Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

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Parmi toutes les voies d’administration, la voie orale a toujours suscité un grand intérêt. Les formes prises par voie orale présentent une grande facilité d’administration pour le patient, tandis que pour les chercheurs, la physiologie du système gastro-intestinal peut être facilement modélisable. Malheureusement, son importante variabilité, liée principalement au temps de vidange gastrique, peut conduire à une mauvaise reproductibilité des effets thérapeutiques et à une diminution de la biodisponibilité. Ce problème est surtout rencontré dans le cas des principes actifs présentant une fenêtre d’absorption étroite au niveau de l’intestin supérieur [Deshpande et col., 1996]. Une solution a été de développer des formes galéniques à libération prolongée caractérisées par un temps de résidence gastrique accru. Ainsi, le principe actif est libéré progressivement en amont de sa fenêtre d’absorption. Dans cette optique, plusieurs systèmes ont été développés : des formes bioadhésives, expansibles, gonflantes ou à hautes densités [Singh et Kim, 2000]. Mais parmi toutes ces formes, ce sont les systèmes flottants qui semblent offrir la protection la plus efficace contre une vidange gastrique précoce [Moës, 1989]. Seth et Tossounian ont ainsi développé une gélule flottante à libération prolongée, basée sur le gonflement d’un dérivé cellulosique. Etant une forme monolithique, sa vidange gastrique était soumise au phénomène de tout ou rien. De plus, cette forme présentait un inconvénient majeur puisqu’elle était sujette à des fractionnements intra-gastriques, diminuant de ce fait la reproductibilité inter- et intra-individuelle [Seth et Tossounian, 1984]. Afin de résoudre ces problèmes de variabilité, des mini-comprimés flottants à libération prolongée ont été développés. Notre but était donc de développer des mini-comprimés capables de flotter dans l’estomac pendant une période de temps prolongée tout en assurant la délivrance progressive du principe actif. Ces mini-comprimés devaient fournir une bonne flottaison et une libération prolongée pour diverses substances actives. Nous avons également essayé d’augmenter au maximum la teneur en principe actif afin de faciliter l’administration de la gélule contenant les mini-comprimés en réduisant le volume nécessaire pour contenir la dose désirée. L’utilisation de la granulation thermoplastique [Hamdani et col., 2002] suivie d’une compression directe a permis d’obtenir un procédé de fabrication simple, rapide et peu coûteux. Les mini-comprimés contenaient au minimum un agent actif, un agent liant et un mélange effervescent. La levodopa a d’abord été sélectionnée comme modèle de principe actif hydrosoluble. La première forme développée renfermait un agent gélifiant cellulosique capable de retenir le dioxyde de carbone généré tout en assurant la libération prolongée du principe actif. En incorporant 17% (m/m) d’agents effervescents et 25% (m/m) d’agent gélifiant au sein des mini-comprimés matriciels, la libération de la levodopa s’est étendue sur une période de 8 heures. Contrairement à la Prolopa® HBS 125, ils n’ont jamais présenté de problème de fragmentation ou de « désintégration » lors des essais de dissolution. Les mini-comprimés matriciels étaient caractérisés par un faible délai de flottaison (± 1 min.) quel que soit le pH (1.2 ou 3.0), des forces de flottaison élevées et une durée totale de flottaison supérieures à 13 heures. Une évaluation par la technique du poids résultant a montré qu’ils généraient des forces de flottaison supérieures – ex. PRmax = 70mg/100mg - à la spécialité commerciale Prolopa® HBS 125 – ex. PRmax = 45mg/100mg. Suite aux bons résultats obtenus in vitro, une étude préliminaire in vivo a été effectuée sur des sujets volontaires sains. La riboflavine a été préférée à la levodopa comme modèle hydrosoluble en raison du caractère non invasif des prélèvements. L’hypothèse selon laquelle les mini-comprimés flottants offraient une rétention gastrique supérieure à celle obtenue avec les mini-comprimés non flottants semblait avoir été vérifiée. En effet, la quantité totale de riboflavine excrétée après administration concomitante des mini-comprimés flottants et d’un repas était supérieure à celle excrétée avec une forme flottante prise à jeun, ainsi qu’à celle excrétée lors de l’administration de la forme non flottante prise en même temps que le repas. De plus, quel que soit le régime alimentaire, la vitesse d’excrétion urinaire maximale et le temps nécessaire pour l’atteindre ont toujours été supérieurs après administration de la forme flottante. Une seconde technologie a ensuite permis de remplacer l’agent gélifiant par un enrobage capable de maintenir le dioxyde de carbone à l’intérieur de la forme tout en assurant la libération prolongée de la levodopa. Le but de cette substitution était de pouvoir augmenter le pourcentage de principe actif contenu dans la forme. Un dérivé acrylique insoluble – Eudragit® RL30D – a été utilisé comme agent filmogène. Un agent plastifiant peu hydrosoluble – ATEC – a permis d’obtenir un film élastique résistant aux tensions engendrées par la génération du dioxyde de carbone. En appliquant une teneur équivalente à 20% (m/m) d’enrobage autour du noyau, la libération de la levodopa n’a pas été retardée et s’est prolongée pendant plus de 20 heures. Ces mini-comprimés enrobés ont flotté en 20 minutes à pH 1.2 et ont conservé leurs propriétés de flottaison pendant plus de 13 heures. L’incorporation de lactose (10% m/m) au sein de l’enrobage a permis de libérer l’entièreté de la levodopa en 18 heures. De plus, en augmentant la teneur en acide tartrique dans le mélange permettant de générer le dioxyde de carbone (de 3 à 15 % m/m), le délai de flottaison, identique quel que soit le pH (1.2 ou 3.0), a été réduit de 20 à 8 minutes. L’influence des propriétés physico-chimiques de la levodopa et de la ciprofloxacine sur les profils de dissolution et de flottaison obtenus à partir des mini-comprimés matriciels et enrobés a ensuite été évaluée. En l’absence de ciprofloxacine dans la composition de l’enrobage, un retard de libération d’une heure est apparu. Il n’a pu être supprimé qu’en incorporant 10% (m/m) de principe actif au sein de l’enrobage. Aucun problème de ce type ne s’est présenté avec la levodopa. Quel que soit le principe actif incorporé, les mini-comprimés matriciels et enrobés ont flotté en moins de 10 minutes et pendant plus de 13 heures. Toutefois, les valeurs maximales de poids résultant obtenues ont été supérieures en présence de ciprofloxacine - 220 mg/100mg - qu’après incorporation de levodopa – 90 mg/100mg. Une étude pharmacocinétique sur volontaires sains a finalement été réalisée sur les mini-comprimés matriciels et enrobés contenant une association de levodopa et de carbidopa. Le but de cette investigation était de comparer les profils pharmacocinétiques de la levodopa et des inhibiteurs de décarboxylases périphériques obtenus à partir des mini-comprimés avec ceux relevés après administration de la spécialité commerciale Prolopa® HBS 125. Une étude scintigraphique a également été réalisée afin d’évaluer le temps de résidence gastrique des 3 formes flottantes. Cette étude a démontré que les mini-comprimés – matriciels et enrobés – présentaient un temps de rétention gastrique supérieure à 4 heures. Ils ont également fourni des concentrations plasmatiques soutenues en levodopa et carbidopa pendant plus de 12 heures. La courbe plasmatique de la levodopa obtenue à partir des mini-comprimés enrobés était similaire à celle obtenue après administration de la Prolopa® HBS 125. Dans les 2 cas, les concentrations plasmatiques en levodopa ont augmenté rapidement après 3 heures. Ce phénomène est sans doute dû aux phénomènes de désintégration observés in vitro et par scintigraphie. Les mini-comprimés matriciels ont fourni des résultats moins variables en fonction du sexe. Ils n’ont présenté aucune désintégration intra-gastrique, ce qui a évité l’apparition d’effet de pic au niveau des concentrations plasmatiques en levodopa. Comparativement à la carbidopa, les concentrations plasmatiques en bensérazide étaient inférieures et présentaient d’importantes variations en fonction du sexe. Le développement de ces nouveaux types de mini-comprimés a également requis l’examen de leur stabilité temporelle. Pour ce faire, ils ont été conservés à différentes conditions de température et d’humidité relative (25±2°C / 60±5% HR ; 30±2°C / 65±5% HR ; 40±2°C / 75±5% HR). A 25°C et 30°C, aucune diminution significative des teneurs en levodopa et carbidopa n’a été observée à partir des 2 types de mini-comprimés. De même, le profil de dissolution des 2 principes actifs sont restés similaires à celui relevé au temps zéro. Après 12 mois de stockage, les mini-comprimés matriciels et enrobés flottaient endéans 10 min et pendant plus de 13 heures. A 40°C, le profil de dissolution de la levodopa et de la carbidopa, ainsi que les propriétés de flottaison des mini-comprimés matriciels et enrobés sont restés similaires à ceux relevés juste après production. Par contre, après 6 mois de stockage, les teneurs en PA ont diminué de façon significative (p < 0.05) lorsqu’ils étaient contenus dans les mini-comprimés matriciels./ Oral sustained-drug-delivery formulations show some limitations connected with the gastric emptying time. In particular, a too rapid gastrointestinal (GI) transit can result in incomplete drug release from the device above the absorption zone, leading to diminish effectiveness of the administered dose, especially when the drug presents a narrow absorption window. A prolongation of gastric residence time of a rate-controlled oral dosage form (DF) can overcome these problems. Thus, the design of sustained-release (SR) DF requires in some cases both prolongation of GI transit time of the DF as well as controlled drug release. In this way, SR floating granulates, made by melt granulation and containing at least an active drug, a meltable lipidic binder and gas-generating agents, and compressed into minitablets (MT), were developed and evaluated in vitro. The first floating system developed contained Methocel® K15M as a swellable polymer both to trap the generated carbon dioxide and to sustain the release of the drug. For the second floating system developed, Methocel® K15M was completely replaced by the drug and a coating step was introduced in the manufacturing process in order to provide a coating capable of maintaining the generated carbon dioxide inside the DF for a prolonged period of time. Levodopa was used as a model drug. Precirol® was used as a meltable binder. Tartaric acid, sodium bicarbonate and calcium carbonate were employed as carbon dioxide-generating agents. Methocel® K15M was used as a gel-forming polymer. The insoluble polymer used to make the gas-trapping membrane was Eudragit® RL30D. Acetyl-triethyl citrate was used as plasticizer. Granulates were prepared by melt granulation, in a vertical small laboratory scale high-shear mixer. MT were prepared by direct compression. The coating was realized into a fluidized bed coating apparatus. A resultant-weight apparatus was used to determine the buoyancy capabilities of the floating minitablets (FMT). A Disteck 2100C USP 29 dissolution apparatus Type II was used for the dissolution tests. The best floating properties of the uncoated FMT were obtained with 3 mm minitablets prepared at low compression forces ranging between 50 and 100 N. When the FMT were filled into gelatin capsules, no sticking was observed. By evaluating the dissolution profiles of levodopa at different pH values, it was found that dissolution profiles depend more on the prolonged-release ability of Methocel® K15M than on the pH-dependent solubility of levodopa. On the other hand, the optimized 3mm coated FMT floated within 10 min and remained buoyant for more than 13 h, regardless of the pH of the test medium. By evaluating the dissolution profiles of levodopa at different pH, it was found that the release of levodopa was sustained for more than 12 h regardless of the pH, even if the coating did not cancel the effect of the pH-dependant solubility of the active drug. Finally, the robustness of the uncoated and the coated FMT was assessed by testing the drug release variability in function of the stirring conditions during dissolution tests. Two formulations -uncoated and coated - of new FMT were developed with success. The floating lag time of the FMT was ranged between 1 and 10 min and the FMT remained buoyant for more than 13 hours. Their ability to sustain the drug release for more than 8 hours was also demonstrated. Pharmacoscintigraphic studies were conducted on the FMT and the following in vivo results assess those obtained in vitro.

Les nucléotides naturels et les analogues nucléotidiques présentent des activités pharmacologiques importantes : par exemple, le nucléotide adénosine triphosphate (ATP) présente un intérêt pour le traitement de l'ischémie ou de plaques d'athérosclérose. L'utilisation clinique de ces molécules est cependant limitée en raison de la présence d'un groupe triphosphate, qui est sujet à l'hydrolyse in vivo, et responsable de la forte hydrophilie des molécules, ce qui limite fortement leur capture par les cellules cibles et l'accès à leurs cibles pharmacologiques intracellulaires. Pour surmonter ces limitations et permettre l'administration de nucléotides et d’analogues nucléotidiques, l'utilisation de systèmes de drug delivery comme les nanoparticules pourrait assurer la protection et l'administration ciblée des molécules actives. Cependant, les nanoparticules conçues pour l’administration intraveineuse ne sont pas toujours adaptées au traitement de certaines maladies chroniques. C’est pour cela qu’un implant sous-cutané avec des caractéristiques de libération prolongée peut représenter une alternative valable, tout en étant peu invasif et capable d’atteindre les tissus lymphatiques, cible importante de plusieurs thérapies.Le premier chapitre de cette thèse porte sur la formulation de nanoparticules pour encapsuler l’ATP ou la zidovudine triphosphate (AZT-TP), grâce à la présence du chitosane (CS). Ces nanoparticules sont formées par interactions ioniques entre les charges positives du chitosane et les charges négatives des groupes triphosphates de l’ATP ou de l’AZT-TP. Dans ce travail, les nanoparticules sont caractérisées et leur délivrance cellulaire de l’ATP et de l’AZT-TP est démontrée sur une lignée cellulaire de macrophages. Dans un deuxième temps, la stabilité de ces systèmes a été améliorée afin d'obtenir un meilleur comportement en conditions physiologiques. Cette amélioration de la stabilité a été obtenue par la complexation du fer(III) au chitosane (CS-Fe). Cette stratégie a été appliquée aux nanoparticules de tripolyphosphate (TPP) et d’ATP. Les nanoparticules ont été ensuite testées sur deux lignées de cellules macrophagiques, montrant une internalisation améliorée de l’ATP par rapport aux nanoparticules précédentes. Enfin, les nanoparticules à base de CS-Fe et ATP ont été dispersées dans une solution de PLGA, dans le but de mettre au point un implant à formation in situ. Une fois en contact avec les fluides physiologiques, la suspension prend la forme d’un dépôt solide. Des études de libération in vitro montrent la capacité des systèmes de retenir les nanoparticules à l’intérieur de la matrice et de les libérer de façon progressive pendant 5 jours. Après administration sous-cutanée chez la souris, les implants de PLGA contenant les nanoparticules ont retenu l’ATP au lieu de l’injection jusqu’à 50 heures, comparé à quelques heures pour l’ATP libre et les nanoparticules libres, montrant ainsi leur pertinence comme systèmes pour la libération prolongée de nucléotides. / Natural nucleotides and nucleotide analogs display important pharmacological activities: for example the nucleotide adenosine triphosphate (ATP) could be an interesting molecule for the treatment of ischemia or atherosclerotic plaques. The clinical use of these molecules is however limited due to the presence of a triphosphate group, which is prone to hydrolysis in vivo, and responsible for the high hydrophilicity of the molecules, thereby strongly limiting their uptake by targeted cells and access to their intracellular pharmacological targets. To overcome these limitations and enable the administration of nucleotides and nucleotide analogs, the use of drug delivery systems such as nanoparticles may enable the protection and the targeted delivery of these drugs. Nanoparticles designed for intravenous injections are however not always convenient, e.g. in the case of chronic diseases. Therefore, a subcutaneous implant with sustained release features might represent a valid alternative, which is less invasive and can reach lymphatic tissues (important targets of many therapies). The first chapter of this thesis presents the formulation of nanoparticles to encapsulate ATP as well as zidovudine triphosphate (AZT-TP), thanks to the presence of chitosan (CS). These nanoparticles are formed through ionic interactions between the positive charges of chitosan and the negative charges of the triphosphate groups of ATP or AZT-TP. In this work, nanoparticles are characterized and their cellular delivery of ATP and AZT-TP inside a macrophage cell line is demonstrated. In a second time, the stability of these systems has been improved in order to obtain a better behavior in physiological conditions. This improved stability has been achieved through the complexation of chitosan to iron(III) (CS-Fe). This strategy has been applied to TPP and ATP nanoparticles. These nanoparticles have been tested on two macrophages cell lines showing an improved internalization compared to the previous ones. Finally, CS-Fe/ATP nanoparticles have been dispersed in a PLGA solution in order to develop an in situ forming implant. Once in contact with physiological fluids, the suspension turns into a solid depot. In vitro release studies show the ability of the systems to retain nanoparticles inside the matrix and to gradually release them over 5 days. After subcutaneous administration to mice, PLGA implants containing nanoparticles were able to retain ATP at the injection site for up to 50 hours, as compared to few hours of free ATP or free nanoparticles, showing therefore their relevance as sustained release systems of nucleotides.

Les systèmes à libération prolongée de principe actif constituent un enjeu thérapeutique dans le domaine pharmaceutique et vétérinaire. Ces systèmes présentent différents avantages comme une réduction de la fréquence d’administration permettant une meilleure observance du traitement ainsi qu’un apport optimisé de la dose thérapeutique. Des systèmes à base de principe actif hydrophobe, de polymère et de composé hydrosoluble, ont été élaborés selon différents procédés et ont été caractérisés. Les relations structure/fonctionnalité des différents systèmes ont été mises en évidences grâce à différentes techniques comme la spectroscopie Raman. Les structures, les mécanismes et le temps de libération de l’actif diffèrent selon la nature du polymère, la formulation et la technique de mise en forme. Ce travail fournit des éléments de compréhension et des outils méthodologiques utiles pour le développement de nouvelles formes galéniques à base de polymères biocompatibles, modulables en termes de taille, de temps de libération et de cible thérapeutique. / Controlled release systems are a therapeutic challenge in the pharmaceutical and veterinary. These systems give advantages such as reduced frequency of administration for better observance and an optimized intake of the therapeutic dose. Systems based on hydrophobic active ingredient, polymer and water soluble compound, have been developed by various methods and have been characterized. The structure / functionality have been put into evidence through various techniques such as Raman spectroscopy. The structures, mechanisms and the release time depending on the type of polymer, formulation and shaping technique. This work provides elements of understanding and useful methodological tools for the development of new formulations based on polymeric matrix system, flexible in terms of size, time of liberation and therapeutic target.

Le taux d’infection postopératoires des prothèses orthopédiques peut atteindre jusqu’au 2% des patients ce qui peut provoquer des douleurs persistant ou augmentant après l'intervention, un décèlement précoce et la présence d'un gros hématome. Le développement des prothèses de hanche à libération prolongée locale de médicaments peut prévenir ces complications. Le but est d’optimiser la fonctionnalisation des implants en titane (TiAl6V4) revêtus d’une couche de titane microporeux et d’une couche d’hydroxyapatite de 80 µm (HA) par des cyclodextrines (CDs) afin d’obtenir des propriétés anti-infectieuses améliorées. Le revêtement est également stérilisable et biorésorbable en quelques mois. Ce système permet d’avoir une activité thérapeutique locale, modulable (choix de la molécule bio-active jugé le plus opportun par le chirurgien) et prolongée, ce qui conduira à un dispositif polyvalent d’une nouvelle génération, capable de réduire les infections post opératoires et de favoriser l’intégration de l’implant. / Bacterial infections still presents as a common complication in orthopaedic surgery, the overall infection rate after total hip replacement is 0.5% to 2 %,which may cause many serious problems e.g. morbidity, poor functional outcomes. and become the major barrier for extended use. For preventing such risks, combining antibiotics with implants for increasing local drug concentration at targeted sites could be a solution. This study aims at modifying the HA coated titanium material (Ti-HA) surface with cyclodextrins (CDs) for loading the therapeutic molecules (biodegradable antibiotic carrier system), to achieve a sustained local drug delivery for implant materials. The prolonged antibacterial activity of antibiotic loaded Ti-HA-Me&#946;CD samples confirmed that it could be a promising drug-delivery system for sustained antibiotics release to prevent post-operatory infection or other potential applications e.g. antimitotic agent release.

Des systèmes injectables de formation in situ ont été utilisés dans les dernières années pour l'obtention de formulations de préparation facile et permettant la libération prolongée de principes actifs. Ces systèmes utilisant des solvants biocompatibles et des polymères biodégradables sont des liquides (solutions ou émulsions) qui une fois injectés dans l'organisme donnent lieu à des implants (ISI) ou à des microparticules (ISM) solides. La formation de ces systèmes est induite par la précipitation du polymère à partir des solutions polymériques qu'ils contiennent lors du contact avec les fluides corporaux aqueux. Dans ce travail, des ISI et des ISM, réalisés à partir des polymères de l'acide lactique et/ou glycolique (PLA et PLGA) et des différents solvants biocompatibles, pour la libération prolongée d?ivermectine (IVM), un principe actif antiparasitaire faiblement biodisponible par la voie orale, ont été développés. Les profils de libération du principe actif in vitro et in vivo à partir de ces systèmes, ont été comparés avec ceux obtenus à partir de microparticules réalisées par la méthode classique dite d'émulsion simple - évaporation de solvant ; il s'agit d'une technique aux multiples étapes, à coût élevé et dont l'utilisation de solvants toxiques la font difficilement industrialisable. La libération du principe actif à partir des microparticules obtenues par émulsion simple/évaporation du solvant a été influencée par la forte interaction du principe actif avec les polymères mais aussi par la porosité. Dans le cas des systèmes in situ, la vitesse de libération d'IVM a été conditionnée par la solubilité dans l'eau du solvant biocompatible sélectionné et par les interactions solvant/polymère. Pour les ISM, des paramètres tels que la nature de la phase externe, aqueuse (ISM-O/W) ou huileuse (ISM-O/O), la solubilité dans l'eau du solvant de la phase interne, l'affinité entre les phases et l'affinité de l'IVM pour chacune des phases, ont déterminé la vitesse de libération du principe actif. La bonne stabilité ainsi que les profils de libération plus prolongés et présentant une faible libération initiale du principe actif in vivo et in vitro, ont montré que les ISI et les ISM réalisés à partir de solvants biocompatibles de faible solubilité dans l'eau tels que la triacetine sont les plus indiqués pour l'encapsulation d'IVM par rapport à ceux plus solubles dans l'eau comme la N-methyl-2-pyrrolidone et la 2-pyrrolidone. Ces systèmes représentent donc une alternative intéressante par rapport aux formulations conventionnelles d'IVM / In situ forming injectable systems have been used in the past years to obtain sustained drug release formulations which are easy to prepare. These systems using biocompatible solvents and biodegradable polymers are liquids (solutions or emulsions) that upon injection on the body lead to solid implants (ISI) or microparticles (ISM). These systems are formed in contact with water body fluids by polymer precipitation from the polymeric solution. In this work, ISI and ISM made from lactide and/or glycolide polymers (PLA and PLGA) and different biocompatible solvents were performed to obtain sustained release of ivermectin (IVM), an antiparasitic drug with a low oral bioavailability. In vitro and in vivo drug release profiles from these systems were compared with those from microparticles obtained by the classical simple emulsion/solvent evaporation method, which is difficult to propose in industry because of its multiple steps, high cost and the solvent toxicity. Drug release from simple emulsion/solvent evaporation microparticles was affected by the strong polymer/drug interactions and porosity. Concerning to in situ forming systems, the rate of IVM release was dependent on solvent water solubility and solvent/polymer interactions. The nature of the external phase, water (ISM-O/W) or oil (ISM-O/O), the water solubility of the solvent in the internal phase, phase affinity and IVM/phase affinity determined drug release from ISM. The good stability, the in vitro and in vivo sustained release and the low burst effect of IVM, indicated that ISI and ISM formulated from low hydrosoluble biocompatible solvents such as triacetin are more appropriated to IVM formulation instead of those based on more hydrophilic solvent (N-methyl-2-pyrrolidone and 2-pyrrolidone). These systems are an interesting alternative to conventional IVM formulations

La régénération tissulaire est une voie prometteuse de thérapie dans le cadre des maladies dégénératives. Dans ce but sont conçus les microcarriers pharmacologiquement actifs (PAM). Ce sont des microsphères fournissant un environnement adéquat à la survie et la différenciation de cellules souches par la libération d’un facteur de croissance protéique encapsulé.Pour potentialiser l’intérêt des PAM, les microsphères doivent (1) permettre la libération complète et prolongée de la protéine (2) être formulées sans solvant halogéné par un procédé transposable à l’échelle pilote.Deux stratégies sont menées afin d’améliorer la stabilité et la libération de la protéine. La première consiste à utiliser de nouveaux additifs. Une étude bibliographique révèle le potentiel d’additifs protéiques ; leur application a permis d’augmenter significativement l’activité biologique de la protéine libérée. La seconde stratégie consiste à moduler la matrice de copolymère PLGAP188-PLGA. La modification de ses propriétés physicochimiques (Mw, hydrophobie…) a permis d’accéder à la compréhension de la structure des microsphères et d’obtenir une libération continue.Le développement du procédé de fabrication des microsphères sans solvant toxique associe la technique du prilling avec le glycofurol comme solvant. Cette combinaison se heurte à de nombreux verrous technologiques. La mise au point du procédé a été réalisée à l’aide de plans d’expériences. Ils ont conduit à la production de particules grâce à la modélisation des propriétés physicochimiques du milieu de réception et à la prise en compte des différents paramètres du procédé. / Pharmacologically active microcarriers (PAM) have been developed as innovative tools for tissue regeneration. This microspherical platform provided an environment for the survival and the differentiation of stem cells through the release of encapsulated protein growth factor. To improve the therapeutic efficacy of the PAM, the microspheres have to (1) provide the full and sustained release of the protein (2) be formulated without halogenated solvent by a process with an easy scale-up. The protein release has been studied through two strategies. The first one was to look for a preservation of the biological activity of the protein during the release. A literature review highlighted protein additives. Some of them were incorporated into the microspheres and increased significantly the protein release. The second one was the modulation of the matrix copolymer PLGAP188-PLGA. The modification of its properties (MW,hydrophobicity) permitted to reach a continuous release and to understand the structure of the microspheres. The prilling technique and the use of glycofurol provide an easy transferable process without toxic solvent. Experimental designs were performed to overcome the technological barriers. Through the modeling the physicochemical properties of the reception medium and the study of the process parameters, the formulation has been improved to produce acceptable particles.