Brevet FR2674128A1 — publié le 19920925

VECTEURS DE STRUCTURE CAPSULAIRE ET LEURS APPLICATIONS DANS LE TRANSPORT DE SUBSTANCES OU PRINCIPES ACTIFS La présente invention conceme des vecteurs de structure capsulaire, c'est-t dire des vecteurs constitués d'une paroi et d'un volume intérieur et qui sont plus spécialement destinés à transporter des substances ou principes actifs, notamment cosmétologiques, pharmacologiques, phytosanitaires et autres. On a proposé, au cours de ces dernières années de nombreux vecteurs intracellulaires de molécules actives tels que les liposomes, ou nanoparticules. D'une manière générale, les vecteurs découverts et mis au point au cours de ta dernière décénie sont soit des vecteurs de taille supérieure ou égale aux cellules des eucayotes soit des vecteurs de taille inférieure aux cellules Les vecteurs de taille cellulaire peuvent être définis comme étant des micropgticules telles que les microsphères ou les microcapsules. Les vecteurs de taille inférieure & la taille moyenne des cellules des eucaryotes sont aussi appelés vecteurs infracelulaires. Il s'agit le plus souvent de nanopgticules pouvant être soit des nanocapsules creuses (liposomes) soit des nanosphbres pleines. Il existe entre ces deux types de vecteurs une différence impatante, différence non liée à la structure des cellules mais aux propriétés de celles-ci. Les vecteurs de taille cellulaire. les mícrocapsules et les microsphères, ne sont pas susceptibles de diffuser au sein d'un milieu sans être portes par une force : mécanique. magnétique, électique....Les vecteurs de taille inirellulaire ont la possibilité de dffùser selon la température. Ils seront ainsi qualifiés de vecteurs browniens car ils utilisent le mouvement brownien pour se répande au sein d'un milieu â la différence des vecteurs micropKculares qui seront appelés vecteurs newtoniens.Au sein des vecteurs browniens, on distingue deux catégories de vecteurs ; ceux qui sont capables de faire un échange de matière avec les cellules ou fusion et ceux qui ne peuvent être captés que par endocytose active ou phagocytose par les cellules. Les matières premières nécessaires à la préparation ou à la synthèse des liposomes sont essentiellement les suivantes: * Principalement, un composé amphiphile, constitutif de la paroi du liposome tel que des phospholipides, comme la lécithine, les phosphatidylcholines naturelles ou synthétiques, les sphingomyélines, les phosphatidyllnositols, les phosphatidylsérines, les Iysophosphatidylcholines, les dicétylphosphates. * Eventuellement un composé de rigidification de la paroi du liposome tel que - Un composé polycydique comportant une chaîne ramifiée, tel qu'un stérol, comme le cholestérol, les phytostérols, la fluorescéine acide et ses esters. - Certaines amines aromatiques. - Certains sucres, comme les polyoses. * Eventuellement un composé conférant une charge positive ou négative à la surface de la membrane des liposomes. tels que - le dipalmitoyl phosphatidylglycérol, pour obtenir une charge négative, - la stéarylamine, pour obtenir une charge positive. * Eventuellement un agent antioxydant du composé amphiphile et'ou du composé de rigidilcation, tel que le DL-a-tocophéroi. * La substance active est solubilisée en milieu aqueux ou dans le composé amphiphile, ou encoredans un milieu organique approprié. Ces différentes matières sont solubilisées ou mises en suspension dans différents milieux, aqueux etlou organiques, lors de la préparation des lipssomes selon différentes méthodes. II faut préciser que la matière constitutive des vecteurs infra-cellulaires comme d'autres nanoparticules et nanosphères est constituée soit de matériel naturel (polypeptidique par exemple) soit de matières hémisynthétiques comme les polylactates acides et les polygluconates d'acides plus communément appelés P.L.G.A. De nombreuses nanoparticules sont constituées à partir de dérivés d'acides acryliques tels les cyanoacrylates.Leur mise en oeuvre nécessite bien souvent la solubilisation dans un solvant organique de la suspension du prepolymére ou du polymère qui sera utilisé pour constituer la matière des vecteurs ; il faut ensuite Bvaparer le solvant organique après son émulsification. Différentes phases additionnelles sont nécessaires telles que la condensation de la matière ou son revêtement afin de doter le vecteur des propriétés particulières souhaitées par le manipulateur. Les niosomes sont, eux, constitués à partr d'éther du glycérol ou de polyéthylène glycol. Leur paroi est structurée par empilement de minces feuillets constitués d'ester phosphorique d'éther de glycérol. La fonction acide est obligatoirement insérée entre deux alcools hydrosolubles Ils sont obtenus industriellement par fusion thermique. L'originalitB des vecteurs selon (invention est qu'ils comportent une paroi épaisse, structurée, constituée par la juxtaposition, en vis-àvis, de deux unités obtenues par 'estérification mixte d'un oxacide minéral au moins bivalent avec dune part un alcool hydrophobe et d'autre part un sucre ou un acide aminé. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, l'épaisseur de la paroi se situe entre 30 et 70 nanomètres. Les alcools hydrophobes sont choisis de préférence parmi les alcools aliphatiques saturés et notamment les alcools de C4 a Ct8. tels que le phytol. les alcools InsaTurés de C5 a' C 22. tels que 'hycroxysqualéne et i-aicool cinnamyi. les alcools cycliques tels que le cholestérol et le sitostérol. plusieurs de ces alcools pouvant être combinés sur une même fonction acide, Les oxacides mineraux sont choisis de preférence parmi les acides sulfurique. borique ou phosphoriques ou leurs dérivés comme l'acide pyrophosphorique. Le sucre est choisi de préférence parmi es oses polyhydroxylés et hydrosolubles comme l'inositol. le manitol. ie glucose. te rhamnose. le mannose. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, on utilise directement un ester sucré de l'oxacide minéral, tel que l'acide phytique. L'acide aminé est de préférence 'hydroxyproline. La structure générale de a paroi des vecteurs selon l'invention peut être representée de la facon suivante R- Alcool-oxacide minéral oxacide minéral - sucre Les structures suivantes constituent des exemples non limitatifs des vecteurs selon 'invention O O Phytoi O-P-G-P- inositol O- O Na+ Na+ ou Ca++ ou Mg++ M O O f,' P i - P -O - P -O - mannose O- O Na+ Na+ou Ca++ou Mg++ La structure des vecteurs de structure capsulaire selon l'invention présente de nombreux avantages. Ils présentent tout d'abord de nombreuses analogies avec certaines structures cellulaires, notamment les nudéotides, phosphorylés ou non, que l'on rencontre dans les systèmes énergétiques ou transporteurs intrecellulaires comme les chioroplastes, les mitochondries etc... Cette analogie avec de nombreux éléments cellulaires permet d'assurer de façon nouvelle et originale des échanges moléculaires entre la paoi du vecteur et celles des cellules environnantes. Les propriétés amphiphiles des molécules de la paroi du vecteur lui permettent d'autre part d'assurer le transport d'éléments ou principes actifs aussi bien dans l'espace vide de la capsule ainsi formée que dans la paroi même de celle-ci. La juxtaposition de molécules à chaîne carbonée aIcyl, cydique ou insaturée (alcènes) dote la paroi ainsi constituée d'une étanchéité importante vis8-vis des molécules hydrosolubles, lui permet de s'associer à des molécules hydrophobes et ainsi de maintenir en dispersion aqueuse des molécules insolubles dans l'eau. L'ensemble est relativement peu soluble dans l'eau et agit comme tensio-actif. C'est un excipient par rapport aux substances ou principes actifs susceptibles d'être solubilisés dans la paroi ou encapsulés dans la vacuité intracapsulaire. Le volume d'hydratatIon, c'est-à-dire le volume d'eau mobilisé autour de la paroi, est très important et constitue un revêtement dune épaisseur égale à environ 3 fois l'épaisseur de la paroi, par exemple de l'ordre de100 nanomètres. Ce fait est mis en évidence par la différence de taille du vecteur observé en microoscopie électronique et en spectrophotométrle de corrélation de photons. Les vecteurs de structure capsulaire selon l'invention peuvent être obtenus soit par apport direct des matériaux nécessaires à la constitution de leur paroi, soit par synthèse directe de ces éléments dans le milieu réactionnel. L'ensemble excipient + principe actif hydrosoluble ou lipophile est mélangé de manière à former des structures micellaires. Au cours d'une agitation rapide, faisant apparaître des structures de cavitation cet ensemble se transforme en un vecteur dont la paroi, selon l'invention, est structurée par la juxtaposition en vis-ivis de deux unités constituées par 'estérification mixte d'un oxacide minéral au moins bivalent avec d'une part un alcool et d'autre par un sucre ou un acide aminé (td que Ibydroxyproline). On a le schéma suivant:: Alcool - oxacide - ose ou Adde aminé - ose - oxacide - alcools Les modes classiques d'obtention des liposomes peuvent être utilisées pour l'obtention des vecteurs selon invention Rappelons très briévement que la plupart de celles-ci operent par etapes. la première consistant à former une pseudo-membranecellulaire et à transformer cette membrane en une vésicule stable. La deuxième étape consiste a trier ou sélectionner les vésicules obtenus dans la premiere étape par différents moyens physiques tels que passage dans une presse de FRENCH. un filtre une sonication. La troisième et dernière étape consiste à éliminer les matières premières non utilisées dans le processus d'encapsuiation ainsi que le ou les milieux de solubilisation ou suspension. par exemple par centrifugation ou chromatographie. Il importe de noter que ifes vecteurs de structure capsulaire selon l'invention peuvent être obtenus par simpie agitation rapide des composants. sans intervention de soivant oraanique. Exemple de composition utilisée pour réaliser la paroi d'un vecteur de structure capsulaire selon l'invention Cholestérol 0,55 % t.42 mM 2mM Phytol 0.5 % 1.6 mM Ac. phytique 0,45 % 0,68 mM = 4,08 mM éq. H3P04 Mannitoi 8,57 % 47,00 mM On neutralise par de la soude après réaction de 3 heures à 50,C. L'addition éventuelle de lécithine au vecteur, dans le but de solubiliser les principes actifs huileux hydrophobes, se fait dans les conditions suivantes Lécithine 0,714 7b 0.84 mM il mM de lipide à vectoriser. Les vecteurs de structure capsulaire selon l'invention trouvent de nombreuses applications comme excipients de substances et principes actifs dans les domaines cosmetofogiques. pharmacologicues, phytosanitaires et autres. II est bien évident, d'autre part, que sans sortir du cade de la presente invention. ces vecteurs peuvent présenter des structures uni- ou plurilamellaires. REVENDICATIONS 1 - Vecteurs de structure capsulaire caracterises en ce qu'ils comportent une paroi épaisse. structurée, constituée par la juxtaposition. en ris-a-vis, de deux unités obtenues par l'estérification mixte d'un oxacide minéral au moins bivalent avec d'une part un alcooi hydrophobe et d'autre part un sucre ou un acide amine. 2 - Vecteurs selon la revendication 1 caractérisés en ce que les alcools hydrophobes sont choisis parmi les alcools aliphatiques saturés. les alcools insaturés, et les alcools cycliques teis que le cholestérol et le sitostérol, piusieurs de ces alcools pouvant être combines sur une meme fonction acide. Vecteurs selon la revendication 1 et la revendication 2. caractérisés en ce que les alcools aliphatiques saturés sont choisis parmi les alcools de C4 à C 18. 4- Vecteurs selon la revendication t et la revendication 2, caractértsès en ce que les alcools insaturés sont choisis parmi les alcools de C5 a C2. 5 - Vecteurs selon la revendication f. caractérisés en ce que les oxacides minéraux sont choisis parmi les acides suiïurique, borique ou phosphoriques ou leurs dérivés u - Vecteurs selon la revendication 5, caractérisés en ce que l'oxacide est l'acide pyrophosphonque. 7- Vecteurs selon la revendication 1 caractérisés en ce que fe sucre est chois parmi les oses polyhydroxylés et hydrosolubles. 8 - Vecteurs selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que l'on utilise directement un ester sucré de i'oxacide minéral 9 - Vecteurs selon ia revendication a, caractérisés en ce que l'ester sucre est l'acide phytique. 10- Vecteurs selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'acide aminé est l'hydroxyproline. Il - Vecteurs selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'épaisseur de ia paroi se situe entre 30 et 70 nanomètres. 12- Vecteurs selon l'une queiconque des revendications 1 a il. caractérisé en ce que le volume d'eau mobilisé autour de la paroi constitue un revêtement de l'ordre de 3 fois l'épaisseur de ladite paroi. 13 - Applications des vecteurs selon l'une quelconque des revendicaflons 1 a 12 au transport d'éléments actifs introduits à intérieur de l'espace capsulaire 14 - Applicatíons des vecteurs selon l'une quelconque des revendications i à 12 au transport d'éléments actifs introduits dans la paroi même du vecteur.