Cocristaux supercritiques – CocrysCO2

Le contrôle de l’état de surface et la manipulation à l’échelle nanométrique des matériaux sont des préoccupations aux frontières des sciences fondamentales et appliquées et qui posent d’importantes questions tant au point de vue fondamental qu’au point de vue industriel et économique. Bon nombre de propriétés d’un matériau découlent de l’arrangement moléculaire des éléments qui le constituent. Pour les actifs pharmaceutiques (APIs), une nouvelle stratégie d’altération des propriétés consiste en la formation d’un cocristal, i.e. un assemblage par liaisons faibles non covalentes d’un API et d’un additif. Par ailleurs, le besoin de technologies avançées de production devient de plus en plus crucial, notamment pour palier la concurrence des médicaments génériques et pour satisfaire aux exigences d’un consommateur de plus en plus concerné par le développement durable.
Les technologies supercritiques bénéficient de l’intérêt croissant pour des produits plus sains et plus sûrs, spécialement dans les secteurs de la pharmacie et de l’agroalimentaire. La littérature est riche d’exemples de solides pulvérulents produits par voie supercritique, notamment par la technique dite ‘antisolvant’. Néanmoins, bien que des progrès notables soient à souligner, les études sont essentiellement empiriques et ne permettent pas d’analyser les mécanismes de la cristallisation. Par ailleurs, si la possibilité de réduire la taille des particules est démontrée, l’utilisation du CO2 pour agir sur la cristallinité n’est que peu étudiée.
Aujourd’hui, aucun API cocristal n’est encore commercialisé, alors qu’ils font l’objet d’intenses études chez les industriels. Dans la littérature, sont largement traités l’aspect ‘interaction moléculaire’ des cocristaux, et dans une moindre mesure, leurs méthodes de préparation, mais très peu d’articles aborde l’aspect procédé. L’existence de potentielles liaisons hydrogène est bien évidemment un pré-requis, mais ne permet pas de prédire si la cocristallisation sera bien obtenue. Ainsi, pour passer du stade de la recette de préparation à une option viable de production d’une formulation thérapeutique, il faut développer des alternatives aux modes actuels de broyage ou d’évaporation.
Le fort potentiel des cocristaux combiné à cette nécessité de développer des modes viables de production sont les issues stratégiques sur lesquelles ce projet CocrysCO2 est défini. A la confluence de la science des cristaux et du génie des procédés, le projet vise à élaborer des cocristaux dans du CO2 comprimé par une approche scientifique clairement ciblée de compréhension des mécanismes qui contrôlent leur formation et production. L’objectif est d’évaluer un nouveau mode de création de sursaturation ou de transformation, réalisé par l’addition de CO2 sous pression à une solution liquide contenant les deux espèces (effet antisolvant). Le challenge scientifique du projet est de comprendre comment la thermodynamique des équilibres, l’hydrodynamique du mélange et la cinétique de cristallisation interagissent pour favoriser l’apparition d’un cocristal plutôt que des homocristaux, i.e. un cristal de chacun des constituants. L’analyse de ses différents aspects, qui constitue le fondement du projet, est rendu possible grâce à un consortium d’experts hautement complémentaires.