Formularea de produse cosmetice protective obținute prin aplicarea

strategiilor integrate și durabile ale bioeconomiei

BioProtect

PN-III-P2-2.1-PED-2021-0273

(644PED/2022)

Expunerea cronică a pielii umane la radiațiile solare UV este recunoscută pe scară largă drept factorul principal responsabil pentru foto-îmbătrânire. Din aceste motive, rolul protecției este esențial pentru a evita cancerul de piele și alte efecte nedorite.

Scopul proiectului

Scopul proiectului BioProtect este de a propune utilizarea nanomaterialelor atât ca ingredient activ, cât și ca sistem de livrare a compușilor bioactivi (amestecuri de compuși fenolici – rutin și quercitină) recuperați din subproduse de struguri pentru dezvoltarea produselor cosmetice cu proprietăți de blocare a radiațiilor UV.

Autoritate contractantă: Unitatea Executivă pentru Finanțarea Învățământului Superior, a Cercetării, Dezvoltării și Inovării

Perioada de implementare: 21/06/2022-20/06/2024

Buget: 598.795 lei

Director proiect: Dr. Habil. Irina Fierăscu

  • Consorțiu
  • Obiectiv general
  • Etapa I
  • Etapa II
  • Etapa III
  • Diseminare & rezultate
  • Rapoarte de etapă
Consorțiu

Coordonator:

Institutul Național de Cercetare – Dezvoltare pentru Chimie și Petrochimie – ICECHIM București

Director de proiect: Dr. Habil. Irina Fierăscu

Partener:

Universitatea POLITEHNICA din București,

Responsabil partener: Dr. Ing. Aurelian Cristian Boscornea


Obiectiv general

Proiectul BioProtect propune utilizarea nanomaterialelor atât ca ingredient activ, cât și ca sistem de livrare a compușilor bioactivi recuperați din subproduse de struguri pentru dezvoltarea produselor

cosmetice cu proprietăți de blocare a radiațiilor UV. Moleculele țintă obținute prin tehnologiile verzi din produsele secundare ale strugurilor pot fi utilizate ca potențiali blocker-i UV activi în formulările cosmetice, fiind livrate prin intermediul nanomaterialelor apatitice.

Etapa I

Dezvoltarea metodelor de sinteză pentru sistemul de livrare și adaptarea metodelor de extracție a subproduselor din struguri.

Perioada de implementare: 21/06/2022 – 31/12/2022

Activități:

  • Dezvoltarea protocoalelor de sinteză și caracterizare pentru sistemul de livrare activă;
  • Evaluarea deșeurilor potențiale de struguri cu cantități sporite de compuși bioactivi;
  • Izolarea și purificarea compușilor țintă din extractele obținute;
  • Evaluarea posibilităţilor de utilizare a compuşilor obţinuţi în formulări cosmetice;
  • Diseminarea rezultatelor și a proiectului.
Etapa II

Dezvoltarea tehnologiei de obținere a formulărilor de protecție solară cu sistem de livrare activ și compuși naturali.

Perioada de implementare: 01/01/2023 – 31/12/2023

Activități:

  • Evaluarea proprietăților UV Blocker pentru sistemele active de livrare;
  • Evaluarea proprietăților UV Blocker pentru compușii naturali;
  • Evaluarea proprietăților UV Blocker pentru sistemele de livrare active – compușii naturali;
  • Formularea și testarea sistemelor de protecție solară;
  • Diseminarea rezultatelor și a proiectului.
Etapa III

Demonstrarea si validarea solutiilor propuse

Perioada de implementare: 01/01/2024 – 20/06/2024

Activități:

  • Demonstrarea eficienţei formulărilor propuse;
  • Evaluarea rezultatelor la nivel de laborator – efectuarea corecțiilor și îmbunătățirilor procesului;
  • Validarea tehnologiei de laborator de către terți;
  • Elaborarea documentației tehnice pentru tehnologia de obținere a formulărilor cosmetice și depunerea cererii de brevet;
  • Diseminarea rezultatelor și a proiectului.
Diseminare & rezultate

Lucrări publicate

  1. Vizitiu, D.E.; Sardarescu, D.I.; Fierascu, I.; Fierascu, R.C.; Soare, L.C.; Ungureanu, C.; Buciumeanu, E.C.; Guta, I.C.; Pandelea, L.M. Grapevine Plants Management Using Natural Extracts and Phytosynthesized Silver Nanoparticles. Materials 202215, 8188. https://doi.org/10.3390/ma15228188
  2. Baroi, A.M.; Sieniawska, E.; Świątek, Ł.; Fierascu, I. Grape Waste Materials—An Attractive Source for Developing Nanomaterials with Versatile Applications. Nanomaterials 202313, 836. https://doi.org/10.3390/nano13050836
  3. Ana-Maria Drăghici-Popa, Aurelian Cristian Boscornea, Ana-Maria Brezoiu, Ștefan Theodor Tomas, Oana Cristina Pârvulescu and Raluca Stan, “Effects of Extraction Process Factors on the Composition and Antioxidant Activity of Blackthorn (Prunus spinosa L.) Fruit Extracts”, Antioxidants 2023, 12, 1897. https://doi.org/10.3390/antiox12101897
  4. Anca-Maria Roșca, Diana-Ioana Buliga, Aurelian-Cristian Boscornea, Optimisation of hypericin ultrasound assisted extraction:a mathematical model approach, U.P.B. Sci. Bull., Series B, Vol. 85, Iss. 4, 2023
  5. Baroi, A.M.; Toma, D.I.; Vlaicu, A.; Enascuta, C.E.; Fistos, T.; Matei, R.I.; Fierascu, R.C.; Fierascu, I. Green Approach to Synthesis of Silver and Gold Nanoparticles from Shoots and Pomace Waste Extracts. Proceedings 2023, 90, 2. https://doi.org/10.3390/proceedings2023090002
  6. Baroi, A.M.; Fierascu, R.C.; Fistos, T.; Matei, R.I.; Raduly, M.; Ditu, L.-M.; Fierascu, I. Topic Nanoformulations with Potential Cosmetic Applications. Proceedings 2023, 90, 11. https://doi.org/10.3390/proceedings2023090011

Capitole de carte

  1. Role and application of nanosensors in crop protection for disease identification, Baroi, A.M., Ungureanu, C., Calinescu, M.F., Vizitiu D., Sardarescu I.D., Ortan A., Fierascu, R.C., Fierascu, I., Nanoformulations for Sustainable Agriculture and Environmental Risk Mitigation, 2023, pp. 118–141

Workshop

  1. Development of protective cosmetic products through bioeconomy approaches, in cadrul Simpozionului International “Priorities of Chemistry for a Sustainable Development” PRIOCHEM XIXth Edition, 11-13 Octombrei 2023, Bucuresti, 25 participanti, rezumat publicat in Book of Abstracts (pag 58), ISSN 2601 – 419X and ISSN-L 2601 – 4181 – English ed., CD-ROM, other Electronic Supports.

Cereri de brevet de inveție

  1. Formulare cosmetică pentru protecție solară şi cu efect antimicrobian pe bază de nanoparticule de argint şi extracte naturale şi procedeu de obţinere al acesteia, Anda Maria Baroi, Irina Fierascu, Roxana Ioana Brazdis (Matei), Toma Fistos, Radu Claudiu Fierascu, Irina Elena Chican, Ioana Silvia Hosu, Florentina Monica Raduly, A0375/2023

Manifestări științifice

  1. IDEA (IDEA, Novelty, Invention and craft) International Exhibition, Abony, Hungary – Formulations of protective cosmetic products obtained by applying integrated and sustainable bioeconomy approaches (BioProtect), Irina Fierascu, Cristian Boscornea, Radu Claudiu Fierascu, Anda Maria Baroi (Medalie de aur)
  2. International Exhibition of Inventions and Innovations “TRAIAN VUIA – 2022 Timisoara – Formulations of protective cosmetic products obtained by applying integrated and sustainable bioeconomy approaches (BioProtect), Irina Fierascu, Cristian Boscornea, Radu Claudiu Fierascu, Anda Maria Baroi (Medalie de aur)
  3. 7th International Inventions Fair – ISIF’22 – Formulations of protective cosmetic products obtained by applying integrated and sustainable bioeconomy approaches (BioProtect), Irina Fierascu, Cristian Boscornea, Radu Claudiu Fierascu, Anda Maria Baroi (Medale de argint)
  4. The International Symposium “Priorities of chemistry for a sustainable development” PRIOCHEM – XVIII-th Edition. October 26-28, 2022, Anda Maria Baroi, Cristian Boscornea, Roxana Ioana Matei (Brazdis), Irina Fierascu, Toma Fistos, Radu Claudiu Fierascu, New cosmetic formulations obtained by applying integrated and sustainable bioeconomy approaches – BioProtect project
  5. 22nd Romanian International Conference on Chemistry and Chemical Engineering, Sinaia, ROMANIA – September 7 – 9, 2022, Agro-wastes – Opportunities and Perspectives in Development of a New Generation of Materials for Multidisciplinary Approaches, Anda Maria Baroi, Roxana Ioana Matei, Fistos Toma, Radu Claudiu Fierascu, Lia Mara Ditu, Sorin Avramescu, Raluca Somoghi, Irina Fierascu
  6. Physics of Materials – PM 7 2022, At the Frontier Between Materials Science and Biotechnology: Nanomaterials Phytosynthesis, I. Fierascu, R.C. Fierascu, A.M. Baroi, R.I. Matei (Brazdis), T. Fistos, I.C. Fierascu, I. Chican, I.S. Hosu (Conferință invitată)
  7. International scientific Symposium CURRENT TRENDS IN NATURAL SCIENCES 2023, From nature to nanotechnology: nanomaterials phytosynthesis, Irina Fierascu, Radu Claudiu Fierascu, Anda Maria Baroi, Roxana Ioana Matei (Brazdis), Toma Fistos, Ioana Catalina Fierascu, Irina Chican, Ioana Silvia Hosu (invited key-note lecture)
  8. International Scientific Symposium CURRENT TRENDS IN NATURAL SCIENCES 2023, Phosphatic nanobiomaterials with metaloxide heterojunctions – photocatalysts for wastewater treatment, Roxana Ioana Matei (Brazdis), Maria Grapin, Valentin Raditoiu, Anda Maria Baroi, Toma Fistos, Ioana Silvia Hosu, Irina Fierascu, Radu Claudiu Fierascu
  9. Exploratory Workshop NeXT-Chem: “Innovative Cross-Sectoral Technologies” May 22-23, 2023, ROMANIA, Capitalization of wine by-products for the development of nanomaterials with bioactive properties, Anda Maria Baroi, Alexandru Vlaicu, Cristina Emanuela Enascuta, Roxana Ioana Matei (Brazdis), Toma Fistos, Irina Fierascu, Radu Claudiu Fierascu
  10. 5th International Conference on Natural Products Utilization: From Plants to Pharmacy Shelf – ICNPU, May 30-02 June 2023, Bulgaria, Natural compounds from grape wastes for pharmaceutics and cosmetic formulations, Anda Maria Baroi, Monica Florentina Raduly, Ioana Silvia Hosu, Bogdan Trica, Roxana Ioana Brazdis (Matei), Toma Fistos, Radu Claudiu Fierăscu, Irina Fierăscu
  11. Virtual International Scientific Conference on “Applications of Chemistry in Nanosciences and Biomaterials Engineering” NanoBioMat 2023 – Summer Edition, 28-30 June 2023, Development of Natural Extracts by Valorizing Agrotechnical Waste from Vineyards. Daniela-I. Sărdărescu, Radu C. Fierăscu, Diana E. Vizitiu, Anda M. Baroi, Alin Din, Irina Fierăscu, Cătălina I. Guță, Elena C. Buciumeanu
  12. Application of electron microscopy in the characterization of phytosynthesized nanoparticles, Radu Claudiu Fierascu, Irina Fierascu, Anda Maria Baroi, Roxana Ioana Matei (Brazdis), Toma Fistos, Irina Chican, Ioana Silva Hosu, (invited lecture), Conferința Societății de Microscopie Electronică din România – C.R.E.M.S, 18-21 Octombrie 2023, Cluj Napoca.
  13. Topic nanoformulations with potential cosmetic applications, Anda Maria Baroi, Radu Claudiu Fierascu, Toma Fistos, Roxana Ioana Brazdis,  Monica Raduly, Lia-Mara Ditu, Irina Fierascu, “Priorities of Chemistry for a Sustainable Development” PRIOCHEM XIXth Edition, 11-13 Octombrei 2023, Bucuresti
  14. Formulations of protective cosmetic products obtained by applying integrated and sustainable bioeconomy approaches, PN-III-P2-2.1-PeD-2021-0273 – Irina Fierascu, Cristian Boscornea, Radul Claudiu Fierascu, Anda Maria Baroi – INNOVERSE Innovation & Invention Expo 28-29 August 2023, Georgia Gwinnett, GA, USA, Certificate of Achievement & Gold Medal
  15. Formulations of protective cosmetic products obtained by applying integrated and sustainable bioeconomy approaches, PN-III-P2-2.1-PeD-2021-0273 – Irina Fierascu, Cristian Boscornea, Radul Claudiu Fierascu, Anda Maria Baroi – The 8th International Invention Innovation Competition in Canada iCAN 2023, Toronto, Canada, 26 August 2023, Certificate of Achievement & Gold Medal
  16. Cosmetic formulation for sun protection and with antimicrobial effect based on silver nanoparticles and natural extracts and its production process – INOVA, Zagreb, Croatia, 28 Septembrie 2023 – Gold Medal
  17. Cosmetic formulation for sun protection and with antimicrobial effect based on silver nanoparticles and natural extracts and its production process – INVENTCOR 2023, Deva, 14-16.09.2023 – Gold Medal, Special Award – Satit Chula Innovation Society, Thailand

Premii instituționale & individuale

Rapoarte de etapă
Etapa 1

Dezvoltarea metodelor de sinteză pentru sistemul de livrare și adaptarea metodelor de extracție a subproduselor din struguri.

Rezumat

Industria strugurilor, în special a vinului, generează subproduse bogate în nutrienți, care sunt subutilizate și ajung adesea să polueze mediul. După extragerea sucului de struguri, materialele rămase nu sunt evaluate în prezent ca deșeuri foarte profitabile, fiind aruncate în principal în spații deschise, cauzând astfel probleme de mediu.  

În acest context, obiectivul general al proiectului „Formularea de produse cosmetice protective obținute prin aplicarea strategiilor integrate și durabile ale bioeconomiei  – BIOProtect” este de a propune utilizarea nanomaterialelor atât ca ingredient activ, cât și ca sistem

de livrare a compușilor bioactivi recuperate din subprodusele industriei strugurilor, pentru dezvoltarea produselor cosmetice, moleculele țintă obținute prin tehnologii verzi fiind utilizate ca potențiali blocanți activi UV în formulările cosmetice care sunt „transportate” prin intermediul hidroxiapatitei substituite.

Activitățile prevăzute a fi realizate de către parteneri pe parcursul primului an de implementare au fost:

  • Act 1.1 – Dezvoltarea protocoalelor de sinteză și caracterizare pentru sistemul de livrare activă;
  • Act 1.2 – Evaluarea deșeurilor potențiale de struguri cu cantități sporite de compuși bioactivi;
  • Act 1.3 – Izolarea și purificarea compușilor țintă din extractele obținute;
  • Act 1.4 – Evaluarea posibilităţilor de utilizare a compuşilor obţinuţi în formulări cosmetice;
  • Act 1.5 Activitati de diseminare.

Livrabilele asumate prin contractul de finanțare pentru Etapa 1 a proiectului au fost realizate integral, după cum urmeaza:

  • Protocoale de sinteză și caracterizare pentru sistemul de livrare – obtinere și caracterizare;
  • Rapoarte privind extractele deseurilor de struguri;
  • Raport privind izolarea și purificarea compușilor țintă;
  • Raport privind evaluarea preliminară a posibilităților de obținere a formulărilor de protecție solară

Rezultatele obținute au fost diseminate în cadrul comunității științifice (1 lucrare publicata in Revistă cotată ISI Q1/Q2, 3 participări la conferinte internationale, participari la tirguri si expozitii de inventica si inovare), rezultatele diseminării fiind prezentate pe larg în cadrul site-ului proiectului (varianta în limba română – https://icechim.ro/project/bioprotect_ro/, varianta în limba engleză – https://icechim.ro/project/bioprotect_en/); proiectul s-a bucurat și de promovare prin intermediul newsletter-ului săptămânal al Ministerului Cercetării, Inovării și Digitalizării (https://research.gov.ro/uploads/comunicare/buletin-informativ/2022/buletin-informativ-mcid-nr-43.pdf).

Activitățile propuse au fost realizate integral, susținând continuarea proiectului în anul 2023.

Etapa 2

Dezvoltarea tehnologiei de obținere a formulărilor de protecție solară cu sistem de livrare activ și compuși naturali.

Rezumat

Expunerea cronică a pielii umane la radiațiile solare UV este recunoscută pe scară largă drept factorul principal responsabil pentru foto-îmbătrânire. Din aceste motive, rolul protecției este esențial pentru a evita cancerul de piele și alte efecte nedorite.

Scopul proiectului BioProtect este de a propune utilizarea nanomaterialelor atât ca ingredient activ, cât și ca sistem de livrare a compușilor bioactivi (amestecuri de compuși fenolici – rutin și quercitină) recuperați din subproduse de struguri pentru dezvoltarea produselor cosmetice cu proprietăți de blocare a radiațiilor UV.

Activitățile prevăzute a fi realizate de către parteneri pe parcursul etapei 2 de implementare a proiectului au fost:

  • A2.1 Evaluarea proprietăților UV Blocker pentru sistemele active de livrare;
  • A2.2 Evaluarea proprietăților UV Blocker pentru compuși naturali;
  • A2.3 Evaluarea proprietăților UV Blocker pentru sisteme de livrare active – compuși naturali;
  • A2.4 Formularea și testarea sistemelor de protecție solară;
  • A2.5 Diseminare rezultate.

Livrabilele propuse prin cererea si contractul de finantare pentru Etapa 2 a proiectului au fost realizate integral (si chiar depasite), dupa cum urmeaza: Raport privind proprietățile de UV blocant pentru sistemele active de livrare; Raport privind proprietățile de UV blocant pentru compuși naturali; Raport privind proprietățile UV Blocker pentru sistemele active de livrare – compuși naturali; Raport privind caracterizarea formulării cosmetice obţinute; Al doilea raport economic și științific către Autoritatea Contractantăl; lucrari in revista cotata ISI; participari in 2023; Workshop.

Rezultatele obținute au fost diseminate în cadrul comunității științifice  fiind prezentate pe larg în cadrul site-ului proiectului (varianta în limba română – https://icechim.ro/project/bioprotect_ro/, varianta în limba engleză – https://icechim.ro/project/bioprotect_en/).

Activitățile stiintifice propuse au fost realizate integral, susținând continuarea proiectului în anul 2024.

Grad de îndeplinire a obiectivelor

Nr
Rezultat estimat
Rezultat realizat
1

Raport privind proprietățile de UV blocant pentru sistemele active de livrare

A fost realizat raportul  de evaluarea a proprietatilor pentru pentru sistemele de livrare (compusi apatitici – hidroxiapatita si fier-hidroxiapatita).

2

Raport privind proprietățile de UV blocant pentru compuși naturali

A fost realizat raportul  de evaluarea a proprietatilor pentru pentru compusii naturali obtinuti din deseuri viticole

3

Raport privind proprietățile UV Blocker pentru sistemele active de livrare – compuși naturali

A fost realizat raportul de evaluarea a proprietatilor pentru pentru sistemele de livrare – compusi naturali

4

Raport privind caracterizarea formulării cosmetice obţinute

A fost realizat raportul  de caracterizare pentru formulari cosmetice bazate pe compusi naturali, sisteme hibride FeHaP-compusi naturali, dar si solutii alternative de nanoparticule metalice

5

Transmiterea spre publicare a cel puțin doua articole ISI in reviste Q1/Q2

Au fost publicate 2 articole ISI în reviste Q1/Q2 si 1 articol intr-o revista Q4, 1 articol trimis spre evaluare in reviste Q1

6

Participarea la cel puțin 3 manifestari științifice

Au fost înregistrate 14 participări la manifestări științifice internaționale (9 la conferinte stiintifice si 5 la saloane de inventica)

7

Organizare workshop

Development of protective cosmetic products through bioeconomy approaches (11.10.2023), in cadrul “Priorities of Chemistry for a Sustainable Development” PRIOCHEM XIXth Edition, 11-13 Octombrie 2023, Bucuresti

8

A fost depusa cerere de brevet de inventie A0375/2023

9

Pagina web a proiectului

A fost actualzat site-ul proiectului, atât în limba română cât și în limba engleză

Etapa 3