$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Het fytogeografische domein Cerrado, dat de grootste neotropische savanneformatie in Zuid-Amerika omvat, vertegenwoordigt de meest biodiverse tropische savanneregio ter wereld. Dit ecosysteem herbergt duizenden plantensoorten die rijk zijn aan secundaire metabolieten zoals flavonoïden, polyfenolen, terpenen en fenolzuren, waarvan vele gedocumenteerde antioxidante, ontstekingsremmende en fotoprotectieve activiteiten vertonen die interessant zijn voor de cosmetische en farmaceutische industrie 1,2,3,4 . Deze fytochemicaliën worden op grote schaal gebruikt als hoogwaardige actieve ingrediënten in functionele cosmetische formuleringen. Naast hun biologische activiteit stellen de hydroxyl- en carbonylfunctionele groepen die aanwezig zijn in veel polyfenolen en flavonoïden hen in staat om te fungeren als natuurlijke reducerende en stabiliserende middelen voor metaalionen in oplossing 5,6. Deze chemische eigenschap wordt steeds vaker onderzocht in groene nanotechnologie voor de synthese van metaalnanodeeltjes, wat een veelbelovende en onderbenutte kans biedt voor het ontwikkelen van duurzame cosmetische formuleringen afgeleid van neotropische biodiversiteit 2,3,4,5,6.
Traditioneel zijn nanodeeltjes (NP's) geproduceerd via top-down benaderingen, waarbij bulkmaterialen worden afgebroken tot nanogrote deeltjes met behulp van fysische methoden zoals laserablatie of sputtering, en bottom-up benaderingen, waarbij NP's worden opgebouwd uit kleinere eenheden via chemische of biologische routes7. Hoewel chemische en fysische methoden effectief zijn, zijn ze vaak afhankelijk van giftige reagentia, een hoog energieverbruik en complexe apparatuur. Dit heeft geleid tot de opkomst van groene chemie-benaderingen, die duurzaamheid, milieuvriendelijkheid en veiligheid in de productie van nanomaterialenbenadrukken.
Binnen dit kader heeft groene synthese van NP's aanzienlijke aandacht gekregen. Het vermogen van plantfytochemicaliën om gelijktijdig te fungeren als reducerende, stabiliserende en afsluitende middelen, waardoor de efficiënte synthese van metaal- en metaaloxide-NP's mogelijk is, gecombineerd met de beperkingen van conventionele methoden, die gespecialiseerde apparatuur vereisen, extreme omstandigheden en giftig afval genereren, rechtvaardigt de ontwikkeling van een groen syntheseprotocol dat onder matige omstandigheden werkt, schaalbaar is, en produceert geen gevaarlijke bijproducten 6,7,8,9. Onder de metaaloxide NP's die via deze strategie worden onderzocht, bieden magnesiumnanodeeltjes (MgNP's) aanzienlijke voordelen ten opzichte van zilvernanodeeltjes (AgNP's) en zinkoxide-nanodeeltjes (ZnO NP's), aangezien MgNP's geen neiging tot bioaccumulatie vertonen, lagere cytotoxiciteit vertonen in menselijke cellen en door de Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA) worden erkend als over het algemeen veilige stoffen voor toepassingen op mensen.10, 11. Daarnaast wordt verwacht dat MgNP's die worden gesynthetiseerd met Cerrado-plantenextracten de antioxidante en antibacteriële eigenschappen van magnesium combineren met de bioactieve fytochemicaliën in het extract, waardoor hun cosmetische functionele waarde wordt verhoogd ten opzichte van conventioneel gesynthetiseerde tegenhangers10.
In de cosmetische industrie heeft de toepassing van nanotechnologie de productontwikkeling gerevolutioneerd door de afgifte, stabiliteit en werkzaamheid vanactieve ingrediënten te verbeteren. NP's kunnen dieper in de huid doordringen, gecontroleerde afgifte bieden en gevoelige stoffen beschermen tegen degradatie, waardoor ze zeer waardevol zijn voor formuleringen die zich richten op huidveroudering, pigmentatie, acne enzonbescherming. Ondanks deze gedocumenteerde voordelen blijft de groene synthese van MgNP's met inheemse planten uit neotropische savannes als reducerende middelen voor cosmetische toepassingen grotendeels onontgonnen en mist het methodologische standaardisatie, in tegenstelling tot wat algemeen is gerapporteerd voor planten uit Azië, Afrika en Europa 11,12,13,14. De meeste bestaande studies besteden beperkte aandacht aan de opname van NP's in functionele cosmetische formuleringen en aan hun stabiliteit onder gecontroleerde opslagomstandigheden 11,14,15. Het huidige protocol helpt deze methodologische kloof te vullen door in één enkele, reproduceerbare methodologie de groene synthese van MgNP's uit neotropische flora te integreren, hun opname in een nanofytocosmetisch gezichtsserum en de uitgebreide evaluatie van hun fysisch-chemische en functionele stabiliteit.
Het algemene doel van dit protocol is het beschrijven van een gestandaardiseerde, reproduceerbare en schaalbare methodologie voor de groene synthese van MgNP's met behulp van Stryphnodendron adstringens, een plant die inheems is in de Cerrado Neotropische savannes, zowel als reducerend als stabiliserend middel, en zo zijn intrinsieke bioactieve eigenschappen benut in een gezichtsserumformulering. De ontwikkeling van MgNP's die worden gesynthetiseerd uit S. adstringens voor topische toepassingen bij mensen vormt een nieuwe nanoformulering die momenteel beschermd is onder de Braziliaanse octrooiaanvraag (BR 10 2025 015416 1). Het voorgestelde experimentele ontwerp vertegenwoordigt een duurzame en biocompatibele benadering van NP-productie, waarbij het gebruik van giftige reducerende middelen die vaak worden gebruikt bij conventionele NP-synthese worden vermeden, terwijl het de integratie van fytochemicaliën met potentiële biologische activiteit vergemakkelijkt. Dit protocol is bijzonder geschikt voor onderzoekers die milieuvriendelijke methoden zoeken voor de fabricage van nanodeeltjes voor cosmetische, farmaceutische of biomedische toepassingen, vooral wanneer plantextracten rijk aan flavonoïden en polyfenolen beschikbaar zijn. Omdat deze verbindingen fungeren als natuurlijke reducerende en stabiliserende middelen, kan het protocol gemakkelijk worden aangepast aan andere plantensoorten met vergelijkbare fytochemische profielen, waardoor het toegepast kan worden op inheemse flora uit verschillende biogeografische regio's, afhankelijk van de lokale beschikbaarheid van plantmateriaal.