L’Université de Harvard et les chercheurs de l’Université chinoise de Hong Kong ont développé une technique qui augmente la solubilité des molécules de médicament jusqu’à trois ordres de grandeur. Cela pourrait être une percée dans la formulation et l’accouchement.
Plus de 60% des médicaments pharmaceutiques souffrent d’une mauvaise solubilité dans l’eau, ce qui limite leur biodisponibilité et leur viabilité thérapeutique. Les techniques conventionnelles telles que la réduction de la taille des particules, la dispersion solide, les systèmes lipidiques et le confinement mésoporeux ont souvent des limitations spécifiques au médicament, peuvent être coûteux à mettre en œuvre et sont sujets à des problèmes de stabilité.
L’approche nouvellement développée aborde ces problèmes en tirant parti du mécanisme d’adsorption compétitif des molécules de médicament et de l’eau sur les surfaces de silice d’ingénierie. Il évite la modification chimique des molécules de médicament ou l’utilisation d’agents de solubilisation supplémentaires pour obtenir une solubilité, en remplacement potentiellement de multiples technologies d’administration de médicaments.
Dans l’étude « Améliorer la solubilité des médicaments grâce à une adsorption compétitive sur les nanosurfaces de silice avec des densités de silanol ultrahigh », » publié dans le Actes de l’Académie nationale des sciencesles enquêteurs décrivent les nanosurfaces qui adsorbent les molécules de médicament dans des conditions sèches et les libèrent rapidement une fois introduites dans l’eau.
Des nanoparticules de silice allant de 7 à 22 nm ont été utilisées comme matières premières. Ces nanoparticules, caractérisées par des surfaces convexes à forte courbure, ont été agglomérées par évaporation contrôlée, formant un modèle poreux capable d’adsorber des molécules de médicament. L’adsorption compétitive entre l’eau et les molécules de médicament sur ces surfaces modifiées augmente la dissolution du médicament de deux à trois ordres de grandeur.
La Food and Drug Administration des États-Unis classe la silice comme généralement reconnue comme sûre. Les surfaces de silice conventionnelles ont une densité de silanol de 4 à 6 oh / nm², ce qui est insuffisant pour de fortes interactions avec les molécules de médicament ou l’eau.
Les chercheurs ont augmenté cette densité jusqu’à 20 OH / Nm², créant une surface ultra-affinée. Cette amélioration a permis à la surface d’adsorber les molécules de médicament à l’état anhydre et, lors de l’exposition à l’eau, subit un processus d’adsorption compétitif où les molécules d’eau remplacent les molécules de médicament, facilitant la désorption et la dissolution rapides.
L’ibuprofène a été utilisé comme médicament modèle pour les tests in vitro et in vivo. Des études de dissolution ont montré que 90% du médicament était libéré en une heure, contre moins de 20% de l’ibuprofène cristallin sur six heures.
Les tests in vivo avec des souris ont démontré près du double de la concentration plasmatique maximale et 1,5 fois une exposition au médicament plus élevée par rapport à un produit disponible dans le commerce.
L’équipe a également testé la méthode de formulation sur 15 ingrédients pharmaceutiques actifs mal solubles, notamment le kétoprofène, le docétaxel et le fenofibrate. Dans tous les médicaments testés, la solubilité a été améliorée de 10 fois à 2 000 fois par rapport aux formes cristallines.
Les tests de stabilité sur deux ans n’ont démontré aucune dégradation significative des performances de solubilité.
L’analyse informatique utilisant la théorie fonctionnelle de la densité a corroboré les observations expérimentales, montrant que les molécules d’eau ont favorablement déplacé les médicaments adsorbés en raison d’une affinité de liaison plus élevée sur des surfaces de silanol densément peuplées.
Les chercheurs pensent avoir trouvé une solution au problème de solubilité dans la livraison de médicaments qui s’appliquera à un large éventail de médicaments tout en restant rentable et évolutif pour la production de masse. Si les résultats de l’étude se traduisent par des résultats du monde réel dans des études cliniques, cela pourrait avoir un impact significatif sur le développement de médicaments, les coûts de fabrication, les quantités de dosage requises et la disponibilité des médicaments.
Plus d’informations:
Zhuo Xu et al, Améliorer la solubilité des médicaments par l’adsorption compétitive sur les nanosurfaces de silice avec des densités de silanol ultra-élevé, Actes de l’Académie nationale des sciences (2025). Doi: 10.1073 / pnas.2423426122
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