Conception et évaluation de nanoémulsions multiples autoémulsionnables comme vecteurs de molécules d'intérêt thérapeutique.

Design and characterization of a self multiple nanoemulsion as drug vector

• Auteur / Autrice : Estelle Sigward
• Direction : Denis Brossard, Sylvie Crauste-Manciet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Science de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 25/06/2014
• Etablissement(s) : Paris 6
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Interdisciplinaire pour le Vivant (Paris) (XXXX-2014)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Frédéric Lagarce, Pascal Odou, Germain Trugnan, Philippe Espeau, Patrice Rat

Mots clés

Mots clés contrôlés

Pharmacie galénique

Encapsulation (chimie)

Émulsions (pharmacie)

Mots clés libres

Nanoémulsion multiple

Autoémulsification

Cytotoxicité

Encapsulation

Multiple nanoemulsion

Spontaneous emulsification

Résumé

L'objectif a été de formuler des émulsions multiples Hydrophile/Lipophile/Hydrophile de taille nanométrique par autoémulsification, d'évaluer leurs cytotoxicités et le taux d'encapsulation. Trois formules ont été développées. La phase lipophile est composée de : triglycéride à chaine moyenne et de deux agents de surface : formules (a) Polysorbate 85 (PS85) / Labrasol®, (b) PS 85 / Cremophor® EL, (c) Glycérol / PS85. Les tailles des globules multiples des formules sont (a) 150 nm, (b) 40 nm et (c) 200 nm. La stabilité est de (a) 24 h, (b) 6 mois et (c) 2 mois. Le système multiple a été caractérisé par microscopie électronique à transmission et calorimétrie différentielle à balayage (DSC). L'évaluation de la viabilité cellulaire a montré une cytotoxicité aigüe (a) et retardé (b) et absence de cytotoxicité (c). La stabilité de la formulation (c) a été améliorée par ajout d'un glycéride hémisynthétique (Suppocire®DM). Différentes méthodes d'évaluation du taux d'encapsulation ont été testées, des méthodes usuelles (ultracentrifugation, dialyse) et d'autres méthodes (dégradation enzymatique, intercalant de l'ADN) avec des résultats montrant une interaction. La mise en évidence de la formation de micelles de PS85 dans la phase aqueuse externe a permis d'expliquer cette interaction. L'ultrafiltration a montré que le PS85 encapsulait du principe actif dans la phase aqueuse externe. L'évaluation de l'encapsulation de DTPA-Europium par DSC a permis détecter un taux d'encapsulation de 68 %. Du DTPA-Gadolinium incorporé dans la phase aqueuse interne a montré une supériorité comme agent de contraste positif par imagerie par résonnance magnétique par rapport à la solution de référence.

The aim was to formulate nanoscale Water/Oil/Water (W/O/W) multiple emulsion (ME) byself-emulsification, to evaluate their cytotoxicity and the encapsulation rate of DTPAEuropiumsolution. Three W/O/W ME have been developed. The lipophilic phase is composed of medium chain triglyceride (MCT) and two surfactants (ratio 7/3), which are : formulations:(a) Polysorbate 85 (PS85) / Labrasol ®, (b) PS85 / Cremophor EL®, (c) Glycerol / PS85. The sizes of multiple droplets are (a) 150 nm, (b) 40 nm and (c) 200 nm. Stabilities are (a) 24 h, (b)6 months and (c) 2 months. Multiple system has been characterized by transmission electronmicroscopy and differential scanning calorimetry (DSC). Evaluation of cell viability showacute cytotoxicity (formulation a), delayed cytotoxicity (formulation b) and no cytotoxicity(formulation c). The stability of formulation (c) has been improved by adding to the oily phase a hemisynthetic glycerid (Suppocire® DM). Different methods of evaluation of encapsulation rate have been tested: conventional methods (ultracentrifugation, dialysis, conductivity) and methods used for other nanosystems (enzymatic degradation, DNA intercalating). Results have shown an interaction. The demonstration of the formation of micelles or an emulsion ofPS85 in the external aqueous phase allowed explaining this interaction. Ultrafiltration was used to characterize it and to show that the PS85 encapsulates the active subtance in the external aqueous phase. Evaluation of the encapsulation of a solution of DTPA - Europium byDSC has overcome this interaction, and detecting an encapsulation rate of about 68 %. The incorporation of a solution of DTPA - Gadolinium in the internal aqueous phase has shown superiority as a positive contrast agent in magnetic resonance imaging as compared to a reference solution.