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25 janvier 2013 5 25 /01 /janvier /2013 20:03

LECTURE OFFICINALE

ÉMULSIONS SANS EMULSIFIANT

Réflexion au sujet des agents de surface

Emulsifiants, Tensioactifs, Agents de surface, Surfactifs

11 02 17 Emulsion sans émulsifiant Fig 01 

 

             La plupart des crèmes et des laits contient de l'eau et des substances grasses. Mais, pour stabiliser ces mélanges, on ajoute de nombreuses molécules, appelées émulsifiants (Cf. 2ème partie de ce texte), qui peuvent irriter la peau. Comment s'en passer ?

Crèmes, lotions, shampoings ... Une panoplie de cosmétiques repose sur un mélange de substances grasses et d'eau. Leur formule intègre des émulsifiants qui, tel le jaune d'œuf dans la mayonnaise, permettent au mélange de rester homogène: Mais certains réagissent avec les lipides de la peau et provoquent desséchements et irritations ou la rendent plus perméable aux allergènes. Certains émulsifiants (tensio-actifs) on été cités même comme des perturbateurs endocriniens [3]

Lecture officinale : Gouttelettes encapsulées par des particules de silice 

Source  :

1- L. Fery « Emulsion sans émulsifiant » Rev. La Recherche n°42 Hors série, pages88-89, février 2011    

2- FRELICHOWSKA Justyna : Thèse Émulsions stabilisées par des particules solides: études physico-chimiques et évaluation pour l'application cutanée. 2009 Université Lyon 1

3- B. Jégou et coll. « Le concept de perturbation endocrinienne et la santé humaine » MEDECINE/SCIENCES 2007 ; 23 : 198-204

11-02-17-Emulsion-sans-emulsifiant-Fig-02-Source-Khashayar.jpg ource Image : Khashayar Saleh, interraction eau-silice

            Des chimistes lyonnais [2] ont produit des émulsions stabilisées grâce à des particules de silice qui évitent les risques précités des émulsifiants et améliorent leur efficacité.

L'industrie cosmétique utilise déjà la silice comme agent épaississant, dans les laits solaires par exemple. L'équipe de Marie-Alexandrine Bolzinger et d'Yves Chevalier au laboratoire d'automatique et de génie des procédés, du CNRS et de l'université de Lyon-I travaille depuis des années à la mise au point d'émulsions stabilisées par des billes de silice. [1]
Le procédé de fabrication est identique à celui d'une émulsion classique. La silice est ajoutée au liquide dispersant l’eau, par exemple.

          La silice a été choisi parce qu'elle n'est ni totalement hydrophile ni totalement hydrophobe. Dans ces conditions dites de « mouillage partiel», lorsque le liquide dispersé, en l'occurrence de l'huile, est ajouté sous agitation vigoureuse dans l'eau, des gouttelettes se forment et les particules solides se placent à leur surface, s'interposant entre les deux liquides. Sous l'effet de la tension superficielle, elles s'agrègent et forment une sorte de coque protectrice autour des gouttes décrivant des gouttelettes encapsulées.

La silice est utilisée sous forme de particules d'environ 100 nanomètres. L'émulsion de l'huile dans l'eau, ou inversement, se traduit par la formation de gouttelettes encapsulées de moins de 100 micromètres de diamètre. La taille des gouttelettes encapsulées ainsi produites est plus petite qu'avec la plupart des émulsifiants classiques : cette réduction de taille rime avec une meilleure stabilité dans le temps. « L’émulsion reste stable pendant plusieurs années, à condition qu'il y ait assez de particules pour recouvrir la surface des gouttelettes », indique Yves Chevalier. [1]

          Tests de pénétration cutanée :

Les chimistes ont réalisé in vitro des tests de pénétration cutanée avec les émulsions stabilisées par la silice.

       - Pour une émulsion « eau-dans-huile », ils ont obtenu une libération dans le derme d'un composé actif encapsulé trois fois plus importante par comparaison avec des émulsions avec émulsifiants.

       - L'équipe a aussi observé au microscope électronique que la silice ne pénètre pas à plus de 5 micromètres dans la peau. Elle reste dans la couche cornée, qui se renouvelle environ une fois par mois par desquamation.

       - Moins de réactifs : La silice ne se dissout pas non plus dans la matière organique, contrairement à certains émulsifiants employés notamment dans le maquillage. Ces tensioactifs sont susceptibles de se mélanger ou de s'intercaler avec les lipides de la couche cornée, altérant la fonction de barrière biologique de la peau.

 

Ce matériau présente encore un avantage pour remplacer les tensioactifs : son coût. Le procédé permet de former des émulsions à partir de silice non modifiée chimiquement, en sélectionnant l'huile utilisée. Une économie de réactifs: intéressante, pour les industriels. Un brevet a été déposé dans ce sens a suscité l'intérêt de plusieurs d'entre eux.

Il reste bien sûr de nombreuses étapes de mise au point avant que nous achetions des cosmétiques stabilisés par de la silice. Quoiqu'il en soit ces travaux ouvrent aussi la voie à l'utilisation d'autres particules solides, qui pourraient apporter un surcroît d'efficacité comme les oxydes de zinc ou de titane.

 

Réflexion au sujet de l’univers des agents de surface

 

11 02 17 Emulsion sans émulsifiant Fig 04

        A lire une page simple et bien faite : Comprendre les émulsions

        Emulsifiants, Tensioactifs, Agents de surface, Surfactifs une terminologie compliquée pour désigner une famille de molécules d’une importance capitale.  

Certes cela peu paraître trop technique (pharmacotechnique) et pourtant ces  molécules font partie intégrante de votre quotidienne.

"L’émulsion primaire" :

       La première émulsion avec laquelle le corps de l’Homme entre en contacte c’est le lait maternel. Cette forme galénique naturelle est en effet un savant mélange de deux phases liquides non miscibles, une phase grasse lipidique et une phase aqueuse. L’intérêt d’une telle forme galénique est d’apporter la quasi-totalité des nutriments dont on a besoin au début de la vie en un seul produit, càd des nutriments liposolubles (solubles dans phase grasse) et des nutriments hydrosolubles (solubles dans la phase aqueuse). C’est pour cela que dans le cadre d’une alimentation parentérale (en cas d’ablation de l’estomac par exemple) la forme émulsion est la plus préconisée.

Remarquons par la même occasion que le corps humain utilise aussi cette forme pour transporter les matières grasses dans le sang ce sont les fameux  chylomicrons qui rendent ce dernier opalescent après un repas riche en lipides. Le caractère opalescent du serum décrit tout simplement une émulsion huile dans eau.        

Au niveau de sa structure le lait maternel se présente sous forme de gouttelettes d’une phase grasse dispersées dans de l’eau : c’est aussi une bonne émulsion huile dans eau (H/E).

Les problèmes posés par le lait qu’il soit maternel ou de vache c’est qu’il est microbiologiquement instable (ça se comprend), mais ce qui nous intéresse le plus ici c’est qu’il est aussi  thermodynamiquement instable. Autrement dit cette émulsion a tendance à casser, c'est-à-dire que sous l’effet de la gravité elle tend vers une séparation en deux phases : une phase lipidique grasse qui surnage sur une phase à tendance aqueuse, la phase grasse va constituer tout simplement la crème qui, comme le beurre, n’est autre qu’une émulsion, cette fois-ci eau dans huile très riche en lipides.

 11 02 17 Emulsion sans émulsifiant Fig 06 Beurre-jpg

Applications de la forme émulsion :

L’immense avantage de la forme émulsion est de pouvoir solubiliser dans un même produit des substances lipophiles et hydrophiles, qu’ils soient nutriments ou déchets organiques d’où l’intérêt de cette forme en tant que laits de … toilette ! Avec une même forme galénique on passe directement de la nutrition à l’hygiène corporelle !    

Mais pour pouvoir exploiter commercialement de telles possibilités, il fallait stabiliser cette forme galénique, au niveau microbiologique avec des conservateurs, et au niveau thermodynamique avec des molécules qui ont la capacité de s’interposer entre la phase aqueuse et la phase grasse : ce sont les émulsifiants (appelés encore tensioactifs ou parfois surfactifs). Ils se présentent de manière bipolaire : un pole hydrophile (se fixant dans la phase aqueuse) et un pole lipophile (se fixant dans la phase grasse)

11-02-17-Emulsion-sans-emulsifiant-Fig-05-tensioactifs.jpg

Les émulsifiants servent à fabriquer des crèmes et des laits, mais pas seulement. Ils peuvent êtres utilisés dans d’innombrables applications.

Comme simple agent de lavage c’est le cas du savon qui n’est autre qu’un agent de surface comme le sont aussi les shampooings ou les lessives.

Le savon est un agent de surface anionique, en pharmacie on retrouve aussi des agents de surface cationiques utilisés comme antiseptiques, cas du Benzalkonium qui est utilisé aussi comme spermicide (Pharmatex®)

Le spectre d’utilisation des agents de surface dépasse de loin le cadre de l’industrie pharmaceutique, puis qu’on les retrouve comme agent dispersant dans la pétrochimie, les peintures … .

Dans l’industrie agro-alimentaire on utilise largement les émulsifiants dans la biscuiterie, les yaourts … en particulier la lécithine, c’est le E322, abondant dans le jaune d’œuf. C’est cette même molécule qui permet la stabilité thermodynamique des mayonnaises.       

 

Au final

L’univers des agents de surface est un univers franchement passionnant, complexe et surtout largement méconnu autant du corps médical que du grand public. 

Le travail de FRELICHOWSKA Justyna vient de remettre en cause profondément les principes classiques des cette discipline à savoir la structure bipolaire des agents de surface. A notre avis c’est globalement une évolution positive car elle met en avant des molécules, la silice dans le cas présent, parfaitement inertes.     

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Published by Amster - dans MEDICAMENT
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