All-trans-retinol (vitamin A) används ofta som en aktiv ingrediens i kosmetiska produkter på grund av dess kliniskt validerade anti-age-egenskaper. Däremot är användningen av all-trans-retinol i kosmetiska formuleringar begränsad till följd av den kemiska stabiliteten av all-trans-retinol som påverkas av värme, syre, ljus och syror. Både kompositionen av en kosmetisk formulering, samt lagringsförhållanden och förpackningen av produkten, kan påverka nedbrytningen av all-trans-retinol till mindre aktiva former.  I denna studie har stabilitetstestning genomförts under två månader i syfte att utvärdera inverkan som lagringstemperatur (21°C och 5°C) och produktförpackning (en luftfri behållare och en burk) kan ha på nedbrytningen av all-trans-retinol i en experimentell oljegel. All-trans-retinol extraherades med metanol innehållande 0.5 mg/mL butylhydroxytoluen (BHT) och analyserades med reversed-phase HPLC med 1% ammoniumacetat och metanol (12:88, v/v) som mobilfas. I HPLC-kromatogrammen upptäcktes en okänd nedbrytningsprodukt, vilket möjliggjorde stabilitetstestning av all-trans¬-retinol genom att undersöka förändringar i förhållandet mellan nedbrytningsprodukten och all-trans-retinol. Stabilitetstestningen av de experimentella oljegelerna resulterade i mindre än 4% nedbrytningsprodukt i förhållande till mängden all-trans-retinol efter 56 dagars lagring, oberoende av produktförpackning och lagringstemperatur, med den förslagna analysmetoden. Studien visade också att instabiliteten hos extraherad all-trans-retinol har en dominerande inverkan på resultaten som kan leda till en överskattning av nedbrytningsprodukten på grund av temperaturen under beredning och lagring av förberedda prover. Dessutom utvärderades stabiliteten av all-trans-retinol i metanol och metanol innehållande 0,5 mg/ml butylhydroxytoluen (BHT). Upp till 6% nedbrytning av all-trans-retinol i metanol med BHT kan förväntas om beredda proverna lagras i rumstemperatur, medan mindre än 1% nedbrytningsprodukt detekterades i prover som bevaras kylda under analysen. Av denna anledning har det föreslagits att förhållandena vid beredning, hantering och lagring av extraherad all-trans-retinol bör kontrolleras för att förhindra inverkan från omgivningen, såsom temperatur, ljus och syre. / All-trans-retinol, or vitamin A, is frequently used as an active ingredient in cosmetic products because of its clinically validated anti-aging properties. The use of all-trans-retinol in cosmetic formulations is limited by its susceptibility to heat, oxygen, light, and acids. In a cosmetic product, the composition, as well as the storage conditions and the type of packaging, may influence the degradation of all-trans-retinol into less active forms.  In this study, long-term stability testing was conducted with the purpose to evaluate the effect that storage temperature (21°C and 5°C) and product packaging (an airless container and a jar) may have on the degradation of all-trans-retinol in an experimental oil-gel during a 2-months period. All-trans-retinol was extracted with methanol containing 0.5 mg/mL butylhydroxytoluene (BHT) and was analysed with a reversed-phase HPLC system, using 1% ammonium acetate and methanol (12:88) as the solvent system. The HPLC chromatograms revealed an unknown degradation product, allowing stability testing of all-trans-retinol by detecting variations in the ratio between the degradation product and all-trans-retinol. The stability testing of the experimental oil-gels resulted in less than 4% degradation product in relation to all-trans-retinol after 56 days of storage, independent of the product packaging and storage temperature, with the proposed analytical method. It was also shown that the instability of extracted all-trans-retinol will have a predominant impact on the results causing an overestimation of the degradation product because of the temperature during sample preparation and storage. In addition, the stability of all-trans-retinol in methanol and methanol containing 0.5 mg/mL butylhydroxytoluene (BHT) was evaluated. It was concluded that up to 6% degradation of all-trans-retinol in methanol with BHT can be expected if prepared samples are stored in room temperature, while less than 1% degradation product will be present if prepared samples are kept cold during analysis. It has been proposed that the conditions during preparation, handling, and storage of extracted all-trans-retinol should be controlled to prevent interference of external conditions, such as temperature, light, and oxygen.

A fibra capilar está exposta a danos diários, como radiação solar, poluição, ato de pentear, higienização e fatores endógenos, além de tratamentos químicos, com o alisamento capilar. Assim, os produtos cosméticos possuem grande importância, uma vez que são desenvolvidos de forma a restaurar a fibra capilar danificada, que é mais porosa e hidrofílica, e proteger os cabelos de danos futuros. Os óleos vegetais destacam-se como importantes constituintes de produtos cosméticos, seguindo uma tendência mundial de incorporar ingredientes naturais em formulações para cuidados da pele e cabelos. Nesse contexto, o objetivo do presente trabalho foi desenvolver formulações cosméticas contendo óleos vegetais para a proteção e reparação capilar. Para tal, foram selecionados os óleos vegetais de abacate, argan e moringa, e desenvolvidas formulações contendo os óleos isolados ou associados, para aplicação em cabelos submetidos ao alisamento químico. Além disso, na etapa de pré-tratamento, foi incorporado um filtro solar às formulações. Em seguida, foi feito um direcionamento racional da escolha da formulação com maior potencial para ser utilizada nas etapas posteriores, usando a análise sensorial em mechas de cabelo e avaliação das propriedades mecânicas do fio. A formulação contendo a associação dos 3 óleos vegetais foi selecionada e, então, submetida aos estudos de estabilidade e reologia. Ao final das análises, as formulações mais adequadas à proposta do estudo foram selecionadas e aplicadas em mechas de cabelo submetidas a radiação solar, em duas etapas: pré e pós-tratamento, em relação à indução do dano. Com isso, o objetivo foi verificar se os cosméticos desenvolvidos teriam efeitos na prevenção ou recuperação dos danos causados pela radiação solar. Assim, foram avaliadas imagens obtidas por meio de Microscopia Eletrônica de Varredura, além da resistência mecânica do fio, dosagem da perda de triptofano por avaliação da intensidade de fluorescência e medidas da variação da cor da fibra capilar. Observou-se que os melhores resultados obtidos com os óleos vegetais foi na avaliação da resistência capilar, enquanto a adição do filtro solar teve impacto positivo também na redução da degradação do triptofano. Além disso, de maneira geral, os resultados indicam que o pré-tratamento foi mais eficaz em proteger a fibra capilar, quando comparado à capacidade de recuperar os danos por meio do pós-tratamento. Entretanto, o pós-tratamento foi importante para melhoria das propriedades sensoriais e para proteção de danos futuros. Com isso, dentre as formulações desenvolvidas, a que continha a associação dos óleos vegetais e do filtro solar, utilizada na etapa de prétratamento, foi a que levou aos melhores resultados, quando aplicada em mechas de cabelo. / Hair is a very important and distinctive feature that plays a major role in self perception and is part of the individual\'s identity. The hair fiber is exposed to daily damage, such as solar radiation, pollution and grooming, and endogenous factors, besides chemical treatments such as hair straightening. Therefore, cosmetic products are of great importance, since they are developed to restore the damaged hair fiber and to protect the hair from further damage. Vegetable oils stand out as important cosmetic ingredients, following a global trend to add natural ingredients in formulations for skin and hair care. In this context, the aim of this study was to develop cosmetic formulations containing vegetable oils for hair protection and repairing . For this purpose, three vegetable oils (avocado, argan and moringa oil) were selected for the development of cosmetic formulations for use in straightened hair. After that, the most suitable formulation was selected based on the results of sensory analysis and mechanical properties evaluation on hair tresses. The formulation containing the combination of 3 vegetable oils was selected and then evaluated in terms of stability studies and rheological behaviour. This way, the most appropriate formulations were selected and applied to strands of hair exposed to solar radiation in two different stages: pre and post-treatment in relation to the induction of the damage. Thus, the objective was to verify if the developed formulations would have effects in the prevention or repairing of solar damage hair. For this purpose, observations in Scanning Electron Microscopy, tensile properties evaluation, tryptophan degradation, and color measurements of the hair fiber were performed. Regarding the vegetable oils, the best results were found in the the tensile properties evaluation, whereas the addition of sunscreen had a positive impact on the assessment of the tensile properties evaluation and in the tryptophan degradation analysis, as well. Moreover, the results indicate that the pre-treatment was most effective than the post-treatment. Nevertheless, the posttreatment was important to improve the sensory properties. Thus, among the developed formulations, the one containing the combination of vegetable oils and the sunscreen, used in the pre-treatment, led to the best results when applied to hair tresses.

Cette thèse porte sur le comportement et l’évolution des textures cosmétiques complexes durant la phase de séchage par voie naturelle. La stabilité de ces films sur des temps longs présente en effet un enjeu essentiel en cosmétologie. Nous étudions le séchage de films minces cosmétiques d'épaisseur initiale comprise entre 20 et 100 μm formulés à partir de polymères organiques solubles dans l’eau et d’un conservateur antimicrobien. Les propriétés viscoélastiques initiales de ces formulations sont analysées, avant étalement, à l’aide d’un rhéomètre à température contrôlée. Les films sont déposés sur divers supports en atmosphère contrôlée, le séchage est suivi in-situ à l’aide d’une balance gravimétrique de précision. Nous avons ainsi caractérisé l’influence des divers paramètres physico-chimiques qui gouvernent l’interface film/peau durant le séchage tels que : hygrométrie, température, composition du film, nature du support, etc. Lors du séchage du film, nous avons observé le regonflement du film aux temps longs que nous avons interprété comme une relaxation lente de la matrice polymérique résultante. Une structuration de la surface du film, provenant de la formation de gouttes laissant la place à des cratères, a également été observée. Nous avons pu montrer à l’aide d’un modèle simple que cette structuration provenait d’une démixtion liée à la présence de l’agent conservatif dans la solution. Finalement, un modèle plus complexe de séchage de films minces a été élaboré, prenant en compte les différents mécanismes physiques entrant en jeu dans la dynamique. / This thesis concerns the drying of thin aqueous solution in a cosmetic context, the stability and texture of such film being crucial for cosmetic applications. We study the drying of cosmetic thin films of initial thickness between 20 and 100 microns, mainly made from organic polymers soluble in water and an anti-microbial preservative. The initial viscoelastic properties of these formulations are analyzed before plating, using a temperature-controlled rheometer. Films are deposited on various substrates in a controlled atmosphere, drying is followed in situ by means of a gravimetric analytical balance. We examine the influence of various physico-chemical parameters that govern the film/skin interface during drying such as humidity, temperature, film composition, nature of the support, etc. During the drying, we have observed the swelling of the films at large times that we have interpreted as a slow evolution of the residual polymeric matrix. We have also observed the formation of craters while drying leading to a texturation of the surface. We have shown using a simple diffusion model that such structure was caused by a demixtion transition governed by the preservative agent. Finally it lead to the development of a more complete model of drying for thin films that accounts for the different physical mechanism at the heart of the dynamics.

A fibra capilar está exposta a danos diários, como radiação solar, poluição, ato de pentear, higienização e fatores endógenos, além de tratamentos químicos, com o alisamento capilar. Assim, os produtos cosméticos possuem grande importância, uma vez que são desenvolvidos de forma a restaurar a fibra capilar danificada, que é mais porosa e hidrofílica, e proteger os cabelos de danos futuros. Os óleos vegetais destacam-se como importantes constituintes de produtos cosméticos, seguindo uma tendência mundial de incorporar ingredientes naturais em formulações para cuidados da pele e cabelos. Nesse contexto, o objetivo do presente trabalho foi desenvolver formulações cosméticas contendo óleos vegetais para a proteção e reparação capilar. Para tal, foram selecionados os óleos vegetais de abacate, argan e moringa, e desenvolvidas formulações contendo os óleos isolados ou associados, para aplicação em cabelos submetidos ao alisamento químico. Além disso, na etapa de pré-tratamento, foi incorporado um filtro solar às formulações. Em seguida, foi feito um direcionamento racional da escolha da formulação com maior potencial para ser utilizada nas etapas posteriores, usando a análise sensorial em mechas de cabelo e avaliação das propriedades mecânicas do fio. A formulação contendo a associação dos 3 óleos vegetais foi selecionada e, então, submetida aos estudos de estabilidade e reologia. Ao final das análises, as formulações mais adequadas à proposta do estudo foram selecionadas e aplicadas em mechas de cabelo submetidas a radiação solar, em duas etapas: pré e pós-tratamento, em relação à indução do dano. Com isso, o objetivo foi verificar se os cosméticos desenvolvidos teriam efeitos na prevenção ou recuperação dos danos causados pela radiação solar. Assim, foram avaliadas imagens obtidas por meio de Microscopia Eletrônica de Varredura, além da resistência mecânica do fio, dosagem da perda de triptofano por avaliação da intensidade de fluorescência e medidas da variação da cor da fibra capilar. Observou-se que os melhores resultados obtidos com os óleos vegetais foi na avaliação da resistência capilar, enquanto a adição do filtro solar teve impacto positivo também na redução da degradação do triptofano. Além disso, de maneira geral, os resultados indicam que o pré-tratamento foi mais eficaz em proteger a fibra capilar, quando comparado à capacidade de recuperar os danos por meio do pós-tratamento. Entretanto, o pós-tratamento foi importante para melhoria das propriedades sensoriais e para proteção de danos futuros. Com isso, dentre as formulações desenvolvidas, a que continha a associação dos óleos vegetais e do filtro solar, utilizada na etapa de prétratamento, foi a que levou aos melhores resultados, quando aplicada em mechas de cabelo. / Hair is a very important and distinctive feature that plays a major role in self perception and is part of the individual\'s identity. The hair fiber is exposed to daily damage, such as solar radiation, pollution and grooming, and endogenous factors, besides chemical treatments such as hair straightening. Therefore, cosmetic products are of great importance, since they are developed to restore the damaged hair fiber and to protect the hair from further damage. Vegetable oils stand out as important cosmetic ingredients, following a global trend to add natural ingredients in formulations for skin and hair care. In this context, the aim of this study was to develop cosmetic formulations containing vegetable oils for hair protection and repairing . For this purpose, three vegetable oils (avocado, argan and moringa oil) were selected for the development of cosmetic formulations for use in straightened hair. After that, the most suitable formulation was selected based on the results of sensory analysis and mechanical properties evaluation on hair tresses. The formulation containing the combination of 3 vegetable oils was selected and then evaluated in terms of stability studies and rheological behaviour. This way, the most appropriate formulations were selected and applied to strands of hair exposed to solar radiation in two different stages: pre and post-treatment in relation to the induction of the damage. Thus, the objective was to verify if the developed formulations would have effects in the prevention or repairing of solar damage hair. For this purpose, observations in Scanning Electron Microscopy, tensile properties evaluation, tryptophan degradation, and color measurements of the hair fiber were performed. Regarding the vegetable oils, the best results were found in the the tensile properties evaluation, whereas the addition of sunscreen had a positive impact on the assessment of the tensile properties evaluation and in the tryptophan degradation analysis, as well. Moreover, the results indicate that the pre-treatment was most effective than the post-treatment. Nevertheless, the posttreatment was important to improve the sensory properties. Thus, among the developed formulations, the one containing the combination of vegetable oils and the sunscreen, used in the pre-treatment, led to the best results when applied to hair tresses.