Fonctionnalisation de l'acide alginique et de ses sels comme nouveaux excipients dans la formulation de comprimés pharmaceutiques.

par Rihab Benabbas

Projet de thèse en Biomatériaux

Sous la direction de Bernard Bataille.

Thèses en préparation à Montpellier , dans le cadre de Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau (Montpellier ; École Doctorale ; 2015-...) , en partenariat avec ICGM-Institut Charles Gerhardt de Montpellier (laboratoire) depuis le 01-10-2017 .


  • Résumé

    Du fait de leur caractère no toxique, biodégradable et biocompatible, les polysaccharides d'origine naturelle présentent un regain d'intérêt dans la formulation des médicaments. L'acide alginique et ses dérivés font partie de ces bio-ressources qui possèdent une structure polysaccharidique. Les algues marines représentent une nouvelle ressource inattendue et prometteuse, et constituent une forme de biomasse valorisable. Comme le mentionne le Centre de Développement des Energies Renouvelables Algérien (CDER), au Centre National de Recherche et de Développement de la Pêche et de l'Aquaculture (CNRDPA) de nombreuses études se concentrent sur la valorisation de cette bio ressource. Kord Afaf, chercheur au CNRDPA, précise notamment (http://portail.cder.dz/spip.php?article4409) la « richesse encore déprisée » que représente cette matière première, dans les secteurs aussi variés de l'alimentation, la pharmacie, la cosmétologie ou encore les biocarburants. Le présent projet de recherche s'inscrit dans cette dynamique de valorisation des produits naturels et tout particulièrement en concentrant les connaissances dans le domaine pharmaceutique sur l'étude de l'acide alginique et de ses dérivés, excipients à fonctionnalité maîtrisée dans la formulation de comprimés pharmaceutiques. Prenant appui sur un état de l'art décrivant leur utilisation comme excipient multifonctionnel (désintégrant, agent matriciel, etc.), ces polymères présentent diverses propriétés (gélification, gonflement, déformation, capillarité) lors de leur hydratation en fonction des procédés et conditions de production. Il est donc nécessaire de maîtriser ces propriétés qui sont responsables de la fonctionnalité spécifique de l'excipient. Les possibilités de modification de la structure de l'acide alginique et ses sels ouvrent des perspectives non encore explorées pour optimiser son utilisation comme excipient multifonctionnel. Ce travail se fixe donc pour objectif principal, l'exploration de différentes modifications pouvant être apportées à l'acide alginique et ses dérivés, qui leur permettront de présenter les différentes propriétés requises pour un excipient multifonctionnel utilisable dans la formulation de comprimés élaborés par compression directe. Dans un premier temps, le doctorant sera amené à élaborer et à développer diverses stratégies et procédés de production (réticulation par utilisation d'ions divalents, procédés et conditions de séchage, substitution de groupements fonctionnels). Différentes structures d'acide alginique (ratio acide guluronique/mannuronique) seront utilisées comme matériau initial afin de produire (à l'échelle du laboratoire) et de caractériser par des techniques d'analyse multi-échelles des matériaux présentant différentes fonctionnalités. En parallèle, les matériaux conçus feront l'objet d'études de caractérisation physico-chimique fines (MEB, DSC, TGA, Rx, BET, …) pour piloter les choix et affinements des modifications ultérieures. Des études de comportement rhéologiques lors de leur hydratation (force de gonflement, mouillabilité, …) viendront compléter cet arsenal de connaissances. Dans un second temps, ces matériaux feront l'objet d'une analyse systématique de leurs comportements mécaniques sous contrainte de compression en utilisant un simulateur de presse à compression industrielle instrumenté, de toute dernière génération. Cette étude permettra d'apprécier les différentes propriétés de déformation mécaniques induites par les modifications des procédés de production. A travers cette étude, il sera possible de déterminer l'aptitude à la compression, la compressibilité et la compactibilité de ces nouveaux matériaux et nécessaires à tout excipient conçu pour la compression directe. Finalement, ces nouveaux matériaux seront formulés avec des principes actifs modèles afin de produire et de caractériser par des essais pharmacotechniques des comprimés pharmaceutiques selon les normes en vigueur, ce qui permettra de vérifier les fonctionnalités d'usage des nouveaux matériaux obtenus.

  • Titre traduit

    Functionalization of alginic acid and its salts as new excipients in the formulation of pharmaceutical tablets


  • Résumé

    Because of their no-toxic, biodegradable and biocompatible nature, natural polysaccharides present a renewed interest in the formulation of medicines. Alginic acid and its derivatives form a part of these bio-resources which possess a polysaccharide structure. Marine algae represent an unexpected and promising new resource and form a biomass. As mentioned by the Center for the Development of Renewable Energies in Algeria (CDER), to the National Center for Research and Development of Fisheries and Aquaculture (CNRDPA) of many studies focus on the valorisation of this bio resource. Kord Afaf, CNRDPA Researcher, in particular (http://portail.cder.dz/spip.php?article4409) the "still deprived wealth" represented by this raw material, in the varied sectors of food, pharmacy, cosmetology and biofuels. The present research project is part of this dynamic of valorization of natural products and particularly by concentrating knowledge in the pharmaceutical field on the study of alginic acid and its derivatives, excipients with controlled functionality in the formulation of tabletspharmaceuticals. Based on a state of the art describing their use as a multifunctional excipient (disintegrant agent matrix, etc.), these polymers have various properties (gelling, swelling, deformation, capillarity) during their hydration according to the production processes and conditions. It is therefore necessary to these properties which are responsible for the specific functionality of the excipient. Modification possibilities of the structure of alginic acid and its salts open perspectives not yet explored to optimize its as a multifunctional excipient. The main aim of this work is therefore to explore various changes that could be made to alginic acid and its derivatives, which will enable them to present the different properties required for a multifunctional excipient suitable for use in the formulation of tablets produced by direct compression. As a first step, the PhD student will develop and develop various strategies and production (cross-linking by use of divalent ions, drying processes and conditions, substitution of functional groups). Different structures of alginic acid (guluronic acid / mannuronic acid ratio) will be used as an initial material to produce (laboratory-scale) and to characterize by multi-scale analysis techniques of materials with different functionalities. At the same time, materials will be subjected to fine physicochemical characterization studies (SEM, DSC, TGA, Rx, BET, ...) to drive the choices and refinements of subsequent modifications. Rheological behavior studies of their hydration (swelling force, wettability, ...) will complement this arsenal of knowledge. In a second step, these materials will be the subject of a systematic analysis of their behaviors Mechanics under compression stress using an industrial compression press simulator instrumented, of last generation. This study will enable us to appreciate the different mechanical deformation induced by changes in production processes. Through this study, it will be possible to determine the compressibility, compressibility and compactness of these new materials and necessary for any excipient designed for direct compression. Finally, these new materials will be formulated with model active ingredients in order to produce and pharmacotechnic tests of pharmaceutical tablets in accordance with current which will make it possible to check the functionalities of use of the new materials obtained.