Vieillissement de nanoparticules de TiO2 en lotion solaire : évolution de leur impact sur des germes représentatifs du microbiote cutané

Aging of TiO2-nanoparticles in sunscreens : evolution of their impact on representative germs of the cutaneous microbiota

• Auteur / Autrice : Laura Rowenczyk
• Direction : Michel Grisel, Marc Feuilloley
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 07/12/2016
• Etablissement(s) : Le Havre
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale normande de chimie (Caen)
• Partenaire(s) de recherche : : Normandie Université (2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de Recherche en Chimie Organique et Macromoléculaire (Le Havre, Seine-Maritime ; 1999-....) - Communication bactérienne et stratégies anti-infectieuses (Evreux ; 2022-....)
• Jury : Président / Présidente : Fabienne Faÿ
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Nicolas Hucher, Céline Picard, Jérôme Labille
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marie-Noëlle Bellon-Fontaine, Véronique Rosilio

Mots clés

Mots clés contrôlés

Produits de protection solaire

Vieillissement

Formulation (génie chimique)

Émulsions

Oxyde de titane

Nanoparticules

Mots clés libres

Caractérisation physiochimique

Caracterisation de surface

Bacteries cutanées

Dioxyde de titane

Nanoparticles

Titanium Dioxide

Emulsion

Formulation

Aging

Physicochemical characterization

Surface characterization

Cutaneous bacteria

Résumé

Les nanoparticules de dioxyde de titane (TiO2) sont largement utilisées dans les cosmétiques, notamment dans les lotions solaires, pour leurs propriétés optiques intéressantes. Cependant, le TiO2 étant très réactif et potentiellement nocif pour les cellules cutanées, celui-ci est recouvert d’une couche de passivation composée d’espèces chimiques inertes. D’autres traitements de surface peuvent par la suite être appliqués afin de faciliter leur dispersion dans les cosmétiques. Ainsi, les nanoparticules de TiO2 de grades cosmétiques ont des chimies de surface variées qui leur confèrent des propriétés physicochimiques propres. Cependant, le comportement de ces particules lors de leur utilisation en émulsion cosmétique est peu connu. Lors de ce travail de thèse, plusieurs systèmes nanoparticules/émulsion ont été étudiés au cours de leur vieillissement accéléré et suivant les conditions d’utilisation. Tout d’abord, l’impact de deux nanoparticules de traitements de surface différents a été testé sur les mécanismes de (dé)stabilisation des émulsions solaires. Puis, les nanoparticules en émulsion ont été caractérisées au cours du temps et ont fait apparaitre des modifications chimiques rapides au niveau de leur surface. Celles-ci affectent les propriétés physicochimiques des surfaces et ont été prises en compte lors du suivi de l’impact de ces nanoparticules sur les bactéries à travers des protocoles imitant les conditions réelles d’exposition.

Nanoparticles of titanium dioxide (TiO2) are currently used in cosmetics, especially in sunscreens, because of their interesting optical properties. However, the TiO2 is really reactive and could promote the formation of dangerous species for the cutaneous cells. For that reason, these particles are passivated by the application of inert surface treatments. Other coatings could be added in order to improve the dispersion of nanoparticles in the emulsion. Hence, the cosmetic grades of TiO2-nanoparticles have diverse physicochemical surface properties and their behavior in cosmetic use is uncertain. In this work, nanoparticles/emulsion systems were studied during their accelerated aging, mimicking use conditions. First, the impact of two nanoparticles with different surface treatments were tested on the (de)stabilization mechanisms in emulsions. Then, the nanoparticles were characterized within the emulsions and highlighted quick surface modifications. As these changed the physicochemical surface properties of the nanoparticles, they were taken into account during the evaluation of the NP impact on cutaneous bacteria.