Des bonnes capacités d’encapsulation dépendants du principe actif La capacité massique d’encapsulation est déterminée à partir de la formule suivante :

100 ion encapsulat % = ´ amphiphile copolymère encapsulé actif principe m m

Tableau V - 6 : Les capacités d’encapsulation de trois composés hydrophobes pour les différents

systèmes.

Benzophénone Vitamine K1 Progestérone

Solubilité dans la solution tampon 29 mg/L 0 12 mg/L

PAA 13% 0% Non déterminée

LPAA 7% ± 1% 21% ± 6% 0,4%

POx 6% 0% Non déterminée

LPOx 30% ± 5% 6% ± 2% 1,0%

MM 29% 43% ± 6% 0,6%

LPAAR 17% ± 1% [6 – 27]% 0,3%

MMR 14% 12% ± 6% 0,6%

*⁾ Les valeurs inscrites dans le tableau sont des moyennes sur 2 à 3 mesures sauf pour les homopolymères et la progestérone pour lesquelles une seule mesure a été réalisée. Dans tous les cas, le nombre de mesures n’est pas suffisant pour quantifier de façon précise la capacité d’encapsulation de chaque système. Toutefois, ces mesures permettent de souligner une tendance et de comparer les différents systèmes entre eux.

a) Pour les systèmes isolés

Concernant la benzophénone (BZ), le LPOx et le LPAA améliorent nettement sa solubilité dans l’eau. Nous pouvons noter que le LPOx semble beaucoup plus efficace que le LPAA alors que les deux systèmes possèdent le même cœur. Ceci peut s’expliquer par une contribution plus importante des chaînes hydrophiles à solubiliser la BZ. De plus, la chaîne POx est plus longue que la chaîne PAA (Mn_LPOx =3340g/mol et Mn_LPAA =2030g/mol). Ceci pourrait donc expliquer une différence de solubilisation de la BZ.

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Un essai de solubilisation de la benzophénone en présence des homopolymères POx et PAA montre une augmentation notable de la solubilité de la benzophénone dans l’eau. Toutefois, la capacité d’encapsulation de la BZ par le LPOx est très supérieure à celle du POx seul et du LPAA. La BZ semble donc migrer de façon plus importante dans le cœur des micelles de LPOx que dans celles de LPAA. Il est possible qu’il existe une meilleure affinité entre la benzophénone et les chaînes de PAA qu’avec le cœur. La benzophénone reste donc préférentiellement dans la couronne, d’où une contribution unique de la couronne à la solubilisation dans ce cas (Schéma V – 6). A ceci peut s’ajouter un manque d’affinité entre le cœur de la micelle et la benzophénone. Ceci montre l’importance de la couronne dans le processus d’encapsulation⁶.

Schéma V - 6 : Encapsulation de la benzophénone par la couronne de la micelle

Contrairement à la benzophénone, la vitamine K1 (VK1) est encapsulée plus efficacement par le LPAA que par le LPOx. De même que précédemment, les deux homopolymères sont comparés afin de comprendre la contribution de la couronne dans l’encapsulation de la VK1. Il se révèle que les homopolymères POx et PAA ne solubilisent absolument pas la VK1. Ainsi, la couronne hydrophile n’intervient pas dans l’encapsulation de ce composé. Il existerait donc une bonne affinité entre le cœur et la vitamine K1. Ceci est cohérent avec la littérature qui indique une encapsulation efficace de la vitamine K3 (même famille que la vitamine K1) par des micelles PEG-PE^5,7. Toutefois, il est possible que les chaînes de polymères freinent la migration de la VK1 vers le cœur des micelles par effet stérique. Les chaînes de POx étant plus grandes que celles de PAA, cela peut être une explication de la différence d’encapsulation entre les deux systèmes.

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Schéma V - 7 : Encapsulation de la vitamine K1 dans le cœur de la micelle

La taille des systèmes de LPAA et de LPOx a été déterminée par analyse QELS après encapsulation de, respectivement, la VK1 et la BZ. Les micelles de LPAA chargées VK1 présentent une taille d’environ 30 nm tandis que les micelles de LPOx chargées en BZ sont d’environ 120 nm. La taille des micelles augmente donc de façon notable lorsqu’elles sont chargées en principe actif. Cette augmentation de taille lors de l’encapsulation a déjà été observée dans la littérature et est due à l’accumulation des principes actifs dans le centre de la micelle qui «poussent » les blocs hydrophobes^6,8. Les micelles de LPOx chargées en BZ sont de taille plus importante que celles de LPAA chargées en VK1 alors que la BZ est plus petite que la VK1 et que les micelles « libres » sont de même taille. Ceci pourrait s’expliquer par le fait que le LPOx semble encapsuler plus de BZ que le LPAA de VK1. De plus, une partie de la BZ se situerait dans la couronne. Le cœur et la couronne augmenterait donc de taille alors que la VK1 ne se situerait que dans le cœur des micelles de LPAA limitant le gonflement au cœur.

Nous pouvons remarquer que les différents systèmes micellaires encapsulent très peu de progestérone, sans doute en raison d’une mauvaise affinité cœur/principe actif. Toutefois, même si l’augmentation de solubilité est faible, elle est bien présente. De plus, la capacité d’encapsulation de la progestérone par ces systèmes équivaut à celle du paclitaxel dans des micelles PEG-PE (1,2% en masse)^9,10.

En général, la capacité d’encapsulation des micelles de polymère composées d’une partie lipide se situe entre 1,5 et 50% en masse⁵. Bien que faiblement encapsulée, la

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progestérone voit sa solubilité augmenter en présence des micelles de copolymère. Quant aux résultats obtenus pour la benzophénone et la vitamine K1, ils sont très prometteurs.

b) Pour les systèmes mixtes

Les systèmes mixtes présentent, dans tous les cas, les capacités d’encapsulation maximales, équivalentes à la capacité d’encapsulation la plus haute des systèmes isolés (Tableau V – 6). Nous aurions pu croire que la capacité d’encapsulation des systèmes mixtes serait limitée par le copolymère présentant les moins bons résultats. En réalité, c’est le contraire qui est observé ici mettant en évidence le rôle complexe de la couronne. Les systèmes mixtes présentent donc une meilleure capacité d’encapsulation que les systèmes isolés.

c) Pour les systèmes réticulés

La réticulation des micelles (de LPAA et mixte) a globalement tendance à diminuer la capacité d’encapsulation tout en gardant une bonne performance. Ceci est cohérent avec la diminution en volume libre du cœur due à la réticulation. On peut toutefois noter que la réticulation des micelles de LPAA améliore la capacité d’encapsulation de la benzophénone. Ceci s’explique sans doute par une augmentation de l’affinité cœur/principe actif qui permet une meilleure stabilité de la benzophénone dans le coeur¹¹. Pour tous les systèmes réticulés, aucun ne dépasse les 16% de capacité d’encapsulation en moyenne. Il s’agit sans doute de la capacité maximale de ces systèmes.