Permeação da pele através do mecanismo de piezoporação

Quando um laser de nanosegundos é absorvido pelos nossos materiais patenteados, ocorre uma conversão muito eficiente de luz numa onda de pressão de elevado impulso (ultrassom). Estes ultrassons permeabilizarão transitoriamente a nossa pele, facilitando a entrega epidérmica e dérmica de cosméticos e fármacos. 

Onda de pressão de elevado impulso vs ultrassons clínicos

A pressão gerada em função do tempo das nossas ondas de pressão de impulso elevado são determinadas pela largura de pulso do laser (=10 ns). Larguras de pulso baixas correspondem a bandas de frequências elevadas de ultrassons, o que nos permite produzir ondas de pressão que se estendem até aos MHz de frequência. Deste modo, o comprimento de onda dos nossos ultrassons assemelham-se ao comprimento da camada córnea, a barreira protetora da nossa pele (15 µm), o que induz variações de pressão internas que levam ao desarranjo momentâneo da estrutura da pele.    

Mecanismo de Piezoporação

A estrutura da camada córnea da nossa pele representada enquanto 14 camadas de células altamente empacotadas (corneócitos) com domínios hidrofílicos (azul) separados por estruturas lipídicas lamelares (verde), onde o diâmetro de um corneócitos (40 µm) não se encontra à escala real.  Uma onda de pressão de elevado impulso com uma frente compressiva e uma parte de rarefação atravessa a camada córnea produzindo mudanças de pressão interna muito rápidas. Este fenómeno causa a expansão da camada córnea e o aparecimento de espaços lacunares (poros), onde a organização da estrutura lipídica encontra-se alterada, o que facilita a difusão de cosméticos e fármacos através dos espaços recentemente estendidos. A barreira protetora da pele recupera a sua função em alguns minutos.  

Efetividade

Quando uma onda de pressão de impulso elevado atinge a nossa pele provoca uma permeabilização transitória que permite a difusão de moléculas de peso molecular elevado. O mecanismo de piezoporação possibilita uma distribuição homogénea de ácido hialurónico (Peso molecular de 1 milhão de Daltons) na epiderme sem produzir qualquer alteração estrutural e fisiológica na nossa pele.

Indolor

Testes realizados com voluntários humanos permitiram concluir que o mecanismo de piezoporação não provoca qualquer dor após a aplicação dos ultrassons. 

Sem Marcas

A aplicação dos ultrassons produzidos pela tecnologia LaserLeap é praticamente impercetível e não origina qualquer eritema, inflamação ou vermelhidão na pele. A estrutura da pele não é alterada permanentemente e os testes com os voluntários permitiram confirmar que a barreira protetora recupera a sua função em 25 minutos.       

2014 Tech All Stars – Comissão Europeia. A LaserLeap foi considerada uma das 12 startups mais promissoras da Europa.  

2012 SPIE Photonics Startup Challenge. A LaserLeap foi selecionada com a melhor startup na melhor conferência científica de Fotónica.

2010 Prize AVCRI from RedEmprendia. A LaserLeap doi considerada pela Agency for the Valuation and Commercialization of Research Results da RedEmprendia, como o melhor projeto científico das universidades ibero-americanas. 

2008 BES-Innovation Prize, representa o prémio de empreendedorismo mais competitivo em Portugal. A LaserLeap ganhou a categoria de Saúde e o Grande Prémio referente a todas as categorias. 

Photoacoustic waves as a skin permeation enhancement method.

Gonçalo F.F. Sá, Carlos Serpa, Luís G. Arnaut, “Percutaneous Permeation Enhancers”, N. Dragicevic-Curic, H. I. Maibach (Eds.), Springer, 2013.

Stratum corneum permeabilization with photoacoustic waves generated by piezophotonic materials.

Gonçalo F.F. Sá, Carlos Serpa, Luís G. Arnaut, Journal of Controlled Release. Volume 167, Issue 3, 2013, Pages 290-300

Device for the efficient delivery of compounds to or through the skin or biological barriers, using ligh-absorbing thin films.
Gonçalo F. F. Sá, Carlos A. L. Serpa Soares, Luis. G. S. Arnaut Moreira
Universidade de Coimbra. PT Patent Application no. 105635, 19 de Abril de 2011

Intense, high-frequency pressure waves produced with low laser fluences.
C. Serpa, G. F. F. Sá, L. G. Arnaut
SPIE Photonics West 2012

Analytical solution for time-resolved photoacoustic calorimetry data and applications to two typical photoreactions.
F.A. Schaberle, R.M.D. Nunes, M. Barroso, C. Serpa, L.G. Arnaut
Photochem. Photobiol. Sci., 9 (2010) 812-822.

Photoacoustic Measurement of Electron Injection Efficiencies and Energies from Excited Sensitizer Dyes into Nanocrystalline TiO2 Films.
C. Serpa, J. Schabauer, A.P. Piedade, C.J.P. Monteiro, M.M. Pereira, P. Douglas, H. D. Burrows, L.G. Arnaut
J. Am. Chem. Soc. 130 (2008) 8876-8877

Recent advances in photoacoustic calorimetry - theoretical basis and improvements in experimental design.
L. G. Arnaut, R. A. Caldwell, J. E. Elbert and L. A. Melton
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