1. La nature fondamentale de l'HPMC
L'hypromellose, également appelée hydroxypropylméthylcellulose (HPMC), a pour formule brute C8H15O8-(C10H18O6)n-C8H15O8 et une masse moléculaire d'environ 86 000 g/mol. Ce produit semi-synthétique est composé de groupes méthyle et d'éther polyhydroxypropylique de cellulose. Il peut être fabriqué selon deux procédés : le premier consiste à traiter la méthylcellulose de qualité appropriée avec de la soude caustique (NaOH), puis à la faire réagir avec de l'oxyde de propylène sous haute température et haute pression. La durée de la réaction doit être suffisamment longue pour permettre la liaison des groupes méthyle et hydroxypropyle à l'éther. La liaison se fait alors avec le cycle anhydroglucose de la cellulose, permettant d'atteindre le degré de polymérisation souhaité. Le second procédé consiste à traiter des fibres de linters de coton ou de pâte de bois avec de la soude caustique, puis à les faire réagir successivement avec du méthane chloré et de l'oxyde de propylène, avant de les affiner, de les pulvériser et de les transformer en une poudre ou des granulés fins et homogènes. L'HPMC est une variété de cellulose végétale naturelle et un excellent excipient pharmaceutique, disponible en grande quantité. Actuellement, il est largement utilisé en Chine et à l'étranger, et figure parmi les excipients pharmaceutiques les plus fréquemment employés dans les médicaments administrés par voie orale.
Ce produit, de couleur blanche à blanc laiteux, est non toxique et inodore. Il se présente sous forme de poudre granuleuse ou fibreuse, fluide. Relativement stable à la lumière et à l'humidité, il gonfle dans l'eau froide pour former une solution colloïdale blanc laiteux d'une certaine viscosité. Un phénomène d'interconversion sol-gel peut se produire en fonction de la température de la solution à une certaine concentration. Il est très soluble dans l'alcool à 70 % ou la diméthylcétone, mais insoluble dans l'alcool anhydre, le chloroforme ou l'éthoxyéthane.
L'hypromellose présente une bonne stabilité lorsque le pH se situe entre 4,0 et 8,0, et elle peut exister de manière stable entre 3,0 et 11,0. Après 10 jours de stockage à une température de 20 °C et à une humidité relative de 80 %, le coefficient d'absorption d'humidité de l'HPMC est de 6,2 %.
En raison de la différence de teneur en deux substituants dans la structure de l'hypromellose, le méthoxy et l'hydroxypropyle, différents types de produits ont été développés. À concentration donnée, ces produits présentent une viscosité et une température de gélification thermique spécifiques, et donc des propriétés différentes, ce qui les rend adaptés à des usages variés. Les pharmacopées des différents pays utilisent des spécifications et des expressions différentes pour ce modèle : la Pharmacopée européenne se base sur les différents grades de viscosité et les différents degrés de substitution des produits disponibles sur le marché. La viscosité est exprimée par un grade suivi d'un nombre, l'unité étant le mPa·s. Après l'ajout de quatre chiffres indiquant la teneur et le type de chaque substituant de l'hypromellose, par exemple pour l'hypromellose 2208, les deux premiers chiffres représentent le pourcentage approximatif de groupes méthoxy, et les deux derniers, le pourcentage approximatif de groupes hydroxypropyle.
2. Méthode de dissolution de l'HPMC dans l'eau
2.1 Méthode à l'eau chaude
L'hypromellose ne se dissolvant pas dans l'eau chaude, elle peut être dispersée uniformément dans l'eau chaude au stade initial, puis, une fois refroidie, deux méthodes typiques sont décrites ci-après :
(1) Versez la quantité d'eau chaude nécessaire dans le récipient et chauffez-la à environ 70 °C. Ajoutez progressivement le produit en remuant lentement. Au début, le produit flotte à la surface de l'eau, puis forme progressivement une suspension. Laissez refroidir la suspension.
(2) Ajouter 1/3 ou 2/3 de la quantité d'eau requise dans le récipient et la chauffer à 70°C pour disperser le produit afin de préparer une suspension d'eau chaude, puis ajouter la quantité restante d'eau froide ou d'eau glacée à la suspension d'eau chaude. Dans la suspension, refroidir le mélange après agitation.
2.2 Méthode de mélange des poudres
Les particules de poudre et les autres ingrédients pulvérulents en quantité égale ou supérieure sont parfaitement dispersés par mélange à sec, puis de l'eau est ajoutée pour les dissoudre. L'hypromellose est alors dissoute sans agglomération.
3. Avantages de l'HPMC
3.1 Solubilité dans l'eau froide
Il est soluble dans l'eau froide en dessous de 40 °C ou dans l'éthanol à 70 %. Il est pratiquement insoluble dans l'eau chaude au-dessus de 60 °C, mais il peut être gélifié.
3.2 Inertie chimique
L'hypromellose (HPMC) est un éther de cellulose non ionique. Sa solution est dépourvue de charge ionique et n'interagit pas avec les sels métalliques ni les composés organiques ioniques. Par conséquent, les autres excipients ne réagissent pas avec elle lors de la préparation.
3.3 Stabilité
L'hypromellose (HPMC) est relativement stable en milieu acide et alcalin et peut être conservée longtemps entre pH 3 et 1 L sans variation notable de sa viscosité. Sa solution aqueuse possède des propriétés antifongiques et conserve une bonne stabilité de viscosité lors d'un stockage prolongé. Les excipients pharmaceutiques à base d'HPMC présentent une meilleure stabilité que ceux utilisant des excipients traditionnels (comme la dextrine ou l'amidon).
3.4 Ajustabilité de la viscosité
Différents dérivés de viscosité de l'HPMC peuvent être mélangés en proportions variables, et leur viscosité peut varier selon une certaine règle, avec une bonne relation linéaire, ce qui permet de les sélectionner en fonction des besoins.
3.5 Inertie métabolique
L'HPMC n'est ni absorbée ni métabolisée par l'organisme et ne fournit pas de calories ; c'est donc un excipient sûr pour les préparations médicinales.
3.6 Sécurité
L'HPMC est généralement considérée comme une substance non toxique et non irritante. La dose létale médiane chez la souris est de 5 g/kg et chez le rat, de 5,2 g/kg. La dose journalière est sans danger pour l'organisme humain.
4. Application de l'HPMC dans les préparations
4.1 Utilisé comme matériau de revêtement et matériau de formation de film
L'hypromellose (HPMC) est utilisée comme matériau d'enrobage pour les comprimés. Comparés aux comprimés enrobés traditionnels, tels que les comprimés enrobés de sucre, les comprimés pelliculés n'offrent pas d'avantages notables en termes de masquage du goût et de l'apparence, mais leur dureté, leur friabilité, leur absorption d'humidité, leur désintégration, leur prise de poids et d'autres indicateurs de qualité sont supérieurs. La qualité à faible viscosité est utilisée comme matériau d'enrobage hydrosoluble pour les comprimés et les gélules, tandis que la qualité à haute viscosité est utilisée comme matériau d'enrobage pour les systèmes à solvants organiques. La concentration d'utilisation est généralement de 2,0 % à 20 %.
4.2 comme liant et désintégrant
Ce produit, à faible viscosité, peut servir de liant et de désintégrant pour les comprimés, les gélules et les granulés, tandis que celui à haute viscosité ne peut être utilisé que comme liant. Le dosage varie selon les modèles et les exigences. Généralement, on utilise 5 % de liant pour les comprimés obtenus par granulation sèche et 2 % pour ceux obtenus par granulation humide.
4.3 En tant qu'agent de suspension
Un agent de suspension est une substance gélatineuse visqueuse et hydrophile. Son utilisation permet de ralentir la sédimentation des particules et de se fixer à leur surface, empêchant ainsi leur polymérisation et leur agglomération. Les agents de suspension jouent un rôle essentiel dans la production de suspensions. L'HPMC est un excellent agent de suspension. La solution colloïdale qu'elle contient réduit la tension interfaciale liquide-solide et l'énergie libre des petites particules solides, améliorant ainsi la stabilité du système de dispersion hétérogène. Ce produit est une préparation liquide de suspension à haute viscosité, utilisée comme agent de suspension. Il présente un bon pouvoir de suspension, est facile à redisperser, non collant et permet d'obtenir des particules finement floculées. Le dosage habituel est de 0,5 % à 1,5 %.
4.4 Utilisé comme agent de blocage, agent à libération lente et contrôlée et agent porogène
La qualité à haute viscosité de ce produit est utilisée pour la préparation de comprimés à libération prolongée à matrice de gel hydrophile, ainsi que comme retardateur et agent de libération contrôlée pour les comprimés à libération prolongée à matrice mixte. Elle permet de retarder la libération du médicament. Sa concentration d'utilisation est de 10 % à 80 % (m/m). La qualité à faible viscosité est utilisée comme agent porogène pour les formulations à libération prolongée ou contrôlée. La dose initiale nécessaire à l'effet thérapeutique de ce type de comprimé est rapidement atteinte, puis l'effet de libération prolongée ou contrôlée s'exerce, maintenant ainsi une concentration plasmatique efficace du médicament. L'hypromellose s'hydrate au contact de l'eau pour former une couche de gel. Le mécanisme de libération du médicament à partir du comprimé matriciel repose principalement sur la diffusion et l'érosion de la couche de gel.
4.5 Colle protectrice utilisée comme épaississant et colloïde
Lorsqu'il est utilisé comme épaississant, sa concentration habituelle est de 0,45 % à 1,0 %. Ce produit peut également accroître la stabilité de la colle hydrophobe, former un colloïde protecteur, empêcher la coalescence et l'agglomération des particules et ainsi inhiber la formation de sédiments. Sa concentration habituelle est de 0,5 % à 1,5 %.
4.6 Utilisé comme matériau de capsule
Généralement, l'enveloppe des capsules est principalement composée de gélatine. Le procédé de fabrication des capsules Ming est simple, mais présente certains inconvénients : une protection insuffisante des médicaments sensibles à l'humidité et à l'oxygène, une dissolution réduite du principe actif et une désintégration prolongée de l'enveloppe lors du stockage. C'est pourquoi l'hypromellose est utilisée comme substitut dans la fabrication des capsules, ce qui améliore leur moulabilité et leur efficacité. Son utilisation s'est largement répandue en Chine et à l'étranger.
4.7 En tant que bioadhésif
La technologie bioadhésive, qui consiste à utiliser des excipients contenant des polymères bioadhésifs, renforce la continuité et l'étanchéité du contact entre la préparation et la muqueuse grâce à leur adhésion à cette dernière. Ainsi, le médicament est libéré et absorbé lentement par la muqueuse, permettant d'atteindre l'objectif thérapeutique. Cette technologie est aujourd'hui largement utilisée pour traiter les affections des fosses nasales et de la muqueuse buccale. La technologie de bioadhésion gastro-intestinale, un système d'administration de médicaments novateur développé ces dernières années, prolonge le temps de séjour des préparations médicamenteuses dans le tractus gastro-intestinal. Elle améliore également le contact du médicament avec la membrane cellulaire du site d'absorption et modifie la fluidité de cette membrane. Le pouvoir de pénétration du médicament dans les cellules épithéliales de l'intestin grêle est ainsi renforcé, ce qui améliore sa biodisponibilité.
4.8 En gel topique
En tant que préparation adhésive pour la peau, le gel présente de nombreux avantages tels que la sécurité, l'esthétique, la facilité de nettoyage, le faible coût, la simplicité de préparation et une bonne compatibilité avec les médicaments. Ces dernières années, il a suscité un vif intérêt et s'est imposé comme une voie de développement majeure pour les préparations cutanées externes.
4.9 En tant qu'inhibiteur de précipitation dans le système d'émulsification
Date de publication : 16 décembre 2021