Brevet FR3057461A1 — publié le 20180420

La présente invention concerne des compositions cosmétiques ou dermatologiques sous forme de nanoémulsions du type huile dans eau, formulées à partir d'un polymère d'inuline modifié hydrophobe, ainsi que leur procédé de préparation. Les compositions sous forme d'émulsions huile dans eau (H/E) sont constituées d'une phase continue aqueuse dans laquelle se trouve dispersée une phase discontinue huileuse, sous forme de gouttelettes ou de globules. Les émulsions huile dans eau présentent un intérêt en cosmétique et en dermatologie car elles permettent de délivrer ou de véhiculer au niveau de la peau, ou encore des matières kératiniques, des principes actifs lipophiles contenus dans les gouttelettes. Cependant, leur efficacité va se trouver réduite en fonction de la taille des gouttelettes d'huile, lesquelles, si elles sont trop volumineuses, ne parviendront pas à pénétrer dans les espaces intercornéocytaires de l'épiderme. Par exemple, la taille des gouttelettes d'huiles dans les macroémulsions étant supérieure à 500 nm, leur efficacité à délivrer des actifs au niveau de la peau est réduite. Dans les microémulsions et les nanoémulsions, la taille des gouttelettes d'huile est inférieure à 400 nm, plus précisément de l'ordre de 100 nm ou moins concernant les nanoémulsions. Concernant les microémulsions, la préparation de ces émulsions nécessite une quantité de tensioactifs beaucoup plus importante que dans le cas des nanoémulsions. De plus, l'utilisation de deux types de tensioactifs est souvent nécessaire. En outre, leur stabilité provient de l'utilisation de tensioactifs de taille très réduite, lesquels s'avèrent irritants car leur masse moléculaire restreinte leur permet de traverser facilement la paroi membranaire. Les nanoémulsions quant à elles présentent de nombreux avantages. Elles sont stables, sans phénomène de crémage ou de sédimentation au cours du temps, elles permettent d'augmenter la surface de contact entre les gouttelettes d'huile et la peau, se répartissent mieux que les autres émulsions à la surface de la peau, améliorent la pénétration des actifs dans la peau et maintiennent l'hydratation de la peau en déposant un film hydrolipidique au toucher non gras. Elles présentent 3057461 2 également de bonnes qualités sensorielles avec de bonnes propriétés d'étalement et un fini soyeux sur la peau. Les nanoémulsions sont essentiellement fabriquées par un procédé mécanique impliquant le fractionnement d'une phase huileuse dans une phase 5 aqueuse, et la stabilisation des gouttelettes d'huile à l'aide de tensioactifs. Cependant, le choix des tensioactifs est important, ceux-ci devant être non seulement efficaces mais également bien tolérés par la peau, sans engendrer de phénomènes d'irritation, en particulier chez les personnes présentant une peau dite réactive. Par ailleurs, les consommateurs sont aujourd'hui à la recherche de 10 produits dits naturels, c'est-à-dire formulés à partir de matières premières d'origine naturelle, par exemple d'origine végétale. De nombreux tensioactifs issus de l'industrie chimique sont proposés et couramment utilisés, notamment dans la formulation de compositions sous forme d'émulsions. Bien qu'efficaces, ceux-ci ne répondent pas aux attentes des consommateurs en termes d'origine naturelle et 15 d'innocuité. Les polymères d'inuline modifiés hydrophobes sont intéressants pour la fabrication de compositions cosmétiques et dermatologiques de par leur origine naturelle et leur très bonne tolérance par la peau. En outre, des études ont également montré leur capacité à améliorer la pénétration des actifs à travers la 20 peau. Les inulines appartiennent à la classe des fructanes. Ce sont des polymères linéaires de formule générale GFn , G représentant du glucose et F représentant du Fructose, avec n supérieur à 2, généralement entre 2 et 60. Les unités de fructose sont liées entre elles par une liaison osidique I (2->,1). L'inuline est obtenue par 25 exemple, à partir d'une source végétale ou microbienne, en particulier végétale, telle que la chicorée, le pissenlit, le topinambour ou le dahlia. Une inuline modifiée hydrophobe est une inuline présentant un squelette hydrophile de fructane sur lequel sont greffées des chaînes hydrophobes. Les chaînes hydrophobes peuvent être des chaînes hydrocarbonées, linéaires ou ramifiées, saturées ou insaturées. 30 En particulier, il peut s'agir de groupes carbamates ou d'esters hydrophobes. Cependant, ces composés présentent de faibles propriétés émulsionnantes. Leur utilisation en cosmétique et dermatologie présente donc un réel intérêt mais leur mise en oeuvre dans des systèmes d'émulsions n'apporte pas une stabilité satisfaisante. 3057461 3 Pour résoudre les problèmes de stabilité des émulsions formulées à partir d'inuline modifiée hydrophobe, il est proposé dans l'état de la technique de les associer à d'autres composés émulsionnants ou stabilisants tels que des polymères végétaux ou synthétiques. On citera à titre d'exemple, la demande de 5 brevet français n° FR 2 998 793 qui, bien que ne s'intéressant pas aux nanoémulsions, décrit des émulsions formulées à partir d'inuline modifiée hydrophobe et de polysaccharides d'origine végétale tels que des alginates, des carraghénanes ou encore des gommes de guar, arabique ou de konjac. Selon cette demande de brevet, les émulsions présentent une stabilité qui ne pourrait être 10 obtenue en utilisant une inuline modifiée hydrophobe comme seul stabilisant de l'émulsion. Un des inconvénients de ce type de technologie est que la recherche de combinaisons efficaces et compatibles d'inuline modifiée hydrophobe et de tensioactifs ou de stabilisants ajoute de la complexité lors de la formulation et de la préparation des émulsions. 15 Il subsiste donc le besoin de disposer de compositions sous forme de nanoémulsions formulées à partir d'inuline modifiée hydrophobe qui soient stables thermodynamiquement et qui présentent une répartition homogène des gouttelettes en terme de taille. En outre, de telles émulsions devraient être obtenues à partir d'un procédé de préparation simple, efficace et ne nécessitant 20 pas l'ajout de stabilisants ou d'épaississants autre que l'inuline modifiée hydrophobe. A cet effet, l'invention concerne un procédé de préparation d'une composition sous forme de nanoémulsion, du type huile dans eau, formulée à 25 partir d'un polymère d'inuline modifié hydrophobe, comprenant les étapes de : (A) Préparation d'une émulsion huile dans eau à l'aide des étapes suivantes : préparation d'une phase aqueuse incluant un solvant aqueux et au moins un polymère d'inuline modifié hydrophobe, 30 préparation d'une phase huileuse introduction de la phase huileuse dans la phase aqueuse sous agitation à une vitesse comprise entre 1000 et 3000 rpm pendant 2 à 10 minutes (B) Réduction de la taille des gouttelettes d'huile à l'aide des étapes suivantes 3057461 4 - introduction de l'émulsion obtenue en (A) dans un microfluidiseur - passage de l'émulsion au moins 2 fois dans le microfluidiseur dans des conditions de températures comprises entre 25 et 50°C et à des pressions comprises entre 10 000 et 30 000 PSI. 5 Dans le procédé selon l'invention, l'étape (A) aboutit à une émulsion instable de type huile dans eau dont les gouttelettes d'huile présentent une taille moyenne, ou d50, comprise entre 2000 et 3500 nm. La granulométrie, c'est-à-dire la taille des gouttelettes d'huile, peut être mesurée par toute méthode connue de 10 l'homme du métier. En particulier, une méthode de diffusion de la lumière est utilisée afin de déterminer le diamètre moyen en volume des gouttelettes à l'aide d'un granulomètre commercial tel que le Zetasizer. De telles méthodes permettent d'obtenir les caractéristiques de tailles d10, d50 et d 90. L'étape B, quant à elle, permet d'obtenir une nanoémulsion stable et de 15 réduire la taille des gouttelettes d'huile jusqu'à une taille comprise entre 10 et 250 nm, plus préférentiellement entre 50 et 200 nm, plus préférentiellement encore entre 70 et 100 nm. De plus, la taille moyenne des gouttelettes est préférentiellement comprise entre 85 et 160 nm. A ce titre, il est précisé que l'on entend par « stable » une émulsion et ne présentant pas de phénomènes de 20 crémage ou de sédimentation dans le temps. De manière plus précise, la stabilité est mesurée et exprimée par l'indice de polydispersité (PdI) qui doit être inférieure à 0,700 (mesuré sur un appareil Zetasizer nano-s de la société Malvern). En effet, cet indice permet de valider la caractéristique de stabilité car plus la nanoémulsion est homogène, meilleure sera sa stabilité dans le temps. 25 Au cours de cette étape (B), la température, la pression et le nombre de passages de l'émulsion dans le microfluidiseur sont des paramètres déterminants pour l'obtention de résultats satisfaisants en termes de stabilité et de taille des gouttelettes d'huile. A l'issue de deux passages dans le microfluidiseur, une nanoémulsion stable est obtenue dans laquelle la taille des gouttelettes d'huile est 30 comprise entre 10 et 250 nm, plus préférentiellement entre 50 et 200 nm, plus préférentiellement encore entre 70 et 100 nm. Il a été observé qu'après un seul passage, la nanoémulsion présentait un indice PdI trop élevé, supérieur à 0,7 et une trop importante hétérogénéité en terme de taille des gouttelettes incluant ainsi des différences de taille importantes entre gouttelettes. 3057461 5 Au sens de l'invention, un microfluidiseur est un dispositif qui fait passer un flux continu de liquide dans une chambre sous haute pression. Selon une caractéristique de l'invention, le polymère d'inuline modifié hydrophobe est une inuline modifiée par un ou des groupes carbamates 5 hydrophobes, préférentiellement des groupes carbamates alkyles en C6-C20, plus préférentiellement en C8-C18, plus préférentiellement encore en C10-C14. De manière avantageuse, le groupe carbamate alkyle est le lauryl carbamate. Selon un mode de réalisation préféré, la phase aqueuse et la phase huileuse 10 mises en oeuvre dans le procédé selon l'invention ne contiennent aucun autre composé stabilisant de l'émulsion que le polymère d'inuline modifié hydrophobe. En effet, le procédé selon l'invention permet la réalisation de nanoémulsions stables et homogènes en terme de taille de gouttelettes d'huile en utilisant pour seul stabilisant un polymère d'inuline modifié hydrophobe. Ainsi, 15 aucun autre tensioactif, émulsionnant ou encore épaississant, notamment du type polymère, n'est utile dans le procédé selon l'invention. Avantageusement, l'étape (B) comprend entre deux et quatre passages dans ledit microfluidiseur, préférentiellement deux. Selon l'invention, l'étape de préparation de la phase aqueuse et/ou de la 20 phase huileuse se fait à une température de 30-35°C ou à une température supérieure, sous agitation faible. Le choix des températures lors de ces étapes est dicté par la nature des ingrédients utilisés pour leur préparation et sera déterminé sans difficultés particulières par un homme du métier familier d méthodes de formulations cosmétiques. 25 Selon un mode de réalisation de l'invention, l'étape (A) peut comprendre une étape d'ajout d'un ou plusieurs composés qui peuvent être un ou plusieurs principes actifs, excipients, antioxydants, conservateurs, parfums, colorants ou tout autre additif utile en cosmétique ou dermatologie. En effet, l'invention vise à préparer une nanoémulsion stable et homogène qui puisse être utilisée dans 30 l'industrie cosmétique ou dermatologique pour la délivrance sur la peau ou toute matière kératinique de tout composé utile. Ainsi, en fonction de la destination de la nanoémulsion, l'homme du métier sera à même de choisir le ou les composés devant être ajoutés pour compléter la formule de l'émulsion dans l'une ou l'autre de ses phases. De tels composés sont ajoutés soit dans l'une des phases aqueuse 3057461 6 ou huileuse, en fonction de leur nature, soit lors de l'étape (A) après l'introduction de la phase huileuse dans la phase aqueuse, ou encore lors de l'étape (B) après les passages de l'émulsion dans le microfluidiseur. Avantageusement, la phase aqueuse comprend à titre de solvant aqueux de 5 l'eau et un solvant organique miscible à l'eau tel qu'un alcool, ou un polyol. Le glycol est par exemple un solvant aqueux miscible à l'eau préférentiellement utilisé dans le cadre de l'invention. Bien entendu, l'invention n'étant pas limitée quant à la nature de la phase aqueuse, tout autre solvant aqueux couramment utilisé en cosmétique ou dermatologie est dès lors envisagé. 10 Avantageusement encore, la phase huileuse comprend une huile d'origine minérale, végétale, microbienne ou animale, une huile riche en acides gras, une huile riche en hydrocarbure, une huile de silicone, des alcools gras, des esters, des cires, ou un mélange. Là encore, l'invention n'étant pas limitée quant à la nature de la phase aqueuse, toute huile ou phase grasse couramment utilisée en 15 cosmétique ou dermatologie est dès lors envisagée. L'invention concerne encore une composition sous forme de nanoémulsion de type huile dans eau qui se caractérise en ce qu'elle comprend une phase aqueuse, une phase huileuse et à titre de composé stabilisant l'émulsion, un polymère d'inuline modifié hydrophobe. 20 Le polymère d'inuline modifié hydrophobe est tel que décrit précédemment. Préférentiellement la composition est obtenue par un procédé tel que décrit précédemment. Elle présente ainsi toutes les caractéristiques décrites en lien avec le procédé selon l'invention. 25 Avantageusement, la composition comprend entre 10 et 90% de phase aqueuse, entre 0,1 et 10 % de polymère d'inuline modifié hydrophobe et entre 10 et 50% de phase huileuse, en poids par rapport au poids total de la composition. Selon l'invention, la taille des gouttelettes d'huile est comprise entre 10 et 250 nm, préférentiellement entre 50 et 200 nm, préférentiellement entre 70 et 30 100 nm. Préférentiellement encore, la taille moyenne des gouttelettes d'huile est comprise entre 85 et 160 nm. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation. 3057461 7 EXEMPLE Tableau 1 5 Ingrédients Phase aqueuse Eau 10-90% Solvant aqueux (humectants par exemple : glycérine ou glycols) 1-20% Inuline traitée hydrophobe (ex inulin lauryl carbamate) 0,1-10% Phase huileuse/grasse Exemple : hydrocarbure, huile minérale, huile végétale, silicone, ester) 10-50% Additifs Conservateurs, actif, parfum, antioxydant 0,1-10% Des nanoémulsions sont préparées à partir des ingrédients indiqués dans le Tableau 1 selon le procédé suivant : 10 Etape A : - préparation de la phase aqueuse à température ambiante ou en chauffant sous agitation au barreau aimanté, - préparation de la phase huileuse à température ambiante ou en chauffant au barreau aimanté, 15 - introduction de la phase huileuse dans la phase aqueuse sous agitation dans un appareil de type rotor/stator à une vitesse de 1000 - 3000 rpm pendant 2-10 min. - ajout des conservateurs et autres additifs (actifs, parfums...). 20 On obtient une émulsion H/E instable dont la taille des particules est comprise entre 2000 et 3500 nm. Etape B: Introduction et passage deux fois de l'émulsion obtenue en (A) dans un 25 microfluidiseur. La température du mélange lors des passages est comprise entre 25 et 50°C et la pression à laquelle l'émulsion est soumise est comprise entre 10 000 et 30 000 PSI. 3057461 8 On obtient une nanoémulsion dont la taille des gouttelettes d'huile varie entre 10 et 250, préférentiellement entre 50 et 200 nm, avec une moyenne de taille de 100 nm. 5 Différents paramètres du procédé ont été testés et ont aboutis aux nanoémulsions A à F. Les résultats sont reproduits dans le Tableau 2 ci-dessous. Dans le tableau 2, les distributions granulométriques en nombre et en volume pour chaque nanomémulsion sont indiquées (D10, D50, D90). La D90, D50, D10 signifie que 90%, 50%, 10%, respectivement, des gouttelettes d'huile 10 présentent une taille inférieure aux valeurs correspondantes indiquées dans le tableau. Tableau 2 : Appareil utilisé : Malvern Zetasizer Température °C Pression (Psi) Echantillon Nombre de Z-Ave (d.nm) PdI Volume passages D10 D50 D90 Témoin* 1341 0,856 951 1250 1650 25 30 000 A 1 74,59 0,446 10,4 14,6 27,9 2 88,76 0,376 16,2 23,8 73,5 5 98,9 0,248 24,6 36,1 129 10 112,7 0,242 24,6 23,8 73,5 20 000 B 1 89,73 0,418 12,9 18,1 43 2 94,17 0,267 16,8 24,5 80,2 5 105,8 0,287 27,3 48,1 185 10 104,3 0,298 21,5 31,9 110 10 000 C 1 196 0,045 139 207 305 2 155,5 0,069 103 154 239 3 150,1 0,049 99,9 147 220 4 154,5 0,079 99,1 152 245 5 152,7 0,074 103 152 229 15 000 D 1 186,6 0,041 130 194 287 2 147,1 0,101 90,4 141 241 3 141,8 0,075 89,6 135 217 4 139,4 0,088 84,7 130 219 5 138,7 0,077 92,4 133 205 20 000 E 2 131,1 0,057 / / / 30 000 F 2 132,3 0,06 / / / 15 * émulsion obtenue après la mise en oeuvre de l'étape A uniquement REVENDICATIONS1) Procédé de préparation d'une composition sous forme de nanoémulsion, du type huile dans eau, formulée à partir d'un polymère d'inuline 5 modifié hydrophobe, comprenant les étapes de : (A) Préparation d'une émulsion huile dans eau à l'aide des étapes suivantes : préparation d'une phase aqueuse incluant un solvant aqueux et au moins un polymère d'inuline modifié hydrophobe, 10 préparation d'une phase huileuse, introduction de la phase huileuse dans la phase aqueuse sous agitation à une vitesse comprise entre 1000 et 3000 rpm pendant 2 à 10 minutes. (B) Réduction de la taille des gouttelettes d'huile à l'aide des étapes suivantes : - introduction de l'émulsion obtenue en (A) dans un microfluidiseur, 15 - passage de l'émulsion au moins 2 fois dans le microfluidiseur dans des conditions de températures comprises entre 25 et 50°C et à des pressions comprises entre 10 000 et 30 000 PSI. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le polymère d'inuline modifié hydrophobe est une inuline modifiée par un ou des groupes 20 carbamates hydrophobes, préférentiellement des groupes carbamates alkyles en C6-C20, plus préférentiellement en C8-C18, plus préférentiellement encore en C10-C14. 3) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le groupe carbamate alkyle est le lauryl carbamate. 25 4) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la phase aqueuse et la phase huileuse ne contiennent pas de composé stabilisant de l'émulsion autre que ledit polymère d'inuline modifié hydrophobe. 5) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape (B) comprend entre deux et quatre passages dans ledit microfuidiseur, 30 préférentiellement deux. 6) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de préparation de la phase aqueuse et/ou de la phase huileuse se fait à température ambiante, ou à une température supérieure, sous agitation faible. 3057461 10 7) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'ajout d'un ou plusieurs composés qui peuvent être un ou plusieurs principes actifs, excipients, antioxydants, conservateurs, parfums, colorants ou tout autre additif utile en cosmétique ou dermatologie. 8) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la phase aqueuse comprend à titre de solvant aqueux de l'eau et un solvant organique miscible à l'eau tel qu'un alcool, ou un polyol. 9) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la phase huileuse comprend une huile d'origine minérale, végétale, 10 microbienne ou animale, une huile riche en acides gras, une huile riche en hydrocarbure, une huile de silicone, des alcools gras, des esters, des cires, ou un mélange. 10) Composition sous forme de nanoémulsion de type huile dans eau caractérisée en ce qu'elle est obtenue par un procédé selon l'une des 15 revendications 1 à 9. 11) Composition selon la revendication 10, caractérisée en ce qu'elle comprend une phase aqueuse, une phase huileuse et à titre de seul composé stabilisant de l'émulsion, un polymère d'inuline modifié hydrophobe. 12) Composition selon la revendication 11, caractérisée en ce que le 20 polymère d'inuline modifié hydrophobe est une inuline modifiée par un ou des groupes carbamates hydrophobes, préférentiellement des groupes carbamates alkyles en C6-C20, plus préférentiellement en C8-C18, plus préférentiellement encore en C10-C14, plus préférentiellement encore par le lauryl carbamate 13) Composition selon l'une des revendications 11 à 12, caractérisée en ce 25 qu'elle comprend entre 10 et 90% de phase aqueuse, entre 0,1 et 10 % de polymère d'inuline modifié hydrophobe et entre 10 et 50% de phase huileuse, en poids par rapport au poids total de la composition. 14) Composition selon l'une des revendications 10 à 13, caractérisée en ce que la taille des gouttelettes d'huile est comprise entre 10 et 250 nm, plus 30 préférentiellement entre 50 et 200 nm, plus préférentiellement encore entre 70 et 100 nm.