Microparticule

Définition

Une microparticule est une petite particule d'un diamètre inférieur à 1 millimètre, de 1 à 1 000 µm, dans le domaine de la physique et de la biologie. Les microparticules entrent dans la nature vivante sous forme de constrictions de biomembranes à l'intérieur de la cellule. Selon la fonction, ceux-ci sont appelés lysosomes, endosomes, microbes, peroxysomes ou microsomes. Les microparticules externes libérées en pinçant la membrane cellulaire sont, par exemple, les microparticules endothéliales.

En tant que microparticules non biologiques, sont également appelés ainsi certains aérosols (particules de sable, de sédiment et de poussière), qui présentent un grand intérêt en tant que composants de l'air en tant que poussières fines. Les microparticules dans la gamme de taille allant de 0,5 à 5 microns sont particulièrement efficaces pour pénétrer dans les alvéoles du poumon, tandis que les nanoparticules plus petites plutôt exhalées et les plus grosses sont retenues par la muqueuse nasale et l'épithélium cilié des bronches.

Exemples de microparticules de calcium :

Les microparticules ont des origines diverses, biologique et physique. Ici, deux formes de microparticules de calcium sont présentées.

Explications

Les microparticules peuvent également être fabriquées artificiellement pour des applications techniques et pharmaceutiques. Si elles sont entourées d'une membrane contenant des lipides, elles sont des liposomes.

⛔ Il n'existe pas de réel consensus sur la taille définissant une microparticule : si la limite inférieure est généralement fixée à 0,1 µm (parfois 1 µm), la taille maximum est variable selon les sources, de 100 µm à 1 mm. D'ailleurs, un microplastique de2–3mm de diamètre est régulièrement assimilé à une microparticule physique. La taille en biologie est inférieure à celle utilisée en physique.

✅ Les microparticules peuvent être caractérisées en tant que structure homogène ou hétérogène selon la formulation et le traitement (microsphères et/ou microcapsules). Habituellement, la forme sphéroïde est préférée car elle facilite le traitement ultérieur (par exemple, le revêtement).

✅ Les microparticules solides constituées de caoutchouc, de polystyrène, de verre et de divers métaux tels que l'or, l'argent et le cuivre sont largement utilisées dans les processus techniques et les diagnostics médicaux. Les propriétés de surface spécifiques des microparticules sont utilisées pour lier certaines substances à la surface des particules (par exemple, des anticorps). Cette large application est également due au fait que les microparticules par rapport aux particules millimétriques ont une très grande surface avec un faible volume de matériau et sont techniquement faciles à produire.

Le microplastique est utilisé dans divers produits cosmétiques pour améliorer la facilité de nettoyage; Il provient également de la nature des déchets plastiques, de l'abrasion des pneus ou du fait de vêtements en fibres synthétiques.

Les microparticules sont sphériques et non-sphériques :

Illustration schématique des différentes structures de microparticules : (a) mononucléaire / noyau unique / noyau-enveloppe, (b) paroi multiple, (c) polynucléaire / coeur multiple, (d) matrice, (e) noyau polynucléaire revêtu, (f) particule de matrice enrobée, (g) microparticule en plaques, (h) microcapsule à deux compartiments, (i) colloïdosome, (j) liposome géant, (k) microparticule de forme irrégulière, (l) microparticule en forme de tore, (m) microparticule en forme, microtablette (n) et microparticule de forme cubique.

Microparticules biomarqueurs

Les microparticules sont des fragments de cellules phospholipidiques énucléées, de diamètre compris entre 100 et 1 000 nm, et généralement quantifiées par cytométrie en flux et par l'utilisation de marqueurs d'anticorps de ce type cellulaire. Les microparticules endothéliales sont considérées comme de nouveaux biomarqueurs des lésions endothéliales et des dysfonctions vasculaires, et leur concentration sérique est liée aux maladies cardiovasculaires, inflammatoires et métaboliques.

Le nombre de microparticules endothéliales semble refléter l'équilibre entre prolifération cellulaire et mort, et de nombreuses cytokines inflammatoires peuvent influer sur leurs taux sériques, ainsi que sur l'intensité du stress oxydatif.

Les microparticules sont formées par l'excrétion ou le soufflage de la membrane cellulaire. Ces particules comprennent les microvésicules, les exosomes et les corps apoptotiques ainsi que le contenu cellulaire. Ces particules contiennent également de l'acide désoxyribonucléique (ADN), de l'acide ribonucléique (ARN), du microARN (miARN), des phospholipides et des molécules dérivées de la cellule parent. Elles sont petites et ont un diamètre compris entre 0,05 et 3 µm. Dans des circonstances normales, ces particules sont présentes à une faible concentration dans la circulation, mais dans des conditions pathologiques et à la suite d'une blessure, davantage de ces particules sont libérées dans la circulation.

⭐ L'utilisation de ces microparticules comme biomarqueurs de lésions spécifiques d'organes et de cellules suscite un intérêt croissant. De plus, les composants associés à ces particules peuvent être libérés ou fusionnés avec des cellules endothéliales et peuvent déclencher diverses réactions systémiques. Ainsi, leur rôle en tant que biomarqueurs et en induisant des processus pathobiologiques loin de leur site d'origine est d'une grande importance. En ce qui concerne la prédiction de leur rôle dans les lésions pulmonaires, il a été démontré que les microparticules en circulation provenant de fumeurs peuvent fournir des informations sur les lésions pulmonaires en cours.

Microparticules et microsphères

Les microparticules peuvent être appelées microsphères, qui représentent de petites particules sphériques, d'une taille allant de 1 à 1 000 µm. Les microparticules peuvent être préparées à partir de matériaux naturels ou synthétiques. Les microparticules actuellement disponibles sont constituées de polymères, de céramique et de verre.

Les microparticules polymères en tant que véhicule d'administration de médicaments offrent plusieurs avantages, tels que la capacité à encapsuler une large gamme de médicaments hydrophiles ou hydrophobes. De plus, les microparticules sont plus stables dans l'environnement biologique que les liposomes. Les microparticules peuvent être conçues avec une fraction de ciblage liée à la surface. Par conséquent, ce système peut être exploité pour une distribution ciblée de médicaments.

La macromolécule d'encapsulation de microparticules peut servir de bouclier protégeant les produits biologiques contre la dégradation. La libération contrôlée et à long terme est un autre avantage des microparticules. Les microparticules polymères fabriquées à partir de poly (acide lactique) (PLA), de PLGA, de polyéthylène et de polymères de polystyrène sont les types les plus courants de microparticules de polymères. Les microparticules polymères sont composées de polymères biodégradables et biocompatibles.

Des microparticules ont été utilisées pour encapsuler plusieurs macromolécules destinées au traitement de nombreuses maladies.

Les microparticules sont constituées de substances naturelles et/ou synthétiques telles que des polysaccharides polymères, cireux ou naturels tels que les amidons; même les cires, les gommes, les graisses et les protéines comme l'albumine et la mucine sont utilisés comme matrices de transport de médicament pour l'administration du médicament. Les microsphères sont poreuses et ont une grande efficacité pour l'absorption d'une grande variété de substances lipophiles et hydrophiles.

Ces microsphères contribuent à la protection des protéines en empêchant leur interaction avec toute substance, réduisant ainsi le contact avec des solutions susceptibles de dégrader les protéines. Les microparticules peuvent être préparées par un processus de coacervation, régulant les conditions de température. Par exemple, l'insuline peut être chargée dans ces microparticules par diffusion.

En rapport avec "microparticule"

• aérosols

  

  Les aérosols sont des gaz avec des particules solides ou liquides en suspensions dans l'atmosphère.

• macromolécule

  

  Une macromolécule est une molécule contenant un très grand nombre d'atomes, comme une protéine, un acide nucléique ou un polymère synthétique.

• microARN

  

  Un microARN (miARN) est un ARN non codant qui joue un rôle important dans la régulation de l'expression des gènes.

• nanoparticule

  

  Une nanoparticule est une particule de matière, minuscule et nanométrique, de taille inférieure à une microparticule, avec une dimension comprise entre...