États amorphe et vitreux des composés moléculaires et pharmaceutiques - Applications et utilisations

La prise de conscience de l’importance des matériaux amorphes dans le domaine pharmaceutique est relativement récente. Cet état désordonné de la matière peut être généré par inadvertance lors de la fabrication de formes cristallines, suite à des opérations de broyage, d’atomisation, de compaction, de granulation, etc. Cependant, sa formation peut être intentionnelle et ouvrir des possibilités nouvelles de formulation pour accroître la solubilité et la biodisponibilité de molécules actives peu solubles ou pour protéger des biomolécules fragiles. Les propriétés physiques des états amorphes et vitreux sont très spécifiques et diffèrent de celles de l’état cristallin. Compte tenu des impératifs très strictes de réglementation, la connaissance de ces états est devenue indispensable pour maîtriser la formulation des formes solides des médicaments. Une présentation générale et assez détaillée de leurs propriétés a été donnée dans l’article  [PHA 2 030] . Dans le présent article, nous nous intéressons à l’utilisation pratique des amorphes dans le domaine pharmaceutique, en insistant sur l’origine physique des bénéfices que l’on peut en tirer, mais aussi sur les manières de contourner les inconvénients spécifiques à cet état solide, par nature instable.

Avantages de la forme amorphe

L’utilisation de la forme amorphe des Principes actifs (PA) solides – et en particulier ceux qui sont peu solubles dans les liquides biologiques aqueux – est une des approches les plus efficaces pour augmenter significativement leur solubilité et leur biodisponibilité. Contrairement à l’action d’agents solubilisants, qui ne font que repousser la limite de solubilité de la forme cristalline et peuvent par ailleurs modifier la perméabilité membranaire, la « dissolution » d’une forme amorphe conduit à une profonde sursaturation par rapport à cette limite et donc à des concentrations très fortes, même pour le composé pur.

Dans le cas des formulations à base de biomolécules très fragiles (protéines, vaccins), il est possible d’accroître leur stabilité physique et chimique, en mélangeant intimement les biomolécules à des agents cryoprotectants (sucres, acides aminés, polyols, etc.), à condition que ceux-ci soient sous forme...