Les microgels forment une fine coque protectrice autour d’une gouttelette jusqu’à ce que la température dépasse 32°C. Ensuite, les microgels rétrécissent et la gouttelette se dissout dans le liquide environnant. Une étude menée par des chercheurs de l’Université de Göteborg révèle désormais le mécanisme sous-jacent à ce processus. Cette découverte pourrait révolutionner les méthodes de ciblage des médicaments vers des endroits spécifiques du corps.
Les émulsions sont constituées de nombreuses gouttelettes présentes dans un liquide sans se dissoudre ni se mélanger avec le liquide. Par exemple, le lait est constitué de gouttelettes de graisse stabilisées par des protéines du lait dispersées dans l'eau.
Dans de nombreuses applications telles que l’administration de médicaments, il est important non seulement de maintenir la structure des gouttelettes, mais également de pouvoir contrôler le moment où les gouttelettes se dissolvent. En effet, les ingrédients actifs encapsulés dans la gouttelette ne doivent être libérés qu'une fois que le médicament est entré dans l'organisme.
Des chercheurs de plusieurs universités, dont l'Université de Göteborg, ont introduit un concept d'émulsions réactives pour contrôler le moment où les gouttelettes se dissolvent.
"L'idée est de stabiliser les émulsions à l'aide de particules de microgels thermosensibles qui adaptent leur forme à la température ambiante. A température ambiante, elles gonflent dans l'eau, mais au-dessus de 32°C, elles se rétractent et se contractent", explique Marcel Rey, chercheur à Physique à l'Université de Göteborg et auteur principal de l'étude publiée dans Nature Communications , intitulé "Les interactions entre les interfaces dictent le comportement de l'émulsion sensible aux stimuli".
Lorsque la température dépasse 32 °C, les gouttelettes se dissolvent dans le liquide environnant car elles ne sont plus suffisamment stabilisées par la coque protectrice en microgel. Bien que ce phénomène soit connu en science depuis longtemps, les chercheurs ont maintenant découvert que le mécanisme fondamental à l'origine des émulsions sensibles aux stimuli implique des changements morphologiques dans les microgels stabilisants.
"Les changements morphologiques des microgels stabilisants, déclenchés par des stimuli externes, jouent un rôle crucial en influençant la stabilité des émulsions associées. Cette compréhension est fondamentale pour la conception de microgels capables de stabiliser les émulsions à température ambiante tout en facilitant leur dissolution à température corporelle", " explique Marcel Rey.
Les microgels stabilisants peuvent être considérés à la fois comme des particules et des polymères. Le caractère particulaire conduit à une grande stabilité de l'émulsion, tandis que le caractère polymère rend les microgels sensibles aux influences extérieures conduisant à la dissolution des gouttelettes. L'obtention d'émulsions sensibles à la température nécessite un équilibre délicat, exigeant un caractère particulaire minimal pour la stabilité et un caractère polymère substantiel pour une dissolution rapide et fiable des gouttelettes.
"Maintenant que nous comprenons le fonctionnement des émulsions réactives, nous pouvons les personnaliser en fonction d'exigences spécifiques. Alors que nos efforts actuels se limitent à des expériences en laboratoire avec une dépendance à la température, nous explorons activement le développement d'émulsions stabilisées par des microgels qui répondent au pH du fluide environnant", explique Marcel Rey.
La recherche pharmaceutique axée sur des médicaments ciblés est cruciale. L'objectif est d'administrer des médicaments à une concentration plus élevée dans des zones malades spécifiques du corps plutôt que d'affecter le corps tout entier.
"Les émulsions réactives présentent un grand potentiel en tant qu'outil précis pour administrer des médicaments à des zones spécifiques du corps. Bien que des recherches supplémentaires soient nécessaires, l'avenir semble prometteur et des progrès peuvent être attendus au cours des 10 prochaines années", déclare Marcel Rey.
Plus d'informations : Marcel Rey et al, Les interactions entre les interfaces dictent un comportement d'émulsion sensible aux stimuli, Nature Communications (2023). DOI :10.1038/s41467-023-42379-z
Informations sur le journal : Communications naturelles
Fourni par l'Université de Göteborg
