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WO1998013030A1 - Matrice ionique biodegradable de polarite interne modulable a polymere greffe - Google Patents

Matrice ionique biodegradable de polarite interne modulable a polymere greffe Download PDF

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WO1998013030A1
WO1998013030A1 PCT/FR1997/001701 FR9701701W WO9813030A1 WO 1998013030 A1 WO1998013030 A1 WO 1998013030A1 FR 9701701 W FR9701701 W FR 9701701W WO 9813030 A1 WO9813030 A1 WO 9813030A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
matrix
ionic
matrix according
molecules
derivatives
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/FR1997/001701
Other languages
English (en)
Inventor
Philippe Mercier
Marianne Peyrot
Karim Ioualalen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to US09/269,499 priority Critical patent/US6346263B1/en
Priority to CA002266642A priority patent/CA2266642A1/fr
Priority to JP10515356A priority patent/JP2001500888A/ja
Priority to EP97943009A priority patent/EP0949911A1/fr
Publication of WO1998013030A1 publication Critical patent/WO1998013030A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/48—Preparations in capsules, e.g. of gelatin, of chocolate
    • A61K9/50—Microcapsules having a gas, liquid or semi-solid filling; Solid microparticles or pellets surrounded by a distinct coating layer, e.g. coated microspheres, coated drug crystals
    • A61K9/51—Nanocapsules; Nanoparticles
    • A61K9/5107—Excipients; Inactive ingredients
    • A61K9/513—Organic macromolecular compounds; Dendrimers
    • A61K9/5161—Polysaccharides, e.g. alginate, chitosan, cellulose derivatives; Cyclodextrin
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61K9/50—Microcapsules having a gas, liquid or semi-solid filling; Solid microparticles or pellets surrounded by a distinct coating layer, e.g. coated microspheres, coated drug crystals
    • A61K9/5005—Wall or coating material
    • A61K9/5021—Organic macromolecular compounds
    • A61K9/5036—Polysaccharides, e.g. gums, alginate; Cyclodextrin

Definitions

  • the present invention describes a new type of biodegradable particulate matrix and the preparation methods relating thereto.
  • vector must be understood here in the broad sense, that is to say that it includes particles having a supporting role, for example when they are incorporated in a composition, either as such, or for transport, presentation. and / or the stabilization of active principle.
  • vectorization strategies are based on the use of particulate vectors obtained by the techniques of solvent evaporation, emulsion polymerization, or coacervation (patent WO 93.02712). These are the vectors based on polyesters, polyamides, polypeptides, polyacrylates and derivatives, they are also the microparticles of peptide origin, of gelatins, of alginates, of polyamides obtained by gelation or by interfacial polymerization.
  • the ideal vector for the internal incorporation of molecules can have the following characteristics: - a particulate structure obtained easily without using conventional and cumbersome techniques to be used, solvent evaporation or gelling or interfacial covalent crosslinking.
  • Such a particulate vector must meet a certain number of requirements relating in particular to its payload, its biocompatibility, its non-toxicity and its biodegradability. It must not disturb physiological balances and must not be immunogenic.
  • the only vectors that come close to these specifications are the microparticles of lactic / glycolic acid copolymer and the biodegradable ionic matrices.
  • the matrix of these microparticles is made up of biodegradable polyesters from lactic acid and glycolic acid, two intermediates of cellular metabolism.
  • the biodegradation rate is maximum for a lactic / glycolic ratio of 1/1 by weight.
  • These particulate matrices are essentially prepared by the method known to those skilled in the art, called solvent evaporation described in the patent "WO 93-02712" and by "BENOIT in New Pharmaceutical Forms. Technological, Biopharmaceutical and Medical, P. BURI et al coordinators, Editions LAVOISIER Tec & Doc 1985 page 632 ". To obtain an internal charge to the particle with this type of technology, it is necessary to incorporate the active principle with the polymer from the initial phase of dispersion in organic solvent.
  • the solubility of the active ingredient in the organic solvent determines the maximum capacity for incorporation into the particle.
  • This process involves the presence of the active ingredient throughout the particle synthesis process, which is detrimental for radioactive and / or toxic products.
  • the release of the active principle depends on the rate of biodegradation of the particle but also on the solubilization or diffusion properties of the molecule, therefore on its physical state. In practice, for many molecules, the release rate is not constant over time and turns out to be quite long, which limits the use of this type of vector.
  • this technology does not allow the industrial preparation of particles smaller than 200 nm, which considerably restricts therapeutic applications and particularly limits the possibilities of parenteral administration. Finally, those skilled in the art know that it is impossible with this synthesis technique to completely eliminate the residual traces of solvent, which remains problematic.
  • Biodegradable ionic matrices also called ion exchange resins, are constituted by a hydrophilic, swellable three-dimensional network, not soluble in water and derived by ionic functions giving them an ion exchange capacity generally between 0 , 1 and 10 mEq / g.
  • Synthetic exchange resins are obtained by polymerization or copolymerization, in emulsion or reverse emulsion, of monomers comprising ionic functions, as described in patent WO 93/07862.
  • the characteristics of these resins such as the size, the porosity of the ionic matrix, the ion exchange capacity, the swelling rate are controlled by the various parameters of the synthesis process such as the amount of water, the speed of agitation, the amount and type of solvent, the amount, type and concentration of the monomers.
  • the monomers commonly used are:
  • the unsaturated monoethylenic monomers such as styrenes, styrenes sulfonates, vinyl derivatives, acrylic and methacrylic esters.
  • Unsaturated monoethylenic monomers with a protonable or basic function including vinyl-pyridine and its derivatives, derived acrylates and derived methacrylates such as acetate or methacrylamidopropylhydroxyethyl-dimethylammonium chloride.
  • Unsaturated polyethylene monomers including ethylene glycol diacrylates, ethylene glycol dimethacrylates, polyvinyl ethylene glycol or glycerol, divinyl ketones, divinyl sulfides, vinyl derivatives with carboxylate or sulfate functions, vinyl derivatives with functions pyridine or ammonium.
  • ethylene glycol diacrylates ethylene glycol dimethacrylates
  • polyvinyl ethylene glycol or glycerol divinyl ketones
  • divinyl sulfides vinyl derivatives with carboxylate or sulfate functions
  • vinyl derivatives with functions pyridine or ammonium vinyl derivatives with functions
  • Natural polymer resins are generally obtained from polysaccharides derived naturally by ionic functions, for example chitosan, hyaluronic acids, alginates, carrageenans.
  • the most widely used technologies are based on the functionalization and crosslinking of biodegradable polysaccharides, for example starch, cellulose or dextran as described in the patent (Fr. 75.17633).
  • the matrices thus obtained have ion exchange capacities of between 0.1 and 4 mEq / g.
  • Great advantage of this type of polysaccharide matrices is their high capacity for incorporating molecules associated with high biocompatibility and good biodegradability. It should nevertheless be noted that the internal incorporation of weakly hydrophilic compounds is very difficult with this type of matrix.
  • the present invention relates to a new type of biodegradable polymeric matrix intended for the transport of molecules and characterized in that the polarity of the ionic matrix can be modulated to allow the internal incorporation of water-soluble or hydrophobic molecules.
  • the modulation of the polarity and of the hydrophobicity of the matrix is obtained by the derivation of the hydroxyl functions and / or by the covalent grafting of weakly water-soluble radicals. This substitution, which takes place in a homogeneous manner, can be introduced before, during or after the crosslinking of the polymer.
  • the properties of the matrix can therefore be modified by chemical coupling of weakly water-soluble or lipidic reagents, that is to say in particular fatty acids with saturated hydrocarbon chains, straight or branched aliphatic and which comprises from 2 to 30 carbon atoms and preferably from 2 to 12, sterols, fatty amines, hydrophobic amino acids, alkoxy ethers.
  • weakly water-soluble or lipidic reagents that is to say in particular fatty acids with saturated hydrocarbon chains, straight or branched aliphatic and which comprises from 2 to 30 carbon atoms and preferably from 2 to 12, sterols, fatty amines, hydrophobic amino acids, alkoxy ethers.
  • the reaction is preferably carried out in water which allows maximum swelling of the matrix, added with acetic acid, from 0 to 60% or propionic acid from 0 to 10%.
  • the bypass reagent is dispersed in the medium in the form of an emulsion by strong stirring at alkaline pH and at low temperature to avoid hydrolysis of the reagent.
  • This new process makes it possible to avoid the use of conventional solvents of polysaccharides and fatty acids such as pyridine, which the person skilled in the art knows that elimination is always difficult, which can limit therapeutic applications.
  • the different radicals are preferably grafted using labile bonds of ester type.
  • matrices are also characterized in that their surface can be derived non-covalently by polymers after the internal loading of molecules.
  • the particle can thus acquire a new character linked to the physicochemical properties of the surface-grafted polymer, for example bioadhesive or non-recognition by the reticuloendothelial system, or tropism for a tissue or activation of the immune system.
  • bioadhesive power makes it possible to increase the residence time of the vector, therefore of the active principle at the site of absorption and / or action. It also makes it possible to obtain close contact between the vector and the membrane and to localize the vector in particular areas of the mucous membranes, of the tissues or of the organs chosen. It is therefore advantageous for certain applications to have bioadhesive particles.
  • bioadhesive polymers used are of natural or semi-synthetic origin and have many polar groups, a high molecular weight and a very flexible carbon skeleton as described by "JUNGINGER in Pharmaceutical Industry (1991) volume 53 no. ll pl056-1065". They have a great hydration capacity.
  • the most widely used polymers are, inter alia, polycarbophiles, alginates, polyacrylates, polyvinyl alcohols. These polymers can be grafted onto the polysaccharide matrix by covalent chemical coupling reactions from hydroxyl groups well known to those skilled in the art. These are techniques based on the use of coupling agents such as epichlorohydrin or bifunctional agents such as diepoxides, dialdehydes, dicarboxylates, diisothiocyanates. It can also be the carbodiimide technique for polymers having a carboxylate function.
  • the matrices thus obtained are characterized by the presence of a peripheral layer of bioadhesive polymer of high molecular weight, from 6000 to 50,000 daltons.
  • This grafting phase of a surface polymer cannot be carried out after the incorporation step to avoid any risk of chemical modification of the active principle.
  • the internal incorporation of molecules is therefore carried out conventionally on matrices already provided with a polymeric covering, which poses many problems because polymers, among other bioadhesives, can interact strongly with certain molecules, in particular molecules of high molecular weight, peptides and polypeptides, charged molecules in general and hinder their incorporation into the matrix. To avoid these difficulties, it is therefore necessary to be able to graft the polymers after the incorporation of the molecules but without the risk of chemical modification.
  • the innovative technology developed according to the present invention is characterized in that the polymers are coupled to molecular species called macromolecules allowing grafting onto the charged matrix, by coulombian interactions which are not likely to cause chemical modifications of the molecules of biological interest previously incorporated.
  • macromolecules are generally low molecular weight, biodegradable polymers, of natural or synthetic origin, having numerous charges allowing anchoring by Coulomb interactions on the ionic matrix of opposite charge.
  • macromolecules are polysaccharides naturally derived by ionic functions, for example chitosan, hyaluronic acids, alginates, carrageenans, polypeptides or functionalized derivatives of biodegradable polysaccharides, for example starch, cellulose or dextran , derivatives of polyglycolic polylactics as well as derivatives of polyacrylates, polymethacrylates and polyphosphates and more generally polymeric macromolecules of size between 5000 daltons and 50,000 daltons, of capacity between 0.2 and 15 mEq / g and having functions, such as hydroxyls or amines, capable of allowing the establishment of covalent bonds with the polymer, for example bioadhesive, by simple chemical reactions.
  • ionic functions for example chitosan, hyaluronic acids, alginates, carrageenans, polypeptides or functionalized derivatives of biodegradable polysaccharides, for example starch, cellulose or dextran , derivative
  • the polymers can be grafted onto the so-called macromolecular species, by covalent chemical coupling reactions, for example from the hydroxyl groups of the polysaccharides well known to those skilled in the art. These are techniques based on the use of coupling agents such as epichlorohydrin or bifunctional agents such as diepoxides, dialdehydes, dicarboxylates, diisothiocyanates. It can also be the carbodiimide technique for polymers having a carboxylate function.
  • the present invention relates to a particulate matrix useful in particular for the transport of molecules with biological activity.
  • These particles have a very important stability, a defined size which can be modulated according to the applications by the choice of the crosslinked and functionalized base matrix. They are suitable for the incorporation and transport or vectorization of various synthetic, semi-synthetic, recombinant or natural molecules. These particulate matrices can be used to allow or increase aqueous solubility and dispersibility. They can also be used to obtain a modulation of the modes of release of the molecules in time, to improve the physico-chemical stability of the sensitive molecules, to ensure the transport of the molecules within complex biological systems, eukaryotes or prokaryotes, intended to ensure chemical, photochemical, enzymatic, immunological reactions for pharmaceutical, cosmetological, diagnostic, study and research, fermentation applications. More particularly, the present invention relates to a particulate matrix characterized in that it comprises, in order, from the heart outwards successively:
  • hydrophilic internal polymeric layer covering the central core with which it is associated by interactions of various natures, possibly ionic
  • the central hydrophilic nucleus can be prepared by various methods well known to those skilled in the art.
  • it is a polysaccharide, preferably biodegradable linear or branched, for example starches and their derivatives, cellulose, dextran, polysaccharides naturally derived by ionic functions for example chitosan, acids hyaluronic, alginates, carrageenans
  • the ionic matrix is then obtained by crosslinking and derivation by methods well known to those skilled in the art.
  • the crosslinking processes can be carried out by the use of coupling agents capable of reacting with the hydroxyl groups of the polysaccharides such as epichlorohydrin, epibromohydrin, bifunctionals such as diepoxides, dialdehydes, dichlorides of dicarboxylic acids, diisothicyanates , mixed anhydrides of dicarboxylic acids.
  • the ionic character of the matrix is obtained by using a polymer already derived by ion exchangers or by grafting on neutral polymers of biocompatible and biodegradable ionic ligands, according to methods well known to those skilled in the art.
  • the ionic ligands will preferably be chosen from natural molecules present in the body such as succinic acid, citric acid, phosphoric acid, glutamic acid, alanine, glycine.
  • the glycidyl-trimethylammonium salts are also used, the glycidyldimethylamine salts.
  • Certain basic ligands such as 2 (dimethylamino) ethano 2 (dirnethylamino) ethylamine, 2 (trimethylammonium) ethanol chloride, 3 (trimethylammonium) propylamine are grafted onto the matrix by a bifunctional coupla agent capable of establishing an ester bond or amide.
  • succinic acid for coupling to the polysaccharide matrix, succinic acid, phosphorus oxychloride, thiocyanates and diepoxides are used.
  • the grafting of the ion exchange functions can be carried out before, during or after the crosslinking step.
  • the ionized matrix can be obtained in the form of particles by several methods.
  • the first consists in mechanically grinding the gel obtained by mass polymerization.
  • the second technique consists in directly producing the matrix in the form of particles by the polymerization technique in dispersion in a liquid immiscible with the reaction phase.
  • These particles can be used for the administration of molecules by the oral per lingual, nasal, vaginal, rectal, cutaneous, ocular but also pulmonary and parenteral routes. They can also be used for any topical application.
  • These new active principle vehicles are capable of encapsulating a large number of molecules with biological activity such as:
  • cardiotonics such as digitoxin and digitalis and its derivatives - vasodilators
  • This gel is taken up in 2 liters of water and the pH is adjusted to 5 by adding 2N HCl. The gel is then washed four times in 5 liters of distilled water. We obtain a matrix whose capacity, determined by titration is 1 positive charge for 4 sugars.
  • Example 4 Preparation of crosslinked polysaccharide matrices which are weakly hydrophilic and functionalized with succinic acid:
  • micromatrices by grinding the canonical matrices: 100 grams of gel prepared according to Example 1 are taken up in 5 liters of water and ground using an Ultraturrax turbine for 7 minutes at 4000 rpm. The micromatrices obtained have a size of between 5 and 25 microns.
  • Example 6 Preparation of the micromatrices by grinding the anionic matrices:
  • micromatrices obtained have a size of between 15 and 50 microns.
  • micromatrices by grinding the matrices ionized by phosphate: 100 grams of gel prepared according to example 3 are taken up in 5 liters of water and ground using an Ultraturrax turbine for 7 minutes at 4000 rpm. The micromatrices obtained have a size of between 0.5 and 5 microns.
  • micromatrices obtained have a size of between 50 and 500 microns.
  • nanomatrices by grinding the anionic matrices: 100 grams of gel prepared according to Example 2 are taken up in 6 liters of water and ground using an Ultraturrax turbine for 3 minutes at 4000 rpm. This dispersion is then homogenized using a high pressure homogenizer of the Microfluidizer type at 100 bars. The nanomatrices obtained have a size between 50 and 150 nanometers.
  • Example 11 Preparation of the nanomatrices by grinding the anionic matrices:
  • nanomatrices by grinding the anionic matrices: 100 grams of gel prepared according to Example 4 are taken up in 8 liters of water and ground using an Ultraturrax turbine for 3 minutes at 4000 rpm. This dispersion is then homogenized using a high pressure homogenizer of the Microfluidizer type at 1200 bars. The nanomatrices obtained have a size between 150 and 500 nanometers.
  • Example 14 according to the invention:
  • Example 15 Ionic anchoring of a polymer derived by an anionic polysaccharide on cationic matrices:
  • anionic micromatrices prepared according to example 9 are dispersed in 250 ml of distilled water.
  • 10 grams of polymers derived from an anionic polysaccharide according to Example 14 are dispersed in 500 ml of distilled water.
  • the microarray dispersion is then added slowly with stirring to the bioadhesive polymer solution. After 2 hours of stirring, the matrices covered with polymer are recovered by decantation and then washed twice with 2 liters of distilled water. 54 grams of cationic matrices with bioadhesive properties are thus obtained.
  • Example 17 Loading of aspartic acid in cationic matrices:
  • the polymer prepared according to Example 14 is anchored to the matrices prepared according to Example 16, following the process described according to Example 1.

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Abstract

Matrice particulaire biodégradable comportant: un noyau hydrophile et biodégradable à base d'une matrice d'hydrate de carbone ou de polyols ou de polyamines, réticulée et dérivée dans la masse par des taux variables de groupements ioniques; une couche polymérique hydrophile, associée au noyau central par des interactions chimiques, par exemple ioniques; des molécules ou des polymères de surface greffés sur la couche polymérique externe par des liaisons covalentes.

Description

MATRICE IONIQUE BIODÉGRADABLE DE POLARITÉ INTERNE MODULABLE À POLYMÈRE GREFFÉ
La présente invention décrit un nouveau type de matrice particulaire biodégradable et les méthodes de préparation s'y reportant.
Aussi bien dans le domaine pharmaceutique que cosmétologique, l'emploi de nombreux principes actifs reste délicat et ne peut être envisagé que par la mise en place de stratégies de vectorisation. Pour faire pénétrer et réagir un composé à l'intérieur d'un système biologique ou biochimique, il existe un certain nombre de procédés. Il est parfois nécessaire de disposer de vecteur particulaire dans lequel le principe actif est incorporé afin d'en modifier le comportement.
Ainsi l'incorporation dans un vecteur permet :
- de modifier la biodistribution de composés présentant une toxicité marquée pour un tissu - de modifier le mode de libération et le temps de résidence au site d'administration et/ou d'action
- d'améliorer la faible solubilité de certaines molécules dans les milieux physiologiques
- d'apporter une certaine protection et augmenter la demi-vie de la molécule incorporée dans le cas de composés ayant une demi vie trop faible dans l'organisme ou dans des systèmes biologiques ou biochimiques.
La notion de vecteur doit ici être entendue au sens large, c'est à dire qu'elle comprend des particules ayant un rôle de support, par exemple quand elles sont incorporées dans une composition, soit telles quelles, soit pour le transport, la présentation et/ou la stabilisation de principe actif. Ces stratégies de vectorisation sont basées sur l'utilisation de vecteurs particulaires obtenus par les techniques d'évaporation de solvant, de polymérisation en émulsion, ou coacervation (brevet WO 93.02712). Ce sont les vecteurs à base de polyesters, polyamides, polypeptides, polyacrylates et dérivés, ce sont aussi les microparticules d'origine peptidique, de gélatines, d'alginates, de polyamides obtenues par gélification ou par polymérisation interfaciale. Toutes ces techniques sont bien connues de l'homme de l'art. Elles sont discutées dans "Dossier Bioencapsulation, Biofutur, 1994 n° 132 p 1545". Ces vecteurs sont pour la plupart difficilement industrialisables et restent onéreux. Il faut souligner que les techniques d'évaporation conduisent à des vecteurs contenant des traces de solvants résiduels et présentent pour certains une toxicité non nulle. Enfin, on distingue les liposomes très utilisés en cosmétologie et pour lesquels apparaissent les premières applications pharmaceutiques mais dont la stabilité physico-chimique est toujours limitée.
Ces différents types de technologies ont permis d'obtenir quelques résultats intéressants dans la résolution de certains problèmes de biodistribution et de pharmacocinétique. Ainsi des formes de LHRH à libération prolongée ont été mises au point à partir de particules de copolymère polylactique/glycolique. Enfin des formes liposomales de Doxorubicine, qui sont caractérisées par une biodistribution modifiée permettent d'éviter le phénomène de cardiotoxicité aiguë comme décrit par "Bally et al. Cancer Chemotherapy and Pharmacology (1990) n°27 pl3-19" "Vaage et al, International Journal of Cancer (1992) n°51 p 942-948". Cependant, pour de nombreuses molécules, il n'existe pas de vecteur particulaire possédant une bonne capacité d'incorporation, modulable et facilement industrialisable.
Le vecteur idéal permettant l'incorporation interne de molécules peut présenter les caractères suivants : - une structure particulaire obtenue aisément sans faire appel aux techniques classiques et lourdes à mettre en oeuvre, d'évaporation de solvant ou de gélification ou de réticulation covalente interfaciale.
- une capacité importante d'incorporation interne de molécules, suivie d'une bonne dispersabilité en milieu aqueux. - une stabilité d'incorporation élevée
- une facilité de contrôle et de modulation des paramètres de libération.
- une facilité de dérivatisation de surface sans risque de modification de la structure du principe actif.
Un tel vecteur particulaire doit satisfaire à un certain nombre d'exigences touchant notamment à sa charge utile, sa biocompatibilité, sa non toxicité et sa biodégradabilité. Il ne doit pas perturber les équilibres physiologiques et ne doit pas être immunogène.
Les seuls vecteurs qui se rapprochent de ce cahier des charges sont les microparticules de copolymère d'acide lactique/glycolique et les matrices ioniques biodégradables.
La matrice de ces microparticules est constituée de polyesters biodégradables issus de l'acide lactique et l'acide glycolique, deux intermédiaires du métabolisme cellulaire. La vitesse de biodégradation est maximale pour un rapport lactique/glycolique de 1/1 en poids. Ces matrices particulaires sont essentiellement préparées par la méthode connue de l'homme de l'art, dite de l'évaporation en solvant décrite dans le brevet "WO 93-02712" et par "BENOIT dans Formes Pharmaceutiques Nouvelles. Aspects Technologique, Biopharmaceutique et Médical, P. BURI et al coordonnateurs, Editions LAVOISIER Tec & Doc 1985 page 632". Pour obtenir un chargement interne à la particule avec ce type de technologie, il est nécessaire d'incorporer le principe actif avec le polymère dès la phase initiale de dispersion en solvant organique. La solubilité du principe actif dans le solvant organique détermine la capacité maximale d'incorporation dans la particule. Ce procédé implique la présence du principe actif tout au long du procédé de synthèse des particules, ce qui est pénalisant pour les produits radioactifs et/ou toxiques. Pour ce type de vecteur, la libération du principe actif dépend de la vitesse de biodégradation de la particule mais aussi des propriétés de solubilisation ou de diffusion de la molécule, donc de son état physique. En pratique, pour de nombreuses molécule, la vitesse de libération n'est pas constante au cours du temps et s'avère assez longue, ce qui limite l'utilisation de ce type de vecteur. Concernant le contrôle de la taille des particules, cette technologie ne permet pas la préparation industrielle de particules de taille inférieure à 200 nm, ce qui restreint considérablement les applications thérapeutiques et limite particulièrement les possibilités d'administration parentérale. Enfin l'homme de l'art sait qu'il est impossible avec cette technique de synthèse, d'éliminer totalement les traces résiduelles de solvant, ce qui reste problématique.
Les matrices ioniques biodégradables, encore appelées résines d'échange d'ions sont constituées par un réseau tridimensionnel hydrophile, gonflable, non soluble dans l'eau et dérivé par des fonctions ioniques leur conférant une capacité d'échange d'ions généralement comprise entre 0,1 et 10 mEq/g.
On distingue principalement deux familles de résines : les résines synthétiques et les résines obtenues à partir de polymères naturels et/ou dérivés.
Les résines échangeuses synthétiques sont obtenues par polymérisation ou copolymérisation, en émulsion ou émulsion inverse, de monomères comportant des fonctions ioniques, tel que décrit dans le brevet WO 93/07862. Les caractères de ces résines comme la taille, la porosité de la matrice ionique, la capacité d'échange d'ions, le taux de gonflement sont contrôlés par les différents paramètres du procédé de synthèse comme la quantité d'eau, la vitesse d'agitation, la quantité et le type de solvant, la quantité, le type et la concentration des monomères. Les monomères couramment utilisés sont :
- Les monomères monoéthylèniques insaturés comme les styrènes, les styrènes sulfonates, les dérivés vinyliques, les esters acryliques et méthacryliques. Les monomères monoéthylèniques insaturés à fonction protonable ou basique incluant la vinyl-pyridine et ses dérivés, les acrylates dérivés et les méthacrylates dérivés comme l'acétate ou le chlorure de méthacrylamidopropylhydroxyethyl-diméthylammonium.
- Les monomères polyéthylèniques insaturés incluant les diacrylates d'éthylène glycol, les diméthacrylates d'éthylène glycol, les polyvinyles d'éthylène glycol ou de glycérol, les divinylcétones, les divinylsulfides, les dérivés vinyliques à fonctions carboxylates ou sulfates, les dérivés vinyliques à fonctions pyridine ou ammonium. Cependant, l'emploi de ces polymères reste délicat en raison de leur biodégradabilité limitée ou nulle. Enfin, on ne peut pas éliminer totalement, dans l'état des techniques, les traces de solvants résiduels et de monomères résiduels ce qui peut induire des problèmes de toxicité.
Les résines de polymère naturel sont généralement obtenues à partir de polysaccharides dérivés naturellement par des fonctions ioniques, par exemple le chitosane, les acides hyaluroniques, les alginates, les carraghénanes. Les technologies les plus usitées sont basées sur la fonctionnalisation et la réticulation de polysaccharides biodégradables, par exemple l'amidon, la cellulose ou le dextrane tel que décrit dans le brevet (Fr. 75.17633). Les matrices ainsi obtenues ont des capacités d'échange d'ions comprise entre 0.1 et 4 mEq/g. Le grand avantage de ce type de matrices polysaccharidiques est leur grande capacité d'incorporation de molécules associée à une grande biocompatibilité et une bonne biodégradabilité. Il faut néanmoins noter que l'incorporation interne de composés faiblement hydrophiles est très difficile avec ce type de matrice. La présente invention concerne un nouveau type de matrice polymérique biodégradable destinée au transport de molécules et caractérisée en ce que la polarité de la matrice ionique peut être modulée pour permettre l'incorporation interne de molécules hydrosolubles on hydrophobes. La modulation de la polarité et de i'hydrophobie de la matrice est obtenue par la dérivation des fonctions hydroxyles et/ou par le greffage covalent de radicaux faiblement hydrosolubles. Cette substitution qui a lieu de manière homogène, peut être introduite avant, pendant ou après la réticulation du polymère. Les propriétés de la matrice peuvent donc être modifiées par couplage chimique de réactifs faiblement hydrosolubles ou lipidiques, c'est à dire notamment des acides gras à chaînes hydrocarbonées saturées, aliphatiques droites ou ramifiées et qui comprend de 2 à 30 atomes de carbones et de préférence de 2 à 12, des stérols, des aminés grasses, des acides aminés hydrophobes, des alkoxyéthers. Si ces réactions de greffage sont bien connues de l'homme de l'art, le procédé selon l'invention apporte une modification intéressante dans un mode de mise en oeuvre préféré en effectuant la réaction dans un milieu protique solvant de la matrice mais non solvant des molécules lipidiques. Ceci permet de limiter l'emploi des solvants organiques habituellement utilisés. Il a été trouvé que la réaction est réalisée préférentiellement dans l'eau qui permet un gonflement maximum de la matrice, additionnée d'acide acétique, de 0 à 60% ou d'acide propionique de 0 à 10%. Le réactif de dérivation est dispersé dans le milieu sous la forme d'une émulsion par agitation forte à pH alcalin et à basse température pour éviter l'hydrolyse du réactif. Ce nouveau procédé permet d'éviter l'emploi des solvants classiques des polysaccharides et des acides gras comme la pyridine, dont l'homme de l'art sait que l'élimination est toujours difficile, ce qui peut limiter les applications thérapeutiques. Pour maintenir une bonne dégradabilité de la matrice, les différents radicaux sont greffés préférentiellement à l'aide de liaisons labiles de type ester.
Ces matrices sont aussi caractérisées en ce que leur surface peut être dérivée de façon non covalente par des polymères après le chargement interne de molécules. La particule peut ainsi acquérir un caractère nouveau lié aux propriétés physicochimiques du polymère greffé en surface, par exemple bioadhésif ou de non reconnaissance par le système réticuloendothélial, ou de tropisme pour un tissu ou d'activation du système immunitaire.
Conférer un pouvoir bioadhésif permet d'augmenter le temps de résidence du vecteur, donc du principe actif au site d'absorption et/ou d'action. Il permet aussi d'obtenir un contact étroit entre le vecteur et la membrane et de localiser le vecteur dans des zones particulières des muqueuses, des tissus ou des organes choisis. Il est donc intéressant pour certaines applications de disposer de particules bioadhésives. Classiquement, les polymères bioadhésifs utilisés sont d'origine naturelle ou semi-synthétique et présentent de nombreux groupes polaires, un poids moléculaire élevé et un squelette carboné très flexible comme décrit par "JUNGINGER in Pharmaceutical Industry (1991 ) volume 53 n°l l pl056- 1065". Ils sont dotés d'une grande capacité d'hydratation. Les polymères les plus utilisés sont entre autres les polycarbophiles, les alginates, les polyacrylates, les polyvinylalcools. Ces polymères peuvent être greffés sur la matrice polysaccharidique par des réactions de couplage chimique covalent à partir des groupements hydroxyles bien connues de l'homme de l'art. Ce sont des techniques basées sur l'emploi d'agents couplants comme l'épichlorhydrine ou bifonctionnels comme les diépoxydes, les dialdéhydes, les dicarboxylates, les diisothiocyanates. Ce peut être aussi la technique au carbodiimide pour les polymères possédant une fonction carboxylate. Les matrices ainsi obtenues sont caractérisées par la présence d'une couche périphérique de polymère bioadhésif de poids moléculaire élevé, de 6000 à 50 000 daltons.
Cette phase de greffage d'un polymère en surface ne peut pas être réalisée après l'étape d'incorporation pour éviter tout risque de modification chimique du principe actif. L'incorporation interne des molécules est donc réalisée classiquement sur les matrices déjà dotées d'une couverture polymérique ce qui pose de nombreux problèmes car les polymères entre autres bioadhésifs, peuvent interagir fortement avec certaines molécules, en particulier les molécules de haut poids moléculaire, les peptides et polypeptides, les molécules chargées en général et gêner leur incorporation dans la matrice. Pour éviter ces difficultés, il est donc nécessaire de pouvoir greffer les polymères après l'incorporation des molécules mais sans risque de modification chimique. La technologie innovante développée selon la présente invention est caractérisée en ce que les polymères sont couplés à des espèces moléculaires dites macromolécules permettant le greffage sur la matrice chargée, par des interactions coulombiennes qui ne sont pas susceptibles d'entraîner des modifications chimiques des molécules d'intérêt biologique préalablement incorporées. Ces macromolécules sont généralement des polymères de bas poids moléculaire, biodégradables, d'origine naturelle ou synthétique, présentant de nombreuses charges permettant l'ancrage par interactions coulombiennes sur la matrice ionique de charge opposée. On distingue principalement comme macromolécules les polysaccharides dérivés naturellement par des fonctions ioniques, par exemple le chitosane, les acides hyaluroniques, les alginates, les carraghénanes, des polypeptides ou les dérivés fonctionnalisés de polysaccharides biodégradables, par exemple l'amidon, la cellulose ou le dextrane, les dérivés de polylactiques polyglycoliques ainsi que les dérivés de polyacrylates, de polyméthacrylates et de polyphosphates et plus généralement les macromolécules polymériques de taille comprise entre 5000 daltons et 50 000 daltons, de capacité comprise entre 0,2 et 15 mEq/g et présentant des fonctions, comme les hydroxyles ou les aminés, susceptibles de permettre l'établissement de liaisons covalentes avec le polymère par exemple bioadhésif par des réactions chimiques simples. Les polymères peuvent être greffés sur les espèces dites macromoléculaires, par des réactions de couplage chimique covalent par exemple à partir des groupements hydroxyles des polysaccharides bien connues de l'homme de l'art. Ce sont les techniques basées sur l'emploi d'agents couplants comme l'épichlorhydrine ou bifonctionnels comme les diépoxydes, les dialdéhydes, les dicarboxylates, les diisothiocyanates. Ce peut être aussi la technique au carbodiimide pour les polymères possédant une fonction carboxylate.
Plus particulièrement la présente invention concerne une matrice particulaire utile notamment pour le transport de molécules à activité biologique.
Ces particules présentent une stabilité très importante, une taille définie qui peut être modulée en fonction des applications par le choix de la matrice réticulée et fonctionnalisée de base. Elles sont aptes à l'incorporation et au transport ou vectorisation, de molécules diverses synthétiques, hémisynthétiques, recombinantes ou naturelles. Ces matrices particulaires peuvent être utilisées pour permettre ou accroître la solubilité et la dispersabilité aqueuses. Elles peuvent être aussi utilisées pour obtenir une modulation des modes de libération des molécules dans le temps, pour améliorer la stabilité physico-chimique des molécules sensibles, pour assurer le transport des molécules au sein de systèmes biologiques complexes, eucaryotes ou procaryotes, destinés à assurer des réactions chimiques, photochimiques, enzymatiques, immunologiques pour des applications pharmaceutiques, cosmétologiques, diagnostiques, d'étude et de recherche, de fermentation. Plus particulièrement, la présente invention concerne une matrice particulaire caractérisée en ce qu'elle comporte dans l'ordre, du coeur vers l'extérieur successivement :
- un noyau ionique interne à base d'hydrates de carbone ou de polyols réticulés, hydrophile non liquide et biodégradable, de polarité interne modulable
- une couche polymérique interne hydrophile, recouvrant le noyau central auquel elle est associée par des interactions de diverses natures, éventuellement ioniques
- des molécules ou des polymères de surface greffés sur la couche polymérique interne par des liaisons covalentes.
Le noyau hydrophile central peut être préparé par différentes méthodes bien connues de l'homme de l'art. En particulier lorsqu'il s'agit d'un polysaccharide, de préférence biodégradable linéaire ou ramifié, par exemple d'amidons et leurs dérivés, de cellulose, de dextrane, de polysaccharides dérivés naturellement par des fonctions ioniques par exemple le chitosane, les acides hyaluroniques, les alginates, les carraghénanes, la matrice ionique est alors obtenue par réticulation et dérivation par des procédés bien connus de l'homme de l'art. Les procédés de réticulation peuvent être effectués par l'utilisation d'agents couplants capables de réagir avec les groupements hydroxyles des polysaccharides comme l'épichlorhydrine, l'épibromohydrine, bifonctionnels comme les diépoxydes, les dialdéhydes, les dichlorures d'acides dicarboxyliques, les diisothicyanates, les anhydrides mixtes d'acides dicarboxyliques. Le caractère ionique de la matrice est obtenu en utilisant un polymère déjà dérivé par d échangeurs d'ions ou en réalisant le greffage sur des polymères neutres de ligands ioniqu biocompatibles et biodégradables, selon des procédés bien connus de l'homme de l'art. L ligands ioniques seront préférentiellement choisis parmi les molécules naturelles présent dans l'organisme comme l'acide succinique, l'acide citrique, l'acide phosphorique, l'aci glutamique, l'alanine, la glycine. On utilise aussi les sels de glycidyl-triméthylammonium, l sels de glycidyldiméthylamine. Certains ligands basiques comme le 2(diméthylamino)éthano le 2(dirnéthylamino)éthylamine, le chlorure de 2(triméthylammonium)éthanol, 3(triméthylammonium)propylamine sont greffés sur la matrice par un agent de coupla bifonctionnel capable d'établir une liaison ester ou amide. On utilise préférentiellement pour couplage sur la matrice polysaccharidique l'acide succinique, l'oxychlorure de phosphore, l thiocyanates, les diépoxydes. Le greffage des fonctions échangeuses d'ions peut être effect avant, durant ou après l'étape de réticulation.
La matrice ionisée peut être obtenue sous la forme de particules par plusieurs procédés. L premier consiste à broyer mécaniquement le gel obtenu par polymérisation en masse. L seconde technique consiste à réaliser directement la matrice sous forme de particules par l technique de polymérisation en dispersion dans un liquide non miscible avec la phas réactionnelle.
Ces particules peuvent être utilisées pour l'administration de molécules par les voies oral per linguale, nasale, vaginale, rectale, cutanée, oculaire mais aussi pulmonaire et parentéral Elles peuvent être aussi utilisées pour toute application topique. Ces nouveaux véhicules d principe actif sont capables d'encapsuler un grand nombre de molécules à activité biologiqu comme :
- les peptides et leurs dérivés, le glucagon, la somatostatine, la calcitonine, l'interféron et le interleukines, la LHRH, l'érythropoïétine, les antagonistes de la bradykinine, les polypeptide ainsi que les recombinants issus des biotechnologies
- les anticorps
- les protéoglycanes
- les anticancéreux - les antibiotiques
- les antiviraux, et en particulier les analogues d'oligonucléotides et les inhibiteurs de l transcriptase inverse
- les antiprotéases
- les insecticides et antifongiques - les oligonucléotides, ADN et éléments de génome
- les anesthésiques et anesthésiques locaux comme la benzocaïne
- les vasoconstricteurs
- les cardiotoniques comme la digitoxine et la digitaline et ses dérivés - les vasodilatateurs
- les diurétiques et antidiurétiques
- les neuroleptiques
- les antidépresseurs - les hormones et dérivés
- les anti-inflammatoires stéroïdiens et non stéroïdiens
- les antihistaminiques
- les agents anti-allergiques
- les antiseptiques
- les agents de diagnostic
- les vitamines
- les antioxydants
- les acides aminés et les sels minéraux
- les enzymes
- les hydroxyacides et les huiles essentielles
- les molécules à activité d'absorption des rayonnements UV ou d'hydratation de l'épiderme. La plupart des molécules à activité biologique peuvent être incorporées mais aussi les agents chromophores, fluorophores et/ou radiomarqués. Peuvent également être encapsulées les cellules animales et végétales, ainsi que les bactéries, levures et autres micro-organismes. Les domaines d'utilisation de ces particules innovantes sont très étendus aussi bien pour les applications pharmaceutiques, cosmétiques et d'hygiène qu'en biotechnologie, agroalimentaire, diagnostic et environnement.
On comprendra mieux la présente invention et ses nombreux avantages en se référant aux cas particuliers suivants, donnés à titre d'exemple et qui ne sauraient en aucune façon limiter ladite invention. Toutes les parties indiquées dans les exemples sont des parties en volume et tous les pourcentages sont des pourcentages en poids.
Exemple 1 selon l'invention :
Préparation des matrices polysaccharidiques réticulées et cationiques : Dans un réacteur de 2,5 litres, on disperse 100 grammes d'amidon ayant un poids moléculaire d'environ 10 000 dans 300 ml d'eau contenant 1 gramme de borohydrure de sodium. Après 2 heures d'agitation, on ajoute 100 ml d'une solution de soude 4N. Lorsque la solution est homogène on ajoute 32 ml d'une solution aqueuse de chlorure de (2,3 époxypropyl)triméthylammonium à 75%. Après deux heures d'agitation, on ajoute 7 ml d'épichlorhydrine en maintenant l'agitation pendant encore 4 heures. La solution est alors laissée au repos pendant 40 heures. On obtient un gel translucide et cassant. Ce gel est repris dans 2 litres d'eau et le pH est ajusté à 5 par addition d'HCl 2N. Le gel est ensuite lavé quatre fois dans 5 litres d'eau distillée. On obtient une matrice dont la capacité, déterminée par titrage est de 1 charge positive pour 4 sucres.
Exemple 2 selon l'invention :
Préparation des matrices polysaccharidiques réticulées et anioniques : Dans un réacteur de 2,5 litres, on disperse 100 grammes d'amidon ayant un poid moléculaire d'environ 10 000 dans 300 ml d'eau contenant 1 gramme de borohydrure d sodium. Après 2 heures d'agitation, on ajoute 20 ml d'une solution de soude 0,2 N et on port la température à -1°C. Lorsque la solution est homogène on ajoute progressivement de faço concomitante 55 grammes de dichlorure d'acide succinique et 200 ml d'une solution de soud 4N en maintenant la température à -1°C. Après 4 heures d'agitation, le pH est ajusté à 5 pa addition d'HCl 2N. Le gel est ensuite lavé par décantation quatre fois dans 5 litres d'ea distillée. On obtient une matrice anionique réticulée par le succinate dont la capacité déterminé par titrage, est de 1 charge négative pour 4 sucres.
Exemple 3 selon l'invention :
Préparation de matrices polysaccharidiques réticulées fonctionnalisées par l'acide phosphorique :
Dans un réacteur de 2,5 litres, on disperse 100 grammes d'amidon ayant un poids moléculaire d'environ 10000 dans 300 ml de NaCl 0.5M contenant 1 gramme de borohydrure de sodium. Après 2 heures d'agitation, on ajoute 20 ml d'une solution de soude 4N et on porte la température à 3°C. Lorsque la solution est homogène, on ajoute progressivement et en même temps 56 ml d'oxychlorure de phosphore et 500 ml d'une solution de soude 6N tout en maintenant la température à 3°C. Après 4 heures d'agitation, la solution est laissée au repos pendant 20 heures. On obtient un gel réticulé translucide. Ce gel est repris dans 2 litres d'eau et le pH est ajusté à 5 par addition d'HCl 2N. Le gel est ensuite lavé quatre fois dans 5 litres d'eau distillée. On obtient une matrice anionique dont la capacité déterminée par titrage, est de 1 charge négative pour 3 sucres.
Exemple 4 selon l'invention : Préparation de matrices polysaccharidiques réticulées faiblement hydrophiles et fonctionnalisées par l'acide succinique :
Dans un réacteur de 2,5 litres, on disperse 100 grammes d'amidon ayant un poids moléculaire d'environ 10 000 dans 300 ml d'eau contenant 1 gramme de borohydrure de sodium. Après 2 heures d'agitation on ajoute 100 ml d'une solution de soude 4N. Lorsque la solution est homogène on ajoute 6 ml d'épichlorhydrine en maintenant l'agitation pendant encore 4 heures. La solution est alors laissée au repos pendant 40 heures. On obtient un gel translucide et cassant. Ce gel est lavé dans 2 litres d'eau et le pH est ajusté à 6,8 par addition d'HCl 2N. Le gel est ensuite récupéré par décantation. Le gel est alors refroidi à 0°C et le pH ajusté à 9 par une solution de NaOH 0,2N. Puis sous agitation on ajoute lentement 60 ml de solution de chlorure d'acide hexanoïque à 30% dans l'acide propionique en maintenant le pH constant à 9 puis 30 grammes d'anhydride succinique. A la fin de l'addition des réactifs, l'agitation est maintenue pendant 2 heures. Le gel est alors lavé par décantation quatre fois dans 2 litres d'eau distillée. On obtient une matrice faiblement hydrophile dérivée par l'acide succinique dont la capacité, déterminée par titrage, est de 1 charge pour 8 sucres.
Exemple 5 selon l'invention :
Préparation des micromatrices par broyage des matrices canoniques : 100 grammes de gel préparé selon l'exemple 1, sont repris par 5 litres d'eau et broyés à l'aide d'une turbine Ultraturrax pendant 7 minutes à 4000 t/min. Les micromatrices obtenues ont une taille comprise entre 5 et 25 microns.
Exemple 6 selon l'invention : Préparation des micromatrices par broyage des matrices anioniques :
100 grammes de gel préparé selon l'exemple 2 sont repris par 5 litres d'eau et broyés à l'aide d'une turbine Ultraturrax pendant 7 minutes à 4000 t/min. Les micromatrices obtenues ont une taille comprise entre 15 et 50 microns.
Exemple 7 selon l'invention :
Préparation des micromatrices par broyage des matrices ionisées par le phosphate : 100 grammes de gel préparé selon l'exemple 3 sont repris par 5 litres d'eau et broyés à l'aide d'une turbine Ultraturrax pendant 7 minutes à 4000 t/min. Les micromatrices obtenues ont une taille comprise entre 0,5 et 5 microns.
Exemple 8 selon l'invention :
Préparation des micromatrices par broyage des matrices dérivées et ionisées par le succinate :
100 grammes de gel préparé selon l'exemple 4 sont repris par 5 litres d'eau et broyés à l'aide d'une turbine Ultraturrax pendant 7 minutes à 4000 t/min. Les micromatrices obtenues ont une taille comprise entre 50 et 500 microns.
Exemple 9 selon l'invention :
Préparation des nanomatrices par broyage des matrices canoniques : 100 grammes de gel préparé selon l'exemple 1 sont repris par 10 litres d'eau et broyés à l'aide d'une turbine Ultraturrax pendant 3 minutes à 4000 t/min. Cette dispersion est alors homogénéisée à l'aide d'un homogénéisateur haute pression de type Microfluidizer à 1200 bars. Les nanomatrices obtenues ont une taille comprise entre 50 et 150 nanomètres. Exemple 10 selon l'invention :
Préparation des nanomatrices par broyage des matrices anioniques : 100 grammes de gel préparé selon l'exemple 2 sont repris par 6 litres d'eau et broyés l'aide d'une turbine Ultraturrax pendant 3 minutes à 4000 t/min. Cette dispersion est alor homogénéisée à l'aide d'un homogénéisateur haute pression de type Microfluidizer à 100 bars. Les nanomatrices obtenues ont une taille comprise entre 50 et 150 nanomètres.
Exemple 11 selon l'invention : Préparation des nanomatrices par broyage des matrices anioniques :
100 grammes de gel préparé selon l'exemple 3 sont repris par 8 litres d'eau et broyés l'aide d'une turbine Ultraturrax pendant 3 minutes à 4000 t/min. Cette dispersion est alor homogénéisée à l'aide d'un homogénéisateur haute pression de type Microfluidizer à 10 bars. Les nanomatrices obtenues ont une taille comprise entre 50 et 1 0 nanomètres.
Exemple 12 selon l'invention :
Préparation des nanomatrices par broyage des matrices anioniques : 100 grammes de gel préparé selon l'exemple 4 sont repris par 8 litres d'eau et broyés à l'aide d'une turbine Ultraturrax pendant 3 minutes à 4000 t/min. Cette dispersion est alors homogénéisée à l'aide d'un homogénéisateur haute pression de type Microfluidizer à 1200 bars. Les nanomatrices obtenues ont une taille comprise entre 150 et 500 nanomètres.
Exemple 13 selon l'invention :
Préparation des matrices polysaccharidiques réticulées, cationiques par réticulation en émulsion :
Dans un réacteur de 2,5 litres, on disperse 100 grammes d'amidon ayant un poids moléculaire d'environ 10 000 dans 300 ml d'eau contenant 1 gramme de borohydrure de sodium. Après 2 heures d'agitation, on ajoute 100 ml d'une solution de soude 4N. Lorsque la solution est homogène, on ajoute 32 ml d'une solution aqueuse de chlorure de (2,3époxypropyl) triméthylammonium à 75%. Après deux heures d'agitation, on ajoute 5 ml d'épichlorhydrine en maintenant l'agitation. La solution est dispersée dans deux litres de dichlorométhane sous agitation suffisante pour obtenir une dispersion de la phase aqueuse sous la forme de gouttelettes de taille comprise entre 50 et 500 microns. La dispersion est maintenue sous agitation à température ambiante pendant 14 heures. La dispersion est alors filtrée et les matrices sphériques reprises dans 2 litres d'éthanol 50% et le pH est ajusté à 5 par addition d'HCl 2N. Elles sont ensuite lavées 2 fois dans 5 litres d'éthanol 20% puis 2 fois dans 5 litres d'eau distillée à 50°C. Exemple 14 selon l'invention:
Préparation d'un polymère greffé sur un polysaccharide anionique :
Dans un réacteur de 2,5 litres, on disperse 50 grammes d'amidon ayant un poids moléculaire d'environ 10 000 dans 200 ml d'eau contenant lg de borohydrure de sodium. Après 2 heures d'agitation, on ajoute 100 ml d'une solution de soude 4N. Lorsque la solution est homogène, on ajoute 25 grammes d'anhydride succinique. Après 2 heures d'agitation, on ajoute 150 grammes de 2-3 époxypropyléther d'hydroxypropylcellulose et on maintient sous agitation pendant 6 heures. La solution est alors laissée au repos pendant 30 heures. On obtient un gel translucide. Ce gel est repris dans 2 litres d'eau et le pH est ajusté à 5 par addition de HCl 2N. Le gel est ensuite lavé quatre fois dans 5 litres d'eau distillée par ultrafiltration. On obtient un polysaccharide anionique dérivé par l'hydroxypropylcellulose séché par lyophilisation.
Exemple 15 selon l'invention : Ancrage ionique d'un polymère dérivé par un polysaccharide anionique sur des matrices cationiques :
50 grammes de micromatrices anioniques préparés selon l'exemple 9 sont dispersées dans 250 ml d'eau distillée. Parallèlement 10 grammes de polymères dérivés par un polysaccharide anionique selon l'exemple 14 sont dispersés dans 500 ml d'eau distillée. La dispersion de micromatrices est alors ajoutée lentement sous agitation à la solution de polymère bioadhésif. Après 2 heures d'agitation, les matrices recouvertes de polymère sont récupérées par décantation puis lavées 2 fois par 2 litres d'eau distillée. On obtient ainsi 54 grammes de matrices cationiques dotées de propriétés bioadhésives.
Exemple 16 selon l'invention :
Chargement de l'oxytétracycline dans les matrices anioniques :
Dans un réacteur de 1 litre, 300 ml d'une solution de chlorhydrate d'oxytétracycline à 10% sont ajoutés lentement et sous agitation à 20 grammes de matrice polysaccharidique dérivée par le phosphate selon l'exemple 3, sous forme sèche lyophilisée. L'agitation est maintenue pendant 4 heures à température ambiante. Les matrices sont alors récupérées par décantation puis lavées 4 fois par 500 ml d'eau distillée. On récupère 28 grammes de matrice chargée à 40% d'oxytétracycline.
Exemple 17 selon l'invention : Chargement de l'acide aspartique dans les matrices cationiques :
Dans un réacteur de 1 litre, 10 grammes d'acide aspartique sont mélangés à 20 grammes de matrice polysaccharidiques dérivée par le phosphate selon l'exemple 3, sous forme sèche lyophilisée. Le mélange est réhydraté lentement sous agitation par addition de 400ml d'eau distillée à température ambiante. L'agitation est maintenue pendant 2 heures après réhydratation complète. Les particules de matrice sont alors récupérées par décantation puis lavées 4 fois par 500 ml d'eau distillée. On récupère 22 grammes de matrice chargée à 20% d'acide aspartique.
Exemple 18 selon l'invention :
Préparation de micromatrices contenant un principe actif et dérivées superficiellement par un polymère bioadhésif :
Le polymère préparé selon l'exemple 14, est ancré sur les matrices préparées selon l'exemple 16, en suivant le procédé décrit selon l'exemple 1 .

Claims

R E V E N D I C A T I O N S
1 - Matrice particulaire biodégradable caractérisée en ce qu'elle comporte :
- un noyau hydrophile et biodégradable à base d'une matrice d'hydrate de carbone ou de polyols ou de polyamines, réticulée et dérivée dans la masse par des taux variables de groupements ioniques
- une couche polymérique hydrophile, associée au noyau central par des interactions chimiques, par exemple ioniques
- des molécules ou des polymères de surface greffés sur la couche polymérique externe par des liaisons covalentes.
2 - Matrice particulaire selon la revendication 1 , caractérisée en ce qu'elle comporte un noyau non liquide et biodégradable à base d'une matrice d'hydrates de carbone ou de polyols ou de polyamines, réticulée et dérivée dans la masse par des taux variables de groupements ioniques et/ou lipophiles. 3 - Matrice particulaire selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les groupements ioniques greffées sur la matrice sont des composés acides.
4 - Matrice particulaire selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les groupements ioniques greffés sur la matrice sont des composés basiques.
5 - Matrice selon l'une quelconque des revendications de 2 à 4, caractérisée en ce que le groupement lipophile greffé sur la matrice ionique est choisi parmi les acides gras à un taux variable ou parmi les polyoxyéthylèneglycols, les aminés grasses, les acides aminés hydrophobes, les stérols, les alkoxyéthers, et leurs mélanges.
6 - Matrice selon la revendication 3, caractérisée en ce que la couche de polymère associée au noyau anionique est choisie parmi des polymères cationiques d'origine naturelle ou dérivée, comme le chitosane ou les dérivés à groupements basiques de l'amidon.
7 - Matrice particulaire selon la revendication 4, caractérisée en ce que la couche de polymère associée au noyau cationique est choisie parmi des polymères anioniques naturels, dérivés ou synthétiques comme les alginates, les carraghénanes, les polyacrylates et les dérivés d'amidon à groupements acides. 8 - Matrice selon l'une quelconque des revendications de 1 à 7, caractérisée en ce que les polymères ou les molécules externes greffés sur le polymère associé au noyau, sont bioadhésifs ou furtifs vis-à-vis du système réticuloendothélial ou possèdent un tropisme pour un tissu ou sont activateurs du système immunitaire.
9 - Matrice selon l'une quelconque des revendications de 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle comprend une entité à activité biologique choisie parmi :
- les anticorps, les protéoglycanes, les anticancéreux, les antibiotiques, les antiviraux, en particulier les analogues d'oligonucléotides et les inhibiteurs de la transcriptase inverse, les antiprotéases, les insecticides et antifongiques, les oligonucléotides, ADN et éléments de génome, les anesthésiques et anesthésiques locaux comme la benzocaïne, le vasoconstricteurs, les cardiotoniques comme la digitoxine et ses dérivés, les vasodilatateurs les diurétiques et antidiurétiques, les prostaglandines, les neuroleptiques, les antidépresseurs les hormones et dérivés, les anti-inflammatoires stéroïdiens et non stéroïdiens, le antihistaminiques, les agents anti-allergiques, les antiseptiques, les agents de diagnostic, le vitamines, les anti-oxydants, les acides aminés et sels minéraux, les enzymes, le hydroxyacides et les huiles essentielles, les cellules animales et végétales, les levures, bactéries et autres micro-organismes, les molécules à activité d'absorption des rayonnements UV ou d'hydratation de l'épiderme. 10 - Matrice selon l'une quelconque des revendications de 1 à 8, caractérisée en ce q «'elle est marquée par un agent chromophore ou un agent fluorophore ou un agent radioactif.
PCT/FR1997/001701 1996-09-27 1997-09-26 Matrice ionique biodegradable de polarite interne modulable a polymere greffe Ceased WO1998013030A1 (fr)

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