Evaluación del efecto antioxidante de una formulación tópica con postbióticos

Abstract

The skin is a dynamic organ whose functional integrity depends both on its antioxidant mechanisms and on the balance of its microbiota. Aging, exposure to environmental factors, and inflammatory processes promote oxidative stress and skin dysbiosis, phenomena associated with a reduced capacity for tissue regeneration. In this context, postbiotics derived from Lactobacillus paracasei have emerged as functional ingredients of interest due to their antioxidant, anti-inflammatory, and skin homeostasis-modulating properties. The objective of this study was to develop and evaluate a topical oil-in-water (O/W) emulsion formulation enriched with postbiotics, determining its stability, microbiological quality, antioxidant activity, and healing effect. The formulation was designed according to Quality by Design principles, using a controlled thermal emulsification process. Physicochemical stability studies were conducted at 25, 37, and 50 °C, and flow behavior was characterized using rotational viscometry. In addition, microbiological quality was assessed through direct plating and enrichment on selective media. Antioxidant activity was studied qualitatively using an enzymatic browning model in plant tissue, while wound-healing potential was determined in Wistar rats using a full-thickness skin wound model. The results showed that the formulation maintained adequate macroscopic stability at room temperature, while elevated temperatures promoted changes in the homogeneity and structural organization of the system. Viscosity analysis revealed pseudoplastic behavior characteristic of topical semisolid formulations, favorable for application and spreadability on the skin. Microbiological testing showed no evidence of bacterial or fungal contamination, supporting the efficacy of the preservative system and the product’s microbiological stability. In the antioxidant assessment, the formulation reduced the degree of browning compared to the controls, suggesting an ability to slow oxidative processes. Furthermore, statistically significant differences were observed in the wound healing model (p < 0.001). The formulations with concentrations of 0.3% and 0.4% promoted a higher percentage of wound closure compared to the control groups, exhibiting a dose-dependent effect. In conclusion, the postbiotic-enriched emulsion exhibited suitable physicochemical and microbiological characteristics, antioxidant activity, and wound-healing potential. These findings support the use of postbiotics as functional ingredients in dermocosmetic formulations aimed at skin care and regeneration.

La piel es un órgano dinámico cuya integridad funcional depende tanto de sus mecanismos antioxidantes como del equilibrio de su microbiota. El envejecimiento, la exposición a factores ambientales y los procesos inflamatorios favorecen el estrés oxidativo y la disbiosis cutánea, fenómenos asociados con una menor capacidad de regeneración tisular. En este contexto, los postbióticos derivados de Lactobacillus paracasei han surgido como ingredientes funcionales de interés debido a sus propiedades antioxidantes, antiinflamatorias y moduladoras de la homeostasis cutánea. El objetivo de este trabajo fue desarrollar y evaluar una formulación tópica tipo emulsión aceite en agua (O/W) enriquecida con postbióticos, determinando su estabilidad, calidad microbiológica, actividad antioxidante y efecto cicatrizante. La formulación fue diseñada bajo principios de Quality by Design, mediante un proceso de emulsificación térmica controlada. Se realizaron estudios de estabilidad fisicoquímica a 25, 37 y 50 °C, así como la caracterización del comportamiento de flujo mediante viscosimetría rotacional. Adicionalmente, se evaluó la calidad microbiológica mediante siembra directa y enriquecimiento en medios selectivos. La actividad antioxidante se estudió cualitativamente utilizando un modelo de pardeamiento enzimático en tejido vegetal, mientras que el potencial cicatrizante se determinó en ratas Wistar mediante un modelo de herida cutánea de espesor total. Los resultados mostraron que la formulación mantuvo estabilidad macroscópica adecuada a temperatura ambiente, mientas que temperaturas elevadas promovieron cambios en la homogenidad y organización estructural del sistema. El análisis de viscosidad reveló un comportamiento pseudoplástico característico de formulaciones semisólidas tópicas, favorable para su aplicación y extensibilidad sobre la piel. Las pruebas microbiológicas no evidenciaron contaminación bacteriana ni fúngica, lo que respalda la eficacia del sistema conservador y estabilidad microbiológica del producto. En la evaluación antioxidante, la formulación redujo el grado de pardeamiento en comparación con los controles, sugiriendo capacidad para retardar procesos oxidativos. Por otra parte, en el modelo de cicatrización se observaron diferencias estadísticamente significativas (p < 0.001). Las formulaciones con concentraciones de 0.3% y 0.4% promovieron un mayor porcentaje de cierre de la herida respecto a los grupos control, exhibiendo un efecto dependiente de dosis. En conclusión, la emulsión enriquecida con postbióticos presentó características fisicoquímicas y microbiológicas adecuadas, actividad antioxidante y potencial cicatrizante. Estos hallazgos respaldan el uso de postbióticos como ingredientes funcionales en formulaciones dermocosméticas orientadas al cuidado y regeneración de la piel.