Les excipients pharmaceutiques sont des substances utilisées dans la fabrication et la formulation de médicaments et constituent un élément important des préparations pharmaceutiques. L'éther de cellulose, polymère naturel, présente des caractéristiques de biodégradabilité, de non-toxicité et de faible coût. On peut citer comme exemples la carboxyméthylcellulose sodique, la méthylcellulose, l'hydroxypropylméthylcellulose et l'hydroxypropylcellulose.éthers de celluloseDes composés tels que l'hydroxyéthylcellulose et l'éthylcellulose présentent un intérêt majeur comme excipients pharmaceutiques. Actuellement, les produits de la plupart des entreprises chinoises spécialisées dans les éthers de cellulose sont principalement utilisés dans les segments de marché moyens et bas de gamme, et leur valeur ajoutée reste faible. Il est donc urgent que le secteur se transforme, se modernise et développe des applications à plus forte valeur ajoutée.
Les excipients pharmaceutiques jouent un rôle essentiel dans le développement et la production de formulations. Par exemple, dans les préparations à libération prolongée, des polymères tels que les éthers de cellulose sont utilisés comme excipients dans les granulés à libération prolongée, les formulations matricielles à libération prolongée, les formulations enrobées à libération prolongée, les gélules à libération prolongée, les films médicamenteux à libération prolongée et les préparations liquides à libération prolongée. Dans ce système, les polymères comme les éthers de cellulose servent généralement de vecteurs pour contrôler la vitesse de libération du médicament dans l'organisme. Autrement dit, le médicament doit être libéré lentement dans le corps à un débit précis pendant une période donnée afin d'assurer l'efficacité du traitement.
D'après les statistiques du Département de conseil et de recherche, environ 500 types d'excipients sont disponibles sur le marché chinois. Cependant, comparé aux États-Unis (plus de 1 500 types) et à l'Union européenne (plus de 3 000 types), le nombre d'excipients disponibles reste faible. Le potentiel de développement du marché chinois des excipients pharmaceutiques est donc considérable. Parmi les dix principaux excipients pharmaceutiques sur le marché chinois, on trouve : les capsules de gélatine médicinale, le saccharose, l'amidon, la poudre pour pelliculage, le 1,2-propylène glycol, le PVP, l'hydroxypropylméthylcellulose (HPMC), les fibres microcristallines, l'HPC et le lactose.
L'éther de cellulose naturel est le terme générique désignant une série de dérivés de cellulose obtenus par la réaction de la cellulose alcaline avec un agent d'éthérification dans des conditions spécifiques. Il s'agit d'un produit dans lequel les groupes hydroxyle de la macromolécule de cellulose sont partiellement ou totalement remplacés par des groupes éther. Les éthers de cellulose sont largement utilisés dans les secteurs du pétrole, des matériaux de construction, des revêtements, de l'agroalimentaire, de la pharmacie et des produits chimiques d'usage courant. Dans tous ces secteurs, les produits de qualité pharmaceutique se situent généralement sur le segment moyen et haut de gamme de l'industrie et présentent une forte valeur ajoutée. Du fait des exigences de qualité strictes, la production d'éthers de cellulose de qualité pharmaceutique est relativement complexe. On peut affirmer que la qualité des produits de qualité pharmaceutique reflète en grande partie le savoir-faire technique des entreprises spécialisées dans les éthers de cellulose. L'éther de cellulose est généralement utilisé comme retardateur, matériau de matrice et épaississant pour la fabrication de comprimés matriciels à libération prolongée, de matériaux d'enrobage gastriques solubles, de matériaux d'emballage pour microcapsules à libération prolongée, de matériaux pour films médicamenteux à libération prolongée, etc.
La carboxyméthylcellulose sodique (CMC-Na) est l'éther de cellulose le plus produit et consommé, tant en Chine qu'à l'étranger. Cet éther de cellulose ionique est obtenu à partir de coton et de bois par alcalinisation et éthérification à l'acide chloroacétique. La CMC-Na est un excipient pharmaceutique couramment utilisé. Elle sert fréquemment de liant pour les préparations solides et d'agent épaississant et de suspension pour les préparations liquides. Elle peut également être utilisée comme matrice hydrosoluble et agent filmogène. Elle entre souvent dans la composition de films et de comprimés à libération prolongée, notamment pour les formulations à libération contrôlée.
Outre la carboxyméthylcellulose sodique, la croscarmellose sodique peut également être utilisée comme excipient pharmaceutique. La carboxyméthylcellulose sodique réticulée (CCMC-Na) est une substance insoluble dans l'eau, obtenue par réaction de la carboxyméthylcellulose avec un agent de réticulation à une température donnée (40-80 °C), en présence d'un catalyseur acide inorganique, puis purifiée. Cet agent de réticulation peut être le propylène glycol, l'anhydride succinique, l'anhydride maléique, l'anhydride adipique, etc. La croscarmellose sodique est utilisée comme désintégrant pour les comprimés, les gélules et les granulés destinés aux préparations orales. Sa désintégration repose sur les effets de capillarité et de gonflement. Elle présente une bonne compressibilité et une forte désintégration. Des études ont montré que son degré de gonflement dans l'eau est supérieur à celui des désintégrants courants tels que la carboxyméthylcellulose sodique faiblement substituée et la cellulose microcristalline hydratée.
La méthylcellulose (MC) est un monoéther de cellulose non ionique, obtenu à partir de coton et de bois par alcalinisation et éthérification au chlorure de méthyle. Elle présente une excellente solubilité dans l'eau et est stable dans une gamme de pH allant de 2,0 à 13,0. Largement utilisée comme excipient pharmaceutique, elle entre dans la composition de comprimés sublinguaux, d'injections intramusculaires, de préparations ophtalmiques, de gélules, de suspensions buvables, de comprimés et de préparations topiques. De plus, dans les formulations à libération prolongée, la MC peut servir de matrice de gel hydrophile, d'enrobage gastrique, de matériau d'encapsulation pour microcapsules à libération prolongée, de matériau pour films médicamenteux à libération prolongée, etc.
L'hydroxypropylméthylcellulose (HPMC) est un éther mixte de cellulose non ionique, obtenu à partir de coton et de bois par alcalinisation et éthérification d'oxyde de propylène et de chlorure de méthyle. Inodore, insipide et non toxique, elle est soluble dans l'eau froide et gélifie dans l'eau chaude. L'HPMC, une variété d'éther mixte de cellulose, a connu une croissance rapide de sa production, de sa consommation et de sa qualité au cours des 15 dernières années. Elle figure parmi les excipients pharmaceutiques les plus utilisés, tant en Chine qu'à l'étranger, et ce depuis près de 50 ans. Actuellement, ses applications se concentrent principalement sur les cinq domaines suivants :
L'HPMC peut être utilisée comme liant et désintégrant. En tant que liant, elle facilite l'humidification du principe actif et, après absorption d'eau, son volume peut être multiplié par plusieurs centaines, améliorant ainsi considérablement la dissolution ou la libération du comprimé. L'HPMC possède une viscosité élevée, ce qui lui permet d'augmenter la viscosité des particules et d'améliorer la compressibilité des matières premières à texture croquante ou dure. L'HPMC à faible viscosité peut être utilisée comme liant et désintégrant, tandis que celle à forte viscosité ne peut être utilisée que comme liant.
Deuxièmement, l'HPMC est utilisée comme excipient à libération prolongée et contrôlée pour les préparations orales. C'est un matériau de matrice hydrogel couramment utilisé dans ces préparations. L'HPMC de faible viscosité (5 à 50 mPa·s) peut servir de liant, d'agent augmentant la viscosité et d'agent de suspension, tandis que l'HPMC de haute viscosité (4 000 à 100 000 mPa·s) permet de préparer des comprimés à libération prolongée à matrice mixte, des excipients à libération prolongée pour gélules et des comprimés à libération prolongée à matrice de gel hydrophile. Soluble dans le fluide gastro-intestinal, l'HPMC présente une bonne compressibilité, une bonne fluidité, une forte capacité de chargement en principe actif et des caractéristiques de libération indépendantes du pH. C'est un excipient hydrophile extrêmement important dans les systèmes de préparation à libération prolongée ; il est souvent utilisé comme matrice de gel hydrophile et matériau d'enrobage, ainsi que dans les préparations flottantes gastriques et comme auxiliaire de membrane pour les médicaments à libération prolongée.
Le troisième est son utilisation comme agent filmogène de revêtement.HPMCL'HPMC possède d'excellentes propriétés filmogènes. Le film ainsi formé est uniforme, transparent et résistant, et n'adhère pas facilement lors de la production. Son utilisation comme couche isolante, notamment pour les médicaments sensibles à l'humidité et instables, améliore considérablement leur stabilité et prévient les changements de couleur du film. L'HPMC est disponible en différentes viscosités. Un choix judicieux permet d'obtenir des comprimés enrobés de meilleure qualité et d'aspect qu'avec d'autres matériaux. Sa concentration courante est de 2 % à 10 %.
Le 4 est utilisé comme matériau pour les capsules. Ces dernières années, face à la multiplication des épidémies animales à l'échelle mondiale, les capsules végétales sont devenues, comparativement aux capsules de gélatine, très prisées des industries pharmaceutique et agroalimentaire. Pfizer a réussi à extraire l'HPMC de plantes naturelles et à élaborer les capsules végétales Vcap™. Comparées aux capsules creuses traditionnelles en gélatine, les capsules végétales présentent l'avantage d'une grande adaptabilité, d'une absence de risque de réticulation et d'une stabilité élevée. La vitesse de libération du médicament est relativement stable et les variations interindividuelles sont faibles. Après désintégration dans l'organisme, le médicament n'est pas absorbé et est éliminé par voie extracellulaire. Concernant les conditions de stockage, de nombreux tests ont démontré leur faible fragilisation en milieu peu humide et la stabilité de leur enveloppe en milieu humide. Les différents paramètres des capsules végétales restent inchangés, même dans des conditions de stockage extrêmes. Avec la sensibilisation croissante du public aux bienfaits des capsules végétales et l'évolution des mentalités en matière de santé publique, tant au niveau national qu'international, la demande du marché pour ces capsules devrait croître rapidement.
Le cinquième usage est celui d'agent de suspension. Les suspensions liquides constituent une forme galénique couramment utilisée en clinique. Il s'agit d'un système de dispersion hétérogène dans lequel des principes actifs solides peu solubles sont dispersés dans un milieu liquide. La stabilité du système détermine la qualité des suspensions. La solution colloïdale d'HPMC permet de réduire la tension interfaciale solide-liquide, de diminuer l'énergie de surface des particules solides et de stabiliser le système de dispersion hétérogène. C'est un excellent agent de suspension. L'HPMC est utilisée comme épaississant dans les collyres, à une concentration de 0,45 % à 1,0 %.
L'hydroxypropylcellulose (HPC) est un monoéther de cellulose non ionique, obtenu à partir de coton et de bois par alcalinisation et éthérification à l'oxyde de propylène. L'HPC est généralement soluble dans l'eau à une température inférieure à 40 °C et dans de nombreux solvants polaires. Ses propriétés dépendent de sa teneur en groupes hydroxypropyle et de son degré de polymérisation. L'HPC est compatible avec divers médicaments et présente une bonne inertie chimique.
hydroxypropylcellulose faiblement substituée(L-HPC)Il est principalement utilisé comme désintégrant et liant pour comprimés. Ses caractéristiques sont les suivantes : facilité de compression et de mise en forme, grande applicabilité, notamment pour les comprimés difficiles à former, plastiques et cassants. L’ajout de L-HPC permet d’améliorer la dureté et l’aspect brillant du comprimé, tout en accélérant sa désintégration, en améliorant sa qualité interne et en renforçant son efficacité thérapeutique.
L'hydroxypropylcellulose hautement substituée (H-HPC) peut être utilisée comme liant pour les comprimés, les granulés et les microgranules dans le domaine pharmaceutique. L'H-HPC possède d'excellentes propriétés filmogènes ; le film obtenu est résistant et élastique, comparable à celui des plastifiants. En l'associant à d'autres agents d'enrobage anti-humidité, les performances du film peuvent être encore améliorées, et elle est fréquemment utilisée comme matériau d'enrobage pour les comprimés. L'H-HPC peut également servir de matrice pour la préparation de comprimés à libération prolongée matricielle, de granulés à libération prolongée et de comprimés à libération prolongée bicouche.
L'hydroxyéthylcellulose (HEC) est un monoéther de cellulose non ionique, obtenu à partir de coton et de bois par alcalinisation et éthérification à l'oxyde d'éthylène. En médecine, l'HEC est principalement utilisée comme épaississant, agent protecteur colloïdal, adhésif, dispersant, stabilisant, agent de suspension, agent filmogène et excipient à libération prolongée. Elle entre dans la composition d'émulsions, de pommades et de collyres pour administration topique, ainsi que de solutions buvables, de comprimés, de gélules et d'autres formes galéniques. L'hydroxyéthylcellulose est inscrite à la Pharmacopée américaine (USP/US National Formulary) et à la Pharmacopée européenne (Pharmacopée européenne).
L'éthylcellulose (EC) est l'un des dérivés cellulosiques insolubles dans l'eau les plus utilisés. Non toxique et stable, l'EC est insoluble dans l'eau, les solutions acides ou alcalines, mais soluble dans les solvants organiques tels que l'éthanol et le méthanol. Le solvant couramment utilisé est un mélange toluène/éthanol 4/1 (en poids). L'EC trouve de nombreuses applications dans les préparations pharmaceutiques à libération prolongée : elle est largement utilisée comme excipient, agent de pelliculage pour microcapsules, etc., notamment comme retardateur de prise de comprimés, adhésif et agent d'enrobage. Elle sert de matrice pour la préparation de comprimés à libération prolongée, de composant pour la préparation de comprimés enrobés et de granulés à libération prolongée, et d'auxiliaire d'encapsulation pour la préparation de microcapsules à libération prolongée. Elle est également utilisée comme excipient pour la préparation de dispersions solides, comme agent filmogène et de revêtement protecteur, et comme liant ou charge. Utilisé comme revêtement protecteur pour les comprimés, il peut réduire la sensibilité de ces derniers à l'humidité et empêcher les médicaments de se décolorer et de se détériorer sous l'effet de l'humidité ; il peut également former une couche de colle à libération lente et microencapsuler le polymère pour libérer en continu l'effet du médicament.
En résumé, la carboxyméthylcellulose sodique hydrosoluble, la méthylcellulose, l'hydroxypropylméthylcellulose, l'hydroxypropylcellulose, l'hydroxyéthylcellulose et l'éthylcellulose liposoluble sont toutes utilisées, de par leurs caractéristiques respectives, comme excipients pharmaceutiques : adhésifs, désintégrants, agents de libération prolongée et contrôlée pour les préparations orales, agents filmogènes, matériaux de capsules et agents de suspension. À l'échelle mondiale, plusieurs multinationales étrangères (Shin-Etsu au Japon, Dow Wolff et Ashland) ont perçu l'immense potentiel du marché chinois de la cellulose pharmaceutique et, par le biais d'augmentations de production ou de fusions-acquisitions, ont renforcé leur présence dans ce secteur. Dow Wolff a annoncé qu'elle allait intensifier son attention sur la formulation, les ingrédients et les besoins du marché chinois des préparations pharmaceutiques et que ses activités de recherche appliquée viseraient également à mieux répondre aux attentes du marché. La division Cellulose de Wolff (Dow Chemical) et Colorcon Corporation (États-Unis) ont établi une alliance mondiale pour les préparations à libération prolongée et contrôlée. Elle emploie plus de 1 200 personnes dans 9 villes, possède 15 établissements de gestion d'actifs et 6 sociétés certifiées BPF. Ses experts en recherche appliquée offrent leurs services à des clients dans environ 160 pays. Ashland dispose de sites de production à Pékin, Tianjin, Shanghai, Nanjing, Changzhou, Kunshan et Jiangmen, et a investi dans trois centres de recherche technologique à Shanghai et Nanjing.
Selon les statistiques du site web de l'Association chinoise de la cellulose, la production nationale d'éther de cellulose s'élevait à 373 000 tonnes en 2017, pour un volume de ventes de 360 000 tonnes. Le volume des ventes d'éther ionique a également atteint 373 000 tonnes en 2017.CMCLe volume total des ventes s'élevait à 234 000 tonnes, soit une augmentation de 18,61 % par rapport à l'année précédente, et celui des ventes de CMC non ionique à 126 000 tonnes, soit une hausse de 8,2 % sur un an. Outre les produits HPMC non ioniques (qualité matériaux de construction),HPMCLes éthers de cellulose (de qualité pharmaceutique), l'HPMC (de qualité alimentaire), l'HEC, l'HPC, le MC, l'HEMC, etc., ont tous connu une croissance à contre-courant, et leur production et leurs ventes n'ont cessé d'augmenter. La production nationale d'éthers de cellulose connaît une croissance rapide depuis plus de dix ans, et le pays est devenu le premier producteur mondial. Cependant, la plupart des produits des entreprises spécialisées dans les éthers de cellulose sont principalement destinés aux segments moyen et bas de gamme de l'industrie, et leur valeur ajoutée reste faible.
Actuellement, la plupart des entreprises chinoises de production d'éthers de cellulose traversent une phase cruciale de transformation et de modernisation. Elles doivent intensifier leurs efforts de recherche et développement, diversifier constamment leur gamme de produits, tirer pleinement parti du marché chinois, le plus important au monde, et redoubler d'efforts pour développer leurs marchés étrangers afin de pouvoir accélérer leur expansion, mener à bien leur transformation et leur modernisation, accéder au segment haut de gamme du secteur et parvenir à un développement durable et respectueux de l'environnement.
Date de publication : 25 avril 2024