Contribution à l'étude de la cinétique de libération d'un principe actif: oxacilline sodique encapsulé en vue de déterminer les conditions de conservation

NAFTI Yahia. [e-mail]

République Algérienne Démocratique et Populaire
Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique
Centre Universitaire ZIANE ACHOUR de DJELFA
Institut des Sciences de la Nature et de la Vie
Département de Biologie



Mémoire De Fin D'Étude En Vue De l'Obtention Du Diplôme D'Ingénieur D'État En
Biologie

Option : Contrôle de la Qualité et Analyses



Thème

Contribution à l'étude de la cinétique de libération d'un

principe actif: oxacilline sodique encapsulé

en vue de déterminer les conditions de conservation

Présenté par: Date de soutenance :

' Mr.CHENOUF Ahmed 14/06/2008

' Mr.NAFTI Yahia

Devant le Jury:

' Mr. LAOUN khalil Maître Assistant, Chargé de cours C.U.D Président

' Mr. DJEMOUI Amar Maître Assistant, Chargé de cours C.U.D Examinateur

' Mr. RAHMANI Salah eddine Maître Assistant, Chargé de cours C.U.D Examinateur

] ^Melle. BOUCHERIT N Maître Assistante, C.U.M Promotrice
' Mr. BEN BRIDA Abdelghani Chef département de développement SAIDAL Co-promoteur



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~~ÒáÇ ÉÑæÓ ä 9~íUÇ

Tout d'abord je rends un grand hommage à la mémoire de mon père, et je prie Dieu
le tout puissant de l'accepter dans son vaste paradis

Je dédie ce mémoire à:

Ma chère maman, merci de votre amour et de toujours croire en moi, j'espère
toujours rester fidèle aux valeurs morales que vous m'avez apprises.
Je dédie ce mémoire ainsi qu'a mes grands-parents trop tôt disparus.
Mon chèr frère Attia et à mes précieuses soeurs.

Mes beaux frères : Chenouf Belgacem et Taleb Omar.

Mes proches les êtres chèrs comme on dit ... pour moi, se serait plutôt mes
êtres-chèrs ... je vous aime tous très fort...

Sans oublier mes amis avec qui je passe les bons moments en particulier :
A.Abdelkader, B.Abdelrahman, B.Ahmed, B.Benaallia, B.Boulerbah, B.Essadek,
B.Khaled, B.Radouan, B.R.Anouar, B.Naiel, B.Taher, B.Ta_yeb, F.Abdelhafid,
F.Ben_yatou, G.Ameur, G.Makhlouf, H.Abedelhadi, K.Ameur, L.Mohamed, M.Ali,
M.Ahmed, M.Attia, M.Bachir, M.Elhadj, M.Elmagrbi, M.Lakhdar,
M.Moustafa, M. Toufik, R.Elembi, R.Mostafa, S.Ben Saad, S.Mohamed l'ing,

Y.hssina, Z.Moussa Z.Khalil,, et à tous mes amis .



Une dédicace encapsulée à M. Djamel Eddine, T Belkacem, H.Mouloud et son

équipe qui s'appelle la frappe, H.Salem et H.Mohamed, H.Belel

Mon binôme

Tous mes amis du centre universitaire Zian Achour de Djelfa en particulier toute

la promotion de 2006 de Biologie CQA.

Toute la Promotion de Biologie de l'université de Laghouat 2005 en particulier
B.R_yad, A. Saide, B.Mohamed, S.Nouredin, B.Ali

Chenouf Ahmed

Nafti Yahia

Dernière touche au manuscript, la Dédicace n'en est pas moins importante.
Tout d'abord, je rends un grand hommage à la mémoire de mon père, et je prie
Dieu le tout puissant de l'accepter dans son vaste paradis.
Je dédie ce mémoire à :
Ma mère qui m'a soutenu et encouragé durant la période de mes études et à qui je
souhaite une longue et heureuse vie.
Mes très chères soeurs : Djamila, Imane, et Hanane.
Mes très chères nièces : Djihane, Roumaissa et Rihab Nahla, ainsi qu'à leur père
Nafti Belkacem.
Mr. Kacemi Djamal et toute sa famille.
Mon binôme.
Tous mes amis qui m'ont encouragé.
Tous mes amis de Biologie option CQA promotion 2006.

Remerciements

Tout d'abord nous remercions le tout « PUISSANT ALLAH » de nous montrer la

voie, guider et donner le courage de surmonter tous les problèmes.
Et voilà, l'heure est maintenant aux remerciements des personnes qui ont contribués

à l'élaboration de ce travail. La tiche n'est pas simple mais il faut bien se

lancer...

Au terme de ce travail, il nous tient particulièrement à coeur de remercier notre promotrice, M ^elle Boucherit N, pour toute l'attention qu'elle nous a accordée.

Pour l'encadrement, les conseils, la disponibilité et la patience, ainsi que notre

co-promoteur Mr. Ben brida A.

Nous adressons encore notre remerciement aux membres de jur_y d'avoir

accepté de juger ce travail.

Nous remercions le médecin Dr. Zerguine Z pour son soutien par ses références

bibliographiques concernant les médicaments et les antibiotiques.

Un remerciement spécial à Mr. Kacemi M qui nous aide avec plaisir.
Nos remerciements sont adressés à tous les travailleurs de C.U.D sans exception
en particulier les personnels de la bibliothéque, centre de calcul et le laboratoire

Nous remercions encore M ^elle Tahvchi F ,Benlahrech M et Mr. Chenouf A

pour leur soutien dans les semaines qui ont précédées la soutenance.

Liste des abréviations

· 6APA : Acide 6 amino pénicilline

· 30 S : Sous unité 30

· 50 S : Sous unité 50

· ã : Tension interfaciale

· ADN : Acide désoxyribonucléique

· ARN : Acide ribonucléique

· ARNpolymérase : Acide ribonucléique polymérase

· ATB : Antibiotique

· BH⁺ : Base faible

· CMI : Concentration Minimale Inhibitrice

· DCI : Dénomination Commune Internationale

· DE 50 : Dose efficace 50

· DL50 : Dose létale 50

· ECH: Echantillon

· ex: Exemple

· fig: Figure

· HA : Acide

· HPLC : Chromatographie Liquide à Haute Performance

· I: Intermédiaire

· IM : Intramusculaire

· IR : Intrarachidienne

· IV : Intraveineuse

· KF: Karl-Fisher

· L1 : Gouttelette de matière active

· L2 : Phase continue

· L3 : Gouttelette de coacervat

· M : Concentration de médicament

· m : Masse du principe actif

· Méti-R^* : Résistante à la méticilline

· Méti-S : Sensible à la méticilline

· MR_e : Complexe médicament#177;récepteur.

· NCR : National Cash Registrer Corporation

· OMS : Organisation Mondiale de la Santé

· PA: Principe Actif

· pH : SRtectieIIG'hyGURJqce

· pKa : Constante de dissociation

· PLP : Pénicillines lient les protéines

· ppm : Partie par million

· QSP : Quantité Suffisante Pour

· R : Résistante

· Re : Concentration du récepteur.

· S1 : Surface du gouttelette de matière active

· S2 : Surface de la phase continue

· S3 : Surface de gouttelette de coacervat

· S: Sensible

· SBA: Sur Base Anhydre.

· STD : Standard

· T1/2 : Temps de demi-vie d'un médicament

· T : Température

· Tf : Température de fusion

· t: Temps

· USA: United States of America

· USP : United States Pharmacopeia

· UV : Ultra -Violet

· Vd : Volume de distribution

Unités :

· ⁰C : Degré Celsius

· g : Gramme

· h : Heure

· Kg : Kilogramme

· pg: Microgramme

· pl : Microlitre

· pm : Micromètre

· mg : Milligramme

· mg/l: Milligramme par litre

· ml : Millilitre

· mm: Millimètre

· mn : Minute

· nm : Nanomètre

· ng/ml : Nanogramme par millilitre

· N : Normal

· Cm : Centimètre

Liste des tableaux

Tableau (01) : Diversité des antibiotiques de type beta-lactames: principaux cycles et ATB

représentatifs 20

Tableau (02) : Echelle exprimant la solubilité d'une substance . 47

Tableau (03) : Résultats du contrôle physicochimique de l'oxacilline sodique 60

Tableau (04) : Résultats du contrôle physicochimique de l'acide alginique 63

Tableau (05) : Résultats d'absorbances des solutions d'oxacilline sodique à différentes

concentrations 65

Liste des figures

Figure (01) : Illustration des dénominations portées sur une boite d'un médicament .. 4

Figure (02) : Différentes formes galéniques des médicaments 5

Figure (03) : Distribution d'un médicament entre les deux formes : ionisée et non ionisée 7

Figure (04) : Schéma général de la distribution d'un médicament 8

Figure (05) : Phases de transformations des médicaments 9

Figure (06) : Antibiotiques et leurs sites d'action 15

Figure (07) : Schéma simplifié de l'enveloppe d'une bactérie GRAM^- 21

Figure (08) : Structure chimique de la pénicilline 22

Figure (09) : Action des pénicillinases sur les pénicillines 23

Figure (10) : Action des acylases sur les pénicillines 23

Figure (11) : Structure chimique de l'oxacilline sodique 24

Figure (12) : Types de microparticule 27

Figure (13) : Comportement d'un coacervat (3) vis-à-vis une phase liquide non miscible (1) 29

Figure (14) : Schéma de principe du procédé de microencapsulation par coacervation complexe 30

Figure (15) : Schéma de principe du procédé de microencapsulation par évaporation de solvant. 31

Figure (16) : Schéma de principe du procédé d'encapsulation par gélification thermique (hot
melt)....................................................................................................... . 32
Figure (17) : Etape de formation d'un film d'enrobage par spraycoating sur des particules

solides........... . 33

Figure (18) : Schéma de principe du procédé de gélification de gouttes 34

Figure (19) : Congélation de gouttes: schéma de principe 35

Figure (20) : Mécanisme de la polycondensation interfaciale 35

Figure (21) : Microréacteurs et systèmes à libération déclenchée et prolongée 37

Figure (22) : Processus de gonflement d'un hydrogel .. 38

Figure (23) : Représentation schématique d'une paroi matricielle . 39

Figure (24) : Profils de libération obtenus à partir de différents types de microparticules 41

Figure (25) : Représentation schématique de polymères linéaires 42

Figure (26) : Unités monosaccharidiques constituant l'alginate 43

Figure (27) : Structure chimique de l'alginate . 44

Figure (28) : Etapes de préparation des sphères 58

Figure (29) : Chromatogramme du STD (oxacilline sodique) obtenu par analyse par HPLC 61

Figure (30) : Chromatogramme d' ECH (oxacilline sodique) obtenu par analyse par HPLC 62

Figure (31) : Courbe d'étalonnage d'oxacilline sodique 65

Figure (32) : Sphères de l'oxacilline sodique 66

Figure (33) : Influence de la T sur la libération du PA dans l'eau distillé à pH1,2 67

Figure (34) : Influence de la T sur la libération du PA dans l'eau distillé à pH=3 67

Figure (35) : Influence de la T sur la libération du PA dans l'eau distillé à pH=7 68

Figure (36) : Influence de la T sur la libération de PA dans l'eau physiologique à pH=1,2......... 69

Figure (37) : Influence de la T sur la libération de PA dans l'eau physiologique à pH=3 69

Figure (38) : Influence de la T sur la libération de PA dans l'eau physiologique à pH=7 69

Figure (39) : Influence de la T sur la libération de PA dans l'eau distillé à pH1,2........ . 70

Figure (40) : Influence de la T sur la libération de PA dans l'eau distillé à pH3 . 70

Figure (41) : Influence de la T sur la libération de PA dans l'eau distillé à pH7 . 71

Figure (42) : Influence de la T sur la libération de PA dans l'eau physiologique à pH1,2........ 71

Figure (43) : Influence de la T sur la libération de PA dans l'eau physiologique à pH=3 72

Figure (44) : Influence de la T sur la libération de PA dans l'eau physiologique à pH=7 72

Sommaire

Liste des abréviations Liste des tableaux

Liste des figures

Introduction générale

Partie I : Etude bibliographique

Chapitre I: les médicaments

I.1. Généralités sur les médicaments 3

I.1.1. Définition d'un médicament 3

I.1.2. Composition d'un médicament 3

I.1.3. Origines des médicaments 3

I.1.4. Dénominations des médicaments 4

I.1.5. Fonctions du médicament 4

I.1.6. Classification des médicaments 5

I.1.7. Différentes formes pharmaceutiques (galéniques) des médicaments ............................... 5

I.1.8. Voies d'administration des médicaments 5

I.2. Pharmacocinétique d'un médicament 6

I.2.2. Devenir du médicament dans l'organisme

I.3. Pharmacodynamique d'un médicament

I.3.2. Mécanisme d'action des médicaments

Chapitre II: les antibiotiques

II.1. G

II.1.3. Classement des

II.1.4. Les grandes fam

II.2.2. Activité des

II.2.3. Résistance

II.3. Antibiothérapie
II.3.1 Voies d'adm

II.3.3. Pharmacocinétique de

II.4. Antibiotiques Bêta-lactam

II.4.2. Mécanisme d'action des bêta-lactam

II.4.3. Résistance aux bêta-lactamines 21

II.4.4. Pharmacocinétique 21

II.5. Les pénicillines 22

II.5.1. Définition et structure chimique 22

II.5.2. Classification des Pénicillines 22

II.5.3. Propriétés physico-chimiques 22

II.6. Oxacilline sodique 24

II.6.1. Définition 24

II.6.2. Spectre d'activité antibactérienne 24

II.6.3. Pharmacocinétique 24

II.6.4. Conditions particulières de conservation 25

II.6.5. Formes galéniques de l'oxacilline 25

Chapitre III: la microencapsulation

III.1. Historique 26

III.2. Définition 26

III.3. Types de microparticules 26

III.4. Intérêt de microencapsulation 27

III.5. Procédés de microencapsulation 27

III.5.1. Procédés physico-chimiques 28

III.5.2. Procédés mécaniques 32

III.5.3. Procédés chimiques 35

III.6. Libération contrôlée (¹P1) PA 36

III.6.1. Définition 36

III.6.2. Mécanismes de la libération Contrôlée 37

III.6.3. 3DIP ql1H01)flP11)2a1)lMEKIEpIalIR1) (IP1) 3$ 40

III.6.4. Profils de libération obtenus à partir de différents types de microparticules 40

III.7. Les polymères 41

III.7.1. Définition 41

III.7.2. Fonctionnalité 41

III.7.3. Classification des polymères 42

III.7.4. Polymères utilisés dans la microencapsulation 43

III.7.5. Acide alginique 43

Partie II: Etude expérimentale

Chapitre I : Matériels et méthodes

I.1. Matériels utilisés 45

I.2. Méthodes 46

I.2.A. Contrôle physicochimique de la matière première 47

I.2.A.1. Caractérisation du PA [oxacilline sodique] 47

I.2.A.2. Caractérisation de l'excipient [acide alginique] 52

I.2.B. Etude des paramètres influençant la libération du PA [oxacilline sodique] encapsulé 56

I.2.B.1. Détermination de la courbe d'étalonnage 56

I.2.B.2. Préparation des sphères d'oxacilline sodique 57

I.2.B.3. Détermination du rendement d'encapsulation 58

I.2.B.4. Étude de la stabilité des sphères 58

Chapitre II : Résultats et discussions

II.A. Résultats de contrôle physicochimique de la matière première 60

II.A.1. Caractérisation physico-chimique du PA [oxacilline sodique] 60

II.A.2. Caractérisation physico-chimique de l'excipient [acide alginique] 63

II.B. Résultats de l'étude des paramètres influençant la libération du PA [oxacilline sodique]

encapsulé 65

II.B.1. Détermination de la courbe d'étalonnage 65

II.B.2. Préparation des sphères de l'oxacilline sodique 65

II.B.3. Détermination du rendement d'encapsulation 66

II.B.4. Etude de la libération du PA encapsulé 66

Discussion générale 73

Conclusion générale 75

Références bibliographiques

Annexes

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Résumé : Contribution à l'étude de la cinétique de libération d'un principe actif: oxacilline sodique encapsulé en vue de déterminer les conditions de conservation.

Dans ce travail nous sommes interesses d'atteindre un double objectif, le premier est d'encapsuler - selon le procede de gelification de gouttes - un principe actif : oxacilline sodique dans des matrices polymeriques biodegradables d'alginate de sodium, tout en contrôlant les matières premières utilisees qui sont declarees - d'apr~s les résultats obtenues - conformes aux normes de la pharmacopee americaine, et le second est d'étudier l'effet de certains paramètres physico-chimiques sur la liberation du principe actif tels que ; pH, temperature , le milieu de dissolution et la forme des sphères (sèche ou humide) dont on a atteint les resultats suivantes :

- Pour le pH : 7 et 1,2 correspondent à des valeurs dans lesquelles la quantite liberee du principe actif est maximales ;

- Pour la temperature : 37 °C est la meilleure temperature de liberation, tandis que la temperature 4°C est une temperature adequate de conservation ;

- Pour la forme des sphères : la forme sèche represente la meilleure forme pour presenter cette formulation ;

- Pour le milieu de dissolution : la libration est mieux favorisée dans l'eau physiologique en comparant par l'eau distillee.

Mots clés : Encapsulation, principe actif, oxacilline sodique, biodegradable, alginate de sodium, contrôle, sphères, paramètres physico-chimiques, liberation.

Abstract : Contribution to the study of the kinetics of the release of encapsulated active ingredient: sodic oxacillin in order to determine the conditions of conservation.

In this work we are interested to attain a double objective; the first is to encapsulate - using the process of prilling - an active ingredient: oxacillin sodic in biodegradable polymeric matrix of sodium alginate. This, after the control of the raw materials used which are declared - according to the results obtained - in conformity with the standards of the American pharmacopeia, and the second is to study the effect of certain physicochemical parameters on the release of the active ingredient such as; pH, temperature and the medium of dissolution and the spheres form (dry or wet).

Where we attained the following results:

- For the pH: 7 and 1,2 correspond to values in which the released quantity of the active ingredient is maximum;

- For the temperature: 37 °C is the best temperature of release, while the temperature 4°C is an adequate temperature of conservation;

- For the form of the spheres: the dry form represents the best way to represent this formulation;

- For the medium of dissolution: libration is favored in physiological water comparing with the distilled water.

Key words: Encapsulation, active ingredient, oxacillin sodic, biodegradable, sodium alginate, control, sphere, physicochemical parameters, release .

Introduction générale

Introduction générale

L

a pharmacie galénique est la science et l'art de préparer, de conserver, et de présenter les médicaments. Actuellement, ce terme concerne la totalité des médicaments

contenant un principe actif qui nécessite une mise en forme galénique pour son administration. Cette forme existait sous plusieurs présentations mises sur le (s) marché (s) national et/ou international (Lùllmann et al., 1998).

L'objectif de l'industrie pharmaceutique est l'amélioration des propriétés des médicaments produits ce qui reflète l'importance de ces derniers pour la santé publique. Il est à noter que le développement et la création de nouvelles préparations médicamenteuses, dépendent de plusieurs paramètres y compris les propriétés du principe actif, cette molécule doit - par conséquent- conserver ses propriétés thérapeutiques pendant la cascade: depuis la mise du point jusqu' à la cible (Lùllmann et al., 1998).

Parmi les matières actives mises sous formes galéniques en Algérie; les antibiotiques, qui sont des substances particulières dans l'arsenal pharmaceutique par leur origine et leur mode d'action. Le terme antibiotique désigne une substance d'origine microbienne qui à très faible dose empêche la croissance d'autres microorganismes ou les détruit, utilisée dans les pathologies diverses du nouveau-né au vieillard.

La mise en point de nouvelles préparations médicamenteuses nécessite un temps considérable et des coûts importants que les pays en voie de développement ne peuvent pas garantir. Le recours à la recherche de nouvelles préparations faciles à mettre en oeuvre et similaires à celles élaborées par les procédés appliqués par les pays développés constitue un outil de choix permettant d'assurer une amélioration notable à l'échelle de la recherche et du développement locales. Il devient donc impératif, que la formulation établie répond aux critères de la qualité d'un médicament.

L'encapsulation est parmi les préparations pharmaceutiques en cours d'élaboration par les grandes firmes médicamenteuses, qui consiste à encapsuler selon un procédé déterminé un principe actif dans une autre matière inactive afin d'améliorer les propriétés de conservation, de présentation et de biodisponibilité (Richard et Benoit, 2000).

Dans le contexte où s'inscrit notre travail, nous avons tenté d'atteindre l'objectif, qui consiste à appliquer le procédé de gélification d'un polymère pour former des microsphères comportant un principe actif "oxacilline sodique", caractérisées par la suite par une cinétique de libération qui dépend de plusieurs paramètres.

A cette fin nous proposerons de suivre le plan d'étude suivant : > Une partie bibliographique devisée en trois chapitres :

1°/- le premier chapitre, donne un aperçu sur les médicaments, leurs composition, leur origine et leur comportement dans l'organisme ;

2°/- le second chapitre, présente des notions de bases sur les antibiotiques, leurs classifications, ainsi que les principales familles existantes ;

3°/- le dernier chapitre, comporte une synthèse bibliographique sur la microencapsulation, et les principaux procédés couramment utilisés.

> Une partie expérimentale, consistant en premier lieu à présenter les méthodes appliquées ainsi que le matériel utilisé, et en deuxième lieu à montrer les résultats établis à l'issu de ce travail.

Enfin une conclusion générale et des perspectives achèveront l'étude.

Partie I

Etude bibliographique

Chapitre I

Les médicaments

I.1.Généralités sur les médicaments :

I.1.1. Définition d'un médicament :

Un médicament est défini d'une façon très large comme une substance chimique qui affecte les processus de la vie.

L'OMS donne une définition plus restrictive : « Toute substance ou produit qui est utilisé pour modifier ou explorer les systèmes physiologiques ou les états pathologiques pour le bénéfice de celui qui reçoit la substance » (Helali, 1994).

I.1.2. Composition d'un médicament :

Tout médicament est composé de deux éléments :

> Principe actif : c'est la molécule active détenant les propriétés curatives ou préventives ; > Excipient : c'est une substance inactive par elle-même, dont l'intérêt est de faciliter l'utilisation du médicament, et notamment sa libération.

Ainsi, dans un comprimé de 500 mg d'aspirine, on trouvera 500 mg d'acide acétylsalicylique, qui est le PA, et une quantité d'amidon (QSP), par exemple, qui constitue l'excipient (Anonyme 1).

I.1.3. Origines des médicaments :

Les médicaments peuvent être obtenus de sources très diverses :

> Origine végétale :

C'est la source la plus ancienne, mais qui reste d'actualité. Il est classique de distinguer parmi les produits végétaux :

- Les alcaloïdes : tels que la quinine, strychnine morphine ;

- Les gommes : tels que les gommes pour suspension (arabique, adragante) ;

- Les glycosides : ils contiennent des sucres dans leurs structures chimiques, tels que la digitoxine.

> Origine animale :

- Extraits de sang humain tel que le fibrinogène ;

- Hormones polypeptidiques extractives tel que l'insuline ;

- Enzymes : tels que la trypsine, chymotrypsine.et les kinases ;

Ils existent des excipients pharmaceutiques tels que la lanoline.

> Origine synthétique :

La plupart des médicaments actuellement commercialisés sont d'origine synthétique, obtenus par :

- Synthèse totale ;

- Hémi-synthèses : tels que certaines pénicillines.

> Origine biogénétique :

Les méthodes de génie génétiques sont les dernières venues parmi les méthodes d'obtention des médicaments : elles permettent de fabriquer par les cellules vivantes - procaryotes ou eucaryotes - des substances naturelles polypeptidiques présentant toutes les caractéristiques de leur modèle humain.

La production de masse de ces protéines parfaitement définies a permis d'obtenir de nouveaux médicaments :

- Hormones ;

- Facteurs de croissances (Moulin et Coqurel, 2002).



I.1.4. Dénominations des médicaments :

Un même médicament peut avoir plusieurs noms différents :

> Nom chimique : qui correspond à la formule chimique du PA, ce nom n'apparaît pas sur le conditionnement du médicament, exemple : 4-Thia-1-azabicyclo [3.2.0] héptane-2- acide carboxylique, 3, 3-diméthyle-6-[[(5-méthyle-3-phényle-4-isoxazolyle) carbonyle] - amino]-7- oxo-, sel monosodium, monohydraté, [2S-(2a, 5a, 6b)]- est le nom chimique de l'oxacilline sodique.

> Dénomination Commune Internationale (DCI) : c'est le nom admis pour tous les pays, et il est enregistré par l'OMS, exemple l'oxacilline sodique. La DCI est celle qu'il faudra retenir de préférence, afin de pouvoir se retrouver parmi les nombreuses marques du même médicament.

> Nom commercial, ou nom protégé : c'est le nom sous lequel une firme pharmaceutique vend un médicament donné. Etant donné qu'elle dépense un certain budget pour la publicité autour de ce nom, ce nom sera protégé par un brevet, dont la durée est variable suivant les pays (de 10 à 99 ans), il y a par exemple près de 400 noms différents protégés de composés contenant de l'aspirine dans certains pays. Le nom commercial s'écrit avec un ® (ex. OXACARE^®). Comme illustré dans la figure ci-dessous (Helali, 1994).



Dosage

Nom commercial

DCI

Mode d'utilisation

Figure (01) : Illustration des dénominations portées sur une boite d'un médicament.

I.1.5. Fonctions du médicament :

Un médicament peut exercer des fonctions diverses :

> Fonction thérapeutique : c'est la plus habituelle, elle peut être :

* Préventive :

- Individuelle (vaccination, prévention individuelle du paludisme, chimioprophylaxies diverses) ;

- Collective (chimioprophylaxies collectives de la méningite, de la tuberculose). * Curative :

- Etiologique : le médicament s'attaque à la cause de la maladie ;

- Substitutive : il apporte l'élément manquant à l'organisme ;

- Symptomatique : il s'attaque seulement aux manifestations de la maladie, sans pouvoir en traiter la cause.

> Fonction diagnostique :

Il peut agir d'opacifiant, de traceurs, d'agents pharmacodynamiques divers, utilisés pour réaliser des explorations fonctionnelles (Moulin et Coqurel, 2002).

I.1.6. Classification des médicaments :

On peut définir les classes des médicaments de différentes manières : classes selon leurs origines, leurs compositions ou leurs structures chimiques, classes pharmacologiques selon leurs actions sur l'organisme et classes thérapeutiques selon les pathologies traitées (Anonyme 2).

I.1.7. Différentes formes pharmaceutiques (galéniques) des médicaments :

La forme galénique¹ d'un médicament est sa présentation concrète : sirop, gélule, sachet, comprimé, pilule, granulés, ampoule, flacon à perfusion, seringue prête à l'emploi, ovule, collyre, aérosol, pommade, crème, ces formes sont les formes les plus courantes, (fig.02) (Anonyme 1).



Comprimé

Dragé

Solution injectable

Ampoule buvable

Gélule

Figure (02) : Différentes formes galéniques des médicaments. (Anonyme 1)

I.1.8. Voies d'administration des médicaments :

Il existe plusieurs voies d'administration, mais, selon la voie utilisée, les PA n'ont pas le méme devenir dans l'organisme et subissent des modifications métaboliques plus ou moins importantes, ce qui peut altérer leur activité pharmacologique, surtout en ce qui concerne le début, l'intensité et la durée de leur action.

Les principales voies d'administration sont :

- Voie orale ;

- Voie parentérale ;

- Voies transmuqueuses : buccale, perlinguale, oculaire, nasale, pulmonaire ...etc ; - Voie cutanée (Aiache et al., 1995).

¹ Le mot galénique référe au CLAUDE GALIEN (v. 131-v. 201) : Médecin romain né à Pergame, il commence dans cette ville ses études de philosophie et de médecine. Sa thérapeutique est diététique et médicamenteuse, et son étude des plantes médicinales gardera le nom de « pharmacie galénique » (Anonyme 3).



I.2. Pharmacocinétique d'un médicament :

I.2.1. Définition :

C'est la partie de la pharmacologie qui étudie, en fonction du temps, le devenir d'une substance après son introduction dans un organisme vivant. Cette destinée comporte essentiellement quatre phases : l'absorption ou résorption, la distribution, les biotransformations ou métabolismes, et l'élimination, qui peuvent être, en partie ou en totalité, fonction de la voie d'administration et de la forme sous laquelle elle est administrée. Ces facteurs conditionnent la quantité du produit pouvant atteindre les cibles biologiques et produire une modification, à l'origine de l'effet thérapeutique (Anonyme 3).

I.2.2. Devenir du médicament dans l'organisme :

Après avoir pénétrer dans l'organisme, le PA traverse un nombre variable de cellules pour aboutir dans la circulation sanguine. Au niveau du tube digestif, et en particulier de l'intestin, la résorption est facilitée par la très grande surface de contact avec le contenu intestinal. La voie orale est donc la plus utilisée, meme si elle n'est pas adaptée à toutes les situations (Anonyme 3).

I.2.2.1. Absorption :

A) Les niveaux d'absorption :

L'absorption est le transfert d'un PA de son site d'administration jusqu'à la circulation sanguine. Le taux et l'efficacité d'absorption dépendent de la voie d'administration (Champe et al., 2000).

> Absorption à partir des points d'administration :

Elle est proportionnelle à la solubilité dans l'eau du liquide extracellulaire. Les complexes peu solubles dans l'eau seront absorbés lentement.

> Absorption au niveau de l'estomac :

Elle peut avoir lieu à partir de la paroi stomacale pour les petites molécules (alcool, eau) et pour les molécules non ionisées au pH de l'estomac (ex. Aspirine). Mais l'absorption stomacale est limitée dans le temps en cas de vidange rapide de l'estomac. Cette motricité gastrique déterminera la vitesse de délivrance à l'intestin, et sera ralentie par la présence d'aliments.

> Absorption au niveau de l'intestin :

La plus grande partie de l'absorption se fera au niveau de l'intestin, qui présente une grande surface (Helali, 1994).

B) Mécanismes d'absorption :

> Transport passif :

Il peut se faire par :

- Diffusion simple le long du gradient de concentration pour les substances liposolubles.

- Diffusion facilitée : dans ce cas la substance se combine avec une molécule transporteuse de la membrane, qui agira sans dépense d'énergie.

- Filtration sous un gradient de pression (cas de la filtration glomérulaire).

> Transport actif :

Il est comparable à la diffusion facilitée, mais il peut agir contre un gradient de concentration avec dépense d'énergie. Le transport actif est sélectif et saturable (Schmitt, 1980).



C) Facteurs influençant l'absorption :

1. pH :

La plupart des médicaments sont des acides ou des bases faibles (Champe et al., 2000). > Au niveau de l'estomac :

Au niveau de l'estomac les acides faibles sont absorbés, et les bases faibles sont excrétées.

> Au niveau de l'intestin :

Le pH intestinal étant alcalin, les pores aqueux rendent possible l'absorption de molécules hydrosolubles (Schmitt, 1980).

La figure (03), illustre les formes ionisées du médicament en fonction du pH du milieu d'absorption.



pK est le pH auquel 50 % de la
substance est ionisée

Si : pH < pKa
HA et BH⁺
prédominantes

Si : pH = pKa
HA = A-

BH⁺ = B

Si : pH > pKa
A- et B
prédominantes

Figure (03) : Distribution d'un médicament entre les deux formes : ionisée et non ionisée
(Pour cette illustration : le médicament a un pKa = 6.5) (Champe et al, 2000).

2. Flux sanguin :

Le flux sanguin au niveau de l'intestin est plus grand qu'au niveau de l'estomac, ce qui justifie l'importance d'absorption à ce niveau.

3. Etendue de la surface absorbante :

L'intestin présente une surface 1000 fois large que l'estomac donc l'absorption intestinal est plus efficace.

4. Temps de contact avec la surface absorbante :

Si le médicament se déplace rapidement tout le long de tractus gastro-intestinal (cas d'une diarrhée sévère), Il sera mal absorbé (Schmitt, 1980).

Il est à signaler que :

La biodisponibilité se définit comme étant la fraction de la dose de médicament administré qui atteint la circulation générale et la vitesse à laquelle elle l'atteint (Lechat, 2007).

I.2.2.2. Distribution :

L'étape de distribution du PA, lorsqu'il atteint la circulation générale, peut se diviser en deux phases :

A) Fixation d'un médicament aux protéines plasmatiques (phase plasmatique) :

Les protéines plasmatiques ont un rôle très important dans la distribution des



médicaments dont vont être transportés, leurs fixations sur ces protéines se fait par des liaisons réversibles parmi ces protéines l'albumine qui est la plus importante sur le plan quantitatif (Touitou, 1995).

La molécule d'albumine est chargée, et peut se lier de nombreuses substances. La partie liée aux protéines par rapport à la quantité totale plasmatique est variable : 90 % pour la pénicilline, moins de 10 % pour la caféine (Helali, 1994).

La partie liée aux protéines n'a pas d'action pharmacologique. Elle sert de réserve car le médicament se défixe des protéines en fonction les besoins. C'est cette fonction non liée aux protéines qui sera responsable de l'activité thérapeutique (Touitou, 1995).

La liaison d'un médicament aux protéines plasmatiques se caractérise par le pourcentage de médicament fixé mais aussi par la force de la liaison (constante d'affinité et le nombre de sites de fixation qui sont plus ou moins importants et pourront être plus ou moins saturés).

B) Pénétration tissulaire (phase tissulaire) :

La fraction libre du PA, véhiculé par le sang, va pouvoir pénétrer dans les tissus de différents organes. La pénétration tissulaire dépend de plusieurs facteurs :

- La taille de la molécule du PA ;

- L'hydrosolubilité et la liposolubilité du médicament ;

- La fixation aux protéines plasmatiques et aux protéines tissulaires : il existe un équilibre entre les formes libres et les formes liées aux différentes protéines plasmatiques et tissulaires ;

- La vascularisation : plus l'organe est vascularisé, plus la pénétration sera importante et rapide. La liaison d'un médicament sur ses récepteurs tissulaires et le plus souvent réversible (Jolliet et al., 2000).

Les étapes de distribution sont résumées dans la figure (04).



Figure (04) : Schéma général de la distribution d'un médicament (Anonyme 3).

Il est à signaler que :

Le volume de distribution : exprime la quantité de médicament dans l'organisme divisée par la concentration plasmatique du médicament. Ce volume est un volume théorique qui serait atteint en cas de répartition homogène de la molécule dans le volume, C'est à dire que la concentration du médicament serait partout identique à celle du plasma.

Vd =Quantité administrée / Concentration plasmatique (Moulin et Coqurel, 2002).

I.2.2.3. Biotransformation (métabolisme) :

Le terme métabolisme fait référencer à la transformation par une réaction enzymatique d'un médicament, en un ou plusieurs autres composés actifs ou inactifs au plan pharmacologique.

De nombreux tissus peuvent réaliser cette transformation (peau, poumon, rein, intestin...). Néanmoins le principal site de biotransformation se situe au niveau hépatique (Moulin et Coqurel, 2002) (fig.05).

MEDICAMENT

PHASE 1



METABOLITES





PHASE 2







Métabolites libres

Métabolites conjugués

Médicament
conjugué

Médicament

^inchangé







Figure (05) : Phases de transformations des médicaments (Anonyme 2).

Les réactions de biotransformation sont divisées en deux phases, phase 1 et phase 2, mais il faut signaler que le passage d'une phase à autre et l'ordre dépend de la structure du médicament lui-même et la capacité des enzymes hépatiques (Anthony, 2002).

A) Réactions de la phase 1 :

Au cours de la phase 1, des réactions biochimiques transforment la substance initiale en métabolites.

- Le métabolite formé peut être pharmacologiquement actif. C'est un processus d'activation.

- Le métabolite formé peut être dangereux pour l'organisme qui le fabrique. On parle de «métabolite réactif », Il s'agit surtout de radicaux libres.

- Les métabolites formées peuvent être inactifs (inactivation) ou moins actifs (désactivation) que la molécule initiale.

Parmi les réactions de la phase 1 on trouve :

- Oxydation ;

- Réduction ;

- Hydrolyse (Anonyme 2).

B) Réactions de la phase 2 (conjugaison) :

Les conjugaisons réalisent l'union des médicaments ou de leurs métabolites avec un agent conjuguant provenant du métabolisme physiologique. Le produit formé, appelée conjugué, est inactif et facilement éliminé. Le siège des conjugaisons est essentiellement hépatique.

La glycurono-conjugaison est la conjugaison la plus fréquente chez l'homme (Anonyme 2).

C) Facteurs influençant la biotransformation :

- Les gènes : l'activité des enzymes du métabolisme peut varier d'un individu à l'autre ; - L'age : sujet âgé, enfant ;

- L'induction/inhibition : certains médicaments ont la propriété de stimuler les systèmes enzymatiques responsables du métabolisme ou de les inhiber ;

- L'insuffisance hépatique ;

- La grossesse (Jolliet et al., 2000).

I.2.2.4. Elimination (excrétion) :

A) Voies d'élimination :

L'élimination correspond à la disparition du médicament sous forme active. Cette élimination peut se faire sous une forme inchangée dans l'urine et les selles ou bien après une biotransformation en métabolites inactifs le plus souvent (Saint-Maurice et al., 2004). L'excrétion d'un PA peut s'effectuer par différentes voies :

> Excrétion par voie rénale :

La voie rénale est la voie d'excrétion principale, le rein joue son rôle physiologique d'excrétion. Le PA passe de la circulation sanguine dans l'urine par deux processus : la filtration glomérulaire, et la sécrétion tubulaire (Jolliet et al., 2000).

> Excrétion par voie hépatique :

Le foie participe à l'excrétion des médicaments hors de l'organisme par le biais du système biliaire. Après excrétion dans la bile, le médicament se retrouve dans la lumière intestinale où il peut être réabsorbé.

> Autres voies d'excrétion:

Les autres voies (salivaires, pulmonaire...) sont usuellement négligeables par rapport aux voies rénale et hépatique. Néanmoins on soulignera l'importance de la voie lactée pouvant donner des risques d'intoxications du nourrisson lors de l'allaitement (Lechat, 2007).

Il est à signaler que :

La clairance : c'est la capacité globale de l'organisme à éliminer une molécule, elle correspond au volume de plasma totalement épuré par unité de temps ; elle est ainsi habituellement exprimée comme un débit en ml/min.

La clairance totale est égale à la somme des clairances de chaque organe susceptible d'intervenir dans l'élimination du médicament: clairance rénale, hépatique, intestinale, pulmonaire ...etc (Lechat, 2007).

Le T (1/2) : c'est le temps nécessaire pour que la concentration plasmatique d'un

médicament tombe par la moitie. Le T (1/2) est déterminé par le volume de distribution et la clairance ou bien l'élimination (Yang et al., 2004).

I.3. Pharmacodynamique d'un médicament :

I.3.1. Définition :

Le terme pharmacodynamique réfère à l'action d'un médicament au niveau cellulaire, ce terme englobe la fixation d'un médicament sur son récepteur, ou site du fixation, et la relation entre la dose et la réponse physiologique (Anthony, 2002).

I.3.2. Mécanismes d'action des médicaments :

La plupart des médicaments agissent sur l'organisme grace à leur affinité avec les

récepteurs de nos cellules. La nature des liaisons entre le récepteur et le médicament conditionne fortement l'activité thérapeutique (Anonyme 3).

I.3.2.1. Mécanisme général :

> Action par fixation spécifique :

Les médicaments agissent en général par fixation sur des récepteurs, cette fixation est spécifique du médicament et de son effet. Elle dépend étroitement de sa structure et de ses propriétés chimiques.

> Sans fixation dans l'organisme :

Ces médicaments agissent grâce à leurs propriétés physiques (volume, pouvoir couvrant, etc.) ou en modifiant celles du milieu extra cellulaire (pouvoir osmotique, équilibre acidobasique, équilibre électrolytique, etc.). Les structures chimiques peuvent être très différentes pour un même effet.

> Action sur des organismes étrangers :

Certains médicaments agissent sur des organismes pathogènes (bactéries, virus, parasites, champignons). Les mécanismes d'action sont semblables à ceux énumères ci-dessus (Anonyme 2).

I.3.2.2. Mécanisme moléculaire :

A) Définition d'un récepteur :

Les récepteurs peuvent être définis comme les éléments sensibles dans le système de communication chimique qui coordonne les fonctions des différentes cellules de l'organisme, les messagers chimiques étant des hormones, des neurotransmetteurs ou des facteurs de croissance.

Les récepteurs sont classés en récepteurs intra-cellulaires, principalement nucléaires et en récepteurs membranaires (Jolliet et al., 2000).

B) Interaction entre un médicament et un récepteur:

L'association chimique du PA avec le récepteur provoque l'action thérapeutique, cette association se fait selon la réaction réversible suivante :

1 2



M + Re MRe effet pharmacologique

Cette réaction est caractérisée par :

- Efficacité ;

- Effet pharmacologique (Helali, 1994).

C) Notion relation dose-effet :

La relation qui existe entre le logarithme de dose ou concentration d'un médicament et la réponse biologique obtenue après l'action de celui-ci, est une courbe sigmoïde approche la réponse 0 % à faibles doses, puis la réponse maximale 100 % à hautes doses (Helali, 1994).

Il est à signaler que :

La DE 50 : est la dose (ou concentration) de médicament produisant une réponse qui est égale à la moitie (ou 50 %) de l'effet maximal obtenue chez l'animal. La DE50 est utilisé pour la comparaison entre deux médicaments: si deux médicaments ont la même activité intrinsèque celui qui a la plus forte affinité pour le récepteur a une représentation graphique concentrationeffet déplacée vers la gauche et sa DE50 est plus faible mais la hauteur des plateaux (l'effet maximum) est identique (Helali , 1994).

La DL50 : est la dose (ou concentration) de médicament qui tue 50 % des animaux au cours d'une expérience. Les animaux les plus utilisés sont la souris, le rat.

Les médicaments qui possèdent une DL50 plus élevée, sont les médicaments qui offrent une sécurité élevée et le contraire est juste (Helali, 1994).

Chapitre II

Les antibiotiques

II.1. Généralités sur les antibiotiques :

II.1.1. Découverte des antibiotiques :

Une découverte due au hasard :

- ALEXANDER FLEMING (1881-1955), un médecin bactériologiste, découvre les antibiotiques en 1928 ;

- Une découverte due au hasard : parti en vacances, FLEMING laisse des cultures de la bactérie Staphylococcus aureus dans son laboratoire. À son retour, il observe que certaines de ces cultures ont été accidentellement contaminées par une moisissure appelée Pénicillium (champignons), ce qui a tué les bactéries, la pénicilline est donc le premier antibiotique découvert.

Une découverte mal acceptée par le monde scientifique :

- Malgré ses publications, FLEMING ne parvient pas à intéresser les scientifiques qui pensent que toute substance nocive pour les microbes l'est aussi pour l'homme ;

- Il faut attendre 1940 pour que la pénicilline soit utilisée avec succès pour le traitement d'un malade atteint d'une septicémie (infection généralisée de l'organisme) causée par des staphylocoques ;

- En 1944, SELMAN ABRAHAM WAKSMAN (1878-1973) découvre un puissant antibiotique, la streptomycine, actif, en particulier, sur le bacille de la tuberculose.

Une découverte majeure :

- C'est une des principales découvertes dans l'histoire de la médecine et de l'humanité ;

- La découverte, puis l'utilisation des antibiotiques ont augmenté d'environ dix ans la durée de la vie humaine ;

- La plupart des espèces bactériennes infectieuses à l'origine d'épidémies redoutables pour nos ancêtres sont maintenant neutralisées par les antibiotiques (Anonyme 4).

II.1.2. Définition des antibiotiques :

Par opposition au phénomène de symbiose, le mot antibiotique dérive du terme "antibiose' crée en 1889 par VUILLEMIN pour désigner les phénomènes d'antagonisme entre les micro- organismes vivants (Asselineau et Zalta, 1973).

En 1944 WAKSMAN définit les antibiotiques comme "toute substance chimique produite par un micro-organisme, champignon ou bactérie pouvant inhiber la croissance ou détruire d'autres micro-organismes". Cette définition est aujourd'hui trop restrictive et doit être abandonnée car des antibiotique peuvent être obtenus par synthèse ou par hémi-synthèse. Un antibiotique est donc actuellement défini comme une substance, d'origine biologique ou synthétique agissant spécifiquement sur une étape essentielle du métabolisme des bactéries (Leclere et al., 1995).

II.1.3. Classement des antibiotiques :

Les antibiotiques sont classés d'après plusieurs critères :

1. D'après leur spectre d'action :

Les antibiotiques peuvent être à (voir tableau 01 annexe I) :

- Spectre très large, ex. Tétracycline, ampicilline ;

- Spectre large, ex. Aminoside, rifamicine, fosfomycine ;

- Spectre moyen à prédominance sur les GRAM⁺, ex. Pénicilline, macrolide, novobiocine ; - Spectre étroit, ex.

o Pour les bacilles GRAM^- : Quinolone, mecillinam ;



paroi cellulaire

bactérie

ATB bactéricide

ATB bactériostatique

pénicilline céphalosporine

Synthèse d'acide téra- hydrofolique

sulfonamide triméthoprim

Inhibiteur de la gyrase nito-imadizole

ADN

bacitracine vancomycin

tétracycline

rifampicine aminoglycoside

chloramphénicol érythromycine clindamycine

ARN

polymyxine
tyrothricine

protéine

membrane
cellulaire

o Pour les bactéries GRAM⁺ : Voncomycine, fucidine ; o Pour les fongi : Amphotéricine,variotine (Maur, 1979).

2. D'après leur type d'action :

Les antibiotiques et agents chimiothérapiques peuvent être classés en :

- Bactériostatiques ex. Tétracycline, chloramphénicol, macrolide ;

- Bactéricides ex. Pénicilline, cephalospirine, aminoglycoside.

En général, les antibiotiques qui agissent sur la paroi bactérienne ou sur la membrane cytoplasmique (protoplasmique), sont bactéricides, et ceux qui agissent par inhibition de la synthèse des protéines et /ou des acides nucléiques, sont bactériostatiques (Maur, 1979).

3. D'après leur origine :

Les antibiotiques et agents chimiothérapiques sont extraits de plusieurs sources : - Bactéries: Lichenifirmis : Bacitracine ;

- Champignons : Pénicillium notatum : Pénicilline ;

- Actinomycètes : Inyoensis streptomyces : Sisomycine (Maur, 1979).

4. D'après leur point d'attaque :

Les antibiotiques peuvent être classés de la manière suivante : (fig.06)

- Antibiotiques qui inhibent la synthèse des mucopeptides de la paroi bactérienne :

Le niveau de l'inhibition de la synthèse de la paroi bactérienne s'exerce, soit :

o Sur la transpeptidase en fermant les ponts polyglycines du mucopiptide pariétal comme : Pénicilline, céphalosporine, novobiocine ;

o Soit sur le transfert et la polymérisation du mucopiptide pariétale comme: Vancomycine, phosphonodipeptides alaninomimétique ;

o Sur la synthèse de l'acide muramique comme : Fosphomycine.

- Antibiotiques qui altèrent la membrane cellulaire cytoplasmique bactérienne : Tyrothricine, polyènes antifongiques, po1ymyxine-colistine.

o Les polymyxines se lient aux phospholipides des bactéries GRAM^- ;

o Les polyènes se lient aux stérols de la membrane des fongi.

- Antibiotiques qui inhibent les mécanismes de réplication et de transcription de l'ADN et l'ARN :

o Inhibition de l ' ARN-polymérase : Rifampicine, quinolones ;

o Inhibition de la synthèse des protéines bactériennes par action sur les ribosomes bactériens :

· Sur les sous-unités 30 S des ribosomes oligosaccharides ;

· Sur les sous-unités 50 S des ribosomes: Chloramphénicol, macrolides, lincomycine-clindamycine, fusidine ;

· Sur les deux : Tétracyclines.

- Antibiotiques qui agissent en tant qu'antimétabolites : Sulfamides (antifolique), triméthoprime (antifolinique).

- Antibiotiques agissant par plusieurs mécanismes à la fois : Oligosaccharides, novobiocine, synergistines, par exemple :

o Les oligosaccharides (streptomycine,....etc) disposent à la fois d'une action d'inhibition des synthèses protéiques (action ribosomique) et d'une action sur la membrane protoplastique (Maur, 1979).

Figure (06) : Antibiotiques et leurs sites d'action (Lùllmann et al., 1998).

5. D'après leur composition chimique :

Les antibiotiques peuvent être classés de la manière suivante :

- Dérivés d'un seul acide aminé : Chloramphénicol, thiamphénicol, cyclosérine ;

- Dérivés de 2 acides aminés condensés dans de nouveaux noyaux: Pénicillines, céphalosporines, synergistines ;

- Peptides cycliques :

o Polypeptides surfactifs (peptolides): Polymyxinecolistine ;

o Polypeptides non surfactifs : Viomycine, capréomycine, thyrothricine, saramycétine, amphomycine, bacitracine.

- Peptides à cycle lactonique : Synergistines (streptogramine B) ;

- Aminosides (aminoglycosides) : Streptomycine, néomycine, gentamicine, aminoglycosides semi-synthétiques (amikacine, butirosine, kanendomycine) ;

- Macrolides (noyau lactonique): Erythromycine, oléandomycine etc ;

- Complexes glyco-protéiques : Ristocétine, vancornycine ;

- Dérivés de l'acétate : Noyau aromatique naphtacène : Tétracyclines ;

- Stéroïdes : Fucidine ;

- Polyéne macrolides : Amphotéricine, nystatine, pimaricine, trichomycine ;

- Structures non apparentées à d'autres antibiotiques: Fosfomycine , novobiocine......etc (Maur, 1979).

6. D'après leur charge électrique :

- Antibiotiques à caractère acide : Pénicillines, céphalosporines, tétracyclines, novobiocine, sulfamides, nitrofurantoine, quinolones ;

- Antibiotiques à caractère basique : Aminosides, rifampicines, macrolides, lincomycineclindamycine, polymyxines ;

- Antibiotiques à caractère amphotère : Tétracyclines (Maur, 1979).

7. D'après le caractère de la résistance bactérienne :

- Résistance exclusivement chromosomique par mutations: Quinolones, nitrofuranes, nitroimidazols, vancomicine, novobiocine.....etc ;

- Résistance extrachromosomique plasmidique (multirésistance transférable) : Ce sont les antibiotiques à large spectre d'action.

Certaines familles d'antibiotiques (bêta-lactamines, aminosides, macrolides, triméthoprime) peuvent développer à la fois des mutants résistants (résistance chromosomique) et des résistances plasmidiques, ces dernières étant toutefois prédominantes. A l'heure actuelle, les seuls antibiotiques n'ayant pas développé de résistance plasmidique transférable sont : Quinolones, nitrofuranes, fucidine, polymyxine-colistine, nitroimidazols, novobiocine, rifampicine (Maur, 1979).

II.1.4. Les grandes familles d'antibiotiques :

Les antibiotiques actuels sont groupés en plusieurs familles et sous familles possédant un certain nombre de caractères communs : Composition chimique ou origine apparentée, spectre d'action similaire, mécanisme d'action identique, comportement pharmacologique souvent similaire, résistance croisée, effets secondaires rapprochés...etc.

Il existe plusieurs familles dont les principales sont :

Bêta-lactamines , macrolides et apparentés (lincosanides) , tétracyclines,synergistines,antibiotiques à structure d' acides aminés, polypeptides surfactifs , aminoglycosides. (Voir tableau 02 annexe I) (Maur, 1979).

II.2. Propriétés générales des antibiotiques :

II.2.1. Stabilité des antibiotiques :

La stabilité des antibiotiques dépends de la nature de leur état physique (les pénicillines et les tétracyclines sont plus stable en état solide qu'en solution), du pH de la solution, de la température, de la présence des réactifs, du temps de stockage et de leur durée d'action (Dobreya, 1981).

II.2.2. Activité des antibiotiques :

Pour orienter le choix de l'efficacité thérapeutique, il est nécessaire de connaître la sensibilité du micro-organisme pathogène aux antibiotiques. Certaines espèces bactériennes présentent des résistances naturelles à un antibiotique, mais dans certain cas, au sein d'une espèce a priori sensible à un antibiotique, des résistances acquises par certaines souches. D'où certaines méthodes de détermination de la sensibilité bactérienne aux antibiotiques connues sous le nom générique "antibiogramme" ont été développées (Freney et al., 1994).

A. Principe d'un antibiogramme :

Le résultat pratique d'un antibiogramme est la classification du microorganisme dans les catégories (S), (I) ou (R) à chaque antibiotique (Freney et al., 1994).Cette classification est établie à partir d'une grandeur de référence CMI qui définie comme la plus faible concentration inhibant toute croissance significative de la population bactérienne. La confrontation de données bactériologiques, pharmacologiques et cliniques permet la détermination de CMI discriminantes (ou critiques) délimitant les classes de sensibilité SIR. La comparaison de la CMI aux deux CMI discriminantes prédéfinies pour chaque antibiotique permet alors la classification du microorganisme dans une des trois catégories (Laverdiere et Sabath, 1977).

B. Techniques de référence pour la détermination de la CMI :

Il existe plusieurs méthodes pour déterminer la CMI qui sont (voire annexe II) :

- Méthodes de dilution :

o En milieu liquide ;

o En milieu solide.

- Méthode de diffusion en gélose (méthode de disque) (Duval et Soussy, 1980) ; - Méthode turbidimétrique (Touitou, 1995).

II.2.3. Résistance aux antibiotiques :

II.2.3.1. Définitions :

Une souche bactérienne est dite résistante à un antibiotique donné quand elle est capable de se développer en présence d'une concentration en antibiotique significativement plus élevée que celle habituellement active sur les souches de cette espèce. En bactériologie médicale. La définition de la résistance bactérienne à un antibiotique prend également en considération la pharmacocinétique de l'antibiotique : une souche est considérée résistante à un antibiotique quand la CMI de celui-ci est supérieure à la concentration sanguine maximale d'antibiotique obtenue lors d'un traitement (Leclere et al., 1995).

On distingue :

> Résistance naturelle : c'est une insensibilité aux antibiotiques, existant naturellement chez tous les membres d'un genre ou d'une espèce bactérienne. Elle fait, partie du patrimoine génétique normal du germe.

(ex. Cas des streptocoques qui, en raison d'une chaîne incomplète de transporteurs d'électrons. Elles peuvent assurer le transport actif des aminoglycosides à travers la membrane cytoplasmique et de ce fait, résistent à ces antibiotiques) (Leclere et al., 1995).

> Résistance acquise : un germe sensible, à un antibiotique donné peut au bout d'un certain temps, devenir résistant à cet antibiotique, sous l'action des facteurs génétiques situé soit au niveau des chromosomes bactériens soit en dehors de ceux-ci.

o Résistance chromosomique due à des mutations ;

o Résistance extrachromosomique : la plus fréquente, elle est liée à la production d'une enzyme inhibitrice ;

o Résistance mixte : les staphylocoques et les entérobactéries peuvent devenir résistants par les deux mécanismes ;

o Résistance croisée : un germe devenu résistant à un antibiotique peut de devenir résistant à un autre antibiotique (Asselineau et Zalta, 1973).

II.2.3.2. Mécanismes de résistance bactérienne aux antibiotiques :

La résistance bactérienne due aux effets des antibiotiques, se manifeste par les mécanismes suivants :

- Production d'enzymes qui détruisent l'antibiotique ;

- Changement de la perméabilité aux antibiotiques ;

- Développement d'une altération structurelle du récepteur à l'antibiotique ;

- Développement d'une autre voie métabolique qui permet d'éviter l'inhibition provoquée par l'antibiotique ;

- Développement d'un changement enzymatique qui permet un changement d'affinité à l'antibiotique de la part de la bactérie (Helali, 1994).

II.3. Antibiothérapie :

II.3.1. Voies d'administration :

Comme tout autre agent thérapeutique les antibiotiques peuvent être administré par :

- Voie intraveineuse (IV) ;

- Voie intramusculaire (IM) ; - Voie orale ;

- Voie intrarachidienne (IR) ;

- Voie cutanée et autres (Helali, 1994).

Les voies d'administration d'un antibiotique sont conditionnées par plusieurs facteurs :

- La présentation disponible de l'antibiotique (forme orale, injectable) ;

- L'urgence thérapeutique (Voie IV, IM) ;

- La nature de site infectieux ;

- L'état du réseau veineux du patient ;

- La possibilité d'administration orale ;

- Les thérapeutiques associes (ex. Anticoagulant et voie IM) (Mouton et al., 2000).

II.3.2. Critères de choix d'un antibiotique :

La prescription d'un antibiotique doit aboutir à l'efficacité thérapeutique. Pour cela, une antibiothérapie correcte repose sur la connaissance à la fois des données bactériologiques du germe responsable de l'infection, par détermination de la bactérie en cause et sa sensibilité, de la pharmacocinétique de l'antibiotique prescrite et de la prise en compte du terrain du ou des antibiotique (s) qu'il souhaite utiliser, l'effet thérapeutique d'antibiotique choisi dépend de :

- Utilisation en monothérapie ou en association ;

- Dose prescrite ;

- Rythme et temps de traitement ;

- Voie d'administration (Bergogne et Dellamonica, 1995).

II.3.3. Pharmacocinétique des antibiotiques :

Il ne suffit pas de préconiser l'antibiotique auquel la bactérie est sensible pour garantir la guérison. Il faut s'efforcer d'adapter le traitement, non seulement au profil de sensibilité du germe incriminé et à la sévérité de l'infection, mais aussi, à la nature du foyer infectieux et aux capacités de biotransformation et d'excrétion de l'organisme infecté (Duval et Soussy, 1980).

A) Absorption :

Dans l'organisme, l'ATB est absorbé pour atteindre le milieu sanguin. La voie d'administration préférentielle est celle qui aboutit à une absorption optimale.

Les antibiotiques administrés par voie orale doivent résister aux sucs digestifs, à l'acidité gastrique et aux bactériocines de la flore intestinale.

Parmi eux on distingue ceux qui traversent la muqueuse intestinale et atteignent le compartiment plasmatique et ceux qui ne passent pas la barrière intestinale, Alors que les premiers peuvent être utilisés dans le traitement des infections générales (pénicilline V, amoxicilline, pristinamycine), les seconds sont réservés aux infections intestinales (sulfaguanidine) (Duval et Soussy, 1980).

B) Biodiffusion ou diffusion :

À partir du sang, l'ATB passe dans les compartiments interstitiels et cellulaires. La diffusion dans le compartiment interstitiel se fait rapidement à cause de la grande perméabilité de la membrane capillaire. Par contre, la pénétration à l'intérieur de la cellule est un phénomène

beaucoup plus lent, fortement influencé par la liposolubilité, le degré d'ionisation et l'affinité de l'antibiotique pour les composants intracellulaires.

Ces facteurs permettent de distinguer les antibiotiques à bonne diffusion tissulaire (macrolides, fluoroquinolones) de ceux à diffusion moyenne (penicillines et cephalosporines) ou faible (aminosides, polymyxines) (Duval et Soussy, 1980).

C) Transformation :

Les antibiotiques peuvent être ou non transformés dans l'organisme :

- Certains antibiotiques ne sont pas modifiés dans l'organisme, ils sont éliminés inchangés, sous forme active par exemple : certaines céphalosporines (céfaloridine ...), les aminosides, les tétracyclines, les polymexines ... etc ;

- D'autres au contraire, subissent des transformations qui peuvent aboutir à leur inactivation totale ou partielle (dérivé antibactérienne nulle ou inférieure) (Duval et Soussy, 1980).

D) Excretion :

Elle peut être :

- Rénale : ex. Pénicillines, céphalosporines, aminosides, chloramphénicol en grande partie inactivé ;

- Hépatique : ex. Ampicilline, dérivés et analogues, rifamycines, macrolides ;

Il peut exister des excrétions par la salive, les larmes..., ex. Macrolides (Duval et Soussy, 1980).

II.4. Antibiotiques Bêta-lactamine :

II.4.1. Définition et classification :

Les bêta-lactamines sont ainsi appelées parce que leur molécule comporte un cycle betalactame. Cette famille comprend comme l'indiqué le tableau 01 : les pénames, les céphèmes, les carbapénèmes, les monobactames, et les oxacéphèmes ainsi que les inhibiteurs des betalactamases (clavame), qui n'ont pas d'activité antibactérienne intrinsèque (Duval et Soussy, 1980 ; Touitou, 1995).

Tableau (01): Diversité des antibiotiques de type beta-lactames: principaux cycles et ATB représentatifs (Anonyme 5).

Noyau		Noyau
		clavame
péname
		7-oxo-4-oxa- heptane-2- 1-azabicyclo [3.2.0] acide carboxylique
7-oxo-4-thia-1-azabicyclo [3.2.0] heptane-2- acide carboxylique
Noyau céphème 8-oxo-5-thia-1-azabicyclo [4.2.0] octane -2- acide carboxylique		8-oxo-5-oxa-1 octane-2- Noyau oxacéphème -azabicyclo [4.2.0] acide carboxylique
	2-oxoazéti
Noyau carbapénème 7-oxo-1-thia-1-azabicyclo [3.2.0] heptane -2- acide carboxylique		Noyau monobactame dine-1- acide sulfinique

II.4.2. Mécanismes d'action des bêta-lactamines :

L'activité des bêta-lactamines au niveau de la paroi bactérienne s'opère en trois étapes:

> Pénétration par l'intermédiaire des protéines transmembranaires ou porines :

Le passage des bêta-lactamines au travers de la membrane cellulaire externe s'effectue au

moyen d'un système de protéines transmembranaires ou porines (fig.07) ;

> Attachement au récepteur :

Les récepteurs aux bêta-lactamines sont les PLP qui se trouvent à la partie interne sur la membrane cytoplasmique (fig.07).La conséquence de la liaison d'une molécule de bêtalactamines au PLP, est une inhibition de la réaction de transpeptidation et un blocage de la synthèse du peptidoglycane ;

> Perturbation de la fonction bactérienne :

Outre l'inhibition des enzymes de transpeptidation, d'autres systèmes autolytiques interviennent par l'intermédiaire d'enzymes lytiques (hydrolases), qui accélèrent l'éclatement de la bactérie en milieu isotonique (Helali, 1994).



â- Lactamase

Porines

Peptidoglycane

Membrane cytoplasmique

Membrane externe

Espace periplasmique

Figure (07) : Schéma simplifié de l'enveloppe d'une bactérie GRAM -.

La membrane externe à bi-couche lipidique, existe chez les bactéries GRAM - mais pas chez les

GRAM + (Helali, 1994).

II.4.3. Résistance aux bêta-lactamines :

Les bêta-lactamines peuvent perdre leurs efficacités du fait de l'apparition d'une résistance des bactéries (Gould, 1999).

Il y a trois mécanismes principaux :

- Par hydrolyse enzymatique du noyau bêtalactame par les bêtalactamases: ces enzymes, produites par certaines bactéries, hydrolysent et inactivent les bêta-lactamines par ouverture du cycle bêtalactame, la synthèse de ces enzymes est codée soit par les chromosomes, soit par les plasmides. La sécrétion peut être constitutive ou induite ;

- Par modification des sites cibles (PLP): c'est le principal mécanisme pour les staphylocoques résistants à la méthicilline et pour les pneumocoques résistants à la pénicilline ;

- Par réduction de la perméabilité des membranes des bactéries GRAM -, par altération de certaines porines, résultant en l'incapacité pour l'antibiotique à pénétrer jusqu'à sa cible (Dukes et Aronson, 2000).

II.4.4. Pharmacocinétique :

Selon les molécules, l'administration se fait par voie orale ou parentérale. Les bêtalactamines ont toutes en commun une demi-vie d'élimination courte (30 mn pour oracilline, au maximum 8 h pour la ceftriaxone). L'élimination est essentiellement rénale, mais aussi biliaire pour certaines molécules. Il n'y a pas ou peu de biotransformation. En cas d'insuffisance rénale sévère, il est nécessaire d'adapter la dose pour certaines spécialités (Dukes et Aronson, 2000).

II.5. Les pénicillines :

II.5.1. Définition et structure chimique :

Antibiotiques d'origine biologique (extractive) ou de semi-synthèse, faisant partie du groupe des béta-lactamines (Maur, 1979).

Toutes les pénicillines contiennent le même noyau-acide 6-APA et leur molécule présente un système biocyclique condensé, constitué de deux cycles :

- Cycle (A) thialozidine : porteur d'un groupement carboxylique

- Cycle (B) béta lactame : porteur d'un groupement acylamino, dont le radical R. Varie dans les différentes pénicillines (Dobreya, 1981).



Figure (08) : Structure chimique de la pénicilline (Dobreya, 1981).

Le radical R détermine le type des pénicillines, ainsi que les propriétés antibiotiques de la molécule (Dobreya, 1981). (voir tableau 03 annexe I).

II.5.2. Classification des Pénicillines :

On peut classer les pénicillines actuelles dans différentes catégories, selon les critères choisis qui sont résumés dans le tableau 04 de l'annexe 1.

II.5.3. Propriétés physico-chimiques :

II.5.3. 1. Caractères organoleptiques :

Les pénicillines se présentent comme des poudres blanches, cristallines, très solubles dans l'eau (à l'exception de la pénicilline. v. Acide, de l'ampicilline et des sels et esters de la pénicilline. G qui sont insolubles) (Afect, 1992).

II.5.3. 2.Caractère acide :

Le groupement -COOH en position 2 présente selon les substituants R une valeur de pKa

comprise entre 2.5 et 2.75. Sa présence entraîne pour les pénicillines les conséquences suivantes:
- Aptitude de former des sels de sodium ou de potassium très solubles dans l'eau ;

- Aptitude de former des sels avec les amines ;

- Aptitude de former des esters qui seront des "prodrugs" capables de libérer l'antibiotique in vivo (Afect, 1992).

II.5.3. 3. Stabilité :

La molécule de pénicilline est instable en solution aqueuse, vis-à-vis des enzymes hydrolytiques : pénicillinases et acylases.

- L'enzyme pénicillinase catalyse la coupure du cycle bêta-lactame de la molécule des pénicillines en la transformant en acide pénicillinique inactif (fig.09) (Afect, 1992).



Figure (09) : Action des pénicillinases sur les pénicillines (Afect, 1992).

- L'enzyme acylase provoque la rupture de la liaison amide, elle provoque donc la désacylation du groupe amine, sur le carbone C6 et l'obtention des noyaux moléculaires 6APA (fig.10). (Afect, 1992).



Figure (10) : Action des acylases sur les pénicillines (Afect, 1992).

II.6. Oxacilline sodique :

II.6.1. Définition:

L'oxacilline est un ATB bactéricide de la famille des bêta-lactamines, du groupe des pénicillines M semi-synthétiques résistantes à la pénicillinase (Anonyme 6).



Figure (11) : Structure chimique de l'oxacilline sodique (Anonyme 7).

II.6.2. Spectre d'activité antibactérienne :

Les concentrations critiques séparent les souches sensibles des souches de sensibilité intermédiaire et ces dernières, des résistantes.

ex. Oxacilline (staphylocoques) : S = 2 mg/l et R > 2 mg/l.

Il est en principe active sur :

- Espèces sensibles :

o Aérobies à GRAM + : Staphylococcus méti-S, Streptococcus pyogenes ; o Anaérobies : Clostridium perfringens.

- Espèces résistantes : Staphylococcus méti-R*.

La fréquence de résistance à la méticilline est d'environ 30 à 50 % de l'ensemble des staphylocoques et se rencontre surtout en milieu hospitalier (Anonyme 6).

II.6.3. Pharmacocinétique :

Absorption :

L'administration de l'oxacilline peut se faire par la voie orale et par la voie injectable. Par voie orale, la biodisponibilité est de 41 % en raison de la biotransformation hépatique de l'oxacilline (Anonyme 6).

Distribution :

- Par voie IM, une dose de 500 mg permet l'obtention d'un taux sérique maximal de 11 ng/ml, après 30 mn ;

- Par voie IV lente, la même dose donne 43 ng/ml après 5 mn ;

- La liaison aux proténes est d'environ 90 % ;

- La demi-vie est de l'ordre de 30 mn (par voie injectable) ;

- L'oxacilline diffuse rapidement dans la plupart des tissus de l'organisme et notamment le liquide amniotique et le sang foetal (Anonyme 6).

Biotransformation :

L'oxacilline est métabolisée à 45 % environ, probablement dans le foie (Anonyme 6). Excretion :

L'oxacilline s'élimine surtout par la voie urinaire (Anonyme 6).

II.6.4. Conditions particulières de conservation :

Après mise en solution, l'oxacilline est stable à la température ambiante pendant 4 h dans les solutions glucosée et salée isotoniques (Anonyme 6).

II.6.5. Formes galéniques de l'oxacilline:

L'oxacilline existe sous plusieurs formes pharmaceutiques, on cite : - Forme gélule ;

- Forme injectable ;

- Solution buvable (Anonyme 7).

Chapitre III

La microencapsulation

III.1.Historique :

Les premières publications sur la microencapsulation et ses applications possibles dans le domaine pharmaceutique remontent à 1931.De 1931 à 1940, GREEN et son équipe à la NCR (USA) ont établi un processus de microencapsulation basé sur l'utilisation d'une enveloppe de gélatine (coacervation) (Anonyme 8).

Depuis lors, l'industrie pharmaceutique a développé plusieurs autres matériaux de revêtement et beaucoup d'autres méthodes d'encapsulation.

Dans les 30 années, plusieurs brevets ont été enregistrés au sujet de l'encapsulation des PA, médicinaux et non médicinaux, comme des antibiotiques, vitamines, et ainsi de suite.

D'autres industries ont été intéressées, et le sont toujours, par cette technique : l'industrie alimentaire, l'industrie photographique, l'industrie des engrais, l'industrie de pesticides, etc.

En outre, l'industrie chimique avait développé de nouveaux polymères avec des applications potentielles dans la microencapsulation (Chang et Prakach, 2001).

III.2. Définition :

La microencapsulation regroupe l'ensemble des technologies qui permettent la préparation de microparticules individualisées, constituées d'un matériau enrobant contenant une matière active.

- Les matériaux enrobants sont des polymères d'origine naturelle ou synthétique, ou des

lipides.

- Les matières actives sont d'origines très variées: principes actifs pharmaceutiques, actifs cosmétiques, additifs alimentaires, produits phytosanitaires, essences parfumées, microorganismes, cellules, ou encore catalyseurs de réaction chimique ...etc.

Les microparticules présentent une taille comprise entre environ 1um et 1mm et contiennent typiquement entre 5 et 90 % (en masse) de matière active (Richard et Benoit, 2000).

III.3. Types de microparticules :

Les procédés de microencapsulation permettent de préparer des microparticules de deux types: (fig.12)

- Les microcapsules, la particule réservoir est constituée d'un coeur de matière active liquide (plus ou moins visqueux) ou solide, entourée d'une écorce solide continue de matériau enrobant. Les microcapsules ne sont pas nécessairement sphériques ;

- Les microsphères, un réseau macromoléculaire ou lipidique continu formant une matrice dans laquelle se trouve la matière active finement dispersée, à l'état de molécules, de fines particules solides ou encore de gouttelettes de solutions (Richard et Benoit, 2000).



Figure (12) : Types de microparticule (Anonyme 9).

Un certain nombre de facteurs physico-chimiques, permettent de caractériser la membrane d'une microcapsule ou la matrice d'une microsphère :

- Charge électrique de surface ;

- Mouillabilité ;

- Porosité ;

- Tortuosité des pores ;

- Degré de gonflement.

Le taux d'encapsulation (ou la teneur en matière active) peut être très élevée dans les microcapsules, de l'ordre de 85 à 90 % (rapport massique). Comparés à ceux rencontrées dans les microsphères qui sont plus faibles, de l'ordre de 20 à 35 % (Richard et Benoit, 2000).

Le rendement d'encapsulation est le rapport entre la masse de PA encapsulé et la masse de PA à encapsuler (Anonyme 9) :

× 100

Masse de PA à encapsuler

Rdt=

Masse de PA encapsulé

III.4. Intérêt de microencapsulation :

Sur le plan industriel, la microencapsulation est mise en oeuvre pour remplir les objectifs suivants :

- Assurer la protection, la compatibilité et la stabilisation d'une matière active dans une formulation ;

- Réaliser une mise en forme adaptée (dosage plus élevé dans de petits volumes) ; - Améliorer la présentation d'un produit ;

- Masquer un goût ou une odeur ;

- Modifier et maîtriser le profil de libération d'une matière active pour obtenir, par exemple, un effet prolongé ou déclenché (Richard et Benoit, 2000).

III.5. Procédés de microencapsulation :

Avant de procéder une préparation d'une microencapsulation, il faut tenir compte : - La taille moyenne et la largeur de distribution granulométrique;

- La teneur en matière active ou taux d'encapsulation ;

- La forme finale: dispersion de microparticules en phase aqueuse ou en phase solvant, poudre sèche ;

- Les contraintes de stabilité au cours du stockage et au cours de la mise en oeuvre ;

- La durée de conservation sans libération de matière active, ainsi que le milieu dans lequel les particules seront conservées ;

- Les conditions de libération et la cinétique de libération. Si l'on souhaite une libération déclenchée, il devra en particulier être précisé quel est le paramètre de déclenchement: pression ou cisaillement mécanique, variation de température, variation de pH, dégradation enzymatique. Pour une libération prolongée, la durée souhaitée de la période de libération sera une des données du problème ;

- Les contraintes réglementaires liées au domaine d'application et au mode d'administration qui sont prescrites dans les réglementations nationales et internationales (Pharmacopée Européenne ou USP par exemple, pour le domaine de la pharmacie).

Les choix du procédé et de la formulation déterminent les caractéristiques finales de microparticules (Richard et Benoit, 2000).

III.5.1. Procédés physico-chimiques :

III.5.1.1. Procédé basé sur la séparation de phase :

La coacervation est le phénomène de désolvatation des macromolécules, conduisant à une séparation de phases au sein d'une solution. A l'issue de la coacervation, deux phases sont présentes dans le milieu :

- Le coacervat : Riche en polymère et pauvre en solvant ;

- Le surnageant : Pauvre en polymère et riche en solvant.

Si, dans le même temps, une matière active est dispersée dans ce milieu, sous forme de gouttelettes par exemple, le coacervat formé pourra l'encapsuler si les conditions d'étalement des phases en présence sont respectées.

La figure 13 représente trois situations possibles: Cas où une encapsulation complète aura lieu, partielle, ou pas d'encapsulation, (l'encapsulation est complète si le coacervat mouille spontanément la surface de la matière active, c'est-à-dire lorsque S3 > 0, S2 < 0 et S1 < 0) (Richard et Benoit, 2000).



Figure (13) : Comportement d'un coacervat (3) vis-à-vis une phase liquide
non miscible (1) (Richard et Benoit, 2000).

III.5.1.2. Microencapsulation par coacervation complexe :

La coacervation complexe est une désolvatation simultanée de deux polyélectrolytes hydrosolubles portant des charges opposées en provoquant par une modification de pH du milieu aqueux. En effet, la structure du coacervat est complexe puisqu'elle comprend deux polymères.

Le procédé de microencapsulation par coacervation complexe se déroule de la façon suivante (fig.14) :

- Dans un premier temps, le produit à encapsuler (sous forme liquide ou solide) est dispersé dans une solution aqueuse contenant les deux polymères (phase a).

- Dans un deuxième temps, la coacervation est induite par un ajustement du pH de la solution, de façon que les charges positives du premier polymère équilibrent les charges négatives du second (phase b). L'attraction électrostatique des deux polyélectrolytes provoque l'apparition d'un coacervat mixte.

- Dans un troisième temps, les gouttelettes de coacervat formé viennent s'adsorber (phase c) à la surface de la matière active à encapsuler et former un enrobage continu (phase d). Finalement, cet enrobage est consolidé par réticulation (phase e) des macromolécules constitutives du coacervat (Richard et Benoit, 2000).



Figure (14) : Schéma de principe du procédé de microencapsulation par
coacervation complexe (Richard et Benoit, 2000).

Le polyélectrolyte chargé positivement qui est généralement utilisé est la gélatine de haut point isoélectrique (gélatine de type A telle que la gélatine de peau de porc). Les polyanions les plus souvent utilisés sont la gomme arabique, les alginates, les carraghénanes. La carboxyméthylcellulose, les polyphosphates et d'autres.

Les particules obtenues sont des microcapsules. Leur taille varie de quelques micromètres à quelques centaines de micromètres. Les taux d'encapsulation peuvent être très élevés, de l'ordre de 80%.

La microencapsulation par coacervation complexe est largement utilisée dans de nombreux secteurs industriels. Dans le milieu pharmaceutique, cette technique est également mise en oeuvre pour la microencapsulation de paraffine liquide, d'huiles essentielles utilisées en aromathérapie (Richard et Benoit, 2000).

III.5.1.3. Microencapsulation par coacervation simple :

La coacervation simple se rapporte aux procédés faisant intervenir la désolvatation d'un seul polymère par l'un des facteurs suivants : abaissement de température, addition d'un nonsolvant, addition d'électrolytes, addition d'un deuxième polymère incompatible. Ce phénomène peut se dérouler en milieu aqueux ou organique. Les étapes du procédé sont en tous points identiques à celles décrites pour la coacervation complexe.

Les particules obtenues sont généralement des microcapsules. Toutefois, dans certains cas, le procédé par coacervation simple permet d'obtenir des microsphères. C'est le cas lorsque la proportion de substance active est faible par rapport au volume du coacervat.

La taille des microparticules obtenues ainsi que la teneur en matière active sont semblables à celles résultant du procédé par coacervation complexe (Richard et Benoit, 2000).

III.5.1.4. Procédés d'évaporation et d'extraction de solvant :

La méthode de microencapsulation par évaporation de solvant repose sur l'évaporation de la phase interne d'une émulsion sous agitation. Les étapes sont résumées comme suit: Initialement, le matériau d'enrobage, généralement un polymère hydrophobe, est dissous dans un solvant organique volatil. La molécule active à encapsuler est alors soit dissoute, soit dispersée dans la solution organique.

- La phase organique est émulsionnée sous agitation dans une phase aqueuse, contenant un agent tensioactif.

- Une fois l'émulsion établie, le solvant organique diffuse progressivement dans la phase continue sous agitation pour s'évaporer, laissant le polymère précipiter sous forme de microsphères (fig.15).

Ce procédé permet la fabrication de microsphères de taille entre 0,5 et 200 um.

Le rendement de production peut aisément s'approcher de 100 % (Richard et Benoit, 2000).



Figure (15) : Schéma de principe du procédé de microencapsulation par évaporation de solvant (Richard et Benoit, 2000).

III.5.1.5. Microencapsulation par gélification thermique :

Ce procédé, encore appelé hot melt, repose sur la fusion du matériau d'enrobage. La matière active à encapsuler est dissoute ou dispersée dans ce matériau fondu. L'ensemble est émulsionné dans une phase dispersante, dont la température est maintenue supérieure à la (Tf) de l'enrobage et pour laquelle la matière active n'a aucune affinité: il s'agit d'eau distillée lorsque la substance à encapsuler est lipophile, et d'huile de silicone, par exemple, lorsqu'elle est hydrosoluble. La solidification des globules dispersés est obtenue en refroidissant brutalement le milieu (fig.16) (Richard et Benoit, 2000).



Figure (16) : Schéma de principe du procédé d'encapsulation par gélification
thermique (hot melt) (Richard et Benoit, 2000).

Comme de nombreuses substances actives sont thermolabiles, les matériaux supports généralement utilisés dans ce procédé de microencapsulation sont des lipides de bas point de fusion. Les particules obtenues sont ici des microsphères d'une taille pouvant aller généralement de 30 à 300 um. La teneur en matière active est de l'ordre de 20 % (Richard et Benoit, 2000).

III.5.2. Procédés mécaniques :

III.5.2.1. Procédé de nébulisation/séchage :

Le procédé de nébulisation/séchage est un procédé continu en une seule étape qui permet de transformer une formulation liquide initiale en une forme microparticulaire sèche. La formulation liquide initiale peut être constituée :

- Soit d'une solution de matière active et de matériau enrobant ;

- Soit d'une dispersion de particules solides de matière active dans une solution ou une émulsion de matériau enrobant ;

- Soit encore d'une émulsion de matière active dans une solution de matériau enrobant. Ce procédé comprend les 4 étapes séquentielles suivantes :

- Nébulisation de la formulation liquide initiale pour former un aérosol ;

- Mise en contact de l'aérosol avec un flux d'air, porté à une température contrôlée ; - Séchage rapide de l'aérosol pour former des microparticules solides ;

- Séparation de la poudre de microparticules et de l'air contenant le solvant vaporisé.

Les microparticules obtenues par nébulisation-séchage (Le plus souvent des microsphères) sont d'une taille typiquement comprise entre environ 1 um et 50 um, pour un séchage à cocourant. Le séchage à contre-courant permet d'obtenir des microparticules de taille moyenne plus élevée, comprise entre environ 50 et 200 um.

Le taux d'encapsulation est limité à environ 40 % (en masse) (Richard et Benoit, 2000).

III.5.2.2. Procédé d'enrobage en lit fluidisé :

Le procédé d'enrobage en lit fluidisé s'applique exclusivement à des matières actives constituées de particules solides (granulés, cristaux). Des matières actives liquides peuvent néanmoins être encapsulées après absorption par des supports particulaires poreux. Le procédé

permet de réaliser un enrobage continu de particules qui conduit donc à la production de microcapsules. Il comprend une séquence cyclique en trois temps :

- Fluidisation de la poudre de particules ;

- Pulvérisation du matériau enrobant sur les particules ;

- Séchage et filmification de l'enrobage.

Les formulations liquides qui sont pulvérisées sur les particules en mouvement dans le lit fluidisé sont des solutions ou des dispersions aqueuses ou organiques de polymères.

Quand les gouttelettes de la formulation liquide pulvérisée rencontrent la surface des particules, la formation du film d'enrobage s'effectue en plusieurs étapes successives (fig.17) :

- Contact microparticule-gouttelette ;

- Mouillage et étalement de la gouttelette sur la particule ;

- Séchage par évaporation du solvant et éventuellement pénétration dans la particule (Richard et Benoit, 2000).



Figure (17) : Etape de formation d'un film d'enrobage par spraycoating sur
des particules solides (Richard et Benoit, 2000).

Les paramètres de procédé, qui doivent être maîtrisés et ajustés pour obtenir un tel enrobage, sont liés soit au séchage du film, soit à la pulvérisation de la formulation liquide.

L'épaisseur des films d'enrobage déposés sur des particules en lit fluidisé est généralement comprise entre quelques micromètres et 20 um. Le film devant être suffisamment épais pour masquer les défauts de surface.

Le taux d'encapsulation est généralement élevé, compris entre 60 et 90 % (en masse) (Richard et Benoit, 2000).

III.5.2.3. Frocédés de gélification et congélation de gouttes (Frilling) :

A- Gélification de gouttes :

La gélification de gouttes est basée sur la formation d'une solution, dispersion ou émulsion de matière active dans une solution aqueuse de polymères capables de former des gels sous une action extérieure, physique ou chimique. Il s'agit, par exemple, de l'alginate de sodium,

du chitosan ou de l'agarose. Dans le cas de l'alginate de sodium, les gouttelettes, formées par extrusion à travers une buse vibrante, sont réceptionnées dans une phase aqueuse gélifiante contenant du chlorure de calcium. Elles se transforment instantanément en des microparticules de gel sphérique (fig.18) (Richard et Benoit, 2000).



Figure (18) : Schéma de principe du procédé de gélification
de gouttes (Richard et Benoit, 2000).

Les microparticules peuvent ensuite être transférées dans une solution de polylysine, pour former une membrane rigide semi-perméable par complexation de l'alginate et du polycation.

Lorsque le chitosane est utilisé, la phase aqueuse de réception des microgouttelettes est une solution alcaline, qui insolubilise le chitosane. Dans le cas de l'agar, c'est la variation de température des gouttelettes de 80 ⁰C à 30 ⁰C qui induit la gélification. La solubilité de la matière active dans le milieu de réception doit être la plus faible possible pour minimiser les pertes par solubilisation (Richard et Benoit, 2000).

B- Congélation de gouttes :

La congélation de gouttes (ou spray-congealing) fait intervenir un matériau enrobant de type corps gras, glycéride ou cire à point de fusion relativement bas, compris entre 50 ⁰C et 120 ⁰C, elle consiste à préparer un fondu de ce matériau enrobant dans lequel la matière active est solubilisée ou dispersée soit sous forme particulaire solide, soit sous forme de microgouttelettes d'émulsion inverse (eau dans huile). Cette préparation fondue est maintenue à une température supérieure à la température de fusion du matériau enrobant et extrudée sous pression à travers une buse vibrante. Sous l'effet de la vibration, pour une fréquence bien choisie, le jet fondu est sectionné sous forme de gouttelettes sphériques de taille uniforme (fig.19).Ces gouttelettes se refroidissent dans le milieu de chute (air froid, azote ...) et se solidifient pour donner des microparticules de type microsphère (Richard et Benoit, 2000).



Figure (19) : Congélation de gouttes: schéma de principe (Richard et Benoit, 2000).

Les microparticules obtenues par ces deux procédés ont une distribution granulométrique très étroite, dans une gamme de diamètres accessibles limitée à des valeurs comprises entre seulement 200 um et 800 um.

Le taux d'encapsulation reste généralement faible (entre 10 % et 30 % en poids) (Richard et Benoit, 2000).

III.5.3. Procédés chimiques :

III.5.3.1. Polycondensation interfaciale :

La polycondensation interfaciale est un procédé qui permet de préparer in situ une membrane polymère à la surface de gouttelettes d'émulsion, grâce à une réaction chimique entre deux monomères bien choisis, la réaction se déroulant à l'interface entre la phase dispersée et la phase dispersante. La méthode s'applique à des solutions de matières actives, aussi bien organiques qu'aqueuses, ou à des matières actives liquides. Le principe de ce procédé est schématisé sur la figure 20 (Richard et Benoit, 2000).



Figure (20) : Mécanisme de la polycondensation interfaciale (Richard et Benoit, 2000).

La taille des microcapsules obtenues par polycondensation interfaciale est comprise entre environ 0,5 um et 100 um selon la taille initiale des gouttelettes d'émulsion (Richard et Benoit, 2000).

III.5.3.2. Autres procédés chimiques :

Les autres procédés chimiques de microencapsulation sont des procédés basés sur la polymérisation radicalaire ou anionique en milieu dispersé. Il s'agit des procédés de polymérisation en :

- Emulsion ;

- Microsuspension ;

- Dispersion ;

- Miniémulsion ;

- Microémulsion.

Les particules obtenues présentent des tailles comprises entre quelques dizaines de nanomètres et quelques dizaines de micromètres, et sont le plus souvent de type matriciel (nanosphères ou microsphères).

Les taux d'encapsulation sont compris entre quelques pour cent et 50 % (en masse) (Richard et Benoit, 2000).

III.6. Libération contrôlée d'un PA :

III.6.1. Définition :

Par définition, le rôle d'un système à libération contrôlée est de délivrer la bonne quantité d'un PA, au bon endroit et au bon moment.

Lorsqu'on considère les interactions matière active/milieu extérieur, les microparticules peuvent être classées en deux catégories: celles qui ne doivent pas libérer leur contenu telles que les microréacteurs contenant des enzymes ou des bactéries, et celles qui sont formulées de façon à libérer la matière active encapsulée. Dans ce dernier cas, il faut distinguer (fig.21) :

- Systèmes à libération déclenchée ;

- Systèmes à libération prolongée (Richard et Benoit, 2000).



Figure (21) : Microréacteurs et systèmes à libération déclenchée
et prolongée (Richard et Benoit, 2000).

III.6.2. Mécanismes de la libération contrôlée :

Les systèmes à libération controlée possèdent des exigences particulières au (x) matériau(x) impliquée (s), qui sont de nature polymérique sous forme de matériau plein ou d'une membrane (Guery, 2006).

A) Systèmes à libération déclenchée : sont généralement des microcapsules formées d'une membrane de faible perméabilité, qui vont libérer brutalement leur contenu.

Les mécanismes de la libération connus dans ce cas sont :

> Mécanismes de libération par éclatement : sous l'effet d'une pression (mécanique ou osmotique) ;

> Mécanismes de libération par fusion : sous l'effet de la température (Guery, 2006).

B) Systèmes à libération prolongée : sont majoritairement des microsphères (Guery, 2006) Les mécanismes mis en jeu sont :

> Mécanismes de libération par dégradation :

La plupart des polymères biodégradables se dégradent par hydrolyse en composés de taille de plus en plus faibles, biologiquement éliminables, dans certains métabolique.

La dégradation peut s'effectuer selon une hydrolyse en masse,il est uniforme dans toute la matrice polymère ou bien se produire uniquement sur la surface du polymère.

> Mécanisme de libération par diffusion uniquement :

La diffusion se produit quand un principe actif traverse le polymère qui forme le système de libération .La diffusion peut se produire à l'échelle macroscopique à travers les pores dans la matrice ou à l'échelle moléculaire par le passage entre les chaînes de polymères (lois de FICK).

> Mécanismes de libération par gonflement suivi d'une diffusion :

Parmi les nombreux mécanismes de libération du PA, nous souhaitons décrire plus particulièrement ce mécanisme (le cas étudié).

La compréhension des mécanismes de gonflement des polymères dans l'organisme est importante pour permettre de concevoir la système particulier de libération contrôlée et permet d'expliquer les comportements cinétiques libération. Le PA est dissout ou dispersé au sein d'une matrice polymèrque capable d'en sortir.

En prémier lieu, le polymère ne subit aucune modification chimique, il n'est pas dégradé, l'eau diffuse simplement à l'intérieur du réseau polymère, le gonfle, ce qui permet aux médicaments piégés a l'intérieur de se libérer.

Les systèmes de libération contrôlées par gonflement sont initialement secs et quand ils sont placés dans le corps, ils absorberont l'eau ou autres fluides du corps et gonfleront .Ces systéme permettant la diffusion du PA à travers: le réseau gonflé dans l'environnement externe .La plus part des matières utilisées dans ces systéme sont les hydrogels ( absorbant de l'eau ou autres fluides sans être dissoudre).

La capacité du gonflement de polymère se manifeste quand le gonflement peut être déclenché par un changement de l'environnement entourant le systéme de la libération. Dépendant du polymère, le changement environnement peut impliquer le pH , la température, ou la force ionique, et le systéme peut se rétrécir ou gonfler sur un changement de n'importe lequel de ces facteurs environnementaux.

La figure 22 illustre les changements de bases de la structure de ce systéme sensibles. De nouveau, pour ce type de système, le dégagement de drogue accompli seulement quand le polymère gonfle (Xiaoling et Bhaskara, 2006)



Figure (22) : Processus de gonflement d'un hydrogel (Igor et Mattiasson, 2008)

À partir d'une microsphère, le phénomène de diffusion de la molécule active à travers une matrice sera décrit par une cinétique obéissant à la loi d'HIGUCHI (Banker et Rhodes, 2002)



Figure (23) : Représentation schématique d'une paroi matricielle (Banker et Rhodes, 2002)

= C0 ??h - ??????

d dh



Où :

dm : Variation de la masse de PA liberé par unité de surface ;

dh : Epaisseur de la couche de diffusion ;

C0 : Concentration de PA initiale t=0 ;

Cs : Concentration de PA saturé (Restant dans la matrice) après diffusion.

On a aussi à partir de théorie de diffusion :

dm = ???? ????

h dt

Dm : Coefficient de diffusion dans la matrice ; t : Temps de libération ;

À partir les deux équations précedentes et après lintegration selon h, on trouve la formule suivante :

m = [Cs Dm (2 C0 -- Cs) t]^1"2

On a toujours C0 >> Cs, donc

m = [2Cs Dm C0 t]^1"2

Pour un systéme matriciel granulair et poreux :

m = [Ds Ca



Où :

P : Porosité de la matrice ;

T : Tortuosité ;

Ca : Solubilité de PA dans le milieu de libération ; Ds : Coefficient de diffusion de PA dans le milieu.

On peut réduire cette équation pour obtenir la loi de HIGUCHI :

m = k t1/2

La loi d'HIGUCHI montre que la quantité libérée de matière active est directement proportionnelle à la racine carrée du temps (Banker et Rhodes, 2002).

III.6.3. Param~tres influençant la libération d'un PA :

Il est à noter que les paramètres influençant la libération d'un PA encapsulé sont :

- Solubilité du PA dans le milieu de libération et dans la paroi polymérique ;

- Taux d'encapsulation ;

- Interactions chimiques entre le PA et polymère ;

- - Caractéristiques morphologique de système de libération (porosité, tortuosité, surface, forme) ;

- - Caractéristiques de polymère tel que poids moléculaire (des études récentes montrent que les polymeres de faibles poids moléculaires présentent une porosité plus élevé que d'autre, donc une libération plus élevée (Igor et Mattiasson, 2008).

III.6.4. Profils de libération obtenus à partir de différents types de microparticules : La difusion du PA selon les modes de la cinétique de libération obeissent aux trajets de la figure 24 :

À partir des microcapsules, on peut obtenir des cinétiques de libération d'ordre 0 ou d'ordre 1 (profils A et D), en fonction de la solubilité dans l'eau de la matière active.

Les cinétiques d'ordre 0 peuvent titre modifiées dans leur phase initiale: Soit la vitesse de libération est exagérément marquée (effet de BURST) en raison de la présence d'un excès de matière active dans la membrane (profil B), soit un temps de latence qui précède la libération, temps nécessaire par exemple pour que le principe actif diffuse à travers la membrane, avant d'atteindre le milieu extérieur (profil C).

À partir de microsphères, la cinétique obéissant à la loi d'HIGUCHI (profil E) (Richard et Benoit, 2000).



Figure (24) : Profils de libération obtenus à partir de différents types
de microparticules (Richard et Benoit, 2000).

Les microparticules à libération prolongée sont très largement utilisées dans les domaines agroalimentaire et pharmaceutique (Richard et Benoit, 2000).

III.7. Les polymères :

III.7.1. Définition :

Les polymères sont des matériaux composés de macromolécules. Celles-ci sont constituées par la répétition d'unités simples de faible masse moléculaire, liées entre elles par des liaisons covalentes .Les molécules qui s'enchaînent pour former le polymère sont appelées monomères. Lorsqu'un polymère est obtenu à partir de deux ou de plusieurs monomères différents, il est appelé copolymère. Dans le cas contraire, on parle alors d 'homopolymère (Dubois, 2004).

III.7.2. Fonctionnalité :

Un monomère doit comporter au moins un groupe fonctionnel capable de former des liaisons chimiques avec d'autres molécules de monomère. Le nombre de groupes fonctionnels, appelé nombre de fonctionnalité, à une influence très importante sur la structure et les propriétés du polymère. Un nombre de fonctionnalité unitaire entraîne la synthèse de polymères linéaires; un nombre de fonctionnalité supérieur permet la formation de polymères réticulés (fig.25) (Dubois, 2004).



Figure (25) : Représentation schématique de polymères
linéaires (a), ramifiés (b) et réticulés (c) (Dubois, 2004).

III.7.3. Classification des polymères :

Les polymères peuvent être classés selon différents critères qui sont :

> Selon leur origine :

- Polymères naturels: sont issus des règnes végétal ou animal, on peut cependant mentionner, la famille des polysaccharides (cellulose, amidon), celle des protéines (laine, soie...) ;

- Polymères artificiels : élaborés chimiquement à partir d'un monomère naturel ;

- Polymères synthétiques : sont obtenus par polymérisation de molécules monomères (les monomères utilisés n'existent pas dans la nature).

> Selon la fonction géométrique :

- Mono-dimensionnelle ;

- Bi-dimensionnelle ;

- Tridimensionnelle.

> Selon les propriétés physico-chimiques :

- Polymères thermoplastiques (ou thermoplastes) : sont constitués de macromolécules de taille limitée linéaires ou ramifiées. Ils peuvent passer de l'état rigide à l'état malléable par une faible élévation de température. Ce processus est en général réversible, ce qui confère à ces polymères une certaine facilité de mise en oeuvre et de recyclage. A ce jour, sont regroupés dans cette famille les polymères dont la cohésion latérale est assurée par des liaisons faibles (liaisons de type VAN DER WAALS, liaisons hydrogènes) ;

- Elastomères, matériaux obtenus à partir de polymères linéaires ayant des liaisons secondaires très faibles. Ces matériaux sont ainsi considérés comme des liquides très visqueux. L'introduction d'un certain nombre de liaisons pontales entre les chaînes confère aux élastomères une structure tridimensionnelle. Leur caractéristique principale est leur grand déformabilité qui peut dépasser les 1000%. Ceci est principalement dû à leur faible densité de réticulation. Par ailleurs, le pontage rend les élastomères difficilement recyclables ;

- Polymères thermodurcissables, qui sont des polymères fortement réticulés. En effet, leur taux de réticulation est de 10 à 100 fois plus élevé que dans les élastomères. Ils forment un réseau tridimensionnel et on peut considérer qu'ils ne sont constitués que par une seule macromolécule d'une taille infiniment grande à l'échelle atomique. Les fortes liaisons qui existent entre les chaînes confèrent à ces polymères une résistance mécanique et thermique nettement supérieure à celle des thermoplastes. Les polymères thermodurcissables sont insolubles, infusibles et non recyclables.

> Selon leur structure :

- Polymères amorphes, caractérisés par une absence d'ordre des chaînes macromoléculaires. Celles-ci s'enlacent les unes les autres, se replient sur elles mêmes. Ces

polymères sont habituellement imagés à un plat de spaghetti cuit ;

- Polymères semi-cristallins, caractérisés par la présence d'arrangements réguliers des chaînes macromoléculaires reliés dans une matrice amorphe, le taux de cristallinité caractérise l'importance de structure cristalline (Dubois, 2004).

III.7.4. Polymères utilisés dans la microencapsulation :

Dans la microencapsulation, variété de polymères sont utilisés, on distingue :

Dans le cas de procédés physico-chimiques et mécaniques, la formulation des microparticules met en oeuvre des matériaux enrobant préformés, d'origine très variées, qui sont choisis parmi des grandes classes. (voir tableau 05 annexe I).

Dans le cas de procédés chimiques les monomères utilisés sont habituellement:

- Monomères acryliques et méthacryliques de type ester (acrylate de butyle, méthacrylate de méthyle ...) ou porteurs de groupements fonctionnels tels que des acides carboxyliques (acide acrylique ...), ou des fonctions hydroxyle (méthacrylate d'hydroxyéthyle) ;

- Monomères vinyliques (acétate de vinyle ...) et le styrène ;

- Monomères de type cyanoacrylate d'alkyle (cyanoacrylate d'isohexyle).

Les deux premiers types de monomères réagissent par un mécanisme radicalaire, alors que le troisième type polymérise par voie ionique (voir tableau 06 annexe I) (Richard et Benoit, 2000).

III.7.5. Acide alginique :

Acide de formule générale (C6H10O7) n extrait des parois cellulaires des Algues brunes. L'acide alginique est un biopolymère constitué d'une succession de blocs formés de deux unités monosaccharidiques : l'acide D-mannuronique (Ma) et son epimère en C5, l'acide L-guluronique (Gu), liés en 1et 4 par des liaisons glycosidiques, pour former une chaîne polymérique linéaire. La proportion et la distribution de ces monomères déterminent en grande patrie les propriétés de l'alginate. Les sels de l'acide alginique sont nommés alginates, on distingue: les alginates de sodium, de potassium et d'autres métaux alcalins sont parfaitement solubles dans l'eau en donnant des solutions à haute viscosité, tandis que l'acide alginique pur et son sel de calcium sont pratiquement insolubles dans l'eau (Anonyme 10).



D-mannuronate L-guluronate

Figure (26) : Unités monosaccharidiques constituant l'alginate (Onesippe, 2005).



Figure (27) : Structure chimique de l'alginate (Onesippe, 2005).
L'alginate a la propriété de réticulation et ce dans les régions d'acide guluronique ^quipeuvent être liées à une région similaire dans une autre molécule d'alginate via le Ca⁺⁺ ou un

autre cation multivalent.

Du fait de leur absence de toxicité et de leur capacité à former des gels, les alginates sont utilisés dans de nombreux domaines (Anonyme 10).

Partie II

Etude expérimentale

Chapitre I

Matériels et méthodes

Objectif scientifique et protocole expérimental :

L'étude expérimentale comporte deux étapes, la première a été réalisée au niveau du laboratoire de Contrôle de Qualité du complexe ANTIBIOTICAL de MEDEA, dont l'objectif est d'analyser l'oxacilline sodique et l'acide alginique, l'autre a été réalisée au niveau du laboratoire de l'institut des science de la Nature et de la Vie du Centre Universitaire ZIANE ACHOUR de Djelfa, dont l'objectif est d'étudier les différents paramètres de conservation influençant la libération du PA "oxacilline sodique" encapsulé.

Chaque échantillon analysé doit répondre aux normes de la monographie qui précise un schéma d'analyse spécifique. A cet égard, nous avons suivre les étapes suivantes:

1/- Contrôle des échantillons (oxacilline sodique et acide alginique) ;

2/- Préparation des microsphères de l'oxacilline sodique ;

3/- Etude des différents paramètres influençant la libération de PA encapsulé (pH, température, force ionique, temps de libération et aspect des microsphères "sèches ou humides").

I.1. Matériels utilisés :

A. Equipements :

- Agitateur magnétique ;

- Agitateur rotatif ;

- Appareil de Karl-Fischer (METROHM, E 452) ;

- Bain-marie ;

- Balance électrique de précision ;

- Barreau magnétique ; - Creuset en platine ;

- Dessiccateur ;

- Etuves thérmoréglées à 25 °C et à 37 °C ;

- Four à moufle, T=600#177; 25°C ;

- HPLC (colonne C18 a phase inversé, appareil PERKIN ELMER série 2 et série 200) ; - pH mètre (METROHM 632) ;

- Réfrigérateur réglé à 4 °C ;

- Spectrophotomètre UV-Visible. (BECKMAN DU 520).

B. Matières premières:

- Acide alginique Lot N° 04BP075 ;

- Acide chlorhydrique (HCl) ;

- Chlorure de calcium (CaCl2) ;

- Eau distillée ;

- Eau physiologique ;

- Ethanol 96^° (C2H5OH) ;

- Hydroxyde de sodium (NaOH) ;

- Méthanol (CH3OH) ;

- Oxacilline sodique: ECH Lot N° 07AP031 ;

STD Lot N° 06AP068.

C. Réactifs chimiques : voir Annexe IV.

ii. Verreries et consommables : voir Annexe IV.

I.2. Méthodes :

Le contrôle du PA et de l'excipient et même celle de la préparation élaborée comporte les principales analyses :

1. Analyse qualitative ou identification physicochimique, chimique et/ou physique ;

2. Analyse quantitative ou essais de l'échantillon et/ou de l'impureté associant.

Ces analyses sont basées sur les méthodes d'identification suivantes :

- Soit la recherche des ions qui repose sur des réactions chimiques spécifiques, ces réactions se divisent en trois groupes :

1. Formation de gaz facile à identifier ;

2. Formation de précipites ;

3. Formation de composés colorés.

- Soit par recherche des constantes physiques : comme la température de fusion, le pouvoir rotatoire, la densité relative, les indices chimiques et la température d'ébullition, une fois les constantes physiques sont mesurées, la recherche qualitative des éléments fait appel à des essais importants. La pharmacopée américaine¹ décrit des réactions d'identité des ions et des groupements fonctionnels, cette recherche assure que l'échantillon n'est pas contaminé ;

- Soit par potentiomètrie: il s'agit d'une méthode d'analyse électrochimique qui permet d'obtenir des informations sur la composition d'un électrolyte, par mesure d'une tension avec un courant d'intensité quasi nulle (par exemple : mesure de pH) ;

- Soit par iodométrie : est l'une des méthodes oxydométriques les plus souples, elle repose d'une part sur l'effet oxydant de l'iode, d'autre part sur l'effet réducteur du ion iodure (ex : KF). - Soit par chromatographie : c'est une technique de séparation et de dosage ;

- Soit par spectrophotométrie: utilisée pour le dosage, dans le but d'étudier la cinétique de la libération du PA ;

- Soit par gravimétrie : ensemble de méthode de dosage quantitative basé sur la mesure de la masse (sur la pesée) (Anonyme 7).

1 La pharmacopée est un livre décrivant les caractéristiques physiques, chimiques ou biologiques auxquelles doivent répondre les formes pharmaceutiques et les matières premières. La description des caractéristiques et de l'analyse d'une matière première, est une monographie (Anonyme 7).

I.2.A. Contrôle physicochimique de la matière première :

I.2.A.1. Caractérisation du PA [oxacilline sodique] :

L'oxacilline sodique est parmi les substances décrites par la pharmacopée américaine (USP), donc nous allons appliquer les méthodes de référence de cette dernière, en respectant ses normes.

Cette caractérisation comporte les analyses suivantes :

A/Caractère :

A.1/Aspect :

À examiner par une simple analyse visuelle de la fluidité et de la limpidité des liquides, de l'homogénéité des poudres, et par la vérification de la couleur de l'odeur et de la saveur.

A.2/Solubilité :

Principe :

La solubilité est la quantité (exprimée en (g) ou bien en (mole) par (litre) ou par (kg) de solvant) de composé que l'on cherche à dissoudre dans un solvant donné.

Mode opératoire :

Préparer une série de tubes à essai contenant chacun une masse de la substance à examiner qui correspond au terme descriptif par apport au solvant.

Ce test est effectué dans l'eau, et dans l'alcool (Méthanol).

Expression des résultats :

Les indications de solubilité figurant sous la rubrique « caractères » sont exprimées en termes ayant la signification suivante pour une température de 15 °C à 25 °C.

Tableau (02) : Echelle exprimant la solubilité d'une substance (Anonyme 7).

Termes descriptifs	Volumes approximatifs de solvant en ml / g de substance
Très soluble	Inferieur à 1
Facilement soluble	de 1 à 10
Soluble	de 10 à 30
Assez soluble	de 30 à 100
Peu soluble	de 100 à 1000
Très peu soluble	de 1000 à 10000
Pratiquement insoluble	Plus de 10000

Le terme « partiellement soluble >> est utilisé dans le cas d'un mélange dont seuls certains constituants se dissolvent. Le terme « miscible >> est utilisé dans le cas d'un liquide miscible en toutes proportions avec le solvant indiqué.

B/ Identification :

B.1/ Par HPLC :

Ce test est destiné d'une part à analyser qualitativement l'ECH par identification et comparaison des temps de rétention de la solution de STD et celle de l'ECH et d'autre part à analyser quantitativement par détermination du titre en PA en utilisant les aires de chaque pic de part et d'autre de l'ECH et du STD.

Principe :

En milieu hydro-organique, les solutés apolaire sont exclus de la phase mobile et associent aux chaînes apolaires greffées par effet hydrophobe.

Le solvant le moins polaire de la phase mobile s'adsorbe à la phase stationnaire apolaire permettant le partage des solutés entre la phase mobile et la phase liquide adsorbée.

Les temps de rétention des pics STD et ECH, doivent êtes identiques.

Mode opératoire :

> Préparation de la solution STD :

- Peser 109.4 mg de l'oxacilline sodique standard dans une fiole jaugé de 200 ml. Puis ajuster jusqu'au trait de jauge avec de l'eau distillée filtrée (double filtration) ;

- À l'aide d'un barreau magnétique agiter la solution obtenue pendant 5 mn ;

- Prélever 10 ml de cette solution dans une fiole jauge de 50 ml, puis ajuster jusqu'au trait de jaugé avec l'eau distillée filtrée (double filtration).

> Préparation de la solution ECH :

- Peser 115.3 mg de l'oxacilline sodique échantillon dans une fiole jaugé de 200 ml. Puis ajuster jusqu'au trait de jauge avec de l'eau distillée filtrée (double filtration) ;

- À l'aide d'un barreau magnétique agiter la solution obtenue pendant 5 mn ;

- Prélever 10 ml de cette solution dans une fiole jauge de 50 ml, puis ajuster jusqu'au trait de jaugé avec l'eau distillée filtrée (double filtration).

> Préparation de la phase mobile :

- Dissoudre 1.9 g de phosphate de potassium monobasique " KH2PO4" dans 700 ml d'eau distillée ;

- Agiter la solution obtenue jusqu'à dissolution (environ 5 mn) ;

- Filtrer la solution obtenue (double filtration), et on obtient alors la solution tampon ;

- Ajouter à la solution tampon (700 ml), un volume de 300 ml d'acétonitrile et un volume de 100 ml de méthanol.

> Conditions opératoires : - Colonne type : C18 ;

- Détecteur : UV ;

- Longueur d'onde : 225 nm ; - Débit : 1 ml/min ;

- Pression : 80 bars ;

- Volume d'injection : 20 ul.

Procédé :

- Laisser circuler la phase mobile dans la colonne de l'appareil pendant au moins 30 mn;

- Injecter séparément 20 ul pour la solution standard et pour la solution échantillon dans le chromatographe au moyen d'une micro seringue appropriée.

Expression des résultats :

Pour l'analyse quantitative, le temps de rétention de l'ECH doit être identique au temps de rétention de STD.

B.2/ Identification de sodium :

Principe :

Ce test permet de détecter la présence du sodium dans la molécule de l'ECH.

Mode opératoire :

Dissoudre 0,1 g de la substance à examiner dans 2 ml d'eau distillé, Ajouter 2 ml de solution de carbonate de potassium à 15 % et chauffer à ébullition. Il ne se forme aucun précipité. Ajouter 4 ml de solution de pyroantimoniate de potassium et chauffer à ébullition. Laisser refroidir dans l'eau glacée et frotter si nécessaire la paroi du tube avec une baguette de verre. Il se forme un précipité dense. Les composés de sodium donnent une couleur jaune intense sous flamme.

C/Essais :

C.1/ Détermination du pH :

Principe :

Le pH est un nombre qui représente conventionnellement la concentration en ions hydrogène ou hydronium d'une solution aqueuse. La détermination potentiométrique du pH est effectuée par mesure de la différence de potentiel entre 2 électrodes plongeant dans la solution à examiner ; l'une de celles-ci est une électrode sensible aux ions hydrogène (le plus souvent, une électrode en verre) et l'autre une électrode de comparaison (de référence).

Mode opératoire :

- Peser 900 mg de l'ECH dans 30ml d'eau distillée pour avoir une concentration finale de 30 mg/ml, puis agiter jusqu'à dissolution ;

- Rincer l'électrode du pH mètre avec de l'eau distillée ;

- Calibrer l'appareil avec les solutions tampon de pH différents ;

- Rincer l'électrode du pH mètre avec de l'eau distillée ;

- Plonger l'électrode dans la solution à examiner et effectuer la lecture dans les mêmes conditions que pour les solutions tampons. Effectuer toutes les mesures à la même température (20 °C à 25 °C) ;

- Lire la valeur du pH indiquée dans l'écran du pH mètre ;

- Rincer l'électrode et plonger le, dans la solution de garde (KCI).

Expression des résultats :

La valeur du pH doit être comprise entre: 4,5 et 7,5.

C.2/Teneur en eau :

La teneur en eau est déterminée par un appareil de KARL-FISCHER qui est composé d'un dosimètre, d'une électrode et d'un godet.

Principe :

Le principe établi par FISCHER pour la détermination de la teneur en eau repose sur réaction ci-dessous, et selon laquelle l'iode en présence d'eau réagit avec le dioxyde de soufre :

I2 + SO ₂ + 2H2O 2HI + H2SO4



L'eau dissolve l'iode et le dioxyde de soufre dans un solvant non aqueux (le méthanol). Cette réaction d'oxydoréduction s'effectue rapidement surtout si on associe une base à cette solution (la pyridine).

I2 + SO2 + H2O + 3C5H5N 2C5H5N-HI + C5H5N-SO3

Donc le réactif de KARL-FISCHER contient l'iode, du dioxyde de soufre et de pyridine dans le méthanol anhydre, ce réactif est sous forme d'une solution prête à l'emploi.

On appelle Facteur de réactif KARL-FISCHER, le nombre de mg d'eau titré par ml de

réactif.

F= mg (eau) /ml (réactif).

La substance utilisée pour la détermination du facteur est dihydrate de sodium (Na2C2H4O62H2O).

Mode opératoire :

- Vérifier si la solution Karl-Fischer dans le godet n'est pas saturée ;

- Neutraliser cette solution jusqu'à élimination totale des traces d'eau, puis noter le volume initial (Vi) indiqué dans le cadran du dosimètre ;

- Introduire la pesée « P » à l'intérieur du godet, le dosage se fera automatiquement ;

- La fin du dosage automatique sera indiquée par l'allumage de la lampe située dans l'appareil ; - Enfin, noter le volume final (Vf) du dosage indiqué dans le cadran.

Expression des résultats :

La teneur en eau dans la prise de masse de l'ECH est déterminée par la formule suivante :

(Vf - Vi) × F

Teneur en eau (%) = × 100

P

F : Facteur de la solution de dosage Karl-Fischer en mg/ml d'eau (F = 3.2431 mg/ml) ; Vf : Volume final en ml ;

Vi : Volume initial en ml ;

P : Poids de l'échantillon en mg.

Limites d'acceptabilité: La valeur du Teneur en eau doit être comprise entre: 3,5 à 5 %.

C.3. Dosage par HPLC :

Même principe et mode opératoire cité pour l'identification par HPLC de l'oxacilline sodique.

Expression des résultats :

Pour l'analyse quantitative, le calcul se rapporte sur les airs des pics au même temps de rétention dans le chromatogramme du STD est ce lui de l'ECH et cela pour calculer le contenu en ug/mg de C ₁₉ H ₁₉ N ₃ O ₅ S dans l'échantillon.

Le dosage par HPLC est évalué par la relation suivante :

T =

Avec :

T : Titre ;

AIR STD : Air ou surface du pic du standard ;

AIR ECH : Air ou surface de pic de l'échantillon ;

P ECH : Pesée échantillon, (mg) ;

P STD : Pesée standard, (mg) ;

PUIS STD : Puissance du standard (ug/mg).

La limite d'acceptabilité : l'oxacilline sodique contient un équivalent qui doit être supérieur à 815 ug et inferieur à 950 d'oxacilline (C ₁₉ H ₁₉ N ₃ O ₅ S) par mg d'échantillon.

I.2.A.2. Caractérisation de l'excipient [acide alginique] :

L'acide alginique est parmi les substances décrites par la pharmacopée américaine (USP), donc nous allons appliquer les méthodes de référence de cette dernière, en respectant ses normes. Cette caractérisation comporte les analyses suivantes :

A /Caractère

A.1 /Aspect :

À examiner par une simple analyse visuelle de la fluidité et de la limpidité des liquides, de l'homogénéité des poudres, et par la vérification de la couleur de l'odeur et de la saveur.

A.2 /Solubilité :

Même principe et mode opératoire cités pour déterminer la solubilité de l'oxacilline sodique.

B /Identification :

1/ - Dissoudre 1g d'acide alginique dans 150 ml de solution d'hydroxyde de sodium (0.1N).

- À 5 ml de solution précédent, ajouter 1 ml de solution de chlorure de calcium. Il se forme un précipité volumineux et gélatineux.

2/ - Dissoudre 1g d'acide alginique dans 150 ml de solution d'hydroxyde de sodium (0.1N).

- À 5 ml de solution précédent, ajouter 1 ml d'acide sulfurique (4N). Il se forme un précipité lourd et gélatineux.

3/ À 5 mg d'acide alginique, ajouter 5 ml d'eau distillé, 1 ml d'une solution récemment préparée de 1,3-dihydroxynaphtalène à 10 g/l dans l'éthanol 96 % et 5 ml d'acide chlorhydrique. Faites bouillir doucement pendant 3 mn, refroidir jusqu'à 15 ⁰C, ajouter 5 ml d'eau distillé et agitez avec 15 ml d'éther isopropylique. Effectuer un essai à blanc. La couche supérieure du mélange obtenu avec la substance à examiner présente une coloration rouge-bleu plus intense que celle obtenue avec l'essai à blanc.

C. Essais

C.1/ Détermination du pH :

Principe :

Mêmes principe et mode opératoire cités pour déterminer le pH de la solution d'oxacilline sodique. Ce test est effectué pour une solution aqueuse de 3 mg/100 ml.

Expression des résultats :

La valeur du pH doit être comprise entre: 1,5 à 3,5.

C.2/ Arsenic :

Principe :

La détermination de la présence d'arsenic dans l'ECH doit répondre aux limites d'acceptation.

Le principe est basé sur la transformation de l'arsenic (As) de la prise d'essai en hydrogène arsénié qui réagit avec le diethyldithiocarbamate d'argent pour former un complexe de couleur rouge qui est comparée visuellement ou spéctrophotométriquement avec la couleur de STD préparé en utilisant la quantité d'arsenic de la limite décrite dans la monographie. La couleur de l'ECH ne doit pas être plus intense que le STD.

Mode opératoire :

Le mode de préparation des solutions STD et ECH ainsi le montage utilisé sont donnés en annexe V.

Ces solutions sont traitées similairement comme suite :

Partie 1:

Dans la fiole, Ajouter 20 ml d'acide sulfurique (7N), 2 ml de solution d'iodure de potassium, 0,5 ml de solution d'acide de chlorure stanneux concentré, et 1 ml d'alcool isopropyle, et mélanger. Laisser reposer à la température ambiante pendant 30 min.

Partie 2:

Mettre du coton dans un col en verre déjà imbibé dans une solution saturée d'acétate de plomb, et contenant un papier d'indication de la couleur.

- Transférer 3.0 ml de solution de diéthyldithiocarbamate d'argent ;

- Ajouter 3.0 g de zinc granulaire au mélange dans la fiole ;

Assembler aussitôt les 2 parties de l'appareil en assurant la fermeture de l'ensemble; Laisser reposer à la température ambiante permettant un dégagement régulier du gaz et développement de couleur pendant 45 min ;

Déconnecter les 2 parties de l'appareil et transférer la solution à une cellule d'absorption de 1cm.

Expression des résultats :

La couleur rouge produite par la préparation de l'ECH ne doit pas être plus intense que celle de la préparation STD.

- Limite d'acceptabilité : < 3 ppm.

C.3/ Métaux lourds :

Principe :

Cet essai est fourni pour démontrer que la teneur des impuretés métalliques qui précipitent à pH = 3,5 sous forme de sulfure colorés par l'action des ions sulfures ou des réactifs capables de les engendrer (Thio acétamide hydrolysé en milieu alcalin) ne dépasse pas la limite de métaux lourds indiquée dans la monographie individuelle en termes de pourcentage (en poids) de plomb dans l'ECH, ce pourcentage est déterminé par comparaison visuelle concomitante. La couleur de la solution l'ECH ne doit pas plus foncée que celle de la solution STD.

Les substances qui typiquement répondront à cet essai sont : Pb, Cu, Ag, Hg, Co, Cd.

Mode opératoire :

La préparation des solutions STD et ECH est donnée en annexe V.

À chacun des tubes contenant la solution STD et la solution ECH, ajouter 2 ml de solution tampon d'acétate d'ammonuim de pH 3.5, puis ajouter 1,2 ml de solution de Thioacetamideglycérine, diluer avec de l'eau distillé jusqu'à 50 ml, mélanger, laisser reposer pendant 2 minutes, observer les tubes au dessus d'une arrière plan blanche. La couleur de la solution à examiner ne doit pas plus foncée que celle de la solution témoin.

Expression des résultats :

La valeur de la teneur en métaux lourds pas plus de 0.004%.

C.4/Cendres totaux :

Principe :

Ce test a pour but de déterminer le pourcentage des éléments minéraux présents dans la substance à examiner, par chauffage au dessous de son point de fusion.

Mode opératoire :

- Chauffer au rouge un creuset de platine pendant 30 min ;

- Laisser refroidir dans un dessiccateur, puis peser. Dans le creuset, introduire 1.00g de la substance à examiner ;

- Distribuer uniformément la prise d'essai à l'intérieur du creuset ;

- Desséchez pendant 1 h à 100-105 °C, puis incinérer dans un four à moufle, à une température de 600 #177; 25 °C. L'échantillon ne doit s'enflammer à aucun moment de l'opération ;

- Continuer l'incinération jusqu'à masse constante ;

- Après chaque incinération, laisser refroidir et peser le creuset au dessiccateur. Si les cendres contiennent encore des particules noires, après une incinération prolongée, reprenez-les à l'eau distillée chaude et filtrer sur un filtre sans cendres. Incinérer à nouveau le résidu avec le filtre. Réunir le filtrat et les cendres, évaporer prudemment à siccité et incinérer jusqu'à masse constante ;

Expression de résultat :

La valeur du taux des cendres totaux est calculée par la formule suivante:

X % = (Pcr^-- Pcv) ×100 / PE

Avec:

Pcv: Poids du creuset de platine (vide) avant l'incinération, (g) ;

Pcr: Poids du creuset de platine après l'incinération (vide + résidu), (g) ;

PE: Prise d'essai, (g).

Limites d'acceptabilité: la valeur du taux des cendres totaux n'est pas supérieure à 4 %.

C.5/ Perte à la dessiccation :

Principe :

La perte à la dessiccation est la perte de masse exprimée en pourcentage m/m.

Cet essai permet de déterminer la proportion de tous les produits volatils susceptibles d'être éliminés dans des conditions spécifiques :

- Eau (le plus souvent) ;

- Eau « d'humidité de proportions variables » ;

- Eau d'hydratation ;

- Solvants organiques.

Mode opératoire :

Placez 0,1000 g d'acide alginique dans un flacon à tare, desséché lui-même au préalable dans les conditions précisées pour la substance à examiner. La dessiccation de la substance se fait à l'étuve jusqu'à masse constante pendant 4 h à (100 -105) °C.

Expression de résultat :

La valeur de la perte à la dessiccation est calculée par la formule suivante:

X (%) = (VV - V A) x100/ PE

Avec:

VV: Poids du verre de montre (vide + échantillon) avant dessiccation, (g);

VA: Poids du verre de montre (vide + échantillon) après dessiccation, (g);

PE: Prise d'essai, (g).

Limites d'acceptabilité: la valeur de la perte à la dessiccation ne doit pas être supérieure à 15,0 pour cent.

D/ Dosage chimique (indice O'aciOe) :

Principe :

L'indice d'acide (IA) est le nombre en milligrammes qui exprime la quantité d'hydroxyde de potassium nécessaire à la neutralisation des acides libres présents dans 1 g de la substance à analyser.

Mode opératoire :

Dissoudre 1 g d'acide alginique, exactement pesé, dans un mélange de : 50 ml de l'eau distillé et de 30 ml de la solution d'acétate de calcium (11 dans 250). Mélanger, laisser le mélange se reposer pendant 1 h, ajouter la solution de phénolphtaléine, et puis titrer l'acide acétique libéré avec l'hydroxyde de potassium (1 N). Effectuer le dosage du blanc (acide acétique seulement).

Expression de résultat :

L'indice d'acidité pris par la formule suivante :

T = 5.611 (A - B) /W

Avec :

5.611 : Equivalent gramme de la solution KOH 0.1 N ;

A et B : Volumes d'hydroxyde de potassium (0.1 N) consommés dans le titrage de la préparation d'essai et du blanc, respectivement, (ml) ;

W : Masse en g d'acide alginique pris.

Limites d'acceptabilité: L'indice d'acidité de l'acide alginique, calculé sur la base sèche, n'est pas moins de 230.

I.2.B. Etude des paramètres influençant la libération du PA [oxacilline sodique] encapsulé :

Cette partie mène à étudier la libération de l'oxacilline sodique en fonction des paramètres de milieu qui sont : le pH, la force ionique, la température, l'aspect des microsphères "sèche ou humide".) , et le temps de libération.

I.2.B.1. Détermination de la courbe d'étalonnage :

Afin de caractériser la libération du PA encapsulé, nous avons appliqué la spectrophotomètrie UV-Visible, à cause de l'absorption de l'oxacilline sodique dans le domaine de l'UV ; ceci nécessite la détermination de la courbe d'étalonnage et de connaître la longueur d'onde pour l'absorption maximale de l'oxacilline sodique.

Principe :

L'absorption moléculaire dans le spectre ultraviolet (UV) et visible dépend de la structure électronique de la molécule. L'absorption d'énergie est quantifiée et résulte du passage des électrons d'orbitales de l'état fondamental vers des orbitales d'un état excité d'énergie supérieur.

Une expression plus adéquate de l'intensité d'absorption est celle dérivée de la loi de Beer-Lambert, qui établit la relation entre l'absorbance, l'épaisseur de l'échantillon et la concentration des espèces absorbantes.

Cette relation s'écrit :

A= log (I0/I) = å bC

Avec :

A : Absorbance ou densité optique ;

I0 : Intensité de l'énergie d'irradiation arrivant sur l'échantillon ;

I : Intensité de la radiation qui a traversée l'échantillon ;

å : Constante caractéristique du soluté (coefficient d'absorption moléculaire ou d'extinction molaire : mol^-1.l. cm^-1) ;

b : Longueur du chemin optique à travers l'échantillon (cm) ;

C: Concentration du soluté (mol.l^-1).

Ou bien :

A= log (I0/I) = abC

Avec :

a: Absorptivité (g^-1.l. cm^-1) ;

C: Concentration du soluté (g.l^-1).

Mode opératoire :

- Préparer quatre solutions de l'oxacilline sodique de concentrations suivantes : 0.01 mg/ml, 0.005 mg/ml, 0.00125 mg/ml, 0.000625 mg/ml ;

- Remplir la cuvette en quartz avec la solution ;

- Utiliser la même cuvette pour l'échantillon et pour le blanc ;

- Mesurer l'absorbance de chaque solution ainsi pour le blanc, en utilisant la longueur d'onde d'absorption maximale (ë _max de l'oxacilline sodique égale à 235 nm) (Anonyme 7) ;

-Tracer la courbe d'étalonnage à partir de la moyenne des lectures obtenues avec les différentes solutions ;

- Déterminer la concentration de l'oxacilline sodique dans la solution à examiner à l'aide de la courbe obtenue.

I.2.B.2. Préparation des sphères de l'oxacilline sodique :

Principe :

Le principe de la microencapsulation consiste à former une mince paroi polymérique au tour des gouttelettes ou des particules du produit en suspension de microcapsule dont la taille varie entre un et plusieurs centaines de microns. Le polymère utilisé peut être naturelle ou synthétique.

Le procédé utilisé pour la préparation des microsphères est le procédé de gélification des gouttes, le choix de ce procédé est basé sur la simplicité et sur disponibilité du matériel nécessaire à ce niveau.

Mode opératoire :

A/ Préparation de la solution d'acide alginique :

Mélanger 3 g d'acide alginique dans 25 ml d'eau distillé, faire l'agitation à laide d'un barreau magnétique.

B/ Préparation de la solution d'hydroxyde de sodium :

Dissoudre 1.66 g d'hydroxyde de sodium dans 25 ml d'eau distillé.

C/ Préparation de la solution d'alginate de sodium et d'oxacilline sodique :

- Mélanger les solutions préparées en (A) et (B) sous agitation magnétique ;

- Mélanger 50 mg d'oxacilline sodique (PA) avec la solution précédente (alginate de sodium), agiter jusqu'à ce que la solution devienne homogène.

D/ Préparation de la solution du chlorure de calcium :

Dissoudre 0.325 g de chlorure de calcium (CaCl2) dans 25 ml d'eau distillée.

E/ À l'aide d'une seringue goutter 2 ml de la solution préparée en (C) dans une boitte de pétrie remplie préalablement par la solution de chlorure de calcium.

F/ Laisser la préparation quelques minutes pour que les sphères se solidifient, filtrer à l'aide des papiers filtres, rincer les sphères par quelques ml d'eau distillé, pour éliminer l'excès de CaCl2, mesurer l'absorbance de filtrat pour calculer le rendement d'encapsulation.

Les étapes du procédé de formulation des sphères sont schématisées dans la figure 28.



PA (oxacilline sodique) Alginate de sodium

Agitation

Seringue

Mélange d'alginate de sodium
et le PA

Aiguille de la seringue Gouttelettes de mélange

Solution de CaCl2

Sphères formés Boite de Pétri

Figure (28) : Etapes de préparation des sphères.

I.2.B.3. Détermination du rendement d'encapsulation :

Pour déterminer le rendement d'encapsulation, il faut appliquer la relation suivante:

× 100

Masse de PA à encapsuler

Rdt=

Masse de PA encapsulé

I.2.B.4. Étude de la stabilité des sphères :

Cette partie est consacrée à étudier la stabilité des sphères mises dans des conditions de températures différentes, dans des milieux différents (eau physiologique, eau distillé) en vue de voir si les sphères peuvent maintenir le PA dans ces conditions, c'est-à-dire la détermination de la quantité libérée par les sphères dans le temps, et ceci pour les cas suivants :

> Sphères humides se mettent:

o Dans l'eau distillée à pH = 1.2 et T = (4, 25 et 37)^°C. o Dans l'eau distillée à pH = 3 et T = (4, 25 et 37)^°C.

o Dans l'eau distillée à pH = 7 et T = (4, 25 et 37)^°C.

o Dans l'eau physiologique à pH = 1.2 et T = (4, 25 et 37)^°C. o Dans l'eau physiologique à pH = 3 et T = (4, 25 et 37)^°C.

o Dans l'eau physiologique à pH = 7 et T = (4, 25 et 37)^°C.

> Sphères séchées se mettent :

o Dans l'eau distillée à pH = 1.2 et T = (4, 25 et 37)^°C. o Dans l'eau distillée à pH = 3 et T = (4, 25 et 37)^°C.

o Dans l'eau distillée à pH = 7 et T = (4, 25 et 37)^°C.

o Dans l'eau physiologique à pH = 1.2 et T = (4, 25 et 37)^°C. o Dans l'eau physiologique à pH = 3 et T = (4, 25 et 37)^°C.

o Dans l'eau physiologique à pH = 7 et T = (4, 25 et 37)^°C.

N.B : Le séchage des sphères se fait à l'étuve à 25 ^°C pendent 48h.

Chapitre II

Résultats et discussions

II. A. Résultats de contrôle physicochimique de la matière première : II.A.1. Caractérisation physico-chimique du PA [oxacilline sodique] :

Les différents résultats établis pour la caractérisation de l'oxacilline sodique sont figurés dans le tableau ci-dessous associés aux spécifications de la monographie et comparés aux normes.

Tableau (03) : Résultats du contrôle physicochimique de l'oxacilline sodique :

Tests	Résultats	Normes
A/ Caractère :
- Aspect :	Poudre blanche, cristalline	-Poudre blanche, cristalline
	avec une odeur	avec une odeur
	caractéristique	caractéristique [acétate d'éthyle].
- Solubilité :
Eau	1g/3ml	-Facilement soluble dans l'eau.
Méthanol.	1g/5ml	-Facilement soluble dans le
		Méthanol.
B/Identification :
- Par HPLC :
Temps de rétention	t (STD) = 3.312 mn	-Le temps de rétention du PA
	t (ECH) = 3.337 mn	STD est identique à celui du l'ECH.
-Test de sodium	Positive	-Il se forme un précipité blanc et dense.
C/Essai :
- pH	4,92	-Entre 4,5 et 7,5.
- Teneur en eau (KF)	3,94 %	-Entre 3,5 et 5,0 %.
- Dosage	T= 927,18 ug /mg	-Entre 815 et 950 ug/mg.

Aspect :

L'analyse visuelle du PA portant sur les critères d'odeur et de couleur a donné une poudre blanche, cristalline avec une odeur caractéristique [acétate d'éthyle], cette odeur est due au procédé d'obtention. La forme cristalline détectée à l'aide du microscope optique polarisant permet de détecter la couleur des cristaux. Ce résultat est conforme aux normes exigées.

Solubilité :

Le résultat du test de solubilité porté sur le tableau (03), montre que le PA est facilement soluble dans l'eau : par ionisation du sodium et les groupements hydrophiles portés sur la molécule d'oxacilline sodique. Sa solubilité dans le méthanol est due essentiellement à la formation des ponts hydrogène.

Identification par HPLC :

Les figures (29) et (30) schématisent respectivement les chromatogrammes des solutions STD et ECH, qui permettent simultanément d'identifier l'ECH et de déterminer son titre en oxacilline.



Figure (29) : Chromatogramme du STD (oxacilline sodique) obtenu par analyse par HPLC.
[GROUPE INDUSTRIEL SAIDAL Spa FILIALE ANTIBIOTICAL MEDEA]



Figure (30) : Chromatogramme de l'ECH (oxacilline sodique) obtenu par analyse par HPLC.
[GROUPE INDUSTRIEL SAIDAL Spa FILIALE ANTIBIOTICAL MEDEA]

Le temps de rétention de l'ECH très proche de celui du STD (en minute), ce qui permet de confirmer l'identification de la molécule d'oxacilline, le faible écart peut être interprété par les conditions de préparation et de conditions opératoires ainsi que les propriétés de chacune des substances ECH et STD.

Test de sodium :

Le résultat du test de sodium porté sur le tableau (03) montre que la substance testée contient du sodium, parce qu'il s'agit d'un sel sodique de l'oxacilline.

pH :

La mesure du pH de l'oxacilline sodique a révélé une valeur de 4.92, situant confortablement dans l'intervalle préconisé par les normes c'est-à-dire entre 4,5 à 7,5.

Teneur en eau (KF) :

La présence d'eau au sein d'une substance chimique peut avoir pour conséquence d'en abaisser l'activité par diminution du titre, et de modifier sa qualité pendant le stockage.

D'après le contrôle physicochimique de l'oxacilline sodique ce dernier est déclaré conforme selon les normes de la pharmacopée américaine.

II.A.2. Caractérisation physico-chimique de l'excipient [acide alginique] :

Les différents résultats établis pour la caractérisation de l'acide alginique sont figurés dans le tableau (04) associés aux spécifications de la monographie et comparés aux normes.

Tableau (04): Résultats du contrôle physicochimique de l'acide alginique :

Tests		Résultats		Normes
A/ Caractère :
- Aspect :		Poudre amorphe, inodore, insipide.	blanche,	- Poudre cristalline ou amorphe, blanche ou brun jaunâtre, inodore, insipide.
- Solubilité :
Eau		Insoluble dans l'eau		- Insoluble dans l'eau
Alcool		1g/5000 ml		- Très peu soluble dans l'alcool.
B/Identification :
- A		Positive		- Il se forme un précipité volumineux et gélatineux
- B		Positive		- Il se forme un précipité lourd et gélatineux
- C		Positive		- Le mélange obtenu avec la substance à examiner présente une coloration rouge-bleu plus intense que celle obtenu l'essai à blanc
C/Essai :
- pH		2,22		1,5 à 3,5
- Arsenic		Conforme		= 3 ppm
- Métaux lourds		Conforme		= 0.004%
- Cendres totaux		1.21 %		= 4 %
- Perte à la dessiccation		9,58 %		= 15 %
- Dosage (indice d'acide	)	310,58 SBA		= 230 SBA

Aspect :

L'analyse visuelle de l'acide alginique portant sur les critères d'odeur et de couleur a donné une poudre blanche, amorphe, inodore et insipide. Ce résultat est conforme aux normes exigées.

Solubilité :

Les résultats du test de solubilité portés sur le tableau (04) montrent que l'acide alginique est insoluble dans l'eau : par l'existence de longues chaînes hydrocarbonées (polymère hydrophobe), la très faible solubilité dans l'alcool est due essentiellement au caractère hydrophobe de la substance et à la chaîne hydrocarbonée de l'alcool.

Identification :

Les tests d'identifications chimiques montrent que l'acide alginique est conforme aux normes exigées.

pH :

La mesure du pH de l'acide alginique a révélé une valeur de 2,22 : caractère acide se situant confortablement dans l'intervalle préconisé par les normes c'est-à-dire entre 1,5 à 3,5.

Arsenic :

Le résultat obtenu pour le taux de présence d'arsenic dans l'acide alginique est conforme à la norme (=3 ppm).

Métaux lourds :

La présence d'un ou plusieurs métaux lourds au sein d'une substance chimique peut avoir pour résultat d'abaisser l'activité par diminution du titre, mais aussi d'augmenter la toxicité lorsque l'impureté est particulièrement nocive.

Le résultat obtenu dans l'essai de détermination des métaux lourds est très faible ou négligeable par rapport à la norme (= 0.004%).

Cendres totaux :

Le résultat du pourcentage des cendres totales obtenues pour l'acide alginique a montré qu'il est conforme à la norme qui prévoit une valeur de cendres de 1.21 %.

Perte à la dessiccation :

Le résultat de Perte à la dessiccation obtenue pour l'acide alginique a montré qu'il est conforme à la norme qui prévoit une valeur de cendres de 9,58 %.

Dosage (indice d'acide) :

310,58 SBA : ce résultat est conforme aux normes de la pharmacopée américaine, qui prévoit une limite supérieure à 230.

D'après le contrôle physicochimique de l'acide alginique ce dernier est déclaré conforme selon les normes de la pharmacopée américaine.

II.B. Résultats de l'étude des parametres influençant la libération du PA

[oxacilline sodique] encapsulé :

II.B.1. Détermination de la courbe d'étalonnage :

La variation de l'absorbance pour une longueur d'onde maximale (ë = 235 nm), pour des solutions aqueuses d'oxacilline sodique à différentes concentrations, sont résumés sur le tableau suivant :

Tableau (05) : Résultats dVEIRLEECHI des solutions d'oxacilline sodique à différentes concentrations :

Concentration en mg/ml	0	0,000625	0,00125	0,005	0,01
Absorbance (A)	0	0,027	0,048	0,183	0,352

À partir de ces valeurs nous avons tracé la courbe d'étalonnage :



0 0,0025 0,005 0,0075 0,01

Concentration

mg/ml

Absorbance

0,4

0,3

0,2

0,1

0

Y= 35.04 X +0.003
R² = 0.999

Figure (31) : Courbe d'étalonnage d'oxacilline sodique.

La courbe d'étalonnage obtenue est une droite dont la pente égale à 35.04 avec un coefficient de corrélation R= 0.999. Par la comparaison avec la loi de BEER-LAMBERT, on trouve :

La pente = a (absorptivité) = 35.04 g^-1.l.cm^-1

II.B.2. Préparation des sphères de l'oxacilline sodique :



L'alginate de sodium résulte de la réaction de neutralisation de l'acide alginique avec la soude selon l'équation suivante :

Acide alginique + hydroxyde de sodium alginate de sodium + eau

> Aspect de la solution d'alginate de sodium : - Solution visqueuse ;

- De couleur jaune.

> Aspect des sphères résultantes :

Les sphères obtenues sont de couleur blanche, de forme sphérique et d'une taille moyenne situant au voisinage : 2.4 mm (fig.32).



Figure (32) : Sphères de l'oxacilline sodique.

II.B.3. Détermination du rendement d'encapsulation :

Le calcul du rendement d'encapsulation a révélé une valeur de 31,25 %.

Rdt = 31,25 %.

II.B.4. Etude de la libération du PA encapsulé :

L'étude de la cinétique et de la stabilité des billes, nous a mené à respecter les deux conditions suivantes :

En premier lieu nous avons tenté de comparer la libération du PA à travers deux solutions aqueuses : eau distillée et eau physiologique ;

En deuxième lieu, nous avons étudié l'influence de deux paramètres : température et pH sur la libération pour les premiers cas.

Les billes dont nous avons étudié la libération du PA en fonction de différents paramètres sont de deux types: billes séchées à l'étuve et billes telles quelles sont ou humides.

À partir d'une microsphère, le phénomène de diffusion de la molécule active à travers une matrice sera décrit par une cinétique obéissant à la loi d'HIGUCHI qui montre que la quantité libérée de matière active est directement proportionnelle à la racine carrée du temps.

m = k t1/2

Les résultats établis des tests expérimentaux portés sur les billes préparées, déterminantes la quantité libérée dans le temps, sont récapitulés comme suit :

+ Cas des billes non séchées (humides) :

> Libération de PA dans l'eau distillée :

Les résultats des tests de libération du PA des billes non séchées effectués dans l'eau distillée à différentes températures pour des pH : 1,2, 3 et 7, sont illustrés sur les figures 33, 34, 35 (voir annexe VI, tableau 7) :

N.B : La masse cumulative est la masse du PA contenant dans le milieu de libération.

. pH = 1,2



Masse cumulative (mg)

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

1 2 22 23 24 46 47 48 49 70 71

t (h)

T= 37°c T= 25°c T= 4°c

Figure (33) : Influence de la température sur la libération du PA
dans l'eau distillé à pH=1,2.

. pH =3



Masse cumulative (mg)

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

1 2 22 23 24 46 47 48 49 70 71

t(h)

T= 37°c T= 25°c T= 4°c

Figure (34) : Influence de la température sur la libération du PA
dans l'eau distillé à pH=3.

. pH =7



Masse cumulative (mg)

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

1 2 22 23 24 46 47 48 49 70 71

t(h)

T= 37°c T= 25°c T= 4°c

Figure (35) : Influence de la température sur la libération du PA
dans l'eau distillé à pH=7.

> Liberation de PA dans l'eau physiologique :

Les résultats des tests de libération de PA des billes non séchées effectués dans l'eau physiologique à différentes températures pour des pH : 1,2, 3 et 7, sont illustrés sur les figures 36, 37 et 38 (voir annexe VI, tableau 8):

. pH = 1,2



Masse cumulative (mg)

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

1 2 4 24 26 28 46 48

t(h)

T= 37°c T= 25°c T= 4°c

Figure (36) : Influence de la température sur la libération de PA
dans l'eau physiologique à pH=1,2.

. pH = 3



Masse cumulative (mg)

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

1 2 4 24 26 28 46 48

t(h)

T= 37°c T= 25°c T= 4°c

Figure (37) : Influence de la température sur la libération de PA
daj l'eau physiologique à pH=3.

. pH = 7



Masse cumulative (mg)

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

1 2 4 24 26 28 46 48

t(h)

T= 37°c T= 25°c T= 4°c

Figure (38) : Influence de la température sur la libération de PA dans
l'eau physiologique à pH=7.

+ Cas des billes séchées :

> Libération de PA dans l'eau distillée :

Les résultats des tests de libération de PA des billes non séchées effectués dans l'eau distillée à différentes températures pour des pH : 1,2, 3 et 7, sont illustrés sur les figures, 39, 40, 41 (voir annexe VI, tableau 9) :

. pH = 1,2



Masse cumulative(mg)

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

t(h)

T= 37°c T= 25^°c T= 4°c

Figure (39) : Influence de température sur la libération de PA
dans l'eau distillée à pH=1,2.

. pH = 3



Masse cumulative(mg)

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

t(h)

T= 37°c T= 25^°c T= 4°c

Figure (40) : Influence de température sur la libération de PA
dans l'eau distillé à pH3

. pH = 7



Masse cumulative(mg)

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

t(h)

T= 37°c T= 25°c T= 4°c

Figure (41) : Influence de température sur la libération de PA
dans l'eau distillée à pH=7.

> Libération de PA dans l'eau physiologique :

Les résultats des tests de libération de PA des billes non séchées effectués dans l'eau physiologique à différentes températures pour des pH : 1.2, 3 et 7, sont illustrés sur les figures 42, 43,44 (voir annexe VI, tableau 10) :

. pH = 1.2



Masse cumulative(mg)

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

2 4 24 26 28 46 48 50 52 70 72 74 76 94 96 98

t(h)

T= 37°c T= 25°c T= 4°c

Figure (42) : Influence de la température sur la libération de PA
dans l'eau physiologique à pH=1,2.

. pH = 3



Masse cumulative(mg)

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

2 4 24 26 28 46 48 50 52 70 72 74 76 94 96 98

t(h)

T= 37°c T= 25°c T= 4°c

Figure (43) : Influence de la température sur la libération de PA
dans l'eau physiologique à pH=3.

. pH = 7



Masse cumulative(mg)

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

2 4 24 26 28 46 48 50 52 70 72 74 76 94 96 98

t(h)

T= 37°c T= 25°c T= 4°c

Figure (44) : Influence de la température sur la libération de PA
dans l'eau physiologique à pH=7.

Discussion générale

On peut organiser la discussion selon les points suivants:

A. Analyses et discussion des graphes :

1- Pour les billes humides :

Nous pouvons diviser les courbes cumulatives en 3 parties:

* La première partie, on remarque que la libération est importante: de 1 h à 4h (cas de l'eau physiologique) et de 1h à 22 h (cas de l'eau distillée), dans ce cas la libération est favorisée par la différence de concentration en oxacilline sodique entre le solvant de dissolution (l'eau distillée) et le milieu interne (la matrice du polymère);

* Dans la deuxième partie qui est plus longue, de 4 h à 28 h (cas de l'eau physiologique) et de 22h à 49 h (cas de l'eau distillée) ,la libération est plus faible que la première partie, ce qui implique l'abaissement de différence de concentration en PA entre les deux milieux;

* Dans la troisième partie : à partir de 28 h (cas de l'eau physiologique) et de 49 h (cas de l'eau distillée), la quantité libérée est très faible (libération presque constante due à la saturation de milieu), ce qui implique que la quantité encapsulée est presque absente dans la bille dans les deux cas (eau distillé et l'eau physiologique).

2- Pour les billes sèches: dans ce cas les allures sont divisées en deux cas :

2-a/ Cas de la libération dans l'eau distillée, le phénomène est très faible ce qui est traduit par l'allure (presque une droite) et cela a été étudiée dans un temps long: 1h à 124 h, pour une quantité totale libérée comprise entre 0.11 mg et 0.36 mg, pour l'intervalle des températures et des pH étudiées.

2-b/ Cas de la libération dans l'eau physiologique, les allures sont discutées de la même manière que celles décrites plus haut. Mais dans ce cas la quantité maximale libérée est atteinte rapidement et plus faible que celle atteinte par apport à celle des sphères non séchées.

Cependant, à la température de 4°C, la libération est faible ce qui signifie que la température adéquate de conservation (réfrigérateur) est cette valeur. On remarque aussi, que la valeur de 37°C qui est la température physiologique constitue une valeur optimale pour la libération du PA, ce processus qui dure dans les conditions de pH (1.2, 3, 7) 71 h pour une libération dans l'eau distillée et une valeur supérieure pour une durée de 48 h dans l'eau physiologique.

Par ailleurs, la température 25°C (la température de préparation), la quantité libérée est en 2 h presque la moitié de celle de la quantité maximale pour un pH = 7. Donc il faut tenir compte d'une part les conditions de préparation et celles de la quantité suffisante pour garantir l'effet thérapeutique.

B. Interprétation :

La libération du PA encapsulé dans la matrice polymérique suit deux principales étapes: le gonflement: qui est assuré par l'entré du solvant et la diffusion qui est régi par la loi d'HIGUCHI, (les billes formulées sont de type sphère et non microcapsule). Ce resultat est bien conforme aux allures des courbes établies. Cependant l'effet des paramètres physico-chimiques peut etre interprété de la manière suivante:

1/ Influence de la temperature :

La température peut avoir un double effet, et cela d'une part, sur la conformation des

chaines polymériques, cet effet se manifeste quand la température est augmentée, les chaines polymériques s'éloignent les unes des autres, se qui permet au PA de se libérer.

Et d'autre part sur la modification du coefficient de diffusion, qui est liée à la température par la relation établie par STOCKES-EINSTEIN (Xiaoling et Bhaskara, 2006), où le coefficient de diffusion (D) augmente lorsque la température augmente , ce qui traduit par l'augmentation de la masse de PA diffusé.

2/ Influence de pH :

L'alginate est un polymère anionique, qui libère un proton en milieu basique. Le gonflement dans ce cas est accéléré par la force de répulsion qui apparait au fur et à mesure que le pH augmente.

N.B : Pour la libération à pH=1,2, la quantité libérée est inversement proportionnelle au pH, ce qui peut être justifié par la haute solubilité de PA dans un milieu acide (Igor et Mattiasson, 2008).

3/ Influence de la force ionique :

Le Na⁺ provient de milieu entre dans une compétition avec Ca⁺² de l'alginate de calcium, d'où resulte,à nouveau, la formation de l'alginate de sodium qui est soluble dans l'eau, avec le temps le PA piégé se libére (Xiaoling et Bhaskara, 2006).

4/ Influence de séchage :

Le séchage des sphères a pour but de voir l'effet de ce dernier sur les chaînes de polymère, avec le séchage, les chaînes se contractent progressivement, donc elles adoptent une conformation condensée, l'influence sur la libération est exprimée par une diminution si cette libération est comparée avec le cas normal (sphères humide) (Rubinstein et Colby, 2003).

Enfin cette étude nous a permis de synthétiser les constatations suivantes :

* Pour une formulation d'encapsulation il est nécessaire de prendre en compte tous les facteurs dépendant la formulation et les conditions de conservation;

* La température de stockage influe sur la préparation médicamenteuse élaborée par modification du temps ou de la cinétique de libération du PA. Ce même paramètre permet de donner les informations sur le comportement cinétique au sein de l'organisme humain;

* le pH, autre paramètre d'étude tres important de mettre en oeuvre, permet de connaître d'une part la stabilité du PA et son cinétique de libération dans l'organisme et de choisir la voie d'administration qui peut être orale ou parentérale;

* le solvant de conservation, constitue un autre paramètre d'étude, qui permet le choix du liquide dont la libération est favorisée.

Conclusion générale

Conclusion générale

Conclusion générale

Cette étude a été effectuée en trois étapes:

- la première a été consacrée à un contrôle de la matière première, principe actif : oxaciline sodique et l'acide alginique.

- la deuxième consistait à la mise d'encapsulation de l'oxaciline sodique;

- et la troisième, permet d'étudier les paramètres influençant la cinétique de libération du PA.

En effet, nous pouvons admettre que la formulation préparée est basée sur le principe de gélification de goute, dont le polymère utilisé est un polymère naturel hydrophobe modifiée par la soude c'est-à-dire l'utilisation d'alginate de sodium, et par la présence de CaCl2, afin de modifier la rigidité de la sphère.

D'après cette étude, nous avons constaté d'une part, que la mise en point d'une microencapsulation par un tel procédé permet d'obtenir des billes dont le PA est dispersé dans toute la masse (type sphère et non capsule), dont le rendement d'encapsulation a atteint 31,25 %. D'autre part, l'analyse des cinétiques de libération mène à dire que les conditions de préparation telles que le pH et la température peuvent influencer d'une manière notable la quantité et le temps de libération.

En ce qui concerne le pH, les valeurs 7 et 1.2 correspondent à des valeurs maximales de la quantité libérée ;

La cinétique de libération est fortement influencée par la température, nous concluons que la valeur optimale de libération est 37°C, mais la valeur 25°C peut constitue une contrainte de préparation, tandis que la valeur 4°C est une température adéquate de conservation.

Un dernier paramètre d'étude est le solvant de dissolution, dont nous pouvons constater que l'eau physiologique est le meilleur solvant comparé par apport à l'eau distillée. Cette différence est remarquable dans le cas des billes séchées, et cela en terme de temps de libération et en terme de quantité libérée.

Enfin, bien que cette étude nous a permet de réaliser une méthode d'encapsulation d'un antibiotique et de savoir les conditions de libération d'un médicament, il est recommandé de mettre en formulation d'autres procédés et d'appliquer une caractérisation des microsphères afin d'élucider le phénomène de libération par d'autres méthodes plus précises.

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Annexes

ANNEXE I

Le tableau 01 rassemble quelques données sur la sensibilité aux antibiotiques les plus usuels d'un certain nombre d'espèces bactériennes à gram positif ou négatif (Asselineau et Zalta, 1973).

Tableau (01): CMI des antibiotiques en g/ml de milieu (Asselineau et Zalta, 1973).

	Bactérie à Gram positif			Bactérie à Gram négatif
	Streptococcus pyogènes		Pseudoeonas Pyocyaneae	Salmonella sp.	Pénicilline
0.012	0.006		5-20	>32	Erythromycine
0.12	0.03		-	-	Novobiocine
0.12	2		-	-	bacitracine
2	0.25		-	-	polymyxine
-	-		0.12	0.12

Tableau (02) : Grandes familles des antibiotiques (Maur, 1979).

Bêtalactaminès	Macrolides et apparentés (lincosanides)	Tétracyclines	Synergistines		Antibiotiques à structure d'acides aminés	Pénicillines Céphalosporines Mecillinam- Pivmécillinam Acide clavulanique
Erythromycine Oléandomycine Spiramycine Kitasamycine Lincornycine - clindamycine Rosamyclne Midecamycine	Tétracycline Chlorotétracycline Déméthylchlortétracycline Oxytetracycline Methacycline Doxycycline Minocycline	Viriginiarnycine Pristinamycine	Thiamphenicol Chloramphénicol		Polypeptides surfactifs
Aminoglycosides
	II^eme sous-groupe	III^eme sous-groupe	IV^eme sous-groupe		Polymyxine- colisfine 1
Streptomycine Dihydrostrept- omycine 1	Neomycine Framycetine	Kanamycine Paromomycine Lividomycine Amicacine Bekenamycine	Gentamicine Tobramycine Sisomicine Ribostamycine Vistamycine

Tableau (03) : Principaux substituant des chaînes latérales des pénicillines (Maur, 1979).

Nom générique		Groupe R	Benzylpénicilline (pénicilline G )
		Phénoxyméthyl pénicilline (pénicilline V)
		Phénéthicilline
		Propicilline
		Oxacilline
		Ancillin

Tableau (04) : Classement des pénicillines selon différents critères (Maur, 1979).

a) Selon leur origine		· Pénicillines (naturelles) obtenues par la seule fermentation (pénicilline G et V); · Pénicillines de semi-synthèse par production « dirigée », grâce à des précurseurs ajoutés au milieu de fermentation: toutes les autres.	b) Selon leur absorption ou leur non absorption digestive (administration orale ou parentérale)
· Pénicilline d'administration exclusivement parentérale : pénicilline G, méthicilline,... etc. · Pénicilline d'administration exclusivement orale : -Phénoxyalkylpénicilline: pénicilline V, clométocilline, phénéthicilline...etc - Azidocilline #177; pivampicildine - amoxycilline. · Pénicilline d'administration orale et parenterale: - Isoxazolylpenicillines: Oxacilline, cloxacilline, dicloxacilline, flucloxacilline -Ampicilline et certain de ses dérivés : ampénicilline, hétacilline, épicilline.		c) Selon qu'elles sont résistantes ou non à la dégradation par les pénicillinases bactériennes
· Résistantes : Méthicilline, isoxazolyl pénicillines, pyrazocilline; · Non résistantes : Pénicillines G et V, clométocilline, phénéthicilline, propicilline, azidocilline, ampicilline et dérivés, carbénicilline et dérivés.
d) Selon leur spectre d'action,		1) Pénicillines G, ayant le spectre moyen comprenant surtout les germes GRAM^+ et les cocci GRAM^-, mais a des dose élevées ayant encore une certaine activité sur certains germes CRAM^- (surtout par concentration, en milieu urinaire) ; 2) Pénicillines orales non résistantes aux pénicillinases bactériennes, de spectre moyen, mais ayant perdu une bonne partie de leur action sur les germes GRAM^- : phénoxyalkylpénicillines, Clométocilline; 3) Pénicillines à large spectre d'action, incluant, en plus les bactéries GRAM^-, les bacilles GRAM^- et dont les représentants sont l'ampicilline et ses dérivés et les céphalosporines ; 4) Pénicillines a très large spectre incluant en plus le pseudomonas et les proteus indol^+ : sulfoxypenacillines, ureidopenicillines...etc. 5) Pénicillines "antistaphylocoiques", résistant aux pénicillines bactériennes, ayant perdu complètement toute action sur les germes GRAM^- et orientées principalement vers les staphylocoques producteur de pénicillinases, bien que leur spectre d'action inclue d'autre cocci GRAM^+, mais ayant sur ceux-ci une activité inferieure a celle de la pénicilline G et V:Lafcilline, ancilline....etc.

Tableau (05) : Principaux matériaux enrobants utilisés dans les procédés physico-chimiques et mécaniques de microencapsulation (Richard et Benoit, 2000).

Principaux matériaux
enrobants

Procédés de mise In oeXYEI

Exemples de domaines
d'application

Polymères d'origine naturelle

Gélatine

Alginate de sodium

Coacervation complexe Coacervation simple

Coacervation complexe Prilling

-Arômes

-Parfums

-Pharmacie

-Autocopiants

-Biomédical: encapsulation de cellules

-Arômes

-Cosmétique

-Parfums

-Phytosanitaire

Chitosane

Amidon

Coacervation complexe Prilling

Spray-drying

Spray-coating

Spray-drying

-Pharmacie

-Administration orale -Libération gastrique -Masquage de goût

-Alimentaire : encapsulation d'arômes, d'huiles essentielles ou aromatiques, de vitamines et d'épices

Polymères cellulosiques

Ethylcellulose (EC) Hydroxypropylcellulose (HPC)

Hydroxypropylméthylcellulose (H PMC)

Esters de cellulose entérosolubles

Phtalate d'hydroxypropylmé- thylcellulose

Coacervation simple

Spray-coating

Spray-drying

Évaporation - Extraction de solvant

-Pharmacie

-Masquage de goût -Administation orale -Libération prolongée ou déclenchée (entérique)

Polymères synthétiques

Copolymères acryliques et méthacryliques
Spray-drying Spray-coating Évaporation - Extraction de solvant
-Pharmacie -Administration orale -Libération gastrique -Libération entérique -Libération prolongée -Masquage de goût
Polyoléfines		(Co-) extrusion #177; sphéronisation Évaporation de solvant		-Chimie -Biomédical -Phytosanitaire -Libération prolongée ou déclenchée par élévation de température
Copolymères (acrylo-) vinyliques
Homopolymères et copolymères d'acide lactique et d'acide glycolique (PLA, PLGA)		Coacervation simple Spray-drying Évaporation - Extraction de solvant		-Pharmacie -Libération prolongée -Administration parentérale de peptides
Lipides et cires minérales
Corps gras solides (esters, alcools, acides gras)		Prilling Solidification d'émulsion (hot melt) Spray-coating Procédé de coacervation en milieu supercritique		-Cosmétique -Chimie -Pharmacie -Libération prolongée ou - déclenchée par élévation de température -Stabilisation de matières actives -Masquage de goût
Glycérides
Cires (d'abeilles, de Carnauba, de Candelilla ...)
Cires minérales

Tableau (06) : Monomères utilisés dans les procédés chimiques de microencapsulation et matériaux polymère formé (Richard et Benoit, 2000).

Monomères	Matériau polymère formé	Procédés de mise Rn oeX\1R	Domaines d'application
1 ,6-Hexaméthylènediamine / Chlorure de sébacoyle	Polyamide nylon 6-10	Polycondensation interfaciale	Phytosanitaire Biomédical
L-Lysine/Chlorure de téréphtaloyle	Polyamide	Polycondensation interfaciale	Biomédical
Pipérazine/Chlorure de téréphtaloyle	Poly(téréphtaloylpi- pérazine)	Polycondensation interfaciale	Biomédical
1 ,6-Hexaméthylènediami- ne/Chlorure de téréphtaloyle	Poly(téréphtalamide)	Polycondensation interfaciale	Biomédical
2,2-bis (4-Hydroxyphényl)- propane/Chlorure de sébacoyle	Polyester	Polycondensation interfaciale	Phytosanitaire
Méthylènediisocyanate	Polyurée	Polycondensation interfaciale	Biomédical
1 ,6- Hexaméthylènediamine/Méthylène- diisocyanate	Polyurée	Polycondensation interfaciale	Vétérinaire
Cyanoacrylate de butyle	Poly(cyanoacrylate de butyle)	Polymérisation anionique en émulsion	Pharmaceutique
Cyanoacrylate d'hexyle	Poly(cyanoacrylate d'hexyle)	Polymérisation anionique en émulsion	Pharmaceutique
Méthacrylate de méthyle (MAM)	Poly(méthacrylate de méthyle)	Polymérisation radicalaire en émulsion	Cosmétique
Acrylate de butyle (ABu)/MAM	Poly(acrylate de butyle-co-méthacrylate de méthyle)	Polymérisation radicalaire en émulsion	Cosmétique

ANNEXE II

Technique de référence pour la détermination de la CM

1. Méthodes de dilution :

> en milieu liquide :

On prépare une série d'une dizaine de tubes à hémolyse dans lesquels on répartit une même quantité de bouillon nutritif ensemencé (ce qui ne se traduit par aucune opacité appréciable à l'oeil).

On distribue ensuite dans chaque tube (Fig.01), à l'exception du premier qui servira de témoin, des quantités croissantes de l'antibiotique étudié, réalisant une gamme de concentrations en progression géométrique de raison 2 (Duval et Soussy, 1980).



Figure (01) : Méthode de dilution en milieu liquide (Duval et Soussy, 1980).

Les tubes sont placés à l'étuve à 37 °C pendant 24 h, après quoi on les observe macroscopiquement, Dans un certain nombre de tubes, la culture s'est développée, un trouble nettement visible en est la traduction. A partir d'une certaine concentration, il n'y a plus de culture visible. Le premier tube dans lequel il n'y a plus de culture visible indique la concentration minimum inhibitrice, encore appelée taux inhibiteur ou taux de sensibilité de la souche étudiée.

en milieu solide :

la méthode de dilution en gélose consiste a incorporer l'antibiotique dans de la gélose coulée en boites de pétri, réalisant comme précédemment une gamme de concentrations croissantes. La souche est ensemencée en une strie à la surface de chaque boite (fig.02) (Duval et Soussy, 1980).



Figure (02) : Méthode de dilution en milieu solide (Duval et Soussy, 1980).

2. Méthode de diffusion en gélose (méthode de disque) :

Elle consiste a déposer a la surface de la gélose d'une boîte de Pétri des disques de papier buvard imprégnés des différents antibiotiques testés. Chaque antibiotique diffuse au sein de la gélose a partir du disque et y détermine des concentrations inversement proportionnelles a la distance du disque. Si. Avant de déposer les disques, on a ensemence uniformément la surface de la gélose avec le germe à étudier, les disques apparaissent. Après 24 heures d'étuve, entourés d'une zone d'inhibition dont le diamètre permet de mesurer la CMI, (il est évident que la culture s'arrête là oil, dans la gélose, existe une concentration d'antibiotique égale à la CMI) (fig.03) (Duval et Soussy, 1980).



Figure (03) : Méthode de diffusion en gélose (Anonyme 10).

Pour mesurer cette dernière. Il suffit d'avoir au préalable étalonné le système disquesmilieu de culture avec un grand nombre de souches de CMI connues déterminées par les méthodes précédentes : On mesure le diamètre de la zone d'inhibition obtenue pour chacune de ces souches; les chiffres obtenus permettent de tracer la droite de régression ou courbe de concordance ». Donnant la correspondance entre les CMI et les diamètres des zones d'inhibition pour les disques et le milieu de culture considérés (fig.04). Pour déterminer la CMI d'une souche x, il suffit de mesurer le diamètre de sa zone d inhibition. Puis de reporter ce chiffre sur le graphique: on en déduit la CMI (Duval et Soussy, 1980).



Diamètre de
la zone
0¹iQhiEitiRQ

CMI en ug/ml

Figure (04) : Exemple de courbe de concordance ; relation diamètre des zones
d'inhibition et CMI (Duval et Soussy, 1980).

3. Méthode turbidimétrique :

Consiste à mesurer l'opacité d'un tube où se trouve un milieu renfermant des germes et l'antibiotique à tester. Plus l'opacité est grande, plus l'activité de l'antibiotique est faible (Touitou, 1995).

ANNEXE III

Spectrophotométrie d'absorption dans l'ultraviolet et le visible

1. Principe :

La spectrométrie d'absorption moléculaire dans le domaine ultraviolet (UV), de 185 à 380 nm environ, et visible (VIS), de 380 à 800 nm environ, est une technique courante de contrôle et d'analyse de composés chimiques. Elle s'applique à des groupements d'atomes (ex : molécules, ions, polymères) qui absorbent le rayonnement électromagnétique dans le domaine UV-VIS.

L'absorption de la lumière UV-VIS par les molécules se produit, comme pour les atomes, du fait de transitions électroniques entre différents niveaux d'énergie. Un électron à l'état fondamental absorbe des radiations d'une énergie E suffisante pour l'élever à un niveau d'énergie supérieur, l'état excité, (ce qui détermine la longueur d'onde l, par la relation :

E = h c / l, oil « h » est la constante de Planck et « c » la vitesse de la lumière). Le retour au plus bas niveau d'énergie, l'état fondamental, se produit par perte d'énergie sous forme de chaleur ou, occasionnellement, par rémission de radiation (fluorescence ou phosphorescence).



Absorbance Absorbance

tat fondamentale

état fondamentale / xcitation

excitation

/ EE

Figure (05) : Spectre d'une seule
transition (Anonyme 12).

Figure (06) : Spectre d'absorptio Figure (06) : Spectre

dabsortion UV-VIS. UV-VIS(Anonyme 12).

Absorbance Absorbance

tat excité état excité

tat fondamentale état fondamentale

1 / E
/ E

iure (07) : Spectre de plusieurs Figure (07) : Spectre de sieurs transitions [45] transitions (Anonyme 12).

Figure (08) : Spectr résultant de Figure (08) : Spectre résulta

plusieurs transitions (Anonyme 12). de plusieurs transitions [45]

tat excité état excité

S'il n'y avait qu'un seul (fig.05), le spectre d'absorption UV-VIS (fig.06) n'aurait qu'une seule raie à la longueur d'onde correspondant à l'énergie nécessaire à la transition. Dans ce cas idéal, la spectrométrie UV-VIS serait un outil immédiat d'analyse qualitative : la longueur d'onde exacte d'absorption serait parfaitement caractéristique de la molécule, Cependant, de nombreux autres niveaux d'énergie (dus à des vibrations, des rotations et des transitions moléculaires) se superposent aux niveaux d'énergie électroniques, et plusieurs transitions sont possibles (fig.07). Le spectre résultant prend alors la forme d'une bande large sans caractéristique très marquée (fig.08) (Anonyme 12).

Ce spectre permet à la fois l'identification (analyse qualitative), mais dans certaines limites seulement et l'estimation (analyse quantitative) d'un composé.

Les chromophores qui peuvent être détectés par des spectromètres UV-VIS comprennent toujours des liaisons doubles entre atomes de carbone (C=C) ou des liaisons doubles ou triples entre le carbone et certains autres atomes (C=O, CN notamment).Ils peuvent être conjugués à d'autres groupes fonctionnels pour former des complexes chromophores. Un exemple typique est le benzène (Anonyme 12).



Figure (09) : molécule de benzène (Anonyme 12).

Ainsi, la spectrométrie d'absorption moléculaire UV-VIS permet d'étudier, à l'état gazeux, liquide ou solide, des composés organiques principalement mais aussi des composés inorganiques (Anonyme 12).

2. Analyse quantitative :

L'analyse quantitative par la spectrométrie UV-VIS est très utilisée (beaucoup plus que l'analyse qualitative) car l'absorption est plus ou moins importante selon le nombre de groupements d'atomes placés sur le trajet de la lumière : des lois connues relient cette absorption à ce nombre dans certaines conditions opératoires. Ce sont les lois de LAMBERT et de BEER (Anonyme 12).


· Loi de BEER- LAMBERT :

L'absorption de la lumière est directement proportionnelle à la fois à la concentration du milieu absorbant et à l'épaisseur de la cuve où se trouve le milieu.

Une combinaison de ces deux lois (la loi de BEER-LAMBERT) donne la relation entre l'absorbance (A) et la transmittance (T) :

A = log (I0 / I) = log (100/ T) = å c x

Avec :

A = absorbance (sans unité).

I0= Intensité de la lumière incidente.

I = Intensité de la lumière transmise (I toujours inférieure à I0).

T = Transmittance.

å coefficient d'absorption molaire ou d'extinction (mol^-1. dm³.cm^-1).

c = concentration molaire (mol. dm^-3).

x = longueur de la cuve (cm) ou trajet lumineux.

La relation entre transmittance et concentration n'est pas linéaire (fig.10) mais la relation entre l'absorbance et la concentration est linéaire (fig.11), ce qui est à la base de la plupart des analyses quantitatives (Anonyme 12).



igure (10) : Relation entre transmittance Figure (11) : Relation entre l'absorbance.

et concentration (Anonyme 12). et la concentration (Anonyme 12).

La simple relation linéaire entre l'absorbance et la concentration et la facilité relative de mesure de la lumière UV-VIS sont donc les raisons pour lesquelles la spectroscopie UV-VIS est jà la base d'un grand nombre de méthodes d'analyse quantitative.

N.B : A température ambiante, il est donc hautement probable que toutes les molécules soient à l'état électronique fondamental.


· Limites de la loi de BEER-LAMBERT:

- Les mesures ne sont valables que dans une gamme de concentrations très faible, et l'absorbance ne dépasse pas 3.

- Il est important de noter que å est une fonction de la longueur d'onde et donc que la loi est seulement vraie en lumière monochromatique, c'est une limite lié à l'appareil (Anonyme 12).

3/Appareillage :

Les spectromètres classiques comprennent les éléments suivants : (fig.12)

Une source, un porte-échantillons, un monochromateur, un détecteur, un appareil de lecture (Anonyme 12).

Source Monochromateur Cellule Détecteur Processeur



Figure (12) : Principaux constituants d'un spectrophotomètre (Anonyme 12).

> La source :

Pour la plupart des spectrophotomètres UV-visible, on utilise principalement deux types de lampes afin de couvrir la totalité du spectre. Ainsi, pour la partie UV du spectre, on emploie des lampes au deutérium ou parfois au xénon à haute pression. Les lampes au deutérium émettent en effet un rayonnement dont les longueurs d'onde sont comprises approximativement entre 180 et 400 nm, et ont une durée de vie d'environ 1000 h, En ce qui concerne la partie

visible du spectre, les plus utilisees sont les lampes halogène au quartz à filaments de tungstène dont le rayonnement, continu, est compris entre 350 et 1300 nm.

> Monochromateurs et polychromateurs :

La fonction du monochromateur est de selectionner une longueur d'onde parmi le spectre du rayon incident. Les plus simples sont composes de filtres ne laissant passer qu'une seule longueur d'onde; il est possible d'en utiliser plusieurs afin d'obtenir differentes longueurs d'onde. Les monochromateurs les plus utilises sont composes en general d'une fente d'entree, d'un dispositif de dispersion comme un prisme ou un reseau, et d'une fente de sortie. L'echantillon et le detecteur, places juste derrière le monochromateur.

> Les détecteurs :

Il existe deux types principaux de detecteurs: le detecteur unicanal et le detecteur multicanal. En fait, le premier convient à un monochromateur alors que le second est utilise avec un polychromateur.

> Le recueil du signal (lecture) :

Le detecteur est relie grâce à un convertisseur, à un microprocesseur, qui recueille toute la serie de mesures (Anonyme 12).

4/ Méthodologie :

Le blanc utilisé doit contenir la solution à laquelle l'élément étudié a été retiré.

Dans un premier temps, on cherche la longueur d'onde d'absorption maximale de cet élément, en traçant son spectre d'absorption (A en fonction de ë) : ë _max est determinee.

Ensuite, à ë _max (pour n'effectuer qu'une seule mesure tout en évitant au mieux les lumières parasites), on trace la courbe d'étalonnage de l'élément. Pour cela, on prépare environ 5 échantillons à des concentrations connues et on mesure à chaque fois l'absorbance A. Parmi ces echantillons, on prepare un echantillon qui donne A = 0 (solvant seul sans l'élément étudié) et un autre qui donne A

= 100% (élément seul). Cette courbe d'étalonnage permet de calculer le coefficient d'extinction å défini précédemment. Alors, les concentrations inconnues de l'élément peuvent être determinees, à ë _max en reportant sur la courbe les absorbances mesurees (Anonyme 12).

5/ Qualité du spectre :

La qualité du spectre obtenu par utilisation d'un instrument est une fonction de la monochromaticite du rayon incident. Celle-ci depend de:

> La largeur des fentes du monochromateur : Lorsque la largeur des fentes diminue, la forme de la courbe spectrale se modifie jusqu'à ce qu'une image plus ou moins nette apparaisse. Cependant, pour des fentes très étroites, une faible quantité d'énergie atteint le detecteur, et du bruit peut alterer la qualite spectrale.

> la quantité de lumière parasite : Le spectre peut egalement être modifie par le rayon émergeant du monochromateur qui possède une lumière assez différente de celle que l'on devrait obtenir theoriquement. On appelle cette lumière la lumière parasite, due aux reflexions involontaires dispersives dans le monochromateur. Si l'instrument est réglé à une longueur d'onde correspondant à un maximum d'absorption connu (ë _max) pour ^un echantillon, la lumière parasite sera en général moins absorbée max par l'échantillon que celle à d'autres longueurs d'onde (Anonyme 12).

6/ Exactitude et précision des résultats :

L'exactitude détermine la façon dont s'approche la valeur spectroscopique mesurée (A ou ë) de la vraie valeur. La précision des résultats servant à obtenir la valeur moyenne (qui correspond à la meilleure estimation du résultat réel que les expériences ont trouvé) est donnée par leur dispersion (Anonyme 12).

"Vrai" Valeur Valeur moyenne, A





Exactitude

Dispersion



A

Figure (13) : conceptions d'exactitude et de dispersion (Anonyme 12).

On trouve la valeur moyenne A pour l'ensemble des résultats A1, A2, ..., A n grâce à la formule : (Anonyme 12).

A = A1 + A2 + ...A n / n

ANNEXE IV



A- VERRERIES ET CONSOMMABLES

- Béchers en verre ; - Boites de Pétri ;

- Burette ;

- Cuvette en Quartz ;

- Entonnoir en verre et en plastique ;

- Eprouvette en verre graduée ;

- Fioles jaugées en verre ; - Papiers filtre ;

- Papier hygiénique ;

- Papier réactif de pH ; - Papier tournesol ;

- Poire ;

- Portoirs ;

- Pipettes en verre gradué ;

- Pipette pasteur ;

- Récipients en verre ; - Seringue à aguille ; - Spatule ;

- Tubes à essai ;

B- REACTIFS CHIMIQUES UTILISES

- 1,3-dihydroxynaphtalène ; - Acétate d'LP P RniIXP ;

- Acétate de calcium ;

- Acétate de plomb ;

- Acide acétique ;

- Acide nitrique ;

- Acide sulfurique ;

- Chlorure stanneux ;

- Carbonate de potassium ; - Chlorure de calcium ;

- Diéthyldithiocarbamate d'argent ; - Éther isopropylique ;

- Glycérine ;

- Hydroxyde de potassium ; - Isopropyl alcool ;

- Iodure de potassium ;

- Nitrate de plomb ;

- Peroxyde d'hydrogène à 30 % ; - Phénolphtaléine ;

- Phosphate de potassium monobasique (KH2PO4) ;

- Pyroantimonate de potassium ;

;

- Thioacetamide ;

- Trioxyde d'arsenic

- Trioxyde sulfurique ;

- Zinc granulaire.

C- PREPARATION DES SOLUTION

Acide Chlorhydrique HCl :

Contient au minimum 36,5 pour cent m/m et au maximum 38,0 pour cent m/m d' HCl.

Acide nitrique HNO3 (Mr 63,0) :

Contient au minimum 69,0 pour cent m/m et au maximum 71,0 pour cent m/m de HNO3.

Acide sulfurique H2SO4 (Mr 98,1) :

Contient au minimum 95,0 pour cent m/m et au maximum 98,0 pour cent m/m de H2SO4.

Carbonate de potassium _K2CO3 (Mr 138.21) :

Carbonate de potassium contient pas plus de 99.5 % et pas moins de 100.5 % de K2CO3.

Ethanol 96° C2H5OH (Mr 46,07) :

Contient au minimum 92.3 % et au maximum 93.8 %, de poids, qui correspondent au minimum 94.9 % et au maximum 96.0 % de volume à 15.56°C de C2H5OH.

Solution d'acide de chlorure stanneux concentré :

Dissoudre 40 g du chlorure stanneux dans 100 ml d'acide chlorhydrique. Entreposer dans des récipients en verre, et l'utiliser pendant 3 mois.

Solution de Chlorure de Calcium CaCl2 :

Dissoudre 7.5 g de chlorure de calcium dans 100 ml d'eau distillé

Solution de diéthyldithiocarbamate d'argent :

Dissoudre 1 g de diéthyldithiocarbamate d'argent dans 200 ml de pyridine d'une bouteille fraîchement ouverte ou qui a été récemment distillées. Entreposer dans des récipients résistant à la lumière, et l'utiliser pendant 30 jours.

F

Solution d'iodure de potassium :

Dissoudre 16.5 g d'iodure de potassium dans l'eau pour faire 100 ml. Entreposer dans des récipients résistant à la lumière.

F

Solution de nitrate de plomb :

Dissoudre 159.8 mg du nitrate de plomb dans 100 ml de l'eau auxquels a été ajouté 1 ml d'acide nitrique, puis diluer avec de l'eau à 1000 ml. Préparer et conserver cette solution dans des récipients en verre dépourvues des sels solubles de plomb.

Solution de pyroantimoniate de potassium :

Dissoudre 2 g de pyroantimonate de potassium dans 95 ml d'eau chaud. Refroidir rapidement, et ajouter une solution contenant 2.5 g d'hydroxyde de potassium dans 50 ml d'eau distillé et 1 ml de solution d'hydroxyde de sodium (8.5 dans 100). Laisser reposer pendant 24 h, filtrer, et diluer avec l'eau distillé à 150 ml.

Solution de phénolphtaléine :

Dissoudre 1 g de phénolphtaléine dans 100 ml d'éthanol 96°.

Solution Standard d'Arsenic :

Transférer 10.0 ml de solution de trioxyde d'arsenic dans une fiole jaugé de 1000 ml, ajouter 10 ml d'acide sulfurique (2N), puis ajuster jusqu'au trait de jauge avec de l'eau distillé récemment bouillie et refroidie, et mélanger. Chaque ml de solution standard d'arsenic contient l'équivalent de 1ug d'arsenic. Conserver cette solution dans des récipients en verre, et l'utiliser dans une période ne dépassant pas 3 jours.

Solution standard de plomb :

Au jour de l'utilisation, diluer 10.0 ml de solution de nitrate de plomb avec de l'eau à 100 ml. Chaque 1 ml de solution standard de plomb contient l'équivalent du 10 ug de plomb.

Solution tampon d'acétate d'ammonium de pH 3,5 :

Dissoudre 25,0 g d'acétate d'ammonium dans 25 ml d'eau distillé. Et ajoutez 38,0 ml d'acide chlorhydrique (6N). Ajustez le pH, si nécessaire, avec de l'acide chlorhydrique (6N) ou de hydroxyde d'ammonium (6N) jusqu'au pH 3,5 et complétez à 100,0 ml avec de l'eau, et agiter.

Solution de Thioacetamide :

Dissoudre 4 g de thioacetamide dans 100 ml d'eau.

Solution de thioacetamide-glycérine :

Mélanger 0.2 ml de solution de thioacétamide et 1 ml de glycérine, Chauffez dans un bain-marie pendant 20 secondes. Utiliser le mélange immédiatement.

Solution de trioxyde d'arsenic(As2O3) :

Dissoudre 132.0 mg de trioxyde d'arsenic - exactement pesé et séché à 105°C pendant 1 h dans 5 ml de solution d'hydroxyde de sodium (1/5) dans une fiole jaugé de 1000 ml. Neutraliser la solution avec de l'acide sulfurique (2 N), ajouter en plus 10 ml d'acide sulfurique (2N), puis ajuster jusqu'au trait de jauge avec de l'eau distillé récemment bouillie et refroidie, et mélanger (Anonyme 7).

lE l

1. Préparation des solutions STD et ECH pour le test d'arsenic :

> Préparation de solution STD :

Pipeter 3.0 ml de solution standard d'arsenic dans une fiole jaugé, ajouter 2 ml d'acide sulfurique, mélanger, et ajouter la mrme quantité de peroxyde d'hydrogène à 30 %, utilisé dans la préparation à examiner. Chauffer le mélange sous flamme, refroidir, ajouter avec précaution 10 ml d'eau distillé, réchauffer sous flamme. Répéter cette procédure avec autre 10 ml d'eau pour éliminer toutes traces de peroxyde d'hydrogène. Refroidir, et diluer avec l'eau distillé jusqu'à 35 ml.

> Préparation de solution ECH :

Utiliser une quantité, en g, de substance à examiner comme prévu par la formule :
3.0 / L

Où: L est la limite d'arsenic en ppm.

Transférer dans une fiole conique (1g) de substance à tester, Ajouter 5 ml d'acide sulfurique, lchauffer de préférence sur une plaque chauffante à température ne dépassant pas 120°C, jusqu'à ce que la carbonisation commence. (Ajouter si nécessaire l'acide sulfurique pour humidifier l'échantillon, le volume ajouté ne dépasse pas 10 ml). Avec précaution, ajouter, goutte à goutte, le peroxyde d'hydrogène à 30 %, laisser la réaction se reposer, et encore faire chauffer entre les gouttes. Les premières gouttes sont ajoutées lentement, avec agitation, pour éviter une réaction rapide.

Arrester le chauffage si les écumes sont successivement formées. Quand la réaction est éteinte, chauffer avec précaution, faire l'agitation de temps en temps pour éviter la fixation de l'échantillon sur les parois de fiole exposé à la chaleur. Ajouter une quantité de solutionlde peroxyde d'hydrogène à 30 % ljusqu'à ce que lle mélange devient brun ou sombre. Continue la digestion jusqu'à ce que la matière organique est complètement détruite, augmenter la température graduellement jusqu'à ce que les vapeurs de trioxyde sulfurique lsont émit copieusement, et la solution dévient incolore. Refroidir, ajouter avec précaution10 ml d'eau distillé, mélanger, réchauffer jusqu'à l'évaporation, Répéter cette procédure pour éliminer toutes traces de peroxyde d'hydrogène. Refroidir, ajouter avec précaution10 ml d'eau distillé, rincer les parois de la fiole conique avec quelques ml d'eau distillé, et diluer avec l'eau distillé jusqu'à 35 ml (AEMEEf l7). l

FF17tIflF FF17tIflF

171117fl714): Montage pour l'essai limite de l'arsenic (EEEEMfl7).l

2. Préparation des solutions STD et ECH pour le test des métaux lourds :

> Préparation de la solution STD :

Dans un tube à essais de 50 ml, pipeter 4 ml de la solution standard de plomb (40 ug de Pb), et diluer avec l'eau distillé jusqu'à 25 ml. Ajuster avec l'acide acétique (1N) ou d'hydroxyde d'ammonium (6N) jusqu'à un pH entre 3.0 et 4.0, en utilisant le papier réactif de pH en tant qu'indicateur externe, dilué avec de l'eau distillé jusqu'à 40 ml, et agiter.

> Préparation de la solution ECH :

Utiliser une quantité, en g, de substance à examiner comme prévu par la formule :
2.0/ (1000L)

Oil : L est la limite de métaux lourds, en pourcentage.

Transférer la quantité pesée (0.5 g) de la substance dans un creuset de platine, ajouter suffisamment l'acide nitrique pour mouiller la substance, et enflammer soigneusement à une basse température jusqu'à ce que la carbonisation complète. Ajouter à la masse carbonisée 2 ml d'acide nitrique et 5 gouttes d'acide sulfurique, et les chauffer prudemment jusqu'à ce que les vapeurs blanches ne soient plus émit. Enflammer, de préférence dans un four à moufle, de 500°C à 600°C, jusqu'à ce que le carbone soit complètement incinéré. Refroidir, ajouter 4 ml d'acide chlorhydrique (6 N), les couvrir, digérer dans un bain de vapeur pendant 15 minutes, découvrir, et laisser vaporiser lentement dans le même bain à sec. Mouiller le résidu par 1 goutte d'acide chlorhydrique, ajouter 10 ml d'eau distillé chaude, et digester pendant 2 minutes. Ajouter l'hydroxyde d'ammonium (6 N) goutte-à-goutte, jusqu'à ce que la solution soit toute alcaline ~ contrôler l'alcalinité par le changement de couleur de papier tournesol #177; diluer avec de l'eau distillé jusqu'à 25 ml, et ajuster avec l' acide acétique (1N) jusqu'à un pH entre 3.0 et 4.0, en utilisant le papier réactif de pH en tant qu'indicateur externe. Filtrer si nécessaire, rincer le creuset et le filtre avec 10 ml de l'eau distillé, combiner le filtrat et le rinçage dans un tube à essais de 50 ml, dilué avec de l'eau distillé jusqu'à 40 ml, et mélanger (UUMUU UOD).O



Annexes

Annexe VI

Tableaux de masses cumulatives utilisés dans le traçage des graphes
de libération du PA

Tableau(07) : Masse cumulative du PA dans le milieu en mg (forme humide GDQWKILLWIP

pH =7

pH = 3

pH = 1,2

T= 4°c

T= 25°c

T= 37°c

T= 4°c

T= 25°c

T= 37°c

T= 4°c

T= 25°c

T= 37°c

0,05571508

0,16859576

0,22659271

0,05142857

0,13900135

0,19703441

0,058527

0,17710474

0,23802878

1

0,06875477

0,20805435

0,27962504

0,063

0,17027665

0,24136715

0,07286014

0,22047734

0,29632154

2

0,08179447

0,24751293

0,33265738

0,07585714

0,20502699

0,29062575

0,08599886

0,26023554

0,34975657

22

0,08772161

0,26544865

0,35676299

0,081

0,21892712

0,31032919

0,091971

0,27830746

0,37404522

23

0,09246332

0,27979723

0,37604747

0,08614286

0,23282725

0,33003263

0,09794314

0,29637937

0,39833387

24

0,10668844

0,32284295

0,43390093

0,099

0,26757759

0,37929124

0,11347071

0,34336634

0,46148436

46

0,11024472

0,33360438

0,44836429

0,10285714

0,27800269

0,39406882

0,117054

0,35420949

0,47605755

47

0,11380101

0,34436582

0,46282766

0,10542857

0,28495276

0,40392054

0,12063729

0,36505264

0,49063074

48

0,12328442

0,37306297

0,50139663

0,11442857

0,30927799

0,43840156

0,125415

0,37951017

0,51006166

49

0,12921156

0,39099869

0,52550224

0,11957143

0,32317813

0,458105

0,13855371

0,41926837

0,5634967

70

0,13039699

0,39458583

0,53032336

0,12214286

0,3301282

0,46795672

0,14094257

0,42649714

0,57321216

71

Temps
(h)

T= 4°c

T= 25°c

0,13780591

0,06964384

0,13336055

0,08594347

0,10224309

0,14225126

0,10965201

0,11557915

T= 37°c

0,26630956

0,33555005

0,31681655

0,39918885

0,21580258

0,27191125

0,33977427

0,42811558

0,41323898

0,52068111

0,44078825

0,55539319

0,42701361

0,53803715

0,35814045

0,45125697

0,10337143

0,0972

0,12342857

0,09102857

0,06171429

0,0756

0,12651429

0,1188

T= 4°c

T= 25°c

T= 37°c

0,22987348

0,30170894

0,29555161

0,38791149

0,38468623

0,50490067

0,18765182

0,24629301

0,27678643

0,36328219

0,37530363

0,49258602

0,36122975

0,47411404

0,31431679

0,41254079

pH =7

pH = 3

T= 4°c

T= 25°c

0,07315875

0,22669407

0,09107518

0,28221099

0,35558585

T= 37°c

Temps
(h)

0,28563453

1

Tableau(08) : Masse cumulative du PA dans le milieu (forme humide dans l'eau physiologique).

0,46726738

0,58875689

0,35623354

0,44885426

0,3331015

0,41970788

0,43950892

0,55378124

0,45338815

0,57126906

0,10749857

0,11496375

0,37936559

0,47800065

pH = 1,2

24

2

4

0,12242893

26

0,14183839

0,1463175

0,15079661

48

28

46



0,06620499

0,06978364

0,08320357

0,09751816

0,09841282

0,10378079

0,11451674

0,11720072

0,06173168

0,08051958

0,08588755

0,09304485

0,11809538

0,11004343

0,04204911

0,0518904

T= 4°c

0,10313216

0,18492664

0,19381734

0,13869498

0,16003267

0,16536709

0,19559548

0,20626432

0,23471458

0,23293643

0,08357261

0,12269171

0,13158241

0,17070151

0,21871131

0,22760201

T= 25°c

pH =7

0,14787089

0,17591537

0,18866286

0,19886086

0,22945484

0,24475182

0,29574179

0,31358827

0,32633577

0,33398426

0,33653376

0,23710333

0,11982641

0,26514781

0,2804448

0,2778953

T= 37°c

0,03881402

0,04754717

0,05725067

0,08636119

0,09024259

0,09218329

0,09703504

0,10188679

0,10770889

0,06113208

0,06501348

0,07471698

0,11061995

0,07762803

0,07956873

0,1096496

T= 4°c

Tableau(09) : Masse cumulative du PA dans le milieu (forme seche dans l'eau distille).

0,18838286

0,19177714

0,11370857

0,15783429

0,16122857

0,16971429

0,19347429

0,10013143

0,13577143

0,06788571

0,13916571

0,15104571

T= 25°c

0,08316

0,10692

0,13068

pH = 3

0,1782

0,12012462

0,15444594

0,18876726

0,20102487

0,23289467

0,24515229

0,27211904

0,27702208

0,14463985

0,16425203

0,19612183

0,21818553

0,22799163

0,09806091

0,27947361

0,2574099

T= 37°c

0,04417132

0,05498879

0,08563827

0,08834264

0,10456884

0,11268194

0,11628776

0,12530232

0,06941208

0,07391935

0,10637175

0,09465283

0,12710523

0,09104701

0,0649048

0,1216965

T= 4°c

0,21141386

0,22395536

0,24903836

0,25262164

0,12899829

0,17020607

0,20783057

0,24187179

0,18095593

0,23112193

0,10929021

0,14691471

0,0877905

0,1379565

0,1881225

pH = 1,2

0,175581

T= 25°c

0,12587402

0,18495774

0,21064632

0,24404147

0,25174804

0,26973004

0,29798747

0,30312519

0,32110719

0,33138262

0,34679577

0,19780203

0,15670031

0,25945461

0,36220891

0,3570712

T= 37°c

Temps
(h)

120

122

124

26

28

48

50

76

78

24

52

54

72

74

2

4

pH = 1,2

pH = 3

pH =7

T= 4°c

0,12301602

0,14761923

0,10735944

0,10064947

0,13755428

0,0771646

0,08722954

0,1465009

0,1218977

0,12972599

0,10400446

0,11630606

0,08275623

0,06486299

0,14314592

0,05256139

T= 25°c

0,31451753

0,26209794

0,22874002

0,29307315

0,21444377

0,25971523

0,16440689

0,18585127

0,27639419

0,31213482

0,2215919

0,24780169

0,17632043

0,1381971

0,3049867

0,1119873

T= 37°c

0,37579603

0,45095524

0,3723797

0,396294

0,32796744

0,44753891

0,26647355

0,2357266

0,42020829

0,30746948

0,35529806

0,43728993

0,31771846

0,198147

0,25280824

0,16056739

Tableau(10) : Masse cumulative du PA dans le milieu (forme seche dans l'eau physiologique).

0,13827493

0,11522911

0,08126685

0,09339623

0,1212938

0,11280323

0,07156334

0,12735849

0,13706199

0,09946092

0,10795148

0,09703504

0,07641509

0,05943396

0,13463612

T= 4°c

0,04851752

0,26119029

0,21765857

0,22911429

0,176418

0,13517743

0,21307629

0,18787371

0,15350657

0,24057

0,25889914

0,18329143

0,20391171

0,144342

0,112266

0,25431686

T= 25°c

0,09164571

0,37728937

0,31440781

0,33095559

0,2548358

0,1952638

0,27138358

0,30778869

0,34750337

0,37397981

0,22174024

0,26476447

0,29455047

0,20850202

0,16216824

0,3673607

T= 37°c

0,13238223

T= 4°c

0,13296469

0,15888154

0,1566279

0,14085243

0,1453597

0,11380876

0,09239919

0,13071105

0,081131

0,10704784

0,15212062

0,06873598

0,08676509

0,11831604

0,1104283

0,05521415

0,338513

0,28329457

0,24248094

0,19686572

0,3337114

0,27849297

0,30970338

0,22807614

0,1728577

0,30010018

0,25208415

0,14644889

0,18486171

0,32410819

0,23527854

T= 25°c

T= 37°c

0,11763927

0,40618775

0,4784754

0,43028364

0,44405271

0,39930321

0,24784337

0,34766918

0,28226607

0,32701556

0,48535994

0,46470633

0,20997841

0,36143825

0,26505472

0,33734237

0,16867119

72

46

70

52

48

50

98

94

28

26

4

2

76

74

96

24

Temps
(h)

ANNEXE V
Appareils utilisés :
			Montage de calcination
	Dessiccateur



Appareil de KARL-FISHER



Spectrophotomètre UV-Visible