Copolymères double-hydrophiles stabilisateurs d’émulsion eau-dans-eau

Les émulsions eau-dans-eau (E/E) sont des systèmes de deux phases aqueuses immiscibles contenant des polymères hydrosolubles mais incompatibles. Grâce à la non-utilisation de solvants organiques, elles présentent un grand intérêt dans divers domaines d’applications tels que les domaines biomédical, alimentaire et cosmétique où les traces de ces solvants peuvent parfois être néfastes. Les émulsions E/E offrent la possibilité d’encapsuler, protéger et véhiculer des (bio)macromolécules hydrophiles au sein des gouttelettes de grande taille qu’elles génèrent, contrairement aux émulsions classiques (eau-dans-huile ou huile-dans-eau). Cependant, comme les émulsions classiques, ces émulsions E/E sont thermodynamiques instables et ont tendance à évoluer vers une séparation macroscopique de phase. Leur stabilisation demeure une thématique actuelle de recherches afin de pouvoir les utiliser industriellement. En effet, ces émulsions présentent une interface E/E très diffuse de quelques dizaine de nanomètres, aussi les petits tensioactifs moléculaires qui stabilisent efficacement les émulsions classiques s’avèrent inefficaces pour stabiliser des émulsions E/E. Au cours de la dernière décennie, les chercheurs se sont concentrés sur l’étude de la stabilisation des émulsions E/E par gélification d’une des deux phases ou par l’emploi de particules solides (stabilisation par Pickering) qui s’adsorbent alors à l’interface. Bien que ces méthodes permettent d’observer des émulsions E/E stables, rares sont ces émulsions qui résistent à la dilution. L’objectif de ce doctorat consistait à synthétiser des copolymères double-hydrophiles greffés ou dibloc aptes à stabiliser des émulsions E/E composées d’une phase riche en dextrane (Dex) et d’une phase enrichie de poly(oxyde éthylène) (POE) de telle sorte que la résistance à la dilution de ces émulsions soit améliorée. Ces copolymères sont composés de dextrane et de poly(méthacrylate d’oligo(éthylène glycol) méthyl éther) (POEGMA). Ils sont produits en mettant en œuvre une polymérisation RAFT sous irradiation UV de façon à polymériser les monomères (OEGMA300 ou OEGMA950) à partir d’agents de transfert macromoléculaires multi- et monofonctionnels dérivés du dextrane. La stabilisation des émulsions Dex/POE en utilisant ces copolymères double-hydrophiles s’est révélée concluante, alors que les mêmes copolymères ne stabilisent pas les émulsions POE/Dex. L’étude du mécanisme de stabilisation a mis en lumière que ces copolymères s’agrégeaient en phase continue POE puis s’adsorbaient à l’interface E/E. Dans un second temps, ces copolymères double-hydrophiles ont été dûment modifiés pour pouvoir mener une réaction de chimie-click thiol-yne directement à l’interface Dex/POE. Grâce à cette réticulation de l’interface, les émulsions Dex/POE sont désormais plus résistantes à la dilution, et ce jusqu’à un facteur de dilution de 4. Enfin, une étude préliminaire sur la dégradation enzymatique de ces copolymères réticulés a été menée.