Emulsions Cosmétiques: Prédire la Stabilité des Formulations pour une Beauté Durable

Les émulsions cosmétiques et les formules en suspension font l'objet de recherches approfondies et de tests rigoureux afin que les propriétés bénéfiques annoncées du produit soient effectivement transmises au consommateur. L'image d'une entreprise et la notoriété d'une marque se reflètent dans la qualité de la formulation et dans la réaction du consommateur au produit qu'il a acheté. Cependant, malgré tous les tests qui peuvent être effectués dans le cadre de la R&D ou du contrôle qualité, dans les laboratoires ou les usines, il reste difficile de prévoir l'efficacité et la performance d'un produit une fois qu'il est entre les mains du consommateur. Cela pose un problème car il s'écoule un certain temps entre le moment de l'emballage et celui de la consommation. Ce laps de temps peut aller de quelques semaines à quelques mois en comptant l'expédition, de l'entreposage et le stockage en rayon.

Les protocoles actuels de test de la shelf-life et de prédiction de la stabilité peuvent être réalisés à l'aide d'une myriade de méthodes et d'une grande variété de normes. Ces méthodes vont de l'analyse visuelle des échantillons à des températures élevées à l'analyse de la distribution de la taille des particules, en mettant l'accent sur les projections de stabilité future, la viscosité et la caractérisation rhéologique. Au-delà de ces tests typiques, il existe des méthodes d'analyse en temps réel où les matériaux sont vieillis pendant des mois dans un environnement contrôlé afin de déterminer la durée de conservation exacte.

Analyse de la taille des particules - Présentation des produits

Microtrac offers products for all particle size analysis technologies.

Présentation des produits Nous contacter!

Etude de Shelf-Life Nouvelle Génération

Toutes les méthodes mentionnées ci-dessus nécessitent un certain temps pour l'analyse et/ou une projection basée sur un seul paramètre d'un système complexe à plusieurs composants. En outre, la prédiction de la stabilité des formulations est fonction de multiples phénomènes (notamment la sédimentation et le crémage des particules). La floculation des gouttelettes d'huile et la dégradation et l'effondrement de la microstructure, et la quantification de ces forces fournit des données plus précises sur les performances des formules et donne aux chimistes une meilleure idée de l'évolution future de l'échantillon. En effet, l'analyse d'une formulation native non modifiée, sans dilution ni contrainte, permet d'obtenir une meilleure représentation de l'ensemble de la formule plutôt qu'une projection basée sur une version imaginée de l'émulsion ou sur des essais indirects.

Pour obtenir cette analyse optimale à haute résolution, les chercheurs se sont tournés vers la diffusion statique de lumière multiple (SMLS), un outil efficace pour quantifier la cinétique de déstabilisation physique des formulations concentrées. Les échantillons sont analysés à l'état natif et la cinétique de migration et de changement de taille des particules est tracée et comparée. Cette approche donne une idée précise de la vitesse de dégradation de la formulation bien avant que quoi que ce soit ne soit détectable à l'œil nu. L'accélération des études de stabilité grâce à cette méthode est inestimable pour mener à bien les projets dans les meilleurs délais. En outre, la nature objective des résultats fournit un retour d'information concret aux chimistes formulateurs afin qu'ils prennent les bonnes décisions concernant les types et les quantités d'additifs à utiliser dans une formule pour optimiser à la fois la stabilité et le coût.

L'analyseur de stabilité TURBISCAN est un appareil qui utilise la technologie SMLS. Cet appareil analyse presque tous les types de formulations, y compris celles dont la viscosité et la concentration sont très élevées, et permet d'analyser les échantillons à l'état natif, sans préparation, dilution ou sondage supplémentaire. De telles données et l'analyse accélérée à haute résolution de ces types d'échantillons sont difficiles à obtenir avec d'autres méthodes d'essai traditionnelles.

Le TURBISCAN est utilisé dans une grande variété de produits de l'industrie chimique, y compris les aliments, les protéines et les formulations cosmétiques. L'utilisation de l'appareil pour quantifier l'efficacité et fournir des données fiables dans les études de durée de vie a été largement observée dans une variété de catégories de produits cosmétiques. Il s'agit notamment de formulations anti-âge ou de formulations contenant des vitamines infusées, des antioxydants, des acides alpha-hydroxy ou des nanoparticules solides pour une utilisation en tant que facteur de protection solaire (SPF).

Toutes ces formulations prétendent réduire ou prévenir les signes visibles du vieillissement lorsqu'elles sont appliquées sur la peau, ou disposent d'un certain soutien scientifique à cet effet. Une étape impérative dans le développement de ces produits consiste à s'assurer qu'ils sont physiquement stables et que les matériaux sont conservés dans un état homogène pendant une période de stockage prolongée. Certaines instabilités rendront les agents actifs moins puissants, voire complètement inefficaces, et les allégations de la formule ne seront plus valables. Plusieurs études seront présentées ci-dessous, dans lesquelles le TURBISCAN a été utilisé pour de telles analyses, afin que des formulations cosmétiques de différents types et conditions de stockage puissent être contrôlées pour prédire la stabilité et donner un aperçu d'un programme de test de durée de vie accélérée.

Etudes de Shelf-Life de Formulations Cosmétiques

Dans une étude, des liposomes et des niosomes contenant du resvératrol ont été formulés pour créer une crème perméable à la peau dans le but de générer une absorption percutanée de l'antioxydant.¹

Des tensioactifs tels que la phosphatidylcholine de soja (P90), le Peceol et le Plurol oleic CC (PLU), ainsi que d'autres matériaux, ont été utilisés, de même que des excipients non toxiques et biodégradables connus pour être des amplificateurs de pénétration cutanée pour diverses autres formulations. Les formulations de liposomes et de niosomes ont ensuite été analysées avec le TURBISCAN pour s'assurer de la stabilité de la formulation avant les tests cutanés. Il a été démontré que, bien que non visibles à l'œil nu, seules des quantités minimes de migration de phase sous forme de crémage et de clarification ont été observées et qu'aucune floculation significative des particules n'a été observée. Les déstabilisations mineures observées se sont également révélées réversibles et ne résultaient pas d'un phénomène permanent, ce qui garantit que des méthodes simples de redispersion (par exemple, l'agitation) peuvent rendre le matériau homogène et maintenir l'efficacité de la formulation. Bien que les résultats de l'étude aient montré qu'une quantité minime de resvératrol a été absorbée par la peau, d'autres tests plus avancés peuvent être effectués car ces mélanges dérivés de liposomes se sont avérés stables dans le temps.

Il a également été démontré que les nanocapsules chargées de vitamine K1, lorsqu'elles sont formulées dans une crème topique, délivrent plus de vitamine liposoluble qu'une émulsion de contrôle contenant la vitamine.² Les nanocapsules d'environ 200 nm peuvent être caractérisées par le TURBISCAN pour montrer le peu de crémage et de floculation qui se produit dans l'échantillon, ce qui rend à nouveau la formulation stable et viable et fournit des informations pour une brève étude sur les tests de durée de vie des formulations cosmétiques.

En outre, une autre étude a démontré l'efficacité des formulations à base de lécithine infusée de vitamine E et de nanoparticules d'acide hyaluronique³ qui sont utilisées pour le traitement des lésions cutanées et la cicatrisation des plaies. Les formulations d'une grande variété de modèles contenant un éventail de matériaux différents peuvent être évaluées de manière prédictive à l'aide de cette méthode de Static Multiple Light Scattering (SMLS).

Dans une autre étude encore, deux populations de particules ont été étudiées pour leurs effets d'agglomération à l'aide du TURBISCAN dans un écran solaire. Les nanoparticules de CeO₂ et de TiO₂ sont susceptibles d'avoir un comportement attractif, ce qui se traduit par la capacité de former de grands agglomérats au fil du temps, et d'entraîner la migration des particules (sédimentation) ainsi que la réduction de la surface des particules. Lorsque cela se produit, l'efficacité de la formulation de l'écran solaire est donc diminuée de manière prévisible, et la date de péremption du produit est réduite⁴. Les formulations ont ensuite été dosées avec du NaCl, de l'acide humique et une combinaison des deux pour tester les effets de la salinité et de la modification de la surface des particules. Le TURBISCAN et le TURBISCAN Stability Index (TSI), un système de classement complet de prédiction de la stabilité en un seul clic, ont été utilisés pour mesurer et quantifier l'hétéro-agrégation du mélange de nanoparticules. Différents rapports de nanoparticules et de sources d'eau ont été testés pour fournir une image claire que la floculation des particules est minimisée en augmentant les rapports CeO₂/TiO₂ et que la source d'eau n'a pas d'effet significatif sur les phénomènes de déstabilisation, identifiant ainsi certaines incohérences avec des rapports précédents qui indiquent que de telles variables d'eau sont significatives. Cette approche accélérée et facile fournit des données rapides et précises sur ces émulsions visqueuses et concentrées, sans commune mesure avec les autres techniques actuelles.

En résumé, l'analyseur de stabilité TURBISCAN offre une solution unique et puissante dans le domaine de l'analyse et de la prédiction de la stabilité physique des émulsions cosmétiques. Des centaines d'articles évalués par des pairs et des brevets publiés couvrant l'utilisation du TURBISCAN ont utilisé l'appareil dans la phase de recherche et de développement de la fabrication d'une émulsion. Des phénomènes tels que la séparation de phase et la cinétique d'agrégation fournissent des données en temps réel et à haute résolution pour des cinétiques autrement indétectables, même sur des échantillons très concentrés et visqueux. Les données quantitatives fournissent au formulateur des informations essentielles tout au long du processus et permettent d'éliminer les conjectures, les résultats subjectifs et les interprétations.

Vers la gamme de produits "Static Multiple Light Scattering (SMLS) "

Références

Contactez nous pour un devis gratuit

En fin de compte, le choix d'utiliser une solution de tamisage simple ou d'investir dans la diffraction laser ou l'analyse dynamique d'images dépendra du volume d'essais, du budget et du personnel disponibles, ainsi que des normes internationales spécifiques ou des exigences des clients auxquelles vous devez faire face.

Pourquoi ne pas contacter Microtrac pour une consultation gratuite afin de déterminer quelle solution vous apportera les résultats et le retour sur investissement dont vous avez besoin ?

Nous contacter!