Présentation
Auteur(s)
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Joël RICHARD : Ancien élève de l’École normale supérieure de Cachan - Docteur en sciences des matériaux - Directeur Recherche et Développement de Mainelab S.A.
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Jean-Pierre BENOÎT : Professeur à la faculté de pharmacie d’Angers
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Lire l’articleINTRODUCTION
La microencapsulation regroupe l’ensemble des technologies qui permettent la préparation de microparticules individualisées, constituées d’un matériau enrobant contenant une matière active.
Les microparticules présentent une taille comprise entre environ 1 µm et 1 mm et contiennent typiquement entre 5 et 90 % (en masse) de matière active. Les matières actives sont d’origines très variées : principes actifs pharmaceu-tiques, actifs cosmétiques, additifs alimentaires, produits phytosanitaires, essences parfumées, micro-organismes, cellules, ou encore catalyseurs de réaction chimique... Les matériaux enrobants sont des polymères d’origine naturelle ou synthétique, ou des lipides. Les microparticules obtenues présentent deux types de morphologies :
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soit une microcapsule, c’est-à-dire une particule réservoir constituée d’un cœur de matière active liquide (plus ou moins visqueux) ou solide, entouré d’une écorce solide continue de matériau enrobant ;
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soit une microsphère, c’est-à-dire une particule constituée d’un réseau macromoléculaire ou lipidique continu formant une matrice dans laquelle se trouve finement dispersée la matière active, à l’état de molécules, de fines particules solides ou encore de gouttelettes de solutions.
Sur le plan industriel, la microencapsulation est mise en œuvre pour remplir les objectifs suivants : assurer la protection, la compatibilité et la stabilisation d’une matière active dans une formulation, réaliser une mise en forme adaptée, améliorer la présentation d’un produit, masquer un goût ou une odeur, modifier et maîtriser le profil de libération d’une matière active pour obtenir, par exemple, un effet prolongé ou déclenché.
Cet article ne traitera pas de l’encapsulation moléculaire (cyclodextrines...), ni des phases molles (micelles, liposomes, sphérulites, microémulsions, émulsions...).
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VERSIONS
- Version courante de juin 2013 par Jean-Pierre BENOÎT, Joël RICHARD, Marie-Claire VENIER-JULIENNE
DOI (Digital Object Identifier)
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Procédés mécaniquesArticle inclus dans l'offre
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2. Procédés physico-chimiques
2.1 Procédé basé sur la séparation de phases
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Le terme de coacervation décrit le phénomène de désolvatation de macromolécules, conduisant à une séparation de phases au sein d’une solution. Tout facteur tendant à réduire la solvatation d’un polymère en affectant les propriétés du solvant ou la charge de la macromolécule va induire ce phénomène. À l’issue de la coacervation, deux phases seront en présence dans le milieu :
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l’une riche en polymère et pauvre en solvant, le coacervat,
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l’autre pauvre en polymère et riche en solvant, le surnageant.
Si, dans le même temps, une matière active est dispersée dans ce milieu, sous forme de gouttelettes par exemple, le coacervat formé pourra l’encapsuler si les conditions d’étalement des phases en présence sont respectées. La figure 4 (page 8) représente trois situations pos-sibles lorsqu’une gouttelette de coacervat (L3) est en contact avec une gouttelette de matière active (L1) au sein d’une phase continue L2.
En posant comme hypothèse que la tension interfaciale L1/L2 (γ12) est plus grande que celle existant entre L3 et L2, seules trois combinaisons de coefficients d’étalement S sont possibles.
Une encapsulation complète aura lieu si le coacervat mouille spontanément la surface de la matière active, c’est-à-dire lorsque S3 > 0, S2 < 0 et S1 < 0. Comme la tension interfaciale entre le coacervat et le surnageant est faible (de l’ordre de 0,1 à 0,5 mN · m−1), il suffit que la tension interfaciale γ12 soit supérieure à γ13 pour que S3 soit positif, définissant ainsi de bonnes conditions d’encapsulation.
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Lorsque la désolvatation simultanée de deux polyélectrolytes hydrosolubles portant des charges opposées est provoquée par une modification de pH du milieu aqueux, on parlera de coacervation complexe. En effet, la structure du coacervat est « complexe » puisqu’elle comprend deux polymères, par opposition à la coacervation simple qui génère des gouttelettes de coacervat constitué d’un seul polymère...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ARSHADY (R.) - Microspheres, microcapsules and liposomes. Preparation and chemical applications. - Citus Books 572 p. (1998).
-
(2) - ARSHADY (R.) - Microspheres, microcapsules and liposomes. Medical and biotechnology applications. - Citus Books 694 p. (1998).
-
(3) - BENITA (S.) - Microencapsulation. Methods and industrial applications - . Marcel Dekker, Inc. 640 p. 1996.
-
(4) - DEBENEDETTI (P.), TOM (J.), YEO (S.D.) et LIM (G.B.) - Application of supercritical fluids for the production of sustained delivery devices. - Journal of Controlled Release (NL) 24 (1993), p. 27-44, bibl. (36 réf.) Elsevier Science Bay.
-
(5) - AFTABROUCHAD (C.) et DOELKER (E.) - Méthodes de préparation des microparticules biodégradables chargées en principes actifs hydrosolubles - . S.T.P. Pharma Sciences (F) 2, n 5, p. 365-380, bibl. (145 réf.) Éditions de Santé (1992).
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ANNEXES
HOARAU (D.) - Étude de la potentialité d'héparines hydrophobisées pour la microencapsulation moléculaire et la promotion de l'absorbtion intestinale de principes actifs récalcitrants. - Université de Montpellier I. UFR des sciences pharmaceutiques et biologiques (2003).
BORRELLI (M.) - La microencapsulation des actifs cosmétiques. - Université d'Aix-Marseille II (2003).
HAUT DE PAGE2 Fournisseurs de matériaux enrobants
liste non exhaustive
Les fournisseurs des principaux matériaux enrobants utilisés dans les procédés physico-chimiques et mécaniques de microencapsulation sont indiqués dans le tableau .
HAUT DE PAGE3 Fabricants d’équipements pour microencapsulation
(liste non exhaustive)
Procédé de nébulisation/séchage
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Büchi (Suisse) : Minispray Dryer 190 pour le stade du laboratoire. : http://www.buchi.com
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Sodeva (France) : appareil de laboratoire. : http://www.sodeva.com
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Niro...
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