التفاصيل البيبلوغرافية
| العنوان: |
Development of dermic application systems made from micro/nano cellulose biopolymeric materials with 3D porosity simulation to optimize the retention and release of essential oils biomolecules |
| المؤلفون: |
Moreira, Joana Maria Honorato Pina |
| المساهمون: |
Curto, Joana Maria Rodrigues, uBibliorum |
| سنة النشر: |
2023 |
| مصطلحات موضوعية: |
Aplicações Dérmicas e Cosméticas, Celulose Micro/Nanofibrilada (M/Nfc), Materiais Celulósicos, Materiais Fibrosos, Óleos Essenciais, Otimização, Simulação Computacional, Sistemas de Entrega de Fármacos (Dds), Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Biotecnologia |
| الوصف: |
In a changing world, where the preoccupation with the environment is going stronger each year, the search for biodegradable and biocompatible products increases. Some of those products with these characteristics, cellulose fibers stand out, as well as essential oils that also present therapeutic effects. Due to the high volatility of essential oils, cutaneous application in the form of masks with the ability to store therapeutic molecules prolongs their action period, which is an advantage. In this regard, the goal of this project is to create a mask made of micro/nano cellulose that is refined mechanically and enzymatically to achieve the needed qualities. The fibers are assessed in terms of shape and biometry, and the enzymatic treatment is adjusted in order to produce more flexible fibers with porous and resistant structures at the same time. The structure of the face mask results from a porous 3D matrix that is an optimized mixture of cellulose fibers on a micro and nano scale. The micro-scale cellulose fibers in this network give strength and stability, while the nano-scale cellulose fibers contribute to the creation of a structure with a high degree of therapeutic molecule retention and stability. The therapeutic properties of the cellulose micro/nano fibrillated fiber network are obtained by adding Mentha piperita (Peppermint), Lavandula angustifolia (Lavender), and Citrus limon (Lemon) essential oils to the porous structure. This was obtained by a process of a Water in Oil emulsion, to protect the essential oils molecules from degradation or oxidation and to keep them imprisoned or retained in the fiber network, to retard even more the release of the molecules, ensuring that the release is controlled. These essential oils have antibacterial and antifungal properties, which can be a useful resource for skin treatment. Because these biomolecules are so volatile, cellulose's network structure becomes critical, as it allows the essential oils to be preserved and released gradually. The structures were created in the lab utilizing ISO standards and then impregnated with medicinal molecules of essential oils, in bulk, resulting in a structure for cutaneous applications with good resistance, softness, and long-term stability. The primary molecules of the active principles found in essential oils have been discovered by GC-MS, and their structure and functional groups have been shown in 3D. The 3D Computational Simulation was used to represent the porous structural units formed by cellulose fibers in the micro and nanoscale, and the results were compared to the SEM images obtained for the laboratory structures, confirming that the structure thickness and dimension of the pores are comparable. Also, the use of a validated computer simulator allows for optimizing the porosity, size, and distribution of pores, thus achieving the desired release kinetics. |
| الوصف (مترجم): |
Num mundo em mudança, onde a preocupação com o meio ambiente está cada vez mais forte, a procura por produtos biodegradáveis e biocompatíveis aumenta. Destes produtos com estas características destacam-se as fibras de celulose, bem como os óleos essenciais que também apresentam efeito terapêutico. Devido à elevada volatilidade dos óleos essenciais, a aplicação cutânea na forma de máscaras com capacidade de reter estas moléculas terapêuticas prolonga seu período de ação, sendo uma vantagem. Neste sentido, o objetivo deste trabalho é criar uma máscara de micro/nanocelulose que seja refinada mecanicamente e enzimaticamente para atingir as qualidades necessárias. As fibras são avaliadas em termos de morfologia e biometria, e o tratamento enzimático é ajustado de forma a produzir fibras mais flexíveis com estruturas porosas e resistentes ao mesmo tempo. A estrutura da máscara facial resulta numa matriz 3D porosa que é uma mistura otimizada de fibras de celulose na escala micro e nano. As fibras de celulose em microescala nesta rede conferem resistência e estabilidade, enquanto as fibras de celulose em nanoescala contribuem para a criação de uma estrutura com elevado grau de retenção e estabilidade de moléculas terapêuticas. Os óleos essenciais de Mentha piperita (Hortelã-pimenta), Lavandula angustiolia (Lavanda) e Citrus limon (Limão) foram incorporados na estrutura porosa produzida, conferindo assim propriedades terapêuticas à rede de fibras micro/nanofibriladas. As molécula ativas encontram-se protegidas numa emulsão de Água em Óleo, que permite reter as moléculas dos óleos essenciais e evitar a sua degradação/oxidação e mantê-las “aprisionadas” na rede de fibras, para retardar ainda mais a libertação das moléculas, garantindo que a mesma seja controlada. Estes óleos essenciais possuem propriedades antibacterianas e antifúngicas, que podem ser um recurso útil para o tratamento da pele. Como estas biomoléculas são tão voláteis, a otimização da rede 3D das estruturas torna-se essencial, pois permite que os óleos essenciais sejam preservados e libertados gradualmente. As estruturas foram produzidas em laboratório utilizando as normas ISO e posteriormente impregnadas com moléculas medicinais de óleos essenciais, em bulk, resultando numa estrutura para aplicações cutâneas com boa resistência, suavidade e estabilidade a longo prazo. As moléculas primárias dos princípios ativos encontrados nos óleos essenciais foram identificadas por CG-MS, e sua estrutura e grupos funcionais foram modelados em 3D. A Simulação Computacional 3D foi utilizada para representar as unidades estruturais porosas formadas pelas fibras de celulose em micro e nanoescala, e os resultados foram comparados com as imagens de MEV obtidas para as estruturas de laboratório, confirmando que a espessura da estrutura e dimensão dos poros são comparáveis. Além disso, o uso de um simulador computacional validado permite otimizar a porosidade, tamanho e distribuição dos poros e, assim, atingir a cinética de liberação desejada. |
| ملاحظة حول المحتويات: |
TID:203287932 |
| وصف الملف: |
application/pdf |
| اللغة: |
English |
| الإتاحة: |
http://hdl.handle.net/10400.6/13327Test |
| حقوق: |
open access |
| رقم الانضمام: |
rcaap.com.ubi.ubibliorum.ubi.pt.10400.6.13327 |
| قاعدة البيانات: |
RCAAP |
