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RÉSUMÉ
La microencapsulation regroupe l'ensemble des technologies qui conduisent à des particules individualisées, constituées d'un matériau enrobant et d'une matière active, de taille comprise entre 1µm et 1000µm. Le choix du procédé est fonction de la structure souhaitée des particules (microcapsule ou microsphère), des propriétés de la molécule encapsulée, de la nature du matériau utilisé et de l'application visée. L'intérêt de la microencapsulation réside dans sa capacité à protéger la matière active, améliorer sa présentation ou maîtriser son profil de libération.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Jean-Pierre BENOÎT : Professeur à la Faculté de pharmacie d'Angers
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Joël RICHARD : Vice-président peptides, IPSEN - Ancien élève de l'École normale supérieure de Cachan - Docteur en sciences des matériaux - Habilité à diriger les recherches en chimie
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Marie-Claire VENIER-JULIENNE : Professeur à la Faculté de pharmacie d'Angers
INTRODUCTION
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 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 pharmaceutiques, 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 membrane 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 :
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assurer la protection, la compatibilité et la stabilisation d'une matière active dans une formulation ;
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réaliser une mise en forme adaptée ;
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améliorer la présentation d'un produit ;
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masquer un goût ou une odeur ;
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modifier et maîtriser le profil de libération d'une matière active pour obtenir, par exemple, un effet prolongé ou déclenché.
Cet article ne traite pas de l'encapsulation moléculaire (cyclodextrines…), ni des phases molles (micelles, liposomes, sphérulites, microémulsions, émulsions…) ni des nanotechnologies.
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- Version archivée 1 de mars 2000 par Joël RICHARD, Jean-Pierre BENOÎT
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1. Choix du procédé et de la formulation
Les procédés de microencapsulation permettent de préparer des microparticules de type microcapsule ou microsphère (figure 1). Les choix du procédé et de la formulation déterminent complètement les caractéristiques finales des microparticules (morphologie, structure, taille, teneur en matière active, stabilité, profil de libération…).
1.1 Différentes classes de procédés industriels
Les procédés de microencapsulation sont variés. Il est nécessaire de les classer pour faire un choix approprié lorsque l'on doit résoudre un problème de formulation dans ce domaine. Plusieurs classifications existent, toutes aussi valables les unes que les autres.
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Les procédés peuvent, par exemple, être classés selon l'utilisation ou non de solvant organique : les techniques d'évaporation et d'extraction de solvant sont à ranger dans la première catégorie, tandis que la coacervation complexe ou certaines techniques utilisant les fluides supercritiques font partie de la seconde.
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On peut également prendre en compte la nature du milieu dispersant : il peut être liquide (polycondensation interfaciale, coacervation…), gazeux (spray-drying, spray-congealing, enrobage en lit d'air fluidisé…) ou à l'état supercritique (procédé RESS, séparation de phases…).
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Les procédés peuvent reposer sur l'utilisation soit de polymères préformés (coacervation…), soit de lipides (spray-congealing…), soit de monomères (polycondensation interfaciale, polymérisation en milieu dispersé…).
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Une classification intéressante peut aussi s'opérer en tenant compte du principe de la microencapsulation, qui permet ainsi de répartir les procédés industriels en trois groupes (tableau 1) :
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procédés physico-chimiques ;
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procédés mécaniques ;
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procédés chimiques.
Les procédés physico-chimiques sont basés sur la maîtrise :
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de variations de solubilité et de conditions de précipitation des agents enrobants. Il s'agit, par exemple, de la précipitation contrôlée d'un polymère en...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ARSHADY (R.) - Microspheres, microcapsules and liposomes. Preparation and chemical applications. - Citus Books, Londres, 572 p. (1998).
-
(2) - ARSHADY (R.) - Microspheres, microcapsules and liposomes. Medical and biotechnology applications. - Citus Books, Londres, 694 p. (1998).
-
(3) - BENITA (S.) - Microencapsulation. - Methods and industrial applications, Marcel Dekker, Inc. , New York, 640 p. (1996).
-
(4) - VANDAMME (T.), PONCELET (D.), SUBRA-PATERNAULT (P.) - Microencapsulation des sciences aux technologies. - Tec & doc, Paris, 355 p. (2007)
-
(5) - AFTABROUCHAD (C.), DOELKER (E.) - Méthodes de préparation des microparticules biodégradables chargées en principes actifs hydrosolubles. - STP Pharma Sciences (F), Éditions de Santé, 2, no 5, bibl. (145 réf.), p. 365-380 (1992).
-
(6) - DAVIES...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
1.1 Fabricants d'équipements pour microencapsulation (liste non exhaustive)
Procédé de nébulisation/séchage
Büchi Labortechnik AG (Suisse) : équipements de laboratoire : Minispray Dryer B-290, Nano Spray Dryer B-90, Encapsulator B-390 / B395 Pro/ http://www.buchi.com
Shachi Engineering Pvt Ltd (Inde) : équipements du stade du laboratoire au pilote (capacité évaporatoire 1 kg), au pilote ( 3 à 10 kg) au stade industriel en séchage cocourant ou contre-courant http://www.shachidryers.com
GEA Niro Inc. (Danemark) :
– SDMICRO™ et Minor Mobile™om pour le laboratoire et le stade pilote, respectivement
– PRODUCTION MINOR® pour les productions de petits volumes
– VERSATILE-SD® pour une large gamme d'échelles de production
– « équipements spécialisés » PHARMASD® pour la production pharmaceutique BPF http://www.niroinc.com
Procédé de gélification et de congélation de gouttes
Brace GmbH (Allemagne) : équipements du stade du laboratoire jusqu'au pilote (quelques L/h) jusqu'au stade industriel (10 000 L/h) http://www.brace.de
Nisco Engineering AG (Suisse) : équipements pour la production de lots de l'échelle du gramme au kilogramme, avec possibilité d'opérer en conditions...
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