CE19 - Technologies pour la santé 2021

Viscosupplémentation antalgique intra articulaire pour la chirurgie maxillo-faciale à base d'hydrogel de chitosan et de poly-cyclodextrine – CHITOGEL

Viscosupplémentation antalgique intra-articulaire à base d'hydrogel de chitosane et de polycyclodextrine pour la chirurgie maxillo-faciale

Il n’existe aucune thérapie satisfaisante pour résoudre la problématique des disfonctions temporomandibulaire, donc on propose la préparation et caractérisation d'un hydrogel viscoélastique a base de chitosan et de polymères de cyclodextrines à libération prolongé d'un principe actif, pour injection au niveau de l'articulation temporomandibulaire et une action antiinflammatoire et de lubrification

Développer un hydrogel à base de chitosan et de polymères de cyclodextrines pour la chirurgie maxillofacial

L’objectif était de développer un hydrogel viscoélastique à base de chitosan (CHT) et polymères de cyclodextrines (PCD) à libération prolongé d’un principe actif, afin de développer un dispositif médical injectable pour la viscosupplémentation active et d’assurer, 1) la lubrification de l’articulation temporo-mandibulaire (effet mécanique) et 2) une activité anti-inflammatoire et de soulagement de la douleur. Au début, on prépare l’hydrogel sans principe actif (PA), un hydrogel avec des propriétés viscoélastiques et lubrifiants optimales, pour son utilisation en thérapie injectable dans le traitement des dysfonctionnements de l’articulation temporomandibulaire (ATM). Après, on prépare l’hydrogel avec un principe actif (PA), pour son utilisation en thérapie injectable à délivrance d’un médicament dans le traitement des dysfonctionnements de l’ATM. Deux approches dans la formulation ont été ciblées. La première partie par l’utilisation du naproxène (NaNX) afin de former un complexe d’inclusion avec le PCD soluble (PCDs) et insoluble (PCDi) et contrôler sa libération en utilisant les hydrogels CHT/PCDs/PCDi. Dans une deuxième partie, l’utilisation d’un conjugué de Chitosane-Acide rosmarinique (CHT :RA) sera évaluée afin d’ajouter une propriété pharmacologique adjuvante au CHT qui fait partie de la formulation de l’hydrogel

La préparation de l'hydrogel s'est basé sur le brevet WO2017001808 (2017), qui décrit le procédé de fabrication d'un hydrogel et d'un matériau poreux alvéolaire à base de chitosan (chargé positivement) et charge négativement les polyélectrolytes (comme les PCD) de granulométrie contrôlée

Pour évaluer qualitativement la formation de l’hydrogel, deux types de test ont été réalisés : le test de pot inversé, et le test de cohésion. Concernant le test de pot inversé, une quantité précise d’hydrogel a été injectée dans un flacon puis celui-ci a été retourné. La résistance à l'écoulement au cours du temps a ensuite été évaluée. Un produit de référence à base d'acide hyaluronique (HA) commercialisé sous le nom d’Ostenil ® a été utilisé comme contrôle et testé en même temps.

Pour caractériser les propriétés viscoélastiques des hydrogels, une évaluation rhéologique (Rhéomètre Anton Paar, MCR 301) a été effectuée.

L’inclusion du NaNX dans la formulation a été réalisée dans la 2ème partie, avec et sans granulation humide, et une évaluation rhéologique a également été réalisée afin d’étudier l’impact de l’ajout de NaNX sur la formation des hydrogels.

Les formulations aboutissant à un hydrogel sont (CHT:PCDs:PCDi) : 1.5:1.5:0, 1.5:0.75:0.75, 2:1:0, 2:0.5:0.5.

Concernant le test de pot inversé (Figure 1), le Produit de Référence (PR), Ostenil ® a

présenté une résistance à l'écoulement inférieure (moins de 8 secondes) par rapport aux

formulations de CHT:PCD:PCDi (10min et 2h). D'autre part, la formation d'hydrogel a

été observée dans toutes les formulations de CHT:PCD:PCDi ; néanmoins, une cohésion variable

a été remarquée entre eux. La formulation 2 :1 :0 a montré une résistance à

l'écoulement supérieure (>2h) par rapport à la formulation 1.5 :1.5 :0 (2h). Cependant, une fois

que le PCDi a été ajouté (1.5 : 0.75 : 0.75 et 2 : 0.5 : 0.5), une diminution de la résistance à

l'écoulement a été observée (10 min et 2h respectivement), donc une cohésion plus faible.

Les hydrogels ont ensuite été injectés avec une aiguille 18G dans une solution tampon

à pH 7,4 afin de tester la cohésion de l'hydrogel dans un milieu imitant le pH physiologique. La Figure 2 montre les photos des hydrogels après injection dans le PBS. Une structure

en forme de cordon a été observée dans tous les échantillons; mais une cohésion plus

forte a été observée pour les hydrogels 2 :1 :0 et 2 :0.5 :0.5 sur 24 heures. Plus particulièrement,

la formulation 2 :0.5 :0.5 présentait une stabilité plus élevée. Par contre, les formulations 1.5

:1.5 :0 et 1.5 :0.75 :0.75 ont montré une cohésion plus faible sur 24h. La formulation

1.5 :1.5 : 0 perd sa structure en rétrécissant après 1 h, tandis la formulation 1.5 : 0.75 : 0.75

a partiellement perdu sa structure en forme de cordon et a formé une masse. Le produit

commercial (Ostenil ®) étant une solution à base d'acide hyaluronique (HA), ne forme pas de produit cohésif après injection.

En conclusion, la cohésion des hydrogels CHT/PCD des différentes formulations a été

confirmée. Une cohésion plus forte est observée pour les hydrogels 2:1:0 et 2:0.5:0.5. Bien

qu’une diminution de la résistance à l’écoulement soit observée pour la formulation 2:0.5:0.5

par rapport à la formulation 2:1:0, l’ajout de PCDi semble améliorer la stabilité structurelle de

la formulation.

En rhéologie, l’étude de Tan δ nous permet de démontrer que la formation de l'hydrogel est plus optimale quand on utilise CHT/PCDs (sans PCDi), formulations 2:1:0 et1.5:1.5:0.

Préparation des hydrogels avec PA (naproxène), optimisation, evaluation rheologique, libération de princip acif, test de cytotoxicité, sterilisation, in vivo

Les dysfonctions temporomandibulaires sont des myo-arthropathies de l’appareil manducateur, responsables dans la plupart de douleur chroniques sans un traitement satisfactory. Dernièrement, les méthodes d’administration des principes actifs via les hydrogels ont fortement attiré l’attention. Les laboratoires UMET et U1008 ont mis au point un hydrogel breveté à base de chitosan (CHT) et de polymère de cyclodextrines (PCD) pour la libération de principes actifs. L'objectif de ce projet est d'évaluer et optimiser l'hydrogel pour répondre aux cahier des charges : propriétés viscoélastiques; libération d'anti-inflammatoires non stéroïdiens (AINS) sur 3 semaines; efficacité thérapeutique in vivo. La base del l'hydrogel sera maintenu en ajoutant l'acide hyaluronique. Un screening rhéologique sera réalisé pour trouver la formation ideal. Des études de libération de naproxen et des études in vivo avec des rats winstar seront effectues.

Coordination du projet

Maria-Jose GARCIA FERNANDEZ (U 1008 - ADDS - Systèmes avancés de délivrance de principes actifs - Advanced Drug Delivery Systems)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenariat

U1008 U 1008 - ADDS - Systèmes avancés de délivrance de principes actifs - Advanced Drug Delivery Systems

Aide de l'ANR 267 423 euros
Début et durée du projet scientifique : septembre 2021 - 42 Mois

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