Procédés et formulation au service de la santé

Divers véhicules peuvent être utilisés pour fixer, stabiliser, rendre compatible, structurer, protéger les matières actives ou contrôler leur relargage dans un grand nombre d'applications [1-3]. On trouve deux grandes classes de véhicules suivant le nombre de phases. La première comporte les solutions moléculaires simples et les systèmes colloïdaux.

Les nanocapsules creuses typiques ont un diamètre de 100-500 nm et contiennent une substance active dans leur coeur (dissous dans un gel ou un liquide, une huile dans cas des filtres solaires) avec une paroi plus ou moins solide de 5-10 nm d'épaisseur. Les nanocapsules sont dispersées dans une phase continue (dans le cas présent de l'eau) de façon à produire la structuration désirée, ici la dispersion de la substance active huileuse, à l'abri d'une paroi, c'est-à-dire sans contact physique avec la phase dispersante eau.

Ces dispositifs en général produisent des émulsions polydispersées, dont la taille descend difficilement en dessous du micromètre, et ils présentent souvent de sérieux problèmes de surchauffe qui limitent le débit traité. Les meilleures méthodes de cette catégorie sont les élongationnelles dans des dispositifs axisymétriques, qui, d'après les corrélations de Grace [15], sont particulièrement efficaces avec des fluides de viscosités différentes. L'émulsification produite par l'instabilité de Rayleigh d'un cylindre liquide, c'est-à-dire celle d'un jet de liquide dans un autre liquide immiscible (fluide dispersant), permet d'obtenir des émulsions relativement monodispersées. La rupture du jet liquide peut être spontanée ou assistée, par exemple par un couteau tournant ou un disque centrifuge. On peut aussi utiliser des membranes fixes ou tournantes pour produire de nombreux jets liquides à la fois [16].

La deuxième catégorie consiste en des méthodes qui utilisent une instabilité physicochimique, et qui sont souvent associées à une émulsification spontanée produite par divers phénomènes de non-équilibre comme les gradients de tension, la séparation en deux phases de systèmes sursaturés, la déstructuration d'une microémulsion ou d'un cristal liquide par un changement de formulation ou de température, ou le transfert préférentiel de substances d'une phase à l'autre.

Pratiquement toutes ces méthodes sont mises en oeuvre à partir d'un diagramme de phases qui indique les frontières entre les systèmes à comportement monophasique, diphasique ou triphasique. Ces diagrammes peuvent se représenter dans un espace tridimensionnel, en fonction d'une variable de formulation généralisée, qui inclut l'effet de la nature des composants et de la température [21-23], et de deux variables de composition, en général la concentration de surfactif et le rapport eau/huile. Dans la pratique on utilise en général des coupes bidimensionnelles de ce diagramme, qui sont les trois représentations classiques indiquées sur la figure 4: le diagramme triangulaire ou D du type de ceux de Winsor, le diagramme khi (c ) entre la formulation et la relation eau/huile à concentration de surfactif constante, et le diagramme gamma (g) ou "fish" entre la formulation et la concentration de surfactif à rapport eau-huile constant [24-25]