Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
La production de microcapsules capables d’encapsuler des principes actifs revêt un intérêt pour des applications en cosmétique et pharmacologie, mais également pour l’élaboration de cellules artificielles. Il existe plusieurs méthodes pour fabriquer des microcapsules, le problème majeur réside dans le fait d’encapsuler ces principes actifs au cœur de ces capsules. Dans cet article, il est question de certaines méthodes de fabrication des capsules, des problèmes liés à l’encapsulation et d’une méthode émergente pour produire des microcapsules à partir d’émulsions eau-dans-eau, capables d’encapsuler spontanément des produits.
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l’articleABSTRACT
Synthesis of microcapsules capable of encapsulating water-soluble payloads is of interest for cosmetic and pharmacological applications, but also for the production of artificial cells. There are a lot of methods available to produce such capsules; however, the main problem is to encapsulate payloads within them. In this article, several methods for synthesizing such microcapsules and why it remains difficult to encapsulate materials within them are commented. Finally, an emerging method to fabricate microcapsules is discussed; it consists of using all-in-water emulsions that can spontaneously encapsulate payloads.
Auteur(s)
-
Jean-Paul DOULIEZ : Directeur de Recherches - INRA Bordeaux-Aquitaine, UMR 1332 Biologie du Fruit et Pathologie, équipe Mollicute Villenave-d’Ornon, France
INTRODUCTION
Lans les domaines de la cosmétique et la pharmacologie, il est primordial de protéger des principes actifs hydrosolubles du milieu extérieur en les encapsulant. Les microcapsules utilisées sont généralement des objets sphériques micrométriques, composés d’un cœur aqueux contenant les principes actifs, recouvert d’une couche (ou membrane) plus ou moins solide, servant de protection. De la même façon, pour synthétiser une cellule artificielle, il convient d’encapsuler du matériel biologique (ADN, protéines...) au sein de microcapsules, le tout mimant une cellule, telle une bactérie par exemple. Cette approche représente un enjeu majeur pour la compréhension des origines de la vie et pour déterminer les conditions minimales pour que la vie existe, ou encore pour créer des bioréacteurs capables de synthétiser des molécules d’intérêt à façon.
Un exemple classique de microcapsules est celui des liposomes (ou vésicules), dont la couche protectrice est composée d’une membrane de lipides. Cependant, il existe également des microcapsules dont la membrane est faite de particules ou de polymères, formant une structure relativement solide autour du cœur aqueux. Du fait des modes de préparation de telles microcapsules qui sont décrits ci-après, il est difficile d’encapsuler en leur sein des principes actifs hydrosolubles ou du matériel biologique.
Une méthode émergente consiste à utiliser des émulsions eau-dans-eau. Elles résultent d’une séparation de phases microscopique se produisant dans des mélanges aqueux de polymères, mais également de tensioactifs ou même de polyélectrolytes. Il se forme alors des gouttes aqueuses micrométriques, enrichies en l’un ou plusieurs de ces composés, dispersées dans le milieu aqueux, d’où le terme d’émulsion eau-dans-eau, par analogie avec les émulsions huile-dans-eau dans lesquelles des gouttes d’huile sont dispersées dans le milieu aqueux.
L’intérêt majeur de ces émulsions eau-dans-eau est que ces gouttes aqueuses sont capables de séquestrer spontanément des composés hydrosolubles, tels que l’ADN ou des protéines, mais également des particules ou aussi de petites molécules. Cependant, ces gouttes aqueuses eau-dans-eau ne possèdent pas de couche protectrice à leur surface et peuvent ainsi fusionner entre elles (coalescence), ce qui conduit alors à une séparation de phases macroscopique, formant ainsi deux phases distinctes l’une au-dessus de l’autre.
Dans cet article, il est montré comment il est possible, en ajoutant différents composés, de stabiliser ces émulsions eau-dans-eau, formant ainsi une couche ou membrane à l’interface des gouttes. Il en résulte des microcapsules dans lesquelles peuvent être encapsulés des principes actifs ou du matériel biologique initialement séquestrés spontanément dans les gouttes eau-dans-eau.
Le lecteur trouvera en fin d’article un glossaire et un tableau des sigles utilisés.
Domaine : Microencapsulation
Degré de diffusion de la technologie : Émergence
Domaines d’application : Cosmétique, pharmacologie, cellules artificielles
Principaux acteurs français : Université CNRS et INRA Bordeaux
– Industriels : accord de confidentialité en cours
Autres acteurs dans le monde : S. Mann, Bristol University (Angleterre) / C. Keating, Penn state University (États-Unis)
Contact : S Mann ( [email protected]) / C. Keating ( [email protected])
L'expertise technique et scientifique de référence
MOTS-CLÉS
KEYWORDS
encapsulation | all in water emulsions
DOI (Digital Object Identifier)
CET ARTICLE SE TROUVE ÉGALEMENT DANS :
Accueil > Ressources documentaires > Procédés chimie - bio - agro > Opérations unitaires. Génie de la réaction chimique > Innovations en génie des procédés > Microcapsules : de l’encapsulation aux cellules artificielles > Perspectives et évolutions
Cet article fait partie de l’offre
Médicaments et produits pharmaceutiques
(125 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Présentation
Glossaire et tableau des sigles
En anglais
4. Perspectives et évolutions
Comme cela a été décrit précédemment, la formulation de microcapsules à partir d’émulsions eau-dans-eau représente de multiples avantages : i) l’utilisation de systèmes tout aqueux, sans solvant ni huile, ii) la séquestration spontanée de principes actifs qui peuvent ainsi être encapsulés stricto sensu et iii) la diversité des systèmes potentiellement utilisables pour fabriquer ces capsules. Cependant, au moins trois aspects devront être déployés pour permettre de développer des applications.
-
Le premier concerne la formulation même de ces microcapsules et dépend donc de l’application visée. Par exemple, l’utilisation de gélatine ou protéines d’une façon générale pour l’élaboration d’émulsions eau-dans-eau est proscrite pour des applications en cosmétique et même pharmacologique. De même, certains agents stabilisant (nanoparticules) et réticulant nécessaires pour la formulation des microcapsules peuvent être nocifs. Notons qu’il existe déjà beaucoup de systèmes capables de former des émulsions eau-dans-eau et d’autres peuvent être encore développés pour obtenir les composants adéquats en fonction de l’application souhaitée.
-
Le deuxième aspect concerne le phénomène de séquestration spontanée des principes actifs. Comme cela a été mentionné, certains composés sont séquestrés spontanément au sein des gouttes, mais d’autres peuvent y être complètement rejetés et les raisons de ce phénomène reste encore souvent incomprises. Il conviendra donc de mener des études approfondies en physico-chimie pour comprendre et établir des règles en lien avec ce phénomène de séquestration. De plus, il apparaît nécessaire de pouvoir séquestrer n’importe quel type de principe actif et donc de maîtriser ce phénomène en ajoutant d’autres composés au sein des émulsions eau-dans-eau. Par exemple, des polymères dendritiques sont capables...
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Médicaments et produits pharmaceutiques
(125 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Perspectives et évolutions
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - HUANG (J.) et al - Biologically active polymersomes from amphiphilic glycopeptides. - Journal of the American Chemical Society, 134(1), p. 119-122 (2012).
-
(2) - GARENNE (D.) et al - Sequestration of proteins by fatty acid coacervates for their encapsulation within vesicles. - Angewandte Chemie International Edition, 55(43), p. 13475-13479 (2016).
-
(3) - DINSMORE (A.D.) et al - Colloidosomes: selectively permeable capsules composed of colloidal particles. - Science, 298, p. 1006-1009 (2002).
-
(4) - THOMPSON (K.L.), WILLIAMS (M.), ARMES (S.P.) - Colloidosomes: Synthesis, properties and applications. - Journal of Colloid and Interface Science, 447, p. 217-228 (2015).
-
(5) - CARUSO (F.) - Hollow capsule processing through colloidal templating and self-assembly. - Chemistry – A European Journal, 6(3), p. 413-419 (2000).
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Médicaments et produits pharmaceutiques
(125 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
