Particules colloïdales multifonctionnalisées pour la vectorisation d'un principe actif : vers une nouvelle formulation pour la dermatologie

par Maëla Choimet

Thèse de doctorat en Science et Génie des Matériaux

Sous la direction de Christophe Drouet et de Audrey Tourrette.


  • Résumé

    L’acné est la dermatose la plus courante dans le monde. Cette pathologie, à causes multiples, peut impliquer des traitements longs dont l’efficacité reste à améliorer. Au niveau topique, le ciblage de la surface cutanée et en particulier des foyers infectieux (impliquant notamment la bactérie P. acnes) est un axe de recherche visant un meilleur traitement de la pathologie. Ces travaux de thèse s’inscrivent dans cet objectif, et portent sur l’utilisation de particules submicroniques minéral-organiques à base d’apatites bio-inspirées pour le traitement de l’acné en vue de la vectorisation d’un antibiotique via une nouvelle formulation galénique. Dans un premier temps, les recherches se sont focalisées sur l’élaboration et la caractérisation physico-chimique de particules apatitiques préparées en présence d’un agent dispersant. Parmi les conditions testées, un protocole de référence permettant d’obtenir une suspension colloïdale de particules d’apatite de diamètre hydrodynamique moyen (DLS) de 180 nm, stabilisées à l’aide d’un polyéthylène glycol phosphonaté, a été retenu. L’analyse des particules par DRX et IRTF a mis en évidence le caractère nanocristallin biomimétique de la phase apatitique. Dans un second temps, l’adsorption d’une molécule modèle phosphatée puis d’un antibiotique – le phosphate de clindamycine (ClindP) – a été quantifiée et analysée à l’aide de différents modèles d’adsorption. Par ailleurs, la possibilité d’une incorporation d’ions biologiquement actifs (ex : antibactériens, antiinflammatoires) tels que Cu2+ et/ou Zn2+ dans l’apatite colloïdale a été établie. Dans un troisième temps, des évaluations biologiques ainsi que divers essais de suivi des particules ont été entrepris. L’interaction avec des éléments du sang – globules rouges et protéines plasmatiques – a été explorée (dans l’éventualité d’une application sur peau lésée), mettant en évidence l’excellente hémocompatibilité de ces particules colloïdales. Différentes techniques de suivi des particules ont ensuite été abordées sur membranes synthétiques et sur explants d’oreilles de porcs, telles que l’utilisation de cellules de Franz en modes statique et dynamique, ou encore la microscopie confocale Raman. Les résultats obtenus indiquent que cette dernière technique est adaptée à l’étude de la localisation cutanée de ces particules colloïdales, et montrent une accumulation de celles-ci au niveau de l’épiderme et des follicules pileux. Enfin, une étude préliminaire d’élaboration et de caractérisation d’une forme galénique (bigel) a été abordée

  • Titre traduit

    Multifunctional colloidal particles for drug delivery : towards a new dermatological formulation


  • Résumé

    Acne is the most frequent dermatosis in the world. This multifaceted pathology may necessitate long-term treatments which can be improved. For a topical application, the idea of targeting the skin surface and in particular infected pilosebaceous units (involving bacteria such as P. acnes) is one approach for a better treatment of this pathology. This thesis work follows this objective, and deals with the use of submicron mineral-organic particles based on bio-inspired apatite for the treatment of acne, in view of drug delivery via a new galenic formulation. In a first stage, research was focused on the synthesis and physicochemical characterization of apatitic particles prepared in the presence of a dispersing agent. Among the tested conditions, a reference protocol was retained, allowing the obtainment of a colloidal suspension of apatite particles with a mean hydrodynamic diameter (DLS) of 180 nm, stabilized with phosphonated polyethyleneglycol. XRD and FTIR evidenced the biomimetic nanocrystalline nature of the apatitic phase. In a second stage, the adsorption of a model phosphate molecule and then of an antibiotic – clindamycin phosphate (ClindP) – was quantified and analyzed with regard to various adsorption models. Moreover, the possibility to incorporate biologically-active ions (e.g. antibacterial, antiinflammatory) such as Cu2+ and/or Zn2+ in colloidal apatite was established. In a third part, biological evaluations as well as particle follow-up experiments were performed: the interaction with blood components – red blood cells and plasma proteins – was explored (in the eventuality of application on damaged skin), evidencing the excellent hemocompatibility of these colloidal particles. Various particle follow-up techniques were then considered, involving synthetic membranes and porcine ear skin, such as the use of Franz cells in static and dynamic modes or else Raman confocal microscopy. Results indicate that the latter technique is suitable for the study of the localization of these colloidal particles within the skin, and point out their accumulation on the epidermis and hair follicles. Finally, a preliminary study was carried out on the setup and characterization of a galenic form (bigel).


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