Activité de l'eau
réduction
pour améliorer la stabilité microbienne et renforcer la barrière cutanée

Lors du développement de produits cosmétiques, les fabricants sont confrontés à plusieurs défis. Une formulation cosmétique doit non seulement être efficace et bien tolérée, mais aussi rester stable pendant toute sa durée d'utilisation. La stabilité microbienne joue notamment un rôle important, car une prolifération microbienne incontrôlée peut avoir de graves conséquences sur la santé des consommateurs.

Causes et conséquences de la contamination microbienne

Souvent, les formulations cosmétiques contiennent suffisamment d'eau et de nutriments pour offrir un excellent terrain fertile aux micro-organismes tels que les bactéries, les levures et les moisissures. De plus, ces produits sont généralement stockés pendant des mois dans des conditions chaudes et humides, optimales pour la prolifération des germes. La croissance des germes est également favorisée par le consommateur lui-même, car il a tendance à prélever le produit cosmétique avec les doigts, ce qui entraîne une contamination constante.

D'une part, les micro-organismes peuvent provoquer des changements de couleur, d'odeur ou de consistance d'une formulation. D'autre part, ils peuvent également être pathogènes et entraîner des infections dangereuses, en particulier chez les personnes dont le système immunitaire est affaibli ou pas encore mature.^1,2

Critiques actuelles à l'encontre des conservateurs classiques

Afin de garantir la qualité d'un produit et sa sécurité pour les consommateurs, des conservateurs chimiques sont ajoutés aux produits de soins corporels depuis des décennies. Ceux-ci sont certes très efficaces, mais de plus en plus d'études font état de conservateurs courants provoquant des irritations cutanées ou des réactions allergiques.^3-5 En conséquence, les consommateurs remettent de plus en plus en question la sécurité des conservateurs, voire rejettent totalement leur utilisation dans les produits cosmétiques. Afin de remplacer les conservateurs classiques critiqués, les fabricants de cosmétiques recherchent de plus en plus des solutions et des stratégies de conservation alternatives.

Approches alternatives en matière de conservation

Les produits auto-conservateurs basés sur les principes de la „ technologie barrière “ constituent une alternative possible. Ce concept a été développé dans les années 1970 à l'origine pour l'industrie alimentaire afin de contrôler la croissance microbienne dans les aliments, mais il peut également être transposé à l'industrie cosmétique.^6,7 Il s'agit d'une combinaison intelligente de facteurs qui constituent des obstacles à la survie des germes. Par exemple, l'ajustement de certains paramètres, tels que le pH ou l'activité de l'eau d'une formulation, peut inhiber la croissance microbienne.⁸

L'activité de l'eau et son importance pour les micro-organismes

L'activité de l'eau (a_w) représente un obstacle important à la survie des micro-organismes. Contrairement à la teneur en eau d'une formulation, qui indique la quantité totale d'eau, y compris l'eau liée moléculairement, l'a_wLa valeur a est une mesure de la quantité d'eau „ libre “, non liée, contenue dans un produit. Cette eau non liée est librement accessible aux micro-organismes et peut donc être utilisée pour leur multiplication. Une limitation de la disponibilité de l'eau non liée entraîne à son tour une détérioration des conditions initiales pour la croissance microbienne. Dans la littérature, on trouve pour différents types de germes a_w-Valeurs limites décrites en dessous desquelles la croissance microbienne doit être inhibée (voir tableau).⁹Certaines espèces de germes, comme par exemple Pseudomonas aeruginosa bactéries préfèrent les environnements humides, de sorte qu'une faible quantité suffit déjà pour._w-peut limiter la croissance bactérienne. Aspergillus brasiliensis moisissures, en revanche, sont moins sensibles et n'apparaissent qu'à des températures plus basses._w-valeurs dans la croissance.

a_w-Limites pour la croissance des germes pathogènes⁹

Réduction de l'activité de l'eau

L'eau pure possède un a_wvaleur de 1. L'ajout de solutés (substances hygroscopiques telles que les polyols, les acides aminés, les sucres ou les sels) permet de lier l'eau grâce à des interactions intermoléculaires et de la rendre inaccessible aux germes. En conséquence, le a_w. Cependant, pour obtenir une valeur a aussi faible dans une émulsion de soin pour la peau, par exemple, il faut_wPour atteindre une valeur permettant d'entraver la croissance des micro-organismes, il faut de grandes quantités de substances hydratantes. C'est pourquoi, dans notre approche (lien vers l'article : https://doi.org/10.3390/cosmetics9030053) combine différentes substances hygroscopiques qui permettent non seulement de réduire l'a_w- mais ont également un effet hydratant bénéfique pour la peau. De plus, les Évaluation des ingrédients cosmétiques (CIR) pour les concentrations maximales recommandées des substances concernées.

Une stratégie de conservation alternative renforce simultanément la barrière cutanée

La réduction de l'a_w-d'une émulsion H/E par addition d'une combinaison de solutés composée de lactate de sodium, Cosphaderm® Propanediol naturel, l'érythritol, la bétaïne et le sodium PCA entraîne une nette amélioration de la stabilité microbienne. Lors de tests de charge de conservation, utilisés pour évaluer l'efficacité antimicrobienne, une réduction considérable des germes potentiellement pathogènes a été constatée. De plus, la combinaison de solvants agit en synergie avec nos produits naturels. Multifonctions Cosphaderm® GMCY et Cosphaderm® Extrait de magnolia 98. Une petite quantité de multifonctionnels suffit déjà pour obtenir une protection antimicrobienne fiable de la formulation.¹⁰

Afin de protéger la peau contre la déshydratation, nous avons utilisé des a_w-réducteurs sur les composants endogènes du facteur naturel d'hydratation (NMF) et sur des alternatives naturelles et sans danger. Dans notre étude¹⁰ s'est avérée être la_wFormule à faible teneur en sodium chloride et à combinaison de solutés renforçant la barrière cutanée : la teneur en humidité du stratum corneum (hydratation SC) est augmentée et la perte d'eau transépidermique (TEWL) est réduite (voir illustration).

Résultats des études sur les mesures d'hydratation TEWL et SC sur l'avant-bras traité (application 2 fois par jour de l'a_w­­-réduite) et sur le côté non traité à deux moments différents : au début de l'étude (référence ; valeurs de contrôle) et après 4 semaines. Les symboles * indiquent des résultats statistiquement significatifs p < 0,05.¹⁰.

Notre approche visant à réduire l'activité de l'eau à l'aide d'agents humectants a ainsi permis de développer une stratégie de conservation alternative, naturelle et moderne, ayant un effet positif sur la barrière cutanée et offrant la possibilité de remplacer les conservateurs traditionnels, de plus en plus critiqués.

Vous avez d'autres questions concernant notre stratégie de réduction de l'activité de l'eau ou vous souhaitez bénéficier d'un conseil personnalisé ?

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Sources :

1. Wilson, L.A. ; Ahearn, D.G. Ulcères cornéens induits par Pseudomonas associés à des mascaras contaminés. J. Ophthalmol. 1977, 84, 112-119.
2. Madani, T.A. ; Alsaedi, S. ; James, L. ; Eldeek, B.S. ; Jiman-Fatani, A.A. ; Alawi, M.M. ; Marwan, D. ; Cudal, M. ; Macapagal, M. ; Bahlas, R. ; et al. Shampooing pour bébés contaminé par Serratia Marcescens à l'origine d'une épidémie chez les nouveau-nés à l'hôpital universitaire King Abdulaziz, Djeddah, Arabie saoudite. Hosp. Infect. 2011, 78, 16-19.
3. de Groot, A.C. ; White, I.R. ; Flyvholm, M.-A. ; Lensen, G. ; Coenraads, P.-J. Formaldehyde-Releasers in Cosmetics: Relationship to Formaldehyde Contact Allergy. Contact Dermat. 2010, 62, 2-17.
4. García-Gavín, J. ; González-Vilas, D. ; Fernández-Redondo, V. ; Toribo, J. Dermatite de contact allergique chez une fillette due à plusieurs produits cosmétiques contenant de la diazolidinyl urée ou de l'imidazolidinyl urée. Contact Dermat. 2010, 63, 49-50.
5. Carvalho, R. ; Maio, P. ; Amaro, C. ; Santos, R. ; Cardoso, J. Dermatite de contact allergique aux hydrogels et imidazolidinyl urée/diazolidinyl urée. Ocul. Toxicol. 2011, 30, 331-332.
6. Ballamwar, K. ; Sahasrabuddhe, S. ; Chafle, K. Une revue : la technologie Hurdle - technologie d'autoconservation dans les cosmétiques. J. Sci. Res. Publ. (IJSRP) 2020, 10, 820-827.
7. Varvaresou, A. ; Papageorgiou, S. ; Tsirivas, E. ; Protopapa, E. ; Kintziou, H. ; Kefala, V. ; Demetzos, C. Self-Preserving Cosmetics. J. Cosmet. Sci. 2009, 31, 163-175.
8. Leistner, L. Aspects fondamentaux de la conservation des aliments par la technologie des obstacles. J. Food Microbiol. 2000, 55, 181-186.
9. Kerdudo, A. ; Fontaine-Vive, F. ; Dingas, A. ; Faure, C. ; Fernandez, X. Optimisation de la conservation des cosmétiques : réduction de l'activité de l'eau. J. Cosmet. Sci. 2015, 37, 31-40.
10. Nadarzynski, A. ; Scholz, J. ; Schröder, M.S. Stratégie alternative de conservation des émulsions H/E améliorant la barrière cutanée grâce à la réduction de l'activité de l'eau à l'aide d'ingrédients naturels multifonctionnels. Cosmétiques 2022, 9, 53. https://doi.org/10.3390/cosmetics9030053
11. Image : https://de.freepik.com/vektoren/wasser-hintergrund “>Vecteur d'arrière-plan aquatique créé par upklyak – en.freepik.com