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Classification et composition des gels
Classification
Nous avons vu précédemment que les premiers gels décrits étaient surtout des suspensions colloïdales ; puis, avec l’avancée des techniques d’observation, d’autres gels ont été décrits (gélatine, agar, acide silicique, etc.). Avec l’avancée de la chimie, il est devenu possible de «façonner» des molécules. Des molécules simples ont été associées pour former des polymères. L’arrivée de la science des polymères a bouleversé la classification des milieux gélifiés, car il a été possible de comprendre les différents types d’associations moléculaires qui guidaient la transition sol-gel. C’est aujourd’hui, la nature des associations moléculaires qui détermine la classification des gels [9].
Gel physique
En référence à la théorie de la percolation, un gel physique est un amas infini dont les liens internes sont constitués par des associations de faible énergie. En utilisant des termes plus chimiques, nous pouvons dire qu’un gel physique est un assemblage macromoléculaire. Le polymère formant cet assemblage, est constitué de monomères liés par des liaisons de faible énergie (Van Der Waals, liaisons hydrogènes, polaires etc.). La stabilité de cet édifice est avérée pour une certaine plage de conditions physico-chimiques (pH, concentration en monomères, température, qualité du solvant, force ionique, etc.). En dehors de ces conditions le gel redevient sol. C’est pourquoi l’on dit d’un gel physique que sa transition sol-gel est réversible [9].
Gel chimique
Un gel chimique est un assemblage macromoléculaire. Le polymère formant cet assemblage, est constitué de monomères associés par des liaisons de forte énergie (covalentes). La stabilité de cet assemblage est donc très grande. Le seul moyen de fondre ce gel est de détruire les liaisons covalentes du polymère. C’est pourquoi la transition sol-gel de ce type de polymère est dite irréversible [9].
Composition
Les gels sont constitués d’au moins deux composants :
Le gélifiant : c’est le composé dispersé ou solubilisé formant le réseau du gel. Il présente une mobilité réduite, tout comme un solide.
Le solvant : il possède un comportement de type liquide.
Gélifiants
Les propriétés spécifiques des gels sont dues au gélifiant contenu dans le liquide. Les gels peuvent ainsi être classés en fonction de la nature de ce gélifiant :
Polymère (d’origine synthétique ou biologique) ; la gamme de polymères susceptibles de former des gels est très étendue. On peut citer, par exemple, les biopolymères alimentaires tels que les polysaccharides (agar, alginate, carraghénate, pectine, etc.) ou bien les protéines (gélatine, myosine, etc.).
Petites molécules auto-associatives initialement dissoutes dans le liquide ; les micelles de caséine présentes dans le fromage et le yaourt en sont un exemple.
Particules (minérales ou organiques) ou gouttes d’émulsion.
Quelques exemples de gélifiants :
Les carbomères :
Ce sont des polymères synthétiques, définis par la pharmacopée européenne comme des « polymères d’acide acrylique de masse moléculaire élevée, réticulés avec les éthers polyacityliniques de sucre ou de polyalcool ». Parmi les carbomères rencontrés dans les gels topiques, on peut citer les carbomères 934, 974P…Cette famille de gélifiant est commercialisée sous divers noms (carbopol, synthalen).
Les dérivés de cellulose
Ce sont des gélifiants d’hemisynthèse, obtenus par traitement avec des acides minéraux de l’alpha-cellulose obtenue sous formes de pulpe à partir de matières végétales fibreuses (pharmacopée européenne). Les cinq dérivés de cellulose utilisés dans l’industrie pharmaceutique sont l’hypromellose ou hydroxypropylmethylcellulose, la carmellose sel de sodium ou carboxymethylcellulose sodique, l’hyprolose ou hydroxypropylcellulose et la hyétellose ou hydroxyethylcellulose [29].
Les macrogols :
Appelés autrefois polyéthylène-glycols (PEG), les macrogols sont définis par la pharmacopée européenne comme des mélanges de polymères de formule générale H-(OCH2-CH2) n-OH, n représentant le nombre d’unités oxyéthylène. Ce dernier conditionne les caractéristiques physico-chimiques de la matière première. On aura ainsi le choix entre 3 types de produit : des liquides (si PM˂ 600), des graisses (si 600˂ PM ˂1000), des cires (si PM ˃ 1000). Quelque soit leur poids moléculaire, les macrogols sont solubles dans l’eau, ce qui leur confère, outre leur propriétés gélifiantes, des propriétés humectantes. Les macrogols rencontrés dans les gels pharmaceutiques sont les suivants : macrogols 300 et 400, macrogols 1500, 3350, 4000 et 6000, le monostéarate de macrogols 400 et le macrogol 350 éther monoéthylique [29].
La silice :
Il s’agit d’un produit d’origine naturelle contenant 98% d’oxyde de silicium, se présentant sous l’aspect d’une poudre blanche à reflets bleutés insipide et inodore. Elle est utilisée à des pourcentages compris entre 1 et 10 %, comme épaississant. Cette silice colloïdale permet de véhiculer des hormones
(œstrogène) en association avec une cellulose dans une seule spécialité Esteva. Son emploi est donc là encore assez marginal [29].
Les carrhagénates :
Les carrhagénates, gélifiants d’origine algale sont obtenus à partir de diverses rhodophycées du genre chondrus ou gigartina.
L’amidon
Connu depuis l’antiquité, l’amidon est un gélifiant d’origine végétale. Dans la pharmacopée européenne mention est faite de l’amidon de blé obtenu à partir de caryopse de Triticum aestivum L., de l’amidon de maïs retiré du caryopse de Zea mays L., l’amidon de fécule de pomme de terre retiré des tubercules de Solanum tuberosum L. et de l’amidon de riz retiré du caryopse d’Oriza sativa L. L’amidon, quelle que soit son origine se présente sous forme d’une poudre blanche, insoluble dans l’eau à froid. Chauffé à une température de 100°C, le mélange eau amidon s’épaissit pour donner naissance à l’empois d’amidon, un gel épais et translucide. Ces empois sont de moins en moins utilisés. Actuellement, on trouve plus qu’un seul gel formulé à base d’amidon prégélatinisé (pharmacopée européenne) et ce, dans le domaine dermatologique (daktarin à usage cutané) [30].
Table des matières
INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE: REVUE DE LA LITTERATURE
I La peau: structure, fonction et application topique
I.1 Structure et fonction de la peau
I.1.1 L’épiderme
I.1.2 Le derme
I.1.3 L’hypoderme
I.1.4 Les annexes cutanées
I.2 Absorption cutanée
I.3 Application topique
I.3.1 Avantages de l’application topique
I.3.2 Formulations utilisées dans l’application topique
II Généralités sur les gels
II.1 Historique et définitions
II.1.1 Historique
II.1.2 Définitions
II.1.2.1 Etat colloïdal
II.1.2.2 Gel
II.1.2.3 Transition sol-gel
II.2 Classification et composition des gels
II.2.1 Classification
II.2.1.1 Gel physique
II.2.1.2 Gel chimique
II.2.2 Composition
II.2.2.1 Gélifiants
II.2.2.2 Solvants
II.3 Formulation, contrôles et utilisations des gels
II.3.1 Formulation
II.3.1.1 Formulation par méthode physique
II.3.1.2 Formulation par méthode chimique
II.3.2 Contrôles des gels
II.3.2.1 Nature de l’agent gélifiant
II.3.2.2 Concentration en gélifiant
II.3.2.3 Force ionique du milieu
II.3.2.4 pH
II.3.2.5 Température
II.3.2.6 Thixotropie
II.4 Utilisations des gels
DEUXIEME PARTIE: TRAVAIL EXERIMENTAL
I Objectifs
II Cadre d’étude
III Matériel et méthodes
III.1 Matériel
III.2 Matières premières
III.2.1 Phase huileuse
III.2.2 Phase gélifiante
III.2.3 Principe actif
III.2.4 Autres composés utilisés
III.3 METHODE
III.3.1 Préparation de gel à base d’Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC)
III.3.2 Préparation de gel à base de silice colloïdale
III.4 Caractérisation physico-chimique des gels
III.4.1 Examen macroscopique.
III.4.2 Examen microscopique
III.4.3 Mesure de la conductivité
III.4.4 Mesure du pH
III.5 Etude de l’activité
III.6 Analyse quantitative du PA
III.6.1 Déstabilisation et extraction
III.6.2 Dosage du PA
IV Résultats
IV.1 Etude de la stabilité
IV.2 Examen macroscopique
IV.3 Examen microscopique
IV.3.1 Mesure de la conductivité
IV.3.2 Mesure du pH
IV.4 Etudes de l’activité antifongique
IV.5 Dosage
V Discussion
Conclusion
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
