Article de référence | Réf : CHV4024 v1

Excipients verts en émergence pour l’industrie pharmaceutique

Auteur(s) : Sophie GIROD FULLANA, Anne AUBERT-POUESSEL

Date de publication : 10 déc. 2019

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RÉSUMÉ

La substitution de matières premières issues de l’industrie pétrochimique a été initiée dans de nombreux domaines industriels pour faire face à des ressources limitées et répondre à des consommateurs en quête de naturel. Cette démarche éco-responsable de valorisation des matières premières végétales est en plein essor dans le domaine de l’industrie pharmaceutique. L’article se concentre sur deux grandes familles d’excipients verts : le potentiel des lipides d’origine végétale dans de nouvelles fonctions biopharmaceutiques ou technologiques et l’utilisation des protéines végétales, natives ou modifiées, dans des formes pharmaceutiques classiques ou innovantes.

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ABSTRACT

Emerging Green Excipients for the Pharmaceutical Industry

The substitution of raw materials from the petrochemical industry has been initiated in many industrial sectors to deal with limited resources and meet consumers' needs for natural products. This eco-responsible approach of the valorization of vegetable raw materials is booming in the pharmaceutical industry. The article focuses on two main families of green excipients: the potential of vegetable lipids in new biopharmaceutical or technological functions and the use of native or modified vegetable proteins in conventional or innovative pharmaceutical forms.

Auteur(s)

  • Sophie GIROD FULLANA : Professeur à l’université de Toulouse III Paul Sabatier - Faculté des Sciences Pharmaceutiques - CIRIMAT, Toulouse, France

  • Anne AUBERT-POUESSEL : Maître de conférences de l’université de Montpellier - UFR des Sciences Pharmaceutiques et Biologiques, - Institut Charles Gerhardt Montpellier (ICGM), Montpellier, France

INTRODUCTION

Les excipients sont des substances ou mélanges de substances utilisées dans la formulation d’un médicament. Définis comme inertes vis-à-vis du principe actif, et n’induisant pas d’effet indésirable chez le patient (à l’exception des excipients à effet notoire), ils sont choisis pour des raisons technologiques (stabiliser, faciliter l’écoulement, améliorer le goût…) ou biopharmaceutiques (solubiliser, moduler la libération…). Ces matières premières, essentielles pour le pharmacien formulateur, sont encadrées par une législation et recensées dans la Pharmacopée européenne.

Les excipients proviennent d’origines variées, minérale ou organique, synthétique ou naturelle. Les excipients d’origine naturelle sont utilisés depuis les prémices de la formulation au IIe siècle. Un certain nombre sont extraits des plantes : les huiles végétales, les amidons… avec l’industrialisation au XIXe siècle, ils ont été substitués pour certains par des excipients synthétiques ou encore hémisynthétiques issus de la pétrochimie : huiles minérales, silicones, celluloses modifiées… Mais les préoccupations environnementales sont à l’origine d’un regain d’intérêt pour des matières premières d’origine naturelle et plus respectueuses de l’environnement. Les domaines de l’agro-alimentaire et de la formulation cosmétique ont été les premiers secteurs touchés, et les mutations qu’ils ont enclenchées ont permis l’émergence de matières premières dont les potentialités dans le domaine pharmaceutique sont maintenant à évaluer et à faire évoluer pour répondre aux exigences pharmaceutiques.

Les excipients d’origine végétale présentent de nombreux avantages : en premier lieu, leur abondance sur terre ou dans les océans, et en second leur sûreté. Ces produits sont dénués de virus, ils sont généralement biocompatibles et biodégradables, assurant ainsi une absence d’accumulation dans l’organisme et l’environnement. Leurs inconvénients sont leur pureté, leur composition variable selon les lots, le risque de contamination bactérienne pour les produits hydratés, et certains excipients d’origine végétale peuvent être allergisants (gluten, arachide).

Les excipients d’origine végétale possèdent des fonctions chimiques différentes liées à leur nature de type lipide, protéine ou polysaccharide. Leurs fonctions sont multiples : gélifiant, émulsifiant, agent d’enrobage, liant, solubilisant… Elles peuvent être classées en deux catégories : les fonctions technologiques qui vont aider à la formulation ou à l’administration, à l’acceptabilité par les patients, et les fonctions biopharmaceutiques qui vont permettre d’améliorer l’absorption du principe actif dans l’organisme et/ou de moduler sa vitesse de libération. Quel que soit leur rôle, les excipients souvent multiples au sein d’une même formulation apparaissent donc dans toutes les formes pharmaceutiques : les comprimés et gélules, les suppositoires, les solutions, les émulsions, les suspensions, les aérosols, les patchs… Ces excipients doivent être sûrs, facilement identifiables par des techniques analytiques classiques, inertes chimiquement pour éviter les interactions avec les autres excipients, les principes actifs et le conditionnement.

Si l’industrie pharmaceutique revendique peu l’utilisation d’excipients biosourcés à base de polysaccharides, protéines et lipides, elle est pourtant aujourd’hui en forte demande pour plusieurs raisons. D’une part ces molécules naturelles offrent des propriétés variées qui peuvent être mises à profit pour des excipients aux fonctions multiples, biopharmaceutiques ou technologiques. Ces excipients peuvent être utilisés dans des nouveaux procédés de préparation et des formulations innovantes. Enfin dans une démarche de reformulation, ces excipients permettent aux industriels de breveter. Les potentialités des polysaccharides sont déjà bien connues, aussi dans cet article nous aborderons uniquement les excipients d’origine végétale de nature lipidique ou protéique aux propriétés moins connues, mais néanmoins prometteuses.

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KEYWORDS

functionalisation   |   vegetable proteins   |   pharmaceutical formulation   |   biobased excipients   |   biobased lipids

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-chv4024


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - CHANDRA (R.), IQBAL (H.M.N.), VISHAL (G.), LEE (H.S.), NAGRA (S.) -   Algal biorefinery : A sustainable approach to valorize algal-based biomass towards multiple product recovery.  -  Bioresource Technology, 278, p. 346-359 (2019).

  • (2) - BENEKE (C.E.), VILJOEN (A.M.), HAMMAN (J.H.) -   Polymeric plant-derived excipients in drug delivery.  -  Molecules, 142, p. 602-2620 (2009).

  • (3) - LIU (Z.Y.), WANG (G.C.), ZHOU (B.C) -   Effect of iron on growth and lipid accumulation in Chlorella vulgaris.  -  Bioresource Technology, 99, p. 4717-4722 (2008).

  • (4) - JANNIN (V.), RODIER (J.D.), MUSAKHANIAN (J.) -   Polyoxylglycerides and glycerides : effects of manufacturing parameters on API stability, excipient functionality and processing. International  -  Journal of Pharmaceutics, 466(1-2) p. 109-121 (2014).

  • (5) - RABASCO-ALVAREZ (A.M.), GONZALES-RODRIGUEZ (M.L.) -   Lipids in pharmaceutical and cosmetic preparations.  -  Grasas y Aceites, 51(1-2), p. 74-96 (2000).

  • ...

1 Réglementation

Pharmacopée Européenne 9e édition 9.8, 2019.

Handbook of pharmaceutical Excipients, 8édition, 2017. Publié par Pharmaceutical Press et The American Pharmacists Association. Edité par P.J. Sheskey, W.G. Cook and C.G. Cable.

HAUT DE PAGE

2 Brevets (liste non exhaustive)

Lipid-based nanocarrier systems for using cancer treatment. GURSOY (R.N.), CEVIK (O.). European patent EP2790683 (2016).

Process for making protein delivery matrix and uses thereof. PAQUIN (P.), SUBIRADE (M.), BEAULIEU (L.). AU2002245979 (2002).

Modified protein excipient for delayed-release tablet. CAILLARD (R.), LECLERC (P.-L.), SUBIRADE (M.). US2011076326 (2011).

Protein-based enteric coating for oral dosage forms. CAILLARD (R.). PCT/CA2014/05124 (2014).

HAUT DE PAGE

3 Annuaire

Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)

Abitec, 501 W 1st Ave, Columbus, OH 43215, États-Unis. Fournisseur d’excipients pharmaceutiques à base de lipides.

https://www.abiteccorp.com/

BASF France SAS – Industrie et Service, 49, avenue Georges Pompidou, Levallois 92593. Production de spécialités chimiques pour la plupart des industries.

https://www.basf.com/

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