Microencapsulation
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La microencapsulation est un procédé par lequel on enferme un produit dans des microparticules. Si ces microparticules sont creuses (vésiculaires) on parle de microcapsules, si elles sont pleines (matricielles) on parle de microsphères.
Leur taille varie de 1 µm à plus de 1000 µm. Ces microparticules peuvent être biodégradables ou non.
Tout l'intérêt des microcapsules réside dans la présence d'une membrane, qui isole le contenu du milieu extérieur. Selon les cas, la membrane sera détruite lors de l'utilisation pour libérer son contenu (exemple : encarts publicitaires "scratch and sniff" libérant le parfum lorsqu'on écrase les microcapsules), ou bien la membrane restera présente tout le long de la libération du contenu, dont elle contrôlera la vitesse de diffusion (exemple : encapsulation de médicaments pour libération ralentie).
Selon les molécules encapsulées, il existe des applications dans les domaines de l'agriculture (engrais), de la santé (médicaments), mais aussi des domaines cosmétiques (parfum) etc. Dans l'industrie du textile, ce procédé permet d'emprisonner une odeur persistante ou un actif cosmétique se déposant sur la peau. Dans ce dernier cas, on crée une émulsion huile dans l'eau, le produit cosmétique étant contenu dans l'huile, qui se présente alors sous une forme sphérique en suspension très pratique à encapsuler. Les microcapsules sont alors placées dans les fibres même du vêtement qui est appelé cosmétotextile.
La technique de microencapsulation permet d’emprisonner toutes substances, solides ou liquides, dans une particule qui les isole du milieu et les protège. Elle permet également de contrôler la libération de l’actif soit par rupture de la particule, soit par diffusion lente et progressive à travers la particule. Si la modélisation de la libération de l'actif à partir de système microparticulaires vous intéresse, voir les travaux de Peppas ou de Siepmann dans la base MEDLINE.
Dans le domaine de la santé on utilise les microparticules afin de réaliser un dépôt d'une quantité de médicament qui se libérera lentement dans l'organisme. Ces microparticules peuvent être injectées en intra-musculaire, ou sous la peau ou dans tous tissus d'intérêt, comme le cerveau, le foie, l'espace intrathécal, etc.
La libération du principe actif peut durer plus de six mois.
Les polymères les plus utilisés en santé sont les dérivés des acides lactiques et glycoliques (PLGA, PLA) ou la poly-epsilon-caprolactone qui sont biodégradables. Pour des informations complémentaires sur les PLGA/PLA voir les travaux des M Vert et ses collaborateurs dans la base Medline (lien ci-dessus).
Les principaux procédés pour réaliser l'encapsulation de substances dans des microparticules sont la polymérisation interfaciale, la réticulation interfaciale, l'émulsion suivie d'une évaporation ou d'une extraction du solvant, la double émulsion évaporation/extraction de solvant, le spray drying, le prilling, la coacervation.
Le choix final du type de technique et de la nature des constituants de la membrane dépend de l'application et des facteurs tels que la dimension particulaire, l'épaisseur de la paroi, l'imperméabilité, la stabilité thermique, la dégradabilité, et la compatibilité et l'adhérence à l’environnement de l'utilisation finale.
Ces techniques sont utilisées pour réaliser des microcapsules thermochromiques.
La bioencapsulation constitue un domaine particulier de la microencapsulation. La bioencapsulation consiste à encapsuler un matériel actif d’origine biologique, dans des sphères ou des capsules de diamètre variable. Le matériel encapsulé peut être une enzyme, un peptide, de l’ADN, ou bien même des cellules vivantes, des micro- organismes... avec des applications multiples dans des domaines aussi variés que la thérapeutique, l’agriculture, l’environnement, l’industrie alimentaire…
