Le professeur Job Boekhoven et Caren Wanzke de l'Université technique de Munich ont découvert un nouveau système de matériaux qui peut libérer des médicaments avec un taux de libération constant sur une période de temps réglable. L'image microscopique (écran de droite) montre des gouttelettes d'huile hydrolysable incorporées dans un hydrogel. Crédit :Andreas Heddergott/TUM
À l'aide d'un mélange de gouttelettes d'huile et d'hydrogel, les actifs médicaux peuvent être non seulement dosés avec précision, mais également administré en continu sur des périodes allant jusqu'à plusieurs jours. Les agents actifs à l'intérieur des gouttelettes sont libérés à un débit constant, diminuer le risque de surdosage ou de sous-dosage.
Réellement, Le professeur Job Boekhoven étudiait les origines de la vie :avec son équipe à l'Université technique de Munich (TUM), le chimiste a voulu comprendre comment les molécules de l'océan primordial avaient réussi à se combiner et à former les précurseurs des premières cellules vivantes.
"Dans nos travaux de recherche, nous avons expérimenté des gouttelettes d'huile, entre autres. Nous nous sommes particulièrement intéressés aux mécanismes qui protègent les molécules de la dégradation. Nous avons découvert que les molécules instables qui forment des gouttelettes d'huile survivraient beaucoup plus longtemps que les molécules qui ne peuvent pas former de gouttelettes. Dans un sens, les gouttelettes protègent les molécules à l'intérieur."
Cependant, le bouclier huileux n'est pas entièrement imperméable :certaines molécules d'huile réagissent avec l'eau environnante. Cette hydrolyse fait que les gouttelettes perdent lentement mais continuellement de la masse et rétrécissent jusqu'à ce qu'elles finissent par disparaître. "La décroissance constante de ces 'gouttelettes actives, ' nous a conduit à l'idée de les utiliser pour doser des médicaments, " se souvient Boekhoven.
À l'abri d'un surdosage ou d'un sous-dosage
Les pharmacologues ont longtemps recherché des méthodes d'administration d'agents actifs à un débit constant. Les ingrédients des pommades ou des comprimés sont généralement libérés rapidement, augmentant le risque de surdosage. De plus, la vitesse de libération rapide raccourcit la durée de l'effet recherché. Les méthodes de libération de médicaments sur de longues périodes de temps à un rythme constant sont rares et souvent compliquées à fabriquer.
"Nous avons constaté que les gouttelettes libèrent continuellement le médicament alors qu'elles deviennent de plus en plus petites. La conséquence est que sur toute la période de libération, le taux de libération du médicament reste constant, " explique Boekhoven. " La force de cette approche réside dans sa simplicité. Vous n'avez besoin que de trois composants :des gouttelettes constituées d'une huile hydrolysable, un médicament qui se répartit dans l'huile, et un hydrogel qui stabilise la position des gouttelettes."
Image microscopique en fluorescence de gouttelettes d'huile noyées dans un hydrogel. Ce système, développé par le professeur Job Boekhoven et Caren Wanzke à l'Université technique de Munich, peut libérer des médicaments avec un taux de libération constant sur une période de temps réglable. Crédit :Benedikt Riess/TUM
De nombreux domaines d'application
Le nouveau mélange huile-hydrogel permet aux agents actifs d'être administrés non seulement en continu, mais aussi à une vitesse prédéterminée. Les gouttelettes peuvent être chargées de doses plus ou moins importantes de substances actives. Ceux-ci sont libérés dès que les gouttelettes d'huile entrent en contact avec l'eau du sang ou des tissus. L'hydrolyse se déroule à vitesse constante jusqu'à ce que les gouttelettes se soient complètement dissipées.
Ces "gouttelettes actives" ont de nombreux domaines d'application potentiels. Ils pourraient, par exemple, être déployé dans des compresses désinfectantes ou favorisant la cicatrisation pour traiter les plaies mal cicatrisantes. Une demande de brevet a déjà été déposée pour le matériau huile-hydrogel.
