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Nanocapsules à coeur lipidique liquide chargées en actif(s) hydrosoluble(s)
ou hydrodispersible(s)
La présente invention vise à proposer des nanocapsules à coeur lipidique
liquide chargées en actifs au niveau de ce coeur en au moins un actif
hydrosoluble ou
hydrodispersible.
Des systèmes nanovésiculaires, de type nanocapsules ou nanogouttelettes dont
la taille varie de 50 à 500 nanomètres et formés d'un coeur liquide ou solide,
enveloppé
d'une membrane externe hydrophobe, sont déjà connus. Les constituants de leur
membrane
peuvent être synthétiques, par exemple de nature polymérique, protéique ou
lipidique à
l'image des liposomes. Par exemple, les liposomes qui présentent une structure
lamellaire
formée d'un empilement de couches lipidiques séparées l'une de l'autre par des
compartiments aqueux possèdent toujours un coeur aqueux.
Ces structures nanométriques ont également déjà été proposées à des fins
d'encapsulation d'actifs soit dans leur coeur aqueux lorsque l'actif est
hydrosoluble ou
hydrodispersible, soit dans leur couche lipidique lorsque l'actif est
liposoluble ou
lipodispersible.
Par exemple, le brevet US 5,961,970 propose à titre de véhicule d'actifs, des
émulsions huile-dans-eau à échelle submicronique, c'est-à-dire des mini
émulsions dont les
gouttelettes possèdent un noyau hydrophobe de nature lipidique et sont
stabilisées en
surface par des tensioactifs amphiphiles et/ou non ioniques à l'image des
tensioactifs de
type phospholipides. Ces gouttelettes sont ainsi maintenues en suspension dans
une phase
aqueuse. Ce type d'émulsion submicronique est obtenu à partir d'une émulsion
de base en
soumettant celle-ci à plusieurs cycles successifs d'homogénéisation sous fort
cisaillement.
Quant au brevet US 5 576 016, il décrit des macroémulsions dont les
gouttelettes sont formées d'un noyau lipidique solide et qui sont stabilisées
par une
enveloppe phospholipidique. Cette enveloppe phospholipidique possède une
structure
lamellaire formée d'une ou plusieurs couches de molécules phospholipides à
l'image des
liposomes. Un actif hautement hydrophobe peut être chargé au niveau du noyau
et un actif
hydrosoluble peut être en revanche incorporé dans les compartiments aqueux
présents dans
l'enveloppe phospholipidique.
Par ailleurs, les inventeurs ont également décrit dans le brevet EP 1 265 698
à
titre de véhicule d'actifs liposolubles ou lipodispersibles, des nanocapsules
à coeur liquide
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et écorce solide de nature lipidique et une technologie originale permettant
d'y accéder.
Plus précisément, ces nanocapsules sont obtenues à partir d'une microémulsion,
cette
microémulsion étant préparée par la technique d'inversion de phase par effet
thermique
(émulsion PIT).
Le principe d'émulsification par inversion de phase en température (en
anglais : Phase Inversion Temperature ou PIT) est bien connu de l'homme de
l'art ; il a été
décrit en 1968 par K. Shinoda (J. Chem. Soc. Jpn., 1968, 89, 435). Il a été
montré que cette
technique d'émulsification permet d'obtenir des émulsions fines stables (K.
Shinoda et
H. Saito, J. Colloïd Interface Sci., 1969, 30, 258).
Le principe de cette technique est le suivant : on prépare une émulsion, par
exemple E/H, à une température qui doit être supérieure à la température
d'inversion de
phase du système, c'est à dire la température à laquelle l'équilibre entre les
propriétés
hydrophile et lipophile du système tensioactif mis en oeuvre est atteint. A
température
élevée, c'est-à-dire supérieure à la température d'inversion de phase (>PIT),
l'émulsion est
de type eau-dans-huile, et, au cours de son refroidissement, cette émulsion
s'inverse à la
température d'inversion de phase, pour devenir une émulsion de type huile-dans-
eau, et
ceci en étant passée auparavant par un état de microémulsion. Cette technique
permet
notamment d'accéder à une taille moyenne des globules constituant la phase
huileuse
variant de 0,1 à 4 m (100 à 4000 nm).
Toutefois, les nanocapsules ainsi obtenues n'y sont proposées qu'à des fins
d'encapsulation, au sein de leur coeur huileux, d'actifs lipophiles ou
lipodispersibles. Or,
pour des raisons évidentes, il serait avantageux de tirer également profit de
ces
nanocapsules pour l'encapsulation d'actifs hydrosolubles ou hydrodispersibles.
Au sens de la présente invention, l'actif hydrodispersible est avantageusement
un actif non lipophile.
La présente invention vise précisément à proposer une solution permettant de
réaliser ce type d'encapsulation.
Plus précisément, la présente invention vise, selon un premier de ses aspects,
des nanocapsules à coeur lipidique liquide et écorce lipidique solide et
chargées au sein de
leur coeur lipidique en au moins un actif hydrosoluble ou hydrodispersible,
ledit actif y
étant incorporé sous la forme d'un système micellaire inverse.
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Selon un autre de ses aspects, la présente invention concerne un procédé utile
pour préparer des nanocapsules à coeur lipidique liquide et écorce lipidique
solide et
chargées au niveau de leur coeur lipidique en au moins un actif hydrosoluble
ou
hydrodispersible, ledit procédé comprenant au moins les étapes consistant à:
- disposer d'une émulsion huile-dans-eau, contenant au moins un actif
hydrosoluble ou hydrodispersible sous la forme d'un système micellaire inverse
et au
moins un système tensioactif contenant au moins un tensioactif thermosensible,
non
ionique et hydrophile, et le cas échéant un tensioactif lipophile
- augmenter sa température jusqu'à une température T2 supérieure à sa
température d'inversion de phase (TIP) pour obtenir une émulsion eau-dans-
huile suivie
d'une diminution de la température jusqu'à une température T1, T1<TIP<T2 pour
obtenir de
nouveau une émulsion huile-dans-eau,
- effectuer un ou plusieurs cycles de température autour de la zone
d'inversion de phase entre T1 et T2, et
- stabiliser ledit système à une température située dans ou au proche
voisinage de l'inversion de phase pour former la microémulsion attendue, et
- effectuer la trempe de ladite microémulsion de manière à obtenir des
nanocapsules formées d'un coeur lipidique liquide à température ambiante
enrobé d'une
écorce lipidique solide à température ambiante et comprenant ledit actif sous
la forme d'un
système micellaire inverse.
La présente invention résulte plus particulièrement de l'observation par les
inventeurs que contre tout attente, une émulsion huile dans eau contenant au
moins un actif
hydrosoluble ou hydrodispersible sous la forme d'un système micellaire inverse
s'avère
capable de former, lorsqu'on lui impose au moins une opération d'inversion de
phase en
température, une microémulsion dont la trempe conduit à la formation de
nanocapsules
contenant au sein de leur coeur lipidique les micelles d'actifs hydrosolubles
ou
hydrodispersibles. De manière surprenante, le déroulement de l'ensemble des
étapes
nécessaires à l'obtention des nanocapsules attendues n'affecte pas la
stabilité du système
micellaire inverse de l'actif hydrosoluble ou hydrodispersible.
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Actif
Au sens de l'invention, l'expression système micellaire inverse d'actif
hydrosoluble ou hydrodispersible désigne une architecture dans laquelle les
actifs
hydrosolubles ou hydrodispersibles sont stabilisés dans une phase huileuse par
l'intermédiaire des molécules du tensioactif ou du système tensioactif formant
le système
micellaire contenant l' actif
Au sens de la présente invention, l'actif hydrodispersible est avantageusement
un actif non lipophile.
Les systèmes micelles inverses sont bien connus de l'homme de l'art et
notamment exploités pour réaliser des extractions sélectives de protéines ou
enzymes
d'intérêt.
Pour des raisons évidentes, le choix du système tensioactif mis en oeuvre pour
former le système micellaire inverse est à effectuer en tenant compte de la
solubilité du ou
des tensioactifs le formant, dans la phase huileuse de l'émulsion huile-dans-
eau dans
laquelle l'actif est précisément destiné à être formulé. Cette sélection
relève clairement des
compétences de l'homme de l'art.
Avantageusement, les tensioactifs utilisés pour élaborer ces micelles inverses
et
convenant à l'invention possèdent une valeur HLB inférieure à 10, en
particulier inférieure
ou égale à 6. Ils peuvent indifféremment appartenir aux familles des
tensioactifs ioniques,
non ioniques ou amphotères.
Ces tensioactifs peuvent être mis en oeuvre dans un rapport pondéral
actif(s)/tensioactif(s) variant de 0,01 à 0,3 et en particulier de 0,05 à 0,1.
Avantageusement, ces tensioactifs peuvent être associés à des co-tensioactifs
comme par exemple des phospholipides. A ce titre, les phosphatidylcholines
(lécithine)
sont particulièrement intéressants.
D'autres phospholipides convenant à l'invention, peuvent être le
phosphatidylglycérol, le phosphatidylinositol, la phosphatidylsérine, l'acide
phosphatidique et la phosphatidyléthano lamine.
Le système micellaire inverse contenant l'actif hydrosoluble ou
hydrodispersible à encapsuler est préparé antérieurement à sa mise en présence
avec
l'émulsion de manière à stabiliser les micelles inverses dans l'huile.
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Cette suspension micellaire huileuse est ensuite, soit incorporée en début de
formulation avant le ou les cyclages thermiques ou alors, rajoutée une fois
que le système
est sous sa forme de microémulsion, c'est-à-dire dans la zone d'inversion de
phase du
système émulsionné.
Par exemple, ils peuvent être préparés comme suit
Un actif hydrophile, comme par exemple des cristaux de fluorescéine de
sodium, est incorporé sous chauffage à 50 C et sous agitation dans une phase
huileuse par
exemple du Labrafac contenant des micelles inverses d'un tensioactif tel que
le Span 80
(10 % masse/masse).
A titre illustratif et non limitatif des actifs hydrosolubles ou
hydrodispersibles
pouvant être encapsulés selon l'invention, on peut notamment citer le 5-Fluoro-
uracile, la
gemcitabine, la doxorubicine et les héparines de bas poids moléculaire.
Outre cet actif hydrosoluble ou hydrodispersible encapsulé dans leur coeur
lipidique, les nanocapsules peuvent bien entendu contenir d'autres actifs
hydrosolubles
adsorbés au niveau de leur écorce ou d'autres actifs liposolubles encapsulés
dans leur coeur
lipidique.
Au sens de l'invention, le terme adsorbé signifie que l'actif est
incorporé au
sein de l'écorce. Ce phénomène d'adsorption est à distinguer d'une simple
liaison
covalente établie entre une fonction présente sur ledit actif et une fonction
présente en
surface de l'écorce des nanocapsules.
L'actif peut notamment être un composé pharmaceutiquement actif,
cosmétiquement actif ou encore actif dans un domaine phytosanitaire ou
alimentaire.
Selon un mode réalisation préféré, cet actif est un principe
pharmaceutiquement acti
D'une manière générale, les nanocapsules de l'invention conviennent plus
particulièrement pour l'administration des principes actifs suivants : les
anti-infectieux
parmi lesquels les antimycosiques, les antibiotiques, les anticancéreux, les
immunosuppresseurs, les principes actifs destinés au Système Nerveux Central
qui doivent
passer la barrière hémato-encéphalique, tels que les antiparkinsoniens, les
antalgiques et
plus généralement les principes actifs pour traiter les maladies
neurodégénératives.
Un tel actif peut être également de nature protéique, peptidique. Il peut
aussi
s'agir d'acides nucléiques tels qu'un plasmide d'ADN ou un ARN d'interférence.
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L'actif peut être aussi un radiopharmaceutique. Il peut également s'agir d'un
gaz ou d'un fluide pouvant se transformer en gaz.
Emulsion et Microémulsion
Tout d'abord, il importe de noter qu'une microémulsion est différente d'une
mini-émulsion et d'une macroémulsion notamment telles qu'illustrées dans les
brevets
US 5 961 971 et US 5 576 016. En effet, une microémulsion correspond à une
structuration
bicontinue de la matière sous forme de structures micellaires gonflées d'huile
ou d'eau.
Ces structures micellaires sont fortement imbriquées les unes par rapport aux
autres et
constituent ainsi un réseau tridimensionnel homogène cohésif et stabilisé. On
ne peut ainsi
y distinguer une phase dispersée d'une phase continue. Cette microémulsion est
en
équilibre thermodynamique et donc, ne peut exister que dans des conditions
très précises
de température, pression et composition.
L'émulsion de départ destinée à former la microémulsion peut comprendre au
moins une phase grasse huileuse, une phase aqueuse et un système tensioactif
comprenant
au moins un tensioactif thermosensible, hydrophile et non ionique, et le cas
échéant, selon
un mode de réalisation préféré, un tensioactif lipophile.
a-Phase grasse huileuse
La phase grasse huileuse est formée d'au moins un corps gras liquide ou semi-
liquide à température ambiante, et en particulier d'au moins un triglycéride,
d'un ester
d'acide gras, ou d'un de leurs mélanges.
L'ester d'acide gras peut être plus particulièrement choisi parmi les esters
d'acides gras en C8 à C18, notamment en C8 à C12 et notamment le palmitate
d'éthyle,
l'oléate d'éthyle, le myristate d'éthyle, le myristate d'isopropyle, le
myristate
d'octydodécyle et leurs mélanges.
Les triglycérides mis en aeuvre peuvent être des triglycérides de synthèse ou
des triglycérides d'origine naturelle. Les sources naturelles peuvent inclure
les graisses
animales ou les huiles végétales par exemple les huiles de soja ou les sources
en
triglycérides à longue chaîne (LCT).
D'autres triglycérides d'intérêt sont composés principalement d'acides gras de
longueurs moyennes encore appelés triglycérides à chaîne moyenne (MCT). Une
huile à
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triglycérides à chaîne moyenne (MCT) est un triglycéride dans lequel la chaîne
carbohydrate à de 8 à 12 atomes de carbone.
De telles huiles MCT sont disponibles commercialement.
A titre d'exemple de ces huiles MCT, on peut citer les TCR (nom commercial
de la société industrielle des oléagineux, France, pour un mélange de
triglycérides dans
lequel environ 95 % des chaînes d'acides gras possèdent 8 ou 10 atomes de
carbone) et le
Myglyol 812 (triglycéride commercialisé par la société Dynamit Nobel, Suède
pour un
mélange de triesters de glycérides d'acide caprylique et caprique).
Les motifs d'acides gras de ces triglycérides peuvent être insaturés,
monoinsaturés ou polyinsaturés. Les mélanges de triglycérides ayant des motifs
d'acides
gras variables sont également acceptables.
Il est à noter que plus l'indice HLB du corps gras liquide ou semi-liquide est
élevé, plus la température d'inversion de phase est élevée. En revanche, la
valeur de l'indice
HLB du corps gras ne semble pas avoir d'influence sur la taille des
nanocapsules.
Ainsi, lorsque la taille des groupements terminaux des triglycérides augmente,
leur indice HLB diminue et la température d'inversion de phase diminue.
L'indice HLB ou balance hydrophile-lipophile est tel que défini par C. Larpent
dans le Traité K.342 des Editions TECHNIQUES DE L'INGENIEUR.
Convient tout particulièrement à l'invention, le triglycéride commercialisé
sous
le nom Labrafac WL 1349 .
b-Système tensio-actif
Ce système tensioactif comprend au moins un tensioactif thermosensible,
hydrophile et non ionique, pouvant être associé à un tensioactif lipophile.
Selon un mode de réalisation préféré, le système tensioactif mis en oeuvre
dans
le procédé revendiqué n'est formé que de tensioactif(s) thermosensible(s)
hydrophile(s) et
non ionique(s).
Le tensioactif hydrophile est plus particulièrement choisi parmi les
tensioactifs
émulsionnants du type huile-dans-eau habituellement utilisés qui ont un HLB
(HLB =
Hydrophilic Lipophilic Balance) allant de 8 à 18. Ces émulsionnants, grâce à
leur structure
amphiphile, se placent à l'interface phase huileuse / phase aqueuse, et
stabilisent ainsi les
gouttelettes d'huiles dispersées.
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Le système tensioactif utilisé dans la microémulsion peut comprendre un ou
plusieurs tensioactifs dont la solubilité dans l'huile augmente avec
l'augmentation de la
température. Le HLB de ces tensioactifs peut varier de 8 à 18, et de
préférence de 10 à 16,
et ces tensioactifs peuvent être choisis parmi les alcools gras éthoxylés, les
acides gras
éthoxylés, les glycérides partiels d'acides gras éthoxylés, les triglycérides
d'acides gras
polyéthoxylés, et leurs mélanges.
Comme alcools gras éthoxylés, on peut citer par exemple les produits
d'addition d'oxyde d'éthylène avec l'alcool laurylique, notamment ceux
comportant de 9 à
50 groupes oxyéthylénés (Laureth-9 à Laureth-50 en noms CTFA) ; les produits
d'addition
d'oxyde d'éthylène avec l'alcool béhénylique, notamment ceux comportant de 9 à
50
groupes oxyéthylénés (Beheneth-9 à Beheneth-50 en noms CTFA) ; les produits
d'addition
d'oxyde d'éthylène avec l'alcool céto-stéarylique (mélange d'alcool cétylique
et d'alcool
stéarylique), notamment ceux comportant de 9 à 30 groupes oxyéthylénés
(Ceteareth-9 à
Ceteareth-30 en noms CTFA) ; les produits d'addition d'oxyde d'éthylène avec
l'alcool
cétylique, notamment ceux comportant de 9 à 30 groupes oxyéthylénés (Ceteth-9
à Ceteth-
30 en noms CTFA) ; les produits d'addition d'oxyde d'éthylène avec l'alcool
stéarylique,
notamment ceux comportant de 9 à 30 groupes oxyéthylénés (Steareth-9 à
Steareth-30 en
noms CTFA) ; les produits d'addition d'oxyde d'éthylène avec l'alcool
isostéarylique,
notamment ceux comportant de 9 à 50 groupes oxyéthylénés (Isosteareth-9 à
Isosteareth-
50 en noms CTFA) ; et leurs mélanges.
Comme acides gras éthoxylés, on peut citer par exemple les produits d'addition
d'oxyde d'éthylène avec les acides laurique, palmitique, stéarique ou
béhénique, et leurs
mélanges, notamment ceux comportant de 9 à 50 groupes oxyéthylénés tels que
les laurates
de PEG-9 à PEG-50 (en noms CTFA : PEG-9 laurate à PEG-50 laurate) ; les
palmitates de
PEG-9 à PEG-50 (en noms CTFA : PEG-9 palmitate à PEG-50 palmitate) ; les
stéarates de
PEG-9 à PEG-50 (en noms CTFA : PEG-9 stéarate à PEG-50 stéarate) ; les palmito-
stéarates de PEG-9 à PEG-50 ; les béhénates de PEG-9 à PEG-50 (en noms CTFA :
PEG-9
béhénate à PEG-50 béhénate) ; et leurs mélanges.
On peut utiliser aussi des mélanges de ces dérivés oxyéthylénés d'alcools gras
et d'acides gras.
Ces tensioactifs peuvent également être soit des composés naturels à l'image
des phospholipides écholates ou des composés synthétiques tels que les
polysorbates qui
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sont des esters d'acide gras de sorbitol polyéthoxylé (Tween ), les esters de
polyéthylène
glycol d'acide gras provenant par exemple de l'huile de ricin (Crémophor ),
des acides
gras polyéthoxylés, par exemple de l'acide stéarique (Simulsol M-53 ), des
éthers d'alcool
gras polyoxyéthylénés (Brij ), des éthers non phényles polyoxyéthylénés
(Triton N ), des
éthers hydroxylphényle polyoxyéthylénés (Triton X ).
Il peut plus particulièrement s'agir d'un 2-hydroxystéarate polyéthylène
glycol
et notamment celui commercialisé sous le nom Solutol HS15 par la société BASF
(Allemagne).
Comme précisé précédemment, le système tensioactif retenu selon l'invention
comprend avantageusement outre le tensioactif thermosensible, hydrophile et
non ionique,
au moins un tensioactif lipophile.
Le tensioactif lipophile est plus particulièrement à base de phospholipides
qui
sont avantageux au regard de leur caractère biocompatible.
Parmi les phospholipides, les phosphatidylcholines (lécithine) sont
particulièrement intéressants.
D'autres phospholipides peuvent être le phosphatidylglycérol, le
phosphatidylinositol, la phosphatidylsérine, l'acide phosphatidique et la
phosphatidyléthanolamine.
Les dérivés phospholipides peuvent être isolés à partir de sources naturelles
ou
préparés par synthèse.
A titre de produits commerciaux dérivant des phospholipides, on peut plus
particulièrement citer :
- 1'EPICURON 120 (Lukas Meyer, Allemagne) qui est un mélange d'environ
70 % de phosphatidylcholine, 12 % de phosphatidyléthanolamine, et environ
15 % d'autres phospholipides ;
- l'OVOTINE 160 (Lukas Meyer, Allemagne) qui est un mélange comprenant
environ 60 % de phosphatidylcholine, 18 % de phosphatidyléthanolamine, et 12 %
d'autres
phospholipides,
- un mélange de phospholipides purifiés à l'image des produits Lipoïd E75 ou
Lipoïds E-80 (Lipoïd , Allemagne) qui est un mélange de phospholipides
comprenant
environ 80 % en poids de phosphatidylcholine, 8 % en poids de
phosphatidyléthanolamine,
3,6 % en poids de lipides non polaires et 2 % de sphingomyéline.
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Selon un mode de réalisation préféré, le tensioactif lipophile est une
lécithine
dont la proportion en phosphatidylcholine varie de 40 à 80 % en poids.
Convient tout particulièrement comme source de phosphatidylcholine, le
Lipoïd S75-3 (Lipoïd GmbH, Allemagne). Il s'agit de lécithine de soja. Cette
derniére
contient environ 69 % de phosphatidylcholine et 9 % de
phosphatidyléthanolamine. Ce
constituant est le seul constituant solide à 37 et à température ambiante
dans la
formulation.
On peut également utiliser le polyglycéryl-6-dioléate (Plurol ).
Le rapport corps gras liquide/tensio-actif(s) lipidique(s) peut varier de 1 à
15,
de préférence de 1,5 à 13, plus préférentiellement de 3 à 8.
Il est à noter que la taille des particules diminue quand la proportion en
agent
tensio-actif hydrophile augmente et quand la proportion en agents tensioactifs
(hydrophile
et le cas échéant lipophile) augmente. En effet, l'agent tensio-actif entraîne
une diminution
de la tension interfaciale et donc une stabilisation du système ce qui
favorise l'obtention de
petites particules.
Par ailleurs, la taille des particules augmente quand la proportion d'huile
augmente.
Pour sa part, la phase aqueuse de la microémulsion peut également
avantageusement contenir 1 à 4 % d'un sel notamment inorganique, comme par
exemple le
chlorure de sodium. En effet, la modification de la concentration en sel
entraîne un
déplacement de la zone d'inversion de phase. Ainsi, plus la concentration en
sel augmente
et plus la température d'inversion de phase est basse. Ce phénomène s'avère
tout
particulièrement intéressant pour l'encapsulation de principes actifs
thermosensibles
hydrophobes.
Selon un mode de réalisation particulier, la microémulsion contient
avantageusement de 1 à 3 % de tensio-actif(s) lipophile(s), de 5 à 15 % de
tensio-actif(s)
hydrophile(s), de 5 à 15 % d'une phase huileuse, de 64 à 89 % d'une phase
aqueuse (les
pourcentages sont exprimés en poids par rapport au poids total de la
microémulsion).
Selon un mode de réalisation, une microémulsion de l'invention peut être
formée d'au moins un triglycéride d'acide gras et d'un dérivé 2-hydroxystérate
de
polyéthylène glycol, et le cas échéant d'une lécithine.
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Dans un mode de réalisation préféré, la phase grasse est un triglycéride
d'acide
gras, le tensio-actif lipophile est une lécithine et le tensio-actif
hydrophile est un dérivé de
2-hydroxystéarate polyéthylène glycol et notamment le Solutol HS15.
Comme précisé précédemment, l'émulsion considérée selon l'invention est
transformée en une microémulsion selon la technique d'inversion de phase, en
particulier
par changement de température.
Cette inversion de phase en température est avantageusement provoquée par en
imposant au moins un cycle de montée et de descente en température à
l'émulsion.
La répétition de cycles de température est avantageuse à plusieurs titres.
Ainsi,
il a été constaté qu'au cours des cycles de température, l'écorce des
nanoparticules qui se
forment après trempage gagne avantageusement en épaisseur et donc en
stabilité.
De plus, il est à noter que la température de la zone d'inversion de phase a
tendance à décroître au fur et à mesure des cycles de températures imposés. Ce
phénomène
est précisément avantageux lorsque l'actif que l'on souhaite encapsuler ou
adsorber est un
actif sensible à la température. Dans de telles conditions, on privilégie
l'introduction de
l'actif au moment d'un cycle compatible en température.
Plus précisément, il est imposé à l'émulsion considérée selon l'invention et
avant la trempe destinée à former les nanocapsules chargées en au moins un
actif
hydrophile, au moins les étapes consistant à
- augmenter sa température jusqu'à une température T2 supérieure à sa
température d'inversion de phase (TIP) pour obtenir une émulsion eau-dans-
huile suivie
d'une diminution de la température jusqu'à une température T1, T1<TIP<T2pour
obtenir de
nouveau une émulsion huile-dans-eau,
- le cas échéant, effectuer un ou plusieurs cycles de température autour de la
zone d'inversion de phase entre T1 et T2 et
- stabiliser ledit système à une température située dans ou au proche
voisinage de l'inversion de phase pour former la microémulsion attendue.
Ainsi, on peut avantageusement effectuer un ou plusieurs cycles de
température autour de la zone d'inversion de phase entre T1 et T2, jusqu'à
observer une
suspension translucide, qui correspond à la formation d'une microémulsion. On
stabilise
alors le système à une température qui correspond à la structuration du
système en la
microémulsion attendue.
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Plus précisément, l'inversion de phase entre l'émulsion huile/eau et
l'émulsion
eau/huile se traduit par une diminution de la conductivité quand la
température augmente
jusqu'à ce qu'elle s'annule.
Ainsi, T1 est une température à laquelle la conductivité est au moins égale à
90 - 95 % de la conductivité mesurée à 20 C et T2 est la température à
laquelle la
conductivité s'annule et l'émulsion eau dans huile se forme. La température
moyenne de la
zone d'inversion de phase correspond à la température d'inversion de phase
(TIP).
Dans la zone de formation d'une microémulsion (mélange translucide), les
interactions hydrophiles et hydrophobes sont équilibrées car la tendance du
système
tensioactif est de former aussi bien des micelles directes que des micelles
inverses. Par
chauffage au-delà de cette zone, il y a formation d'une émulsion E/H (mélange
opaque
blanc), car le tensioactif favorise la formation d'une émulsion eau dans
huile. Puis lors du
refroidissement en dessous de la zone d'inversion de phase, l'émulsion devient
une
émulsion H/E.
Le nombre de cycles appliqués à la microémulsion dépend de la quantité
d'énergie nécessaire pour former les nanocapsules.
Cette technologie est plus particulièrement décrite dans le brevet EP 1 265
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dont le contenu est intégré à la présente demande.
Ainsi, l'ensemble des constituants destinés à former la microémulsion est pesé
dans un récipient. Le mélange est homogénéisé, par exemple au moyen d'un
Rayneri
350 tours/min, et chauffé en augmentant progressivement la température au
moyen d'un
bain marie jusqu'à une température supérieure ou égale à la température
d'inversion de
phase T2, c'est-à-dire jusqu'à l'obtention d'une phase transparente ou
translucide (zone de
microémulsion ou de phase lamellaire) puis d'une phase blanche plus visqueuse
qui
indique l'obtention de l'émulsion inverse (E/H). Le chauffage est alors stoppé
et l'agitation
maintenue jusqu'à retour à la température ambiante, en passant par la
température
d'inversion de phase Tl, c'est-à-dire la température à laquelle se forme la
microémulsion
attendue. Lorsque la température est redescendue en dessous de la zone
d'inversion de
Phase en Température (Tl), on obtient cette microémulsion stable.
La microémulsion ayant formée subit consécutivement une trempe selon
l'invention.
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WO 2009/001019 PCT/FR2008/051042
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Cette étape destinée à former les nanocapsules selon l'invention consiste en
un
refroidissement brusque (ou trempe) de la microémulsion à une température
propice à la
solidification des films interfaciaux composant la microémulsion,
avantageusement à une
température très inférieure à Tl sous agitation magnétique.
Par exemple, on peut effectuer la trempe de ladite microémulsion chargée en
au moins ledit actif à une température au moins 30 C inférieure à la TIP au
moment du
trempage.
Cette trempe peut être effectuée en diluant le milieu de 3 à 10 fois à l'aide
d'eau
désionisée à 2 C +/- 1 C jetée dans la microémulsion fine. Les nanocapsules
obtenues
sont maintenues sous agitation pendant 5 min.
L'organisation du système sous forme de nanocapsules après trempage se
traduit visuellement par un changement d'aspect du système initial qui passe
de blanc-
opaque à blanc-translucide avec effet Tyndall (reflets bleutés). Ce changement
se produit à
une température inférieure à la TIP. Cette température est située généralement
entre 6 à
15 C en dessous de la TIP.
A l'issue du procédé selon l'invention, des nanocapsules chargés au niveau de
leur coeur lipidique en au moins un actif hydrosoluble sont obtenues.
Au sens de l'invention le terme nanocapsules est à distinguer de nanosphères.
On entend par nanocapsules des particules constituées d'un coeur liquide ou
semi-liquide à
température ambiante, enrobé d'un film solide à température ambiante, par
opposition à des
nanosphères qui sont des particules matricielles, i.e. dont la totalité de la
masse est solide.
Ainsi, lorsque les nanosphères contiennent un principe pharmaceutiquement
actif, celui-ci
est finement dispersé dans la matrice solide.
Avantageusement, les nanocapsules obtenues selon l'invention possèdent une
taille moyenne inférieure à 150 nm, de préférence inférieure à 100 nm, de
préférence
encore inférieure à 50 nm. Ces tailles peuvent être déterminées par
spectroscopie à
corrélation de photons, microscopie électronique à balayage, microscopie
électronique à
transmission en mode cryoscopique.
L'épaisseur du film ou écorce solide est avantageusement comprise entre 2 à 10
nm. Elle est égale environ au dixième du diamètre des particules. Cette
épaisseur peut être
calculée par bilan de masse, ou visualisée par microscopie électronique à
transmission par
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WO 2009/001019 PCT/FR2008/051042
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ombrage négatif ou alors par microscopie électronique à transmission en mode
cryoscopique.
Compte-tenu de leur taille, les nanocapsules de l'invention sont des
particules
lipidiques colloïdales.
L'indice de polydispersité des nanocapsules de l'invention est avantageusement
compris entre 5 et 15 %. Cet indice est déterminé sur l'histogramme de taille
obtenu par
méthode de spectroscopie à corrélation de photons.
Les nanocapsules sont chacunes constituées d'un coeur essentiellement
lipidique liquide ou semi-liquide à température ambiante, enrobé d'une écorce
essentiellement lipidique solide à température ambiante.
Au sens de l'invention, l'expression essentiellement lipidique signifie
que
le noyau et l'écorce formant les nanocapsules selon l'invention sont
constituées à plus de
50 % en poids, en particulier à plus de 75 % en poids, notamment à plus de 80
% en poids,
voire plus de 90 %, plus particulièrement plus de 95 % de leurs poids
respectifs, voire en
totalité d'un ou plusieurs composés lipidiques (hydrophobes).
Selon un mode de réalisation, une nanocapsule selon l'invention peut
comprendre une écorce formée d'au moins un tensioactif lipophile solide à
température
ambiante.
Les nanocapsules conformes à l'invention sont particulièrement avantageuses à
titre de véhicule de formulation d'actifs. Par exemple, ces nanocapsules
peuvent être utiles
pour la fabrication de compositions phytosanitaires ou pharmaceutiques.
La présente invention vise également des compositions contenant des
nanocapsules conformes à l'invention.
Au sens de l'invention, l'expression température ambiante désigne une
température variant de 18 à 25 C.
La présente invention est illustrée par les exemples suivants qui sont
présentés
à titre illustratif et non limitatif du domaine de l'invention.
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WO 2009/001019 PCT/FR2008/051042
Exemple 1 : Préparation de nanocapsules dont le coeur lipidique est
chanée en un actif hydrosoluble
On réalise 5 g d'une émulsion contenant 75 mg de Lipoïd S75-3 , 504 mg de
Labrafac WL 1349 lipophile, 504 mg de Solutol HS 15,383 g d'eau et 88 mg de
chlorure
de sodium.
Parallèlement, des cristaux de fluorescéine de sodium (10 mg) sont incorporés
sous chauffage à 50 C et sous agitation dans le Labrafac (3g) contenant des
micelles
inverses de Span 80 (0,6 g) (20 % masse/masse).
Après homogénéisation de cette suspension micellaire, 0,25 ml en sont
introduits dans l'émulsion précédente.
L'ensemble est placé sous agitation magnétique. Un chauffage est appliqué
jusqu'à atteindre une température de 85 C. Toujours sous agitation
magnétique, on laisse
refroidir le système jusqu'à une température de 60 C. Ces cycles thermiques
(entre 85 C
et 60 C) sont réalisés trois fois de façon à obtenir des microémulsions de
mieux en mieux
structurées. Le système est alors maintenu sous sa forme microémulsion en le
stabilisant à
une température comprise dans (ou au proche voisinage) de la Zone d'Inversion
de Phase,
en l'espèce 65 C.
Les nanocapsules sont finalisées par trempage dans de l'eau froide (5 C). Les
nanocapsules sont séparées du milieu par centrifugation.
