Le pentylène-glycol, un ingrédient pour cosmétiques allégés !

Cet ingrédient, utilisé depuis quelques années comme un conservateur alternatif (c’est-à-dire comme un ingrédient doué de propriétés antimicrobiennes, tout en n’étant pas considéré comme un conservateur antimicrobien du point de vue réglementaire),1 est devenu ubiquitaire. Ceci s’explique du fait de ses nombreuses fonctions qu’il convient de connaître et de détailler, afin de pouvoir l’exploiter au mieux.

C’est parti pour l’étude de ce glycol, de ce diol qui ne manque pas d’intérêt.

Un pentylène-glycol, deux pentanediols différents

Il existe deux dérivés, le 1,2 pentanediol (c’est lui qui est le plus étudié) et le 1,5 pentanediol ; tous deux se présentant sous la forme de liquides incolores à jaune, d’odeur piquante.2

Pour l’inventaire européen, un seul ingrédient connu, le pentylène-glycol ou plutôt en nom INCI « pentylene glycol ». Aucune précision faite quant au positionnement des groupements hydroxyles. Un ingrédient présenté comme étant un « agent conditionneur et un solvant ».3

Un cosurfactant pour microémulsion

Lorsque l’on souhaite mettre au point une microémulsion, il est indispensable d’utiliser des matières premières adaptées. C’est le cas des glycols et, en particulier, du pentylène-glycol ; son utilisation dans la bonne proportion (la réalisation d’un diagramme de phase s’impose) permet de réduire le pourcentage d’emploi des tensioactifs associés.4 Certains auteurs envisagent même la réalisation de microémulsions très simples à base d’un nombre limité d’ingrédients (pentylène-glycol, triéthylcitrate et eau), sans ajout de tensioactifs supplémentaires pour véhiculer certains actifs cosmétiques comme l’alpha-arbutine,5 un actif éclaircissant bien connu.

Un agent antimicrobien qui n’est pas considéré comme un conservateur

Contrairement au 1,2 hexanediol et au 1,2 octanediol, le 1,2 pentanediol (autrement dit le pentylène-glycol) s’avère moins efficace en matière de protection des formules (c’est normal puisque l’on sait que le caractère antimicrobien augmente proportionnellement avec la longueur de la chaîne alcane).6 Afin de respecter les critères de la Pharmacopée en matière d’efficacité et assurer la conservation d’une formule, il n’est donc pas possible d’utiliser uniquement du pentylène-glycol à la dose de 5 % ; il doit lui être ajouté une petite quantité de conservateur réglementé, comme par exemple l’acide sorbique à la dose de 0,05 %.7

Un solvant d’extraction

Le pentylène-glycol peut être utilisé comme solvant d’extraction dit « vert », afin d’extraire certains composés bioactifs présents dans le monde végétal.8

Ce solvant, est dit « vert », dans la mesure où il peut être obtenu à partir de la cellulose.9

Un exhausteur de pénétration

L’ajout de pentylène-glycol et de butylène-glycol (associés à l’acide hydroxyphénylpropamidobenzoïque), à la dose de 2 %, sous forme d’un ingrédient baptisé SymCalmin, permet d’augmenter le phénomène de pénétration cutanée de l’actif associé. Dans le cas présent, la dihydroavenanthramide.10 Idem dans le cas de la caféine (utilisation du pentylène-glycol à la dose de 5 %),11,12 avec un effet dose-dépendant. Idem dans le cas de la carnosine et de ses dérivés.13 Idem dans le cas de certains dérivés de vitamine C.14

Un ingrédient allergisant

Depuis le début des années 2000, on répertorie quelques cas d’allergie au pentylène-glycol et on lui donne timidement le nom d’allergène « émergent ».15 Des cas isolés, qui se produisent suite à l’utilisation de crèmes anti-âge, contour des yeux présentées comme étant hypoallergéniques ou pas, apaisantes « sans conservateur, sans parfum », émolliente.16-19

Ce substitut du propylène-glycol est considéré comme moins irritant, mais plus allergisant que ce dernier avec, toutefois, une prévalence d’allergie faible (0,53 % des personnes testées pour un échantillon composé de 1235 individus).20

Un ingrédient sûr d’emploi

Les marges de sécurité concernant cet ingrédient sont rassurantes, même dans le cas d’un produit utilisé fréquemment et en grande quantité (cas d’un produit solaire, par exemple).21

Le pentylène-glycol, en bref

Le pentylène-glycol est un ingrédient multi-casquette. Utilisé à faible dose, il est à la fois humectant, antimicrobien, exhausteur de pénétration. Il permet d’alléger les formules en agents conservateurs, en molécules tensioactives… A ce sujet il est top ! Un ingrédient plutôt bien toléré, même si quelques cas d’allergies sont à déplorer.

Bibliographie

1 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S073170852100604X

2 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0939641124000080

3 https://ec.europa.eu/growth/tools-databases/cosing/details/58983

4 Szumała P, Kaplińska J, Makurat-Kasprolewicz B, Mania S. Microemulsion Delivery Systems with Low Surfactant Concentrations: Optimization of Structure and Properties by Glycol Cosurfactants. Mol Pharm. 2023 Jan 2;20(1):232-240

5 Zhang Z, Song Q, Zhao Z, Chang K, Shu P, Wang J, Yan H, Zhang Y. Cosmetically Approved Short-Chain Alcohol/Triethyl Citrate/Water Surfactant-Free Microemulsions and Potential Application to Transdermal Penetration of α-Arbutin. Langmuir. 2024 May 28;40(21):11011-11022

6 Lee E, An S, Cho SA, Yun Y, Han J, Hwang YK, Kim HK, Lee TR. The influence of alkane chain length on the skin irritation potential of 1,2-alkanediols. Int J Cosmet Sci. 2011 Oct;33(5):421-5

7 Sigg M, Daniels R. Investigations on Alkanediols as Alternative Preservatives in a Nonionic Hydrophilic Cream. Pharmaceutics. 2020 Nov 20;12(11):1117

8 Myat Win S, Saelee M, Myo H, Khat-Udomkiri N. Microwave-Assisted Extraction of Phenolic Compounds and Antioxidants for Cosmetic Applications Using Polyol-Based Technology. J Vis Exp. 2024 Aug 23;210

9 Wang Q, Shao Y, Zhang T, Liu CL, Dong WS. One-pot conversion of xylose to 1,2-pentanediol catalyzed by an organic acid-assisted Pt/NC in aqueous phase. ChemSusChem. 2024 Jul 10:e202401109

10 Heuschkel S, Wohlrab J, Schmaus G, Neubert RH. Modulation of dihydroavenanthramide D release and skin penetration by 1,2-alkanediols. Eur J Pharm Biopharm. 2008 Sep;70(1):239-47

11 Krombholz R, Fressle S, Nikolić I, Pantelić I, Savić S, Sakač MC, Lunter D. ex vivo-in vivo comparison of drug penetration analysis by confocal Raman microspectroscopy and tape stripping. Exp Dermatol. 2022 Dec;31(12):1908-1919

12 Iliopoulos F, Sil BC, Monjur Al Hossain ASM, Moore DJ, Lucas RA, Lane ME. Topical delivery of niacinamide: Influence of neat solvents. Int J Pharm. 2020 Apr 15;579:119137

13 Goebel AS, Schmaus G, Neubert RH, Wohlrab J. Dermal peptide delivery using enhancer molecules and colloidal carrier systems–part I: carnosine. Skin Pharmacol Physiol. 2012;25(6):281-7

14 Iliopoulos F, Sil BC, Moore DJ, Lucas RA, Lane ME. 3-O-ethyl-l-ascorbic acid: Characterisation and investigation of single solvent systems for delivery to the skin. Int J Pharm X. 2019 Jul 19;1:100025

15 Corazza M, Schenetti C, Schettini N, Zedde P, Borghi A. Pentylene glycol: An emerging cosmetic allergen? Contact Dermatitis. 2022 Jan;86(1):44-46

16 Seremet T, Aerts O, Walker A, Wüthrich H, Dendooven E, Goossens A, Gilliet M. Allergic contact dermatitis from pentylene glycol in ‘hypoallergenic’ eye cosmetics. Contact Dermatitis. 2023 Jan;88(1):73-75

17 Gallo R, Russo R, Trave I, Murgioni F, Parodi A. Allergic contact dermatitis to pentylene glycol in an eye contour cream. Contact Dermatitis. 2020 Apr;82(4):254-255

18 Amado A, Taylor JS, Murray DA, Reynolds JS. Contact dermatitis to pentylene glycol in a prescription cream for atopic dermatitis: case report. Arch Dermatol. 2008 Jun;144(6):810-2

19 Foti C, Bonamonte D, Cassano N, Conserva A, Vena GA. Allergic contact dermatitis to propyl gallate and pentylene glycol in an emollient cream. Australas J Dermatol. 2010 May;51(2):147-8

20 Gallo R, Guarneri F, Ferrucci SM, Stingeni L, Hansel K, Corazza M, Borghi A, Foti C, Romita P, Patruno C, Napolitano M, Morini N, Trave I, Rigano L, Parodi A. Frequency of contact allergy to pentylene glycol. Retrospective cross-sectional study with data from the Società Italiana di Dermatologia Allergologica Professionale e Ambientale (SIDAPA). Contact Dermatitis. 2024 Mar;90(3):314-317

21 Steiner A, Kugarajan K, Wullimann M, Ruty B, Kunze G. Margin of safety of pentylene glycol derived using measurements of cutaneous absorption and volatility. Regul Toxicol Pharmacol. 2017 Jul;87:106-111