Effet du broyage

Nous avons vu pr´ec´edemment que la granulation provoquait l’´erosion des particules. Il est

donc envisageable que les nouvelles faces cristallines non naturelles qui apparaissent lors du

broyage ne pr´esentent pas la mˆeme ´energie et donc la mˆeme adh´erence. Pour r´ealiser cette ´etude,

des particules de lactose pur ont ´et´e ´erod´ees `a l’aide d’une pointe de scalpel puis analys´ees par

AFM avec le mˆeme protocole que pour l’´etude des interactions. Il a ´et´e choisi le propionate de

fluticasone car il pr´esente la plus grande sensibilit´e aux surfaces.

La figure 3.48 pr´esente une particule de lactose pur ´erod´ee avec un scalpel. Sur cette particule,

quatre zones ont ´et´e analys´ees. Les zones 1 et 2 se trouvent au niveau de la rupture, les zones 3

et 4 sur la face cristalline naturelle pour permettre la comparaison.

FIGURE 3.48 : Image au microscope optique de la particule de lactose partiellement broy´e et

location des 4 zones analys´ees (figures 3.49 `a 3.52)

La figure 3.49 pr´esente la premi`ere zone ´etudi´ee. Les plans cristallins cr´e´es par la rupture

entraine une baisse significative de l’interaction. En effet, nous avons montr´e que la gamme de

force d’adh´erence normale se trouve entre 80 et 150nN. Sur l’image 3.49, les interactions ont

une valeur comprise entre 20 et 40 nN. Quelques zones apparaissent avec une valeur autour de

100nN mais sont loin d’ˆetre majoritaires.

3.3. Interactions principes actifs - lactoses

FIGURE 3.49 : Mapping des interactions entre le propionate de fluticasone et le lactose pur - Zone 1

La figure 3.50 pr´esente le mapping de la deuxi`eme zone analys´ee. Tout comme sur la figure

pr´ec´edente, les interactions avec le propionate de fluticasone sont fortement alt´er´ees par la

pr´esence de face cristalline non naturelle cr´e´es par le broyage.

FIGURE 3.50 : Mapping des interactions entre le propionate de fluticasone et le lactose pur - Zone 2

Les figures 3.51 et 3.52 correspondant respectivement aux zones 3 et 4 de la figure 3.48

montrent l’interaction entre une face naturelle d’une particule de lactose et le propionate de

fluticasone. Nous retrouvons les valeurs attendues centr´ees `a 100nN.

FIGURE 3.51 : Mapping des interactions entre la fluticasone propionate et le lactose pur - Zone 3

FIGURE 3.52 : Mapping des interactions entre la fluticasone propionate et le lactose pur - Zone 4

3.3.4 Conclusion

L’analyse des interactions par microscopie AFM a d´emontr´e son importance dans la compr´

e-hension des interactions entre les principes actifs et les lactoses.

La pr´esence d’impuret´es impacte fortement l’interaction avec le lactose en la diminuant d’un

facteur 2 avec le xinafoate de salm´et´erol, d’un facteur 4 avec le sulfate de salbutamol et jusqu’`a

un facteur 10 pour le propionate de fluticasone.

L’´etude des faces cristallines broy´ees a montr´e que les interactions entre le propionate de

fluticasone et les faces non naturelles sont bien plus faibles qu’avec les faces naturelles. La

granulation a un effet n´efaste sur les particules de lactose pour la formulation de m´elanges

inhal´es.

3.4. Conclusion g´en´erale

3.4 Conclusion g´en´erale

L’analyse de la rugosit´e de surface a montr´e une corr´elation entre la pr´esence d’impuret´es et

la rugosit´e. La pr´esence de riboflavine provoque une augmentation de la rugosit´e sup´erieure `a la

pr´esence d’impuret´es glucidiques.

Grˆace aux mesures de surfaces accessibles, les mesures d’interaction prennent un tout autre

sens en comparaison des mesures r´ealis´ees sur un lactose pur.

Tout d’abord nous avons vu que la surface accessible des lactoses pharmaceutiques ´etaient tr`es

faibles. Tous les lots pr´esentent une surface de lactose inf´erieure `a 50% `a l’exception du lactose

P2 de la soci´et´e Armor Pharma. Les particules sont donc recouvertes principalement d’impuret´es

(glucose, galactose, lactulose et riboflavine) qui vont impacter fortement les interactions avec les

principes actifs. Parmi les principes actifs ´etudi´es, l’interaction peut ˆetre diminuer jusqu’`a un

facteur 10.

La mesure d’interaction entre un principe actif et un vecteur poss`ede cependant plusieurs

limites. En effet, les mesures sont tr`es fastidieuses car il faut un nombre important de mesures pour

avoir une signification statistique. De plus, le mod`ele de pointe influence les r´esultats [208,209]. Il

est donc important d’utiliser le mˆeme mod`ele de pointe afin d’obtenir des r´esultats qui puissent

ˆetre compar´es. La mod´elisation des propri´et´es d’un ensemble de particules `a partir des mesures

sur des particules s´epar´ees est actuellement impossible, `a cause de la complexit´e du milieu

granulaire.

4

DISCUSSIONS

4.1 Discussion sur les techniques classiques

Durant cette ´etude, beaucoup de techniques classiques de caract´erisation ont ´et´e utilis´ees

pour tenter de r´esoudre notre probl´ematique. Les capacit´es de d´etection des techniques sont

r´esum´ees dans le tableau 4.10.

Microscopie ´electronique `a balayage

Des analyses par microscopie ´electronique `a balayage ont ´et´e r´ealis´ees. Cette technique

permet d’avoir une vision globale des particules, d’appr´ehender leur forme, leur taille et leur

inhomog´en´eit´e. Cependant, cette technique ne nous a pas renseign´e sur la chimie de surface. En

effet, l’analyse EDX n’a pas permis de r´epondre `a la probl´ematique. Le lactose, le lactulose, le

glucose et le galactose poss`edent les mˆemes atomes dans les mˆemes proportions stœchiom´etriques.

Les points forts et faibles de la microscopie ´electronique `a balayage dans le cadre de notre

probl´ematique sont pr´esent´es dans le tableau 4.1.

4.1. Discussion sur les techniques classiques

Granulom´etrie par diffraction laser

La granulom´etrie par diffraction laser est une technique indispensable dans le d´eveloppement

de poudre pharmaceutique. Elle a permis de d´efinir la classe des lots (50, 100 ou 200 mesh).

Elle n’a pas renseign´e sur l’´etat de surface des particules. Les points forts et faibles de la

granulom´etrie par diffraction laser dans notre probl´ematique sont pr´esent´es dans le tableau 4.2.

TABLEAU 4.2 : Bilan de l’´etude par granulom´etrie par diffraction laser

Microscopie optique

Une analyse de forme a ´et´e r´ealis´ee par microscopie optique. Cette technique compl´ementaire

`

a la microscopie ´electronique `a balayage a permis d’obtenir des param`etres de forme ind´

epen-damment de la granulom´etrie des poudres. L’analyse de surface permet de connaitre la surface

accessible de la poudre. Plus cette surface est importante, plus la poudre pourra potentiellement

fixer un principe actif. Cependant cette technique ne nous a pas renseign´e sur l’´etat de surface

des particules. Les points forts et faibles de la microscopie optique dans notre probl´ematique

sont pr´esent´es dans le tableau 4.3.

TABLEAU 4.3 : Bilan de l’´etude par microscopie optique

Diffraction des rayons X

La diffraction des rayons X est une technique compl´ementaire dans le d´eveloppement des

poudres `a usage pharmaceutique. Dans un dispositif d’inhalation, le lactose doit ˆetre sous

forme α-monohydrate. Apr`es analyse et par comparaison avec les fiches de r´ef´erence du lactose

α-monohydrate, les spectres de tous les lots analys´es poss´edaient l’ensemble des pics de cette

forme cristallographique. Les impuret´es n’´etait pas visibles sur les spectres. Ceci peut s’expliquer

par le fait que les impuret´es, pr´esentes en tr`es faible quantit´e sont `a la limite de d´etection du

spectrom`etre mais peut aussi s’expliquer par le fait que les impuret´es sont amorphes. Les points

forts et faibles de la diffraction des rayons X dans notre probl´ematique sont pr´esent´es dans le

tableau 4.4.

TABLEAU 4.4 : Bilan de l’´etude par diffraction des rayons X

Spectroscopie XPS

La spectroscopie XPS, technique de surface essentielle, a montr´e ses limites. La chimie tr`es

proche du lactose, du lactulose, du galactose et du glucose a empˆech´e leur quantification. Seule

la riboflavine a pu ˆetre d´etect´ee par la pr´esence d’azote. La spectroscopie XPS souffre aussi de la

pr´esence de pollution de surface qui fausse la quantification des liaisons chimiques. Cependant, en

repr´esentant le graphique de corr´elation, il a ´et´e possible de comparer qualitativement la puret´e

des diff´erents lots. Les points forts et faibles de la spectroscopie XPS dans notre probl´ematique

sont pr´esent´es dans le tableau 4.5.

TABLEAU 4.5 : Bilan de l’´etude par spectroscopie XPS

Spectroscopie Raman

La spectroscopie Raman est aussi une technique d’analyse de surface compl´ementaire. Elle a

montr´e cependant ses limites. Le lactose, le glucose, le lactulose, la galactose et la riboflavine ne

poss`edent pas de plan de sym´etrie. Cela a entrain´e la d´etection d’un tr`es grand nombre de pics

pour chaque spectre des compos´es. De plus, leur chimie tr`es proche a entrain´e une superposition

des pics. Il a ´et´e n´ecessaire d’utiliser des mod`eles math´ematiques provenant de la chimiom´etrie :

la m´ethode des moindres carr´es et la m´ethode PCA. Ces mod`eles n’ont toutefois pas permis de

dissocier les constituants `a partir des spectres. Les points forts et faibles de la spectroscopie

Raman dans notre probl´ematique sont pr´esent´es dans le tableau 4.6.

4.1. Discussion sur les techniques classiques

TABLEAU 4.6 : Bilan de l’´etude par spectroscopie Raman

Spectroscopie UV

La spectroscopie UV, technique de caract´erisation largement utilis´ee, est une technique

volumique et non surfacique. Cette technique puissante a atteint ses limites dans notre probl´

e-matique. Malgr´e une bonne calibration, les analyses math´ematiques des r´esultats ont d´ebouch´e

sur des valeurs incoh´erentes. Cela nous a questionn´e sur la pr´esence d’un compos´e inconnu

pr´esent dans nos ´echantillons. Les points forts et faibles de la spectroscopie UV dans notre

probl´ematique sont pr´esent´es dans le tableau 4.7.

TABLEAU 4.7 : Bilan de l’´etude par spectroscopie UV

Fluorescence X

La fluorescence X n’est pas une technique d’analyse de surface mais nous l’avons conserv´e

dans notre panel. Elle permet une analyse de grande pr´ecision des min´eraux pr´esents dans

nos ´echantillons sans avoir recours `a des produits chimiques. En effet, les protocoles de la

Pharmacop´ee 2.4.14 et 2.4.8 font appels `a l’usage d’acide chlorhydrique et d’acide sulfurique.

La fluorescence X permet d’avoir des r´esultats plus pr´ecis tout en ´etant une technique moins

polluante. Avec la fluorescence X, les r´esultats obtenus d´epassaient les normes impos´es par la

pharmacop´ee (`a l’exception du lactose Armor P2). Il se posait donc la question de l’efficacit´e des

protocoles de la Pharmacop´ee sur l’analyse des min´eraux et des m´etaux lourds. Les points forts

et faibles de la spectroscopie UV dans notre probl´ematique sont pr´esent´es dans le tableau 4.8.

TABLEAU 4.8 : Bilan de l’´etude par fluorescence X

Analyses thermogravim´etriques

Les analyses thermogravim´etriques, d’une sensibilit´e importante, n’ont pas non plus permis

de r´epondre `a notre probl´ematique. Les mˆemes pics sont pr´esents sur l’ensemble des lots. Un

couplage entre le dispositif ATG et un spectrom`etre de masse serait n´ecessaire pour identifier

chaque pic pr´esent sur les spectres. Les points forts et faibles de l’analyse thermogravim´etrique

dans notre probl´ematique sont pr´esent´es dans le tableau 4.9.

TABLEAU 4.9 : Bilan de l’´etude par analyse thermogravim´etrique

Autres techniques classiques utilis´ees

D’autres techniques classiques ont ´et´e test´ees mais n’ont pas ´et´e retenues et pr´esent´ees dans

ce manuscrit. Nous pouvons citer entre autre la mont´ee capillaire permettant de d´eterminer la

polarit´e et l’´energie de surface d’une poudre. Il a ´et´e n´ecessaire de calibrer l’appareil `a l’aide

d’un liquide totalement mouillant. Il est apparu une variabilit´e dans la calibration sup´erieure `a

50% ce qui ´etait inacceptable pour obtenir des r´esultats fiables.

Il a aussi ´et´e envisag´e l’utilisation de la chromatographie gazeuse inverse. Le principe est de

remplir une colonne avec l’´echantillon `a analyser et de faire passer au travers de cette colonne

une sonde chimique. Il a ´et´e cependant impossible de remplir de fa¸con identique deux colonnes

diff´erentes. En fonction des conditions atmosph´eriques, de la granulom´etrie, de l’homog´en´eit´e

du m´elange, les poudres ne se tassaient pas de la mˆeme mani`ere dans la colonne entrainant des

variations importantes d’une r´ep´etition `a l’autre.

4.1. Discussion sur les techniques classiques

TABLEAU 4.10 : Tableau r´ecapitulatif de l’ensemble des techniques classiques utilis´ees sur lots de

lactose

Dans le document Identification des contaminants présents à la surface de lactose à usage pharmaceutique et analyse de l’impact de leur présence sur les interactions avec différents principes actifs (Page 164-174)