Groupe de Physique des Matériaux - UMR CNRS 6634

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Etude par NanoSIMS 50 d’éléments métalliques utilisés en cosmétique

par LABGPM - publié le

L’industrie cosmétique utilise de nombreux composés dans leurs formulations dont des éléments métalliques. Parmi ces éléments, le titane, l’aluminium, le cobalt ou le chrome sont ajoutés pour leur pouvoir anti oxydant, anti transpirant ou chromogène. L’aluminium, le chrome et le cobalt sont réputés allergisants, sensibilisants ou irritants. Par exemple, l’aluminium est référencé comme agent responsable de dermatoses professionnelles allergiques (source INRS). Le cobalt sous forme de métal, sels ou oxydes est allergisant, mais les résultats de tests épicutanés sont difficiles à interpréter du fait de la présence concomitante du cobalt et du nickel comme impuretés dans de nombreux produits. Quant au chrome, il appartient à la classe II des métaux qui ne réagissent pas avec la sueur mais peuvent former des ions allergisants.
De nombreux travaux, parfois contradictoires, existent sur l’étude de la pénétration du titane, de l’aluminium dans la peau mais peu à propos du chrome ou du cobalt. C’est pourquoi nous étudions ces éléments métalliques sous forme de nanoparticules et/ou sous forme d’ions in vitro puis de les détecter à la surface ou dans la peau humaine grâce à la technologie SIMS. En effet, cet instrument basé sur la détection d’ions secondaires émis par la surface de l’échantillon analysé, présentant une haute résolution en masse, une haute résolution latérale en mode imagerie (jusqu’à 40-50nm) et caractérisé par sa très grande sensibilité permet de localiser et quantifier des éléments chimiques de la masse 1 à la masse 300. Il combine l’analyse chimique avec la quantification afin d’étudier des éléments même s’ils sont présents en faible quantité et de les localiser, ce que ne peuvent pas faire les microscopes conventionnels, du moins avec une si forte sensibilité. Par aillerus, les éléments que nous étudions présentent des rendements ioniques faibles, l’enjeu est donc de mettre en œuvre une stratégie d’analyse d’échantillon et de traitement de données pour détecter et quantifier avec fiabilité ces éléments pour lesquels le signal peut varier en fonction de leur état physique ou chimique. Cette approche statistique est menée grâce au logiciel SIED que nous avons développé au laboratoire (Delaune et al. 2013 et 2014).
L’objectif est de mieux connaître le signal SIMS en fonction de la forme des nanoparticules, leur taille, la présence d’agrégats, leur état chimique (degré d’oxydation et chimie de surface), leur relief et de le comparer à celui obtenu avec des sels. Il s’agit de déterminer la sensibilité et les rendements ioniques en fonction de la nature des métaux et des paramètres cités ci-dessus. Nous étudions également l’effet de l’environnement moléculaire sur la qualité et l’intensité de signal SIMS. Pour cela, nous étudions l’effet d’un enrobage dans une résine synthétique (couramment utilisée en biologie pour les études en microscopie) car la proximité d’éléments autres que ceux étudiés peut changer le rendement ionique de l’élément d’intérêt. L’objectif est finalement d’étudier les voies de pénétration de ces éléments dans les différentes structures cutanées la peau en fonction de différents paramètres physiologiques de la peau