Nella scienza applicata, la distinzione tra sintesi chimica e formulazione del prodotto rappresenta una divisione fondamentale. La prima si concentra sulla creazione di nuove entità molecolari, mentre la seconda riguarda l’ingegnerizzazione sofisticata di componenti esistenti in prodotti stabili e funzionali con caratteristiche prestazionali ottimizzate.
Questa distinzione è particolarmente cruciale nel settore della cura della persona, dove formule come shampoo, creme e lozioni devono bilanciare efficacia, stabilità, sicurezza e attrattività per il consumatore.
I tensioattivi costituiscono la base fondamentale dei detergenti, fungendo da agenti primari per la rimozione di sporco, oli e detriti da pelle e capelli. La concentrazione micellare critica (CMC) è una proprietà fisico-chimica chiave che regola il comportamento di tali ingredienti ed è definita come la soglia di concentrazione specifica alla quale i monomeri dei tensioattivi subiscono l’autoassemblaggio in strutture micellari organizzate.
Bioattività migliorata
I recenti progressi nella scienza dei colloidi e delle interfacce hanno consentito di indagare l’intricata relazione tra organizzazione dei tensioattivi e attività biologica. L’impatto specifico della formulazione mirata alla concentrazione micellare critica (CMC) sull’efficacia dei componenti bioattivi in sistemi complessi multi-ingrediente rimane sostanzialmente inesplorato.
Il presente lavoro, pubblicato su Next Materials, prende in esame la formulazione di precisione alla concentrazione micellare critica (CMC) del tensioattivo primario per produrre uno shampoo con prestazioni fisico-chimiche paragonabili alle formulazioni convenzionali ad alto tenore di tensioattivi, potenziando l’efficacia biologica degli attivi incorporati attraverso un’architettura micellare ottimizzata.
Nello specifico, è stato ipotizzato che la determinazione della concentrazione micellare critica (CMC) di sodium laureth sulfate (SLES) e la formulazione di uno shampoo a questa precisa concentrazione possano garantire prestazioni di pulizia e schiumogene equivalenti ad un preparato convenzionale ad alto contenuto di tensioattivi, migliorando al contempo la biodisponibilità e l’efficacia dei bioattivi incorporati, con conseguenti azioni antiossidanti e lenitive superiori.
La concentrazione micellare critica (CMC) del sodium laureth sulfate (SLES) è stata determinata tramite misurazioni di conduttività. Sono stati formulati due shampoo: un benchmark convenzionale con il 15% p/p di sodium laureth sulfate (SLES) e una versione ottimizzata utilizzando il tensioattivo in questione alla sua concentrazione micellare critica (CMC) determinata sperimentalmente.
Entrambi sono stati valutati per le principali proprietà fisico-chimiche (capacità di formare schiuma, dispersione dello sporco, tempo di bagnatura, viscosità, pH). Le attività biologiche sono state vagliate mediante saggi di scavenging dei radicali DPPH (2,2-difenil-1-picril-idrazile) e ABTS (2,2′-azino-bis (acido 3-etilbenzotiazolin-6-solfonico)) per il potenziale antiossidante e un saggio di inibizione della denaturazione dell’albumina sierica bovina (BSA) per le potenzialità lenitive.
Ottimizzazione degli ambienti micellari
La concentrazione micellare critica (CMC) di sodium laureth sulfate (SLES) è stata accuratamente determinata a 0,0013 mol/L (0,049% p/p). La formulazione a questa concentrazione ha prodotto uno shampoo con proprietà fisico-chimiche (volume di schiuma, potere detergente, viscosità) comparabili e accettabili, in linea con le prestazioni del benchmark ad alto tensioattivo.
La formulazione alla concentrazione micellare (CMC) ha mostrato un’attività biologica significativamente migliorata, con una IC50 inferiore nei test DPPH (118 µg/mL vs. 139 µg/mL) e ABTS (490 µg/mL vs. 595 µg/mL) e una maggiore inibizione della denaturazione proteica (65,2% vs. 58,1%).
In conclusione, lo studio soprariportato dimostra che l’applicazione strategica della concentrazione micellare critica (CMC) è un potente strumento per lo sviluppo di cosmetici a base di tensioattivi efficienti e ad alte prestazioni con un ridotto apporto di materie prime.
Mohammed Islam Charaf Eddine Hasnaoui, Abdelaali Belaid, Souheyla Bouayed-Agha, Hafsa Dellaoui, Oussama Bouras, Ahmed Chelihi, Brahim Bouras, The critical micelle concentration as a key determinant in shampoo formulations: Enhanced bioactivity with maintained performance, Next Materials, Volume 10, 2026, 101381, ISSN 2949-8228, https://doi.org/10.1016/j.nxmate.2025.101381
