ELABORATION DES SYSTEMES A LIBERATION CONTROLEE

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Les systèmes à libération contrôlée à base de céramique

Ces vingt dernières années, plusieurs variétés de céramiques ont été utilisées pour délivrer différentes molécules, non seulement à l’intérieur ou au voisinage des os, mais aussi en sous-cutané et en intramusculaire.
Ces céramiques sont des composés poly cristallins et réfractaires, constitués d’un ou de deux métaux combinés avec des éléments non métalliques comme l’oxygène.
Les plus utilisés sont l’hydroxyapatite, le phosphate tricalcique (βTCP), le phosphate de calcium et d’aluminium (ALCAP), le phosphate de calcium et de Zinc (ZCAP), la brushite, les nanoparticules de diamant. Elles présentent de nombreux avantages, car elles sont poreuses et présentent des qualités de biocompatibilité. Leur porosité, la taille des particules, le frittage, leur surface spécifique jouent un grand rôle dans la libération du ou des principes actifs.
Parmi ces céramiques, seule l’hydroxyapatite a une composition minérale proche de celle des os et des dents (Tableau I).

Etude théorique des profils de libération

La modélisation des profils de libération de substances actives à partir de matrices solides a fait l’objet de plusieurs travaux [11 ; 13- 17]
Deux méthodes ont été particulièrement utilisées :
¾ le calcul de la moyenne des efficacités de dissolution et,
¾ le paramétrage de la variation de la quantité de principe actif libérée en fonction du temps.

L’efficacité de dissolution

Ce paramètre a été suggéré par Khan [15]. Il est défini par le rapport existant entre la surface sous la courbe de dissolution à un temps t et la surface du rectangle correspondant à 100% de dissolution au même temps.
Pour faire des comparaisons des intervalles de temps constants doivent être choisis E.D.(%) = ∫0t Q(t)dt .100 (Eq.1)
E.D(%)= Efficacité de dissolution à un instant t,
Q(t) = Quantité de principe actif libérée en fonction du temps,
Q100 = Quantité de principe actif dans le comprimé.

Les profils de libération

Les courbes donnant la variation de la quantité de principe actif libérée en fonction du temps t (Qt), et de la quantité de principe actif libérée au bout d’un temps infini (Q∞) ont été paramétrées. Plusieurs types de profils ont été observés [17] et les variations en fonction du temps peuvent être complexes.
Parmi les plus simples, nous pouvons citer :
¾ Des cinétiques d’ordre zéro, en particulier pour les formes pharmaceutiques de type réservoir [16] avec : Qt = k.t (Eq.2)
Le principe actif est libéré à vitesse constante.
¾ Des cinétiques du premier ordre [16] avec : Qt = 1 − e−k.t (Eq.3)
La libération du principe actif est fonction de la concentration résiduelle dans la forme pharmaceutique.
¾ Des profils linéaires en fonction de la racine carrée du temps (modèle d’Higuchi) [11] avec Qt = k.t1 / 2 (Eq.4)
¾ Des profils linéaires en fonction de la racine cubique du temps (modèle de Hixon et Crowell) [14].
Dans ce travail, nous nous sommes intéressés plus particulièrement aux matrices à base d’apatite, qui sont des matrices solides et granulaires. Higuchi a établi des relations entre le taux de libération des substances actives et des constantes physiques en se basant sur de simples lois de diffusion [13].
Il a envisagé deux mécanismes de libération (figure1):
‐ à travers la surface d’une matrice homogène, la matrice joue le même rôle que le milieu de dissolution ;
‐ à travers une matrice granulaire, le milieu de dissolution pénètre dans la matrice et dissout le principe actif.

Les matières premières

L’amoxicilline : alpha amino-parahydroxybenzyl pénicilline

L’amoxicilline est un antibiotique de la famille des béta lactamines d’origine semi-synthétique dérivant de l’acide 6-amino pénicillanique. Elle est dotée d’une activité bactéricide et est très active sur les bactéries en phase de croissance ; sa toxicité est très faible.

Structure

Du point vu structural, l’amoxicilline se distingue de la Pénicilline G par la substitution du groupement benzyle par une chaine latérale.
C’est surtout le cycle aromatique présent dans la plus part des groupements R acyclant de l’acide amino-6 pénicillanique (6-APA) qui est responsable de l’absorption dans l’UV [19].
L’Amoxicilline absorbe à 272 nm [20].

Propriétés physiques

Elle peut se présenter sous deux formes : Amoxicilline anhydre et Amoxicilline trihydratée.
Elle se présente sous forme d’une poudre blanche ou presque blanche microcristalline, sans odeur ou presque [21].
Sa masse moléculaire est de 365,30 g/mol, son pka = 2,8 et sa température de fusion = 194°C. Sa solubilité est de 3430 mg par litre d’eau à 25°C ; à 20°C elle est de 4 g/l. L’Amoxicilline est soluble dans 400 parties d’eau, dans 100 parties d’alcool à 95°C et dans 200 parties d’alcool méthylique. L’Amoxicilline est aussi soluble dans les huiles fixes [21].

Données pharmacocinétiques

Sa biodisponibilité est de 95% par voie orale, son métabolisme est hépatique à 30% et sa demi-vie d’élimination est égale à 61,3 min. L’élimination de l’Amoxicilline se fait par voie rénale.

Dosage de l’Amoxicilline

L’Amoxicilline peut être dosée par plusieurs méthodes : spectrophotométrique (UV), iodométrique, potentiométrique, chromatographique [22].
La méthode spectrophotométrique a été utilisée pour le dosage de l’Amoxicilline à la longueur d’onde de 272 nm au cours de ce travail.
Les pénicillines sont connues pour leur instabilité vis-à-vis des variations de pH, de température, de pression et d’humidité [23].
Le principe est basé sur le fait que l’on mesure la diminution de l’intensité d’un faisceau lumineux monochromatique traversant une solution d’un chromogène. L’intensité mesurée est proportionnelle à la concentration de la substance dans la solution. D’où l’application de la loi de Beer-Lambert : A = ε. l. C.

Les excipients

l’hydroxyapatite

L’hydroxyapatite est la principale composante minérale de l’émail dentaire, la dentine et l’os [24]. Elle constitue le principal excipient que nous avons utilisé pour le développement des systèmes à libération contrôlée. Elle a été synthétisée au laboratoire de physique pharmaceutique.
-Structure chimique
L’hydroxyapatite est une forme naturelle d’apatite de calcium, de formule Ca5(PO4)3(OH), usuellement écrite Ca10(PO4)6(OH) 2 pour souligner le fait que la maille de la structure cristalline comprend deux molécules. L’hydroxyapatite est le membre hydroxylé du groupe apatite. L’ion OH- peut être remplacé par le fluor, le chlore ou le carbonate.
L’hydroxyapatite cristallise dans le système hexagonal (groupe d’espace : P63/m) [25], exceptionnellement dans le système monoclinique (groupe d’espace : P21/ b). Elle a une densité de 3,08 et une dureté de 5 sur l’échelle de Mohs. La poudre d’hydroxyapatite pure est blanche. Celles que l’on trouve dans la nature peuvent cependant être de couleur marron, jaune ou verte. On peut rapprocher ceci de la décoloration observée dans la fluorose dentaire [26].
Dans le système hexagonal chaque atome de phosphore est entouré par quatre atomes d’oxygène formant un tétraèdre [27] (figure 4 et 5).
Les atomes de calcium forment des triangles empilés le long de l’axe c, axe d’ordre 6 entrainant ainsi la formation d’un canal où se trouvent les anions OH-. Ceux-ci sont plus mobiles que les autres atomes et déterminent les propriétés spécifiques des composés de l’apatite. La présence de ce canal dans la structure cristalline explique la facilité avec laquelle des substitutions anioniques et cationiques peuvent se produire dans cette structure ; ainsi :
‐ Le calcium (Ca2+) peut être substitué par le Sr2+, Ba2+, Pb2+, ou Zn2+,
‐ Le OH- par F-,

Table des matières

INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE
CHAPITRE I : LES CERAMIQUES
I-1 Classification
I-2 La céramique d’hydroxyapatite
CHAPITRE II : LES SYSTEMES A LIBERATION CONTROLEE DE SUBSTANCES ACTIVES
II-1 Classification
II-2-Les systèmes à libération contrôlée à base de céramique
II.3- Etude théorique des profils de libération
II.3.1- L’efficacité de dissolution
II.3.2- Les profils de libération
DEUXIEME PARTIE
CHAPITRE I : ELABORATION DES SYSTEMES A LIBERATION CONTROLEE
I.1-Les matières premières
I.1.1- L’amoxicilline : alpha amino-parahydroxybenzyl pénicilline
a- Structure
b-Propriétés physiques
c- Données pharmacocinétiques
I.1.2- Les excipients
a- l’hydroxyapatite
b‐ Les liants
I.2- Le matériel de laboratoire
I-3- Elaboration des systèmes
CHAPITRE II : EVALUATION DES SYSTEMES A LIBERATION CONTROLEE A BASE D’AMOXICILLINE.
II-1- Essai d’uniformité de masse
II.2- Etude des profils la libération et résultats
II.3- Discussion
CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

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