Formulation des solides divisés

C'est à travers l'interaction procédé/produit que sont gérées ces propriétés. Le problème majeur pour l'industrialisation des procédés d'élaboration de ces nanoparticules est leur extrapolation à partir de l'échelle du laboratoire. En effet, les modèles classiques de description des cinétiques, des transferts et du transport de ces particules ultrafines doivent être adaptés pour prendre en compte les couplages multi échelles des phénomènes mis en jeu. Parmi les procédés permettant d'envisager un contrôle de la structure et de la texture des particules à l'échelle locale, la cristallisation sphérique offre des potentialités intéressantes. Il s'agit d'une cristallisation en milieu confiné, dans une gouttelette contenant le soluté à cristalliser. Des exemples de cristallisation sphérique de principes actifs pharmaceutiques seront présentés dans cet article. L'utilisation de ces techniques, implique la mise en place d'une méthodologie de sélection des solvants et des agents liants en relation avec leurs propriétés physico-chimiques et leurs interactions avec le principe actif d'une part et le contrôle de l'hydrodynamique locale d'autre part.

Dans le secteur pharmaceutique, la majorité des matières premières, (principes actifs, excipients) ainsi que les formes solides finales (comprimés, granules) sont des solides. Ces particules solides ont des propriétés qui dépendent de leur texture et de leur structure. Par exemple, la biodisponibilité et la stabilité de ces formes pharmaceutiques sont intimement liées à la façon dont la poudre est constituée, surtout pour des molécules faiblement solubles. Ainsi, non seulement des formes polymorphes différentes peuvent conduire à des propriétés différentes, mais ces effets peuvent également provenir de variations de taille, de morphologie ou de surface spécifique. C'est pourquoi, au cours du procédé d'élaboration, la qualité des solides divisés doit être bâtie en fonction de l'utilisation future. Dans le domaine de taille submicronique, les nanoparticules de principe actif, par leurs propriétés uniques sont de plus en plus recherchées et entrent désormais dans l'élaboration de médicaments. Afin d'illustrer la méthodologie utilisée dans la phase de génération de ces nanoparticules, le cas de la cristallisation d'un principe actif pharmaceutique est développé.

La plupart des auteurs utilise le terme " nanoparticules " pour désigner des particules dont le diamètre est inférieur à 100 nm (ou 0,1 ?m) si elles sont considérées de forme sphérique. Selon ISO (2004)[1] une nanoparticule est une particule avec un diamètre suffisamment petit pour que les propriétés physiques et chimiques diffèrent de façon mesurable de celles des matériaux de plus grande dimension. Les propriétés des nanostructures sont donc plus directement reliées à celles des molécules individuelles qu'à celles du matériau en vrac. Cette situation conduit à des propriétés uniques des nanoparticules. Les principes de la chimie et de la physique classique des matériaux solides doivent être remplacés par des approches quantiques, basées sur les probabilités ou chaque atome, chaque molécule assume un rôle important et où les interactions entre ces derniers représentent un enjeu majeur par rapport au comportement de l'ensemble. Les paramètres à prendre en compte ne sont donc plus les paramètres mécaniques classiques des solides mais les dimensions moléculaires individuelles et les interactions qui déterminent l'arrangement, la stabilité, la flexibilité et la fonction des nanostructures.

Le premier facteur est responsable des changements de réactivité qui peuvent s'accroître considérablement tandis que le second observé pour des particules de quelques dizaines de nm, explique les changements au niveau des propriétés optiques, électriques, mécaniques et magnétiques [2]. La figure 1 reporte la fraction d'atomes de surface d'une particule de forme cubique pour différentes valeurs de son arête.