L'hydroxypropylméthylcellulose (HPMC) est un polymère largement utilisé dans les préparations pharmaceutiques, principalement utilisé pour prolonger le temps de libération des médicaments. L'HPMC est un dérivé de cellulose semi-synthétique doté de propriétés hydrosolubles et filmogènes. En ajustant le poids moléculaire, la concentration, la viscosité et d'autres propriétés de l'HPMC, le taux de libération des médicaments peut être contrôlé efficacement, obtenant ainsi une libération soutenue et à long terme du médicament.
1. Structure et mécanisme de libération du médicament de HPMC
L'HPMC est formée par substitution hydroxypropyle et méthoxy de la structure cellulosique, et sa structure chimique lui confère de bonnes propriétés de gonflement et de filmification. Au contact de l'eau, le HPMC absorbe rapidement l'eau et gonfle pour former une couche de gel. La formation de cette couche de gel est l’un des mécanismes clés permettant de contrôler la libération du médicament. La présence de la couche de gel limite l'entrée ultérieure de l'eau dans la matrice du médicament, et la diffusion du médicament est entravée par la couche de gel, retardant ainsi la vitesse de libération du médicament.
2. Le rôle de HPMC dans les préparations à libération prolongée
Dans les préparations à libération prolongée, la HPMC est généralement utilisée comme matrice à libération contrôlée. Le médicament est dispersé ou dissous dans la matrice HPMC et, lorsqu'il entre en contact avec le liquide gastro-intestinal, la HPMC gonfle et forme une couche de gel. Au fil du temps, la couche de gel s’épaissit progressivement, formant une barrière physique. Le médicament doit être libéré dans le milieu extérieur par diffusion ou érosion matricielle. Son mécanisme d’action comprend principalement les deux aspects suivants :
Mécanisme de gonflement : après que le HPMC entre en contact avec l’eau, la couche superficielle absorbe l’eau et gonfle pour former une couche de gel viscoélastique. Au fil du temps, la couche de gel s'étend progressivement vers l'intérieur, la couche externe gonfle et se décolle, et la couche interne continue de former une nouvelle couche de gel. Ce processus continu de gonflement et de formation de gel contrôle la vitesse de libération du médicament.
Mécanisme de diffusion : La diffusion des médicaments à travers la couche de gel est un autre mécanisme important pour contrôler le taux de libération. La couche de gel de HPMC agit comme une barrière de diffusion et le médicament doit traverser cette couche pour atteindre le milieu in vitro. Le poids moléculaire, la viscosité et la concentration de HPMC dans la préparation affecteront les propriétés de la couche de gel, régulant ainsi le taux de diffusion du médicament.
3. Facteurs affectant HPMC
De nombreux facteurs affectent les performances de libération contrôlée de l'HPMC, notamment le poids moléculaire, la viscosité, le dosage de l'HPMC, les propriétés physiques et chimiques du médicament et l'environnement externe (tel que le pH et la force ionique).
Poids moléculaire et viscosité de l'HPMC : plus le poids moléculaire de l'HPMC est élevé, plus la viscosité de la couche de gel est élevée et plus le taux de libération du médicament est lent. Les HPMC à haute viscosité peuvent former une couche de gel plus résistante, entravant la vitesse de diffusion du médicament, prolongeant ainsi le temps de libération du médicament. Par conséquent, dans la conception de préparations à libération prolongée, des HPMC avec différents poids moléculaires et viscosités sont souvent sélectionnées en fonction des besoins pour obtenir l'effet de libération attendu.
Concentration de HPMC : La concentration de HPMC est également un facteur important dans le contrôle du taux de libération du médicament. Plus la concentration de HPMC est élevée, plus la couche de gel formée est épaisse, plus la résistance à la diffusion du médicament à travers la couche de gel est grande et plus la vitesse de libération est lente. En ajustant le dosage de HPMC, le temps de libération du médicament peut être contrôlé de manière flexible.
Propriétés physicochimiques des médicaments : La solubilité dans l'eau, le poids moléculaire, la solubilité, etc. du médicament affecteront son comportement de libération dans la matrice HPMC. Pour les médicaments ayant une bonne solubilité dans l’eau, le médicament peut se dissoudre rapidement dans l’eau et se diffuser à travers la couche de gel, de sorte que le taux de libération est plus rapide. Pour les médicaments peu solubles dans l'eau, la solubilité est faible, le médicament se diffuse lentement dans la couche de gel et le temps de libération est plus long.
Influence de l'environnement externe : Les propriétés du gel de HPMC peuvent être différentes dans des environnements avec des valeurs de pH et des forces ioniques différentes. Les HPMC peuvent présenter différents comportements de gonflement dans des environnements acides, affectant ainsi le taux de libération des médicaments. En raison des changements importants de pH dans le tractus gastro-intestinal humain, le comportement des préparations à libération prolongée de matrice HPMC dans différentes conditions de pH nécessite une attention particulière pour garantir que le médicament peut être libéré de manière stable et continue.
4. Application de HPMC dans différents types de préparations à libération contrôlée
L'HPMC est largement utilisée dans les préparations à libération prolongée de différentes formes posologiques telles que les comprimés, les capsules et les granulés. Dans les comprimés, l'HPMC, en tant que matériau matriciel, peut former un mélange médicament-polymère uniforme et libérer progressivement le médicament dans le tractus gastro-intestinal. Dans les capsules, la HPMC est également souvent utilisée comme membrane à libération contrôlée pour enrober les particules de médicament, et le temps de libération du médicament est contrôlé en ajustant l'épaisseur et la viscosité de la couche d'enrobage.
Application en comprimés : Les comprimés sont la forme posologique orale la plus courante et l'HPMC est souvent utilisée pour obtenir l'effet de libération prolongée des médicaments. Le HPMC peut être mélangé à des médicaments et compressé pour former un système matriciel uniformément dispersé. Lorsque le comprimé pénètre dans le tractus gastro-intestinal, la surface HPMC gonfle rapidement et forme un gel, ce qui ralentit la vitesse de dissolution du médicament. Dans le même temps, à mesure que la couche de gel continue de s’épaissir, la libération du médicament interne est progressivement contrôlée.
Application en gélules :
Dans les préparations de capsules, la HPMC est généralement utilisée comme membrane à libération contrôlée. En ajustant la teneur en HPMC dans la capsule et l'épaisseur du film d'enrobage, le taux de libération du médicament peut être contrôlé. De plus, l'HPMC présente une bonne solubilité et biocompatibilité dans l'eau, ce qui lui confère de larges perspectives d'application dans les systèmes à libération contrôlée de capsules.
5. Tendances de développement futures
Avec les progrès de la technologie pharmaceutique, l'application de l'HPMC ne se limite pas seulement aux préparations à libération prolongée, mais peut également être combinée avec d'autres nouveaux systèmes d'administration de médicaments, tels que des microsphères, des nanoparticules, etc., pour obtenir une libération contrôlée plus précise du médicament. De plus, en modifiant davantage la structure de l'HPMC, comme un mélange avec d'autres polymères, une modification chimique, etc., ses performances dans les préparations à libération contrôlée peuvent être encore optimisées.
HPMC peut prolonger efficacement le temps de libération des médicaments grâce à son mécanisme de gonflement pour former une couche de gel. Des facteurs tels que le poids moléculaire, la viscosité, la concentration de HPMC et les propriétés physicochimiques du médicament affecteront son effet de libération contrôlée. Dans les applications pratiques, en concevant rationnellement les conditions d'utilisation de l'HPMC, il est possible d'obtenir une libération prolongée de différents types de médicaments pour répondre aux besoins cliniques. À l'avenir, l'HPMC a de larges perspectives d'application dans le domaine de la libération prolongée de médicaments et pourrait être combinée à de nouvelles technologies pour promouvoir davantage le développement de systèmes d'administration de médicaments.
Heure de publication : 19 septembre 2024