Une même molécule peut adopter différentes formes cristallines avec différentes propriétés physiques. Quelles sont les origines de ce polymorphisme et quelles peuvent en être les conséquences ?

Le polymorphisme peut avoir des conséquences lourdes sur les propriétés d'un produit : vieillissement de produits agroalimentaires ou efficacité réduite ou annulée d'un médicament. Comment peut-on intégrer l'étude du polymorphisme à la conception d'un produit ?

Des solvants résiduels provenant des processus d’obtention des principes actifs et excipients sont présents dans les produits pharmaceutiques dont la qualité s’en trouve ainsi menacée. Des méthodes analytiques permettent de les détecter et de les quantifier à l’état de traces.

Le polymorphisme est l’aptitude des molécules inorganiques et organiques à exister à l’état solide sous différentes formes cristallines. Ces différentes formes issues d’une même molécule peuvent présenter des propriétés physiques et chimiques très éloignées. Cet article aborde tous les aspects de ce phénomène, de l’origine physique aux méthodes actuelles d’étude, en passant par le cas particulier des solvates/hydrates.

Cet article est essentiellement consacré aux conséquences dans le domaine pharmaceutique du polymorphisme, cette aptitude des molécules à exister  à l’état solide sous différentes formes cristallines aux propriétés différentes. Sont traitées successivement  la cinétique de dissolution et la biodisponibilité, la fabricabilité du principe actif et du produit fini, et la stabilité de ces deux derniers. S’ensuivent quelques aspects réglementaires concernant ce même secteur avant d’évoquer les conséquences du mécanisme de polymorphisme dans des domaines comme l’industrie alimentaire et la photographie.

Le polymorphisme  peut générer des différences au niveau des caractéristiques des médicaments. Ceci justifie que les autorités de santé exigent une étude approfondie de ce phénomène sur tous les médicaments, y compris les génériques. Cet article explicite les conséquences possibles du polymorphisme et présente les aspects réglementaires liés à ce phénomène. Il conclut avec une présentation des conséquences du polymorphisme dans d'autres secteurs, et notamment dans l'agro-alimentaire.

Cet article aborde les principes physiques et thermodynamiques à l’origine du polymorphisme. Une modélisation simple  par empilement de sphères permet d'expliquer le phénomène du polymorphisme et ses conséquences. Une mention particulière est faite pour le cas des solvates et des hydrates, et pour le pseudopolymorphisme. Et la conclusion apporte une revue des méthodes analytiques de caractérisation du polymorphisme ainsi que des méthodes d’obtention, notamment par criblage polymorphique.

Après avoir défini les notions de polymorphisme cristallin, d'état amorphe et de faciès ou habitus des particules cristallines, cet article présente le processus de cristallisation. Le cas simple de la cristallisation d'une molécule à partir d'un solvant met l'accent sur  les différents paramètres physico-chimiques, notamment la nucléation, l'énergie d’activation de germination, et le rôle du solvant et des impuretés. Puis, l'article rappelle les éléments de cristallographie, tels que systèmes cristallins et réseaux de Bravais, maille cristalline ou unité asymétrique, pour fixer quelques définitions.