Layer-by-Layer capsules of hyaluronic acid as potential drug carriers : synthesis, characterization and manipulating the properties

• Auteur / Autrice : Anna Szarpak
• Direction : Rachel Auzély-Velty
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences des polymères
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Grenoble 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Hyaluronique, Acide

Résumé

Les microcapsules de polyélectrolytes préparées par dépôt couche-par-couche suscitent un intérêt croissant lié à leurs applications potentielles dans divers domaines. La structure de ces systèmes multicompartiments permet d'introduire de nombreuses fonctionnalités au niveau de la paroi. La synthèse repose sur l'adsorption séquentielle de macromolécules de charges opposées sur un support colloïdal suivi de sa décomposition. L'utilisation de polymères biocompatibles et biodégradables pour l'élaboration des capsules destinées à transporter des principes actifs s'avère indispensable. L'objectif de ce travail était de développer de nouvelles microcapsules à base d'acide hyaluronique (HA), un polysaccharide d'origine naturelle. La première partie de ce travail a consisté à optimiser les conditions de synthèse de microcapsules à partir de HA et de poly(allylamine)(PAH), en utilisant des particules de CaC03 comme noyau de support. La construction de l'assemblage à partir de HA de masse molaire élevée (Mw=820000glmol) à une concentration supérieure à la concentration critique de recouvrement permet d'obtenir des capsules stables. Le PAH a par la suite été remplacé par des polymères biocompatibles: la poly(L-lysine (PLL), ou un dérivé de chitosane (QCH). L'influence du partenaire polycationique sur la morphologie, la stabilité, la perméabilité et sur la dégradation enzymatique des capsules a été analysée de manière détaillée. Ces propriétés peuvent être modulées par réticulation chimique du film multicouche. L'encapsulation d'un dextrane (Mw=4000glmol) comme médicament modèle a par ailleurs été démontrée.

Ln recent years, polyelectrolyte microcapsules prepared by the Layer-by-Layer deposition technique have attracted a great de al of interest for their potential applications in various fields such as drug delivery and biotechnology. One of the advantages of these multicompartment systems is the possibility to introduce a high degree of multifunctionality within their nanoshell due to the nature of the materials and assembly conditions used for their preparation. The latter rely on the sequential adsorption of oppositely charged materials onto a colloid template, followed by its dissolution. For biomedical applications, nano-/microcapsules built from biocompatible, biodegradable and non toxic polymers are a prerequisite. Ln this context, the aim of this work was to develop new LbL microcapsules made from hyaluronic acid (HA), a naturally occurring polysaccharide. First, optimization of synthetic conditions for preparing microcapsules from HA and PAH was carried out. CaC03 particles were used as the sacrificial template. Assembly, using a solution of high molecular HA (Mw = 820 OOOg/mol), at a concentration higher than the overlap concentration, lead to stable capsules. Ln the second step, synthetic PAH was replaced by biocompatible cationic polymers: a polypeptide, poly(L-lysine (PLL) or a quatemized derivative of chitosan (QCH) from polysaccharide family. The influence of the polycationic partner on the morphology, stability, permeability properties and enzymatic degradation of microscapsules was analyzed. Those properties were then tuned by shell cross¬linking. The encapsulation of dextran (Mw = 4000g/mol) release as a model drug was demonstrated.