Quel est le rôle du dioxyde de titane en cosmétique ?

Outre l’oxyde de zinc, le dioxyde de titane est l'autre filtre solaire physique disponible sur le marché. Quand il est intégré dans les crèmes solaires, il fonctionne en créant une barrière physique à la surface de la peau qui absorbe et disperse les rayons ultraviolets (290 à 400 nm), ce qui aide à prévenir les dommages causés par ces rayons nocifs. Ce minéral est souvent privilégié pour sa sécurité et sa stabilité chimique, en particulier pour les peaux sensibles, car il pénètre légèrement dans la peau mais reste principalement dans la couche supérieure de l’épiderme (couche cornée), offrant ainsi une protection immédiate et efficace contre les UV tout en minimisant les risques de pénétration profonde. 

Une étude comparative approfondie a confirmé sa supériorité par rapport à l’oxyde de zinc, notamment grâce à des technologies avancées comme la micronisation et le revêtement des particules (alumine, acides gras). Ces innovations augmentent considérablement son efficacité photoprotectrice, permettant d’atteindre un facteur de protection solaire (FPS) allant jusqu’à 38, surpassant largement l’oxyde de zinc qui atteint un FPS maximum de 10. Par ailleurs, ces procédés améliorent son application cosmétique en éliminant l’effet "masque blanc". Cette étude met en lumière l'importance de privilégier des formulations à base de filtres solaires scientifiquement validés, tels que le TiO₂.

En revanche, des substances comme le talc, historiquement utilisées pour leurs supposés effets photoprotecteurs, se sont révélées inefficaces, avec un FPS négligeable d’environ 1.

Le TiO₂ est un composant clé dans de nombreux produits de maquillage, tels que les fonds de teint, les poudres libres et les correcteurs de teint, en raison de ses propriétés physiques uniques. En tant qu'opacifiant, il est capable de créer une texture plus dense et uniforme, ce qui permet une couverture naturelle tout en minimisant les imperfections. 

Grâce à sa capacité à diffuser la lumière, le TiO₂ répartit la lumière de manière homogène à la surface de la peau, ce qui réduit l’apparence des irrégularités, des pores et des ridules. Ce phénomène de diffusion crée un teint plus lisse et uniforme. En plus de son rôle opacifiant, le TiO₂ est utilisé dans les produits teintés pour améliorer la texture de la peau, tout en offrant une couverture discrète et un fini impeccable.

Le TiO₂ est un ingrédient très prisé pour sa couleur blanche et sa capacité à améliorer la finition des produits cosmétiques. Sous la dénomination CI 77891, il est largement utilisé dans l'industrie comme pigment blanc, apportant opacité et brillance.

Le TiO₂ est largement utilisé dans les produits conçus pour les peaux grasses et mixtes en raison de sa capacité à absorber et disperser le sébum. En se fixant à la surface de la peau, il capte et disperse le sébum produit par les glandes sébacées grâce à sa texture microporeuse et à sa capacité d'absorption, ce qui réduit la brillance et procure un fini mat2,3,8. En absorbant et en dispersant l’excès de sébum à la surface de la peau, le TiO₂ aide non seulement à maintenir un teint uniforme, mais aussi à prolonger la tenue des produits cosmétiques, ce qui en fait un ingrédient clé pour les soins ciblant les peaux sujettes à l’excès de brillance.

Le TiO₂ montrerait des propriétés anti-inflammatoires en neutralisant efficacement les espèces réactives de l’oxygène (ERO), ce qui peut réduire l’inflammation et les dommages tissulaires. Lorsque les ERO sont produites en excès, elles peuvent causer un stress oxydatif. Une étude menée sur différents types de cellules, y compris des fibroblastes cutanés, a évalué l’activité anti-inflammatoire des nanoparticules de TiO₂ synthétisées à partir d’acide caféique, en utilisant l’inhibition de la dénaturation de l’albumine de sérum bovin (BSA) comme méthode d’analyse.

La dénaturation des protéines et la lyse membranaire entraînent la formation d’auto-antigènes dans le corps humain. Ces auto-antigènes sont une cause majeure d’inflammation et de maladies inflammatoires, telles que l’asthme, la polyarthrite rhumatoïde, l’ulcère gastroduodénal chronique, la tuberculose, la parodontite et la maladie de Crohn. Pour réduire la production d’auto-antigènes, il est essentiel de contrôler le pourcentage de dénaturation des protéines et de lyse membranaire. La méthode de dénaturation des protéines de l’albumine d’œuf (BSA) est une alternative rentable pour tester l’activité anti-inflammatoire de tout échantillon. Les résultats ont montré que les TiO₂ inhiberaient significativement la dénaturation de la BSA avec des taux de 70% et 85,7%, respectivement à 31,25 et 500 µg/mL, ce qui est comparable à l’effet du diclofénac sodique, un médicament anti-inflammatoire standard.

Une autre étude a également confirmé l’effet anti-inflammatoire des TiO₂ synthétisées à partir de Gymnema sylvestre et de Panicum sumatrense, montrant une inhibition de la dénaturation des protéines allant de 82,80% à 93,52% selon les concentrations utilisées. Ces données suggèrent que le TiO₂ possèderait un potentiel anti-inflammatoire prometteur, le rendant adapté pour des applications biomédicales, en particulier dans la gestion des processus inflammatoires liés au stress oxydatif.

Dans une étude, des nanoparticules de TiO₂ ont été synthétisées à partir d'extraits de noix de kola et ont démontré une activité antioxydante significative. Les résultats ont montré que ces nanoparticules agissent principalement par transfert d'électrons, permettant de piéger les radicaux libres tels que le DPPH (2,2-diphényl-1-picrylhydrazyle), un indicateur couramment utilisé pour mesurer l'activité antioxydante, avec un taux de piégeage atteignant 62,06% à une concentration de 80 µg/mL. De plus, les nanoparticules de TiO₂ ont également montré une forte capacité à neutraliser le peroxyde d'hydrogène avec des taux de piégeage variant entre 78,45% et 99,23%. 

Une autre étude s'est intéressée aux nanoparticules de TiO₂ synthétisées à partir de pelures de fruits, comme la prune et le kiwi, et a révélé que leur activité antioxydante augmentait de manière proportionnelle à la concentration. Par exemple, les nanoparticules issues de pelures de prune ont atteint un taux de piégeage des radicaux DPPH de 79%. Ces résultats suggèrent que les nanoparticules de TiO₂, en particulier celles synthétisées à partir de sources naturelles, possèdent une efficacité notable contre le stress oxydatif, ouvrant ainsi des perspectives prometteuses.

Selon la base de données PubMed, les propriétés antimicrobiennes des nanoparticules de dioxyde de titane (NP-TiO₂) ont été décrites dans plus de 1 000 articles depuis 2000, avec une augmentation notable de la part des publications consacrées aux applications médicales et à l'activité antimicrobienne des nanoparticules de TiO₂, passant de 4% à 39% du nombre total de publications entre 2005 et 2023. Parallèlement, la part des publications incluant les mots-clés "antibactérien" ou "antifongique" est passée de 2% à 18%.

Une étude récente explore le potentiel antimicrobien des nanoparticules de TiO₂ contre des souches multi-résistantes (MDR) de Pseudomonas aeruginosa, un pathogène nosocomial majeur responsable d'infections difficiles à traiter avec les antibiotiques conventionnels. Les chercheurs ont utilisé des nanoparticules commerciales Degussa-P25 de TiO₂, caractérisées par une taille moyenne de 25 nm et une phase mixte rutile/anatase, pour évaluer leur efficacité antimicrobienne en combinaison avec des antibiotiques de la famille des céphalosporines de troisième génération, notamment la Ceftazidime (CEZ) et le Céfotaxime (CEF). 

Les souches de P. aeruginosa ont été isolées à partir de pus, d'expectorations, de la trachée et de lavages broncho-alvéolaires, et leur résistance aux antibiotiques a été confirmée par des tests de sensibilité montrant une résistance à plusieurs antibiotiques couramment utilisés. Les nanoparticules de TiO₂ ont été exposées à la lumière UV pour activer leurs propriétés photocatalytiques, générant des ERO telles que les radicaux hydroxyle (OH⁻) et les ions superoxyde (O₂⁻), connus pour leur capacité à lyser les parois cellulaires bactériennes. 

Les résultats ont montré que les nanoparticules de TiO₂ exposées aux UV pendant une heure présentaient une activité anti-microbienne significative à des concentrations supérieures à 350 µg/mL, avec une concentration minimale inhibitrice (CMI) établie à 350 µg/mL. En combinaison avec la Ceftazidime, les nanoparticules de TiO₂ ont démontré un effet synergique, augmentant significativement l'activité anti-microbienne, tandis qu'aucun effet similaire n'a été observé avec le Céfotaxime. Cette étude suggère que les nanoparticules de TiO₂, en particulier lorsqu'elles sont activées par la lumière UV, pourraient être une alternative prometteuse pour lutter contre les infections causées par des souches multi-résistantes de P. aeruginosa, offrant ainsi une nouvelle approche pour surmonter la résistance aux antibiotiques. 

De plus, des études ont montré que les NP-TiO₂ peuvent également agir sur les champignons. Par exemple, IRSHAD & al. ont observé que les nanoparticules de TiO₂ inhibent la croissance du champignon Ustilago tritici à des concentrations de 25, 50 et 75 µg/mL. Ces résultats confirment que les NP-TiO₂ présentent un potentiel antimicrobien et antifongique significatif, offrant une possible alternative aux traitements conventionnels pour lutter contre les infections cutanées.

Une étude menée par ELDEBANY & al. explore l'efficacité des nanoparticules de TiO₂, encapsulées dans de la gélatine (GLT-TiO₂), dans la régénération des tissus cutanés, en particulier pour le traitement des brûlures du deuxième degré. Les résultats démontrent que les brûlures au deuxième degré favorisent une cicatrisation rapide. Comparées à un groupe témoin non-traité et à un groupe traité uniquement avec de la gélatine, les GLT-TiO₂ ont montré une réduction significative de la surface de la plaie, une réépithélialisation accélérée, une diminution de l'œdème et une amélioration de la vascularisation. 

De plus, l'analyse immunohistochimique a révélé une expression plus élevée des marqueurs de régénération tissulaire, tels que le TGF-β1 et l'α-SMA, dans les groupes traités avec GLT-TiO₂, en particulier durant les premières semaines de traitement. Ces résultats suggèrent que le TiO₂, grâce à ses propriétés anti-microbiennes et hydrophiles, jouerait un rôle clé dans la préservation de l'humidité de la peau et la stimulation de la croissance cellulaire, ce qui en fait un candidat prometteur pour le traitement des brûlures et la régénération cutanée. Cette étude ouvre la voie à des recherches supplémentaires pour mieux comprendre les mécanismes sous-jacents de l'action du TiO₂ dans la cicatrisation des plaies.

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