De nos jours, les médicaments sont composés d’une molécule bien définie, obtenue par synthèse chimique ou grâce à la biotechnologie. La totalité des molécules, ou presque, est synthétisée par screening : la molécule cible définie est soumise à l’action de différentes substances pour pouvoir isoler le composant le plus prometteur. Leurs propriétés pharmacologiques ont donc été recherchées précisément. La minorité des autres molécules restantes est trouvée fortuitement.
Qu’est-ce que la formulation d’un médicament ?
Habituellement, un médicament comporte un principe actif (la substance qui possède un effet thérapeutique) qui est associé à des excipients. Les excipients sont toutes les substances autres que le principe actif. Ils sont indispensables au médicament et sont utilisés dans différents buts : stabilité de la molécule active, forme et couleur du médicament, dissolution plus ou moins rapide dans le corps humain, masquage d’un goût désagréable, etc. L’ensemble de ces composés forment la formulation d’un médicament. Lors du développement d’un médicament, les travaux de formulation sont gérés par un département de recherche et de développement galénique travaillant en collaboration avec des laboratoires.
Pour déterminer la voie d’administration d’un médicament, sa forme galénique, les excipients à utiliser, les procédés de fabrication, etc., il faut une connaissance approfondie du principe actif.
La connaissance du principe actif
Une fois que le principe actif est défini suite aux premières études en laboratoire, il faut pour déterminer la formulation une grande connaissance des propriétés physico-chimiques de celui-ci, ainsi que son devenir dans l’organisme.
Au niveau des propriétés physico-chimiques, les scientifiques étudient les caractères organoleptiques, c’est à dire les caractéristiques perçues par les cinq sens (goût et odeur notamment). La solubilité du principe actif dans l’eau, à différents pH doit absolument être étudiée pour déterminer le type d’administration, car elle joue un rôle primordial dans la biodisponibilité (la proportion de principe actif qui va agir dans l’organisme par rapport à la quantité de principe actif absorbée). Il est également important de s’informer de la stabilité du principe actif, c’est à dire vérifier sa résistance à l’humidité, aux variations de température ainsi que l’influence de la lumière et de l’oxygène sur sa stabilité. Des expositions du principe actif à ces différentes conditions permettent ensuite de définir les conditions de conservation et la date limite d’utilisation du médicament. Enfin les caractéristiques chimiques du principe actif rendent possible de prévoir d’éventuelles incompatibilités avec d’autres constituants du médicament. Le devenir du principe actif dans l’organisme est un facteur essentiel à prendre en compte.
On étudie donc sa répartition, ses biotransformations internes à l’organisme et ses modalités d’élimination.
Ces études permettent de connaître précisément le lieu et le mécanisme de l’action du principe actif, ainsi que la marge thérapeutique, utile pour définir l’écart entre la dose thérapeutique et la dose limite où apparaissent des effets indésirables et toxiques.
Choix de la formulation
Maintenant que les propriétés du principe actif sont bien connues, le choix de la formulation dépend de plusieurs facteurs tels que la voie d’administration, la forme galénique, les différents excipients utilisés, les procédés de fabrication, les articles de conditionnement, etc.
Le principe actif peut exister sous plusieurs formes : par exemple cristallines, non cristallines, il peut aussi exister sous forme de dérivés tels que les hydrates. Le choix de la forme du principe actif se fait en fonction des facteurs de stabilité, solubilité et biodisponibilité définis précédemment, ainsi qu’en fonction du mode d’administration désiré.
La voie d’administration est quand à elle déterminée par rapport au patient (par exemple un malade ne pouvant déglutir ne pourra pas utiliser de médicament par voie orale, un médicament destiné au nourrisson aura une voie d’administration la moins gênante pour celui-ci, etc.) On prend aussi en compte la biodisponibilité du principe actif, la vitesse d’action désirée (un médicament destiné aux cas d’urgences sera le plus souvent administré en intraveineuse qui apporte un résultat quasi instantané), la durée du traitement et le nombre de prises par jour sont aussi des facteurs de choix. Une fois la voie d’administration définie, on peut choisir la forme galénique du médicament. Il faut ensuite déterminer quels excipients vont être utilisés. Ils doivent avant tout être sans danger et non toxiques pour l’homme. Certains excipients, dits à « effet notoire » peuvent dans certains rares cas causer des réactions allergiques ou des intolérances. Le galéniste s’intéresse ensuite aux propriétés des excipients qui vont pouvoir stabiliser parfaitement la molécule du principe actif, permettre une dissolution complète et parfois spécifique de la forme galénique (exemple du comprimé effervescent pour lequel il faut trouver l’excipient qui permet une dissolution complète et rapide dans un verre d’eau). Leurs propriétés pourront gérer la vitesse de libération du principe actif (notamment pour les comprimés à libération prolongée) ou encore qui permettront de masquer le goût désagréable du principe actif. Il faut aussi tenir compte de certains caractères dits mécaniques comme la compressibilité ou encore le pouvoir lubrifiant qui sont importants pour la perspective d’une production industrielle.
Les galénistes réfléchissent d’ores et déjà aux futurs articles de conditionnement et procédés de fabrication utilisables car ceux-ci joueront plus-tard un rôle crucial.