Prodotti cosmetici e microbiota cutaneo: studio di preformulazione e definizione del protocollo per lo sviluppo di uno studio clinico-strumentale di efficacia.

The term skin microbiota refers to the set of microorganisms that perform countless beneficial functions at the skin level, in fact only a well differentiated and balanced microbiota guarantees a healthy condition of the skin. Each individual has a unique, rich and varied skin microbiota that starts to develop from birth and evolves over time. Its composition is influenced by many intrinsic and extrinsic factors, including age, sex, hormonal factors, the person's lifestyle, but also cosmetic products which, if too aggressive, impoverish the variety of microorganisms. In particular, chemical preservatives contained in cosmetics, in addition to having side effects at the skin and systemic level, have got an important inhibitory effect on this ecosystem, compromising its composition. In fact, following the topical application of the product, these preservatives remain active and recognize these microbes as a potential source of contamination. For this reason, their use is becoming increasingly controversial and, in their place, the use of "non-preservative preservatives" has started to spread, they are substances with antimicrobial activity, but which do not appear in Annex V of the Cosmetics Regulation. These are substances that have fewer side effects on the skin and also a lower impact on the composition of the bacterial flora. In order to preserve this complex ecosystem, the purpose of this thesis project is to develop a cosmetic product that cannot both alter and positively interfere with the skin microbiota. Considering this idea, the choice of the preservative system using a "non-preservative preservative" is the focal point of the project. Since the use of these preservatives in cosmetic products can be problematic from the formulation point of view, the first step is to conduct a series of preliminary studies on the chosen preservative, in order to know its solubility and compatibility with some components of the formulations. Subsequently, the analytical method for determining the main ingredient, commercially present as a mixture and one of its components, which also has antimicrobial activity, namely p-Anisic Acid, is optimized. The method used allowed us to obtain the calibration curves and to evaluate any possible interactions between them and an emulsified cosmetic base. In the second part of the work, cosmetic formulations are prepared, specifically an emulsified serum and a hydrophilic serum. The emulsified serum has been formulated and designed to be applied directly to the face, while the hydrophilic serum has been formulated to be conveyed in biocellulose masks which, according to literature, are considered an excellent release system of the active, as well as stable vehicles, in time. Stability studies have been carried out on the products prepared to ensure that there were no phenomena of flocculation, phase separation, browning or rancidity. Furthermore, thanks to the spectrophotometric analytical method, it has been possible to determine, over time, the title of preservatives, which are effectively present in the formulation. Finally, a protocol has been defined for the development of a clinical-instrumental efficacy study starting from the administration of a questionnaire to over 250 people to identify, first of all, the criteria of inclusion but above all of exclusion, in order to outline the criteria of homogeneity, in order to then proceed with the instrumental analysis on a reduced but statistically significant number of subjects. The ultimate goal of this project is to evaluate the impact of the cosmetic formulation in question on the skin bacterial flora and, particularly, the effect of the “non-preservative preservative” chosen on it.

Con il termine microbiota cutaneo si intende l’insieme dei microrganismi che a livello della cute svolgono innumerevoli funzioni benefiche, infatti solo un microbiota ben differenziato e in equilibrio garantisce una condizione di benessere della pelle. Ogni individuo presenta un microbiota cutaneo unico, ricco e vario che inizia a svilupparsi dalla nascita ed evolve nel tempo. La sua composizione è influenzata da moltissimi fattori, tra cui l’età, il sesso, fattori ormonali, lo stile di vita del soggetto, ma anche i prodotti cosmetici che, se troppo aggressivi, impoveriscono la varietà dei microrganismi. In particolar modo, i conservanti chimici contenuti nei cosmetici, oltre ad avere effetti collaterali a livello cutaneo e sistemico, hanno anche un effetto inibitorio importante su questo ecosistema, compromettendone la composizione. Infatti, in seguito all'applicazione topica del prodotto, questi conservanti rimangono attivi e riconoscono questi microbi come una potenziale fonte di contaminazione. Per questo motivo, il loro utilizzo sta diventando sempre più controverso e, al loro posto, ha iniziato a diffondersi l’uso dei “conservanti non conservanti”, ovvero sostanze dotate di attività antimicrobica, ma che non figurano nell'allegato V del Regolamento dei cosmetici. Si tratta di sostanze che presentano minori effetti collaterali e anche un minor impatto sulla composizione della flora batterica cutanea. Premesso ciò, lo scopo di questo progetto di tesi è stato quello di sviluppare un prodotto cosmetico che non alteri o che interferisca in modo positivo con il microbiota cutaneo. In quest’ottica la scelta del sistema conservante utilizzando un “conservante non conservante” rappresenta il punto focale del progetto. Poiché l’utilizzo di questi conservanti all'interno dei prodotti cosmetici può essere problematico dal punto di vista formulativo, il primo passo è stato quello di condurre una serie di studi preliminari sul conservante scelto, al fine di conoscerne la solubilità e la compatibilità con alcuni componenti delle formulazioni. Successivamente, è stato ottimizzato il metodo analitico per la determinazione dell’ingrediente principale, presente commercialmente come miscela e di un suo componente, dotato anch'esso di attività antimicrobica, ovvero il p-Anisic Acid. Il metodo messo ha permesso di ottenere le curve di calibrazione e di valutare eventuali e possibili interazioni tra di loro e con una base cosmetica emulsionata. Nella seconda parte del lavoro sono state allestite delle formulazioni cosmetiche, nello specifico un siero emulsionato e un siero idrofilo. Il siero emulsionato è stato formulato e pensato per essere applicato direttamente sul viso, mentre il siero idrofilo è stato formulato per essere veicolato in maschere di biocellulosa le quali, da letteratura, sono considerate un ottimo sistema di rilascio dell’attivo, oltre che veicoli stabili nel tempo. Sui prodotti allestiti sono stati condotti gli studi di stabilità per assicurarsi che non vi fossero fenomeni di flocculazione, separazione di fasi, imbrunimento o irrancidimento. Inoltre, mediante il metodo analitico spettrofotometrico, è stato possibile determinare, nel tempo, il titolo di conservante effettivamente presente nella formulazione. Infine, è stato definito un protocollo per lo sviluppo di uno studio clinico-strumentale di efficacia partendo dalla somministrazione di un questionario ad oltre 250 persone per individuare in primo luogo i criteri di inclusione, ma soprattutto di esclusione, al fine di delineare i criteri di omogeneità per poter poi procedere con l’analisi strumentale su un numero di soggetti ridotto, ma statisticamente significativo. Il fine ultimo di questo progetto è quello di valutare l’impatto della formulazione cosmetica in questione sulla flora batterica cutanea e, in particolar modo l’effetto del “conservante non conservante” scelto su di essa.