Dr Shaher Duchi, directeur scientifique, et Dr Danny Goldstein, responsable R&D, Tagra. Expression Cosmétique, Guide des Ingrédients Cosmétiques, décembre 2021, pp. 284–288 (publié en français et en anglais ; texte anglais reproduit ici).

Que se passe-t-il lorsque l'on fusionne une technologie avancée de microencapsulation avec un SPF ? Le résultat est une méthode innovante pour protéger la peau des puissants rayons UVA et UVB du soleil, comme le montrent de nouvelles recherches.

Ces dernières années, l'utilisation des filtres UV minéraux que sont le dioxyde de titane (TiO2) et l'oxyde de zinc (ZnO) a augmenté rapidement (1). Les filtres UV minéraux sont devenus plus populaires de nos jours, principalement grâce à leurs sources minérales naturelles, aux évolutions réglementaires (2) et aux allégations « respectueux des récifs » (reef-safe). Les avantages liés à l'utilisation des filtres UV minéraux sont bien connus : ils présentent un excellent profil d'innocuité, une grande efficacité SPF et offrent une protection à large spectre.

Malgré ces avantages, divers défis et inconvénients leur sont associés, principalement en raison de propriétés esthétiques et sensorielles médiocres, telles que des traces blanches et la sensation sur la peau lors de l'application du produit. De plus, le débat sur les nanoparticules continue de faire l'objet de discussions, avec des spéculations selon lesquelles les petites particules pourraient pénétrer à travers la peau, entraînant des dangers encore inconnus. D'une manière générale, le développement d'un produit de protection solaire minéral est une tâche complexe et le travail de formulation n'est pas toujours simple. De vastes connaissances et une grande expertise sont nécessaires pour formuler des écrans solaires inorganiques de manière efficace et élégante.

De nouvelles recherches ont montré que les SunCaps™ minérales de Tagra, une technologie de microencapsulation avancée utilisant des filtres UV inorganiques, constituent une solution innovante tant pour les fabricants que pour les consommateurs. Elle offre une transparence accrue sur la peau, une sensation cutanée améliorée, une facilité d'utilisation et une compatibilité avec d'autres ingrédients, tout en préservant son efficacité de protection contre les UV.

Cet article explique la préparation des microcapsules brevetées de filtres UV minéraux de Tagra, appelées Cellu TitanCap™ et Cellu ZinoCap™, qui sont composées d'un polymère biosourcé et biodégradable. La caractérisation des propriétés physico-chimiques des microcapsules ainsi que leurs performances y sont abordées.

Filtre UV minéral non-nano

Les microcapsules de filtre UV minéral de taille micrométrique, Cellu TitanCap™ et Cellu ZinoCap™, ont été préparées selon la méthode d'extraction par solvant (3, 4). L'aspect physique des microcapsules obtenues se présente sous forme de poudre. La taille des particules et la distribution granulométrique ont été déterminées à l'aide de l'analyseur de distribution de taille de particules par diffraction laser Horiba LA350 (Horiba Ltd., Japon), tel qu'illustré sur la Figure 1.

Figure 1 : Distribution granulométrique des microcapsules de Cellu TitanCap™ (A) et Cellu ZinoCap™ (B). Les deux produits présentent une gamme de taille micrométrique.

Esthétique : Transparence et écran solaire minéral invisible

La transparence et l'apparition de traces blanches de deux formulations contenant des filtres UV minéraux libres ou encapsulés ont été comparées et évaluées. Le pourcentage final de TiO2 et de ZnO dans chaque formulation était le même (11 % de Cellu TitanCap™ et 21 % de Cellu ZinoCap™, équivalent à 7,7 % de TiO2 libre et 14,7 % de ZnO libre). L'évaluation a été réalisée par observation visuelle après application sur la peau et a été confirmée par mesure analytique à l'aide d'un appareil XRite VS450 (% de réflexion) après application sur une plaque noire. Les résultats montrent que la formulation élaborée avec des filtres UV minéraux encapsulés est plus transparente et présente significativement moins de traces blanches par rapport à la formulation contenant des filtres UV libres (Figures 2 et 3).

• Figure 2 : Observation visuelle de la transparence et de l'apparition de traces blanches après application de la formulation avec Cellu TitanCap™ et Cellu ZinoCap™ (A) par rapport à la formulation avec TiO2 et ZnO libres (B).

• Figure 3 : Analyse XRite du % de transparence. Une plaque vide sans formulation (C) a servi de référence et sa transparence a été analysée après avoir été recouverte d'une formulation contenant soit Cellu TitanCap™ (A), soit du TiO2 libre (B).

Analyse sensorielle : Sensation cutanée supérieure

Les deux formulations ont été évaluées par un panel de juges formés à l'aide d'une analyse sensorielle descriptive. Les résultats sont représentés sur la Figure 4. La formulation contenant les SunCaps™ minérales a montré une amélioration de tous les paramètres suivants, en comparaison avec les filtres UV libres :

• Une plus grande facilité d'étalement et une plus grande douceur tactile lors de l'application.

• Une plus grande homogénéité du teint après application.

• Une plus grande luminosité.

• Beaucoup moins de traces blanches.

Figure 4 : Résultats de l'évaluation sensorielle des formulations avec SunCaps™ minérales (A) ou filtres UV inorganiques libres (B).

Efficacité : Test SPF in vitro

Cellu TitanCap™ et Cellu ZinoCap™ ont été incorporés dans une formulation E/H. F1 représente la formulation avec Cellu TitanCap™ ; F2 est la formulation contenant Cellu ZinoCap™. La composition détaillée de ces formulations est présentée dans le Tableau 1. F1 et F2 ont été préparées pour obtenir des écrans solaires avec un SPF théorique de 27 et 6 respectivement. Le logiciel BASF Sunscreen Simulator a été utilisé pour évaluer la performance théorique des formulations concernant le SPF.

Tableau 1 : Composition détaillée de chaque formulation testée pour le SPF in vitro

Les formulations ont été préparées selon la méthode suivante :

1. Les ingrédients de la phase B ont été mélangés et agités à 300 tr/min pendant 15 min à 60 °C.

2. La phase A a été ajoutée progressivement à la phase B sous agitation à 60 °C, suivi de 5 min à 10 000 tr/min avec un T18 Ultra Turrax (IKA).

3. Les ingrédients de la phase C ont été mélangés et agités à 300 tr/min pendant 10 min à 60 °C après l'ajout de la phase D.

4. À la fin, la phase CD a été ajoutée à la phase AB et homogénéisée pendant 10 min, puis le mélange a été poursuivi sans chauffage jusqu'à ce que la formulation atteigne la température ambiante.

Les deux formulations ont été testées pour le SPF in vitro à l'aide de l'équipement Solarlight SPF290AS dans une gamme de longueurs d'onde de 290 à 400 nm en utilisant une plaque de PMMA comme substrat. Le SPF in vitro mesuré pour F1 et F2 était respectivement de 67 et 8,4. La performance de blocage des UV a également été évaluée visuellement à l'aide d'une chambre UV, comme illustré sur la Figure 5.

Figure 5 : Performance de blocage des UVA/B de la formulation contenant soit du TiO2 et du ZnO libres, soit leur forme encapsulée. Les deux formulations contiennent le même % de TiO2 et de ZnO.

Conclusion

Sur la base de ces résultats, on peut conclure qu'un produit de protection solaire minéral efficace, doté d'une esthétique et d'une sensation cutanée améliorées, peut être facilement développé à l'aide des SunCaps™ minérales de Tagra. Offrir une protection sûre et efficace avec un aspect et un toucher attrayants n'est pas seulement un atout appréciable ; c'est un impératif. Cette étude montre que les SunCaps™ sont supérieures à leur forme libre non encapsulée, ce qui les rend donc avantageuses pour développer des produits de soins solaires performants avec une esthétique améliorée et un meilleur confort cutané.

Références

1. Solish, et al. Dermatologic Surgery: official publication of the American Society for Dermatologic Surgery. 2020; 46(12):1508-1513.

2. Règle proposée par la Food and Drug Administration, Sunscreen drug products for over-the-counter human use, 2019.

3. Jelvehgari M, Montazam SH. Jundishapur Journal of Natural Pharmaceutical Products. 2012; 7:144-152.

4. Freitas S, Merkle HP, Gander B. Journal of Controlled Release. 2005; 102: 313-332.