Un polymère universel pour stabiliser des microcapsules à cœur(s) aqueux

L’encapsulation est un procédé largement utilisé dans les industries pharmaceutique, agroalimentaire ou cosmétique pour cloisonner, protéger et/ou relarguer une molécule d’intérêt (parfum, arôme, médicament, détergent…). Pourtant, les molécules hydrophiles sont généralement plus difficiles à encapsuler que les actifs lipophiles et il existe très peu de techniques simples et efficaces pour générer des microcapsules remplies d'une phase aqueuse.

 

Largement disponible, économique et biocompatible, l'alcool polyvinylique (PVA) est un polymère soluble dans l’eau couramment utilisé pour l'encapsulation de molécules lipophiles et la stabilisation d’émulsions « huile dans l’eau ». Des chercheurs du laboratoire Complex assemblies of soft matter (COMPASS - CNRS/Solvay/ Université de Pennsylvanie) aux Etats Unis ont récemment mis au point un nouveau procédé simple qui permet de préparer des capsules remplies d’eau stabilisées par un PVA aux propriétés particulières. Pour ce tour de force, ils ont exploité le fait que, lorsque le PVA est partiellement hydrolysé*, sa solubilité dans l’eau diminue quand la température augmente. Lorsque l'huile et la solution aqueuse de ce PVA singulier sont émulsionnées au-dessus d’une certaine température critique, une émulsion « eau dans huile » stabilisée par le PVA se forme aisément, tandis qu’à température ambiante, le même polymère stabilise des émulsions d’huile dans l’eau. Une re-dispersion de l’émulsion « eau dans huile » formée à haute température dans la phase aqueuse contenant le PVA permet ensuite de générer aisément des capsules multiples « eau dans huile dans eau ». Lorsqu’on évapore l’huile, on génère également des microcapsules « eau dans eau ». Les microcapsules peuvent être légèrement réticulées** pour augmenter leur stabilité à plus long terme. Ces résultats, publiés dans la revue ACS Applied Polymer Materials, ouvrent de nombreuses perspectives de dispersion et d’encapsulation de molécules hydrophiles.

 

* L’hydrolyse partielle du PVA est obtenue en ne convertissant qu’une partie des fonctions esters du polymère de départ, le polyacétate de vinyle, et ce dans une proportion parfaitement maitrisée (80% de fonctions hydrolysées).

** La réticulation consiste à attacher les chaînes de PVA ensemble par une réaction chimique permettant de consolider l’écorce des capsules en un réseau dense solide.

L’alcool polyvinylique partiellement hydrolysé permet de stabiliser à la fois des émulsions « eau dans l’huile » et « huile dans l’eau » en fonction de la température pour former simplement des microcapsules multiples.Cette image obtenue par microscopie optique confocale montre sur les mêmes objets les zones hydrophiles (gouttelettes d’eau marquées en fluorescence verte) et les zones hydrophobes (gouttelettes d’huile marquées en fluorescence rouge) © François Ganachaud

Référence

Hydrophilic and Double Hydrophilic/Hydrophobic Microcapsules using a Single, Thermally Responsive, Self-Sorting Dispersant Lérys Granado, Céline Burel, Rémi Giordanengo, Ahmed Alsayed, Denis Bendejacq et François Ganachaud, 23 mars 2021

https://doi.org/10.1021/acsapm.1c00077

Contact

François Ganachaud
Chercheur (Complex Assemblies of Soft Matter - COMPASS UMI3254, CNRS/Solvay/University of Pennsylvania)
Christophe Cartier dit Moulin
Chercheur à l'Institut parisien de chimie moléculaire & Chargé de mission pour la communication scientifique de l'INC
Anne-Valérie Ruzette
Chargée scientifique pour la communication - Institut de chimie du CNRS
Stéphanie Younès
Responsable Communication - Institut de chimie du CNRS