Émulsions stabilisées par des nanoparticules biocompatibles pour des applications pharmaceutiques : influence de la nature et de la morphologie des nanoparticules

Biocompatible nanoparticle-stabilized emulsions for pharmaceutical applications : influence of the nature and morphology of the nanoparticles

• Auteur / Autrice : Baptiste Robin
• Direction : Nicolas Huang, Florence Agnely
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Pharmacotechnie et biopharmacie
• Date : Soutenance le 15/03/2021
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Innovation thérapeutique : du fondamental à l'appliqué (Châtenay-Malabry, Hauts-de-Seine ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Galien Paris-Saclay (Châtenay-Malabry, Hauts-de-Seine ; 1998-....)
• Partenaire(s) de recherche : Référent : Université Paris-Saclay. Faculté de pharmacie (Orsay, Essonne ; 2020-....)
• Jury : Président / Présidente : Patrick Perrin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Lazhar Benyahia, Véronique Nardello-Rataj, Valérie Ravaine, Nicolas Tsapis
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Lazhar Benyahia, Véronique Nardello-Rataj

Mots clés

Mots clés contrôlés

Anisotropie

Mouillabilité

Nanoparticules

Émulsions

Mots clés libres

Emulsion de Pickering

Forme

Mouillabilité

Nanoparticules

Transition Vitreuse

Pickering emulsion

Shape

Wettability

Nanoparticles

Glass transition

Résumé

Les émulsions de Pickering sont stabilisées par des particules solides. Elles sont très stables dans le temps tout en s’affranchissant de l’emploi de tensioactifs (potentiellement toxiques ou irritants). Le potentiel pharmaceutique de ces émulsions pour l'encapsulation et la libération contrôlée de substances actives est considérable. Au cours de ces travaux, des émulsions composées d’eau et de Miglyol 812N (une huile très utilisée dans le domaine pharmaceutique) ont été stabilisées par des nanoparticules de PLGA ou de PLA-b-PEG, des polymères reconnus pour leur biocompatibilité. Pour produire des nanoparticules de PLGA, quatre polymères avec différentes masses molaires et différentes fonctions terminales ont été utilisées. L’étude a démontré que la mouillabilité des nanoparticules et leur température de transition vitreuses étaient liées à la nature du PLGA utilisé, et que ces deux paramètres avaient une influence fondamentale sur le sens, la stabilité et la texture des émulsions de Pickering. La deuxième étude portant sur les nanoparticules de PLA-b-PEG a montré qu’il était possible de produire des particules non sphériques, de forme allongée. L’utilisation de telles particules augmente significativement la stabilité des émulsions de Pickering, par rapport à des particules sphériques du même matériau. Ainsi, il est possible de mettre à profit les caractéristiques physico-chimiques des nanoparticules pour contrôler les propriétés des émulsions de Pickering qu’elles stabilisent.

Pickering emulsions are stabilized by solid particles. They are very stable overtime while avoiding the use of surfactants (potentially toxic or irritating). The pharmaceutical potential of these emulsions for the encapsulation and the controlled release of active substances is considerable. During this work, emulsions composed of water and Miglyol 812N (an oil that is often used in pharmaceutics) were stabilised by PLGA or PLA-b-PEG nanoparticles, polymers that are known for their biocompatibility. To produce PLGA nanoparticles, four polymers with different molar masses and end-groups were used. The study showed that nanoparticles wettability and glass transition temperature were influenced by the type of PLGA used. These two parameters had a great impact on the emulsion type, stability and texture. The second study dealt with PLA-b-PEG nanoparticles and showed that it was possible to produce non-spherical nanoparticles with an elongated shape. Using these nanoparticles increased dramatically the Pickering emulsion stability, compared to spherical nanoparticles made of the same material. Thus, it is possible to take advantage of the physico-chemical characteristics of nanoparticles to tune the properties of the Pickering emulsions they stabilise.