Systèmes à libération contrôlée pH-dépendants de principes actifs hydrophobes à partir d’oléogels

Les rhumatismes inflammatoires chroniques sont une cause importante d'invalidité dans le monde entier. De ce fait, les affections rhumatismales chroniques font peser une lourde charge sociale et économique sur toutes les sociétés, pas seulement sur celles où l’espérance de vie est élevée. L’objectif principal de ce travail était d’étudier le profil de libération pH-dépendante de principes actifs hydrophobes à partir d’oléogels oraux et/ou cutanés. La formulation des oléogels a été réalisée selon une méthode sol-gel, reproductible à grande échelle. La caractérisation et le suivi dans le temps ont montré une bonne stabilité des oléogels. Les valeurs de pH des oléogels étaient globalement acides (entre 4,3 et 5,8) et dépendaient de la quantité de gélifiant utilisée. Les études de libération du kétoprofène, principe actif hydrophobe, en fonction du pH des milieux de dissolution ont montré des profils de libération d’une cinétique du premier ordre d’équation =+. avec des coefficients de détermination proches de 1 (milieux à pH égal à 1,2 et 5,5). Une meilleure libération du kétoprofène a été obtenue dans un milieu intestinal simulé (pH égal à 6,8) pour les formulations qui présentaient déjà une saturation en milieu gastrique simulé (pH égal à 1,2). Cette étude qui a permis de formuler, d’évaluer et de modéliser le profil de libération du kétoprofène à partir d’oléogels peut constituer une étape importante dans un objectif de souveraineté thérapeutique des pays d’Afrique subsaharienne notamment le Sénégal.Mots clés : Oléogels, rhumatismes inflammatoires chroniques, kétoprofène, libération contrôlée, pH-dépendant.   English Title: pH-dependent controlled release systems of hydrophobic active pharmaceutical ingredients from oleogels Chronic inflammatory rheumatism is a major cause of disability around the world. As a result, chronic rheumatic diseases place a heavy social and economic burden on all societies, not just those with high life expectancy. The main objective of this work was to control the pH-dependent release of hydrophobic active pharmaceutical ingredients from oral and / or skin oleogels. The formulation of the oleogels was carried out using a sol-gel large-scale reproducible method. Characterization and monitoring over time have shown good stability of the oleogels. The pH values of the oleogels were overall acid (between 4.3 and 5.8) and depended on the amount of gelling agent used. The release studies of ketoprofen, a hydrophobic active pharmaceutical ingredient, as a function of the pH of the dissolution media have shown release profiles of first-order kinetics of equation =+. with coefficients of determination close to 1 (media at pH equal to 1.2 and 5.5). Better release of ketoprofen was obtained in simulated intestinal medium (pH equal to 6.8) for formulations which already exhibited saturation in simulated gastric medium (pH equal to 1.2). This study, which made it possible to formulate, evaluate and model the release profile of ketoprofen from oleogels, may constitute an important step in an objective of therapeutic sovereignty of the countries of sub-Saharan Africa, particularly Senegal.Keywords: oleogels - chronic inflammatory rheumatism - ketoprofen - controlled release – pH-dependent

Projet : Béton d'Argile Environnemental (B.A.E.): Rapport scientifique

Rapport scientifiqueLa terre est un matériau à changement de phase naturel, localement disponible, à faible énergie griseet recyclable. Ces qualités en font un matériau de construction d’avenir.La physique et la mécanique de la matière divisée (et ultra divisée) sont des domaines en plein essor.L’éclosion des nanosciences offre un nouvel éclairage sur les comportements mécaniques, thermiques,hygrométriques et rhéologiques du matériau terre, en particulier aux échelles physico-chimiques lesplus fines des argiles.A cet apport de connaissances théoriques s’ajoute un savoir-faire industriel très élaboré pour la miseen oeuvre de matériaux offrant de nombreux points communs avec la terre, véritable béton d’argile.Ainsi, les méthodes appliquées à la confection de bétons de ciment toujours plus performants d’unepart et celles appliquées au coulage des crus des céramiques industrielles d’autre part sonttransférables au matériau terre.D’autre part, le marché spécialisé de la construction en terre s’organise et se développe rapidement. Acela s’ajoute une demande sociétale toujours plus forte qui conduit par exemple les industriels de labrique cuite à proposer des briques crues. Les carrières de granulats souhaitent quant à elles valoriserleurs importants volumes de coproduits de carrières (fines argilo-calcaires).Les conditions sont donc réunies pour mettre en place à l’échelle nationale, à l’instar de la filière bois,une filière terre qui s'appuie sur des bases scientifiques et techniques approfondies.L’enjeu scientifique réside notamment dans une meilleure compréhension des propriétés mécaniqueset thermiques du matériau terre en liaison avec son comportement hygrométrique d’une part et unemeilleure connaissance des systèmes argile/eau en vue du coulage du matériau terre à l’état liquided’autre part. Il réside également dans une meilleure compréhension de la cohésion du matériau et del’amélioration de cette cohésion par ajout de polymères : les nanocomposites argile/polymère sont, dece point de vue, exemplaires.ObjectifsLe projet s’articule autour de 6 objectifs :1. établir un état de l’art et une synthèse des caractéristiques mécaniques, thermiques ethygrométriques du matériau terre en vue de l’élaboration de règles professionnelles.2. étudier l’influence de la densité, de l’organisation spatiale du réseau poreux et de l’humidité relativesur les caractéristiques mécaniques et thermiques : ce sont 3 paramètres clés de la dispersion desvaleurs données par la littérature.3. transférer d’une part la technologie des superplastifiants du béton de ciment afin de mettre enoeuvre la terre à l’état liquide et d’autre part la Direct Coagulation Casting (DCC) de l’industriecéramique afin de solidifier la terre après coulage par coagulation des argiles.4. formuler de nouveaux liants argiles / biopolymères pour la confection de nouveaux bétons, briques,enduits et peintures très écologiques.5. Evaluer l’intérêt de l’ajout de particules végétales poreuses pour optimiser les performances(mécaniques et thermiques) de ces bétons.6. Valoriser les coproduits de carrières de granulats en les transformant en matériaux de constructionterre innovants

Développement de nouveaux hydrogels supramoléculaires comme supports de culture des cellules du système nerveux.

La médecine régénérative neuronale qui associe à la fois ingénierie tissulaire et biologie cellulaire consiste à remplacer un tissu ou un organe lésé par un autre synthétique issu d’une culture cellulaire sur un support nommé scaffold. La matrice extracellulaire est donc essentielle puisqu’elle doit être mimée au mieux pour permettre une croissance optimale de cellules souches. De nouveaux gélifiants moléculaires saccharidiques, pouvant servir de supports de culture, sont étudiés dans ce travail. Le gel de N-heptyl-D-galactonamide, issu de cette famille, présente une résistance mécanique similaire à celle du cerveau et permet la culture cellulaire. Il est aussi très malléable car il peut être modelé en filament grâce à la technique du wet-spinning. Dans ces travaux, les propriétés mécaniques de ces nouveaux hydrogels sont testées et les conditions de formation des filaments par wet-spinning sont évaluées. Enfin, les conditions optimales permettant leur impression en 3D sont définies

Traitement des surfaces solides par gels ou mousses avant démantèlement : une physicochimie aux interfaces – Sylvain Faure (CEA), Marc Messalier (Areva)

En France, neuf des réacteurs nucléaires de production d’électricité sont arrivés en fin de vie et sont en phase de démantèlement, afin de rendre leurs sites libres pour tous usages. En outre, sur les 58 réacteurs électronucléaires en fonctionnement, 48 devraient arriver en fin d’exploitation avant 2050. Cette situation est commune aux nations industrialisées exploitant l’énergie nucléaire : dans la seule Union européenne, il y en a 75, aux États-Unis, il y en a 29. Ces chantiers de démantèlement ont des caractéristiques qui les distinguent des autres chantiers de démolition. Ils contiennent des matières radioactives, dont l’exposition externe aux rayonnements, l’ingestion ou l’inhalation accidentelle pourraient constituer des dangers. Les phénomènes associés à la radioactivité sont des obstacles au travail des hommes et à la mise en oeuvre des procédés classiques de démolition. La radioprotection joue donc ici un rôle central. Des techniques, des appareils et des procédés spécifiques ont été mis au point par les opérateurs spécialisés, et, de ce point de vue, les équipes françaises ont développé un savoir-faire scientifique et technique reconnu internationalement. Les 8 et 9 octobre 2014, l’Académie des sciences a consacré un séminaire aux sciences et techniques du démantèlement des installations nucléaires, au cours duquel ont été débattus tous les aspects de ces disciplines : la caractérisation des sources de radioactivité, la radioprotection, la logistique, la physicochimie, la mécanique des milieux continus, les codes de calcul, la robotique, les retours d’expériences, la formation, la prospective et le cas des accidents graves… L’objet de cet ouvrage est de rendre compte de ces journées d’étude et de dresser un panorama des besoins et conditions du démantèlement, de recenser les phénomènes scientifiques clés, de décrire les recherches en cours et d’identifier celles à mener pour permettre le retour au libre usage des sites d’installations électronucléaires, tout en assurant la protection des travailleurs et du public pour le présent et pour l’avenir

Asigurarea calităţii şi termenului de valabilitate a marmeladei

L’objet d’étude de la présente recherche est d’assurer la qualité et la durée de conservation de la marmelade d’agar-agar. Les résultats expérimentaux sont présentés concernant: la caractérisation des principaux indicateurs de la qualité de la marmelade; les modifications résultant de l’influence d’additifs complexes et leur impact sur l’évolution des indicateurs de qualité de la marmelade; la mise en placedes conditions optimales pour assurer sa stabilité lors de la conservation.Des résultats scientifiques ont été obtenus démontrant la possibilité de modifier régulièrement les propriétés de qualité et d'améliorer les qualités de consommation des produits gélifiés avec l'utilisation d'ajouts favorisant le processus de rétention d'eau dans le produit

Encapsulation de molécules hydrophobes par des structures bi-gels générées par prilling : relation structure-propriétés

This thesis focuses on the generation and characterization of organo-hydrogel capsules (bigels), manufactured by prilling technology for controlled drug delivery after oral administration. Efavirenz (EFV), an antiretroviral medications used to treat HIV/AIDS, is the active pharmaceutical ingredient (API) used as a model molecule of low solubility in water. It was dissolved in the organogel, which is compound of sunflower oil and 12-hydroxystearic acid (12-HSA). The organogel was characterized by its phase transition temperature sol-gel-sol. The typical thermoreversibility of this organogel has not changed with introduction of EFV. The organogels were produced at two temperatures (5 °C and 25 °C) and with two concentrations of 12-HSA (5% and 20%) for being characterized as an API vehicle. Two dissolution media were used with and without enzymes (pH 1.2 and 6.8), for EFV release quantification. The EFV release profile from bi-gels capsules (diameter from 2500 to 3000 μm) is essentially related to the amount of organogelator in their core, to the presence of the alginate membrane and to the state physics of this membrane (hydrated or dry). The release of EFV has reduced 50% at acid pH in the presence of the external membrane. In simulated gastric fluid, the release is slower than at pH 6.8 (simulated intestinal fluid). In the intestine, the membrane loses its protective function and the organogel’s core begins to control the release of EFV. Two release mechanisms are observed: erosion and diffusion, which can be explained by the Korsmeyer-Peppas model.Ce travail de thèse s’articule autour de la génération et de la caractérisation de capsules d’organo-hydrogel ou simplement bi-gels, obtenues par la technologie du prilling et destinées à la délivrance contrôlée d’un principe actif (P.A), après administration par voie orale. L’Efavirenz (EFV), un antirétroviral utilisé dans le traitement du VIH/Sida, a été le P.A utilisé comme modèle de molécule de faible solubilité dans l’eau. Il a été dissous dans l’organogel composé d’huile de tournesol et d’acide 12-hydroxystéarique (12-HSA). L’organogel a été caractérisé par sa température de transition de phase sol-gel-sol. Et la thermoréversibilité caractéristique de cet organogel n’a pas changé avec l’introduction de l’EFV. Pour la caractérisation des organogels comme véhicule de P.A, ils ont été produits à deux températures (5°C et 25 °C) et avec deux concentrations de 12-HSA (5% et 20%). Pour les essais de libération de l’EFV deux milieux de dissolution ont été utilisés (pH 1,2 et 6,8) avec et sans enzymes. Le profil de libération de l’EFV à partir de capsules bi-gels (2500 à3000 μm de diamètre) est essentiellement lié à la quantité d’organogélifiant dans le coeur, à la présence de la membrane d’alginate et à l’état physique de cette membrane (hydratée ou sèche). Une réduction de 50% a pu être observée à pH acide en présence de la membrane externe. A pH acide la libération est plus lente qu’à pH 6,8, quand la membrane perd sa fonction protectrice et le coeur organogel passe à régler la libération. Deux mécanismes de relargage sont observés : l’érosion et la diffusion, expliqués par le modèle de Korsmeyer-Peppas

Caractérisation rhéologique multi-échelle des émulsions cosmétiques pour leur stabilité et leur conservation

In the last 20 years, many non-invasive methods and techniques have been developed in order to measure the properties (physicochemical, sensory, etc.) of cosmetic products. These methods are designed to evaluate their safety and effectiveness, and become even more sophisticated as the processes of developing these products become complex and innovative.During this thesis works, a multi-scale study of the structural evolution of cosmetic emulsions was conducted in order to predict their textural and microbiological stability.The study of the link between the structural organization of these emulsions with their composition and their stability was one of the first challenges. Thanks to an ultrasonic non-destructive technique allowing access to micro-rheological properties (viscoelastic properties observed during a harmonic loading of shear at a few MHz), in association with different classical characterization techniques (optical microscopy, low frequency rheology, etc. .); it was possible to correlate the micro-rheological parameters obtained with physical models linking internal structuring and stability in the emulsions considered. The results showed that micro-rheological data are sensitive to variations in compositions (concentration) and microscopic organization of micelles within emulsions (flocculation, coalescence, etc.).Then, the follow-up of the evolution of Pseudomonas fluorescens bacteria in emulsions with different internal structures showed on the one hand the sensitivity of micro-rheology towards the presence of bacteria in the cream, and on the other hand, the impact of the structure and organization of micelles on the development of these bacteria.Finally, micro-rheology appears to be an innovative measurement method adapted on an industrial scale providing added value when developing cosmetic formulations. From a safety point of view, the early detection of biological contaminations by the detection of structural instabilities (of changes) within emulsions could represent a major advance during the production and marketing phases of cosmetic products.Depuis plus de 20 ans, de nombreuses méthodes et techniques non invasives ont été développées en vue de mesurer le plus objectivement possible, les propriétés (physico-chimiques, sensorielles, etc.) des produits cosmétiques. Ces méthodes visent à évaluer leur innocuité et leur efficacité, et deviennent d’autant plus perfectionnées que les processus d’élaborations de ces produits deviennent complexes et innovants.Au cours de ces travaux de thèse, une étude multi-échelle, de l'évolution structurale d'émulsions cosmétiques représentatives des crèmes mises sur le marché a été menée, afin de prédire leur stabilité tant texturale que microbiologique.L’étude du lien entre l’organisation structurale de ces émulsions avec leur composition et leur stabilité a été un des premiers défis à relever. Grâce à une technique non destructive ultrasonore permettant d’accéder aux propriétés micro-rhéologiques (propriétés viscoélastiques observée lors d'une sollicitation harmonique de cisaillement à quelques MHz), en association à différentes techniques classiques de caractérisation (microscopie optique, rhéologie basse fréquence, etc.) ; il a été possible de corréler les paramètres micro-rhéologiques obtenus à des modèles physiques reliant structuration interne et stabilité dans les émulsions considérées. Les résultats ont montrés que les données micro-rhéologiques sont sensibles aux variations de compositions (concentration) et d’organisations microscopiques des micelles au sein des émulsions (floculation, coalescence, etc.).Ensuite, le suivi de l’évolution d’une bactérie type (Pseudomonas fluorescens) dans des émulsions possédant des structures internes différentes, a montré d’une part la sensibilité de la micro-rhéologie vis-à-vis de la présence de bactéries dans le milieu, et d’autre part, l’impact de la structure et l’organisation des micelles sur le développement de ces bactéries.Finalement, la micro-rhéologie apparait être une méthode de mesure innovante et adaptée à l’échelle industrielle apportant une valeur ajoutée lors du développement de formulations cosmétiques. D’un point de vue sécuritaire, le dépistage précoce de contaminations biologiques par la détection d’instabilités (de changements) structurales au sein des émulsions, pourrait représenter une avancée majeure lors des phases de production et de commercialisation des produits cosmétiques