Stage 2001-2002 MERCIER Clotilde 1ère année- Option Physique PREPARATION DE NANOPARTICULES POLYMERIQUES PAR LA METHODE DE NANOPRECIPITATION ETUDE DE TAILLE Maîtres de stage : Hatem FESSI Stéphanie BRIANCON

Préparation de nanoparticules polymériques par la méthode de nanoprécipitation – Etude de taille Les différents types de vecteurs Méthodes de préparation de nanoparticules Emulsification-évaporation (nanosphères) "Salting out" (ou relargage) (nanosphères) Emulsification-diffusion (nanosphères et nanocapsules) Nanoprécipitation (nanosphères et nanocapsules) Emulsion – Solubilité – Polymères Préparation des nanoparticules Schéma du pilote Protocole expérimentale Etude de résultats

Les différents types de vecteurs 1ère génération : microparticules, taille > 1 µm, réservoirs de substance active 2ème génération : nanoparticules et liposomes, 50 nm < taille < 1000 nm 3ème génération : nanoparticules : Systèmes réservoirs (capsules) Systèmes matriciels (sphères) Le principe actif peut être dissous dans la phase lipidique adsorbée à la surface de la capsule à la fois dissous dans la phase lipidique et adsorbée à la surface Le principe actif peut être dissous dans la matrice dispersé ou adsorbé dans la matrice adsorbé à la surface de la matrice

Méthodes de préparation de nanoparticules Emulsification-évaporation "Salting out"  (ou relargage) Solution organique Solution aqueuse Solution organique Solution aqueuse Polymère + substance active dissous dans solvant organique soluble dans l’eau Polymère + substance active dissous dans solvant miscible dans l’eau Solution organique émulsionnée dans une solution aqueuse contenant tensio-actif + agent de relargage (sel) Solution organique émulsionné dans une solution aqueuse Dilution de l’émultion huile dans eau dans de l’eau => augmentation de la diffusion du solvant ou diminution de la concentration de sel => nanosphères Emulsion exposée à haute source d’énergie => obtention de particules de taille submicronique Elimination de solvant et sel par filtration tangentielle

Méthodes de préparation de nanoparticules (suite) Emulsification-diffusion Nanoprécipitation Solution organique Solution aqueuse Solution organique Solution aqueuse Polymère dissous dans solvant (partiellement soluble dans l’eau) saturé en eau Polymère dissous dans solvant (miscible à l’eau) + substance active (capsule) ou non (sphère) Phase organique émulsifiée dans une solution aqueuse contenant le tensio-actif Solution organique ajoutée à une solution aqueuse contenant eau + tensio-actif Addition d’eau => diffusion du solvant => nanoparticules Formation instantanée des nanoparticules par diffusion rapide du solvant Elimination du solvant pas distillation ou filtration

Emulsion – Solubilité - Polymères Emulsion : dispersions liquide/liquide - Emulsion eau dans huile - Emulsion huile dans eau Solubilité : quantité maximale d’un composé qui peut être dissous dans une solution Polymère : nanoparticules à fins pharmaceutique => polymères biodégradables et compatibles au corps humain

Préparation des nanoparticules : schéma du pilote Phase organique : solvant (500 ml) polymère (2,5g) (huile (10 ml)) Mélangeur en T Phase aqueuse : eau (500 ml) tensio-actif (montanox 80, 2,5 ml) Acide/base, en fonction du polymère Suspension de nanoparticules

Préparation des nanoparticules : protocole expérimental Mélanges de solvants utilisés Polymères utilisés SOLVANT (total : 500 ml) Acétone(100%) Ethanol(100%) Isopropanol (100%) Acétone(50%)+Ethanol(50%) Acétone(75%)+Ethanol(25%) Acétone(75%)+Isopropanol(25%) Acétone(50%)+Isopropanol(50%) Isopropanol(50%)+Ethanol(50%) Isopropanol(75%)+Ethanol(25%) Isopropanol(25%)+Ethanol(75%) POLYMERE (2,5 g) Eudragit L100-55 (précipite en milieu acide) Eudragit E100 (précipite en milieu basique) Eudragit RS100 Eudragit RL100

Etude des résultats Comparaison de taille des nanoparticules (avec ou sans huile) D’une manière générale : taille des nanocapsules (particules avec huile) > taille des nanosphères (particules sans huile)

Etude des résultats (suite) Comparaison de la solubilité dans différents mélanges de solvants, avec ou sans huile. Pour un même mélange de solvant : polymère plus soluble dans un mélange sans huile qu’avec huile

Etude des résultats (suite) Influence de la solubilité sur la taille des nanoparticules Avec huile Sans huile Plus la solubilité du polymère est grande, plus la taille est faible

Observations Eudragit® E100 : Eudragit® RS100 et Eudragit® RL100 Peu stable dans les mélanges de solvants => évaporation immédiate Différence de solubilité du polymère dans les mélanges avec ou sans huile moins importante que pour l’Eudragit® L100-55 Eudragit® RS100 et Eudragit® RL100 Résultats similaires pour ces deux polymères Sans huile : pas de particules Avec huile : particules de l’ordre du micromètre Observations générales Taille : malgré une grande précision, risque d’introduction de poussière => particule de l’ordre du micromètre Solubilité : très subjectif, seul notre œil a apprécié la saturation de la solution

Conclusion et perspectives Autre explication de la variation de taille par la vitesse d’arrivée des particules dans le mélangeur en T Plus la solubilité du polymère dans un mélange de solvants est importante, plus la taille de la particule est petite => supposition de la présence d’un plus grand nombre de particules (compteur de particules)