Séchage par atomisation de produits biopharmaceutiques

Spray-drying of biopharmaceutical drug products

• Auteur / Autrice : Carla María Barcelo Chong
• Direction : Maria-Inês Ré, Mostafa Nakach
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des Procédés et de l'Environnement
• Date : Soutenance le 10/03/2023
• Etablissement(s) : Ecole nationale des Mines d'Albi-Carmaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mécanique, énergétique, génie civil et procédés (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de recherche d'Albi en génie des procédés des solides divisés, de l'énergie et de l'environnement (Albi ; 2012-....) - Centre de recherche d'Albi en génie des procédés des solides divisés- de l'énergie et de l'environnement / RAPSODEE
• Jury : Président / Présidente : Roman Peczalski
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Maria-Inês Ré, Mostafa Nakach, Stéphane Desobry, Helen Hughes, Vasco Filipe
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Stéphane Desobry, Helen Hughes

Mots clés

Mots clés contrôlés

Déshydratation

Contraintes thermiques

Cisaillement (mécanique)

Agrégation (chimie)

Protéines

Biopharmacie

Séchage

Mots clés libres

Séchage par atomisation

Biopharmaceutiques

Protéines

Agrégation

Contrainte de cisaillement

Contrainte thermique

Contrainte de déshydratation

Spray-drying

Biopharmaceutics

Proteins

Aggregation

Shear stress

Thermal stress

Dehydration stress

Résumé

L'obtention des produits biopharmaceutiques sous une forme sèche présente différents avantages pour la prolongation de la stabilité des formulations. Néanmoins, les procédés de séchage imposent aux protéines différentes sources de stress. Pour ce qui est du procédé de séchage par atomisation utilisé dans le cadre de cette thèse, les produits biopharmaceutiques sont exposés au stress thermique et aux forces de cisaillement et d'adsorption à l'interface liquide/air lors de l'atomisation. L'intensité du stress doit être contrôlée et maîtrisée lors du séchage pour éviter des changements structuraux des produits biopharmaceutiques. Les conditions d'opération lors de l'atomisation et la formulation vont conditionner fortement les propriétés d'usage de la biomolécule (masse volumique, granulométrie et propriétés cohésives en plus des propriétés fonctionnelles) ainsi comme sa stabilité. Cette thèse cherche à représenter les interactions entre les différents paramètres du séchage par atomisation ainsi comme l'effet des différents excipients sur lesquels on peut agir pour contrôler la stabilité de la protéine, la fonctionnalité et l'intégrité des particules solides obtenues.

Obtaining biopharmaceutical products in dry form has various advantages for prolonging the stability of formulations. However, drying processes impose various sources of stress on proteins. Regarding the spray-drying process used in this thesis, biopharmaceutical products are exposed to thermal stress, shear and adsorption forces at the liquid/air interface during atomization. The intensity of stress must be controlled and mastered during drying to avoid structural changes of biopharmaceutical products. The operating conditions during atomization and the formulation strongly condition the usage properties of the biomolecule (bulk density, particle size distribution, and cohesive properties in addition to functional properties) as well as its stability. This thesis aims to represent the interactions between the various parameters of spray-drying as well as the effect of different excipients that can be used to control protein stability and the functionality and integrity of the obtained solid particles.