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Des capsules qui libèrent ‘‘intelligemment’’ leur contenu

Jean-François Preveraud

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Des capsules qui libèrent ‘‘intelligemment’’ leur contenu

Principe de la synthèse des capsules. (1) dispersion des particules, (2) émulsification à chaud d’une huile cristallisable, (3) refroidissement de l’émulsion à température ambiante, (4) minéralisation d’une écorce de silice autour des gouttes.

© CRPP / CNRS 2009

Des chercheurs du CNRS créent des capsules qui libèrent leur principe actif à une température choisie et non plus en fonction de la dissolution aléatoire de l’enveloppe. De multiples applications sont envisagées en médecine, alimentation, parfumerie ou agronomie.

Dans beaucoup de domaines on utilise des capsules pour transférer des principes actifs vers le lieu où ils doivent être utilisés. Mais le contrôle de leur bonne diffusion est souvent aléatoire. Ainsi en médecine on utilise souvent des supports en silice pour délivrer un agent thérapeutique. La propagation de l’agent se fait alors via les pores de la silice ou par dissolution de celle-ci, mais elle n'est pas ou très peu contrôlée.

Afin de pallier cet inconvénient majeur, trois chercheurs de l’équipe ‘‘Chimie intégrative, matériaux multiéchelles et émulsions’’ (CIMMEs) Mathieu Destribats, Véronique Schmitt et Rénal Backov, du Centre de recherche Paul Pascal, une unité propre du CNRS, ont mis au point une méthode astucieuse et inédite. Leurs capsules libérèrent leur contenu à la demande sous l'effet d'une augmentation de température. Un dispositif original qui vient d'être breveté.

Une fabrication simple

De plus ces capsules sont simples à fabriquer. Les chercheurs ont dispersé de l'huile, qui peut contenir un agent spécifique, dans de l'eau. Cette émulsion est stabilisée sous forme de gouttes par des particules de silice. Elle a pour particularité essentielle d'être constituée d'huile liquide à température de fabrication (65°C), mais solide à température ambiante. Une coque de silice est ensuite polymérisée autour des gouttes refroidies : on obtient ainsi des capsules pouvant être facilement stockées. 

                                          

  De gauche à droite : 1. Capsule en-dessous de la température de fusion de l’huile, l’huile est solide.
                       2. Capsule au-dessus de la température de fusion : la capsule se rompt. 
                                      3. Propagation de la fissure et sortie de l’huile liquide.
              4. La capsule se vide après relargage complet de son contenu. Barre d’échelle = 20 µm.
                                                                 © CRPP / CNRS 2009



Pour provoquer la libération du contenu des capsules, il suffit de les chauffer au-delà de la température de fusion de l'huile choisie. Le passage de l'état solide à l'état liquide s'accompagne d'une expansion volumique de l'huile confinée, ce qui suffit à casser la coque de silice. Cette température de libération peut être sélectionnée entre 35°C et 56°C en choisissant l'huile adéquate ou en mélangeant plusieurs types d'huile. Elle correspond à la température de fusion de l'huile ou du mélange. Autre paramètre ajustable : le mode de libération du contenu qui peut s'effectuer soit par trains de gouttelettes, soit en totalité et en une seule fois, ce qui permet de contrôler la vitesse de libération du contenu.

De multiples applications envisagées

Ce principe très simple et peu coûteux est applicable à de très nombreux secteurs : conservation d'aliments ; délivrance d'un parfum dans l'air, sur un textile ou sur la peau ; libération d'un agent thérapeutique sur la peau provoquée par un frottement induisant un échauffement local ; émission d'un bactéricide lorsque la température atteint la température de prolifération de bactéries dans des conduits…

Les champs d'application sont multiples. Et les chercheurs imaginent déjà de concevoir des systèmes à émulsions doubles qui permettraient d'étendre cette technique vers les multi-thérapies.

Jean-François Prevéraud
 

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