Micronisation

La micronisation est le processus de réduction du diamètre moyen des particules d'un matériau solide . Les techniques traditionnelles de micronisation se concentrent sur des moyens mécaniques, tels que le broyage et le broyage . Les techniques modernes exploitent les propriétés des fluides supercritiques et manipulent les principes de solubilité .

Le terme micronisation désigne généralement la réduction du diamètre moyen des particules à l' échelle micrométrique , mais peut également décrire une réduction supplémentaire à l' échelle nanométrique . Les applications courantes comprennent la production d'ingrédients chimiques actifs, d'ingrédients alimentaires et de produits pharmaceutiques . Ces produits chimiques doivent être micronisés pour augmenter leur efficacité.

Les techniques de micronisation traditionnelles reposent sur la friction pour réduire la taille des particules. Ces méthodes comprennent le broyage , le concassage et le broyage . Un broyeur industriel typique est composé d'un tambour métallique cylindrique qui contient généralement des sphères d'acier. Lorsque le tambour tourne, les sphères à l'intérieur entrent en collision avec les particules du solide, les écrasant ainsi vers des diamètres plus petits. Dans le cas du broyage, les particules solides se forment lorsque les unités de broyage de l'appareil frottent les unes contre les autres tandis que les particules du solide sont piégées entre les deux.

Des méthodes telles que le broyage et la découpe sont également utilisées pour réduire le diamètre des particules, mais produisent des particules plus grossières que les deux techniques précédentes (et constituent donc les premières étapes du processus de micronisation). Le broyage utilise des outils de type marteau pour briser le solide en particules plus petites au moyen d'un impact. La découpe utilise des lames tranchantes pour couper les morceaux solides bruts en morceaux plus petits.

Les méthodes modernes utilisent des fluides supercritiques dans le processus de micronisation. Ces méthodes utilisent des fluides supercritiques pour induire un état de sursaturation , qui conduit à la précipitation de particules individuelles. Les techniques les plus largement appliquées de cette catégorie comprennent le procédé RESS (Expansion rapide de solutions supercritiques), la méthode SAS (Anti-solvant supercritique) et la méthode PGSS (Particules de solutions saturées en gaz). Ces techniques modernes permettent une plus grande adaptabilité du processus. Le dioxyde de carbone supercritique (scCO2 ₎ est un milieu couramment utilisé dans les processus de micronisation. Cela est dû au fait que le scCO2 _n'est pas très réactif et possède des paramètres d'état critique facilement accessibles. En conséquence, le scCO2 peut être utilisé efficacement pour obtenir des formes micronisées cristallines ou amorphes pures. Des paramètres tels que la pression et la température relatives, la concentration en soluté et le rapport antisolvant/solvant sont modifiés pour ajuster le rendement aux besoins du producteur. Le contrôle de la taille des particules lors de la micronisation peut être influencé par des facteurs macroscopiques, tels que les paramètres géométriques de la buse de pulvérisation et le débit, ainsi que par les changements au niveau moléculaire dus aux ajustements des paramètres d'état. Ces ajustements peuvent conduire à la nucléation de particules de tailles variables par des transformations polymorphes ou amorphes, ainsi qu'en raison des caractéristiques des processus d'agrégation, qui dans certains cas s'accompagnent de changements dans les équilibres conformationnels. Les méthodes à fluide supercritique permettent un contrôle plus précis des diamètres des particules, de la distribution de la taille des particules et de la cohérence de la morphologie. En raison de la pression relativement faible impliquée, de nombreuses méthodes à fluide supercritique peuvent incorporer des matériaux thermolabiles. Les techniques modernes impliquent des produits chimiques renouvelables, ininflammables et non toxiques.

Dans le cas de la RESS (Expansion Rapide des Solutions Supercritiques), le fluide supercritique est utilisé pour dissoudre le matériau solide sous haute pression et température, formant ainsi une phase supercritique homogène . Ensuite, le mélange est détendu à travers une buse pour former les particules plus petites. Immédiatement après la sortie de la buse, une expansion rapide se produit, abaissant la pression. La pression chutera en dessous de la pression supercritique, ce qui amènera le fluide supercritique - généralement du dioxyde de carbone - à revenir à l' état gazeux . Ce changement de phase diminue considérablement la solubilité du mélange et entraîne la précipitation des particules. Moins il faut de temps à la solution pour se dilater et au soluté pour précipiter, plus la distribution granulométrique sera étroite. Des temps de précipitation plus rapides ont également tendance à entraîner des diamètres de particules plus petits.

Dans la méthode SAS (Supercritical Anti-Solvent), le matériau solide est dissous dans un solvant organique. Le fluide supercritique est ensuite ajouté comme antisolvant, ce qui diminue la solubilité du système. Il en résulte la formation de particules de petit diamètre. Il existe plusieurs sous-méthodes de SAS qui diffèrent par la méthode d'introduction du fluide supercritique dans la solution organique.

Dans la méthode PGSS (Particle from Gas Saturated Solutions), le matériau solide est fondu et le fluide supercritique y est dissous. Cependant, dans ce cas, la solution est forcée de se dilater à travers une buse, ce qui forme des nanoparticules . La méthode PGSS présente l'avantage que, grâce au fluide supercritique, le point de fusion du matériau solide est réduit. Par conséquent, le solide fond à une température inférieure à la température de fusion normale à pression ambiante.

Les ingrédients pharmaceutiques et alimentaires sont les principales industries dans lesquelles la micronisation est utilisée. Les particules de diamètre réduit ont des taux de dissolution plus élevés, ce qui augmente l'efficacité. La progestérone , par exemple, peut être micronisée en créant de très petits cristaux de progestérone. La progestérone micronisée est fabriquée en laboratoire à partir de plantes. Elle est disponible pour une utilisation comme THS , traitement de l'infertilité, traitement de la carence en progestérone, y compris les saignements utérins dysfonctionnels chez les femmes préménopausées. Les pharmacies de préparation peuvent fournir de la progestérone micronisée sous forme de comprimés sublinguaux, de capsules d'huile ou de crèmes transdermiques. La créatine fait partie des autres médicaments micronisés.