Développement et étude de systèmes d'encapsulation d'actifs cosmétiques

Development and study of encapsulation systems of cosmetic active ingredients

• Auteur / Autrice : Louise Van Gheluwe
• Direction : Emilie Munnier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 22/10/2021
• Etablissement(s) : Tours
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Santé, Sciences Biologiques et Chimie du Vivant (Centre-Val de Loire ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Nanomédicaments et Nanosondes (Tours)
• Jury : Président / Présidente : Arnaud Tatibouët
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Mounira Cherifa Hamoudi, Igor Chourpa
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sylvie Bégu, Michel Grisel

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spectroscopie Raman

Microscopie confocale

Préparations-retard

Médicaments polymères

Pharmacocinétique

Nanomédicaments

Encapsulation (chimie)

Sites actifs (biochimie)

Biomolécules actives

Mise au point

Produits cosmétiques

Mots clés libres

Encapsulation

Actifs cosmétiques

Nanosystèmes polymères

Libération stimulée

Imagerie

Microspectroscopie confocale Raman et de fluorescence

Encapsulation

Cosmetic active ingredients

Polymeric nanosystems

Triggered release

Imaging

Confocal fluorescence/ Raman microspectroscopy

Résumé

L'encapsulation des actifs cosmétiques dans des nanosystèmes polymères pourrait permettre de répondre aux besoins des consommateurs qui recherchent des soins cosmétiques sûrs, efficaces et innovants. Cette thèse propose des réponses à deux défis rencontrés dans l'industrie cosmétique 1) concevoir une nouvelle génération de produits cosmétiques personnalisés permettant une libération stimulée d'actifs cosmétiques, et 2) développer des approches analytiques capables d'évaluer la pertinence et l'efficacité de ces nouvelles formes cosmétiques. La première partie de cette thèse concerne donc le développement d'un nanosystème polymère conçu pour répondre à une variation du potentiel redox des cellules de la peau, à l'origine de la libération de l'actif encapsulé. Pour cela, une synthèse organique en trois étapes a été mise au point afin de produire un mélange de polymères sensible à une élévation du potentiel réducteur du milieu. Ce mélange stimuli-sensible a ensuite été utilisé pour encapsuler un actif hydrophobe, le rétinol, par nanoprécipitation. Le caractère stimuli-sensible du nanosystème a été confirmé. Pour finir, l'impact des caractéristiques physico-chimiques du mélange polymères (taille des blocs polymères, ratio et concentrations) sur l'élaboration d'un nanosystème stimuli-sensible a été investigué. La seconde partie de ce travail est focalisé sur l'utilisation de techniques microspectroscopiques pour la caractérisation et l'objectivation de formules cosmétiques chargées en nanosystèmes polymères. Tout d'abord, des nanosystèmes polymères ont été incorporés dans un produit fini de type film et la technique d'imagerie par microspectroscopie confocale Raman a été utilisée pour étudier la distribution de l'actif au sein du film. D'autre part, les performances de cette technique pour effectuer une analyse semi-quantitative de ces films chargés en actif encapsulé ont été explorées. Enfin, la technique d'imagerie par microspectroscopie confocale de fluorescence a été utilisée pour évaluer l'intérêt de l'utilisation de nanosystèmes polymères pour véhiculer des actifs ou colorants dans la fibre capillaire.

The encapsulation of cosmetic active ingredients in polymer nanosystems could meet the needs of consumers who are looking for safe, effective and innovative personal care. This PhD thesis proposes answers to two challenges encountered in the cosmetics industry 1) design a new generation of personalized cosmetic products allowing a triggered release of cosmetic active ingredients, and 2) develop analytical approaches capable of evaluating the relevance and the effectiveness of these new cosmetic forms. The first part of this PhD thesis concerns the development of a polymeric nanosystem designed to respond to a variation in the redox potential of skin cells, at the origin of the release of the encapsulated active ingredient. To achieve this, a three-step synthesis was developed and produced a blend of polymers sensitive to an increase in the reducing level of the medium. This stimuli-sensitive polymer blend was then used to encapsulate a hydrophobic active ingredient, retinol, by nanoprecipitation. The stimuli-sensitive nature of the nanosystem was confirmed. Finally, the impact of physico-chemical characteristics of the polymer blend (size of the polymer blocks, ratio and concentrations) on the development of an efficient stimuli-sensitive encapsulation system was investigated. The second part of this work is focused on the use of microspectroscopy techniques for the characterization and to demonstrate the efficacy of cosmetic products loaded with polymeric nanosystems. First, polymeric nanosystems were incorporated into an end film-like product and the confocal Raman microspectroscopy imaging technique was used to study the distribution of the active within the film. On the other hand, the performance of this technique to provide a semi-quantitative analysis of these films loaded with encapsulated active ingredient was explored. Finally, confocal fluorescence microspectroscopy imaging technique was used to evaluate the interest of using polymeric nanosystems to convey active agents or dyes in the hair fiber.