Introduction
Ce sont des substances d’origine
naturelle ou synthétique capables
de s’opposer à l’altération d’un
produit.
Cette altération, de type
physicochimique, peut être due à la
présence de micro-organismes
ou à l’oxygène de l’air. Elle peut se
manifester par un changement
des caractères organoleptiques
(odeur, couleur, toucher), par
un dégagement gazeux, par une
prolifération fongique visible,
mais également par une variation du
pH, de la viscosité, et même
par une déstructuration des systèmes
dispersés.
En cosmétique, on différencie
deux groupes de substances : les
conservateurs antimicrobiens
agissant sur les micro-organismes
(bactéries, levures,
champignons) et les antioxydants capables de
s’opposer à tous les
phénomènes d’oxydation et à l’apparition de
radicaux libres.
Conservateurs
antimicrobiens
Leur présence est
indispensable dans la plupart des produits
cosmétiques. En effet, 80 % d’entre
eux contiennent une proportion
d’eau notoire constituant la
phase aqueuse des émulsions, ou sont
presque totalement aqueux
lorsqu’il s’agit de gels ou de lotions. Par
ailleurs, le rôle du
conservateur consiste à protéger le produit non
seulement pendant la
fabrication mais aussi et surtout au cours de
l’utilisation, la pollution
apportée par les prélèvements étant souvent
majeure.
Les germes responsables de la
contamination sont de natures
diverses selon leur
provenance. Certains sont apportés par les
matières premières ou l’atmosphère
ambiante, d’autres sont
caractéristiques de la flore
cutanée. Les bactéries à Gram positif sont
représentées par divers Staphylococcus, Streptococcus et des
Micrococcus, Les bactéries à Gram négatif
par des Pseudomonas et
des entérobactéries telles que
Escherichia
coli. Les champignons sont
des Aspergillus, des Pénicillium, mais aussi des dermatophytes
tels
que les trichophytons. Les
levures sont des Saccharomyces, des
Pityrosporum, des Candida.
Le niveau tolérable de la
contamination a été établi . Il est de
1 000 UFC (unités formant
colonie)/g pour les produits courants, de
100 UFC/g pour les produits
pour les yeux et les produits pour
bébés. Lorsque les
fabrications sont effectuées selon les règles dites
de bonnes pratiques de
fabrication (BPF), ces limites supérieures
sont rarement atteintes. Par
ailleurs, il est imposé une absence totale
de germes pathogènes qui
doivent être systématiquement
recherchés, en particulier Staphylococcus aureus, Pseudomonas
aeruginosa, Streptococcus faecalis, Escherichia coli, Candida albicans,
Aspergillus niger.
Le choix d’un conservateur
antibactérien s’appuie sur divers critères.
– Législation. Il existe une liste positive
des conservateurs
antimicrobiens inscrite à l’annexe
VI de la Directive cosmétique
européenne 76/768/CEE,
modifiée 93/35/CEE, constamment mise
à jour et reprise
intégralement par la législation française. Il est
impératif de s’y conformer.
Cette liste d’une cinquantaine de
substances indique les limites
de concentration à ne pas dépasser,
ainsi que les limites d’utilisation
ou les interdictions d’emploi.
– Spectre d’activité. Il existe peu de
conservateurs universels.
Certains sont actifs
préférentiellement sur les bactéries à
Gram positif, d’autres sont
plutôt fongicides. Il est donc primordial
de déterminer la valeur de la
concentration minimale inhibitrice
(CMI) de la substance pour
chaque germe. Ces essais, bien codifiés,
sont généralement effectués
par le fabricant qui en communique les
résultats aux utilisateurs. Il
est ainsi possible de choisir le
conservateur en fonction de la
contamination initiale supposée ou
réellement définie.
– Milieu à protéger. Il conditionne lui aussi le
choix. Interviendront :
la solubilité de la substance,
son coefficient de partage huile-eau
(H/E) s’il s’agit d’un milieu
émulsionné, le pH du milieu, sa richesse
en éléments nutritifs, son
degré d’activité d’eau.
– Conditionnement. Il entre également dans les
critères de choix. Les
produits finis conditionnés en
pots et soumis à une contamination
importante lors de l’utilisation
doivent être protégés en conséquence.
En revanche, les sprays ou
aérosols divers peuvent, dans certains
cas, se passer de
conservateur.
– Tolérance. Elle doit être prise
sérieusement en compte.
Théoriquement, tout produit
inscrit sur la liste positive légale se dit
dénué de toxicité aux
concentrations inférieures à la concentration
maximale imposée. Toutefois la
liste n’est pas statique. Quelques
substances admises pendant un
temps ont été retirées de la liste à la
suite d’études plus
approfondies et défavorables. D’autre part, les
réactions de sensibilisation n’apparaissent
qu’après un temps
d’utilisation relativement
long et lorsque le conservateur a touché
un très grand nombre de
sujets. Elles sont en général la rançon du
succès.
Les conservateurs
antimicrobiens les plus employés sont les suivants
[1, 6].
– Les esters de l’acide
4-hydroxybenzoïque, sous les noms de
parahydroxybenzoate de
méthyle, d’éthyle, de propyle, de butyle,
ou encore de méthyl, éthyl,
propyl ou butyl parabens, se trouvent
sous forme acide ou sodée, et
le plus souvent en mélange. La
concentration maximale
autorisée en cosmétique est de 0,4 % pour
un seul ester, 0,8 % pour les
mélanges (exprimée en acide) (il n’y a
pas de dose seuil en pharmacie
pour la voie topique). L’obligation
depuis le 01-01-1997 de
détailler la liste des composants d’une
formule permet de les
reconnaître facilement. Les parabens entrent
dans la composition d’environ
80 à 85 % des formulations
cosmétiques pour leur large
spectre d’activité, pour leur faible
sensibilité aux variations de
pH, pour leur solubilité diverse, et ce
depuis des dizaines d’années.
En conséquence, certaines réactions
d’intolérance de type allergique
se sont manifestées, relatées
largement par la littérature.
Ils n’en restent pas moins très utilisés
parce que difficilement
remplaçables [18].
– L’alcool phénoxyéthylique ou phénoxétol est le plus souvent associé
aux parabens dont il
potentialise l’action. Concentration maximale
autorisée : 1 %.
– L’acide sorbique n’est actif qu’en milieu acide
voisin de pH 5 et se
comporte comme fongicide.
Utilisé sous forme de sel (sorbate de
potassium), il perd environ 50
% de son activité. On lui a reproché
une certaine toxicité oculaire
sans que ces études déjà anciennes
aient été confirmées. Il peut
provoquer un eczéma de contact.
Concentration maximale
autorisée : 0,6 % exprimée en acide.
– Le 2-bromo-2-nitro-propane-1,3-diol
ou Bronopolt est un donneur
de formol. Il accompagne
parfois les parabens mais est aussi utilisé
seul. La présence d’un
groupement nitré qui peut se transformer en
groupement aminé lui confère
un certain potentiel allergisant. Dans
les études réalisées depuis 10
ans, il se positionne tantôt comme plus
fréquemment allergisant que le
formol, tantôt comme tout à fait
acceptable avec une incidence
de seulement 0,4 à 0,6 % sur les
eczémas de contact.
Concentration maximale autorisée : 0,1 %.
Exigences : éviter la
formation de nitrosamines. Mentionner la
présence de formol sur l’étiquetage
si la concentration en formol
libre dépasse 0,05 %. Son
succès provient de son large spectre
d’activité et du fait qu’il ne
génère pas de résistance [7, 17].
– Le 5-bromo-5-nitro-1,3-dioxane ou Bronidoxt est utilisé
exclusivement dans les
produits rincés : shampooings, bains
moussants, gels douche. C’est
aussi un donneur de formol.
Concentration maximale
autorisée : 0,1 %. Exigences : éviter la
formation de nitrosamines.
– Le 1,2-dibromo-2,4-dicyanobutane
ou méthyldibromoglutaronitrile,
parce que largement employé,
est à l’origine d’assez nombreuses
réactions. Il serait
actuellement le conservateur le plus allergisant
aux États-Unis sous la
dénomination d’Euxyl K 400t, où il se trouve
associé à du phénoxyéthanol [3, 4, 8, 10, 11, 19-21]. Concentration maximale
autorisée : 0,1 %. Exigences :
ne pas employer dans les produits de
protection solaire à une
concentration supérieure à 0,025 %.
– La chlorhexidine base et ses sels (dichlorhydrate, digluconate,
diacétate) sont utilisés non
seulement comme antiseptiques mais
aussi comme conservateurs.
Leur potentiel allergisant semble faible.
Concentration maximale
autorisée : 0,3 % exprimée en chlorhexidine.
– L’imadazolidinyl urée Germall
115t
et son dérivé le Germall IIt sont
bien tolérés. Ils sont souvent
associés aux parabens [18].
Concentration maximale
autorisée : 0,6 %. Ce sont des donneurs de
formol et l’étiquetage doit le
mentionner si la concentration en
formol résiduel dépasse 0,05
%.
– Le 5-chloro-2-méthylisothiazolinone
+ le 2-méthylisothiazolinone,
additionnés de sels de
magnésium ou Kathon CGt [16], est un
conservateur souvent masqué
sous les noms chimiques du mélange
qui le constitue. Il est de
moins en moins employé par suite de la
reconnaissance d’un assez
grand nombre de réactions allergiques
dénoncées par les
dermatologues. Il est cependant un excellent
conservateur, quasi universel,
à des concentrations très faibles.
Concentration maximale
autorisée : 0,0015 % d’un mélange dans un
rapport 3/1 des deux
principaux constituants. Il a été victime de
son succès au cours des années
1980.
– Le formol, allergisant connu [16], n’est pratiquement plus
employé
dans les produits qui
demeurent en contact avec la peau. Par
ailleurs, la législation de
certains pays, en particulier le Japon,
l’interdisant totalement, sa
présence gêne les exportations. Les
concentrations maximales
autorisées en Europe sont de 0,2 % pour
l’ensemble des produits, 0,1 %
pour les produits d’hygiène buccale,
exprimée en formaldéhyde
libre. Son utilisation est interdite dans
les aérosols. De plus, les
produits en contenant doivent porter la
mention « contient du
formaldéhyde » lorsque la concentration
dépasse 0,05 %.
– Le 1,3-diméthylol-5,5-diméthylhydantoïne
(DMDM
hydantoïne) ou
Glydantt est un donneur de formol.
Concentration maximale
autorisée : 0,6 %. La mention
« contient du formol » doit être inscrite
sur le conditionnement si la
concentration en formol libre dépasse
0,05 %.
– Le triclosan est surtout employé comme
antiseptique dans les
dentifrices, les savons
liquides et les déodorants. Il sert rarement de
conservateur. Il a remplacé
dans toutes ses utilisations
l’hexachlorophène interdit.
Concentration maximale autorisée :
0,3 %.
– Les organomercuriels (thiomersal et sels de phényl
mercure) ne sont
utilisables que pour la
protection des produits destinés à être mis en
contact avec les yeux. Ce sont
des substances toxiques qui ne
doivent pas demeurer en
contact avec la peau. Leur activité sur les
germes à Gram négatif est
remarquable. Ils sont actifs plus
particulièrement sur le Pseudomonas aeruginosa, responsable
d’ulcères de la cornée, d’où
la tolérance législative pour leur emploi.
Concentration maximale
autorisée : 0,007 % en mercure. Il est
nécessaire d’indiquer leur
présence sur le conditionnement. Ils sont
de moins en moins utilisés
parce que parfois responsables de
réactions d’hypersensibilité
et d’eczémas de contact, avec risques
également d’irritations de la
peau [15].
– Le chlorure de benzéthonium est autorisé à la
concentration
maximale de 0,1 % et
uniquement dans les produits rincés. Comme
la plupart des ammoniums
quaternaires, il peut être à l’origine de
réactions d’hypersensibilité.
– Le chlorure de benzalkonium, ainsi que bromure et
saccharinate,
sont autorisés à la
concentration maximale de 0,1 % calculée en
benzalkonium. Ils sont à l’origine
d’irritations et d’eczémas de
contact. Exigences : éviter le
contact avec les yeux.
– L’éthanol peut servir de conservateur à
condition que sa
concentration soit supérieure
à 20 %.
Il faut noter que les
conservateurs sont presque toujours utilisés en
mélanges variés, les
associations potentialisant l’activité
antimicrobienne et élargissant
le spectre d’activité. On peut donner
comme exemple les différents
Euxylt qui sont des mélanges prêts à
l’emploi :
– Euxyl K 100t = alcool benzylique +
méthylisothiazolinone
+ méthylchloro-isothiazolinone
;
– Euxyl K 446t = bronopol +
méthyldibromoglutaronitrile
+ dipropylène glycol ;
– Euxyl K 702t = phénoxyéthanol + acide
benzoïque + acide
déhydroacétique ;
– Phénonipt et Nipastatt, mélanges de parabens
extrêmement
utilisés [14].
Actuellement, la tendance
consiste à diminuer considérablement la
concentration en
conservateurs, par mise en application
systématique des BPF et par
emploi de contenants de plus en plus
protecteurs vis-à-vis de la
contamination ultérieure (flacons et tubes
operculés, flacons doseurs,
pochettes unidoses, flacons pompe) [12, 13].
D’autres systèmes
conservateurs ont été mis au point. L’un d’entre
eux fait intervenir un
gluco-oligosaccharide qui favorise la sélection
compétitive d’une flore
saprophyte aux dépens de la flore
pathogène. Il est possible
également d’utiliser la lactoferrine,
glycoprotéine retirée du lait,
qui complexe le fer indispensable au
développement des bactéries.
Mais ces originalités demeurent
marginales.
Sont également commercialisés
des produits dits « sans
conservateur », soit parce que l’agent
conservateur est remplacé par
une huile essentielle plus ou
moins antiseptique, soit parce que la
formulation a été conçue avec
des ingrédients possédant tous une
faible activité
antimicrobienne, la somme de ces activités alliée à une
basse activité d’eau assurant
la protection.
La législation [5] impose, en cas de litige, l’utilisation
des méthodes
officielles publiées pour le
dénombrement des germes viables [6], de
même que la pharmacopée
européenne décrit le test de
contamination artificielle qui
permet de contrôler l’efficacité du ou
des conservateurs introduits
dans un produit cosmétique. En dehors
des cas de litige, les firmes
peuvent employer des méthodes qui leur
sont propres ou des méthodes
reconnues scientifiquement mais non
officielles, telles que la
recherche et l’évaluation quantitative des
germes par bioluminescence ou
par variation de l’impédance du
milieu.
Antioxydants [9]
À la différence des
conservateurs antimicrobiens, leur présence n’est
pas toujours indispensable.
Ils ne sont présents que lorsque la
formulation contient des corps
gras insaturés ou des actifs
éminemment oxydables.
Ce sont des molécules d’origine
naturelle ou le plus souvent
synthétique pourvues d’un ou
plusieurs radicaux hydroxyle qui leur
confèrent un pouvoir réducteur
et les rendent capables
d’interrompre la réaction en
chaîne conduisant à la formation des
hydroperoxydes ou des
peroxydes. Les agents chélatants, capables
de complexer les ions
métalliques, fer ou cuivre, présents dans toute
fabrication industrielle et
catalyseurs des réactions d’oxydation,
peuvent être considérés comme
des antioxydants à part entière. Tous
sont employés à des
concentrations généralement dix fois inférieures
à celles des conservateurs
antimicrobiens, une concentration trop
élevée pouvant initier l’oxydation
au lieu de la limiter.
Les mélanges sont plus
efficaces qu’une substance isolée et la
présence d’un complexant est
indispensable.
Le choix d’un antioxydant est
surtout technologique, ces substances
ne faisant pas partie d’une
liste positive. Elles sont réglementées en
alimentation mais pas encore
en cosmétique. On se préoccupe donc
surtout de leur solubilité et
de leurs conditions d’incorporation.
Les principaux antioxydants
sont les suivants.
– Les esters de l’acide gallique, propyl, octyl et dodécyl gallate : seul le
propyl gallate est
hydrosoluble. Il est pour cette raison très utilisé
pour potentialiser l’action
des autres antioxydants pour la plupart
liposolubles. Des réactions d’irritation
ont été rapportées bien que le
produit ne soit présent qu’à
des concentrations très faibles, de l’ordre
de 0,02 %.
– Le dibutylhydroxytoluène (BHT) : les études toxicologiques
le
concernant portent surtout sur
la toxicité par ingestion puisque cet
antioxydant est autorisé dans
les produits alimentaires. Par voie
topique, on a relevé quelques
eczémas de contact et des risques
d’irritations.
– Le butylhydroxyanisole (BHA) : très souvent associé au
précédent,
les remarques à faire sur sa
tolérance sont les mêmes.
– L’acide nordihydroguaïarétique (NDGA) : interdit dans
l’alimentation, il est peu
utilisé.
– L’á-tocophérol et surtout l’acétate d’á-tocophérol, plus stables, sont
considérés comme des
antioxydants d’origine naturelle. Ils sont
présents dans de très
nombreuses formulations, seuls ou en
association avec le BHT ou le
BHA.
– L’acide ascorbique, rare antioxydant
hydrosoluble, est très souvent
associé à son sel, l’ascorbate
de potassium. Le couple possède une
bonne efficacité et une
solubilité convenable pour la protection des
phases aqueuses. On peut aussi
le trouver sous forme d’ester
liposoluble : le palmitate d’ascorbyle.
– Les flavonoïdes type quercétine, de même que
des extraits végétaux
tels que l’extrait de romarin,
présentent des propriétés antioxydantes
intéressantes et sont
incorporés dans les produits dits « verts » à base
d’ingrédients d’origine
exclusivement naturelle.
– L’ethylene diamine tetracetic
acid (EDTA), sous forme de sel di- ou
tétrasodique, est un
complexant associé à la plupart des
antioxydants précités.
Des potentialisateurs tels que
les acides citrique et tartrique, le
sorbitol, la lécithine sont
employés avec plus ou moins de bénéfice.
Des mélanges prêts à l’emploi
sont disponibles dans le commerce.
Ils sont constitués par l’association
de deux ou trois antioxydants
classiques associés à un
complexant et un potentialisateur. Tous les
composants de ces mélanges
doivent être détaillés dans la liste des
ingrédients apposée sur le
conditionnement du produit fini.
Tolérance. À quelques rares exceptions
près [2], la tolérance cutanée
de l’ensemble de ces composés
est généralement bonne. Leur
concentration est d’ailleurs
très faible (de l’ordre de 0,02 à 0,05 %).
C’est pourquoi la législation
est peu contraignante à leur sujet.
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