Funzionalizzazione di micro e nano particelle di Chitosano con Acido Ascorbico: nuovi delivery-system di attivi funzionali per Cosmetici e Dispositivi Medici

This thesis work aims to find a functional active adduct capable of reducing oxidative damage to the skin through an antioxidant action. The skin is a delicate apparatus where each individual stage is the result of a precise evolution that prepares it for involution in response to imperative needs. Maintaining the functions associated with this apparatus is fundamental, the main one being that it is a barrier in a two-way sense, the organism's first bulwark against the external environment. Cosmetics and medical devices can undoubtedly provide significant support where there is a possibility of action. Experimental research work aims first and foremost at an efficient method of synthesising chitosan nanoparticles with ascorbic acid, an active molecule with scavenger effect, i.e. eliminating reactive oxygen species, and vitamin PP, an anti-ageing and protective molecule of the skin barrier. Once the synthesis method had been worked out, various tests were performed to establish the effective formation of the adduct and the maintenance of the antioxidant capacity of the active ingredients. These included FT-IR spectroscopy, titration via HPLC chromatography, release test, sedimentation rate, Z potential and particle size. The adduct is then inserted into a base emulsion in order to study its applicability. This is followed by further tests on the finished product, measuring its pH, density, viscosity, centrifugation, antioxidant activity via the DPPH method and stability of the compound over time and under different conditions. Although the data obtained from the HPLC denote a good functionalisation of chitosan (25.7±6.5%), spectral analysis indicates a higher functionalisation of ascorbic acid compared to the almost minimal functionalisation of vitamin PP, which was excluded from the subsequent analyses. From the results obtained, it is possible to mention how the functionalisation led to an increased stability with regard to the smallest particles through the oily matrices chosen for the measurement of sedimentation speed, the micrometer scale of the particles and a significantly better retention of antioxidant power at the end of the ageing tests confirmed by the organoleptic characteristics of the emulsion and the DPPH test.

Il lavoro di tesi mira alla ricerca di un addotto funzionale attivo in grado di ridurre i danni ossidativi a carico della cute attraverso un’ azione antiossidante. La pelle è un apparato delicato dove ogni singolo stadio è il risultato d’una precisa evoluzione che prepara a un’involuzione in risposta ad esigenze inderogabili. Il mantenimento delle funzioni legate a questo apparato è fondamentale, di cui la principale è l’essere una barriera in senso bidirezionale, primo baluardo dell’organismo nei confronti dell’ambiente esterno. Cosmetici e dispositivi medici possono senz’altro apportare un sostegno significativo, ove ci siano i presupposti per una possibilità d’azione. Il lavoro di ricerca di tipo sperimentale mira in primis ad un metodo efficiente di sintesi di nanoparticelle di chitosano con acido ascorbico, molecola attiva con effetto di scavenger cioè di eliminazione delle specie reattive dell’ossigeno, e vitamina PP, molecola antiage e protettiva della barriera cutanea. Elaborato il metodo di sintesi, vari sono stati i test eseguiti al fine di decretare l’effettiva formazione dell’addotto ed il mantenimento della capacità antiossidante degli attivi. Tra questi: spettroscopia FT-IR, titolazione via cromatografia HPLC, test di cessione, velocità di sedimentazione, potenziale Z e particle size. L’addotto viene in seguito inserito all’interno di un’emulsione base al fine di studiarne l’applicabilità. A ciò seguono ulteriori verifiche sul prodotto finito, misurandone pH, densità, viscosità, centrifugazione, attività antiossidante via metodo DPPH e stabilità del composto nel tempo e a diverse condizioni. Nonostante i dati ottenuti dall’ HPLC denotino una buona funzionalizzazione del chitosano (25.7±6.5%), l’analisi spettrale indica una maggiore funzionalizzazione dell’acido ascorbico nei confronti di quella quasi minima della vitamina PP, la quale è stata esclusa dalle analisi successive. Dai risultati ottenuti è possibile citare come la funzionalizzazione abbia portato ad una aumentata stabilità nei riguardi delle particelle più piccole attraverso le matrici oleose scelte per la misura della velocità di sedimentazione, la scala micrometrica delle particelle ed un mantenimento del potere antiossidante significativamente migliore al termine dei test di invecchiamento confermate delle caratteristiche organolettiche dell’emulsione e dal test del DPPH.