Applications biomédicales

Aujourd’hui, les argiles cationiques sont utilisées dans des systèmes pharmaceutiques en tant que principes actifs, excipients ou comme supports pour la libération des médicaments.

1/ En tant que principe actif

Les argiles cationiques ont été utilisées en tant que principes actifs pour des formes d’administration orale ou pour des formes topiques dues à leurs propriétés d'adsorption importantes. Par exemple, la forme sodique (Na) de la smectite est efficace comme laxatif et comme stimulant de la défécation par osmose. La forme potassique (Ca) de la smectite peut être utilisée comme un agent anti-diarrhée, par administration orale, grâce à leur propriété d’adsorption importante (Kim et al., 2016).

L'utilisation des argiles cationiques pour des applications cutanées ont été largement étudiées par Viseras, qui a démontré l'implication de l'argile dans l'absorption de espèces cationiques solubles ou échangeables à travers ou à partir de la peau (Viseras et al., 1999).

Les argiles cationiques ont également été étudiées comme ingrédients actifs dans les composés antibactériens. On prétend que certaines argiles présentent des effets spécifiques sur les bactéries en raison de leurs propriétés chimiques ou propriétés physiques. Ces effets peuvent aller à l’inhibition potentielle de la croissance microbienne pour achever la stérilisation

(Williams et Haydel, 2010).

2/ En tant qu'excipient des médicaments

Les excipients sont des substances incorporées dans des formulations pharmaceutiques afin d’améliorer les caractéristiques physico-chimiques des ingrédients actifs ou pour améliorer le processus de formulation. En dehors de leur consommation directe, les argiles ont également été utilisées comme excipients de nombreux produits pharmaceutiques. Elles ont été utilisées comme excipients pour l’administration orale, en particulier comme lubrifiants, diluants, liants et agents isotoniques pour fournir de meilleures formulations du médicament (Carretero et al., 2009). Elles ont également été utilisées pour ralentir ou pour une libération contrôlée de médicaments sous forme d’hybrides. Les argiles cationiques en tant qu’excipients, ont été utilisées pour réduire le goût des médicaments, augmenter la solubilité des médicaments, protéger les médicaments des conditions du système digestif. Les palygorskite, la smectite, et la kaolinite sont couramment utilisées comme excipients dans les produits pharmaceutiques et cosmétiques à divers usages.

3/ Hybrides argile-médicament

Les études concernant l'hybridation directe des argiles et des médicaments ont augmentées rapidement en raison des caractéristiques des argiles nécessaires pour améliorer la formulation des produits pharmaceutiques. L’amélioration des formulations pharmaceutiques, conduit à la libération contrôlée de médicaments, l'amélioration de la solubilité des médicaments, une meilleure dispersibilité des médicaments, et une meilleure absorption par la muqueuse. Deux méthodes d’obtention des hybrides argile-médicament sont connues : intercalation en solution, où l'argile est dispersée dans des solutions médicamenteuses solubilisées et enfin la récupération par séchage du solide. Intercalation par fusion in situ, où l'argile et le médicament sont maintenus à la température de fusion du médicament (Patel et al., 2006). Le tableau I.5, regroupe quelques hybrides argile-médicament utilisés dans la libération des molécules médicamenteuses. Différents modes d’interaction des médicaments avec l’argile

(figure I.7). Nous pouvons avoir une adsorption à la surface, un attachement au bord, une interaction dans l’espace interlamellaire et une insertion interparticulaire. Des médicaments anioniques, à titre exemple, l’ibuprofène et le diclofenac peuvent être plus fortement incorporés entre les couches lamellaires d'argile et peuvent facilement interagir avec un groupe de médicaments anioniques via des interactions électrostatiques.

Figure I.7. Différents mode d’intercalation des médicaments dans les argiles cationiques

Les médicaments anti-inflammatoires et analgésiques comme le flurbiprofène, l'ibuprofène, le chlorhydrate de tramadol dont la solubilité dans l'eau est faible, ont un problème commun, celui d’une absorption limitée après administration orale. Il a donc toujours été nécessaire de développer un système de libération de médicament efficace pour améliorer leur biodisponibilité. Le diclofenac sodique (un médicament anti-inflammatoire) a également été intercalé dans la montmorillonite pour obtenir une libération contrôlée après l'administration orale, où la teneur en diclofenac (DIC) dans l’hybride était de 497mg/g (Kaur et Datta, 2014). Cet hybride de DIC-MMT a montré une libération négligeable dans le milieu simulé gastrique (pH=1.2), tandis que dans le milieu simulé intestinal (pH=7.4), il a montré un comportement de cinétique de libération prolongée dans le temps par rapport au diclofenac seul. Le tramadol chlorhydrate et l’ibuprofène incorporés dans la montmorillonite (Chen et al., 2010) ont également montré des résultats similaires de libération contrôlée des médicaments.

Tableau I.5. Argiles cationiques utilisées comme hybrides argile-médicament (Ghadiri et al 2015)

Argile Médicament But Origine

Montmorillonite Buspirone HCL Libération contrôlée Naturelle

Montmorillonite Glutathione Disponibilité biologique augmentée Naturelle

Lapionite Tetracycline Livraison in situ Synthétique

Montmorillonite Nifedipine Solubilité et biocompatibilité

augmentées Naturelle

Montmorillonite Metronidazole Livraison de médicament de colon Naturelle

Montmorillonite Sildenafil Masquage de gout Naturelle

Montmorillonite Mafénide Livraison d’antibiotique. Synthétique

Montmorillonite 5-Flouracil Diminue les effets secondaires Naturelle

Montmorillonite Itraconazole Solubilité augmentée Synthétique

Montmorillonite Donépézil Libération contrôlée Naturelle, Synthétique

Montmorillonite Vitamine B6 Libération contrôlée Naturelle

Montmorillonite Docétaxel Livraison orale Naturelle

Rectorite Ibuproféne Diminue les effets secondaires Naturelle

Montmorillonite Timolol Libération contrôlée Naturelle

Montmorillonite Chlorhydrate de

tramadol Libération contrôlée Naturelle

Montmorillonite Chlorhexidine Libération contrôlée Naturelle

Montmorillonite Vitamine B1 Libération contrôlée (pH sensible) Naturelle

4/ Composites polymère/ argile-médicament

Les composites d'argile avec des polymères ou des polysaccharides peuvent augmenter la solubilité des médicaments, et ils peuvent aussi développer une libération contrôlée des médicaments. Bien que la plupart de ces polymères soient utilisés sous leur forme pure, ils atteignent rarement tous les conditions nécessaires pour contrôler la libération. Ils ont généralement besoin de modifications, qui peuvent se produire dans les particules d'argile : amélioration de la stabilité des dispersions et les changements dans le comportement de l'échange ionique (Viseras et al., 2008). Des études sur les composites polymère-argile ont montré une amélioration dans propriétés mécaniques et rhéologiques, une réduction de l'absorption d'eau et le contrôle de la libération des médicaments. En se basant sur les propriétés de gonflement, la capacité filmogène, la bioadhésion et la capture cellulaire ; ces matériaux ont été utilisés dans la conception de nouvelles formulations pharmaceutiques avec une amélioration des propriétés biopharmaceutiques.

Kavadiya et al., 2011, ont utilisé l’alginate de sodium pour préparer un composite

montmorillonite-diclofenac-alginate. Ils sont observé qu'il a un meilleur profil de libération de diclofenac par rapport au système diclofenac-alginate, testé dans un milieu simulé intestinal (pH=7.4) .

Kevadiya et al., 2012, dans une autre étude, a signalé l'intercalation de 5-fluorouracil (5-FU), un médicament anticancéreux dans l’espace interlamellaire de la montmorillonite (MMT) à l'aide d’un biopolymère : le chitosane. Il a montré un profil de libération contrôlée, une réduction de l’endommage de l'ADN et la diminution de la toxicité du médicament. Par conséquent, l’hybride argile-médicament et le composite peuvent avoir une valeur importante dans la chimiothérapie de cancer avec des effets secondaires réduits.

Après cette revue bibliographique, nous présenterons dans la partie qui suit les argiles anioniques (HDLs).