Les préparations injectables

I – Définition :
« Ce sont des solutions, des émulsions et des suspensions, stériles, destinées à être introduites dans l’organisme par voie transcutanée. Elles sont conditionnées dans des récipients clos et transparents. On peut leur ajouter les poudres destinées à être mises en solution ou en suspension au moment de l’emploi ainsi que les implants ».
Les solutions pour perfusion peuvent être des solutions aqueuses ou émulsions L/H stériles et apyrogènes (administration en grand volume).
Les implants sont des préparations solides stériles destinés à être implantés dont le but d’une libération prolongée des principes actifs

II – Avantages et inconvénients
La voie injectable présente de nombreux avantages :
● Rapidité d’action : surtout par voie I.V.
● Pas d’effets nuisibles de certains médicaments sur le tube digestif.
● Pas de destruction de certains médicaments par les sucs digestifs.
● La dose médicamenteuse est totalement absorbée.
● Utilisation chez les malades inconscients.
● Certains médicaments sont inactifs par voie digestive pas par voie parentérale : sérums, vaccins.
● une stabilité dans le temps qui assure une meilleure conservation.
Cependant, elle présente aussi des inconvénients :
● Administration au moyen d’appareillage adéquat par un personnel qualifié.
● Effet douloureux.

III – Voies d’administration
Trois voies principales sont le plus souvent utilisées :
-Voie intraveineuse: pli du coude, poignet
-Voie intramusculaire: Muscles fessiers
Voie sous cutanée: ventre, face extérieure du cuisse

D’autres le sont moins : voies intradermique, intraartérielle( artère fémorale),intrarachidienne,intracardiaque (muscle cardiaque).



IV – Propriétés
Les préparations injectables devant être au contact des liquides de l’organisme, doivent posséder certaines propriétés.
Elles doivent être : limpides, neutres, isotoniques, stériles, apyrogènes (essentiellement pour les grands volumes).
De plus, elles doivent aussi être indolores, la douleur provoquée par une injection peut-être due à:
• L’hypotonicité ou l’hypertonicité de la préparation,
• Un pH très loin de la neutralité,
• Une substance active douloureuse par elle-même,
• Un solvant irritant.
• Préparation très visqueuse.
Quoi qu’il en soit, les raisons suscitant la douleur doivent être évitée.

IV – 1 – Limpides : deux aspects principalement :
● Les solutés injectables ne doivent pas contenir des particules en suspension. Celles-ci peuvent être des débris de verre, des particules charbonneuses, des fibres de filtres, des graisses et des microorganismes. Une opération de filtration bien conduite permet de les éliminer tout au moins en grande partie et pour les plus grosses.
S’il en reste, à condition qu’elles ne soient pas en trop grande quantité et qu’il ne s’agisse pas de particules en verre acérées, il n’y a pas de danger.
● Les préparations injectables ne doivent pas voir leur aspect initial modifié au cours du temps : ni apparition d’un trouble ni changement de couleur.

IV – 2 – Neutres :
Le pH des liquides de l’organisme (sang, LCR, lymphe) étant au voisinage de la neutralité7.35-7.40, les préparations injectables devraient avoir ce pH, ce qui les rendrait mieux tolérées et plus stables.

IV – 2 -1-Relation pH –stabilité des principes actifs :
Certains principes actifs en solution ne sont pas stables à certaines valeurs de pH, ce qui les rend moins bien tolérés et moins efficaces. Il faut donc opter pour un compromis qui tienne compte de la stabilité et de l’efficacité de la préparation, dans certaines situations (par exemple les solutions d’adrénaline, d’insuline et de vitamine C ne se conservent bien qu’à pH acide) ; il ne faut donc pas les neutraliser d’autant plus que l’organisme supporte assez facilement des variations de pH allant de 4 à 10.

IV – 2 -2-Tolérance de l’organisme aux variations de pH:
Le sang possède un pouvoir tampon grâce à ces bicarbonates, phosphates, protides qui lui permet de tolérer l’injection de préparation dont le pH allant de 4 à10. Cette tolérance de l’organisme aux variations de pH est fonction aussi de la présence ou de l’absence de substances tampons dans la préparation.
L’organisme supporte mieux des préparations non additionnées de substances tampons, possédant lui-même son propre système tampon capable de ramener à la neutralité le pH de la préparation sans trop de douleur et sans risque de lésion des tissus, les préparations tamponnées vont entrer en compétition avec les systèmes tampons du sang et le rétablissement de la neutralité sera plus lent, et la douleur sera plus durable.
IV – 2 – 3-Ajustement de pH:
Lorsqu’il est nécessaire d’ajuster le pH, deux cas sont à envisager :

● Si la stabilité de la substance active exige un pH non physiologique, il est préférable de ne pas tamponner, le titre sera ajusté au moyen d’HCl ou de NaOH. Si toutefois, il est indispensable de tamponner parce que la zone de pH de stabilité est très étroite on optera pour un mélange tampon à faible pouvoir tampon utilisé en faible concentration.
Si ce compromis n’est pas applicable, on peut présenter la préparation sous forme de poudre sèche stérile à mettre en solution ou en suspension dans un solvant stérile au moment de l’emploi.

● Si l’optimum de stabilité du principe actif en solution se trouve dans une zone de pH étroite au voisinage de la neutralité, il y a intérêt à ajuster le pH avec une solution tampon. La compétition entre le système tampon du sang et la substance tampon de la solution sera de courte durée et la douleur éventuellement induite aussi.
Les substances tampons ne sont pas à ajouter dans les solutés massifs sauf indication expresse.

Les substances tampons, ajoutées pour éviter les brusques variations de pH, sont des mélanges d’acide citrique et de citrate trisodique, d’acide acétique et d’acétate de sodium, de carbonate monosodique et de carbonate disodique, compatibles avec les substances actives.
Les mélanges acides boriques – borate de sodium ont des propriétés hémolytiques ; ils ne sont utilisés que pour les collyres.

IV – 3 – Isotoniques :
Les préparations injectables doivent avoir la même pression osmotique que le sang c'est-à-dire la même concentration moléculaire que lui pour que les hématies y soient en équilibre. Un exemple, classique, qui consiste à mettre en contact des hématies et différentes concentrations de NaCl dans l’eau, illustre bien cette nécessité :

● Solution de NaCl à 9‰ : au contact de cette solution, les hématies ne changent pas de forme ni de volume. On dit que cette concentration est isotonique au plasma.

● Solution de NaCl à 50‰ : au contact de cette solution, les hématies s’aplatissent, augmentent de diamètre et se recroquevillent. L’eau interne a quitté l’hématie (phénomène de plasmolyse). On dit que cette concentration est hypertonique.

● Solution de NaCl à 4‰ : au contact de cette solution, les hématies augmentent de volume (l’eau de la solution pénètre dans les hématies ; phénomène de turgescence) puis finissent par éclater et libérer leur contenu (hémolyse). On dit que cette concentration est hypotonique.

Le phénomène d’hémolyse apparaît pour des concentrations en NaCl de l’ordre de 4,8 à 4,4‰ ; il est complet pour une concentration de 3,2‰.

IV – 3 – 1 – Détermination de la concentration isotonique d’une solution :
Obtenue par la détermination de l’abaissement du point de congélation d’une solution au moyen du cryoscope de Beckman ou d’un osmomètre. L’abaissement du point de congélation du plasma est égal
à – 0°52.
L’utilisation de la loi de Raoult nous permettra de connaître la concentration moléculaire isotonique d’une solution. D’après cette loi, l’abaissement du point de congélation ∆ t est égal à :
C
∆t = -k où
M
K : est une constante dépendant du solvant (18,6 pour l’eau)
M : masse moléculaire de substance dissoute
C : concentration en grammes pour 100 g de solvant
Si on raisonne pour une solution contenant 1 molécule gramme d’eau dans 1000 g de solvant on trouvera
∆ t = - 1,86°.
Pour trouver le nombre de molécules (moles) que doit contenir une solution isotonique au plasma, il suffit de faire le rapport 0,52/1,86 = 0,279 osmoles ou 279 milliosmoles.
Exemples :
● Solution isotonique de glucose : 180 . 0,279 = 50,2‰ (50,2 g pour 1000)
● Solution isotonique de NaCl : dans ce cas, il faut faire intervenir le coefficient de dissociation (ionisation i) ,à la concentration isotonique la dissociation du NaCl n’est pas compléte i= 1,85:
58,5 . 0,279
∆ t = - K i C/M NaCl = = 8,82‰
1,85
IV – 3 – 2 – Ajustement de l’isotonie des solutions injectables :
La concentration d’un principe actif dans une solution médicamenteuse est rarement suffisante pour l’obtention d’une solution isotonique (279 milliosmoles). Il faut ajouter des milliosmoles d’un sel (le plus souvent NaCl) ou d’un sucre (le plus souvent du glucose) qu’on appelle isotonisant pour avoir la concentration isotonique. Plusieurs méthodes peuvent permettre de déterminer la quantité de sel ou de sucre à ajouter :

● Formule de Lumière et Chevrotier :
∆ t - ∆1
X % = ∆2

X : poids en gramme d’isotonisant à ajouter pour 100 ml de soluté ;
∆ t : abaissement du point de congélation du sang (plasma) : 0,52 ;
∆1 : abaissement du point de congélation du soluté à isotoniser ;
∆2 : abaissement du point de congélation d’une solution à 1% d’isotonisant.
Exemple :
Isotoniser une solution injectable de chlorhydrate de morphine à 2% :
∆ t : 0,52
∆2 : 0,585 pour une solution de NaCl à 1%
∆1 : 0,17 (déterminé par calcul ou au moyen d’un cryoscope)

X % = (0,52 – 0,17) / 0,585 = 0,60 %
100 ml d’une solution isotonique de chlorhydrate de morphine à 2 % contiendront : 2 g de chlorhydrate de morphine + 0,60 g de NaCl.

● Méthode des équivalents : par rapport au NaCl dont on sait qu’une solution à 9 ‰ est isotonique au plasma. L’équivalence est donnée par le rapport des poids moléculaires ou par des tableaux préparés à l’avance.
Exemple : de la solution de chlorhydrate de morphine à 2 % :

PM du NaCl = 58,5
= 0,15
PM du Chl. de morphine = 375,8

1 g de chlorhydrate de morphine est équivalent à 0,15 g de NaCl, 2 g de chlorhydrate de morphine à 0,30 g de NaCl.
Pour isotoniser une solution de chlorhydrate de morphine à 2%, il faut : 0,90 g – 0,30 g = 0,60 g de NaCl.

● Méthode par dilution :
dans cette méthode ,on détermine la quantité d’eau dans laquelle il faut dissoudre le principe actif pour avoir la concentration osmotique convenable ,puis on complète au volume prévu avec une solution à9 ‰ de NaCl.
Une solution contenant 2 g de chlorhydrate de morphine dans 33,3 ml d’eau a un ∆ t de 0,52. Il suffit d’ajouter 66,7 ml d’une solution à 9 ‰ de NaCl pour obtenir 100 ml d’une solution de chlorhydrate de morphine à 2 % isotonique.
Il est souhaitable de contrôler le ∆t de la solution obtenue, après une détermination par le calcul.

IV – 4 – Stériles :
Les préparations injectables doivent être préparées dans des conditions qui garantissent leur stérilité : locaux d’une propreté « absolue » (salles stériles, salles blanches), solvant et conditionnement stériles. Ces précautions doivent être suivies d’une méthode de stérilisation adaptée : chaque fois qu’il sera possible, on utilisera la stérilisation à l’autoclave (20 minutes à 120°C).

IV – 5 – Apyrogènes :
Les préparations injectables ne doivent pas contenir de substances pyrogènes, d’origine bactérienne, de nature polysaccharidique, capables de provoquer des symptômes après injections intraveineuses dont le plus caractéristique est une élévation brusque et importante de température. Ce sont surtout les grands volumes qui sont en cause ou des préparations d’origine biologique.
● Origine et nature :
Les substances pyrogènes sont d’origine naturelle produites par des champignons ou des bactéries notamment les bactéries gram négatif. Ce sont des endotoxines thermostables (180°C – 200°C) qui passent à travers les filtres.
Leur provenance est le solvant, les substances dissoutes ou le matériel souillés par des microorganismes.
● Précautions à prendre pour les pyrogènes
Origine: solvant, substances à dissoudre, matériel.
 Solvant: pour les grands volumes c’est uniquement l’eau qui peut être la cause d’une contamination par les substances pyrogènes, pour cela :
- L’eau doit être fraîchement distillée.
- Conservation dans des conditions ne permettant pas le développement des micro-organismes.
- Canalisations doivent être fréquemment nettoyée (antiseptique, vapeur d’eau surchauffée).
 Substances à dissoudre : Emploi des produits très purs livrés en flacons clos.
 Matériel: Nettoyage avec des solutions acides ou alcalines puis avec de l’eau apyrogène puis utilisation dans les 24h qui suivent.
● Procédés d’élimination des pyrogènes :
- adsorption sur charbon actif,
- traitement par les oxydants,
- fixation sur des résines échangeuses d’ions,
- chauffage en milieu acide ou alcalin.
Ces procédés peuvent être appliqués sur le soluté avant sa répartition en ampoules ou en flacons, jamais sur un lot de produit fini (conditionné) reconnu contenir des substances pyrogènes.

V– Fabrication des préparations injectables
Des précautions particulières doivent être prises lors de la fabrication des préparations injectables,des dispositions plus strictes que pour les autres formes. Ces précautions concernent : les locaux, le personnel, les matières premières, les matériaux de conditionnement.

V– 1 – Les locaux :
Les locaux où se pratique la fabrication doivent être stériles. Ce sont des enceintes stériles ou des salles blanches : celles-ci sont des salles stériles dans lesquelles circule un air stérilisé par filtration, possédant une humidité et une température confortables pour les manipulateurs, à flux vertical ou horizontal. Ces salles doivent être en surpression par rapport à l’extérieur.
A l’entrée de ces salles, comme à celles des gaines où s’opère la filtration de l’air, sont disposées des baguettes de lumière ultraviolette germicide à titre de précaution supplémentaire.
Les techniciens qui manipulent à l’intérieur de ces salles doivent porter des blouses de protection stériles. Leur tête et leurs chaussures doivent être recouvertes également.

V – 2 – Le personnel :
Le personnel doit être correctement formé et on doit s’assurer régulièrement de sa qualification et de sa motivation. Son comportement dans l’atelier, ne doit entraîner aucun risque de contamination pour les produits.

V– 3 – Les matières premières et les objets de conditionnement :
Stérilisés séparément, sont introduits par la suite dans les ateliers par l’intermédiaire d’un sas, lui-même rendu stérile (principes actifs, excipients, solvants, flacons, bouchons, …).
Le solvant : le plus souvent c’est de l’eau, eau distillée ou bidistillée utilisée moins de 3 heures après sa fabrication (pour empêcher le développement de pyrogènes) sinon la conserver, moins de 24 heures dans des citernes en acier inoxydable chauffées à 70 – 80°C.
Lorsqu’il n’est pas possible d’utiliser l’eau (principe actif insoluble ou instable dans l’eau, avoir un effet prolongé), on peut faire appel à d’autres solvants :
- Huiles végétales (olive, arachide), minérales (de vaseline) (jamais administrées en IV risque d’accidents graves)
- Alcools : éthanol
- Polyols : glycols, éthylène glycol
- Esters : acétate d’éthyle, benzoate de benzyle
- Ethers : polyoxyoéthylène glycols (PEG 200, 300, 400)
Les excipients les plus utilisés sont les solubilisants, les isophisants (ajustement de pH), les isotonisants, les antioxydants, les conservateurs antimicrobiens pour les multidoses.

V–4-Techniques de fabrication des préparations injectables:
Les différentes étapes de la fabrication varient en fonction du type de préparation injectable à réaliser.
V –4-1-Solutions qui peuvent être stérilisées dans leur récipient final:

V –4-2-Solutions qui ne peuvent être stérilisées dans leur récipient final:
V –4-3-Poudres pour préparations injectables:

Remarque :
Toutes les étapes de préparation des émulsions et des suspensions doivent être exécutées dans un bloc stérile.

VI– Conditionnement des préparations injectables:
C’est essentiellement le verre qui est utilisé pour la confection des flacons et des ampoules pour ses qualités de transparence, de dureté et de stabilité. C’est les verres de type I et II qui sont utilisés pour contenir les préparations injectables aqueuses. Le verre de type III est réservé aux préparations à solvant non aqueux ou sert à contenir les poudres pour préparations injectables qui seront mises en solution ou en suspension au moment de l’emploi.
Les matières plastiques, souples et plus légères sont de plus en plus utilisées dans le conditionnement des préparations injectables. Les poches en PVC ont supplanté les flacons en verre pour perfusion. Seringues et cartouches pré remplies sont souvent en matière plastique.


VI – 1 – Répartition des liquides :
● Dans des ampoules en verre dites « deux pointes », se fait par la méthode collective au vide : méthode à grand rendement mais peu précise. Elle se fait en deux étapes :
 Réalisation du vide sur les ampoules placés au préalable verticalement dans un cristallisoir ,pointes scellées en haut ,pointes ouvertes en bas ,plongeant dans la solution.
 Le rétablissement da la pression atmosphérique se fait lentement, la solution monte dans les ampoules qui seront ensuite scellées à la flamme

● Dans les ampoules dites « bouteille » et les flacons se fait par la méthode individuelle à l’aiguille, plus précise qui dose exactement un volume constant de liquide dans chaque ampoule.

VI– 2 – Répartition des poudres :

Elle se fait soit par pesée à l’aide de balances spéciales, soit par dosage volumétrique (compressodoseur, vis sans fin, sillons, matrices).
VII - Contrôles
VII -1-Contrôles préliminaires :
• Contrôle des matières premières: contrôle analytique, chimique, biologique visant à vérifier l’identité, l’activité, et la pureté.
• Contrôle des matériaux de conditionnement: contrôle analytique du type de verre (I, II, III), contrôle de la transparence, la neutralité, et recherche des pyrogènes et essai de toxicité des récipients en matière plastique.
• Contrôle de du milieu de travail: la désinfection des locaux, les conditions climatiques, essais microbiologiques.
VII-2- Contrôles du produit fini:
Les méthodes de contrôle concernent les propriétés des préparations injectables :

VII-2-1- Contrôle de la limpidité et changement de coloration éventuel:
Les ampoules et flacons contenant ces solutés injectables sont tous examinés, après légère agitation, par des techniciens expérimentés dans des conditions bénéficiant d’un éclairage adéquat. Cet examen se fait à l’œil nu. On peut, dans certains cas, utiliser sur des échantillons des moyens qui permettent un fort grossissement : loupes, microscopes, compteur électronique de particules, par exemple au niveau du développement.
Un changement de couleur, s’il est prévisible, doit avoir une intensité inférieure à une certaine limite, comparée à une gamme étalon, sinon c’est un signe de dégradation.

VII -2-2-Contrôle de la neutralité et mesure du pouvoir tampon:
le pH des solutés injectables peut être modifié au cours de la filtration ou de la stérilisation par la chaleur ,d’où l’intérêt du contrôle du pH avant et après stérilisation .le pH peut être mesuré en utilisant un pHmétre ou des papiers indicateurs.
La mesure du pouvoir tampon consiste à mesurer la quantité de soude ou d’acide chlorydrique à ajouter au soluté pour faire virer la couleur d’un indicateur coloré.

VII -2-3- Contrôle de l’isotonie :
utilisation d’osmomètres ; méthode par hémolyse et à l’hématocrite.
● Méthode par hémolyse :
Le soluté à étudier est mis en contact avec le sang humain défibriné. Après un temps, le mélange est centrifugé. La coloration du surnageant est fonction du degré d’hémolyse et peut être comparée à une gamme étalon obtenue avec le même sang mélangé avec des concentrations croissantes de NaCl : de 3,2 à 5,2 ‰.

● Méthode à l’hématocrite :
1 ml de purée globulaire est mis dans un tube en présence de plasma.
1 ml de purée globulaire est mis dans un tube en présence d’un volume équivalent de la solution à étudier.

On mesure, au bout d’un certain temps, le volume occupé par les hématies dans les deux tubes.

VII -2-3- Contrôle de la stérilité :
Il se fait sur quelques unités prélevées d’un lot de stérilisation, dont une certaine quantité est ensemencée sur des milieux divers (pour aérobies, anaérobies, levures) pendant une semaine à dix jours. Le contenu des flacons ou ampoules prélevés est filtré (après dissolution s’il s’agit de poudres) sur une membrane inerte .cette filtration permet l’isolement et la concentration des germes éventuels contenus dans la totalité de la solution.

VII -2-4- Recherche des substances pyrogènes : contrôle de l’apyrogènecité
Deux méthodes permettent de mettre en évidence la présence ou l’absence de substances pyrogènes :

- Méthode basée sur l’élévation de la température chez le lapin (animal sensible aux pyrogènes) à qui on a injecté dans la veine marginale de l’oreille un volume précis de la solution à tester. La température normale du lapin est de 39°C, au cours des 4h qui précèdent l’essai et pendant la durée de celui-ci les lapin sont maintenus dans une pièce ou les conditions atmosphérique restent sensiblement constant .la température est notée toutes les 30min, on note la différence entre la T°max et la T°initiale. La mesure de la température se fait en plaçant des sondes thermiques dans le rectum des lapins d’expérience. l’essai est réalisé sur un groupe de trois lapins s’il est douteux, on refait l’essai sur un 2éme groupe de trois lapins puis un 3éme et 4éme éventuellement.


- Méthode basée sur la coagulation d’un lysat de protéines d’amébocytes d’un crabe d’Amérique (LAL : Limulus Amebocyte Lysat): 0,1 ml du soluté est mis en contact de 0,1 ml du lysat de protéines : les tubes sont ensuite incubés à 37°C et observés au bout de 15min à 20min.
Interprétation des résultats:

temps Observation interprétation
15min Gel ferme Test positif
Absence de gel Attendre 20min
20min Gel ferme Test positif
Absence de gel Test négatif

Remarque :
En plus, on peut faire les contrôles suivant en développement :
● Dosage du principe actif par unité de volume.
● mesure de la taille des globules (émulsions) et des particules (suspensions).


Plan
I – Définition
II – Avantages et inconvénients
III – Voies d’administration
IV – Propriétés
IV – 1 – Limpides
IV – 2 – Neutres
IV– 2– 1– Relation pH –stabilité des principes actifs
IV– 2– 2– Tolérance de l’organisme aux variations de pH
IV– 2– 3– Ajustement de pH:
IV – 3 – Isotoniques
IV–3–1–Détermination de la concentration isotonique d’une solution
IV– 3–2–Ajustement de l’isotonie des solutions injectables
IV – 4 – Stériles
IV – 5 – Apyrogènes
V– Fabrication des préparations injectables
V– 1 – Les locaux
V– 2 – Le personnel
V– 3 – Les matières premières et les objets de conditionnement :
V– 4 – Techniques de fabrication des préparations injectables
VI– Conditionnement des préparations injectables
VI – 1 – Répartition des liquides
VI – 2 – Répartition des poudres
VII – Contrôles
VII –1– Contrôles préliminaires
VII– 2– Contrôles du produit fini
VII–2–1– Contrôle de la limpidité et changement de coloration éventuel
VII–2–2–Contrôle de la neutralité et mesure du pouvoir tampon
VII–2– 3–Contrôle de l’isotonie
VII–2– 3–Contrôle de la stérilité
VII–2–4– Recherche des substances pyrogènes