(Nano-)particules jouent un rôle important en tant qu'ingrédients dans les produits de beauté et cosmétiques, car les particules de taille nanométrique ont des propriétés différentes de celles des particules plus grandes de la même substance. De petites particules peuvent facilement pénétrer la peau et introduire des ingrédients actifs dans les couches plus profondes de la peau. Le volume total est le même, mais la surface est fortement étendue, ouvrant la possibilité de diverses nouvelles applications qui sont utiles pour les formulations cosmétiques. Malgré leurs grands avantages, il est extrêmement important de caractériser les nanoparticules de manière précise – en ce qui concerne leur application ou la sécurité des consommateurs, par exemple en ce qui concerne le respect de certaines réglementations de l'UE (par exemple, le règlement (CE) n° 1223/2009, art. 13 (1).
Nanoparticules dans les cosmétiques – pourquoi devraient-elles être examinées attentivement ?
Introduction
Les nanoparticules sont petites et invisibles à l'œil humain. Plus précisément, ils mesurent entre 1 et 100 nanomètres. Leur nom est dérivé du mot grec "nanós" qui signifie “nain”. Dans l'industrie cosmétique, les nanoparticules servent à de nombreux usages différents et sont utilisées pour la protection solaire, le dentifrice, les produits de soin de la peau et les cosmétiques décoratifs. Les ingrédients sont utilisés en versions à l'échelle nanométrique pour améliorer la protection UV, la pénétration cutanée, les effets durables ou l'intensité des couleurs. L'utilisation de la nanotechnologie dans les cosmétiques est associée à des risques concernant la santé et les problèmes environnementaux. En fait, c'est encore un domaine insuffisamment exploré. Dans cet article, nous allons examiner l'utilisation de différents nanomatériaux dans les cosmétiques, leurs risques potentiels associés et les réglementations qui ont été mises en place pour les minimiser.[1]
Cas d'utilisation des nanoparticules
De nos jours, presque tous les grands fabricants de cosmétiques tirent parti de la nanotechnologie dans les cosmétiques. De nombreux produits, y compris des hydratants, des produits capillaires, du maquillage et des écrans solaires, contiennent des ingrédients de taille nanométrique. La taille réduite des nanoparticules entraîne un changement physico-chimique de leurs propriétés. En raison de leur petite taille, les nanoparticules sont plus efficaces et améliorent la performance du produit – l'une des principales raisons de leur application dans les cosmétiques. Mais quels types de nanomatériaux sont utilisés par l'industrie cosmétique et dans quel type de produits ?
Liposomes/niosomes
Liposomes[2] et les niosomes sont les exemples les plus marquants de la nanotechnologie dans les soins de la peau. Ils sont composés de structures sphériques de molécules tensioactives (par exemple, des phospholipides), qui sont disposées en deux couches et séparent un noyau interne d'une phase externe (voir Figure 1). Par conséquent, l'intérieur et l'extérieur d'un liposome sont hydrophiles, tandis que la membrane interne est lipophile. Ainsi, un liposome peut absorber à la fois des ingrédients actifs solubles dans l'eau (par exemple, des vitamines solubles dans l'eau, des conservateurs chimiques et des substances liposolubles telles que des vitamines liposolubles ou des parfums). Ils servent de véhicules de livraison et transportent des ingrédients actifs dans des couches de peau plus profondes. Selon le tissu ciblé et l'application, il est important de définir et de caractériser précisément la taille des particules de liposomes.
Figure 1 : Coupe schématique d'un liposome unilamellaire.
Micelles
Micelles[3] sont des molécules de taille nanométrique qui apparaissent dans des mélanges de tensioactifs amphiphiles et d'eau. Lorsque la concentration de tensioactif atteint un certain niveau (appelé "concentration micellaire critique"), les molécules de tensioactif commencent à se réorganiser. Cette réaction crée de petites micelles sphériques, présentant à la fois des propriétés lipophiles et hydrophiles (Figure 2). Les micelles sont souvent utilisées dans les nettoyants pour le visage ou les toniques. Ils éliminent en douceur les particules de saleté, le maquillage et l'excès de sébum de la peau, en enveloppant le matériau lipophile (par exemple, le maquillage) à retirer. De plus, pendant le processus de nettoyage, des ingrédients nourrissants peuvent être appliqués et transférés dans la peau.
Figure 2 : Structure schématique d'une molécule de tensioactif amphiphile et d'une micelle.
Nanoémulsions
Nanoémulsions[1] sont des dispersions de gouttelettes à l'échelle nanométrique dans un autre liquide. En raison de leur taille de particule inférieure à 200 nm, ils diffèrent des autres systèmes dispersés. La structure de l'émulsion peut être manipulée en fonction de la méthode de préparation. Les composants utilisés pour la préparation des nanoémulsions sont généralement reconnus comme sûrs (GRAS). La taille de particule plus petite offre une meilleure stabilité et une meilleure adéquation pour transporter des ingrédients actifs ; elle augmente également la durée de conservation du produit.
Nanocapsules
Nanocapsules[4] sont des particules submicroscopiques composées d'une capsule polymérique entourant un noyau aqueux ou huileux (voir Figure 3). Ils protègent les produits sensibles dans les cosmétiques et délivrent des ingrédients actifs au tissu ciblé, par exemple en ne les libérant que par diffusion ou sous certaines conditions (par ex. changement de la valeur du pH). Ces capsules peuvent être utilisées dans des crèmes pour le visage, des onguents ou des hydratants. Lorsqu'ils sont appliqués sur la peau, les ingrédients actifs sont libérés en fonction des besoins individuels de la peau, par exemple par un changement de la valeur du pH ou par le biais de protéines spécifiques. Par conséquent, les composants actifs ne sont libérés que lorsque la peau en a vraiment besoin.
Figure 3 : Structure schématique d'une nanocapsule.
Nanoparticules solides
Les nanoparticules solides telles que TiO2 et ZnO[5] sont probablement les représentants les plus connus des nanoparticules dans les cosmétiques. Ils sont "micronisés" pour une utilisation dans la crème solaire, les rendant plus transparents, moins gras, moins odorants et plus absorbables dans la peau. Les particules de TiO2 utilisées comme filtres UV mesurent entre 15 et 150 nm, comparées au ZnO, qui a une plage de taille de 30 à 200 nm. En général, ces particules sont recouvertes de composés d'aluminium ou de silicium. Le revêtement non seulement stabilise la dispersion, mais limite également les propriétés photocatalytiques du composé, car le TiO2 et le ZnO "nus" médiatisent la formation de radicaux libres sous l'influence de la lumière UV.
Nanosilver et nanogold
Nanosilver[6] comprend des particules d'argent élémentaire de taille inférieure à 100 nm. Ses propriétés sont très différentes des autres formes d'argent. Leur surface considérablement étendue rend ces particules plus réactives. Par conséquent, les nanoparticules d'argent peuvent également pénétrer les membranes cellulaires et agir comme un dépôt à partir duquel les particules sont libérées en continu sur une période plus longue. Ainsi, les fabricants de cosmétiques exploitent les propriétés antibactériennes améliorées du nanosilver dans une gamme d'applications. Certains fabricants produisent déjà des déodorants affirmant que l'argent contenu offrira jusqu'à 24 heures de protection antibactérienne. L'or de taille nanométrique est déclaré très efficace pour la désinfection de la bouche et est également ajouté au dentifrice. De plus, on le trouve dans le maquillage et la poudre pour le visage pour donner à la peau un aspect plus frais et lumineux.
Buckyball
Buckminster fullerène[1], C60 ou noir de carbone, est le nanomatériau le plus emblématique. Il mesure environ 1 nm de diamètre avec une structure d'icosaèdre tronqué, ressemblant à un ballon de football, comme illustré dans la Figure 4. Le noir de carbone est utilisé dans l'industrie cosmétique comme pigment colorant noir et se caractérise par une intensité et une profondeur de couleur particulièrement élevées. On le trouve dans le mascara, l'eyeliner, les fards à paupières, les crayons à sourcils et les vernis à ongles. Le noir de carbone a été approuvé en tant que colorant depuis le début de la législation européenne sur les cosmétiques et est utilisé dans le monde entier aujourd'hui. Il est appliqué sous une forme hautement pure et est soumis à des exigences de qualité strictes.
Figure 4 : Structure d'une molécule de Buckminsterfullerène C60.
Risques potentiels et réglementations de sécurité
Comme pour d'autres produits innovants, il y a un débat en cours concernant la sécurité des nanomatériaux dans les cosmétiques. Puisqu'il y a une crainte que les nanoparticules puissent pénétrer la peau en montrant des effets secondaires nocifs à long terme, beaucoup de recherches sont investies. Cependant, indépendamment de leurs ingrédients de taille nanométrique, les produits cosmétiques doivent être sûrs. Les fabricants sont responsables de s'assurer que tous les ingrédients et le produit fini lui-même répondent à des exigences strictes. Les cosmétiques vendus dans l'Union européenne (UE) sont régis par le Règlement n° 1223/2009 sur les cosmétiques. Les tailles des particules des ingrédients doivent être considérées comme une partie des évaluations de sécurité qui doivent être réalisées par les fabricants, les importateurs ou des experts indépendants pour chaque produit cosmétique dans l'Union européenne. En termes de la réglementation cosmétique de l'UE, “un nanomatériau est un matériau insoluble ou biologiquement stable et fabriqué intentionnellement avec une ou plusieurs dimensions externes ou une structure interne de l'ordre de 1 à 100 nanomètres”. Ce règlement stipule que les fabricants doivent transmettre un minimum d'informations à la commission de l'UE, y compris les spécifications des nanomatériaux utilisés ainsi que leurs propriétés physiques et chimiques et leurs tailles de particules.
Caractérisation des nanoparticules dans les cosmétiques
Puisque la taille des particules des nanomatériaux doit être soumise à la Commission européenne, il est important de la caractériser et de la définir précisément. Un grand nombre de méthodes sont disponibles pour l'analyse des produits cosmétiques et la caractérisation des nanomatériaux (isolés). Les nanoparticules utilisées dans les cosmétiques doivent être spécifiées en termes de taille moyenne des particules, en tenant également compte des agrégats. La taille des particules individuelles et une description de leur distribution de taille (des plus petites aux plus grandes particules présentes dans l'application) devraient également faire partie de la spécification. La réglementation de l'UE ne précise pas la méthode qui doit être utilisée pour la caractérisation. Les méthodes les plus populaires pour mesurer les particules primaires et les produits sont la diffraction laser, la diffusion dynamique de la lumière et la microscopie.
Résumé
De nombreux types de nanoparticules aux propriétés différentes sont utilisés dans une grande variété de produits dans l'industrie cosmétique. Afin d'assurer la sécurité des consommateurs, l'UE stipule plusieurs paramètres dans ses règlements auxquels les particules et les produits doivent se conformer – la taille des particules en étant un. Pour caractériser les nanomatériaux en termes de taille, les fabricants peuvent choisir entre différentes techniques de mesure.
Références
- Greßler, S., et al. Nanotechnologie in Kosmetika. Wien : Institut für Technikfolgen-Abschätzung (ITA), 2009. 1998-7293.
- Anton Paar GmbH Liposomes: Size Measurements with the Litesizer™ 500. Graz : Anton Paar , 2018. D51IA015EN-B.
- Anton Paar GmbH. Micelle Characterization by Dynamic Light Scattering: Bringing Viscosity into the Equation. Graz : Anton Paar, 2021. D51IA032EN-C.
- Europäische Kommission. CORDIS Forschungsergebnisse der EU . cordis.europa.eu/de. [Online] [02. August 2021.] cordis.europa.eu/article/id/247403-nanocapsules-a-smarter-solution-to-skin-care/de.
- Anton Paar GmbH. Here Comes the Sun – Using Laser Diffraction to Characterize Different Sunscreen Products. Graz : Anton Paar, 2020. E27IA011EN-B.
- Bundesministerium für Gesundheit, Sektion II. Nanosilber in Kosmetika, Hygieneartikeln und Lebensmittelkontaktmaterialien. Wien : Bundesministerium für Gesundheit, 2010. 978-3-902611-32-1.
