The characterization of Pluronic P123 micelles in the presence of sunscreen agents

• Published in: International journal of cosmetic science Vol. 45; no. 4; pp. 470 - 479
• Main Authors: Ragu, Pauline, Ruparelia, Ketan, Venero, Diego Alba, Mansour, Omar T.
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: England Wiley Subscription Services, Inc 01-08-2023
• Subjects: Block copolymers; delivery/vectorization/penetration; emulsions; Filters; Fluid filters; formulation/stability; Hydrophobicity; Micelles; Microenvironments; Neutron scattering; Neutrons; NMR; Nuclear magnetic resonance; Resonance scattering; Rheological properties; small‐angle neutron scattering; Solubilization; Sun screens; sunscreens; Surface activity; Surface tension; surfactants; Ultraviolet filters; Variation; small-angle neutron scattering; formulation/stability; surfactants; sunscreens; delivery/vectorization/penetration; emulsions
• ISSN: 0142-5463; 1468-2494
• DOI: 10.1111/ics.12856

Objectives
The triblock copolymer Pluronic® is widely used in the personal care industry, including sun protection, for its film‐forming and solubilization capabilities. In this study, the effect of three commonly used organic UV filters (ethylhexyl methoxycinnamate [EMC], ethylhexyl triazone [EHT], and avobenzone [AVB]) on the structure of Pluronic P123 micelles was investigated.
Methods
The Pluronic P123 micelle structure has been investigated using dynamic surface tension, nuclear magnetic resonance (NMR) and small‐angle neutron scattering (SANS).
Results
Dynamic surface tension results show strong interactions between the UV filters and Pluronic® evident by sharp changes in the surface activity of the latter. The NMR results have revealed the creation of a hydrophobic microenvironment special to the Pluronic PPO core group in the presence of UV filters. Some interaction with the hydrophilic EO was also recorded, albeit weaker. This is further confirmed by SANS, where the Pluronic P123 micelles interacted with varying strengths with the UV filters, resulting in sharp changes in their size and shape.
Conclusions
We have demonstrated the sensitivity of the Pluronic P123 micelles to the presence of various UVA/B filters. The micelles shape varied from spherical to cylindrical as the concentration and type of the UV filters were varied. These variations in the shape are expected to have a significant effect on the sun protection factor (SPF), as it affects the solubilization of the UV filters within a formulation in addition to the formulations' rheological profile and film‐forming behaviour.
Résumé
Objectifs
le copolymère tribloc Pluronic® est largement utilisé dans le domaine des soins personnels, notamment la protection solaire, pour ses capacités de formation de film et de solubilisation. Cette étude a permis d’étudier l’effet de trois filtres UV organiques couramment utilisés (éthylhexyl méthoxycinnamate [EMC], éthylhexyl triazone [EHT] et avobenzone [AVB]) sur la structure des micelles P123 Pluronic.
Méthodes
la structure de la micelle P123 Pluronic a été étudiée à l’aide d’une tension superficielle dynamique, d’une résonance magnétique nucléaire (RMN) et d’une diffusion de neutrons aux petits angles (DNPA).
Résultats
les résultats de la tension superficielle dynamique montrent de fortes interactions entre les filtres UV et Pluronic®, ce qui se traduit par de fortes variations de l’activité superficielle de ce dernier. Les résultats de la RMN ont montré la création d’un micro‐environnement hydrophobe spécifique au groupe principal de l’OPP pluronique en présence de filtres UV. Une certaine interaction avec l’OE hydrophile a également été enregistrée, quoique plus faible. Ceci est confirmé par la DNPA, où les micelles P123 Pluronic ont interagi avec des forces variables avec les filtres UV, entraînant des changements importants dans leur taille et leur forme.
Conclusions
nous avons démontré la sensibilité des micelles P123 Pluronic à la présence de différents filtres UVA/B. La forme des micelles variait de sphérique à cylindrique en fonction de la concentration et du type de filtres UV. Ces variations de forme devraient avoir un effet significatif sur le facteur de protection solaire (SPF), car elles affectent la solubilisation des filtres UV dans une formulation, en plus du profil rhéologique et du comportement de formation de film des formulations.
In this study, we highlight the effect of various UVA/B filters on the micellar structure of Pluronic; a commonly used triblock copolymer in sunscreen formulations for its solublising and film forming properties.