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L’alcool polyvinylique, un plastique liquide bourré de talent !

> 26 février 2024

L’alcool polyvinylique, un plastique liquide bourré de talent !

L’alcool polyvinylique (polyvinylic alcohol ou PVA) est un ingrédient utilisé dans de nombreux domaines industriels. On en met même un peu partout ; on tente d’en mettre un peu partout. Et on réussit assez bien, puisque l’on déverse environ 17 000 tonnes de PVA par an, dans les canalisations, aux Etats-Unis, par le biais des capsules de lavage. Si une partie se retrouve dans les boues d’épuration, une autre partie continue son chemin vers la nature.1 Y-est-elle appréciée ? Sans doute, pas trop… Intéressons-nous à cet ingrédient ubiquitaire, qui ne possède pas que des défauts. Très bien toléré par la peau ou la muqueuse oculaire, cette substance est l’ingrédient de base des masques pelables, qui se retirent d’une main et laissent la peau nette, fraiche et propre. Un petit tour dans la littérature scientifique et l’on se fera une idée contrastée de l’intérêt et des limites de cet ingrédient.

Un polluant, un « WSP » ubiquitaire

L’alcool polyvinylique est considéré comme un « WSP » (Water Soluble Polymer), car il s’agit d’un polymère hydrosoluble. En conséquence, on le classe donc dans la catégorie des « plastiques liquides ».

Cet ingrédient peut être retrouvé un peu partout, dans la mesure où il permet la fabrication de fibres textiles, d'adhésifs, de films hydrosolubles pour matériaux d'emballage ; on le retrouve également dans la pellicule entourant les dosettes de détergents pour machine à laver le linge et la vaisselle,2 dans des cosmétiques, des médicaments3 ou des dispositifs médicaux.4

En matière d’emballage, on trouve un certain nombre de travaux traitant de son emploi. Il peut être associé, par exemple, à du chitosan et à du 1,8 cinéole, afin de mettre au point des emballages permettant d’assurer la conservation des aliments, ainsi protégés.5 Des carottes coupées gardent toute leur fraicheur, quant à elle, une fois emballées avec un film à base d’amidon et d’oxyde de zinc.6 Même chose pour des tomates cerises ou des pommes de terre, protégées par un film à base d’alcool polyvinylique, de cellulose, de dioxyde de titane et d’extrait de pelures de pomme.7 Toutefois, il est bon de rappeler que le dioxyde de titane, à cause de son activité photocatalytique, ne fait pas forcément bon ménage avec l’alcool polyvinylique, accélérant la dégradation de ce dernier !8 A étudier de près !

Dans le domaine du médicament topique, il est possible de trouver des travaux concernant la mise au point de formes galéniques à libération prolongée. C’est par exemple le cas d’une préparation renfermant de la vitamine A acide (ou trétinoïne), liée de manière covalente à de l’alcool polyvinylique. Une hydrolyse lente de la fonction ester en question permet de libérer le principe actif au fil du temps. Cette libération se fait sur 10 jours in vitro, en 6 jours in vivo. Cette libération progressive permet d’éviter les effets indésirables liés à un bolus de ce principe actif.9

Un véhicule pour fertilisant plus ou moins polluant

Difficile de s’y retrouver avec cet ingrédient, présenté, par certains, comme un polluant et, par d’autres, comme un vecteur, susceptible de libérer progressivement, dans la zone souhaitée, de l’oxyde de zinc, proposé comme fertilisant. Un fertilisant dont on doit contrôler la libération dans les sols, puisque l’on sait, qu’à certaines concentrations, l’oxyde de zinc est toxique pour l’environnement.10 Un raisonnement un peu spécial vous l’avouerez !

Un agent filmogène, utilisé à pourcentages variables

En ce qui concerne le pourcentage d’emploi de cet ingrédient, considéré par l’inventaire européen comme un « agent filmogène, un agent rhéologique »,11,12 dans les cosmétiques, il est très variable si l’on en croit le CSSC. En 2014, les pourcentages utilisés dans les produits cosmétiques variaient de manière considérable, puisqu’ils s’échelonnaient de 0,0035 à 15 %. Le pourcentage d’emploi le plus élevé étant retrouvé dans des bandelettes ou patchs cutanés.13 Un ingrédient jugé, par ailleurs, sûr d’emploi.14

Un agent filmogène pour pansement « intelligent »

L’alcool polyvinylique est une matière première de choix pour la formulation d’hydrogels, destinés à entrer dans la composition de pansements. Il est, en effet, capable d'absorber le liquide qui exsude de la plaie, de contrôler la libération du principe actif antiseptique associé, en toute sécurité, du fait de son innocuité.15 On peut l’associer à du chitosan, connu pour ses propriétés cicatrisantes.16 Le nombre de publications sur le sujet ne se compte plus. Il n’y a qu’à se baisser !

Un agent filmogène pour produits solaires dits naturels

Décidément, le domaine de la protection solaire déchaine les passions et les chercheurs regorgent d’idées révolutionnaires à ce sujet. Que de publications sur ce thème… Ainsi, il est possible de trouver dans la littérature scientifique une publication qui traite d’une « microéponge », formulée à partir d’alcool polyvinylique et renfermant un extrait végétal… à destination de la protection UV.17 Cette publication indienne ne risque pas de trouver d’applications en Europe, dans la mesure où, pour être qualifié de produit solaire, il faut obligatoirement inclure dans sa formule des filtres UV listés en Annexe VI du Règlement (CE) N°1223/2009.

Un agent filmogène pour masques de tout genre

On nous propose, en effet, en 2021, un masque « écofriendly », réutilisable, biodégradable et antibactérien, à base d'alcool polyvinylique (PVA), de polyoxyéthylène glycol (PEG) et de nanofibres de cellulose, renfermant du dioxyde de titane. Plus résistant, plus écologique que le masque traditionnel en polypropylène, voilà ce que l’on nous dit de ce masque !18 Pas complètement convaincues ! Mieux sans doute, mais pas la panacée !

Et puis, dans le domaine cosmétique, et là ce n’est pas une surprise, on retrouve l’alcool polyvinylique comme ingrédient principal (utilisation à des pourcentages de l’ordre de 10 à 15 %)19 permettant la réalisation de masque peel-off (des masques pelables, qui forment un film plastique à la surface de la peau, épouse les traits du visage et se retire comme un gant).20,21 On y disperse, selon le cas, des actifs variés.22 L’obtention de ce film pelable se fait de manière simple selon le protocole suivant : on commence par dissoudre l’alcool polyvinylique dans l’eau. Un carbomère ou un autre gélifiant est ensuite dispersé dans l'eau chaude, pour former un gel, qui est ensuite mélangé à la solution d’alcool polyvinylique. D'autres excipients et additifs (glycérine, tensioactifs, conservateurs…) peuvent également être incorporés. Même chose en ce qui concerne l’actif choisi.23

Un agent mouillant pour lentilles de contact… entre autres

L'alcool polyvinylique est un agent mouillant, qui permet de réduire les symptômes de sécheresse oculaire et d'inconfort, liés au port de lentilles de contact.24 Toutefois, pour formuler des larmes artificielles, il semble que l’acide hyaluronique (0,1 %) soit plus intéressant que l’alcool polyvinylique (1,4 %).25,26 On arrive à la même conclusion, lorsque l’on compare l’acide polyacrylique (0,2 %) et l’alcool polyvinylique (1,4 %).27

Un ingrédient qui pourra être retrouvé, sans souci, dans les mascaras du marché.28

L’alcool polyvinylique, en bref

Tout n’est pas à jeter dans cet ingrédient ubiquitaire, qui présente des qualités évidentes. Sa qualification de « plastique liquide » appréciant le milieu aquatique n’est pas forcément très rassurante. Quid de son devenir dans la nature, du fait d’une utilisation concomitante dans des domaines aussi variés que l’agro-alimentaire, les domaines pharmaceutiques et médicaux ? Cet ingrédient pose questions. Il serait urgent de tenter d’y répondre, plutôt que de republier à l’infini le même genre de travaux. Oui, on l’a compris, l’alcool polyvinylique est un ingrédient intéressant dans le domaine de la formulation des pansements ; oui, on l’a compris, associé à toutes sortes de compères, il permet d’augmenter la durée de vie des fruits et légumes coupés en tranches ; oui, on l’a compris l’alcool polyvinylique est un ingrédient malicieux, qui permet de mettre au point des masques qui se retirent comme des chaussettes ; oui, on l’a compris l’alcool polyvinylique ne veut aucun mal à nos yeux… bien au contraire !!

Un plastique liquide bourré de talent, n’y a-t-il rien qui choque dans ce titre ?

Bibliographie

1 Rolsky C, Kelkar V. Degradation of Polyvinyl Alcohol in US Wastewater Treatment Plants and Subsequent Nationwide Emission Estimate. Int J Environ Res Public Health. 2021 Jun 3;18(11):6027

2 Nigro L, Magni S, Ortenzi MA, Gazzotti S, Della Torre C, Binelli A. Are "liquid plastics" a new environmental threat? The case of polyvinyl alcohol. Aquat Toxicol. 2022 Jul;248:106200

3 https://www.vidal.fr/medicaments/refresh-collyre-en-recipient-unidose-14260.html

4 https://www.vidal.fr/parapharmacie/exufiber-mech-steril-225771.html

5 Cheng C, Min T, Luo Y, Zhang Y, Yue J. Electrospun polyvinyl alcohol/chitosan nanofibers incorporated with 1,8-cineole/cyclodextrin inclusion complexes: Characterization, release kinetics and application in strawberry preservation. Food Chem. 2023 Aug 30;418:135652

6 Hu W, Zou Z, Li H, Zhang Z, Yu J, Tang Q. Fabrication of highly transparent and multifunctional polyvinyl alcohol/starch based nanocomposite films using zinc oxide nanoparticles as compatibilizers. Int J Biol Macromol. 2022 Apr 15;204:284-292

7 Nguyen SV, Lee BK. Multifunctional nanocomposite based on polyvinyl alcohol, cellulose nanocrystals, titanium dioxide, and apple peel extract for food packaging. Int J Biol Macromol. 2023 Feb 1;227:551-563

8 Goñi-Ciaurriz L, Senosiain-Nicolay M, Vélaz I. Aging Studies on Food Packaging Films Containing β-Cyclodextrin-Grafted TiO2 Nanoparticles. Int J Mol Sci. 2021 Feb 24;22(5):2257

9 Castleberry SA, Quadir MA, Sharkh MA, Shopsowitz KE, Hammond PT. Polymer conjugated retinoids for controlled transdermal delivery. J Control Release. 2017 Sep 28;262:1-9

10 Knijnenburg JTN, Kasemsiri P, Amornrantanaworn K, Suwanree S, Iamamornphan W, Chindaprasirt P, Jetsrisuparb K. Entrapment of nano-ZnO into alginate/polyvinyl alcohol beads with different crosslinking ions for fertilizer applications. Int J Biol Macromol. 2021 Jun 30;181:349-356

11 https://ec.europa.eu/growth/tools-databases/cosing/details/79330

12 Budai L, Budai M, Fülöpné Pápay ZE, Szalkai P, Niczinger NA, Kijima S, Sugibayashi K, Antal I, Kállai-Szabó N. Viscoelasticity of Liposomal Dispersions. Nanomaterials (Basel). 2023 Aug 15;13(16):2340

13 Burnett CL. Polyvinyl Alcohol. Int J Toxicol. 2017 Sep/Oct;36(5_suppl2):46S-47S

14 National Toxicology Program. NTP Toxicology and Carcinogenesis Studies of Polyvinyl Alcohol (CAS No.9002-89-5) in Female B6C3F1 Mice (Intravaginal Studies). Natl Toxicol Program Tech Rep Ser. 1998 May;474:1-110

15 Liu J, Jiang W, Xu Q, Zheng Y. Progress in Antibacterial Hydrogel Dressing. Gels. 2022 Aug 12;8(8):503

16 Ahmed R, Tariq M, Ali I, Asghar R, Noorunnisa Khanam P, Augustine R, Hasan A. Novel electrospun chitosan/polyvinyl alcohol/zinc oxide nanofibrous mats with antibacterial and antioxidant properties for diabetic wound healing. Int J Biol Macromol. 2018 Dec;120(Pt A):385-393

17 Dutta D, Goyal N, Kumar Sharma D. Formulation and development of herbal microsponge sunscreen gel. J Cosmet Dermatol. 2022 Apr;21(4):1675-1687

18 Li Q, Yin Y, Cao D, Wang Y, Luan P, Sun X, Liang W, Zhu H. Photocatalytic Rejuvenation Enabled Self-Sanitizing, Reusable, and Biodegradable Masks against COVID-19. ACS Nano. 2021 Jul 27;15(7):11992-12005

19 O'Reilly Beringhs A, Rosa JM, Stulzer HK, Budal RM, Sonaglio D. Green clay and aloe vera peel-off facial masks: response surface methodology applied to the formulation design. AAPS PharmSciTech. 2013 Mar;14(1):445-55

20 Thewanjutiwong S, Phokasem P, Disayathanoowat T, Juntrapirom S, Kanjanakawinkul W, Chaiyana W. Development of Film-Forming Gel Formulations Containing Royal Jelly and Honey Aromatic Water for Cosmetic Applications. Gels. 2023 Oct 13;9(10):816

21 Velasco MV, Vieira RP, Fernandes AR, Dario MF, Pinto CA, Pedriali CA, Kaneko TM, Baby AR. Short-term clinical of peel-off facial mask moisturizers. Int J Cosmet Sci. 2014 Aug;36(4):355-60

22 Munnier E, Al Assaad A, David S, Mahut F, Vayer M, Van Gheluwe L, Yvergnaux F, Sinturel C, Soucé M, Chourpa I, Bonnier F. Homogeneous distribution of fatty ester-based active cosmetic ingredients in hydrophilic thin films by means of nanodispersion. Int J Cosmet Sci. 2020 Oct;42(5):512-519

23 Prasetyo BE, Rafika D, Laila L, Aminah F. Physical Evaluation and Anti-Aging Effect of Red Bean Ethanolic Extract (Vigna angularis (Wild.) Ohwi & Ohashi) Peel-Off Gel Mask. Open Access Maced J Med Sci. 2019 Nov 14;7(22):3907-3910

24 Phan CM, Subbaraman LN, Jones LW. Uptake and Release of Polyvinyl Alcohol from Hydrogel Daily Disposable Contact Lenses. Optom Vis Sci. 2019 Mar;96(3):180-186

25 Vico E, Quereda A, Benítez-Del-Castillo JM, Fernández C, García-Sánchez J. A comparative study of 0.15% sodium hyaluronate versus polyvinyl alcohol in the treatment of dry eyes. Arch Soc Esp Oftalmol. 2005 Jul;80(7):387-94

26 McDonald CC, Kaye SB, Figueiredo FC, Macintosh G, Lockett C. A randomised, crossover, multicentre study to compare the performance of 0.1% (w/v) sodium hyaluronate with 1.4% (w/v) polyvinyl alcohol in the alleviation of symptoms associated with dry eye syndrome. Eye (Lond). 2002 Sep;16(5):601-7

27 Pucker AD, Ng SM, Nichols JJ. Over the counter (OTC) artificial tear drops for dry eye syndrome. Cochrane Database Syst Rev. 2016 Feb 23;2(2):CD009729

28 https://incibeauty.com/ingredients/2858-polyvinyl-alcohol

 

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