Application de la technologie des fluides supercritiques pour la formulation de dispersions solides amorphes de flavonoïdes

Application of supercritical fluid technology for the formulation of amorphous solid dispersions of flavonoids

• Auteur / Autrice : Léa Couvidat
• Direction : Mohammed Benali, Patrice Castignolles
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Inscription en doctorat le 09/10/2023
• Etablissement(s) : Compiègne
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences pour l'ingénieur
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Transformations intégrées de la matière renouvelable

Mots clés

Mots clés libres

Solubilité

Flavonoïdes

Fluides supercritiques

Biodisponibilité

Dispersions solides

Flavonoids

Bioavailability

Solubility

Supercritical fluid

Solid dispersion

Résumé

Les dispersions solides sont souvent utilisées pour améliorer le taux de libération et la biodisponibilité des composés actifs à faible solubilité. Leur préparation consiste à disperser le composé bioactif hydrophobe dans une matrice polymère hydrophile en utilisant différentes techniques : l'extrusion à chaud, le séchage par atomisation, ou le mélange à l'état fondu. L'objectif de cette thèse est d'étudier le potentiel de l'utilisation des fluides supercritiques, comme technique alternative pour l'élaboration de dispersions solides amorphes de flavonoïdes peu hydrosolubles. En effet, cette étude vise à formuler les dispersions solides de flavonoïdes en milieux fluides supercritiques, en utilisant des polymères qui seront choisis selon un certain nombre de critères : bio-sourcé, interactions potentielles avec les flavonoïdes, non-toxique y compris par ingestion orale. Un certain nombre de polysaccharides, spécialement le chitosane, sont des candidats intéressants. En ce qui concerne les composés bioactifs, la quercétine sera tout d'abord considérée en tant que molécule modèle, puis, l'étude sera élargie à d'autres flavonoïdes peu hydrosolubles. Les travaux seront alors développés selon 3 tâches : (1) choix et étude de l'effet de la nature de la matrice sur les interactions flavonoïde-matrice, sur la miscibilité et sur l'état amorphe/moléculaire du composé bioactif dans la dispersion solide ; (2) Mise en œuvre et optimisation du procédé d'élaboration de dispersions solides amorphes par fluides supercritiques ; (3) Caractérisation des propriétés physico-chimique, de la stabilité physique et de la biodisponibilité in vitro (dissolution, cinétique de libération du composé actif, l'activité anti-radicalaire…) des dispersions solides formulées.

Solid dispersions are often used to improve the release rate and bioavailability of low-solubility active compounds. Their preparation consists in dispersing the hydrophobic bioactive compound into a hydrophilic polymer matrix using different techniques: hot extrusion, spray drying, or melting. The objective of this thesis is to study the potential of the use of supercritical fluids, as an alternative technique for the development of amorphous solid dispersions of low water-soluble flavonoids. Indeed, this study aims to formulate the solid dispersions of flavonoids in supercritical fluid media, using polymers that will be chosen according to several criteria: bio-sourced, potential interactions with flavonoids, non-toxic including by oral ingestion. Several polysaccharides, especially chitosan, are interesting candidates. For bioactive compounds, quercetin will first be considered as a model molecule, then the study will be expanded to other flavonoids with low water solubility. The work will then be developed according to 3 tasks: (1) selection and study of the effect of the nature of the matrix on flavonoid-matrix interactions, miscibility and the amorphous/molecular state of the bioactive compound in solid dispersion; (2) Implementation and optimization of the process of producing amorphous solid dispersions by supercritical fluids; (3) Characterization of physicochemical properties, physical stability and in vitro bioavailability (dissolution, the release kinetics of the active compound...etc.) of the formulated solid dispersions.