Aqueous dispersions of organogel nanoparticles – potential systems for cosmetic and dermo-cosmetic applications

Synopsis Objective The preparation and physicochemical characterization of organogel nanoparticles dispersed in water have been developed. These systems could be employed as nanocarrier for cosmetic applications or as hydrophobic reservoirs for drug delivery. Methods Gelled particles of organic liquid and 12-hydroxystearic acid (organogelator) were obtained by hot emulsification (T>Tgel), with a surfactant (acetylated glycol stearate) and polymers (sodium hyaluronate and polyvinyl alcohol) as stabilizing agents, and cooling at room temperature (Tabsorption and water resistance ability) were studied. The synthesis of sunscreen compound using microwave activation was also described. Results According to the gelation test results, organogels were obtained with various organic liquids. Vaseline and almond oils were selected as organic medium for the gelled nanoparticle preparation. A preliminary formulation study was carried out in order to determine the optimal experimental conditions to obtain stable nanoparticle dispersions. Gelled nanoparticles contained the sunscreen model molecule, with mean size of 450 nm, polydispersity index of 0.18 and zeta-potential value above −30 mV, were obtained by ultrasound probe homogenization method. A comparative study of their dispersion ageing showed a greatly enhanced stability after gelation. According to the UVB absorption evaluation, gelled particles improved the photoprotective ability and the photostability of immobilized UVB blocker. They showed a high water resistance (~83%) even after 40 min of immersion. Conclusion The obtained results demonstrate the interest of these gelled nanoparticles and their aqueous dispersion for the preparation of new formulations for cosmetic and dermo-cosmetic applications. Resume Objectif La preparation et la caracterisation physico-chimique des nanoparticules d'organogel, dispersees dans l'eau, ont ete decrites. Ces systemes peuvent etre utilises comme nanovecteur pour des applications cosmetiques ou comme reservoirs hydrophobes pour l'administration de substances actives. Methodes Les nanoparticules gelifiees, obtenues a partir d'un liquide organique (vegetale ou minerale) et d'acide 12-hydroxystearique (organogelifiant) et stabilisees par un agent tensio-actif (stearate de glycol acetyle) et des polymeres amphiphiles (hyaluronate de sodium et l'alcool polyvinylique), ont ete obtenues par emulsification a chaud (T > Tgel) et refroidissement a temperature ambiante (T < Tgel). Un filtre solaire organique anti-UVB, obtenu par activation micro-ondes, a ete utilise comme molecule modele hydrophobe. Les proprietes physico-chimiques de l'organogel de depart (tests de gelification; etude rheologique) et des dispersions de nanoparticules gelifiees (etude rheologique; mesure de la taille moyenne, de la distribution de taille et du potentiel zeta; evaluation de la stabilite physique; capacite d'absorption du rayonnement UVB; resistance a l'eau) ont ete etudiees. La synthese du filtre solaire en utilisant l'activation micro-ondes, a egalement ete decrite. Resultats D'apres les resultats des tests de gelification, des organogels ont ete obtenus avec divers liquides organiques. Les huiles de vaseline et d'amande douce ont ete choisies comme milieu organique pour la preparation des nanoparticules gelifiees. Une etude preliminaire de formulation a ete effectuee, afin de determiner les conditions optimales pour obtenir des dispersions de nanoparticules stables. Les nanoparticules gelifiees, contenant le filtre solaire, d'une taille moyenne de 450 nm, d'un indice de polydispersite de 0,18 et d'une valeur de potentiel zeta superieur a -30 mV, ont ete obtenues par homogeneisation en utilisant une sonde a ultrasons. L'etude comparative de vieillissement a montre une stabilite prononcee apres gelification. Les particules gelifiees ont ameliorees la photoprotection et la photostabilite du filtre solaire immobilise et ont montrees une tres bonne resistance a l'eau (~ 83%), meme apres 40 min d'immersion. Conclusion Les resultats obtenus montrent l'interet de ces nanoparticules gelifiees et leurs dispersions aqueuses pour la preparation de nouvelles formulations pour des applications cosmetiques et dermo-cosmetiques.