e tratamento de doenças, a indústria farmacêutica e cosmética, entre outras áreas, desenvolvendo, assim, produtos, processos e métodos tecnológicos inovadores em nanoescala. O desenvolvimento de nanocarriers, na aplicação tópica e transdérmica, veio melhorar a penetração em todo o SC, como também aumentar a seletividade da entrega de compostos para o local alvo. Assim, as nanopartículas são consideradas como uma estratégia para melhorar a penetração e permeação nas diferentes camadas da pele. Os óleos essenciais são líquidos oleosos aromáticos naturais, extraídos de várias partes das plantas. São caracterizados por serem hidrofóbicos, instáveis, altamente voláteis e possivelmente tóxicos. Apresentam ainda várias propriedades biológicas como atividades antivirais, antimicrobianas, cicatrizantes, anti-inflamatórias, anti carcinogénicas e antioxidantes. De forma a ultrapassar as limitações dos óleos essenciais, a Nanotecnologia oferece uma estratégia bem-sucedida como a nanoencapsulação destes compostos através de nanopartículas poliméricas e lipídicas, de forma a possibilitar a sua entrega seletiva aos locais alvo, bem como, aumentar a biodisponibilidade dos óleos essenciais e melhorar a estabilidade, reduzindo a sua volatilidade, degradação e toxicidade. Esta revisão centra-se na encapsulação de vários óleos essenciais por nanopartículas lipídicas (lipossomas, nanoemulsões, niosomas, NLCs e SLNs) e poliméricas (PNPs). Parâmetros como a produção, caracterização, estabilidade, biocompatibilidade, efeitos terapêuticos e risco toxicológico foram avaliados de forma a compreender o comportamento dos EO encapsulados comparativamente aos EO não encapsulados. A nanoencapsulação de óleos essenciais provou ser uma melhor estratégia para administração tópica e transdérmica, quando comparada com OE livres, aumentando a sua biocompatibilidade com os fluidos biológicos, células e tecidos e diminuindo a sua citotoxicidade.

In the last years, Nanotechnology has become a revolutionary approach increasingly used in several areas such as medicine, namely in the diagnosis and treatment of diseases, the pharmaceutical and cosmetic industry, among other areas, thus developing innovative technological processes, methods, and products in nanoscale. The development of nanocarriers, in topical and transdermal application, has improved penetration throughout the SC, as well as increasing the selectivity of the delivery of compounds to the target site. With this, nanoparticles are considered as a strategy to improve penetration and permeation in the different layers of the skin. Essential oils (EO) are natural aromatic oily liquids extracted from various parts of plants. They are characterized by being hydrophobic, not stable, highly volatile, and possibly toxic. They also have several biological properties such as antiviral, antimicrobial, wound-healing, anti-inflammatory, anticarcinogenic, and antioxidant activities. In order to overcome their limitations, Nanotechnology offers a successful strategy such as nanoencapsulation of EO-based polymeric and lipid nanoparticles, in order to enable their specific delivery to target sites, as well as, to increase their bioavailability and improve stability, reducing their volatility, degradation and toxicity. This review focuses on the encapsulation of several EO by lipid nanoparticles (liposomes, nanoemulsions, niosomes, NLCs, and SLNs) and polymeric nanoparticles (PNPs). Parameters such as production, characterization, stability, biocompatibility, therapeutic effects, and toxicological risk were evaluated in order to understand the behavior of encapsulated EO compared to non-encapsulated EO. The nanoencapsulation of EO proved to be a better strategy for topical and transdermal administration when compared to free EO or non-encapsulated EO, increasing EO their biocompatibility with biological fluids, cells and tissues and decreasing their cytotoxicity.