Développement du système mixte hydroxypropyl-betacyclodextrine/ liposome en vue de l’encapsulation des constituants des huiles essentielles

Development of drug-in-cyclodextrin-in-liposomes as carrier system for encapsulation of monoterpenes essential oils

• Auteur / Autrice : Riham Gharib
• Direction : Catherine Charcosset, Hélène Greige-Gerges, Lizette Joumanazar Aouezova
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biochimie. Biotechnologie
• Date : Soutenance le 13/12/2016
• Etablissement(s) : Lyon en cotutelle avec École doctorale des Sciences et de Technologie (Beyrouth)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Chimie (Lyon ; 2004-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Claude Bernard (Lyon ; 1971-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Automatique et de Génie des Procédés (Lyon)
• Jury : Président / Présidente : Mohamad Tabcheh
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Hatem Fessi
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Bernard Tinland, Mohamed Skiba

Mots clés

Mots clés contrôlés

Lyophilisation

Monoterpènes

Cyclodextrines

Anéthole

Mots clés libres

Anéthol

Drug-in-CD-in-liposome

Fluidité

Hydroxypropyl-ß-cyclodextrine

Injection éthanolique

Lyophilisation

Membrane

Monoterpènes

Anethole

Drug-in-CD-in-liposome

Fluidity

Hydroxypropyl-ß-cyclodextrin

Ethanol injection

Lyophilization

Membrane

Monoterpenes

Résumé

L'objectif principal de notre étude a été la mise au point des formulations liposomiales encapsulant des monoterpènes (MT) et phénylpropènes (PP). Le manuscrit contient deux axes principaux. Le premier a porté sur l'interaction de l'HP-ß-CD, de MT et PP avec des membranes lipidiques. L'HP-ß-CD interagit avec les têtes polaires et les chaînes acyles des phospholipides et montre un effet fluidifiant sur les liposomes formés de DPPC et de Lipoid S100. De plus, l'HP-ß-CD présent dans le compartiment aqueux des liposomes les protège durant la lyophilisation. Les MT et PP interagissent avec la tête et les chaînes alkyles de DPPC entrainant sa fluidification. D'autre part, les composés les plus hydrophobes de la série, ont été plus actifs contre E. coli. Le deuxième axe a été orienté vers la préparation des liposomes conventionnels et du système mixte CD/liposome (ACL). La technique de double encapsulation (ACL2) a été appliquée. Les préparations sont faites à partir de Phospholipon 90H ou Lipoid S100 par la méthode d'injection éthanolique. Les vésicules ont été caractérisées pour la taille, pdI, le potentiel zêta, la morphologie, le rendement et la cinétique de libération de la molécule. L'anéthol (Ane) est utilisé comme un système modèle. ACL et ACL2 ont permis d'améliorer le rendement d'encapsulation de l'Ane et de ralentir sa libération. Les liposomes composés de Lipoid S100 ont montré une meilleure photostabilité et rendement d'encapsulation. Le Lipoid S100 a été ainsi utilisé pour la préparation à grande échelle. Les vésicules obtenues à petite et grande échelle, ont présenté les caractéristiques proches ce qui témoigne d'une bonne reproductibilité de ces procédés

The main objective of this work was the development of liposomal formulations encapsulating monoterpenes (MT) and phenylpropene (PP). The manuscript contains two main axes: the first axis was oriented to the interaction of HP-ß-CD, MTs and PPs with lipid membranes. The HP-ß-CD interacts with the polar heads and acyl chains of phospholipids and showed a fluidizing effect on liposomes formed with DPPC or Lipoid S100. In addition, the incorporation of HP-ß-CD in the internal aqueous compartment of the liposomes protected them during lyophilization. The studied monoterpenes interact with the choline head group and the alkyl chains of DPPC membrane raising the bilayer’s fluidity. In addition, the most hydrophobic compounds of the series, were more active against E. coli. The second axis was oriented towards the preparation of conventional liposomes and drug-in-cyclodextrin-in-liposomes (ACL). The double loaded technique (double loaded liposomes, ACL2) was applied. Phospholipon 90H or Lipoid S100 were used to prepare liposomes by the ethanol injection method. Vesicles were characterized in terms of size, pdI, zeta potential, morphology, loading rate and drug release kinetics. Anethole (Ane) is used as a model system. Compared to conventional liposomes, ACL and ACL2 improve the loading rate of Ane and reduce Ane release. Liposomes prepared with Lipoid S100 showed the best photostability and loading rate. Lipoid S100 is used to prepare liposomes at large scale by membrane contactor and by pilot scale. The characteristics of the vesicles obtained at laboratory and large scale confirmed the reproducibility of the two methods of preparation