Sélection de méthodes analytiques pour la détection de la radiostérilisation

In this work, we have developed many techniques adapted to the detection of the ionization of a solid drug. Electron Paramagnetic Resonance (EPR), Thermoluminescence (TL), High Performance Liquid Chromatography (HPLC), Gaz Chromatography (GC) and UV-visible Spectrometry have been studied. The irradiated drug is characterized by its radioresistance. These techniques will lead to different results depending on the solid compounds. Each compound is a particular case and should be subjected to γ-ray stability study. So far, no structure-radiostability relationships are available. Indeed, the compound’s radiostability depends on many factors: chemical structure, chemical form (acid, salt …) crystallisation solvent, crystalline unit cell, presence of water … Thus, the establishement of such a relationship requires a considerable work. Among all techniques used un this work, EPR appears to be the best for the detection of the irradiation. This latter technique allows to detect the radicals formed during irradiation. Radicals may be formed by others sources, such as UV irradiation. The energies implied in this latter case are quite different, so that the subsequent. In addition, the different studies have shown that EPR allows to estimate the initial dose received by the sample. Consequently, this technique can differentiate a radiosterilization process from a simple bacterial decontamination. Thermoluminescence shows the presence of a signal before irradiation. This signal is modified by ionization. In order to use thermoluminescence as a detection technique for irradiation, we have to compare the signals obtained before and after irradiation. Other production sources of a thermoluminescent signal exist (e.g. the local heating raised form the particles friction, mineral occurrence, UV irradiation). These different factors have to be controlled and should be studied more profoundly. To extract more informations from thermoluminescence, we can envisage the use of an apparatus which would permit to measure the wavelength of the emitted light. So, the potential traps could be estimated. GC allows us to identify some volatile compounds formed by the irradiation o Ampicillin. These products are characteristic of radiolysis. Note that smell may arise from them during irradiation. The logical follow-up of this preliminary study is the subject of another thesis in our laboratory. A quantitative study has to be envisaged in order to estimate the possibility of its use in postdosimetry. More classical techniques as HPLC and UV Spectrometry have been appeared to be relevant techniques for studying radiosterilisation. Indeed, HPLC may be considered to be an adequate technique for the detection of ionization, but only if we can separate the characteristic products of radiolysis. These latter depend on the irradiation dose. However, the potential application of HPLC in postdosimetry requires a stability study of the radiolysis products. This technique has also demonstrated the protective effect of some impurities regarding to γ-ray. At last, in the favourable case of Ampicillin, UV Spectrometry is able to detect ionization. Its application in postdosimetry is also possible. Techniques as EPR, HPLC and UV Spectrometry may be used in postdosimetry. Control of the dose is an essential parameter to estimate the received dose, at any time during the drug validityAu cours de ce travail, nous avons mis au point de nombreuses techniques adaptées à la détection de l’ionisation du médicament sous forme solide. La Résonance Paramagnétique Electronique (RPE), la Thermoluminescence (TL), la Chromatographie en phase Gazeuse (CG) et la simple spectrophotométrie UV-visible ont été étudiées. Le médicament irradié est caractérisé par sa radiorésistance. Chaque solide ionisé répondra plus ou moins aux techniques évoquées ci-dessus. Chaque substance devient, dès lors, un cas particulier et devra faire l’objet d’une étude de stabilité face au rayonnement gamma. On ne dispose actuellement d’aucune relation structure-radiostabilité. En effet, la radiostabilité de la molécule dépend de sa structure chimique, de sa forme (acide, sel …), de ses solvants de cristallisation, de la présence ou non d’eau, de sa maille cristalline … Dès lors, le travail nécessaire pour établir une telle relation est considérable. De toutes les techniques utilisées dans ce travail, la RPE s’est avérée être la technique de choix pour la détection de l’irradiation. En effet, celle-ci permet de mettre en évidence la présence des radicaux formés lors de l’irradiation. D’autres sources de production des radicaux sont possibles. Des radicaux sont également formés par irradiation UV. Cependant, cette dernière met en jeu des énergies différentes et dès lors, les radicaux produits ne sont pas les mêmes que ceux produits par irradiation γ. La distinction par RPE entre les deux types d’irradiation est donc aisée. De plus, les différentes études réalisées ont montré que la RPE permet d’estimer la dose initialement reçue par un échantillon et donc différencier une radiostérilisation d’une simple décontamination bactérienne. La Thermoluminescence a permis de mettre en évidence un signal avant irradiation. Ce signal est modifié par le traitement ionisant. Pur utiliser la TL comme technique de détection de l’irradiation, la comparaison avec l’échantillon non traité s’avère indispensable. D’autres sources de production d’un signal de TL existent comme, par exemple, le réchauffement local produit par le frottement des particules les unes contre les autres, la présence de minéraux, l’irradiation UV. Ces différents facteurs doivent être contrôlés et faire l’objet d’études complémentaires. Pour tirer plus d’informations de la TL, il serait préférable d’utiliser un appareil permettant de mesurer la longueur d’onde de la lumière émise. La profondeur des puits de potentiels pourrait être ainsi appréciée. La CG nous a permis d’identifier quelques produits volatils formés lors de l’irradiation de l’ampicilline. Ces produits sont caractéristiques de la radiolyse et sont responsables de l’apparition d’odeurs lors de l’irradiation. Cette étude préliminaire initiée dans le présent travail fait actuellement l’objet d’une thèse en cours dans notre laboratoire. Une étude quantitative doit être envisagée afin d’estimer la possibilité de son utilisation en postdosimétrie. Des techniques plus classiques telles que l’HPLC et la Spectrophotométrie UV se sont également avérées être des techniques intéressantes pour l’étude de la radiostérilisation. En effet, l’HPLC peut être considérée comme une technique de détection de l’ionisation à condition d’isoler les produits caractéristiques de la radiolyse. Ces derniers sont fonction de la dose d’irradiation. Une étude de stabilité au cours du temps de ces produits de radiolyse est indispensable pour une éventuelle application de l’HPLC en postdosimétrie. Cette technique a également mis en évidence l’effet protecteur de certaines impuretés face au rayonnement gamma. Enfin, dans le cas favorable de l’ampicilline, une simple spectrophotométrie UV est capable de détecter l’ionisation. Son application en postdosimétrie est également possible. les techniques comme la Résonance Paramagnétique Electronique, l’HPLC et la Spectophotométie UV, peuvent sous réserve de certaines études préalables, être utilisées en postdosimétrie. Le contrôle de la dose cédée est un paramètre essentiel afin de pouvoir estimer, à tout moment de la durée de validité du médicament, la dose initialement reçueThèse de doctorat en sciences pharmaceutiques -- UCL, 199