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Congrès Biopolymères 2018 : Conception de Systèmes d'Administration de Médicaments (DDS) à base de biopolymères pour contrôler la porosité et obtenir la cinétique de libération souhaitée - Joana MR Curto - Université de Beira Interior

 Joana MR Curto 

 La conception de systèmes d'administration de médicaments (DDS) à base de blocs de construction en cellulose à l'échelle nanométrique et micrométrique a été réalisée pour obtenir des structures avec la porosité souhaitée, et donc pour contrôler la cinétique de libération de la molécule à administrer. Les DDS ont été développés pour transporter la molécule thérapeutique Diclofenac, qui est un anti-inflammatoire non stéroïdien très efficace mais qui induit des effets secondaires importants sur la muqueuse gastrique lors de thérapies à long terme. L'objectif est de développer un système polymère biocompatible capable de retenir le médicament, d'éviter sa libération au pH acide de l'estomac et de le libérer au pH alcalin du duodénum. Dans la conception du plan expérimental et informatique, plusieurs matériaux à base de cellulose ont été utilisés : la carboxyméthylcellulose (CMC), la cellulose nanofibrillée (NFC) et la cellulose microfibrillée (MFC) ayant différentes dimensions et groupes de liaison fonctionnels. La caractérisation structurelle a été réalisée à l'aide d'une analyse d'image SEM et l'optimisation des pores a été réalisée à l'aide d'un simulateur informatique validé. Les résultats ont indiqué qu'il était possible d'obtenir des DDS avec différentes dimensions de pores et les meilleures combinaisons ont été choisies. La cellulose nanofibrillée et microfibrillée a été utilisée pour former un réseau poreux 3D et le CMC a été utilisé pour contrôler la liaison OH et l'affinité à l'eau. L'optimisation de la porosité 3D, de la dimension et de la distribution des pores s'est avérée déterminante pour obtenir une structure capable de retenir le médicament et de le libérer à pH alcalin. Des DDS innovants fabriqués à partir de biopolymères ont été développés pour éviter la libération de Diclofénac dans l'estomac et prévenir les effets secondaires associés. La simulation informatique s'est avérée être un outil utile pour prédire la porosité de différentes combinaisons de matériaux fibreux de cellulose nano et micro fibrillée. La méthode utilisée pour concevoir ces matériaux poreux cellulosiques peut être utilisée dans la formation d'autres matériaux poreux fabriqués à partir de l'assemblage d'unités structurelles polymères. Les biopolymères sont des organismes vivants. Ils sont fabriqués à partir de polymère naturel. Les biopolymères contiennent des unités monomères qui sont liées de manière covalente pour former des structures plus grandes. Il existe trois principales classes de biopolymères : les polynucléotides, les polypeptides et les polysaccharides. Le plus souvent, les polynucléotides, tels que l'ARN et l'ADN, sont composés de 13 monomères nucléotidiques ou plus composés de longs polymères. La dernière classe, les polysaccharides, sont souvent des structures de glucides polymères liés linéairement et certains exemples incluent la cellulose et l'alginate. Il existe un certain nombre de techniques biophysiques pour déterminer les informations de séquence. La séquence protéique peut être déterminée par dégradation d'Edman, dans laquelle les résidus N-terminaux sont hydrolysés de la chaîne par un, dérivatisés, puis identifiés. Des techniques de spectrométrie de masse peuvent également être utilisées. La séquence d'acide nucléique peut être déterminée par électrophorèse sur gel et électrophorèse capillaire. Enfin,Les propriétés mécaniques de ces biopolymères peuvent souvent être mesurées plus en détail à l'aide de pinces optiques ou d'un microscope à force atomique. L'interférométrie à double polarisation peut être utilisée pour mesurer les changements de conformation ou d'auto-assemblage de ces matériaux lorsqu'ils sont stimulés par le pH et la température. La libération de médicaments est un sujet important dans le domaine de l'administration de médicaments depuis de nombreuses années. Avec les progrès de la conception et de l'ingénierie des matériaux, les nouveaux matériaux ont augmenté leur complexité et des fonctions supplémentaires ont été développées dans les dispositifs et systèmes d'administration de médicaments. Les macromolécules naturelles et synthétiques sont largement utilisées dans les médicaments à libération contrôlée pour maximiser la bioefficacité, faciliter l'applicabilité clinique et améliorer la qualité de vie. La « libération de médicament » fait référence au processus par lequel les solutés de médicament migrent vers la position initiale du système polymère par rapport à la surface extérieure du polymère, puis vers le milieu de libération. Ceaseus est apparemment simple et est influencé par un certain nombre de facteurs complexes tels que la solubilité des propriétés physico-chimiques et les propriétés matérielles du système structurel. Ces facteurs comprennent l'environnement de libération et les interactions possibles. La vitesse de libération dépend de la morphologie des particules, de la surface spécifique et de la porosité de la surface. Une tendance actuelle dans le domaine de l'administration contrôlée de médicaments est le développement de systèmes de matériaux multicomposants avec diverses propriétés physico-chimiques. Par exemple, les matrices PEG réticulées et stables et les macromolécules de gélatine labile biodégradables composées de réseaux semi-interpénétrants sont ensuite déterminées par plusieurs facteurs et peuvent être décrites par un seul modèle mathématique.Une tendance actuelle dans le domaine de l'administration contrôlée de médicaments est le développement de systèmes de matériaux multicomposants aux propriétés physicochimiques variées. Par exemple, les matrices PEG réticulées et stables et les macromolécules de gélatine labile biodégradables composées de réseaux semi-interpénétrants sont ensuite déterminées par plusieurs facteurs et peuvent être décrites par un seul modèle mathématique.Une tendance actuelle dans le domaine de l'administration contrôlée de médicaments est le développement de systèmes de matériaux multicomposants aux propriétés physicochimiques variées. Par exemple, les matrices PEG réticulées et stables et les macromolécules de gélatine labile biodégradables composées de réseaux semi-interpénétrants sont ensuite déterminées par plusieurs facteurs et peuvent être décrites par un seul modèle mathématique.