Présentation
RÉSUMÉ
La nanomédecine ouvre de nouvelles perspectives pour le diagnostic et le traitement de nombreuses maladies, grâce au développement des nanotechnologies. Le design de systèmes nanoparticulaires a permis de mieux contrôler la délivrance de principes actifs. Parmi les différents vecteurs mis au point, les nanoparticules lipidiques basées sur des émulsions s'avèrent des candidats de choix pour le transport de molécules lipophiles. Leur nature lipidique leur confère biocompatibilité et biodégradabilité, et le contrôle de l'état physique des lipides permet de moduler leurs propriétés d'encapsulation et de relargage.
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Nanomedicine opens new opportunities in the diagnosis and treatment of various diseases, thanks to the development of nanotechnologies. The design of nanoparticular systems has allowed for a better control of the release of active principles. Among the various carriers developed, lipid nanocarriers, based on nanoemulsions are extremely promising for the transportation of lipophilic molecules. Due to their lipidic nature they are biocompatible and biodegradable, and controlling the physical state of lipids allows for modulating their encapsulation and release properties.
Auteur(s)
-
Anne-Claude COUFFIN : Ingénieur de l'ENSC de Montpellier - Docteur de l'université Montpellier - Ingénieur chercheur au CEA-Léti, au sein du département des technologies pour la biologie et la santé
-
Thomas DELMAS : Ingénieur ESPCI - Docteur de l'université Pierre et Marie Curie (Paris ) - Ingénieur chercheur chez CAPSUM
INTRODUCTION
Les nanotechnologies dédiées aux applications médicales sont définies aujourd'hui sous le terme de « nanomédecine ». Cette discipline exploite, à l'échelle nanométrique, les propriétés physiques, chimiques et/ou biologiques des matériaux, souvent différentes de celles observées à l'échelle micro- ou macroscopique. La nanomédecine offre de nouveaux espoirs pour la prévention, le diagnostic précoce et fiable, et le traitement de nombreuses maladies. Ainsi, les trois grands domaines d'applications de la nanomédecine sont le diagnostic in vitro ou in vivo, la thérapie et la médecine régénérative. Cette science a vu le jour il y a plus de 40 ans, même si elle ne portait pas le nom de nanomédecine, par la découverte des liposomes par Bangham. Son essor a bénéficié des concepts issus des nanotechnologies impliquant une pluridisciplinarité des champs de recherche comme la chimie (organique, inorganique et polymère), la physico-chimie et les sciences pharmaceutiques et médicales (pharmaciens et cliniciens).
Dans la délivrance de principes actifs, les nanotechnologies développées doivent répondre aux exigences de la vectorisation, c'est-à-dire le besoin d'une meilleure orientation des principes actifs vers leur site d'action biologique, afin d'en augmenter l'efficacité et d'en réduire la toxicité. Pour répondre à cette problématique, des systèmes particulaires, de taille nanométrique et de type colloïde résultant de l'auto-assemblage de molécules biodégradables sont ainsi développés. Faisant office de cargos pour le transport, la délivrance et le ciblage de principes actifs, ils sont souvent nommés nanovecteurs, nanocargos et plus récemment rassemblés sous le terme « nanomédicaments ». Aujourd'hui, on dénombre une trentaine de nanomédicaments approuvés aux États-Unis et plus largement dans le monde, une centaine d'essais cliniques impliquant des nano-objets.
Les nanoparticules utilisées en nanomédecine peuvent être répertoriées en deux grandes familles : les nanoparticules organiques et les nanoparticules inorganiques. Parmi les nanoparticules organiques, celles à base de lipides ont été les premières développées (liposomes) puisqu'étant composées de lipides naturels, déjà présents en quantité et de manière étendue dans l'organisme, leur conférant ainsi biocompatibilité et biodégradabilité. Tirant parti de cette similitude avec le milieu vivant, une catégorie de systèmes lipidiques a été développée et fera l'objet de cet article.
Ce dossier a pour but de présenter :
-
les différents systèmes lipidiques développés en recherche et en clinique ;
-
les nanoémulsions lipidiques en décrivant leurs méthodes de fabrication, ainsi que leurs domaines de formulation et de stabilité ;
les paramètres principaux gouvernant leurs propriétés d'encapsulation/relargage de molécules d'intérêt diagnostique ou thérapeutique, ainsi que leur comportement d'interaction avec le milieu biologique ;
des exemples d'applications biomédicales dans le cadre de la délivrance de médicaments par voies orale et parentérale, ainsi que dans le cadre de l'imagerie médicale.
MOTS-CLÉS
KEYWORDS
medicine
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3. Conception de nanoémulsions lipidiques
3.1 Production
De manière générale, la plupart des systèmes d'émulsion nécessitent un apport d'énergie pour leur formation [J 2 152] [J 2 150]. Une partie de l'énergie fournie permet de contrer l'enthalpie libre de surface requise pour augmenter l'interface entre deux phases et disperser finement une phase dans l'autre :
![](figures/ul-j2310niv10003/1/sl10935420-web.gif)
avec :
- ΔG :
- enthalpie libre du système,
- γ :
- tension superficielle,
- ΔA :
- aire d'interface créée.
Une autre part importante de l'énergie sert à surmonter la résistance visqueuse lors de la scission de grands globules en petites gouttes. Enfin, une part non négligeable de l'énergie est également perdue par dissipation et effet Joule. Étant donnée la faible taille des gouttes d'une nanoémulsion, et donc la quantité importante d'interface à créer lors de leur formation, une quantité très importante d'énergie doit être apportée au système au cours de sa production. La scission des gouttes a lieu lorsque l'on applique un taux de cisaillement supérieur à la pression de Laplace des gouttes. Dans le cas de dispersions très diluées, l'équation de Taylor permet d'obtenir un ordre de grandeur du taux de cisaillement à appliquer pour effectuer la dispersion/scission des deux phases jusqu'à obtention de gouttes de diamètre dp ...
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Conception de nanoémulsions lipidiques
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - MOSS (G.), SMITH (P.), TAVERNIER (D.) - Glossary of class names of organic compounds and reactive intermediates based on structure. - In IUPAC Recommendations 1994, I.U.o.P.a.A. Chemistry, Editor (1994).
-
(2) - ROSSI (J.), LEROUX (J.C.) - Principles in the development of intraveneous lipid emulsions, in Role of lipids excipients in modifying oral an parenteral drug delivery. - WASAN (K.M.( Editor, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey, USA (2007).
-
(3) - JANNIN (V.), MUSAKHANIAN (J.), MARCHAUD (D.) - Approaches for the development of solid and semi-solid lipid-based formulations. - Advanced Drug Delivery Reviews, 60(6), p. 734-746 (2008).
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(4) - FANG (J.), NAKAMURA (H.), MAEDA (H.) - The EPR effect : Unique features of tumor blood vessels for drug delivery, factors involved, and limitations and augmentation of the effect. - Advanced Drug Delivery Reviews, 63(3), p. 136-151 (2012).
-
(5) - MATSUMURA (Y.), MAEDA (H.) - A new concept of macromolecular therapeutics in cancer chemotherapy : mechanism of tumoritropic accumulation of proteins and the antitumor agent smancs. - Cancer...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
CNRS sagascience : dossier vectorisation http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosnano/decouv/vecto/vecto.htm
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NANOSAFE : utilisation et la production de nanomatériaux http://www.nanosafe.org
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