Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Les systèmes pâteux sont solides au repos et s'écoulent sous une contrainte mécanique suffisante. Ils sont semi-solides à l'échelle macroscopique mais demeurent liquides à l'échelle microscopique, permettant la diffusion de molécules pour l'administration topique. Ils doivent satisfaire un cahier des charges complexe et respecter les contraintes techniques et réglementaires de la Pharmacopée Européenne. Dans cet article, les principales préparations semi-solides pour application cutanée sont décrites. Elles sont classées par type de forme galénique : gels, émulsions, pommades, pâtes et emplâtres sans omettre les formes innovantes. La composition des préparations est explicitée en lien avec leurs propriétés physicochimiques et thérapeutiques et des exemples de médicaments sont donnés à titre d'illustration.
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Semi-solid materials are solid at rest and can flow under mechanical stress. The network formed by consistency agents make them semi-solid at a macroscopic scale, but they remain liquid at a microscopic scale, allowing the diffusion of medical drugs for sustained topical administration. They have to meet complex requirements for this purpose, and the technical and regulatory prescriptions of the European Pharmacopoeia. This article describes the main semi-solid preparations for cutaneous application, sorted according to various dosage forms, i.e. gels, emulsions, ointments, pastes and poultices, and new drug delivery systems. The composition of the preparations is explained in relation to their physicochemical and therapeutic properties, and examples of drug products are given.
Auteur(s)
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Marie-Alexandrine BOLZINGER : Professeur des Universités - Université Claude Bernard Lyon 1 – Laboratoire d'Automatique et de Génie des Procédés LAGEP UMR CNRS 5007, France
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Stéphanie BRIANÇON : Professeur des Universités - Université Claude Bernard Lyon 1 – Laboratoire d'Automatique et de Génie des Procédés LAGEP UMR CNRS 5007, France
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Yves CHEVALIER : Directeur de Recherche CNRS - Université Claude Bernard Lyon 1 – Laboratoire d'Automatique et de Génie des Procédés LAGEP UMR CNRS 5007, France
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François PUEL : Professeur des Universités - CentraleSupélec Paris – Laboratoire de Génie des Procédés et Matériaux LGPM EA4038, France
INTRODUCTION
Les « praeparationes molles ad usum dermicum », autrement dit les préparations semi-solides pour application cutanée, sont définies par la Pharmacopée européenne 8.2 comme des « préparations formulées en vue d'une libération locale ou transdermique des substances actives, ou pour leur action émolliente ou protectrice. Elles présentent un aspect homogène [...], peuvent être constituées d'un excipient simple ou composé dans lequel sont habituellement dissoutes ou dispersées une ou plusieurs substances actives. Selon sa composition, cet excipient peut avoir une influence sur l'activité de la préparation. Les excipients utilisés peuvent être des substances d'origine naturelle ou synthétique, être monophases ou multiphases. Selon la nature de l'excipient, la préparation peut avoir des propriétés hydrophiles ou hydrophobes. La préparation peut également contenir d'autres excipients appropriés tels que des agents antimicrobiens, des antioxydants, des agents stabilisants, des émulsifiants, des épaississants et des agents de pénétration ». Il existe plusieurs catégories de préparations semi-solides pour application cutanée : pommades, crèmes, gels, pâtes, cataplasmes, emplâtres médicamenteux, dispositifs cutanés.
Les systèmes pâteux sont des formes galéniques sous un état physique intermédiaire entre un matériau solide et un liquide. Ils ont des propriétés proches de solides au repos, mais peuvent néanmoins être transformés en liquides visqueux par application d'une contrainte mécanique suffisante pour être manipulés, déformés et étalés lors de leur utilisation.
Une définition peut en être donnée conformément au sens commun lié aux applications pratiques : un système pâteux est un matériau visqueux et auto-supporté. Le terme semi-solide résume bien cette combinaison de propriétés mécaniques, le matériau est un solide qui peut subir de grandes déformations irréversibles (visqueuses). Dans le domaine des applications pharmaceutiques et cosmétiques, les systèmes pâteux sont des formes galéniques de choix pour l'administration topique de substances actives pharmaceutique ou cosmétique.
En résumé, l'intérêt des formes pâteuses repose sur leurs deux propriétés fondamentales : déformables et adhérentes.
Les propriétés physicochimiques possibles sont variées et ajustées par le type de formulation et le choix des excipients pour apporter l'effet de rémanence en surface ou l'effet de pénétration qui correspond aux exigences de l'application.
Les nombreux types de formulations possibles sont présentés en quatre familles :
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pommades (ou onguents ou baumes) à base huileuse ou aqueuse ;
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crèmes (émulsions huile dans eau ou eau dans huile) ;
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pâtes, suspensions concentrées de particules solides ;
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gels aqueux ou organiques (organogels).
L'application pharmaceutique principale est l'administration topique (peau ou muqueuses). La substance active pénètre plus ou moins profondément dans la peau selon le type d'application thérapeutique ou prophylactique. Si elle a un rôle protecteur en surface, elle doit alors être y maintenue sans pénétrer dans les tissus. Dans le cadre d'une application dermatologique, elle doit atteindre sa cible biologique dans la peau ou la muqueuse. L'administration topique est aussi un moyen d'atteindre la voie générale si la substance active franchit la barrière cutanée et rejoint la circulation systémique (patches transdermiques).
Dans cet article, nous présentons tout d'abord les propriétés physicochimiques des préparations semi-solides pour application cutanée, leur mode d'action dans la peau et l'évaluation de leur efficacité. Puis, nous détaillons les principales formes galéniques semi-solides pour application cutanée, en insistant sur la composition de ces formes et le rôle des excipients, et en illustrant chaque cas par des exemples de médicaments. Un paragraphe est dédié à la Pharmacopée européenne, ouvrage de référence opposable, afin d'expliciter le contexte réglementaire de ces formes et les contraintes en termes de qualité et de sécurité.
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version courante de mars 2023 par Marie-Alexandrine BOLZINGER, Stéphanie BRIANÇON, Yves CHEVALIER, Marie-Emmanuelle MILLION
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Présentation
Comment lire la Pharmacopée européenne ?2. Physicochimie des systèmes pâteux
Les propriétés physicochimiques des systèmes pâteux sont nombreuses et dépendent de l'application technique visée. Certaines propriétés sont communes à tous les systèmes pâteux pour les applications pharmaceutiques et cosmétiques : il s'agit des propriétés rhéologiques et de la mobilité moléculaire des petites molécules incorporées dans la matrice pâteuse qui contrôlent la vitesse de libération et la biodisponibilité. Ces propriétés sont dépendantes de la composition chimique du produit (la formulation) et du procédé de fabrication.
2.1 Viscoélasticité
Les propriétés mécaniques ou rhéologiques sont décrites dans les cas simples à l'aide des modules élastiques et visqueux. On parle plus volontiers de propriétés mécaniques dans le cas des solides et de rhéologie dans le cas des liquides ; mais il n'y a pas de différence conceptuelle et une présentation unifiée peut en être donnée.
La différence principale entre solides et liquides tient dans le mode de mesure : on mesure la déformation (γ, sans unité) en fonction de la contrainte appliquée (τ, en Pa) dans le cas des solides, alors que l'on mesure la vitesse de déformation
en fonction de la contrainte appliquée (ou l'inverse) dans le cas des liquides. Les contraintes appliquées aux solides sont généralement, soit une traction, soit une contrainte de cisaillement, alors que les liquides sont presque exclusivement mesurés sous une contrainte de cisaillement.
Nous ne considérerons dans la suite que les mesures effectuées sous contrainte de cisaillement, puisque ce mode de sollicitation est commun aux liquides et aux solides. Le module élastique complexe associé est noté G = τ/γ (en Pa) ; sa composante réelle est le module élastique (ou module de conservation) G′, et sa composante imaginaire est le module visqueux (ou module de perte) G″ :
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Physicochimie des systèmes pâteux
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - WINDHAB (E.J.) - Fluid immobilization – A structure-related key mechanism for the viscous flow behavior of concentrated suspension systems. - Appl. Rheol., 10, p. 134-144 (2000).
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(2) - TOUSSAINT (A.) - Choice of a rheological model for steady flow : application to industrial concentrated particle suspensions. - Prog. Org. Coatings, 21, p. 255-267 (1992).
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(3) - BARAVIAN (C.), VANTELON (D.), THOMAS (F.) - Rheological determination of interaction potential energy for aqueous clay suspensions. - Langmuir, 19, p. 8109-8114 (2003).
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(4) - TADROS (T.) - Interparticle interactions in concentrated suspensions and their bulk (rheological) properties. - Adv. Colloid Interface Sci., 168, p. 263-277 (2011).
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(5) - WESTRIN (B.A.), AXELSSON (A.), ZACCHI (G.) - Diffusion measurements in gels. - J. Control. Release, 30, p. 189-199 (1994).
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...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
Direction européenne de la qualité du médicament & soins de santé http://www.edqm.eu/fr/ (pages consultées le 14 juillet 2014)
International Conference on Harmonisation of Technical Requirements for Registration of Pharmaceuticals for Human Use (ICH) http://www.ich.org/products/guidelines/quality/article/quality-guidelines.html (pages consultées le 14 juillet 2014)
Les carbomères https://www.lubrizol.com/LifeScience/Products/Carbopol/
Les dérivés de la cellulose http://www.brenntagspecialties.com
Les émulsifiants http://www.gattefosse.com (pages consultées le 14 juillet 2014)
Les poloxamères http://www.basf.com (pages consultées le 14 juillet 2014)
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ICH Q1A (R2), Q1E - 2014 - Pharmacopée européenne 8.2 - -
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