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États amorphe et vitreux des composés moléculaires et pharmaceutiques - Propriétés généralesArticle de référence | Réf : PHA2032 v1
Auteur(s) : Marc DESCAMPS
Date de publication : 10 avr. 2020
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Il existe de nombreuses méthodes pour obtenir un état amorphe et plusieurs choix possibles pour classer ces méthodes. On pourrait, par exemple, imaginer de les répartir en fonction de l’état initial du composé à amorphiser : gazeux, liquide ou cristallin. Nous les classerons ici en fonction des mécanismes physiques fondamentaux impliqués. Il existe trois principaux moyens d’amorphisation (figure 30) :
voie thermique qui consiste à refroidir assez rapidement l’état liquide (fondu) d’un composé, ou d’une solution, en évitant la cristallisation (figure 4) ;
voie mécanique qui est un mécanisme d’amorphisation directe à l’état solide. Il consiste à détruire un ordre cristallin initial. L’action mécanique peut être statique, comme dans le cas de l’application d’une pression, ou dynamique, lors d’un broyage. La destruction mécanique de l’ordre cristallin peut également résulter d’une désolvatation rapide d’un solvate cristallin ;
concentration sans cristallisation d’une forme diluée, qui peut être gazeuse (condensation d’une vapeur sur une surface froide), ou liquide (concentration d’un soluté dans une solution).
En pratique, les vitrifications obtenues par les procédés de laboratoire ou industriels combinent souvent ces différentes voies. Dans la lyophilisation, par exemple, un refroidissement est appliqué à une solution qui induit une séparation de phases et une augmentation de la concentration du composé à amorphiser. Dans l’extrusion à chaud (HME : Hot Melt Extrusion), un cycle thermique est associé à un cisaillement.
Du point de vue des applications pharmaceutiques, il est important de distinguer les cas où l’amorphisation est accidentelle ou intentionnelle. Si l’amorphisation est intentionnelle, il est utile en pratique de savoir si la méthode utilisée est adaptable à la production à grande échelle. Au niveau préclinique, où il suffit de préparer quelques centaines de milligrammes ou, tout au plus, quelques grammes de substance amorphe,...
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MÉDICAMENTS ET PRODUITS PHARMACEUTIQUES
(1) - DESCAMPS (M.), DUDOGNON (E.) - Crystallization from the amorphous state: nucleation-growth decoupling, polymorphism interplay, and the role of interfaces. - Journal of Pharmaceutical Sciences, 103(9), p. 2615-2628 (2014).
(2) - TURNBULL (D.), FISHER (J.C.) - Rate of nucleation in condensed systems. - The Journal of Chemical Physics, 17(1), p. 71-73 (1949).
(3) - TURNBULL (D.), SPAEPEN (F.) - Crystal nucleation and the crystal melt interfacial tension in linear hydrocarbons. - Journal of Polymer Science Symposium, 63, p. 237-243 (1978).
(4) - Van EERDENBRUGH (B.), BAIRD (J.A.), TAYLOR (L.S.) - Crystallization tendency of active pharmaceutical ingredients following rapid solvent evaporation — Classification and comparison with crystallization tendency from undercooled melts. - Journal of Pharmaceutical Sciences, 99(9), p. 3826-3838 (2010).
(5) - ALBA (C.) et al - Thermodynamic aspects of the vitrification of toluene, and xylene isomers, and the fragility of liquid hydrocarbons. - The Journal of...
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