Electrospinning of thermo-and pH-sensitive polymers as potential drug delivery systems

Résumé

Ce projet vise l’obtention d’une membrane électrofilée de PNVCL poly(N-Vinylcaprolactam), polymère thermosensible, comme système de délivrance de médicament. L’intérêt de l’utilisation de ce polymère et de la méthode de fabrication utilisée, pour cette application, résident en caractère thermosensible du polymère, qui pourrait permettre une libération de médicament contrôlée, et la surface spécifique élevée des membranes. Plusieurs routes ont été testées pour obtenir ces membranes. Au cours d’une première étape, des membranes de PNVCL et de ses mélanges avec du poly(εcaprolactone) (PCL) furent obtenues. Ces dernières furent testées quant à la capacité de délivrer de manière contrôlée du kétoprofène, un médicament hydrophobe. Même si des membranes furent obtenues, celles-ci ne présentaient pas la stabilité de morphologie nécessaire à leur utilisation. En effet, lors d’un contact avec l’eau elles se dissolvaient ce qui résultait en une libération de médicament trop rapide. Afin de résoudre ces deux problèmes, le PNVCL fut modifié pour obtenir un copolymère à la fois thermo-et pH-sensible poly(N-vinylcaprolactam-co-acrylic acid) (Poly(NVCL-co-AA)). Deux compositions nominales de ce copolymère furent étudiées, un copolymère contenant 20 et un autre 30% en moles d'AA. Les membranes obtenues furent testées quant à leur capacité d’encapsuler et de libérer une substance hydrophobe, le kétoprofène, et une substance hydrophile, la caféine. Des fibres régulières, dont le diamètre augmentait lors de l’incorporation de substance active, furent obtenues. Les résultats ont aussi montré qu’alors que le kétoprofène perdait sa forme cristalline lorsqu’incorporé dans les fibres, il n’en était pas de même pour la caféine. La cytotoxicité des différentes membranes obtenues a été évaluée par des tests de viabilité cellulaire utilisant des lignées cellulaires de MTT et de fibroblastes embryonnaires de souris (cellules MEF). La libération de kétoprofène et de caféine fut étudiée à des températures de 25 et 42°C et à un pH de 1,2 et 7,4. Pour le kétoprofène et la caféine, le profil de libération a montré un taux de libération plus élevé pour une température inférieure à LCST (température de solution critique inférieure : température à laquelle les polymères subissent des transitions de phase distincte solubles dans l'eau/non soluble dans l'eau)(25oC) indiquant une libération basée sur le phénomène de diffusion. Il fut montré que le pH affectait aussi la cinétique de libération. Les résultats ont aussi montré que le copolymère contenant 20 % en mole d'AA était moins cytotoxique pour les cellules par rapport aux copolymères à 30 % molaire d'AA. Les travaux menés ont permis de développer un nouveau système de délivrance de médicament électrofilé capable de contrôler la libération des modèles hydrophile et hydrophobe de médicaments. Ce système présente ainsi diffèrent profils de libération en fonction du modèle utilisé et des conditions fixées (température/pH). Le potentiel de la technique d'électrofilage ainsi que les copolymères thermo-et pH-sensible mis en valeur dans ce projet a indiqué que les poly(NVCL-coAA) thermo-et pH-sensible sont des candidats prometteurs pour contrôler la libération de de médicament.

Date	15 nov. 2021
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Nicole R. Demarquette (Directeur(-trice)) & Amilton M Dos Santos (Codirecteur(-trice))