Solubilisation de molécules hôtes

Nous avons décrit dans le chapitre précédent, les conditions opératoires qui permettent d’obtenir des émulsions stables, utilisables comme réservoirs à principe actif. Avant de conclure à leur véritable capacité vectorisatrice, il convient de tester le comportement de ces Isasomes à un ajout de molécule hôte ou dans un milieu complexe. Nous avons voulu vérifier l’impact de principes actifs comme des molécules aromatiques, des huiles, des vitamines, des molécules de différentes tailles, solubilités et fonction ; sur la structure interne des Isasomes.

Nous avons ajouté à des Hexosomes (δ85) et des Cubosomes (δ100) à φ=5 %, 10 % de chaque molécule hôte (en masse par rapport à la masse initiale de phase dispersée). Ces Isasomes ont été stabilisés par l’émulsifiant F127.

Nous avons mesuré, après huit jours de vieillissement, l’impact des molécules hôtes sur les structures internes en comparaison aux Isasomes seuls. Les proportions utilisées (φ=5 %, 10%

de molécule hôte) nous permettent de réduire l’impact sur les changements de structures liées à l’évaporation possible de certaines des molécules hôtes, à l’instar du limonène. Comme nous l’avons montré dans le chapitre III partie II)–3-4, le fait d’avoir un pourcentage de phase dispersé élevé permet de ralentir les phénomènes d’évaporation, ou du moins de masquer leurs impacts sur la variation du paramètre de maille au cours des premiers jours de stockage.

129 La Figure 72 montre les paramètres de mailles des structures identifiées par SAXS pour des émulsions à δ100 + 10 % de molécule hôte.

Figure 72 : Paramètres de maille des mésophases émulsifiées à δ100, additionnées de 10% de molécules hôtes.

φ=5 % et β=8 % analysés à J+8. : Paramètre de maille de référence pour un Cubosome sans molécule hôte (12,4 ηm)

L’ajout de molécules hôtes de différentes formes, tailles et solubilités, entraîne une très forte variation de la structure interne des émulsions à δ100. En effet, l’ajout de certaines molécules comme le menthol, modifie la structure interne en une phase hexagonale. Cela nous permet de dire que cette première classe de molécule joue le même rôle que le limonène, et permet de moduler la structure interne des Isasomes. À l’inverse, l’addition d’autres molécules comme la vanilline, n’entraîne que peu de modifications du paramètre de maille de la phase Im3m, en comparaison avec le Cubosome de référence sans ajout de molécule hôte.

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130 Les observations de l’influence de l’ajout de ces molécules sur des émulsions à δ85 sont synthétisées dans la figure 73.

Figure 73 : Paramètres de maille des mésophases émulsifiées à δ85, additionnées de 10 % de molécules hôtes.

φ=5 % et β=8 %, analysés à J+8. : Paramètre de maille de référence pour un Hexosome sans molécule hôte (5,9 ηm)

Comme dans le cas des Isasomes à δ100 (figure 72), les molécules hôtes testées possèdent des influences diverses sur une émulsion à δ85. Là encore, le menthol ou le thymol (molécule proche du limonène), ont tendance à diminuer le paramètre de maille de la phase hexagonale, et donc de se déplacer vers les plus petits δ dans le diagramme de phase du mélange monolinoléine/limonène. D’autres molécules comme la vanilline ou la rutine, n’ont que peu d’influence sur le paramètre de maille de la phase hexagonale, en comparaison à l’Hexosome sans molécule hôte.

131 Tableau VI: Classification des molécules hôtes en fonction de leurs influences sur la structure interne des émulsions à δ85 et δ100.

● Classe 1 (en vert).

Les molécules de la classe 1 ne modifient que peu le paramètre de maille de référence lorsqu’elles sont ajoutées à des Hexosomes ou Cubosomes à δ85 et δ100. Lors de leur ajout à un Cubosome à δ100, la structure Im3m est conservée. Ces molécules sont très solubles dans l’eau et doivent donc se situer à l’intérieur des canaux d’eau et peu présentes à l’interface.

Cependant, on peut observer une diminution du paramètre de maille en partant de la Vanilline, jusqu’à la Coumarine et en passant par la Rutine. Cette diminution de paramètre de maille peut être expliquée par leur, plus ou moins grande, volume adopté dans les canaux d’eau, les forçant à moduler leur taille.

● Classe 2 (en rose) et Classe 3 (en rouge).

Les molécules de la classe 2 font légèrement diminuer le paramètre de maille de la phase hexagonale lors de leur ajout à un Hexosome à δ85. Lors de leur utilisation avec un Cubosome à δ100, la mésophase n’est plus totalement arrangée en symétrie Im3m. En effet, un mélange de symétries Pn3m/Im3m, avec prédominance du premier arrangement est présent.

Diminution du paramètre de maille

Classe 1 Classe 2 Classe 3 Classe 4

Vanilline Resvératrol Gamma-Nonalactone Chlorophylle Cu

Classe 1 Classe 2 Classe 3 Classe 4

Vanilline Resvératrol Gamma-Nonalactone Chlorophylle Cu

132 Les molécules de la Classe 3 font notablement diminuer le paramètre de la phase hexagonale à δ85 et modifient complètement la symétrie cubique à δ100 en structure Pn3m.

Ces légères différences de structures internes en comparaison avec la référence, laissent à penser que ces molécules se situent aux abords de l’interface. Le plus souvent ces molécules ont une solubilité à la fois dans l’eau et dans l’huile.

● Classe 4 (en bleu)

Cette dernière classe de molécules hôtes modifie considérablement l’arrangement des auto-assemblages de monolinoléine émulsifiés. En effet, le paramètre de maille de la phase hexagonale à δ85 est très inférieur à celui de la référence (5,9 ηm), allant même jusqu’à 4,9ηm, lors de l’ajout de menthol. Cette influence des molécules hôtes est encore plus remarquable lorsqu’elles sont ajoutées à un Cubosome à δ100. En effet, la structure cubique bicontinue est transformée en phase hexagonale. Ces molécules jouent le même rôle que le limonène et permettent de moduler la structuration interne des Isasomes. Elles sont donc solubilisées dans les chaînes lipophiles d’acides gras des molécules de monolinoléine ; modifiant leurs auto-assemblages et augmentant la courbure interfaciale. Ces molécules sont le plus souvent des petites molécules très insolubles dans l’eau, comme par exemple le myrcène.

La structure, le poids moléculaire et la solubilité des molécules hôtes, déterminent leur influence sur la structure des Isasomes. Les molécules des classes 1 et 4 influent sur la structure interne des Isasomes de par leur localisation, respectivement, dans les canaux d’eau et dans les chaînes d’acides gras. Les classes 2 et 3 possèdent des influences diverses et variantes en fonction de la formulation. En effet, à δ85 l’Eugénol possède exactement la même structure que le TEMPO, or à δ100, ce dernier forme une phase hexagonale. Le mélange (à δ85) avec le limonène interfère sur l’influence des molécules sur les structures.

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