Capsules thérapeutiques : principe actif libéré par chauffage magnétique
Dans le but de mieux contrôler la délivrance de principes actifs thérapeutiques dans l’organisme humain, des chercheurs du Centre de recherche Paul Pascal (CNRS/Université de Bordeaux) et du Laboratoire de chimie des polymères organiques (CNRS/Université de Bordeaux/INP) ont synthétisé de nouvelles particules submicroniques. Ils sont parvenus à libérer le cœur de la particule contenant la substance active en appliquant un champ magnétique, générant ainsi un phénomène d’hyperthermie obtenu en piégeant des nanoparticules magnétiques d’oxyde de fer. Ces travaux brevetés par la SATT Aquitaine sont parus dans la revue Particle and Particle Systems Characterization.
L’encapsulation requière la synthèse de capsules de plus en plus complexes à la fois dans leur nature chimique, dans leur structure et dans leur fonction. Au-delà de protéger le cœur, composé de la substance à encapsuler, de l’environnement extérieur, ces capsules doivent être capables de répondre à un stimulus externe pour libérer leur contenu à la demande. Ce stimulus peut être de diverse nature : contrainte mécanique, changement de température ou de pH, gradient de concentration…
Les chercheurs du Centre de recherche Paul Pascal ont conçu des capsules cœur-écorce constituées d’un cœur de cire enrobé d'une enveloppe rigide et cassante en silice. Dans cette configuration, une chauffe macroscopique des capsules fait fondre le cœur de cire qui, en passant de l'état solide à l'état liquide, provoque une expansion volumique conduisant à la rupture de la coque silicique. Problème : la chauffe macroscopique doit être remplacée par une chauffe microscopique provenant de l’intérieur des capsules et non plus de l’extérieur, de manière à ne chauffer que le cœur de la capsule et pas son environnement.
Pour contourner ces obstacles, les chercheurs ont eu l’idée de piéger des nanoparticules magnétiques d’oxyde de fer (g-Fe2O3) au sein de la cire constituant le cœur, particules connues pour présenter un phénomène d’hyperthermie sous champ magnétique. Les nouveaux objets cœur-écorce qu’ils ont obtenus répondent effectivement à l'application d'un champ magnétique externe alternatif, qui, grâce à la présence des nanoparticules d’oxyde de fer, provoque une chauffe locale au sein même des capsules.
Cette élévation de température interne fait fondre la cire et provoque la rupture de l'écorce cassante de silice. Les applications de tels objets sont diverses : agents de contraste pour de l’imagerie médicale (échographie, IRM) et d'agents thérapeutiques (théranostique) avec une délivrance provoquée à l'endroit ciblé, traitements par instillation intra-pulmonaire d’un anti-inflammatoire…
Référence
Marion Baillot, Gauvin Hemery, Olivier Sandre, Véronique Schmitt & Rénal Backov
Thermo-Magnetically Responsive γ-Fe2O3@Wax@SiO2 Submicron Capsules
Part. Part. Syst. Charact. 2 août 2017