Comment fabriquer de la vitamine C liposomale ?

Historique

Depuis 2012, on en trouve même des formes liposomales en gélules. Jusqu’alors les formes liposomales étaient liquides, car elles sont formées de principe actif + lécithine + eau. Aujourd’hui, c’est une déferlante de vitamines liposomales en gélule que l’on voit arriver sur le marché. Toutes ne sont pas liposomales: voir notre dossier : comment différencier les Vitamines C liposomales : les vraies, les fausses et les mauvaises ? Voici les techniques employées par les fabricants pour réaliser des liposomes.

Objectifs, contraintes et matériel

Objectifs de la fabrication

Pour la délivrance des médicaments ou compléments alimentaires, le procédé employé doit répondre à plusieurs critères :

1/ La matière active doit être correctement encapsulée dans le liposome

2/ La taille des liposomes souhaitable doit être homogène et comprise entre 50 et 400 nm

3/ les liposomes doivent être stables dans le temps. La bicouche phospholipidique peut se rompre sous l’action de l’oxydation et de l’hydrolyse et ainsi libérer les principes actifs encapsulés. La stabilité se fait dès la fabrication : process, pH de la solution, ajout d’antioxydants naturels.  Le mode de conservation est aussi important: une solution liposomale sera mieux conservée à température réfrigérée, à l’abri de la lumière et de l’air

4/ les liposomes doivent être reproductibles pour que la qualité soit identique pour chaque lot

Le défi de la fabrication

Enormément de paramètres rentrent en ligne de compte pour la fabrication des liposomes. Il faut les maîtriser tout au long du process. Ce sont :

• La qualité et les propriétés de la lécithine employée
• Les moments d’ajouts des différents ingrédients
• Les constantes à toutes les étapes de fabrication : la température, la pression, l’oxygène, le pH et la luminosité.

La production industrielle de liposomes de qualité a été rendue possible par des machines sophistiquées et des procédés technologiques datant des années 2000/2010. Avant, il fallait faire beaucoup d’opérations pour arriver à des liposomes de qualité variable.

Ingrédients

Pour fabriquer de la vitamine C lipsomale, il faut :

• De la vitamine C : ascorbate de sodium ou acide ascorbique
• De la lécithine purifiée (soja ou tournesol) contenant 30 à 50% de phosphatidylcholine pour la forme orale, 96 à 99% pour la forme injectable.
• De l’eau purifiée

Fabrication de liposomes liquides

Il existe plusieurs méthodes pour fabriquer des liposomes, avec des résultats variables. Chaque fabricant a sa méthode qui lui est propre.

Schématiquement, on peut scinder le process de fabrication en 2 étapes :

1/ L’obtention des liposomes : avoir des vésicules graisseuses qui encapsulent un principe actif

2/ Le calibrage des liposomes : avoir des particules homogènes, de bonne taille et stables

Obtention de liposomes

L’utilisation de solvants

Jusqu’au début des années 2010, il fallait systématiquement utiliser un solvant pour créer des liposomes.

En 1965, on était capable de faire des liposomes à petite échelle grâce à la technique de l’hydratation du film lipidique. C’est cette technique qui a permis la découverte des liposomes. L’idée est de dissoudre la lécithine avec un solvant, puis d’y ajouter l’eau et le principe actif. La solution est ensuite agitée dans un vortex après avoir fait évaporer le solvant. La fabrication de liposomale « maison » ferait bien de s’inspirer de cette technique. Malgré tout, on obtient des liposomes hétérogènes et une faible efficacité d’encapsulation.

Dans les années 1980, on pratique la technique de « l’injection d’éthanol ». Elle utilise une machine et ainsi que de l’alcool comme solvant. La solution obtenue est soumise à une agitation magnétique. On obtient des meilleurs liposomes, plus petits et plus homogènes^{1 2 3}. Mais ce procédé est peu compatible avec la production industrielle.

Dans les années 2000, le principe de la méthode par injection d’éthanol a été dupliquée dans un procédé plus complexe nécessitant un outil de production plus élaboré : « Cross flow injection technique ».

Depuis les années 2010, les technologies de contacteur à membrane et pilote sont des machines performantes pour répondre au cahier des charges de la fabrication de liposomes de qualité. En effet, une étude⁴ a démontré que tous ces procédés permettent la production des liposomes de petite taille de l’ordre de 120 nm, une bonne reproductibilité et stabilité pour 1 mois de stockage à 5 °C.
Ce sont ces technologies qui sont utilisées dans les liposomales qui ont des résidus d’alcool dans leurs produits.

Fabrication sans solvants

Depuis quelques années, certains fabricants arrivent à faire des liposomes sans utiliser d’alcool. Ce process novateur implique un appareillage sophistiqué avec une maîtrise totale des conditions de fabrication. Nous n’avons pas suffisamment de recul sur cette technique. Mais les analyses et tests indépendants fournis montrent bien que l’on arrive a des liposomes très qualitatifs.

Calibrage des liposomes

Pour homogénéiser et réduire la taille des liposomes obtenus, il faut appliquer une ou deux techniques supplémentaires selon les cas. Ces traitements mécaniques sont aussi des étapes à risque, car ils peuvent dénaturer les liposomes.

La sonication est la plus connue. Elle consiste à mettre la solution de liposomes dans bain à ultrasons ou bien à utiliser une sonde à ultrasons. C’est une méthode simple mais très difficile à maitriser et à reproduire. Pour avoir des résultats, il faut une fréquence supérieure à 50 kHz. Même en maîtrisant tous les paramètres, on obtient une faible encapsulation. De plus, il est très aisé de dégrader les liposomes avec cette technique^{5 6}.

La congélation-décongélation (Freeze-thaw method) consiste à répéter plusieurs cycles de congélation dans l’azote liquide suivis de décongélation dans l’eau chaude. La taille des liposomes obtenus est inférieure à 200 nm⁷.

L’extrusion consiste à forcer une suspension des liposomes à traverser une membrane ayant une  taille des pores définie. Elle est réalisée sous pression et sous atmosphère d’azote. Ceci explique la présence d’azote dans certaines formules liposomales⁸.

La microfluidisation est aussi utilisée pour homogénéiser les solutions de liposomes. Elle consiste à forcer la solution à travers un filtre ayant des pores de 5 μm de diamètre (MicrofluidizerTM). Cette opération se fait sous haute pression. Cette technique donne des liposomes de taille homogène et bien encapsulés^{9 10}.

Fabrication de liposomes solides

Pour obtenir une forme liposomale en poudre ou en gélules, il faut maîtriser 2 techniques complexes avec un appareillage sophistiqué :

• La création de liposomes liquides, correctement encapsulés, petits et stables
• La micro-encapsulation pour passer les liposomes en forme sèche sans les détruire

Autant dire que ce n’est pas à la portée de n’importe quel laboratoire. Le coût de ces technologies (recherche et développement, machines) impactent nécessairement le prix du produit final.

La plupart des formules vitamine C  liposomales liquides contiennent 1 gramme de principe actif pour 5 ml de produit total. C’est impossible de rentrer cela dans une gélule.

Pour évaporer l’eau et ne garder que les liposomes, il faut réaliser une technique de micro-encapsulation.

« Liposomes secs » grâce à la micro-encapsulation

On applique la technique de micro-encapsulation afin de permettre le passage d'une forme liquide à une forme sèche. A l’issu de ce procédé, on obtient donc une poudre sèche de liposomes.

La micro-encapsulation consiste à insérer les liposomes dans matrice ou une enveloppe qui peut mesurer de quelques centaines de nanomètres jusqu'à plusieurs millimètres.

Les avantages:

• Aboutir à une forme sèche permet d’augmenter grandement la stabilité des liposomes
• Cela permet de les mettre dans une gélule qui protège encore plus de l’air et la lumière et donc de l’oxydation
• Elle permet de résister aux acides de l’estomac et que les liposomes soit libérés dans l’intestin (mais c’est déjà peut être le cas des liposomes sans micro-encapsulation).

Les inconvénients :

• C’est un procédé est complexe à mettre en œuvre et nécessite un réel savoir faire pour correctement encapsuler les principes actifs.
• Le passage à la forme sèche peut très facilement détruire les liposomes.

Les différentes méthodes de micro-encapsulation

Pour réaliser une micro-encapsulation, il faut un support solide:

• Amidon hydrolysé
• Maltodextrine
• Cellulose
• Acides gras (triglycérides, huiles)
• Cires (abeille…)
• Gommes (acacia…)
• Cosse de riz
• Ou des liposomes directement

Les liposomes s’encapsulent plus ou moins bien en fonction des supports utilisés. La maltodextrine est par exemple un support qui engendre une très grosse perte de liposomes (entre 60 à 80%).

En fonction du support utilisé, on applique une technique pour faire l’encapsulation :

• Atomisation (spray-drying): le complexe liposomé est pulvérisé en fines gouttelettes sur le support au contact d'un courant d'air chaud qui fait évaporer l'eau.
• Séchage par lit fluidisé : courant d’air chaud déshumidifie le complexe liposomé + support logés dans une chambre de séchage
• Extrusion: le complexe est injecté sous pression dans un tube ou l’on ajoute le support. Ils y sont brassés une vis sans fin et ressortent à l’autre extrémité au travers d’une grille.
• Lyophilisation: après mélange, on enlève l’eau à l’aide de la surgélation puis une évaporation sous vide de la glace sans la faire fondre
• spray chilling / prilling : Le complexe liposomé + est pulvérisé à une température supérieure à 50°C dans un courant d’air froid sur un support. Ce procédé permet la solidification du mélange et la formation de petites billes sphériques.

L’atomisation est la technique la moins chère et vraisemblablement la plus utilisée.

Fabrication maison

La fabrication de vitamine C liposomale maison est répandue sur internet. Ces informations sont notamment reprises par Michel Dogna, ce qui apporte de la crédibilité à un public lui faisant confiance. Malheureusement, il y a beaucoup d’éléments qui sont inexacts.

1/ La technique préconise d’utiliser un nettoyeur à ultrasons pour bijoux pour réaliser une « sonication maison » afin d’obtenir des liposomes. Cela pose déjà plusieurs problèmes :

• La méthode de sonication industrielle a déjà une encapsulation très médiocre : bien loin des 70% - 90% annoncés
• Un sonicateur doit avoir une puissance supérieure à 50 kHz pour avoir des liposomes de taille petite et uniforme (un nettoyeur à ultrasons va rarement au dessus de 50 kHz).

2/ la lécithine utilisée est de la lécithine brute. La lécithine est un mélange très hétérogène de phospholipides ayant des longueurs de chaînes différentes. Ils manquent de stabilité et sont très insaturés : ils sont facilement sujets à l’hydrolyse. Cela pose un vrai problème de stabilité dans le temps. En imaginant que l’on récupère quelques liposomes avec cette technique, il faudrait les consommer rapidement.

3/ La production de liposomes de qualité doit se faire en absence d’oxygène. En effet, les liposomes sont très instables en présence de ce gaz.

4/ La méthode nécessite de la chaleur. En effet, la lécithine contient des acides gras à chaîne longue qui nécessitent de la chaleur pour être à l’état liquide. La fabrication liposomale nécessite la complète fluidité de la lécithine. Or la vitamine C s'oxyde à la chaleur en plus d'être volatile.

5/ Il faudra être vigilant sur la composition de la cuve. Certaines sont en aluminium, d’autres en inox (qui contient potentiellement du titane). Ils sont susceptibles de contaminer la solution sous l’impulsion des utrasons.

Au final, cette technique aboutit plus à une émulsion qu’à une réelle solution liposomale.  Les quelques liposomes obtenus ont une encapsulation relativement médiocre et la stabilité très critiquable. On est loin de l’obtention d’un produit correspondant à des attentes thérapeutiques.

Mais si vous optez pour la fabrication liposomale, alors prenez un nettoyeur à ultrasons minimum de 40 kHz et consommez rapidement le produit.