Collaborazioni

UNICO

La ricerca IDI Farmaceutici risponde con estrema prontezza, affidabilità e funzionalità a tutte le nuove esigenze di salute della pelle, ampliando costantemente il proprio campo di azione. Per questo, il lavoro dell’equipe IDI si avvale di partnership mirate ed efficaci con importanti enti, strutture e professionisti in grado di fornire la massima competenza per le attività di ricerca e sviluppo necessarie proprio al singolo progetto.

Il progetto di ricerca “UNICO” punta alla realizzazione di un filtro solare innovativo capace non solo di bloccare efficacemente le radiazioni UVA e UVB ma limitare la formazione di radicali liberi grazie alla sua spiccata attività antiossidante. Tutto questo attraverso un “UNICO” ingrediente naturale biodegradabile ed ecosostenibile a base di lignina. Un filtro solare “UNICO” al mondo che troverà applicazione in ambito cosmeceutico, aiutando a prevenire il foto-invecchiamento cutaneo e le patologie ad esso connesse contribuendo inoltre a ridurre significativamente l’impatto sull’ambiente.

Descrizione del progetto

Realizzazione di un nuovo prodotto cosmeceutico per la protezione solare, basato sull’utilizzo di un UNICO filtro UVA/UVB antiossidante ed ecosostenibile. Acronimo: UNICO durata Del Progetto: 15 mesi Nell’ambito del bando POR life 2020-Benessere/Wellbeing, il progetto “UNICO” integra competenze in ambito biomedico, chimico ed industriale per la realizzazione di un innovativo filtro solare “cosmeceutico” basato su un ingrediente “naturale” a base di lignina, non tossico ed ecocompatibile, in grado di assorbire sia UVR-A che UVR-B. E’ noto che le radiazioni solari sono causa principale d’insorgenza dei tumori cutanei e che le protezioni solari sono altamente inquinanti. Pertanto e’ necessario un nuovo prodotto ecocompatibile. IDI Farmaceutici, proponente, ha coinvolto due tra le maggiori competenze territoriali per le attivita’ di ricerca e sviluppo necessarie: l’Universita’ della Tuscia e GentoxChem S.r.l., specializzate per lo studio di nuovi materiali ecosostenibili, e l’Istituto Dermopatico dell’Immacolata (IDI), uno tra i piu’ importanti Istituti di Ricovero e Cura a Carattere Scientifico (IRCCS), per lo studio delle proprieta’ biologiche del materiale e del nuovo prodotto.

Finalità

Il progetto UNICO prevede la realizzazione di un prototipo cosmeceutico per la protezione solare che riassumera’ in se’ caratteristiche di naturalita’ ed ecosostenibilita’. Le protezioni solari oltre a contribuire al miglioraramento del benessere della persona, proteggendo da eritemi e scottature, svolgono una vera e propria funzione sociale. E’ ormai ampiamente documentato infatti che il loro uso contribuisce alla prevenzione dello sviluppo di carcinomi cutanei, che rappresentano i tumori piu’ diffusi nel mondo occidentale e il cui tasso di crescita e’ previsto in rialzo anche a causa dell’aumento dell’aspettativa di vita media della popolazione. Il progetto “UNICO” si articola in 5 obiettivi realizzativi (OR) svolti in effettiva collaborazione tra IDI Farmaceutici e l’Universita’ della Tuscia:
• OR1. Preparazione del principio funzionale a base ligninica
• OR2. Caricamento delle microcapsule con principi funzionali
• OR3. Formulazione cosmeceutica
• OR4. Proprieta’ biologiche degli ingredienti e delle formulazioni
• OR5. Prototipizzazione del cosmeceutico

Risultati

Il progetto e’ stato avviato il 10/04/2018.

Ad oggi il DEB dell’ Universita’ della Tuscia ha realizzato diversi prototipi di microcapsule di lignina. Due di questi sono stati inclusi in gel base preparati da IDI Farmaceutici per studiarne lo spettro di assorbimento UV attraverso misure di trasmittanza. Dopo alcuni esperimenti preliminari, le microcapsule denominate OLTC sono state ulteriormente caratterizzate effettuando misure di SPF invitro secondo lo standard ufficiale COLIPA (ISO 24443).
Le OLTC sono state incluse in un gel base a concentrazioni crescenti per misurare la loro capacità intrinseca di assorbire le radiazioni UV, quando incluse in una formulazione cosmetica.
Il grafico accanto mostra una modesta seppur significativa attivita’ filtrante delle microcapsule di lignina. L’effetto e’ dose dipendente e tanto maggiore quanto maggiore e’ la concentrazione delle microcapsule

In un secondo esperimento, le OLTC sono state aggiunte nella nostra formulazione commerciale ad SPF 15.
Il grafico sulla destra mostra come, dopo l’aggiunta di OLTC ad una concentrazione pari al 2%, il valore di SPF misurato in vitro ha subito un incremento pari al 36%.

La formula del latte solare senza microcapsule, possiede infatti un un SPF pari a 17,72, una lambda critica pari a 372 nm e un rapporto UVAvitro/SPFpreliminare pari a 0,44, ovvero il valore e’ maggiore o uguale alla soglia di 0,33 che garantisce la protezione UVA nella crema solare. Lo stesso latte solare a cui e’ stato aggiunto il 2% di microcapsule di lignina presenta un SPF di 24,02, una lambda critica pari a 373 nm e un e un rapporto UVAvitro/SPFpreliminare pari a 0,33. Pertanto l’aggiunta del 2% di microcapsule OLTC ha conferito un incremento di efficienza di assorbimento pari al 36% mantenendo inalterata la capacita’ della formulazione di proteggere anche dai raggi UVA. Tale effetto delle microcapsule di lignina e’ tipico delle sotanze cosidette booster, che entrando in risonanza con i filtri solari, ne potenziano l’attività stabilizzando le loro molecole.
Allo stato attuale, la tecnologia consente di ridurre di almeno il 30% l’utilizzo di filtri solari chimici all’interno delle formulazioni solari, il che implica un migliore impatto sulla salute dell’uomo e soprattutto dell’ambiente in cui viviamo.

Conclusioni

SalI

Presi nel loro insieme i risultati sperimentali frutto della ricerca industriale condotta in effettiva collaborazione con il personale del dipartimento DEB dell’Università della Tuscia nel periodo tra Aprile 2018 e Febbraio 2019 hanno permesso di acquisire le seguenti nuove conoscenze:

La lignina è una molecola naturale facilmente miscelabile, con le normali tecniche preparative, in formulazioni cosmetiche sia in forma nativa sia se strutturata in microcapsule.
Le formulazioni cosmetiche a base di lignina nativa o strutturata possono essere considerate gradevoli da un punto di vista cosmetico. Un possibile punto di debolezza nel caso di formulazioni per la protezione solare, potrebbe essere rappresentato dal colore scuro dovuto proprio alla presenza del legno. Tuttavia, l’aggiunta di ingredienti in grado di “schiarire” la formulazione cosmetica può rappresentare una soluzione efficace al problema.
Sebbene la lignina sulfonato in forma nativa sia già in grado di assorbire i raggi UV e al tempo stesso di esercitare un’attività antiossidante apprezzabile, una volta strutturata tridimensionalmente in microcapsule aumenta significativamente le sue proprietà assorbenti e antiossidanti.
A seconda del metodo di preparazione delle microcapsule si ottengono performance di assorbimento UVB e UVA diversi. Le proprietà di assorbimento misurate in vitro sono in grado di predire il comportamento delle diverse microcapsule nelle formulazioni cosmetiche. In particolare, in termini di performance di assorbimento UV abbiamo ottenuto i seguenti risultati: PL/LS > CH/LS ≥ PA/LS. Inoltre, per ciascun tipo di microcapsula, il loro caricamento con la molecola prescelta nicotinamide ha consentito di ottenere performance di assorbimento leggermente migliori rispetto alle rispettive capsule non caricate.
Allo stato attuale della ricerca industriale, non è possibile ipotizzare l’utilizzo delle microcapsule di lignina in assenza di filtri chimici già approvati sul mercato. Infatti, i valori di SPF in vitro ottenuti con le formulazioni contenenti quantità crescenti delle sole microcapsule, non hanno raggiunto livelli di protezione minimi richiesti dal mercato. Tuttavia, date le proprietà antiossidanti delle microcapsule stesse, se ne può ipotizzare l’utilizzo in formulazioni cosmetiche “green” che abbiano una finalità antiage, soprattutto per quanto riguarda le microcapsule caricate con ingredienti funzionali.
Le microcapsule di lignina hanno un potente effetto “booster” nei confronti dell’assorbimento UV dei filtri solari commerciali. Tale proprietà, potrebbe potenzialmente permettere di ottenere gli SPF voluti riducendo le quantità di filtri solari commerciali in un range tra il 20/40%. Inoltre è nostro obiettivo futuro identificare nuovi filtri naturali da associare alle microcapsule per eliminare la necessità di utilizzo di filtri solari fisici e chimici.
Le microcapsule di lignina non sinergizzano significativamente con l’ossido di zinco (ZnO).
Nel complesso i risultati ottenuti nel periodo Aprile 2018-Febbraio 2019, consentono di affermare che l’uso di microcapsule di lignina è di potenziale interesse da un punto di vista industriale per le sue proprietà protettive nei confronti degli UV e dello stress ossidativo.

Resta da verificare:

La possibilità di ottenere microcapsule di colore chiaro con simili proprietà fisico chimiche a quelle di colore naturale
Ottenere i dati tossicologici sulla base delle attività di ricerca stabilite in OR4
Identificare una fonte commerciale di lignina in grado di fornire lotti omogenei su scala industriale
Valutare i costi di produzione delle microcapsule confrontandoli con quelli di altri booster commerciali
Valutare la riproducibilità dei processi di preparazione su scala industriale (OR5)

Saldo

Presi nel loro insieme i risultati sperimentali frutto della ricerca industriale condotta in effettiva collaborazione con il personale del dipartimento DEB dell’Università della Tuscia nel periodo tra Marzo 2019 e Giugno 2019 hanno permesso di acquisire le seguenti nuove conoscenze:

La lignina è una molecola naturale facilmente miscelabile, con le normali tecniche preparative, in formulazioni cosmetiche sia in forma nativa sia se strutturata in microcapsule.
Le formulazioni cosmetiche a base di lignina nativa o strutturata possono essere considerate gradevoli da un punto di vista cosmetico. Riguardo il colore, l’esperienza maturata nel corso del progetto ci ha spinto a non aumentare le concentrazioni di lignina al di sopra di un valore pari a 1,5%, Peraltro tale concentrazione permette un aumento di performance di assorbimento della radiazione ultravioletta vicina al 70% che consente di ridurre significativamnete la necessità di filtri chimici, con conseguente vantaggio sui costi di produzione e impatto ambientale.
Sebbene il metodo di strutturazione layer by layer consenta di ottenenere microcapsule altamente perfromanti e facilmente funzionalizzate, l’analisi dei costi ci ha indotto a seguire vie preparative alternative che utilizzassero la lignina nativa e defunzionalizzata. I risultati ottenuti nella seconda perte del progetto e relazionati in questo documento testimoniano che tale startegia è effettivamente percorribile per il futuro lancio di UNICO.
Sebbene le analisi effettuate in vitro sui diversi tipi di capsule abbia rivelato performace di assorbimento diverse e in particolare: PL/LSN > CH/LSN ≥ PA/LSN, tali risultati non hanno mostrato un netto vantaggio in termini biologici. Tutti i tipi di micorcapsule funzionalizzate con nicotinamide hanno dato esiti simili in termini di protezione dai raggi UV. Inoltre risultati simini sono stati ottenuti utilizzando le formulazioni MLS che non sono funzionalizzate. Pertanto si ritiene che il vantaggio della funzionalizzazione vada analizzato per risolvere problemi diversi da quelli analizzati in questo progetto, ad esempio la funzionalizzazione potrebbbe essere vantaggiosa per proteggere principi attivi particolarmente instabili nelle formualzioni cosmetiche (Vitamina C).
Confermiamo quanto riportato nel pimo SAL riguardo l’impossibilità di ipotizzare l’eliminazione completa dei filtri chimici nelle protezioni solari, in quanto le microcapsule sono in grado di assorbire direttamente solo a concentrazioni incompatibili con la gradevolezza cosmetica del prodotto.
Come già affermato in precedenza le microcapsule di lignina hanno un potente effetto “booster” che può raggiungere anche l’80% di miglioramento in base alla concentrazione utilizzata.
Nel complesso i risultati ottenuti nel periodo Marzo 2019-Luglio 2019, consentono di affermare che l’uso di microcapsule di lignina è di potenziale interesse da un punto di vista industriale per le sue proprietà protettive nei confronti degli UV e dello stress ossidativo.

Sostegno finanziario ricevuto

Con Determinazione n. G18717 del 28/12/2017 pubblicata sul BURL n.6 del 18/01/2018 il Direttore della Direzione Regionale per lo Sviluppo Economico e le Attivita’ Produttive, ha preso atto degli esiti della valutazione effettuata dalla Commissione di Valutazione, che nella seduta del 31/10/2017 ha approvato gli elenchi dei progetti idonei e della relativa Sovvenzione concessa.
Con Comunicazione LISPA Prot.0003075 del 02-02-2018 Lazio Innova SpA ha reso noto che il progetto, di cui al numero di protocollo A0112-2016-13298, e’ stato ritenuto idoneo e finanziabile come di seguito specificato:

Con Determina n. G.08541 del 06/07/2018 pubblicata sul BURL n.56 del 10/07/2018 la Direzione Regionale per lo Sviluppo Economico e le Attività Produttive, ha preso atto della rimodulazione della sovvenzione concessa per il progetto presentato a seguito della variazione della dimensione di impresa successivamente alla presentazione della domanda. La sovvenzione concessa è così rimodulata:

In data 17/09/2018 è stato firmato l’atto di impegno tra IDI Farmaceutici Srl e Lazio Innova SpA

In data 13/11/2018 è stata inviata tramite PEC la richiesta di anticipo pari al 40% del finanziamento concesso a fronte dell’attivazione di fidejussione bancaria in favore di Lazio Innova Spa per € 38.279,2