La possibilité d’administrer des formes sèches orales est encore de nos jours un enjeu dans certaines spécialités médicales telles que la pédiatrie, la neurologie ou la gériatrie. Les mini-comprimés orodispersibles présentent un intérêt majeur pour répondre à cette problématique.L’objectif de ce travail est d’étudier les différents phénomènes qui régissent la conception de cette forme pharmaceutique par compression directe.Trois axes de recherche ont été fixés pour la réalisation de ce travail : - Premièrement, étudier les paramètres de formulation et de fabrication des mini-comprimés orodispersibles.- Deuxièmement, améliorer notre compréhension des phénomènes qui régissent la désintégration de ces comprimés au travers de l’étude du comportement de l’excipient clé de la désintégration : le super-désintégrant.- Enfin, développer un matériau à base d’acide alginique et d’alginate de calcium ayant pour fonction d’accélérer la désintégration des mini-comprimés orodispersibles.Les résultats obtenus permettent d’orienter les choix des différents excipients et les paramètres techniques pour la fabrication de cette forme. D’autre part, ils mettent en évidence le besoin de définir des spécifications et des techniques de caractérisation qui lui sont dédiées. Les résultats obtenus lors de l’étude du comportement des super-désintégrants au moment de leur hydratation, soulignent l’importance de la capacité de conduction de l’eau des super-désintégrants dans le mécanisme de désintégration des mini-comprimés orodispersibles. Enfin, les résultats des travaux réalisés pour l’obtention de matériaux super-désintégrants à base d’acide alginique permettent d’établir de premières orientations à suivre dans leurs modes de production.Les différentes conclusions issues des travaux menés lors de cette thèse permettront de valoriser cette forme pharmaceutique innovante et d’en favoriser de nouveaux développements. / Patient acceptability of a medical product is a key aspect in the development of medicines. Oral administration of dry forms presents still several limitations in some medical specialties such as pediatrics, neurology or geriatrics. Orodispersible Mini Tablets (ODMTs) have been described as a potential solution to these drawbacks.In this thesis, the different parameters governing the design of these pharmaceutical forms by direct compression have been studied.Three main lines of research have been followed to carry out this work:- Firstly, the different parameters of formulation and manufacture of orodispersible mini tablets were evaluated.- Secondly, the behavior of different commercial super disintegrants, key excipents in the disintegrating action, was studied in order to improve our understanding of the phenomena governing the disintegration mechanisms of the ODMTs.- Finally, various alginate-based materials were developed and its function as super disintegrants in orodispersible mini tablets was tested.The obtained results can be used as indicatives in the choice of excipient and the technical parameters for an effective manufacture of OMDTs. Moreover, they have highlighted the need to continue defining specifications and characterization techniques dedicated to further development of OMDTs. The results obtained during the hydration studies (swelling ratio, swelling force and water uptake) of the super disintegrants underline the importance of wicking in the disintegration mechanism of the ODMT.Finally, the prepared alginate-based materials have shown to present interesting mechanical properties for the development of effective and available super disintegrants for direct compression.The choice of suitable super disintegrants for ODMTs formulation requires extensive knowledge of their properties for promoting the breakout of the tablet and of their interaction with both, water and the various materials constituting the tablet. Thus, the knowledge gained in this thesis on super disintegrant functionality will promote the appropriate development of this innovative pharmaceutical form.

Dans la dernière décennie, les autorités de santé ont promulgué une réglementation pédiatrique orientée sur le développement et la disponibilité des formulations adaptées à l'âge, la taille, l'état physiologique et les besoins de la population pédiatrique. Généralement, l'administration de médicaments par la voie orale est toujours préférée aux autres voies d'administration car elle est pratique, économique et bien acceptée. Au cours des dernières années, de nouvelles formulations solides ont été développés comme par exemple les comprimés orodispersibles car ils sont faciles à administrer, ne nécessitent pas d'eau et, dès lors que la dispersion est rapide, la biodisponibilité du médicament peut être significativement supérieure à celle observée avec les comprimés classiques offrant ainsi des solutions alternatives pour les enfants. D’autre part, les mini-granules présentent de nombreux avantages par rapport aux formes galéniques solides unitaires car ils se dispersent à travers le tractus gastro-intestinal, réduisant ainsi l'irritation locale du principe actif, et permettent l'amélioration de l'absorption du médicament ainsi que la diminution des fluctuations de concentration plasmatique. De plus, avec ces formes multiparticulaires, il est possible de contrôler la vitesse de libération du médicament, ce qui réduit les effets indésirables. Quelques études ont porté sur la compression des mini-granules non enrobés, ce qui pourraient limiter les problèmes pendant la compression comparativement aux mini-granules enrobés pour lesquels l’enrobage pourrait être détruit.L'objectif global de ce travail était de développer un comprimé multiparticulaire orodispersible (MUP-ODT) qui permet la libération contrôlée d'acétaminophène (APAP), utilisé comme principe actif modèle, contenue dans les mini-granules des comprimés orodispersibles.La première partie a déterminé les propriétés mécaniques des mini-granules d’APAP obtenus par la technique d’extrusion-sphéronisation en contenant différents types d'excipients et différents pourcentages de principe actif pour produire un système matriciel à libération contrôlée.La seconde partie de cette étude a examiné la faisabilité de comprimer des mini-granules non enrobés à base de cellulose microcristalline (MCC) dans différentes formulations orodispersibles et d’étudier l'influence du pourcentage de mini-granules, le type de désagrégant et la force de compression.La troisième partie a été dédiée à la production des MUP-ODTs qui permettent la libération contrôlée d’APAP en utilisant différents pourcentages d’Eudragit® pour créer un système matriciel sans changement significatif dans le profil de libération après la compression.Enfin, dans la dernière partie, un plan d'expérience a été effectué pour déterminer les paramètres optimaux pour produire les MUP-ODTs. L'évaluation du masquage de goût a été réalisée par la langue électronique et la méthode de dissolution à l'aide d'une pompe à seringues qui utilise de fiables volumes de milieu afin de simuler le comportement dans la bouche d’un enfant. Plusieurs polymères ont été utilisés avec succès pour produire des mini-granules d’APAP de type matriciel avec différents pourcentages de principe actif. Les MUP-ODTs ont été obtenus en montrant la faisabilité de leur production et l’obtention de bonnes propriétés mécaniques. Ils permettent la désagrégation très rapide et la possibilité de libération modifiée, tout en offrant une déglutition facile pour un enfant et une flexibilité de posologie. / In the last decade, medical agencies have promoted a pediatric regulatory focusing on the development and availability of age-appropriate formulations suitable for age, size, physiological condition and treatment requirements for the pediatric population. In general, oral drug delivery is still preferred over the other drug delivery routes since it is convenient, economical and user friendly. In recent years, a number of new solid oral drug delivery platforms such as orodispersible tablets have been developed as they are easy to administer, do not require additional water and, as long as dispersion is rapid, the bioavailability of the drug can be significantly greater than those observed in conventional tablet dosage forms offering a potential alternative for pediatric patients. In parallel, multiparticulate products present many advantages compared to single-unit dosage forms as they distribute fast through the gastrointestinal tract, thus reducing local irritation caused by the active ingredient, enhancing drug absorption and decreasing fluctuation of plasma peaks. Moreover, it is possible to control the drug release rate, resulting in fewer adverse effects. Only few studies have dealt with the compaction of uncoated pellets, which potentially could provide fewer problems during compaction than coated pellets, in particular by reducing damages on the coating.The overall objective of this study was to develop a Multiple-Unit Pellet Orodispersible Tablet (MUP-ODT) allowing for the controlled release of acetaminophen (APAP), used as a model drug, which is contained in the pellets of the orodispersible tablets.The first part determined the mechanical properties of APAP pellets produced by the extrusion-spheronization technique containing different types of excipients and different drug load percentages to produce a controlled release matrix system.The second part of this study examined the feasibility to compress uncoated free drug MCC pellets with different orodispersible formulations to assess the influence of the percentage of pellets, type of disintegrants and compression force.The third part was dedicated to produce MUP-ODTs which allowing for controlled-release of APAP using different percentages of Eudragit® to create the matrix system without significant changes in the release profile after compression.Finally, a design of experiments was carried out to determinate the optimal parameters to produce MUP-ODTs.Taste-masking evaluation was realized using the electronic tongue. Dissolution test was performed using a syringe pump and small volumes of aqueous medium at low flow rates to mimic the behavior in the mouth of the child.Different polymers were successfully used to produce APAP matrix pellets with different drug loadings. MUP-ODTs were successfully obtained demonstrating their feasible production with good mechanical properties. They enable very fast disintegration and modified release properties, but also offer easy swallowing for children and dose flexibility.

Lors de cette dernière décennie, le développement de formes pharmaceutiques innovantes permettant d'améliorer l'efficacité, la sécurité et l'acceptabilité des médicaments pédiatriques est en pleine croissance. Les films orodispersibles (ODF) appartiennent à ces nouvelles formes galéniques améliorant la compliance des patients. Ils sont constitués d'une matrice de polymère hydrophile dans laquelle un ou des principe(s) actif(s) (PA) sont dissous ou dispersés. Après dépôt de l'ODF sur la langue ou dans la cavité buccale, la matrice se désagrège libérant le PA pour une action locale ou systémique. Dans cette étude, la mise au point d'ODF, par la méthode de coulée/évaporation de solvant a été explorée afin d'administrer un PA d'intérêt en pédiatrie, la tétrabénazine (TBZ). Les caractérisations physicochimiques et biopharmaceutiques des ODF ont mis en évidence une augmentation de la vitesse et du taux de dissolution de la TBZ induit par son état amorphe. Le système constitué d'un support polymère et d'un PA sous forme amorphe peut être assimilé aux dispersions solides amorphes (SD). Les études réalisées démontrent l'importance de la nature du polymère utilisé pour maintenir les propriétés initiales du système dans le temps. La formation de liaisons hydrogène entre la PA étudié et le polymère est un facteur essentiel pour assurer la stabilité des SD. De plus, l'incorporation de cyclodextrines (CD) prolonge l'état amorphe du PA en générant des liaisons hydrogène avec la TBZ et en l'entourant d'une barrière chimique. Cette association favorise la libération du PA par effet synergique améliorant la biodisponibilité. Cette forme innovante représente un intérêt majeur dans l'amélioration de l'observance dans le cadre d'un traitement pédiatrique / During the last decade, various strategies to develop innovating oral dosage forms for pediatric population were investigated in order to improve treatment efficiency, safety and acceptability. Among these new delivery systems, orodispersible films (ODF) present a great potential to enhance patient compliance. In ODF, drug is dissolved or dispersed in a hydrophilic film-forming polymer. Once the ODF is in the mouth, polymeric matrix disintegrates releasing the drug for local or systemic action. In this study, ODF, produced with the solvent casting/evaporation method, were developed to administer a drug of interest for pediatric population, the tetrabetazine (TBZ). Physicochemical and biopharmaceutic characterizations showed that ODF allowed a major improvement of TBZ dissolution profile in simulated saliva, mainly due to the amorphous state of the drug in ODF. ODF were identified as amorphous solid dispersion (SD) composed of both amorphous TBZ and polymer matrix. We demonstrated that the choice of the polymer plays an important role to maintain initial properties of the system and amorphous state stability over the time. H-bonding formation between TBZ and polymer is essential to assure the preservation of TBZ amorphous state. Moreover, the incorporation of cyclodextrins (CD), by generating H-bonding with TBZ, has extended its stability. By synergic effect, this association produces an improvement of drug release leading to promote bioavailability. As they are easy to swallow and allow enhancing treatment efficiency, ODF appear as suitable delivery forms for pediatric patients

Os anestésicos locais têm sido utilizados na clínica médica e odontológica com o objetivo de atenuar a dor nos procedimentos cirúrgicos. Tais fármacos são administrados usualmente por meio do uso de agulhas, o que pode diminuir o número de pacientes nos consultórios dentários, afugentados pelo medo desses dispositivos invasivos. Comprimidos mucoadesivos de dissolução rápida podem ser promissores em incorporar esses anestésicos e assim liberá-los topicamente com a finalidade de promover a anestesia de forma não invasiva. Neste intuito, comprimidos de dissolução rápida contendo os anestésicos locais cloridratos de prilocaína (PCL) e lidocaína (LDC) foram desenvolvidos por três métodos: i) compressão direta; ii) compressão após pré-processamento dos adjuvantes em secagem por atomização e iii) liofilização. Estes foram comparados em relação ao tempo de hidratação e desintegração para a escolha de uma plataforma para estudos de liberação, permeação e mucoadesão in vitro. Filme polimérico oclusivo com Eudragit S100 foi moldável e flexível para a finalidade de revestimento parcial. A massa total de desintegrantes nos comprimidos modularam sua hidratação e desintegração. Os comprimidos obtidos por liofilização apresentaram menores valores de tempo de hidratação e desintegração. Os efeitos de diluente (manitol), desintegrante (glicolato sódico de amido), promotores químicos de permeação (ácido oleico, Tween® 80 e propilenoglicol) e polímeros mucoadesivos (HPMC e pullulan) sobre liberação em éster de celulose e permeação em esôfago suíno foram avaliados. Os comprimidos apresentaram rápida liberação em uma hora. A liberação obedeceu a cinética de primeira ordem e o mecanismo de liberação foi governado pelo transporte não fickiano. A proporção de manitol e tipo de polímero mucoadesivo não teve influência significativa nos estudos de liberação. A quantidade de fármacos liberada diminuiu em comprimidos com desintegrantes e promotores químicos de permeação. Um significante efeito sinérgico entre polímero mucoadesivo e promotores químicos no coeficiente de permeabilidade, fluxo e retenção de fármacos na mucosa foi observado. Quando comparado com comprimidos de HPMC com promotores químicos, o pullulam melhorou a permeação de fármacos através da mucosa. Mucoadesão dos comprimidos com diferentes polímeros foi avaliado. HPMC e pullulan melhoraram as propriedades mucoadesivas. Todos os comprimidos se mantiveram aderidos na região do epitélio durante uma hora. A nova plataforma de liberação de fármacos obtida pela combinação de tecnologias farmacêuticas de comprimidos por liofilização, com adição de promotores de permeação e pullulan como polímero mucoadesivo mostrou uma estratégia efetiva para o desenvolvimento de um sistema transbucal para LDC e PRC que pode ser usada para melhorar anestésica sem uso de agulhas / Local anesthetics have been used in medical and dental practice aiming at to become less painful some surgical procedures. Such drugs are typically administered through needles along surgical procedures, which decrease the number of patients in the dental offices, once many people are afraid of these invasive devices. Fast dissolving and mucoadhesive tablets could be promising for incorporating these anesthetics and thus releasing them topically in order to improve noninvasive anesthesia. Herein, it were developed fast dissolving tablets containing the local anesthetic drugs prilocaine (PRC) and lidocaine (LDC) hydrochloride. Three methods were used: a) direct compression of the mixture of components; b) pre-processing by spray drying adjuvants and c) freeze drying and these tablets. The tablets were compared in terms of wetting and disintegration time for the choice of a platform for further in vitro release, permeation and mucoadhesion studies. An occlusive polymeric film of Eudragit S100 showed suitable flexibility and plasticity according to purpose of coating the tablets. The total mass of disintegrants in formulations affected the wetting and disintegration of the tablets. Freeze dryed tablets had lower wetting and disintegration time values as compared to the others. The effects of diluent (mannitol), disintegrant (sodium starch glycolate), chemical enhancers (oleic acid, Tween® 80 and propylene glycol) and mucoadhesive polymers (hydroxypropyl methylcellulose and pullulan) on the drug release from cellulose ester membrane and drug permeation through porcine esophageal mucosa were evaluated. Dissolution test showed fast release on one hour. The drug release data fit well to the First order expression and the release mechanism was non-Fickian transport. No significant influence of proportion of mannitol and type of mucoadhesive polymer on release studies was observed. Release of drugs decreased in tablets with disintegrant and chemical enhancers. A significant synergic effect between the mucoadhesive polymer and chemical enhancers on the permeability coefficient, flux and retention of drugs on mucosa was observed. As compared to HPMC for tablets containing chemical enhancers, pullulan improved the drug permeation through the mucosa. Mucoadhesion to tablets with different polymers was evaluated. HPMC and pullulan improve mucoadhesive properties. All tablets maintained in the attachment site of the epithelium for at least one hour. It conclusion, the novel drug delivery platform achieved by combining the pharmaceutical technologies of freeze-dryed tablets comprising chemical enhancers and pullulan as mucoadhesive polymer displayed an effective strategy for the development of a transbuccal system for LDC and PRC that can be used to improve needle-free buccal anesthesia.