Thèse soutenue

Etude des phénomènes de sorption entre médicaments et dispositifs médicaux de la perfusion : approche empirique et fondamentale par simulation moléculaire
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Auteur / Autrice : Nicolas Tokhadzé
Direction : Valérie SautouBénédicte Mailhot-Jensen
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Recherche Clinique, Innovation Technologique et Santé Publique
Date : Soutenance le 23/06/2020
Etablissement(s) : Université Clermont Auvergne‎ (2017-2020)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences de la vie, santé, agronomie, environnement (Clermont-Ferrand)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Chimie de Clermont-Ferrand (Aubière, Puy-de-Dôme ; 2012-....)
Jury : Président / Présidente : Patrice Malfreyt
Examinateurs / Examinatrices : Pierrick Bedouch
Rapporteurs / Rapporteuses : Sylvie Crauste-Manciet, Gaël Grimandi

Résumé

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Lors de la perfusion de médicaments via des dispositifs médicaux (DM) à base de matériaux polymères, des phénomènes de sorption peuvent entrainer une perte de principe actif (PA) et donc le risque de ne pas administrer la bonne dose au patient, induisant ainsi une diminution voire une perte de l’activité thérapeutique. Le but de ce travail était dans un premier temps d’étudier expérimentalement les interactions de trois PA (diazépam, paracétamol et insuline) avec des DM isolés et avec des DM au sein d’un montage complet de perfusion composé d’une seringue, d’un prolongateur et d’un cathéter. Le suivi de la concentration en PA dans la solution a été réalisé par chromatographie liquide et les matériaux ont été analysés par spectroscopie infrarouge et mesure du potentiel zêta de surface. Dans un second temps, les interactions entre deux matériaux (Polychlorure de vinyle et Polyéthylène) et deux PA (paracétamol et diazépam) ont été simulées par des méthodes de dynamique moléculaire. Ce travail a permis de mettre en évidence des pertes de PA par sorption au contact de chacun des DM. Certains matériaux sont apparus comme étant plus à risque de sorption (Polychlorure de vinyle, Polyuréthane, Silicone) que d’autres (Polyéthylène, Styrène-Ethylènebutadiène-Styrène). Pour le montage complet, si des possibilités d'amélioration existent avec les prolongateurs commerciaux, il n'en va pas de même avec les cathéters, le choix des matériaux disponibles sur le marché étant limité. Les méthodes d’analyse de surface des matériaux ont permis d’apporter de nouveaux éléments permettant une meilleure compréhension des phénomènes à l’interface matériau/médicament. Enfin, l’utilisation des méthodes de simulation numérique des interactions par dynamique moléculaire dans l’étude des phénomènes de sorption constituait une approche inédite et a permis d’objectiver certains phénomènes difficilement accessibles par l’expérience. Cette technique a notamment permis de mettre en évidence le positionnement du principe actif vis-à-vis de la surface du matériau, et le calcul des PMF de différencier les phénomènes d’absorption et d’adsorption.