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Micro- et Nanoencapsulation

Micro- et Nanoencapsulation. JM. Devoisselle Institut Charles Gerhardt et Institut Carnot CED2. Techniques permettant d’emprisonner des liquides ou des solides dans une enveloppe qui les isole du milieu dans le but de les protéger ou de maîtriser leur libération.

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Micro- et Nanoencapsulation

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Presentation Transcript

  1. Micro- et Nanoencapsulation JM. Devoisselle Institut Charles Gerhardt et Institut Carnot CED2

  2. Techniques permettant d’emprisonner des liquides ou des solides dans une enveloppe qui les isole du milieu dans le but de les protéger ou de maîtriser leur libération. •  Obtention de particules : - microparticules (de l’ordre de 1 μm à 1000 µm) - nanoparticules (de l’ordre du nm à 100e de nm)

  3. Pourquoi encapsuler ? • Masquage du goût, des odeurs • Conversion huiles ou liquides en solide (manutention) • Protection du PA encapsulé (humidité, chaleur, lumière, oxydation) • Retarde la volatilisation • Séparation de matériaux incompatibles • de l’écoulement des poudres • Manipulation facilitée des PA toxiques • Aide la dispersion dans l’eau de composés insolubles

  4. • Protection de l’environnement • Diminution de la toxicité de l’actif • Libération contrôlée (ou prolongée) de l’actif • Ciblage / notion de « vecteurs » Elaboration d’un cahier des charges Prise en considération des aspects règlementaires et industriels Etude au cas par cas

  5. Innovation dans la formulation Pression réglementaire : leaching résidus sol et plante exposition utilisateur écotoxicologie Amélioration produit : diminution de la dose Meilleure flexibilité d’utilisation Applicabilité améliorée Intervention dans le processus de recherche optimisation de formulation formulations innovantes vers la multifonctionnalité Accès à de nouveaux marchés

  6. (Micro- et nano-) particules et matériaux

  7. Morphologie, texture, chimie et fonctions

  8. Comment fabriquer? Trois grandes classes de procédés : - les procédés physico-chimiques basés sur des variations de solubilité des agents d’enrobage sous l’effet de variations de conditions physiques (température, pH, changement d’état…) - les procédés mécaniques comme l’extrusion ou la formation de gouttes…, - les procédés chimiques au cours desquels se déroulent de manière simultanée la synthèse de la membrane (ou de la matrice) et l’encapsulation de la matière active.

  9. Comment fabriquer? Incorporation de l’actif État liquide (Solution, biphasique) État solide Dispersion Liquide dans l’air Liquide dans liquide Enrobage/agglomération prilling émulsion Lit d’air fluidisé nébulisation microémulsion Stabilisation solidification solidification gélification coacervation évaporation coalescence séchage polymérisation Chimie Physicochimie Physique

  10. Buse vibrante M. Boissière, PhD

  11. Spray-drying

  12. Matériau matrice solubilisé PA solubilisé ou micronisé Phase continue Incorporation du PA Formation du Système dispersé P, T° (évaporation) Phase continue ou agents supll. Élimination du solvant Récupération des microsphères

  13. Polycondensation interfaciale • procédé chimique d’encapsulation • consiste à faire réagir deux monomères, l’un dans la phase dispersée, l’autre dans la phase dispersante, afin d’obtenir une membrane de polymère à la surface des gouttelettes formées.

  14. Libération contrôlée Libération déclenchée d’un P.A. Libération contrôlée d’un P.A. Contraintes physiques Contraintes biologiques Contraintes chimiques Dissolution dégradation Diffusion passive T°, pression Enzymes Dissolution Volume libre porosité Rem : notion de burst

  15. Microsphères siliciques chargées en actif

  16. Microsphères lipide/silice chargées en actif MP-S0 conventionnelle : effet burst, cinétique rapide MP-S8 : libération prolongée et constante pendant plus de 24h

  17. Bénéficier d’une structure locale dédiée au partenariat Recherche académique – industrie : INSTITUT CARNOT CED2 «CHIMIE, ENVIRONNEMENT ET DÉVELOPPEMENT DURABLE» Le cœur de l’activité de recherche des équipes de CED2 concerne l’élaboration maîtrisée, la caractérisation et l’étude du comportement de molécules et de matériaux de fonctions pour l’énergie, la «chimie verte»,la préservation/valorisation des ressources, la protection de l’environnement et la santé. LA VALORISATION AU SEIN DE CED2 C’est plus de 80 partenaires industriels dont la moitié de PME - 4200 K€ de recherche en partenariat dont 2400 K€ en contrats directs - plus de 180 personnes à temps plein et plus de 130 doctorants et post-doctorants - une chaîne de compétence complète dans le domaine de la chimie – un plateau technique de caractérisation possédant 12 nacelles de haute performance – 375 publications de niveau international en 2012 et 59 thèses engagées – 53 contrats ANR, PCRD et FUI en cours en 2012.

  18. Merci de • votre attention jm.devoisselle@univ-montp1.fr

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