Un rhéomètre à contrainte contrôlée mesure principalement les changements de viscosité par rapport au taux de cisaillement, le module de stockage ($G'$) et le module de perte ($G''$). Ces indicateurs fournissent un profil quantitatif du comportement de fluidisation sous contrainte et de la viscoelasticité du gel, essentiels pour prédire la manipulation du produit lors de l'application et du stockage.
En analysant la relation entre la viscosité et la contrainte de cisaillement, les fabricants s'assurent qu'un gel transdermique est suffisamment fluide pour s'étaler facilement sur la peau, mais suffisamment structuré pour adhérer fermement sans couler, contrôlant ainsi la cinétique de libération du médicament.
Évaluation du comportement d'écoulement
Fluidisation sous contrainte (écoulement pseudoplastique)
Le rhéomètre mesure la viscosité en fonction du taux de cisaillement. Cela confirme si le gel présente un écoulement pseudoplastique, c'est-à-dire que sa viscosité diminue lorsque la force est appliquée.
Impact sur l'étalement
Cette mesure prédit directement l'expérience utilisateur. Un profil de fluidisation approprié garantit que le gel offre une faible résistance lors du mouvement de frottement (application) mais retrouve une viscosité élevée immédiatement à l'arrêt pour éviter de couler.
Évaluation des propriétés viscoélastiques
Module de stockage ($G'$)
Ce paramètre mesure la composante élastique du gel, spécifiquement l'énergie stockée lors de la déformation. Il indique l'intégrité structurelle et la cohésion de la matrice du gel.
Module de perte ($G''$)
Ce paramètre mesure la composante visqueuse, représentant l'énergie dissipée sous forme de chaleur. Il reflète les caractéristiques d'écoulement de type liquide du matériau.
Tangente de perte ($\tan \delta$)
Dérivée du rapport de $G''$ sur $G'$, cette valeur aide à quantifier l'équilibre entre les comportements solide et liquide du gel. Elle est essentielle pour prédire la stabilité physique, telle que la probabilité de suintement de l'adhésif.
Comprendre les compromis
L'équilibre cohésion-adhésion
Il existe souvent une tension entre l'intégrité structurelle et l'adhérence de surface. Si le module de stockage ($G'$) est trop dominant, le gel peut être trop rigide pour mouiller efficacement la surface de la peau, entraînant une mauvaise adhérence. Inversement, si le module de perte ($G''$) est trop élevé, le gel peut manquer de la cohésion nécessaire pour rester en place, entraînant une application salissante ou un "écoulement à froid" pendant le stockage.
Dépendance à la température
Les mesures rhéologiques doivent être spécifiques au contexte. Les données collectées à température ambiante peuvent ne pas refléter fidèlement les performances à la température de la peau (environ 32°C). Ne pas simuler les conditions thermiques peut conduire à une mauvaise évaluation de la consistance réelle du gel et de la vitesse de libération du médicament une fois appliqué sur le corps.
Faire le bon choix pour votre objectif
Pour optimiser la formulation d'un gel transdermique, vous devez prioriser des indicateurs spécifiques en fonction de la caractéristique de performance que vous cherchez à résoudre.
- Si votre objectif principal est la facilité d'application : Priorisez les données de viscosité par rapport au taux de cisaillement pour vous assurer que le gel s'amincit suffisamment lors du frottement.
- Si votre objectif principal est l'adhérence à long terme : Concentrez-vous sur le module de stockage ($G'$) et la tangente de perte ($\tan \delta$) pour vous assurer que le gel maintient sa structure sans suinter.
- Si votre objectif principal est la cinétique de libération des médicaments : Analysez le profil viscoélastique complet, car la densité du réseau du gel dicte la rapidité avec laquelle le médicament diffuse hors de la matrice.
Une caractérisation rhéologique précise fait le lien entre une formulation chimique stable et un produit viable et convivial pour le patient.
Tableau récapitulatif :
| Indicateur | Description | Signification pratique |
|---|---|---|
| Viscosité vs. Taux de cisaillement | Mesure la résistance à l'écoulement sous différentes forces. | Détermine l'étalement et la facilité d'application sur la peau. |
| Module de stockage ($G'$) | Représente la composante élastique, semblable à un solide. | Indique l'intégrité structurelle, la cohésion et la stabilité en rayon. |
| Module de perte ($G''$) | Représente la composante visqueuse, semblable à un liquide. | Reflète la capacité du gel à s'écouler et à mouiller la surface de la peau. |
| Tangente de perte ($\tan \delta$) | Rapport du comportement visqueux sur élastique ($G''/G'$). | Prédit l'équilibre entre l'adhérence et le risque de suintement. |
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Références
- Ahlam Zaid Alkilani, Maram A. Alhusban. Fabrication of Thymoquinone and Ascorbic Acid-Loaded Spanlastics Gel for Hyperpigmentation: In Vitro Release, Cytotoxicity, and Skin Permeation Studies. DOI: 10.3390/pharmaceutics17010048
Cet article est également basé sur des informations techniques de Enokon Base de Connaissances .
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