polyacrylamide co hydroxyéthyl méthacrylate Piégeage relargage de lacide salicylique 5 ème Séminaire National sur les Polymères SNP5 Bejaïa les 02 et 03 décembre 2015 ID: 807690
Download The PPT/PDF document "Gonflement des hydrogels" is the property of its rightful owner. Permission is granted to download and print the materials on this web site for personal, non-commercial use only, and to display it on your personal computer provided you do not modify the materials and that you retain all copyright notices contained in the materials. By downloading content from our website, you accept the terms of this agreement.
Slide1
Gonflement des
hydrogels
poly(acrylamide-
co-hydroxyéthyl méthacrylate)- Piégeage-relargage de l’acide salicylique
5
ème Séminaire National sur les Polymères (SNP5),Bejaïa, les 02 et 03 décembre 2015
N.
Baït, B. Grassl, C. Derail et A. Benaboura.
Slide2Système de relargage transdermique
(TDDS) à tack intrinsèque
Enveloppe imperméable
Réservoir de la formulation
Membrane régulatrice
Adhésif
Réservoir de la
formulation-PSA
Enveloppe imperméable
TDDS conventionnel
TDDS visé
Peau
Pallier aux problèmes des TDDS conventionnels
qui perdent leur adhésion en présence de la transpiration
Acide Salicylique
Principe actif
Antalgique et antifébrile
Agent
kératolytique
et
comédolytique
Superbasorbant
.
Biocompatible.
Testé in vivo.
Polyacrylamide
Hydrogels
Poly(hydroxyethyl méthacrylate)
Bicompatible
.
Perméable à l’oxygène.
Non toxique.
Largement utilisé dans les applications médicales
Slide3Adhésif Sensible à la Pression PSA + tenue mécanique
Propriétés « réservoir »
Propriétés de gonflement
Hydrogel
Propriétés mécaniques
Propriétés de surface
Diffusion et transport
Slide4Plan de l’exposé
Synthèse des hydrogels
Conclusion
Gonflement des hydrogels:
eausolution d’acide salicylique Transport à travers les matrices hydrogels
Application au piégeage-relargage de l’acide salicylique
Slide5Synthèse des hydrogels P(AM-HEMA)
%Bis =1%
%M=7%
%
Bis =5%%M=7%
P(AM-
HEMAx)B1P(AM-HEMAx
)B5
1ère formulationx= composition molaire en HEMAx= 0, 5, 10, 15, 20, 30, 50, 80 et 100%
Série
1
Série 2
%Bis =0.46% (mol/mol)
2
ème
formulation
P(AM-
HEMAx
)
%M=7%
x=0,5, 10, 15, 20, 30, 50, 80 et 100%mol
Série 3
H
2
O, 60°C
Acrylamide
(AM)
+
(
2-Hydroxyéthyl méthacrylate)
(HEMA
)
+
K
2
S
2
O
8
+
N,N’-méthylène-Bis-acrylamide
(
Bis
)
Persulfate
de
Potassium
(
KPS)
Slide6Gonflement des hydrogels P(AM-HEMA)
Taux de gonflement normalisé
Cinétique de gonflement d’un hydrogel,
Q
t = f(t)Q∞
Slide7Cinétiques de gonflement des hydrogels P(AM-HEMA) dans l’eau
Cinétiques de gonflement, à 25°C, dans l’eau milli Q, d’échantillons
d’hydrogels issus de formulations différentes.
Phénomène d’
overshoot
Slide8Effet de la composition en HEMA
Effet de la composition chimique des réseaux sur leur gonflement
PAM
superabsorbant
PHEMA hydrophobeCopolymérisation
Hydrophobie
Nombre de sites hydrophiles
% mol HEMA
Slide9Q
∞
Effet de la densité de réticulations
% mol HEMA
Densité de réticulation
Q∞
Copolymérisation
Composition critique en HEMA
Slide10Effet de la composition du solvant
Gonflement des hydrogels P(AM-HEMA), à 25°C,
dans une solution d’acide salicylique.
L’AS affecte moins le gonflement des hydrogels copolymères.
L’AS n’affecte pas le gonflement du PHEMA.Interactions AS-AM
Réduction du nombre de sites hydrophiles.
Q
∞
Slide11Phénomènes de transport et diffusion à travers les hydrogels P(AM-HEMA)
Model de la loi de puissance
Mécanismes de transport du milieu gonflant à travers une cloison polymère
Mt/M∞
≤ 0,6n
Type de transport
Mécanisme de transport
0.5
Diffusion
Fickienne
La vitesse de mobilité du pénétrant est beaucoup plus faible que la vitesse de relaxation des segments de chaînes.
0.5 <
n
< 1.0
Diffusion non-
Fickienne
(anormale)
Les vitesses de diffusion et de relaxation sont comparables, d’où la complexité de ce type de diffusion.
1.0
Transport cas II
La vitesse de mobilité du pénétrant est beaucoup plus grande que la vitesse de relaxation des segments de chaînes.
n
> 1.0
Transport super cas II
caractérisée par une accélération de la vitesse d’absorption à la fin du processus de pénétration.
: fraction du milieu pénétrant absorbée ou bien la fraction de soluté
relarguée
à un instant t, normalisée selon les conditions d’équilibre.
k
: constante qui englobe les caractéristiques du système réseau/milieu gonflant.
n
:
appelé
exposant de gonflement
détermine la dépendance, du temps, de la vitesse d’absorption ou de
relargage
.
Slide12Courbe de sorption
=
f (t
1/2
)
Mt/M
∞ ≤ 0,5Approximation de StéphanM
t : masse d’eau
sorbée à un instant donnéM∞ : masse d’eau sorbée à l’équilibreD : le coefficient de diffusion du soluté dans le réseau hydrogel.l : l’épaisseur initiale de l’échantillon.
Pente de la courbe de sorption = D coefficient de diffusion
Echelle double logarithmique
Détermination du coefficient de diffusion
Slide13Evolution linéaire, en fonction du temps (en échelle double logarithmique),
(a) de la fraction d’eau prise par les hydrogels P(AM-HEMA)-B1.
(b) de la fraction d’eau prise par les hydrogels P(AM-HEMA)-B5.
(c) de la fraction d’eau prise par les hydrogels P(AM-HEMA).
(d) de la fraction de solution d’acide salicylique prise par les hydrogels P(AM-HEMA).
(a)
(b)
(c)
(d)
Slide14Hydrogels
n
D
eau
.1010
(m
2.s-1)
PAM
0,77
3,1
P(AM-HEMA10)
0,68
4,5
P(AM-HEMA20)
0,66
4,8
PHEMA
0,71
21,9
Valeurs des paramètres du phénomène de transport et du coefficient de diffusion de l’eau dans les hydrogels simples P(AM-HEMA)
Transport et diffusion de l’eau à travers les hydrogels P(AM-HEMA)
Effets adverses pour le PHEMA.
Diffusion anormale.
La copolymérisation fait augmenter la vitesse de relaxation des
sub
-chaînes.
Slide15Hydrogels
n
D. 10
10
(m2
.s-1)
PAM
PAM-AS
0,770,63
3,1
4,0
P(AM-HEMA10)
P(AM-HEMA10)- AS
0,63
0,63
4,5
4,9
P(AM-HEMA20)
P(AM-HEMA20)- AS
0,68
0,64
4,8
5,1
PHEMA
PHEMA- AS
0,71
0,41
21,9
5,2
Valeurs des paramètres du phénomène de transport et du coefficient de diffusion de l’eau et de la solution d’acide salicylique dans les hydrogels P(AM-HEMA
)
Transport et diffusion de la solution d’acide salicylique à travers les hydrogels P(AM-HEMA)
Diffusion
Fickienne
de l’AS dans le PHEMA. Faible affinité AS-PHEMA.
La diffusion de l’AS est non-
Fickienne
(%mol HEMA= 0 , 10 et 20).
Slide16Application des hydrogels P(AM-HEMA) au piégeage-
relargage de l’acide salicylique
t
Gel chargé de AS
eau
relargage
Gel sorti de synthèse
Solution d’Acide Salicylique
Analyse UV des bains
piégeage
Aspect qualitatif
Slide17Hydrogels
(
n
AS
piég / nAS init) (%)
PAM
29,3
P(AM-HEMA10)
23,8
P(AM-HEMA20)
21,4
PHEMA
6,5
Quantification du piégeage-relargage de l’acide salicylique
Valeurs du rapport du nombre de moles d’AS prises par unité de masse
au nombre de moles de AS dans la solution initiale.
Hydrogels
(
n
AS
rel
/
n
AS
pié
) (%)
PAM
28,6
P(AM-HEMA10)
38,3
P(AM-HEMA20)
46,9
PHEMA
63,7
Valeurs du rapport de nombre de moles d’AS relarguées par unité
de masse de gel au nombre de moles de AS piégées.
Slide18Transport de l’acide salicylique à travers les hydrogels vers le substitut de peau
Hydrogel sorti de synthèse
Solution de AS
Pression sur le
Substitut de
peau
Gel
Peau
t
contact
=1 semaine
Analyse RAMAN
AS
PAM-AS
PAM après séparation de la peau (face peau)
PAM après séparation de la peau (face air)
PAM
Slide19Conclusion
Les hydrogels P(AM-HEMA) sont de bons absorbants.
Les propriétés de gonflement des hydrogels P(AM-HEMA) sont principalement dépendantes de l’architecture de leurs réseaux
. Les spécifications de cette architecture apparaissent durant le processus de polymérisation-réticulation Les interactions Polyacrylamide-acide salicylique (PHEMA-AS) pourraient être mises à profit pour contrôler la libération de ce principe actif. Dualité des propriétés « réservoir » et d’adhésif sensible à la pression.
Slide20Merci de votre attention