Lipides dans les cosmétiques

Je conseille fortement de lire l’intégralité de tous ces liens, car leur contenu est fortement intéressant.

Sources : John Libbey Eurotext (oléagineux, corps gras, lipides) – Wikipédia – Dermaptène – Espacesciences (liposomes).

http://www.jle.com/en/revues/bio_rech/ecn/e-docs/00/03/36/73/article.phtml

http://fr.wikipedia.org/wiki/Om%C3%A9ga-6

http://fr.wikipedia.org/wiki/Om%C3%A9ga-3

Les acides gras essentiels

Deux acides gras sont essentiels : l’acide linoléique (omégas 6) et l’acide alpha linolénique (omégas 3), qui sont les éléments indispensables pour la biosynthèse.

La famille des omégas 6 est la plus importante.

La famille des omégas 3 a fait l’objet de nombreux travaux et apparaît d’un intérêt certain pour la peau.

La carence en acides gras essentiels a pour conséquences :

– la tendance à l’infection cutanée,

– la perte de cheveux,

– les démangeaisons,

– l’érythème avec écailles,

– l’accroîssement de la perte en eau par voie transépidermique.

Les huiles les plus riches en omégas 6 sont par ordre décroissant :

– l’huile de carthame,

– l’huile de pépins de raisin,

– l’huile de tournesol,

– l’huile de germe de blé,

– l’huile de maïs,

– l’huile de noix,

– l’huile de soja.

Les huiles les plus riches en omégas 3 sont par ordre décroissant :

– l’huile de chia,

– l’huile de lin,

– l’huile de colza,

– l’huile de noix,

– l’huile de germe de blé,

– l’huile de soja,

– l’huile de chanvre,

– l’huile de cameline,

– l’huile de phoque,

– l’huile de perilla,

– l’huile de Sauge sclarée.

La fonction barrière

La perte d’eau est une première conséquence de la carence en acides gras essentiels. L’acide linoléique restaure la fonction barrière, réduit l’érythème et les écailles.

Cette fonction barrière est expliquée par la structure de la surface cutanée. Elle est liée à la présence de granules lamellaires.

Les céramides sont le type de lipides qui est présent en forte proportion dans le stratum cornéum.

http://www.dermaptene.com/les-lexiques/3-cosmetologique/495-ceramide

http://fr.wikipedia.org/wiki/Stratum_corneum

L’acide linoléique est l’acide gras insaturé le plus couramment présent. L’acide linoléique est lié à une partie du glucose d’un céramide glycosylé. À l’intérieur des granules lamellaires, les lipides sont arrangés sous forme de disques et ils sont très riches en acide linoléique lié à un acyl glycosyl céramide.

On émet l’hypothèse que la présence d’acide linoléique est essentiel pour la formation de granules et de leur structure lamellaire. Dans le cas d’une déficience en acides gras essentiels, l’acide linoléique est remplacé par son homologue le plus proche à savoir l’acide oléique (omégas 9), ce qui change la conformation du céramide qui se trouve alors incapable de former des granules lamellaires, donc d’apporter l’effet barrière à l’évaporation de l’eau de la surface cutanée. L’acylglucosylcéramide se retrouve déglucosylé dans le ciment intercellulaire du stratum cornéum et c’est alors le céramide que l’on retrouve en plus grande quantité.

Il est un fait que les sujets qui présentent un eczéma atypique ont des anomalies dans la structure des corps lamellaires.

L’augmentation dans l’alimentation des acides gras omégas 3 change la composition lipidique de l’épiderme avec une réduction marquée de l’acide linoléique.

La modification des lipides membranaires par des moyens alimentaires a pour conséquence de modifier la fluidité membranaire et les propriétés physiologiques associées.

En général, plus les acides gras sont saturés, moins fluide est la membrane. La fluidité de la membrane montre la capacité des molécules lipidiques à diffuser latéralement, un procédé dans lequel chaque molécule peut échanger avec sa voisine avec une très grande rapidité.

L’application cutanée d’acides gras essentiels diminue la perte en eau de l’épiderme.

Composition en acides gras :

Les acides gras essentiels, leurs esters et autres dérivés, permettent d’élaborer des formules de crèmes, lotions, etc… très hydratantes ou nourrissantes.

Trois huiles qui contiennent des acides gras essentiels et leurs métabolites sont très intéressantes :

– l’huile d’onagre,

– l’huile de bourrache,

– l’huile de pépins de cassis.

Toutes ces huiles ont en commun de contenir de l’acide linolénique (omégas 6) en plus ou moins grande quantité et uniquement pour l’huile de pépins de cassis des acides gras (omégas 3), à savoir l’acide linolénique et l’acide stéaridonique (omégas 3).

– L’huile d’onagre :

C’est l’huile qui a été étudiée depuis de nombreuses années pour l’intérêt de sa teneur en acide linolénique et la production de cet acide a bien été confirmée par les prospections effectuées sur les graines d’espèces d’autres sections et sous-sections d’onagre. La littérature est riche en tests effectués en nutrition humaine et en application topique.

– L’huile de bourrache :

C’est une huile qui est plus récente quant à sa disponibilité sur le marché. Elle présente l’avantage par rapport à l’huile d’onagre de contenir un taux plus important d’acide linolénique, plus du double. Il est à noter que la composition de cette huile contient un faible pourcentage d’acide érucique qui pourrait présenter un inconvénient au niveau de la tolérance cutanée.

– L’huile de pépins de cassis :

C’est la seule huile qui contienne à la fois des acides gras omégas 6 et 3.

Les céramides

La structure chimique des céramides leur confère un rôle structural et protecteur prêt à répondre à toutes les situations d’agression cutanée, qu’elles soient d’ordre climatique, chimique ou métabolique.

La fonction de protection solaire de la couche cornée vis-à-vis des rayons ultraviolets est étroitement liée à sa teneur en céramides.

Dans le cas des peaux sèches, il y a disparition des céramides en même temps que la fonction barrière.

Dans le cas de peaux sèches pathologiques, il y a déficience en acides gras essentiels en particulier de la série omégas 6.

Les céramides sont également mis en cause dans les maladies de la peau qui relèvent des troubles de la différenciation cellulaire comme le psoriasis, l’acné.

Les céramides sont un maillon essentiel pour la protection de l’épiderme ; ils assurent la cohésion du ciment intercellulaire, agissent contre le dessèchement de la peau et possèdent des propriétés modulatrices de la prolifération cellulaire.

Il est évident que les céramides sont des lipides actifs très intéressants pour le formulateur de produits cosmétiques. Les céramides sont apparus sur le marché voici une dizaine d’années. En premier lieu, les céramides étaient issus du règne animal, extraits du tissu cérébro-spinal de bovins.

La suspicion du consommateur pour les produits d’origine animale et plus particulièrement bovine, à la suite des différents cas d’encéphalite spongiforme bovine, a obligé les fabricants à trouver des sources de céramides non animales. Il existe actuellement sur le marché des céramides d’origine végétale et des céramides synthétiques.

La tendance pour l’extraction de céramides végétales, est de partir de céréales : soja, avoine, blé, etc… Les céramides extraits sont des céramides simples et des céramides liés à une ou plusieurs molécules de sucre.

Les céramides de synthèse ne présentent pas la forme stéréochimique identique aux céramides naturelles, mais ils s’intègrent parfaitement aux espaces intercellulaires du stratum corneum.

Quelle que soit leur origine, les céramides présentent de bonnes capacités pour la lutte anti-déshydratation et sont à l’heure actuelle, des matières premières de choix pour le formulateur.

Les liposomes

Ce sont des vésicules idéales pour les applications cosmétiques. Elles formeraient une structure cristalline lamellaire sur la peau et de ce fait, compatible avec celle du stratum corneum.

Les céramides liposomés se transforment spontanément en bi-couches dans des conditions qui correspondent aux conditions physiologiques ; c’est une excellente manière d’optimiser les céramides, car ils permettent une meilleure intégration dans l’épiderme avec comme principaux effets, le pouvoir réparateur et hydratant.

Les liposomes, bien qu’étant utilisés déjà depuis une dizaine d’années, sont des vecteurs performants pour le transport d’actifs dans l’épiderme.

Les produits cosmétiques (antioxydants, collagène, etc.) sont en général appliqués localement sous forme d’émulsion huileuse ou de solution alcoolique. Or, l’huile et l’alcool peuvent endommager la peau en cas d’application prolongée. L’encapsulation dans des liposomes permet donc de contourner ce problème.

Dans certains cas, les liposomes peuvent fusionner avec les cellules de la peau et libérer leur principe actif directement dans la cellule.

Les liposomes sont des vésicules constituées d’un volume interne aqueux entouré d’une membrane lipidique. Ils se forment spontanément quand des lipides (en général des phospholipides) sont dispersés dans un milieu aqueux. Leur dimension est très variable selon la façon dont ils sont préparés. Leur diamètre peut aller de quelques dizaines de nanomètres à quelques dizaines de microns.

Les liposomes se différencient en premier lieu par leur composition chimique. Les propriétés telles que la perméabilité, la charge de surface, la fluidité de la membrane dépendront du lipide utilisé pour créer la membrane.

La taille du liposome va dépendre de la technique utilisée pour le fabriquer. Le diamètre peut varier entre quelques dizaines de nanomètres et quelques dizaines de microns, c’est à dire d’un rapport de 1 à 1000.

Une autre classe de vésicules semblables aux liposomes est constituée par les niosomes. Les niosomes sont des vésicules fabriquées à partir de surfactants non ioniques et non pas de phospholipides. On utilisera, par exemple, le polyoxyethylene sorbitan stearate (qui a pour non commercial Tween 61) associé à du cholestérol et du dicetylphosphate pour fabriquer des niosomes.

Préparation des liposomes :

Toutes les techniques de préparation ont en commun trois étapes :

(1) l’évaporation du solvant de la phase lipidique,

(2) la dispersion des lipides dans un milieu aqueux,

(3) la purification des liposomes formés.

La principale différence entre les techniques de préparation, est la manière dont les constituants membranaires sont dispersés dans le milieu aqueux avant la phase de coalescence qui conduit à la formation de la membrane.

On rencontrera trois modes de dispersion des phospholipides : la dispersion physique, la dispersion en deux phases et la solubilisation par un détergent.

Ci-dessous un lien avec une vidéo que je trouve très intéressant :

http://espacesciences.com/SMO/Liposomes/Cours.htm

Dans la vidéo du lien ci-dessus, on peut voir qu’avec du matériel et les ingrédients appropriés, comment faire des liposomes.

Recette :

4 ml de lécithine *

0,5 ml de cholestérol (lipide de la famille des stérols) **

0,5 ml de dicétylphosphate (phospholipide acide) ***

Brancher le ballon contenant la préparation à l’évaporateur rotatif pour évaporer à 35° le solvant (chloroforme) pendant 47 minutes voire 1 heure.

Pour obtenir un volume interne important (celui de la phase aqueuse : solution tampon), il est souhaitable de déposer le film de lipides sur les parois d’un ballon de grande capacité, de sorte que le film soit étendu et très mince.

Lors de la phase d’hydratation du film lipidique, la présence d’une dizaine de billes de verre de 0,5 à 3 mm de diamètre favorise l’opération.

4 à 5 ml de solution tampon aqueuse contenant le produit actif à encapsuler (dans la vidéo, le produit à encapsuler est la calcéine)

10 billes de verre

Brancher le ballon contenant la préparation à l’évaporateur rotatif pour une agitation à 45° pendant 10 à 20 heures.

Les liposomes prêts peuvent être utilisés immédiatement ou stockés à basse température (4°), grâce à l’ajout d’un anti-oxydant.

* Les lécithines sont des phosphatidylcholines que l’on trouve en abondance dans le soja ou dans le jaune d’oeuf. Les phosphatidylcholines ont des ions dipolaires à pH 7. Leur charge électrique globale est nulle.

** Le cholesterol est utilisé pour augmenter la rigidité de la membrane.

*** Le dicetylphosphate est une molécule amphiphile chargée négativement et il sera incorporé dans la membrane du liposome. Il confèrera aux liposmes une charge de surface négative, qui permettra des répulsions électrostatiques entre les vésicules ; il empêchera donc l’agrégation des liposomes.

Les vitamines liposolubles

Les vitamines additionnées aux formulations cosmétiques ont un rôle de protection des cellules et des tissus cutanés contre les attaques extérieures.

Les vitamines plus intéressantes sont les vitamines A, E, C et le bêta-carotène ; le rôle des deux premières est précisé ci-dessous.

– Le palmitate de vitamine A :

La vitamine A est utilisée sous sa forme estérifiée stable, le palmitate de vitamine A. Il semble dans certains cas, offrir des résultats fort peu différents de ceux que l’on obtient avec l’acide sans ses inconvénients, puisque l’ester est bien toléré par la peau.

La vitamine A stimule la production d’enzymes, l’activité mytotique, la prolifération cellulaire, la formation de collagène et de kératine.

La vitamine A augmente l’élasticité de la peau, aide à la cicatrisation et prévient la formation des rides dues aux UV. Les UVA réduisent de manière considérable la teneur en vitamine A du derme et la situation a du mal à revenir à la normale.

L’application topique du palmitate de vitamine A permet une augmentation très nette de l’épaisseur de l’épiderme.

– La vitamine E :

L’acétate de vitamine E est un antioxydant et un anti-radicalaire. C’est une substance qui permet de rompre la peroxydation lipidique dans le plasma sanguin et les membranes cellulaires. Il convient de maintenir un taux suffisant de vitamine E dans l’épiderme pour pallier les effets des radiations UV.

Les insaponifiables

Les insaponifiables de nombreuses huiles végétales, présentent une activité biologique démontrée tant chez l’animal que chez l’homme.

Parmi eux, des produits classiques comme les insaponifiables d’avocat et de soja, sont susceptibles d’améliorer certains états pathologiques liés à des troubles du tissu conjonctif et du collagène.

Les insaponifiables de karité donnent des propriétés complémentaires aux filtres UV utilisés dans les produits solaires grâce au karitène qu’il contient ; ce sont en outre, des provitamines (vitamine A) qui agissent au niveau de la peau en favorisant la différenciation cellulaire, donc en empêchant le dessèchement de la surface cutanée. Les phytostérols qu’ils contiennent, sont des précurseurs biologiques de certains stérols et stéroïdes dont on connaît le rôle dans la croissance cellulaire.

Un produit nouveau sur le marché, est l’extrait essentiel d’huile de sésame obtenu par distillation moléculaire d’huile de sésame biologique. Cet extrait comprend deux antioxydants naturels, la sésamine et la sésamoline, constituants spécifiques de cette huile en forte teneur en insaponifiable et un pourcentage important d’acide linoléique. Cette composition permet d’obtenir une très forte résistance à l’oxydation et un pouvoir antioxydant qui accroît la résistance à l’oxydation des bases grasses couramment utilisées en cosmétique. Deux activités peuvent être revendiquées, à savoir l’activité anti-radicalaire et l’action régénératrice et hydratante due à la présence de grandes quantités d’insaponifiables.

Les esters de polyglycérol

Ces tensioactifs permettent d’éviter les composés mineurs indésirables que l’on peut rencontrer dans les esters de polyéthylène glycol, comme le dioxane. Ce sont des composés entièrement végétaux, inodores, totalement biodégradables, qui permettent de conférer aux formules fabriquées avec ces produits une bonne stabilité rhéologique et thermique des émulsions.

Les plus intéressants seraient les esters de tri, hexa, décaglycérol.

Les esters de polyglycérol sont les molécules qui permettent d’hydrater la peau. Les plus performants sont les monoesters d’hexa et décaglycérol, avec des acides gras mono et polyinsaturés.

Les recherches ont montré, que les propriétés d’hydratation de la peau de ces esters ont pu être quantifiées. Les esters présentant un fort HLB ont la capacité d’être retenus à l’intérieur du stratum corneum et ne sont pas facilement éliminés par lavage à l’eau. Cette substantivité procure à la peau les bénéfices d’une bonne hydratation.

Les esters de polyglycérol ont une solubilité limitée dans l’eau et ne forment pas des micelles dans l’eau. Au lieu de cela, le tensio-actif s’associe dans un arrangement parallèle produisant des cristaux liquides lamellaires et l’espace inter-couche est accru lorsque la longueur de chaîne polaire est plus importante (hexa, déca). De cette manière, appliqués sur le stratum corneum, les esters de polyglycérol à haut HLB permettent d’augmenter la pénétration d’eau dans les espaces inter-couches.

Parmi les chaînes grasses de ces esters que l’on rencontre dans le commerce, nous pouvons citer le dipalmitostéarate, l’huile de noisette, la cire d’abeille. Pour cette dernière, il y a combinaison des propriétés de la cire d’abeille et l’activité non ionique des esters. Dans les émulsions, le produit agit comme stabilisant en empêchant les cristallisations de la phase grasse et en agissant comme co-émulsifiant des émulsions H/E et E/H. Dans les produits anhydres, le produit donne avec les huiles des gels très stables et très doux. Dans les produits de maquillage, le produit aide à la désagglomération des pigments et améliore la dispersion des ingrédients. Dans les sticks, le produit améliore la dispersion des ingrédients.

Les alkylpolyglucosides

Ce sont des produits obtenus par éthérification (conversion en éther) de glucose naturel sur un alcool gras naturel. Leurs propriétés ne correspondent pas à celles des tensio-actifs non ioniques, c’est-à-dire les alcools gras éthoxylés. Leur comportement est plus proche de celui des tensio-actifs anioniques. Cet aspect est fondé non seulement sur des recherches physico-chimiques de nature fondamentale, mais aussi sur l’expérimentation au niveau de ses applications. Ce sont des produits qui respectent l’équilibre physiologique de la peau et n’ont pas d’effet sur l’eau liée du stratum corneum. Ils sont en outre parfaitement bien tolérés par la peau. Ce sont des produits issus de matières premières naturelles qui respectent l’environnement.

Produits à base de dérivés du lait

Les lipides du lait sont uniques dans leur composition et ils offrent des caractéristiques spéciales aux formulations de produits cosmétiques. Les lipides du lait sont un mélange de triglycérides et d’insaponifiables. Les acides gras des lipides du lait contiennent des chaînes courtes, moyennes et longues. Les chaînes courtes sont incorporées facilement, les chaînes moyennes et longues procurent une sensation d’émollience après application.

Ces sont des produits doux, non irritants, non toxiques, ainsi ils peuvent être utilisés dans les formulations pour enfant et pour les produits de nettoyage du visage.

Les produits rencontrés sur le marché sont des triglycérides, quelques tensio-actifs comme des amidopropyl bétaïnes utilisés dans les shampooings, produits pour le corps, etc…

Les caractéristiques recherchées

Une des caractéristiques importantes des lipides est l’émollience.

Emollient est un des plus communs adjectifs utilisé comme descripteur d’huiles et esters cosmétiques et encore sa définition est vague. On peut définir ce terme comme un ensemble de caractéristiques variables perçu à un moment donné par le toucher et la vue, qui évoque la douceur, l’élasticité et le pouvoir glissant pour le toucher et le brillant ou le mat pour la perception visuelle.

L’émollient est utilisé pour rendre souple une peau sèche et améliorer l’élasticité.

Les émollients ne sont pas seulement les huiles, esters ou cires. Les polymères hydrophiles augmentent la perception émolliente ainsi que le talc et d’autres poudres en synergie avec les substances lipophiles.

Deux valeurs d’émollience peuvent être définies : l’émollience à l’application et l’émollience résiduelle.

Par différence des deux valeurs, il est possible de classer les produits :

1.     comme protecteurs : par exemple le dimérate de diisopropyle, l’isostéarate d’isopropyle,

2.     comme graissants, par exemple l’isostéarate de glycérol, l’huile de jojoba, l’huile de ricin,

3.     comme donnant l’impression de sec, par exemple l’oléate de décyle, l’isostéarate d’isopropyle, l’alcool isostéarylique, le palmitate d’isopropyle,

4.     comme astringents, par exemple le myristate d’isopropyle, l’octanoate d’octyle, le cocoate d’octyle, les cyclométhicones et les diméthicones à bas poids moléculaire.

Un produit cosmétique contenant une forte proportion d’huile peut être considéré comme gras. Avec l’incorporation d’un émollient à fort pouvoir d’étalement, le produit fini présentera une amélioration sensible au niveau de la texture et de la sensation à l’application.

Un autre point important pour la sélection des esters et huiles destinés à la formulation de produits cosmétiques est la comédogénécité.

Malheureusement, beaucoup d’émollients qui ont de bonnes propriétés d’étalement et de glissant peuvent aussi conduire à la formation de comédons. Le myristate d’isopropyle utilisé pour réduire l’impression de gras et améliorer l’étalement, est un promoteur bien connu de comédons.

Tous les esters isopropyliques sont comédogènes. Les ramifications et insaturations accroîssent le pouvoir comédogène dans une même série. Les esters diisopropyliques ne sont pas comédogènes mais possèdent un fort pouvoir irritant.

La série des silicones n’est pas comédogène.

L’éthoxylation réduit la comédogénécité.

Les huiles ont aussi un pouvoir comédogène et il n’y a pas de corrélation entre le pouvoir comédogène et l’insaturation, par exemple l’huile de tournesol est de loin moins comédogène que l’huile d’amande douce, alors que cette dernière a un indice d’iode moins élevé que celui de l’huile de tournesol.

La glycérine est elle-même non comédogène et peut limiter la comédogénécité des acides comédogènes lorsqu’ils sont sous forme d’esters, mais ceci n’explique pas la raison pour laquelle l’huile d’avocat, qui est du trioléate de glycérol presque pur, n’est pas comédogène alors que l’huile d’amande de pêche, qui est très similaire est fortement comédogène. Les impuretés contenues dans ces huiles pourraient expliquer cette différence.

Les acides sont plus comédogènes que leur équivalent alcool. L’acide stéarique est faiblement comédogène, alors que l’alcool stéarique ne l’est pas.

Les acides ramifiés sont fortement comédogènes.

Les glycols et polyglycols ne sont pas comédogènes et ont une forte solubilité dans l’eau.

L’huile de ricin et ses dérivés ne sont pas comédogènes.

Les substances à caractère comédogène doivent faire l’objet d’une attention particulière pour l’élaboration des formules :

* Il convient de limiter les huiles et cires fortement comédogènes.

* Les émulsions diluent physiquement les substances comédogènes. Les systèmes pulvérulents tels les fards, ne font pas diminuer le pouvoir comédogène d’une substance comédogène.

* L’incorporation de substance non comédogène mais irritante, tels le savon, le lauryl éther sulfate de sodium, le propylène glycol, peut promouvoir l’effet comédogène dans une formule.

* Les substances fortement comédogènes ne réagissent pas de manière linéaire c’est-à-dire que leur dilution ne fait pas baisser de manière significative le pouvoir comédogène du produit dilué.

* Certaines substances parfumantes potentialisent la comédogénécité et doivent être évitées.

* Les substances partiellement comédogènes peuvent être substituées avec des dérivés qui diluent l’effet comédogène. Le formulateur peut, en effet, utiliser l’oléate d’isodécyle au lieu de l’oléate de décyle, le stéarate d’hexadécyle au lieu du stéarate de butyle.

La recherche de lipides présentant une activité réelle sur la surface cutanée est la voie que les chercheurs privilégient ; c’est la raison pour laquelle les lipides identiques ou ayant une activité identique à ceux rencontrés dans le stratum corneum font partie des recherches menées à ce jour.

Les tensioactifs utilisés pour créer la forme galénique du produit fini, outre leur propriété de surface, peuvent aussi présenter une action d’efficacité sur la surface cutanée comme l’hydratation, la régénération. Certaines molécules actives peuvent être modifiées pour obtenir des molécules amphiphiles susceptibles de pouvoir remplacer en totalité ou partie les tensio-actifs classiques.

En outre, ces lipides doivent présenter des caractéristiques de non-comédogénécité, non occlusivité et d’émollience.

La recherche de lipides innovants doit être tout à la fois fondée sur l’efficacité qu’ils procurent sur la peau et l’exotisme qu’ils peuvent évoquer pour le consommateur.

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