Optimization of the stability of an herbal gel using Box-Behnken Design and Response Surface Methodology

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v11i2.25695

Keywords:

Phytotherapy; Cosmetic stability; Quality control; Optimization.

Abstract

The optimization of experiments is a process of reducing time, solvents, use of equipment and improves results from factor analysis. The production of herbal gels requires stability assessment in order to be used safely. Thus, this study aims to optimize the production of a herbal gel formulation using as dependent variables the density, spreadability and pH tests obtained during the preliminary stability analysis as dependent variables. The dependent variables were the percentages of carbopol polymer 940®, mango oil and green tea extract. After the performance of the factorial, 13 formulations were developed in triplicates, submitted to centrifugation and 6 cycles of thermal stress, in which they demonstrated acceptable physical-chemical characteristics, then it was observed using surface charts of response surface low levels of adhesion of the assets in the formulation when there were high density and scattering indexes. The optimum point of the formulation was composed of polymer -1, extract -1 and oil +1 levels, with desirability 0.67. This point proved to be reproducible in practice. Therefore, it is suggested that factor analysis is an important tool for the optimization and guarantee of quality and stable herbal formulations.

References

Almeida, L. C., Silva, D. C., Couto, B. S., Silva, K. O., & Braz, W. R. (2020). Avaliação da qualidade de formulações magistrais fotoprotetoras géis-creme comercializadas na região centro oeste de Minas Gerais. Revista Conexão Ciência. 5 (3), 24-42. Recuperado de https://periodicos.uniformg.edu.br:21011/ojs/index.php/conexaociencia/index

Alves, P. H. P., Ugoline, B. C. A., & Bastos, J. C. S. A. (2021). Avaliação da estabilidade preliminar de géis contendo extratos glicólicos de Barbatimão (Stryphnodendron barbatiman M.) e Hamamélis (Hamamelis virginiana L.). Ágora, Revista Científica da FaSar. 3 (1). Recuperado de https://www.fasar.com.br/wp-content/uploads/2021/05/CEPIC-ARTIGO-AGORA-2021-PRISCILLA-E-BRUNO.pdf

Anvisa. (2004). Guia de Estabilidade de Produtos Cosméticos – 1ª edição. Brasilia-DF, Brasil: Editora Anvisa.

Anvisa. (2019). Farmacopéia Brasileira – 6ª edição. Brasilia-DF, Brasil: Editora Anvisa.

Cordeiro, E. D. A., Melo, M. B., & Fernandes, S. C.S. (2018). Um estudo sobre a utilização da ANOVA de uma via produção científica na área de psicologia. Meta: Avaliação, 10 (28), 139-153. doi:10.22347/2175-2753v10i28.1455

Costa, P.D. (2016). Desenvolvimento e validação do método analítico dos produtos intermediários e estudo de estabilidade preliminar de gel de Thuja occidentalis Linn. (Cupressaceae) para terapia antiviral (Dissertação de mestrado). Universidade Federal de Pernambuco - UFPE. Recife, Brasil.

Costa, R. S., Costa, R. M. R., & Júnior, J. O. C. S. (2021). Comportamento reológico e atividade antimicrobiana de uma formulação tópica contendo extrato de Heliotropium indicum L. Research, Society and Development, 10 (5), 32310515068. doi:10.33448/rsd-v10i5.15068

Deus, V. L., Santos, A. P. C., Walker, J. F., Santana Neta, L. G., & Souza, L. S. (2019). Compostos fenólicos em hortaliças cultivadas nos sistemas convencional e orgânico: uma revisão. Brazilian Journal of Health and Pharmacy. 1 (1), 70-84. doi:10.29327/226760.1.1-8

Gabbay Alves, T. V., Costa, R. S., Aliakbarian, B., Casazza, A. A., Perego, P., Júnior J. O. C. S., Costa, R. M. R., & Converti, A. (2017). Microencapsulation of Theobroma cacao L. waste extract: optimization using response surface methodology. Journal Microencapsul. 34 (2),111-120. doi: 10.1080/02652048.2017.1296499

Garcia, L. L. O., & Pereira, T. A. (2020). Avaliação da estabilidade de fel creme contendo extrato de Solidago chilenses Meyen (Trabalho de conclusão de curso). Universidade de Uberaba. Uberaba, Minas Gerais (MG), Brasil.

Hoher, G. L., Cascaes, B. P., Rodrigues, L. J., & Schneider, P. S. (2020). Análise dos parâmetros de um sistema de aquecimento de água via Box-Behnken. VIII Congresso Brasileiro de Energia Solar, Fortaleza, Brasil.

Jesus, J. F., Reis, I. M. A., & Costa, S. C. C. (2020). Avaliação da estabilidade de pastilha gomosa contend extrato seco de Citrus aurantium. Brazilian Journal of Health Review. 3 (3), 34327-4350. doi:10.34119/bjhrv3n3-034

Ladeira, G. D. A., Alves, A. S. A., Mota, B. S., Rosa, J. A., Gomes, M. G. R., Tavares, R. C., & Xavier, Q. M. L. (2021). A importância dos estudos de pré-formulação na estabilidade dos produtos cosméticos. Revista Ibero-Americana de Humanidades, Ciências e Educação. 7 (12), 1074-1085. doi:10.51891/rease.v7i12.3555

Lima, L R., Costa, J. R. L., Bena, M. G. P., Gomes, M. T. H. C. A B., Sousa, J. A. B., Bacelar, S. N. A., Paz, B. K. B., & Mascarnhas, M. T. M. (2021). Cosméticos orgânicos: uma tendência crescente no mercado. Brazilian Journal of Development, 7 (1), 4322-4331. doi:10.34117/bjdv7n1-291

Martins, N., Roriz, C. L., Morales, P., Barros, L., & Ferreira, I. C. F. R. (2016). Food colorants: Challenges, opportunities and current desires of agroindustries to ensure consumer expectations and regulatory practices. Trends in Food Science & Technology, 52 (1), 1-15. doi:10.1016/j.tifs.2016.03.009

Martins, R. B., Seibel R., Ceolin, J., Junges, V. M., & Gottlieb, M. G. V. (2021). Uso potencial do chá verde no tratamento complementar de morbidades e uso de medicamentos, associado ao envelhecimento: uma revisão. Editora Ciência Digital. Envelhecimento Humano Desafios Contemporâneos, 2 (27), 1-17. doi: 10.37885/201202390.

Mazzo, J. S O., Guidi, A. C., Lima, C. B., Santos, R. S., Teston, A. P. M., Bruschi, M. L., Mello, J. C. P., & Araújo, D. C. M. (2020). Desenvolvimento farmacotécnico de formulações de fotoprotetores FPS 30 e avaliação da estabilidade preliminar. Brazilian Journal of Development. 6 (8), 63696-63711. doi:10.34117/bjdv6n8-703

Mesquisa, S. S., Teixeira, C. M. L. L., & Servulo, E. F. C. (2017). Carotenóides: Propriedades, Aplicação e Mercado. Revista Virtual de Química, 9 (2), 672-688. doi:10.21577/1984-6835.20170040

Peçanha, F., Trindade, G. O., Marino, P. A., & Maldaner, G. (2018). Análise do teor de polifenóis em diferentes amostras de Camellia sinensis. Anais do 10º Salão Internacional de Ensino, Pesquisa e Extensão (SIEPE), Santana do Livramento, Brasil.

Pereira, G. C., Murat, S. C. M., Magalhães, B. S., Benevenuto, B. R., Silva, L. D., Ribeiro, R. S. G., & Pereira, C. S. S. (2020). Avaliação da estabilidade de um xampu produzido com adição de óleo essencial de alecrim (Rosmarinus officinalis). Revista Teccen. 13 (1), 02-07. doi: 10.21727/teccen.v13i1.2328

Santos, F. D. R. P., Belfort, M. G. S., Luceus, B. V., & Chaves, J. A. (2021). Características físico-químicas de um sérum desenvolvido à base de óleo de Buriti (Mauritia flexuosa) para pele idosa. Revista de Enfermagem Atual In Derme, 95 (33), 1-15. doi:10.31011/reaid-2021-v.95-n.33-art.912

Silva, F. V. F., Santos, M. C., Neiva, L. D. B., Oliveira, M. A. C., Leal, B. S., Moreira, F. A. S., . . ., & Sousa, J. P. S., (2019). Desenvolvimento e controle de qualidade de um gel-creme antiacneico a base do óleo da Copaifera officinalis L. (copaíba). Revista Eletrônica Acervo Saúde / Electronic Journal Collection Health. 30 (974), 1-10. doi:10.25248/reas.e974.2019

Silva, R.R. (2021). Estudo da estabilidade preliminar de formulações contendo extrato de maruré (Brosium acutifolium). (Trabalho de conclusão de curso). Universidade Federal do Amazônas - UFMA, Manaus, Brasil.

Silva, T. F., Bortolotto, J. W., Deuschle, R. A. N., Claudino, T. S., & Deuschle, V. C. K. N. (2019). Desenvolvimento e estudo de estabilidade físico-química de formulações cosméticas antienvelhecimento. Revista Contexto e Saúde, 19 (36), 107-113. doi:10.21527/2176-7114.2019.36.107-113

Vilar, D. A., Vilar, M. S. A., Brandão, M. P. Anjos, C. J. F., & Silva, A. E. (2019). Plantas Medicinais: Um guia prático. Instituto Federal de Sergipe. Aracaju: Brasil.

Zago, E. C. & Franzini, C. M. (2021). Revisão Sistemática sobre a ação do licopeno perante ao envelhecimento cutâneo em nutricosméticos. Revista Ibero-Americano de Humanidades, Ciências e Educação. 7 (9), 863-883. doi:10.51891/rease.v7i9.2286

Published

23/01/2022

How to Cite

CAVALCANTE, H. de O. E.; OLIVEIRA, L. C. de .; COSTA, J. de A.; NOBRE, R. dos S. M.; SILVA, C. J. S. da .; ALVES, T. V. G. . Optimization of the stability of an herbal gel using Box-Behnken Design and Response Surface Methodology . Research, Society and Development, [S. l.], v. 11, n. 2, p. e20811225695, 2022. DOI: 10.33448/rsd-v11i2.25695. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/25695. Acesso em: 22 dec. 2024.

Issue

Section

Health Sciences