Soutenance mémoire
Un gel est un type particulier de colloïde. Il peut être défini soit comme un solide déformable et élastique, formé par un assemblage de particules colloïdales, de gouttes ou de macromolécules reliées les unes aux autres, soit comme un liquide semi-solide. Les gels sont donc des préparations semi-solides de consistance molle. Ils sont constitués de liquides gélifiés à l’aide d’agents gélifiants appropriés. Il existe des gels hydrophobes ou oléogels et des gels hydrophiles ou hydrogels. Les gels hydrophobes sont des préparations dont l’excipient est habituellement de la paraffine liquide additionnée de polyéthylène, ou des huiles grasses gélifiées par de la silice colloïdale ou des savons d’aluminium ou de zinc. Par contre, les gels hydrophiles sont des préparations dont l’excipient est habituellement de l’eau, du glycérol ou du propylène glycol gélifiés à l’aide d’agents gélifiants appropriés tels que des poloxamères, de l’amidon, des dérivés de la cellulose, des carbomères ou des silicates de magnésium-aluminium [1].
Les gels peuvent aussi être obtenus à l’aide de tensioactifs, d’émulsions, de suspensions ou de polymères [2]. Ainsi, il existe plusieurs facteurs physicochimiques qui interviennent dans la formulation et la stabilisation des gels. De plus, les gels présentent un grand intérêt dans les domaines tels que la pharmacie, la clinique, la cosmétologie, l’industrie agro-alimentaire etc. Les gels pourraient être utilisés dans l’industrie pharmaceutique pour protéger des principes actifs, leur servir de réservoir et permettre leur libération contrôlée grâce à leur très grande qualité de pénétration. En cosmétologie, les gels ont un fort potentiel pour la formulation cosmétique et de nombreuses préparations existent sous cette forme.
La peau : structure, fonction et application topique
Structure et fonction de la peau
La peau est l’un des organes les plus importants de l’organisme, avec une surface d’environ 1,8 m2 et un poids estimé à 4 kg pour un adulte de 70 kg [3]. C’est un organe hétérogène, composé de trois couches principales : l’épiderme, le derme et l’hypoderme .
L’épiderme
L’épiderme est la couche la plus superficielle de la peau, en contact avec l’extérieur. Son épaisseur varie en fonction de sa localisation : 0,05 mm à la paupière, 1,5 mm aux paumes des mains et plante des pieds. La moyenne est de 0,1 mm. L’apport en nutriments de l’épiderme dépend du derme. Pour cela, un liquide intercellulaire, en provenance des vaisseaux sanguins du derme, est diffusé dans l’épiderme. Ce dernier est constitué de cinq couches de cellules ou kératinocytes qui synthétisent la kératine à la suite de modifications structurales et biochimiques. Le stratum corneum ou couche cornée est la couche la plus superficielle. Cette strate est en renaissance permanente. En quatre semaines environ, la totalité de la strate est renouvelée. Elle joue un rôle important dans les mécanismes de cicatrisation et de migration des kératinocytes basaux [4-7].
Le stratum lucidum est une couche singulière. Cette couche n’apparaît qu’aux paumes des mains et à la plante des pieds. Elle contient une substance nommée l’éléidine, qui se transforme en kératine au cours de la migration des kératinocytes vers le stratum corneum. Le stratum granulosum est une couche granuleuse. Elle est composée d’une à cinq couches de cellules nucléées de forme aplatie. Elle contient des grains de kératohyaline. Le stratum spinosum est la couche centrale de l’épiderme. Elle est composée de cinq à dix rangées de cellules cuboïdales qui s’aplatissent avec leur arrivée au stratum granulosum. Cette couche donne une grande résistance mécanique à l’ensemble de l’épiderme [8]. Le stratum germinativum est la couche basale. C’est la couche la plus complexe de l’épiderme. Il contient des kératinocytes et des mélanocytes et s’appuie sur la membrane basale, couche continue introduite entre les cellules de la couche basale et le derme. Il joue un rôle très important dans l’intégrité de l’épiderme.
Le derme
Le derme se situe juste en-dessous de l’épiderme. Il forme la couche la plus épaisse de la peau allant de 1 mm pour le visage à 4 mm pour le dos et la cuisse. Il est séparé de l’épiderme par la membrane basale qui représente un filtre de diffusion vis-à-vis des produits qui circulent entre le derme et l’épiderme [9]. Le derme est un tissu conjonctif qui contient des cellules appelées fibroblastes entourées par une matrice extracellulaire, des vaisseaux sanguins et des terminaisons nerveuses. Les glandes sudorales et sébacées siègent aussi dans le derme. Ce dernier assure les fonctions mécaniques, thermiques et énergétiques de l’épiderme [5]. C’est dans le derme que les cellules se multiplient pour remplacer celles qui sont éliminées. Il contient de nombreux vaisseaux sanguins qui assurent la nutrition de l’épiderme. La couche du tissu adipeux, formant l’hypoderme, est située sous le derme, structure complexe bien plus épaisse que l’épiderme. Le derme est formé de deux régions anatomiques : le derme papillaire et le derme réticulaire. Le premier est également appelé derme superficiel, riche en vaisseaux, il est composé de fibres de collagène. Le second est la couche la plus résistante de la peau. Son épaisseur varie en fonction de sa localisation. Le derme joue un rôle majeur dans la thermorégulation de l’organisme par la modification du tonus de la paroi de ses nombreux vaisseaux. Il participe à l’hydratation cutanée, grâce aux protéines hydrophiles [10, 11].
L’hypoderme
L’hypoderme est la couche la plus profonde de la peau. C’est un tissu adipeux qui constitue un réservoir énergétique de l’organisme. Il est capable de stocker les lipides sous forme de triacylglycérols (ou triglycérides) ou de les libérer sous forme d’acides gras et de glycérol. L’hypoderme se trouve essentiellement dans les parties du corps devant supporter un impact important, comme les fesses ou les talons. Il est quasi-inexistant dans les autres zones. Son rôle est d’amortir les pressions auxquelles la peau est soumise. Avec la graisse comme isolant et les glandes sudorales qui fabriquent et expulsent la sueur via de petits canaux invisibles à l’œil nu, il joue un rôle dans la thermorégulation et protège l’organisme des variations de température [5].
Les annexes cutanées
Comme annexes de la peau, on peut citer :
➤ La peau des doigts indispensables à la sensibilité tactile fine et à la préhension d’objets fins.
➤ Les poils formés de deux parties : la racine et la tige.
➤ Les cheveux formés de 100 à 150 000 follicules pileux.
Absorption cutanée
L’absorption cutanée désigne l’ensemble des mécanismes qui assurent habituellement le passage d’une substance qui est appliquée sur la peau, jusqu’au niveau du système sanguin, à condition qu’il n’existe surtout pas de lésions traumatiques ou une maladie particulière de la peau (certaines dermatoses) [12]. En effet, elle est le terme consacré pour décrire la pénétration d’une molécule déposée à la surface de la peau, au travers du stratum corneum et des couches sous- jacentes. Les molécules actives dont on souhaite le passage sont rarement isolées, elles se trouvent le plus souvent au sein d’une formulation qui, selon les cas, peut être une crème, une pommade, une lotion, un gel… L’absorption cutanée prend en compte plusieurs notions :
➤ -la pénétration décrit l’entrée de la substance dans une couche ou structure particulière, par exemple dans la couche cornée,
➤ la perméation décrit la pénétration d’une couche vers une autre, qui est fonctionnellement et structuralement différente de la première couche,
➤ la résorption décrit le transport de la substance vers les vaisseaux sanguins et/ou lymphatiques : dans la plupart des cas, ce processus conduira la substance résorbée vers la circulation sanguine générale,
➤ l’absorption concerne l’ensemble des processus mentionnés ci-dessus, indiquant la quantité finale de la substance qui se retrouve dans la peau après son application sur la surface cutanée .
Le flux de substances actives dans la peau peut être optimisé par :
➤ une activité thermodynamique maximale du pérmeat (liquide ayant traversé une membrane par un processus de séparation chimique) dans son véhicule,
➤ l’utilisation des actifs dans un état de saturation,
➤ l’incorporation de promoteurs de pénétration qui agissent par augmentation de la solubilité du perméat dans la peau ou par stimulation de la diffusivité à travers la peau .
Application topique
L’application d’un produit sur la peau est appelée « application topique ». Cette voie d’administration concerne des formulations pharmaceutiques et cosmétiques. La peau peut être la cible des principes actifs en elle-même ou bien elle peut être considérée comme une voie d’administration systémique des médicaments [8].
Avantages de l’application topique
L’application topique présente plusieurs intérêts dont :
➤ prolongation d’action du P.A,
➤ libération de taux constants de P.A,
➤ confort du patient,
➤ P.A non dégradé (pas d’effets de premier passage hépatique) entre autres [12].
Formulations utilisées dans l’application topique
La « formulation à l’usage topique » consiste en l’administration d’une substance sur la peau. Il existe une grande variété de formulations qui peuvent être utilisées sur la peau. On peut distinguer différentes formes : solides (patches), semi-solides (gels, sticks, pommades, crèmes) et liquides (lotions, laits et shampooings). D’un point de vue physicochimique, nous parlons d’émulsions, de mousses, de gels, de suspensions, de poudres et de solutions aqueuses et huileuses [13-15].
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Table des matières
INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE: REVUE DE LA LITTERATURE
Chapitre I La peau : structure, fonction et application topique
I.1 Structure et fonction de la peau
I.1.1 L’épiderme
I.1.2 Le derme
I.1.3 L’hypoderme
I.1.4 Les annexes cutanées
I.2 Absorption cutanée
I.3 Application topique
I. 3.1 Avantages de l’application topique
I.3.2 Formulations utilisées dans l’application topique
Chapitre II: Généralités sur les gels
II.1 Historique et définitions
II.1.1 Historique
II.1.2 Définitions
II.1.2.1 Etat colloïdal
II.1.2.2 Gel
II.1.2.3 Transition sol-gel
II.2 Classification et composition des gels
II.2.1 Classification
II.2.1.1 Gel physique
II.2.1.2 Gel chimique
II.2.2 Composition
II.2.2.1 Gélifiants
II.2.2.2 Solvants
Chapitre III. Formulation, contrôles et utilisations des gels
III.1 Formulation
III.1.1 Formulation par méthode physique
III.1.2 Formulation par méthode chimique
III.2 Contrôles des gels
III.2.1 Nature de l’agent gélifiant
III.2.2 Concentration en gélifiant
III.2.3 Force ionique du milieu
III.2.4 pH
III.2.5 Température
III.2.6 Thixotropie
III.3 Utilisations des gels
DEUXIEME PARTIE: TRAVAIL EXPERIMENTAL
I. Objectifs
II. Cadre etude
III. Matériel et méthodes
III.1 Matériel
III.1.1 Appareillage et verrerie
III.1.2 Matières premières
III.1.2.1 Phase huileuse
III.1.2.2 Phase gélifiante
III.1.2.3 le principe actif : La griséofulvine
III.1.2.4 Autres composés utilisés 31
III.2 Méthodes de préparation des gels
III.2.1 Caractérisation physico-chimique des gels
III.2.1.1 Examen macroscopique
III.2.1.2 Examen microscopique
III.2.1.3 Mesure de la conductivité
III.2.1.4 Mesure du pH
III.2.2 Etude de l’activité
III.2.3 Analyse quantitative des PA
III.2.3.1 Déstabilisation et extraction des PA
III.2.3.2 Dosage des PA
IV. Résultats
IV.1 Caractérisation physico-chimique
IV.1.1 Examen macroscopique
IV.1.2 Examen microscopique
IV.1.3 Conductivité
IV.1.4 Valeurs du pH
IV.1.4.1 Gels à base de silice colloïdale avec 0,5% de griséofulvine
IV.1.4.2 Gels à base de silice colloïdale avec 1% de griséofulvine
IV.1.4.3 Gels à base de silice colloïdale avec 1,5% de griséofulvine
IV.2 Etudes de l’activité
IV.2.1 Gels à base de silice colloïdale avec 0,5% de griséofulvine
IV.2.2 Gels à base de silice colloïdale avec 1% de griséofulvine
IV.2.3. Gels à base de silice colloïdale avec 1,5 % de griséofulvine
IV.3 Dosage des PA
V. DISCUSSION
CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
