El RETO

La piel es la suave cubierta exterior de nuestro cuerpo, el mayor órgano del sistema tegumentario, es decir, el mayor de los órganos destinados a proteger nuestro cuerpo de diversos tipos de daños. Sirve de amortiguador, protector de los tejidos más profundos, de la pérdida de agua (deshidratación), regulador de la temperatura y excreta los desechos. Como el tejado de una casa, es el refugio de nuestro cuerpo. Si la piel nos protege por dentro, ¿qué nos protege por fuera? Uno de los efectos más pasivos, pero que ponen en peligro nuestra vida, es la exposición a las radiaciones ionizantes del sol, como los rayos ultravioleta (UV). Si nuestra piel está dañada, pierde su capacidad de realizar sus funciones con eficacia, y se vuelve susceptible de sufrir infecciones y enfermedades como el cáncer. 

El reto consiste en conseguir una protección adecuada de la piel en los productos cosméticos y de cuidado de la piel, de forma eficaz y razonablemente segura para los seres humanos, sin que suponga una amenaza para el equilibrio de la vida marina y el medio ambiente en general. 

NANOARC Biomimetics ofrece soluciones para afrontarlo.

¿Qué ha inspirado nuestra mejora?

En la naturaleza, algunos organismos son más resistentes que otros a los entornos difíciles. Algunos incluso sobreviven al calor de los volcanes o a la dura radiación del espacio. Al estudiar la estructura de su cuerpo, queda claro que su resistencia a los entornos adversos no se debe necesariamente a una diferencia en la composición química, sino que proviene de una modificación en la disposición atómica (es decir, la arquitectura atómica) dentro de su piel protectora. Lo mismo se observa en la forma en que la naturaleza modifica la disposición atómica de los átomos de carbono, para producir el diamante o el grafito. Incluso la piel del cuerpo humano tiene diferentes niveles de resistencia a los productos químicos, siendo el cuero cabelludo muy diferente de la cara a pesar de que ambos están en la cabeza.

Los crustáceos y otras especies marinas sobreviven al duro y corrosivo entorno del océano, sin más que una capa exterior protectora ultrafina. En esencia, la protección no tiene que ver con la cantidad, sino con la calidad del material que protege los órganos subyacentes y la piel de cualquier daño.

Nuestra Solución

Proponemos materiales con una arquitectura atómicamente modificada, para que los fabricantes puedan beneficiarse de las altas prestaciones de los sistemas de materiales de confinamiento cuántico de baja dosis, donde dicha funcionalidad no sería alcanzable con materiales ordinarios.

Esencialmente, hemos modificado la estructura cristalina de materiales biocompatibles conocidos para que sus propiedades sean muy superiores a las de los materiales estándar o comúnmente conocidos. Así, con nuestros materiales de arquitectura atómicamente modificada, es posible utilizar dosis muy inferiores a las convencionales del 20 - 25% en los productos relacionados. 

¿Por qué tan poco? 

La capacidad de absorción de rayos UV y otras funciones de los (nano)materiales de superficie específica ultraalta aumenta significativamente a medida que se reducen las dimensiones de las (nano)partículas. Esto permite alcanzar los objetivos de rendimiento con menos (nano)material por unidad de superficie/volumen.

LOS ELEMENTOS ESENCIALES

A medida que el clima se vuelve más cálido en muchas partes del mundo, aumenta el riesgo de cáncer de piel y se reduce la resistencia de los materiales a la radiación UV.

El óxido de zinc (ZnO) es único entre los ingredientes de protección solar porque es un bloqueador de UV de amplio espectro. Ofrece protección frente a los rayos UVA, UVB e incluso UVC. El dióxido de titanio (TiO2) es otro principio activo mineral utilizado en los protectores solares. Aunque protege de los rayos UVB, no es tan eficaz como el ZnO para proteger de los UVA.

Una desventaja aparente de las macropartículas (a granel) de ZnO y TiO2 es que, en los protectores solares, son visibles en la piel como una capa opaca, lo que provoca la reticencia de los consumidores a utilizar dichos productos.

El uso de nanotecnología en las fórmulas de los protectores solares aumenta la eficacia de bloqueo de los rayos UV, lo que permite disminuir la concentración de filtros UV en la formulación. Más concretamente, el uso de materiales cuánticos (< 20 nm en al menos una dimensión), que tienen un área específica ultra alta (nano)partículas es significativamente beneficioso, para una mayor eficacia en el blindaje UV.

La razón es que la capacidad de absorción de UV y otras funciones beneficiosas de los (nano)materiales (por ejemplo, antimicrobianas, antifúngicas, cicatrizantes, etc.) aumentan significativamente a medida que las dimensiones de las (nano)partículas se hacen más pequeñas. Esto permite alcanzar los objetivos de rendimiento en los productos cosméticos de protección solar con menos (nano)material por unidad de superficie/volumen, al tiempo que se ofrece una protección duradera.

En dosis tan bajas y altamente efectivas, un protector solar mineral con (nano)partículas de superficie específica ultraalta también es más fácil de distribuir, reduciendo así el efecto “blanqueador”. Como las (nano)partículas de superficie ultraalta de ZnO no dispersan la luz como las micropartículas convencionales, el color blanco desaparece y la loción solar resultante aún bloquea los rayos UV, pero parece transparente cuando se aplica sobre la piel.

Mientras que el TiO2 en su forma macroparticulada es útil, en su nanoforma es cancerígeno. En cambio, el ZnO es seguro. El reto sigue siendo el recelo de algunos consumidores ante el uso de productos enriquecidos con nanopartículas, lo que ralentiza la adopción de protectores solares de mayor rendimiento.

La experiencia de NANOARC en el diseño de materiales cuánticos se ha invertido aquí para abordar esta cuestión. Ofrecemos dos formas de ZnO, con una superficie específica ultra alta, como sigue

I. Óxido de Zinc (ZnO bidimensional) Escamas atómicamente finas (no nano) - 635.200 cm²/g

II. Óxido de Zinc (0-Dimensional) nanopartículas (nano) - 415.300 cm²/g

Para ofrecer una perspectiva de nuestra clasificación, la superficie específica media del ZnO convencional es de 45.000 cm²/g y la del nano-ZnO comercial actual es de 100.000 cm²/g aproximadamente.

Con estos valores, las leyes de la física en la naturaleza indican que la superficie específica mejorada de los sistemas de materiales avanzados NANOARC ZnO, ofrecen a los fabricantes de protectores solares y productos para el cuidado de la piel, la oportunidad de diseñar productos con un rendimiento superior, utilizando dosis bajas y consiguiendo una mejor dispersión y un resultado cosmético más apreciable.

Por cierto, nuestro material de ZnO no nanométrico (óxido de zinceno) ofrece una elevada superficie específica y, por tanto, un mayor rendimiento. Esta es la belleza del diseño de materiales y la ventaja para los fabricantes, que ahora pueden atender a los clientes nanosensibles con resultados superiores.