Des gélules pharmaceutiques végétales

Actuellement, les gélules pharmaceutiques sont principalement composées de gélatine animale d’origine porcine ou bovine. La gélatine est un ingrédient traditionnel qui intervient dans de nombreuses préparations alimentaires. Cette protéine animale constitue un substrat de choix pour la fabrication des gélules pharmaceutiques grâce à ses propriétés gélifiantes à des températures proches de la température ambiante et à son aptitude à former des films homogènes. Son usage se trouve cependant encadré par des réglementations de plus en plus contraignantes, mises en place à la fin des années 90 suite à la crise de la vache folle (application du principe de précaution). Par ailleurs, la réticence voire l’impossibilité (pour des raisons éthiques, religieuses,…) d’une partie non négligeable de la population mondiale de consommer des produits dérivés d’animaux incite les industries pharmaceutiques et alimentaires à développer des produits de substitution à la gélatine.

Les contraintes industrielles imposent l’élaboration de formulations concentrées (25-30%) préparées à des températures inférieures à 100°C, capables de former un gel physique au refroidissement et de former un film après séchage. Le film obtenu doit par ailleurs avoir une tenue mécanique suffisante pour résister aux contraintes de démoulage, de remplissage et de stockage, et être capable de se dissoudre dans l’estomac, en milieu acide. Pour satisfaire ces contraintes, le choix des chercheurs s’est porté sur l’emploi d’un mélange d’amidon de pois hydroxypropylé et fluidifié et de carraghénane ; l’amidon est retenu pour ses propriétés filmogènes et sa solubilité en milieu aqueux, et le κ-carraghénane pour son aptitude à gélifier.

Plusieurs formulations ont ainsi été sélectionnées. Les comportements rhéologiques des mélanges ont révélé des effets de synergie entre les constituants conduisant à des augmentations importantes de la viscosité et à un renforcement des gels. Malgré le rôle déterminant du κ-carraghénane lors de la gélification, les propriétés mécaniques des films à base des mélanges étaient gouvernées par l’amidon. Les mélanges formaient des gels thermoréversibles dans des conditions similaires à celles de la gélatine, avec des températures de gélification équivalentes. Le couple " viscosité en solution"- "rigidité" des gels pouvait être ajusté par la teneur en κ-carraghénane tout en utilisant un amidon de masse molaire relativement faible. Les cinétiques de séchage des mélanges étaient identiques à celles de la gélatine dans les conditions utilisées. Les propriétés mécaniques des films à base des mélanges étaient inférieures à celle de la gélatine qui forme des films d’excellente qualité. Cependant, la transparence des films à base des mélanges et leurs propriétés mécaniques les rendent potentiellement utilisables pour la fabrication de gélules. L’utilisation de mélanges à base d’amidon de masse molaire modérée (3,3 x 105 g/mol) s’avère être un bon compromis entre des propriétés en solution lors de la gélification et des propriétés filmogènes adaptables au procédé actuel.

Le passage à l’échelle pilote permettra de déterminer l’aptitude des formulations testées à former des gélules. Des tests de choc et de compression, typiquement utilisés dans l’industrie pharmaceutique pour contrôler leur fragilité pourront être mis en place pour valider les propriétés des formulations sélectionnées en fonction des conditions de stockage et d’utilisation. L’ajout de plastifiant comme le glycérol à des teneurs d’environ 15% pourra si nécessaire apporter de la flexibilité aux films pour répondre aux contraintes mécaniques auxquelles sont soumises les gélules lors de leur fabrication et leur remplissage.

D’un point de vue général, ce travail pourra contribuer à l’élargissement des domaines d’applications de ces polysaccharides.

• " Etude et élaboration de films à base de polysaccharides pour la fabrication de gélules pharmaceutiques". Thèse soutenue par David Lafargue le 30 novembre 2007. Thèse disponible en-ligne

• LAFARGUE D., LOURDIN D., DOUBLIER JL. Film-forming properties of a modified starch / κ-carrageenan mixture in relation to its rheological behaviour. Carbohydrate Polymer, 70, 101-111, 2007

• LAFARGUE D., DOUBLIER JL., BULEON A. PONTOIRE B., LOURDIN D. Molecular weight influence on the physical properties of modified starch films. Biomacromolecules 8, 3950-3958, 2007

Rédacteur :  Délégation au Partenariat avec les Entreprises
Rubrique :  Laboratoires - résultats de recherche
Date de création : 10 Mars 2008
Date de dernière mise à jour : 14 Mars 2008