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Caractérisation physico-chimique

Prédire le comportement des ingrédients pendant leur utilisation
Physico-chemical characterization

Les tests physico-chimiques permettent de caractériser les propriétés, d’anticiper le comportement en formulation et de mesurer la performance des ingrédients de Seppic dans des conditions d’usage réelle. Réalisés très tôt dans le développement d’un nouvel ingrédient, ils sont essentiels pour optimiser la structure de l’ingrédient ou ajuster sa composition à la fonctionnalité et au comportement recherché par les utilisateurs des produits finis. 

Garantir la stabilité de la formulation

Du simple suivi régulier du pH, de la viscosité, de la stabilité en température ou après centrifugation, jusqu’à des techniques prédictives telle que la zétamétrie ou la rétrodiffusion de la lumière (Turbiscan™), la combinaison des mesures physico-chimiques permet de suivre l’effet des ingrédients sur la stabilité et la robustesse d’une formulation

Guarantee the stability of the formulation Exemple de suivi de stabilité accéléré par rétrodiffusion de la lumière (Turbiscan™) - mise en évidence de phénomènes d’instabilité sur une émulsion avant stabilisation

Par exemple, des techniques telles que la microscopie optique ou électronique, la granulométrie laser ou la diffusion dynamique de la lumière permettent de contrôler le rôle d’un émulsionnant sur l’homogénéité et la granulométrie d’une émulsion. Ces techniques contribuent à vérifier la juste répartition des ingrédients comme la bonne solubilisation ou dispersion d’un principe actif au sein de la formulation. Elles peuvent aussi être utilisées pour contrôler la capacité de nos adjuvants de vaccin Montanide™ à stabiliser à long terme les milieux antigéniques.

Mesurer la performance au sein de la formulation

Les tests physico-chimiques constituent souvent la première étape de mesure de la performance d’un excipient. Les techniques mises en oeuvre sont nombreuses et sont choisies selon la fonctionnalité et l’activité cible de l’ingrédient. 

Si l’ingrédient est un tensioactif destiné au nettoyage, son efficacité est évaluée par des mesures de tension de surface et des propriétés de mouillage au moyen d’un tensiomètre ou d’un goniomètre. Ces mesures peuvent être complétées par des mesures plus spécifiques de mouillage de disques de tissus si le tensioactif est destiné au lavage du linge en machine. 

Si le tensioactif est dédié à la formulation de bains moussants, des mesures de volume de mousse après chute dans une éprouvette sont également effectuées, l’objectif étant de se rapprocher le plus possible des conditions d’utilisation de l’ingrédient. 

Pour les produits cosmétiques, différents effets des ingrédients fonctionnels peuvent être mesurés, le facteur de protection solaire, la résistance à l’eau de la formulation protectrice, la couvrance ou la tenue d’une formule de maquillage, ou encore sur la peignabilité d’un produit capillaire.

measuring-combability-hair-product Mesure de peignabilité d’un produit capillaire

Dans le domaine des excipients pour les compléments alimentaires et les médicaments, des tests dits de dissolution peuvent être réalisés afin de caractériser les propriétés d’excipients dédiés aux formes sèches pour la voie orale. Ces tests ont pour objectif par exemple de mesurer l’efficacité d’un ingrédient à contrôler la libération de principe actifs pharmaceutiques ou nutraceutiques. 

Controlled release of a model active ingredient by Sepismart™ SR Libération contrôlée d’un principe actif modèle par Sepismart™ SR

Maîtriser le comportement lors de l’utilisation de la formulation

Un comportement qui facilite l’utilisation du produit, tel que l’écoulement facile d’un flacon, la bonne diffusion en sortie d’une buse de spray, le prélèvement sur le doigt en quantité suffisante pour un produit conditionné dans un pot, ou encore une bonne adhésion du produit sur la zone d’application, sont autant de pré-requis pour l’efficacité perçue par l’utilisateur. 

La rhéologie, la texturométrie et la tribologie sont trois techniques qui permettent d’évaluer le comportement d’un produit en mouvement, dans des conditions proches de son usage par l’utilisateur. Elles permettent de maîtriser les comportements du produit, par exemple par l’étude du profil rhéologique des polymères et de la manière avec laquelle ils agissent sur le comportement de différentes galéniques (gel, gel-crème, émulsion). 

La rhéologie est la science de l’écoulement et de la déformation de la matière. Elle étudie l’écoulement d’un produit cisaillé par un mouvement rotatif, notamment la force nécessaire pour déclencher l’écoulement, l’évolution de la consistance du produit pendant le mouvement, et la récupération de la consistance du produit après l’arrêt du cisaillement.

La texturométrie étudie les propriétés mécaniques d’un produit, sa texture, comme sa fermeté/dureté ou ses propriétés d’adhésion lorsqu’il est soumis à un mouvement de translation.

La tribologie est la science qui étudie les frottements entre un produit et une surface, en fonction de la vitesse, lors d’un mouvement rotatif. 

Chez Seppic, nous avons par exemple récemment développé une méthode interne pour mesurer les propriétés d’étalement des huiles cosmétiques en tribologie. Grâce à cette nouvelle méthode, nous avons identifié des alkanes facilement biodégradables (Emosmart™ V21 et Emogreen™ L15) qui rivalisent avec “la glisse” exceptionnelle des huiles de silicones non volatiles. Cette performance a ensuite été confirmée par des tests sensoriels