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Thesis defense of Marine Truchet

May 31, 2019

Marine Truchet will defend her PhD thesis entitled "Microfluidic particles for the encapsulation of hydrophilic therapeutic peptides." 

 

 

The presentation will be in French and will take place on:

Wednesday, 12 June 2019

 

Where:

IPGG Amphitheatre

6 rue Jean Calvin

75005 Paris

 

The defense will be followed by a reception at the IPGG terrace (7th floor) around 5 P.M.

 

Please find the abstracts (French/English) below:

 

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Doubles émulsions et particules microfluidiques pour l'encapsulation de
peptides thérapeutiques d'intérêt pharmaceutique

 

Le développement de méthodes d'encapsulation de principes actifs pour une délivrance prolongée est devenu un objectif primordial pour les industries pharmaceutiques. Aujourd'hui, l'encapsulation de composées hydrophobes dans des microparticules polymériques est contrôlée grâce au procédé de solidi fication d'émulsion d'huile dans l'eau (H/E). Cependant, l'encapsulation de composés hydrophiles est plus complexe. Pour cela, une double émulsion d'eau dans l'huile dans l'eau (E/H/E) est formée puis solidi fiée (plus difficile à produire et plus instable thermodynamiquement).

 


La production de doubles émulsions monodisperses grâce à des technologies microfluidiques a été démontrée. Cependant, chaque technique présente une ou plusieurs limites : compatibilité des solvants utilisés avec,les matériaux des systèmes microfluidiques, débits de production non compatibles avec des applications industrielles, taille des gouttes trop élevée pour des injections parentérales, etc. Dans cette étude, nous avons résolu ces differents problèmes en combinant des technologies usuelles avec des technologies microfluidiques.


Notre processus permet de former des particules dont la taille, la morphologie et la teneur en principes actifs sont contrôlées.


Grâce à l'utilisation d'un biopolymère approuvé par la FDA, l'acide poly(lactique-co-glycolique), le pep-
tide est libéré sur plusieurs mois. Nous avons comparé nos résultats avec des modèles développés dans la littérature qui décrivent la libération par diffusion et dégradation du polymère. Deux modèles semblent robustes pour prédire la cinétique de libération des peptides. Nous avons réussi, pour la première fois, à encapsuler des peptides (qui présentent des propriétés physico-chimiques particulières) dans des particules de tailles contrôlées (distribution monodisperse comprise entre 20 et 80 µm) et dont la structure permet de répondre à notre objectif de délivrance contrôlée.


Mots-clés : microfluidique, encapsulation, double émulsion, libération prolongée, particule polymérique.

 

 

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Encapsulation of active pharmaceutical ingredients (API) is widely used in the pharmaceutical industry to control their release over several days or weeks. Today, encapsulation of hydrophobic compounds in hydrophobic polymeric microparticles is a process that is well controlled by solidifying an oil in water (O/W) emulsion. However, entrapping hydrophilic compounds in such polymeric hydrophobic matrix is much more complicated. To do so, a process where water in oil in water (W/O/W) double emulsions is used (more complex to produce and thermodynamically more instable).


The production of monodispersed (W/O/W) double emulsions using different micro uidics technologies has been demonstrated. However, none can be used in order to prepare microparticles with desired properties compatible with control delivery of APIs. Each technique has one or several limitations : compatibility of chips with solvents, low throughput, droplet size, etc.We succeeded to solve the problem using a combination of standard methods and micro uidic technology. We report a robust process allowing for production of double emulsions and then microspheres with controlled properties (morphology, shape, size, peptide content, etc.). In this study, the use of micro uidics technologies is envisaged to prepare double emulsions and then microspheres entrapping hydrophilic compounds such as peptides which imposes additional physico-chemical properties difficult to cope with, in a micro uidic context where walls are omnipresent (adsorption, surface
tension).

 

By using a FDA approved polymer, the poly(lactic-co-glycolic acid), we were able to achieve APIs release over months. We compared our results with models from the litterature which describe the release by diffusion and polymer degration. Two models seem to be very robust to predict kinetic of release. We managed, for the fi rst time, to obtain micro-particles with desired particle size (monodispersed distribution in the range of 20 to 80 µm), whose structure is controlled and adapted to the delivery challenge we address.


Key-words : microfluidics, encapsulation, double emulsion, sustained release, polymeric microparticle.

 

 

 

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