CHAPITRE I : Synthèse Bibliographique
4. MATERIAUX
4.2 Stéarate de magnésium (StMg)
Le Stéarate de magnésium (MgSt) utilisé dans cette étude est d’origine végétale fourni par la société Chimiray. Le diamètre médian (d50: moyenne volumique) des particules est d’environ 5 m, la densité apparente de 0,30-0,45 g.cm-3
et le point de fusion se situe entre 125 et 145°C. Cette poudre très cohésive est de nature hydrophobe, insoluble dans l’eau et de faible surface spécifique avoisinant les 8 m2.g-1. La figure (II.24) présente les images MEBE du stéarate de magnésium, les particules montrent une large distribution de forme incluant des formes en aiguille et en plaque. Les tailles des particules semblent aussi assez variables
puisqu’on remarque la présence de très fines particules ainsi que de gros grains de stéarate de magnésium.
Figure II. 24 : Images MEBE du Stéarate de magnésium
L’analyse granulométrique, à 3.5 bars, des particules de stéarate de magnésium (Tableau II.6) confirme les observations MEBE. Les particules ont des tailles allant de 1 à 12µm.
Tableau II. 6 : valeurs des diamètres d10, d50et d90du GS 60
diamètres d10(m) d50(m) d90(m)
Valeurs mesurées 1,1±0,01 5±0,1 12,5±0,1
Contrairement au gel de silice, les essais de coulabilité réalisés avec le voluménomètre Erweka indiquent que le Stéarate de magnésium a une très mauvaise aptitude à l’écoulement. Le Stéarate de magnésium est largement utilisé mais en faible proportion massique (de 0,25% à 2%), comme lubrifiant dans la formulation des comprimés pharmaceutiques et capsules, en raison de sa capacité de réduire le frottement entre les comprimés et les parois de la matrice durant le processus d’éjection.
D’après la Pharmacopée Européenne, le stéarate de magnésium est un mélange de sels de magnésium de différents acides gras. La fraction des acides gras est d’environ 40% d’acide stéarique et la somme des acides stéarique et palmitique ne dépasse pas les 90%. Sa formule chimique est C36H70MgO4, avec une masse molaire de 591,27 g.mol-1 pour un stéarate de magnésium pur.
Les propriétés physiques du stéarate de magnésium ont été étudiées par plusieurs chercheurs. La plupart de ces études avaient comme objectif d’établir une corrélation physique entre les propriétés du stéarate de magnésium et sa capacité de lubrification, malheureusement aucune relation fiable n’a pu être mise en évidence.
Ertel et al. (1988 a) se sont intéressés à la caractérisation de trois échantillons de stéarate de magnésium d’origine commerciale en terme de composition chimique, teneur en humidité et
surface spécifique. Aucun rapport n’a pu être établi entre les propriétés de lubrification des échantillons de stéarate de magnésium commercial et leurs surfaces spécifiques. Les mêmes auteurs ont aussi étudié l’efficacité de lubrification du stéarate de magnésium commercial et celle de trois hydrates de stéarate de magnésium purs préparés au laboratoire. La différence entre les propriétés de lubrification des échantillons de stéarate de magnésium a été attribuée à leur teneur en humidité et leur surface spécifique. Pour les stéarates de magnésium purs, en raison de leur structure cristalline présentant un plus long espacement cristallin, le trihydrate a montré des propriétés de lubrification plus importantes que le dihydrate et l’anhydre.
Il semble aussi que la mesure de la surface spécifique est très sensible aux propriétés du stéarate de magnésium. Plusieurs auteurs ont obtenu des valeurs de la surface spécifique en se basant sur la méthode BET (Brunauer, Emmett et Teller) et ont montré que ces valeurs peuvent changer d’une manière significative. Une des explications de ce phénomène est la différence de teneur en humidité et l’état d’hydratation des échantillons de stéarate de magnésium (Andrès et coll., 2001). Le dégazage habituel, à des températures parfois très élevées (105°C), des échantillons de stéarate de magnésium avant l’analyse BET peut être une autre raison. Ertel et coll. (1988 b) ont observé que le dégazage à une température de 105°C a, non seulement, permis d’éliminer l’eau d’hydratation mais également de changer la structure cristalline de l’échantillon de stéarate de magnésium. Andrès et coll. (2001) ont présenté des isothermes complètes d’adsorption et de désorption d’azote et de krypton d’échantillons de stéarate de magnésium dégazés à 50°C et stockées sous humidité relative de 85% et ont observé qu’elles ne correspondaient à aucune forme des isothermes standards connues en théorie. Il était difficile alors d’appliquer le modèle d’adsorption physique de BET pour déterminer la surface spécifique.
Rajala et coll. (1995) ont étudié l’effet de l’humidité sur la structure du stéarate de magnésium. Ils ont observé le changement de structure du stéarate de magnésium après stockage des échantillons d’origine commerciale sous des humidités relatives de 76% et 93%. Cependant, l’échantillon de stéarate de magnésium pur initialement dihydrate n’a montré aucune tendance à former un trihydrate par stockage sous humidité et aucune perte en eau sous atmosphère sèche (dessicateur). Ceci a été expliqué par le fait que le stéarate de magnésium est de nature non hygroscopique. Swaminathan et coll. (2001) ont observé que le mécanisme de déshydratation, à des températures de 100°C et 105°C et de réhydratation à des humidités relatives supérieures à 70%, entraînait des changements de structure et des états d’hydratations différents. Ce phénomène s’est avéré réversible et le dihydrate n’était pas
forcément une substance intermédiaire pour la formation d’un trihydrate à partir d’un anhydre.
Koivisto et coll. (2004) ont étudié la surface spécifique, la structure cristalline, la teneur en eau et les propriétés thermiques de quelques échantillons de stéarate de magnésium d’origine végétale, en fonction de la température de dégazage et de la durée du traitement sous humidité. Ils ont observé que les propriétés physiques des échantillons étudiés ont changé considérablement selon l’état d’hydratation et la teneur en eau initiale. La température de dégazage appropriée avant les mesures d’adsorption ne devait pas excéder 40°C, puisque les propriétés des échantillons étudiés ont subi des modifications considérables pour des températures plus élevées. Ils ont observé que la plupart des modifications, après traitement dans une humidité relative de 96%, se sont produites après 3 semaines. Le stéarate de magnésium monohydrate était le plus affecté contrairement au dihydrate. Des difficultés ont été rencontrées lors de la mesure de la surface spécifique du stéarate de magnésium. L’hystérèse obtenue, sur les isothermes d’adsorption-désorption d’azote, a indiqué que la désorption n’était pas totale.