(A2PM) Advanced Physics of Pharmaceutical Materials
Le parcours de master Advanced Physics of Pharmaceutical Materials (A2PM) est un programme de deux ans rattaché au Master de Physique Fondamentale et Applications de l’Université de Lille, avec la possibilité d’intégrer en première ou en deuxième année. Il s’adresse aux étudiants formés en physique, physico-chimie ou science des matériaux. Le programme de master vise à former les étudiants dans un contexte scientifique international ; il est donc entièrement enseigné en anglais.
Objectifs de la formation
Le parcours de master Advanced Physics of Pharmaceutical Materials (A2PM) vise à fournir aux étudiants une compréhension approfondie de la physique des matériaux et de ses applications multiples dans le domaine pharmaceutique. Le programme intègre des disciplines essentielles telles que la physique, la science des matériaux et la pharmacie. Il s’appuie sur les spécialités et les forces de recherche pour proposer un cursus multidisciplinaire et innovant.
A2PM applique les principes physiques fondamentaux couramment utilisés en science des matériaux pour relever des défis dans des domaines tels que : les systèmes à libération de médicaments, la manipulation des états physiques des formes pharmaceutiques, la fabrication et le traitement de systèmes particulaires nanoscopiques et microscopiques, la structure et les propriétés des poudres et de leurs assemblages (par exemple, les comprimés), ou encore l’amélioration de la stabilité des protéines déshydratées utilisées comme médicaments. Le programme offre un cursus complet qui équilibre connaissances théoriques et applications pratiques.
La formation s’appuie sur les compétences et expertises des laboratoires suivants : UMET (Unité Matériaux et Transformations), PhLAM (Laboratoire de Physique des Lasers, Atomes et Molécules) and INSERM U1008: Advanced Drug Delivery Systems.
Profils recherchés
Les étudiants candidats à une entrée en première année doivent être titulaires d’une licence en Physique, Physique-Chimie, Science des Matériaux ou équivalent. Une inscription directe en deuxième année est également possible pour les étudiants pouvant justifier de la validation d’une première année de master ou d’une quatrième année d’études supérieures.
Les procédures d'inscriptions dépendent de votre origine et sont décrites dans les pages dédiées aux inscriptions en première année et aux inscriptions en deuxième année.
Quel est le rôle de la Physique dans l'innovation pharmaceutique ?
Un obstacle majeur au progrès du développement pharmaceutique est la pénurie de scientifiques possédant une expertise à la fois en pharmacie et en science des matériaux. En général, les jeunes scientifiques maîtrisent l’un de ces domaines, mais rarement les deux.
Le développement pharmaceutique a atteint un stade où les pratiques fondées uniquement sur le « essai-erreur » ne sont plus suffisantes. De nombreux problèmes fondamentaux demeurent non résolus, et l’état actuel de l’art en pharmacie ne permet pas de les traiter efficacement. Il existe donc un besoin de réorienter la formation afin d’y intégrer une compréhension approfondie de la physique, permettant ainsi de dépasser les approches empiriques actuelles. Cela nécessite notamment une connaissance fondamentale des différents états physiques de la matière (cristallin et amorphe) et des mécanismes de transformation induits par des perturbations d’équilibre ou hors équilibre de diverses natures (variations de température ou de pression, broyage, déshydratation, etc.).
Les matériaux pharmaceutiques présentent des défis uniques liés à leur solubilité, leur stabilité et leur état physique, qui influencent directement leur efficacité en vectorisation, en libération contrôlée et en biodisponibilité. Par exemple, environ 70 à 90 % des nouveaux candidats médicaments sont pratiquement insolubles dans l’eau : ils ne se dissolvent donc pas naturellement dans l’organisme. Leur solubilité peut être jusqu’à 100 millions de fois inférieure à celle du sel de table (NaCl). Pour surmonter ce verrou technologique majeur, la manipulation de l’état physique des médicaments s’est révélée être une stratégie efficace. Parmi les approches possibles : micronisation, polymorphes cristallins métastables, co-cristaux, nanocristaux ou formulations totalement amorphes.
La physique peut aider au développement pharmaceutique parce que les médicaments sont des systèmes physiques, et comprendre leur comportement physique est essentiel pour concevoir des médicaments sûrs, efficaces et fabriquables.
Exemples illustrant la contribution de la Physique :
1. Comprendre la matière à différentes échelles
La Physique explique le comportement des atomes, molécules, particules et matériaux. En pharmacie, cela permet d’analyser : les interactions moléculaires qui influencent solubilité et stabilité, le comportement particulaire déterminant la vitesse de dissolution et la biodisponibilité, les propriétés comme l’écoulement, la compression ou la résistance mécanique des poudres.
2. Contrôler la libération des médicaments
Les formulations à libération contrôlée reposent sur des mécanismes physiques tels que : la diffusion, l’osmose, l’érosion ou le gonflement. La Physique fournit les modèles permettant de prédire la vitesse de libération des principes actifs depuis des comprimés, gélules, patchs, implants ou nanoparticules.
3. Concevoir des nanomédicaments et des systèmes avancés d’administration
Pour des technologies comme les nanoparticules lipidiques, nanocristaux, micelles ou liposomes, la Physique permet d’expliquer : l’énergie de surface, la dynamique des fluides, la stabilité colloïdale ou la formation de nanostructures. Cela est crucial pour les vaccins, les traitements anticancéreux et les systèmes d'administration ciblée.
4. Garantir la stabilité et la durée de conservation
La Physique de l’état solide permet de prédire : les transitions polymorphiques, la cristallisation ou l’amorphisation, la prise d’humidité ou la stabilité thermique. Ces transitions peuvent modifier profondément la sécurité et l’efficacité d’un médicament.
5. Améliorer la fabrication et le contrôle des procédés
La conception pharmaceutique repose fortement sur des principes physiques tels que : l’écoulement des poudres (physique granulaire), le mélange et l’homogénéisation (dynamique des particules et des fluides), la compression (mécanique et élasticité), ou le séchage et la filtration (transferts de chaleur et de matière). Sans la Physique, l'amélioration des procédés serait fortement freinée.
6. Les techniques analytiques et d’imagerie proviennent de la Physique
De nombreux outils essentiels de caractérisation sont issus de la Physique : diffraction des rayons X sur poudres ou monocristaux, calorimétrie différentielle à balayage (DSC), spectroscopies (IR, UV-Vis, Raman, THz, diéléctrique) ou microscopies (MEB, MET). Ces techniques sont indispensables pour comprendre la structure, la stabilité, la pureté et les performances des médicaments.
7. La modélisation et la simulation issues de la Physique
La Physique permet des modèles fondamentaux et prédictifs qui font gagner du temps (et de l’argent), tels que : la modélisation moléculaire (dynamique moléculaire, Hartree-Fock, DFT) ou les modèles de diffusion et de transport. Ces approches numériques permettent d'obtenir une connaissance fondamentale des matériaux et des mécanismes de transformations et peuvent réduire le nombre d'expériences à réaliser.
Méthodes et outils analytiques
Dans leur cursus, les étudiants auront l'opportunité de se former
- à l'usage de méthodes de caractérisation avancées de spectroscopies et diffractions, sur des instruments de haut niveau tels que les microscopes électroniques à balayage et en transmission de la Plateforme de Microscopie Electronique de Lille ;
- à analyser les données issues d'expériences sur de grands instruments de recherche ou des accélérateurs (le synchrotron SOLEIL par exemple) ;
- à effectuer des calculs scientifiques intensifs (simulations de dynamique moléculaire, Hartree-Fock, calculs DFT périodiques et non périodiques) en utilisant les infrastructures de calcul haute performance (HPC) de l'Université de Lille ;
- sans oublier le parc d'instruments des laboratoires partenaires.
International
Le parcours fait partie du Graduate Program Materiaux pour un futur durable / Materials for a Sustainable Futur de l'Université de Lille qui vise à former des scientifiques prêts à relever les principaux défis liés aux transitions en cours à travers la science des matériaux.
Ce programme est étroitement lié au programme Erasmus Mundus Bio&Pharmaceutical Materials Sciences (BIOPHAM), avec lequel il partage la plupart des cours proposés à l'Université de Lille. Il est également lié au programme Physique des Molécules et des Matériaux (PMM), avec lequel il partage environ 50 % de ses cours.
Afin d'accueillir des étudiants de tous horizons et préparer les étudiants à travailler dans un contexte européen et international, la langue d'enseignement est l'anglais. Les enseignants sont francophones et en mesure de répondre aux questions et interagir en français, mais les cours sont donnés en anglais.
Les compétences acquises à l’issue du master
Le parcours A2PM vise à former la prochaine génération de spécialistes capables de répondre à la demande internationale croissante pour des diplômés hautement qualifiés disposant à la fois d’une expertise théorique et appliquée en physique des matériaux et de leurs applications aux systèmes pharmaceutiques. Le programme offrira un enseignement interdisciplinaire couvrant les propriétés structurelles et microstructurales, les dynamiques des états amorphes, les propriétés mécaniques, le développement des produits pharmaceutiques et les technologies associées. Il mettra également en évidence les spécificités des matériaux pharmaceutiques ainsi que leurs principes particuliers de conception, en comparaison avec d’autres classes de matériaux tels que les métaux, les céramiques et les polymères.
A2PM encouragera par ailleurs l’excellence et l’innovation en proposant une formation spécialisée sur des outils expérimentaux et numériques avancés, pour lesquels il existe un besoin clair de compétences expertes dans ce domaine. Les étudiants auront la possibilité de se spécialiser en méthodes numériques (dynamique moléculaire classique, approches quantiques, intelligence artificielle) ainsi qu’en techniques expérimentales avancées de caractérisation, notamment les méthodes calorimétriques pour l’analyse thermique (DSC/TGA, MDSC), les techniques d’analyse structurelle (diffraction des rayons X, microscopie électronique SEM/TEM), les méthodes spectroscopiques (THz, Raman, IR, spectroscopie diélectrique) et les techniques disponibles dans les grands instruments tels que les sources synchrotron et les installations neutroniques.
Au-delà des compétences scientifiques, A2PM dotera les étudiants d’un ensemble de compétences transversales professionnelles grâce à des cours de langues, des activités d’apprentissage par projets incluant des présentations orales et posters ainsi que de longs stages. Les étudiants bénéficieront particulièrement d’un vaste réseau international de partenaires industriels (entièrement partagé avec le master Erasmus Mundus BIOPHAM), comprenant de grands groupes pharmaceutiques, des PME, des spin-offs, des start-ups, des sociétés de recherche sous contrat, des fabricants de médicaments et des clusters internationaux rassemblant acteurs publics et privés. Ces compétences complémentaires permettront aux diplômés de s’intégrer aisément dans un environnement professionnel globalisé et de mener avec succès une carrière dans le milieu académique comme dans l’industrie.
Programme
Le master est organisé en 2 années et 4 semestres de 30 crédits chacun avec des enseignements et stages de septembre à juin ou juillet, pour un total de 120 crédits ECTS. Afin d'accueillir des étudiants de tous horizons et préparer les étudiants à travailler dans un contexte européen et international, la langue d'enseignement est l'anglais. Les enseignants sont en grande majorité francophones et en mesure de répondre aux questions et interagir en français, mais les cours sont donnés en anglais.
Les blocs de connaissances et de compétences (BCC)
Les enseignements sont structurés en 3 blocs de compétences et connaissances (BCC) décrits ci-dessous:
- BCC1 : Mettre en œuvre des outils et des démarches de physique fondamentale pour produire des savoirs hautement spécialisés
- BCC2 : Produire et communiquer des savoirs hautement spécialisés, y compris dans un contexte professionnel
- BCC3 : Résoudre des problèmes complexes en mobilisant les concepts de la physique fondamentale
Syllabus
Vous trouverez le détail des contenus des enseignements dans le syllabus détaillé suivant.
Enseignements de première année
La première année est divisée en deux semestres, avec des enseignements
- de septembre à décembre pour le premier semestre ;
- de janvier à fin avril pour le second semestre ;
- un stage de deux mois en mai et juin (pouvant être prolongé en juillet et août).
Le programme repose sur des enseignements traditionnels sous forme de cours et de travaux dirigés, des enseignements par projet, et de travaux pratiques, à la fois numériques et instrumentaux.
Les enseignements sont en partie mutualisés avec les parcours Quantum and Photonic Technologies (QPT), Physics of Molecules and Materials (PMM), et l'Erasmus Mundus BIOPHAM.
Tous les enseignements spécifiques en Pharmacie se tiendront à la Faculté de Pharmacie.
Le détail des enseignements de chaque semestre et leur répartition en blocs de compétences et connaissances et unités d'enseignements sont décrits ci-dessous.
Liste des cours (année 1)
BCC1 : Mettre en œuvre des outils et des démarches de physique fondamentale pour produire des savoirs hautement spécialisés – 12 ECTS
- Introduction to Pharmaceutical Materials Science – 6 ECTS
The course provides an introduction to pharmaceutical materials science by presenting molecules, their interactions, and the nature of ordered and disordered associated materials and their transformations. It also introduces key experimental methods for structural and thermodynamic characterization. - Drug product development and pharmaceutical technology I – 3 ECTS
This course provides hands-on and theoretical training in drug formulation, manufacturing, and quality control of various pharmaceutical dosage forms. - States of Matter and Materials Science Primers – 3 ECTS
Have a clear understanding of the different families of materials (metals and alloys, ceramics, polymers) based on their properties and microstructure.
BCC2 : Produire et communiquer des savoirs hautement spécialisés, y compris dans un contexte professionnel – 9 ECTS
- Foreign language (French or English) – 3 ECTS
Improve your communication skills in a foreign language - PE or Graduate Programme Special Teaching – 3 ECTS
Learn on current topic from the Materials for a Sustainable Future graduate programme - Tutored trainings – 3 ECTS
Discover new topics in physics based on the scientific literature, and develop your teaching and presentation skills in front of your peers.
BCC3 : Résoudre des problèmes complexes en mobilisant les concepts de la physique fondamentale – 9 ECTS
- Continuum mechanics – 3 ECTS
Introduction to the principles of stress, strain, anisotropic and isotropic elasticity with applications covering a broad area relating to the mechanical behavior of materials. - AI and advanced computational methods in physics – 3 ECTS
Explore the intersection of AI, Machine Learning, and Physics in this class. Gain hands-on experience with cutting-edge techniques and applications tailored for the world of physics. - Atomic scale modeling I – 3 ECTS
Discover powerful simulation techniques like Molecular Dynamics and Monte Carlo to predict and design material properties at the atomic scale.
BCC1 : Mettre en œuvre des outils et des démarches de physique fondamentale pour produire des savoirs hautement spécialisés – 9 ECTS
- Satellites and remote sensing – 3 ECTS
Master the principles and applications of remote sensing and satellite technology through comprehensive lectures and practical work with insights into environmental monitoring and cutting edge research. - Radiative transfer and radiation-matter interactions – 3 ECTS
Master the principles and applications of radiation-matter interaction in the context of atmospheric studies. Through a good balance between theoretical, numerical and practical elements. - Large scale research infrastructures – 3 ECTS
This course aims to introduce students to the principles, functioning, and applications of major large scale research infrastructures (LSRI) used in both fundamental and applied research.
BCC2 : Produire et communiquer des savoirs hautement spécialisés, y compris dans un contexte professionnel – 12 ECTS
- Tutored trainings – 3 ECTS
Discover new topics in physics based on the scientific literature, and develop your teaching and presentation skills in front of your peers. - Experimental project – 3 ECTS
Develop students’ autonomy, scientific rigor, and technical skills through the realization of an experimental project in pairs. Apply theoretical knowledge acquired so far to solve a real-world problem. - Internship – 6 ECTS
A two-month-long experience in a professional working environment
BCC3 : Résoudre des problèmes complexes en mobilisant les concepts de la physique fondamentale – 9 ECTS
- Condensed Matter II – Phonons – 3 ECTS
This lecture explores the vibrational properties of crystalline solids, from lattice symmetries and phonon dispersion to thermodynamic behavior. It provides the fundamental tools to understand heat capacity, thermal transport, and the quantum nature of lattice vibrations in condensed matter systems. - Fundamentals of molecular spectroscopy – 3 ECTS
Gain a solid understanding of the quantum mechanical principles behind molecular spectroscopy, with emphasis on rotational and vibrational transitions and the role of symmetry in determining spectroscopic activity. - Microstructures and defects in materials – 3 ECTS
Discover how grains, defects, and other microstructural elements and how they control the physical properties of materials.
Syllabus
Vous trouverez le détail des contenus des enseignements dans le syllabus détaillé suivant.
Enseignements de deuxième année
La deuxième année est divisée en deux semestres, avec
- des enseignements de septembre à janvier ;
- un stage de cinq mois débutant fin janvier et finissant fin juin (qui peut être prolongé en juillet et août, mais ne pouvant excéder 6 mois).
Comme en première année, le programme repose sur des enseignements traditionnels sous forme de cours et de travaux dirigés, des enseignements par projet, et travaux pratiques, à la fois numériques et instrumentaux. Les étudiants ont aussi l'occasion de travailler directement sur des appareils de recherche, comme des spectromètres et des microscopes électroniques.
Certains enseignements sont mutualisés avec les parcours Physics of Molecules and Materials (PMM), et le parcours Erasmus Mundus BIOPHAM.
Tous les enseignements spécifiques en Pharmacie se tiendront à la Faculté de Pharmacie.
Le détail des enseignements de chaque semestre et leur répartition en blocs de compétences et connaissances et unités d'enseignements sont décrits ci-dessous.
Liste des cours (année 2)
BCC1 : Mettre en œuvre des outils et des démarches de physique fondamentale pour produire des savoirs hautement spécialisés – 9 ECTS
- Thermal analysis of pharmaceuticals – 3 ECTS
This course focuses on the thermal techniques to probe the different physical states of pharmaceutical materials and some of their transformations under typical constraints such as temperature changes and milling. - Structural and dynamical characterization of pharmaceuticals – 3 ECTS
This course focuses on complementary experimental and numerical techniques to probe the different physical states of pharmaceutical materials and their transformations - Drug product development and pharmaceutical technology II – 3 ECTS
This course equips students with advanced skills in formulating and manufacturing complex drug delivery systems, including poorly soluble and controlled release products.
BCC2 : Produire et communiquer des savoirs hautement spécialisés, y compris dans un contexte professionnel – 6 ECTS
- Foreign language (French or English) – 3 ECTS
Improve your communication skills in a foreign language - PE or Graduate Programme Special Teaching – 3 ECTS
Learn on current topic from the Materials for a Sustainable Future graduate programme
BCC3 : Résoudre des problèmes complexes en mobilisant les concepts de la physique fondamentale – 15 ECTS
- Advanced thermodynamics and phase transformations – 3 ECTS
This course explores the principles governing crystalline and amorphous physical states and their transformations across diverse materials like metallic alloys, glasses, and polymers. - Molecular mobility and amorphous state of matter – 3 ECTS
This course presents the characteristics of molecular motions found in amorphous materials in the supercooled and glassy states, and the temperature dependence of these dynamics. - Structural properties of matter : electron microscopy and diffraction – 3 ECTS
Characterize the state of materials at the crystal to nanometer scale using advanced experimental methods such as the scanning and transmission electron microscope, and powder X-ray diffraction - Atomic scale modeling II – 3 ECTS
Discover quantum first principles methods to solve the problem of the electronic structure of molecular systems, from isolated molecules to solids - Advanced Spectroscopy of Molecular Systems: From Gas Phase to Condensed Matter (ASMS) – 3 ECTS
This course aims to introduce fundamental principles in molecular physics characterization by optical (vibrational, rotational) and neutron spectroscopies, as well as dielectric techniques.
BCC2 : Produire et communiquer des savoirs hautement spécialisés, y compris dans un contexte professionnel – 30 ECTS
- Internship – 30 ECTS
A five-month-long experience in a professional working environment
Syllabus
Vous trouverez le détail des contenus des enseignements dans le syllabus détaillé suivant.
Métiers & Débouchés
Le master en physique avancée des matériaux pharmaceutiques (A2PM) vise à doter les étudiants des compétences nécessaires pour relever des défis scientifiques et techniques complexes, tout en développant un large éventail de compétences en physique des matériaux, avec un accent particulier sur les applications pharmaceutiques. La nature multidisciplinaire du programme, qui combine des cours en physique, en science des matériaux et en pharmacie, garantit aux diplômés une spécialisation unique. Ceci les rend très compétitifs sur le marché du travail et renforce leur employabilité dans l'industrie et la recherche académique. Les étudiants peuvent intégrer le marché du travail directement après l'obtention de leur diplôme ou poursuivre des études supérieures, y compris un doctorat.
Emplois et secteurs d'activité
Le master A2PM étant récent, aucune statistique n'est encore disponible concernant les perspectives d'avenir de ses diplômés. Toutefois, les candidats sont invités à consulter les statistiques relatives au master PMM et à ses prédécesseurs, qui représentent plus de 50 % du programme de formation A2PM.
Vous trouverez ci-dessous des statistiques concernant d'anciens étudiants du master Erasmus Mundus BIOPHAM, ayant validé leur Master 2 (M2) à l'Université de Lille durant les années universitaires 2022-2023 et 2023-2024. Ces statistiques portent sur un échantillon de 26 étudiants. Après l'obtention de leur master, environ 69 % des étudiants ont poursuivi leurs études en doctorat. Les autres ont intégré directement le marché du travail, dans le secteur public ou privé.
Exemples de travaux de recherche
Vous trouverez ci-dessous des exemples de travaux publiés dans la littérature scientifique par certains étudiants ayant suivi le master PMM et ses prédécesseurs (plus de 50 % de la formation est partagée avec A2PM) et spécialisés dans les matériaux pharmaceutiques.
Drug solubility and bioavailability are the most important formulation challenges in pharmaceutical development, probably because a major part of the active pharmaceutical ingredients (APIs) are synthesized in the crystalline state which is often a poorly water-soluble state. Mesoporous silica carriers have recently gained interest in the pharmaceutical domain because of their potential to significantly increase the solubility of poorly water-soluble drugs, by adsorbing the active molecule in an amorphous and relatively stable state. This work shows that co-milling of porous SBA-15 matrix with the drug makes it possible the drug loading without significant damage for the structure of the matrix, enhancing thereby the capacity of loading to almost 40 wt%. It is shown that the physical state of ibuprofen (IBP) confined to silica carriers was amorphous between temperatures Tg and Tm of the bulk form of IBP.
Full publication : B. Malfait, N. Correia, A. Mussi, L. Paccou, Y. Guinet & A. Hédoux. Solid-state loading of organic molecular materials within mesoporous silica matrix: Application to ibuprofen (2019) Microporous and Mesoporous Materials 277 203-207 [doi: 10.1016/j.micromeso.2018.10.022]
The aim of this work is to improve the understanding of the mechanisms underlying the polymorphic transformations of pharmaceutical materials during milling. Elucidating these mechanisms is essential for controlling the polymorphism of active pharmaceutical ingredients and thereby improving their performance
M. Guerain, A. Dupont, F. Danede, D. Barkhatova, J.-F. Willart, D. Barkhatova, New Kinetic Investigations to Better Understand the Mechanism of Polymorphic Transformations of Pharmaceutical Materials Induced by Milling, Pharmaceutics 17;11, 1404 (2025), [doi: 10.3390/pharmaceutics17111404]
Mixing polymeric excipients with drugs in amorphous solid dispersions (ASD) is known to enhance the bioavailability of drugs by inhibiting their recrystallisation. However, the mechanisms underlying stabilisation remain not fully understood. This study aims to improve our understanding of the role of dynamics, particularly the molecular movements that drive instabilities, through investigations of ASD made of Polyvinylpyrrolidone (PVP K12) and a model drug, Terfenadine. The analyses combine temperature modulated differential scanning calorimetry (MDSC) and dielectric relaxation spectroscopy. The results reveal that the produced ASDs are supersaturated with Terfenadine, regardless of the content, and that PVP slows down the dynamics of the blends, limiting the recrystallisation of the drug during heating. Although the ASDs appear homogeneous based on thermal analysis with a single glass transition consistently detected by MDSC, the investigation of the dynamics reveals a dissociation of the main relaxation into two components for PVP contents below 30 wt.%. This dynamic heterogeneity suggests a structural heterogeneity with the coexistence of two amorphous phases of different compositions, each characterised by its own dynamics. The complex evolution of these dynamics under recrystallisation is rationalised by the confrontation with the phase and state diagram of Terfenadine/PVP blends established by MDSC.
E. Dudognon, J.A. Bama, F. Affouard, Exploring the Relationship Between Stability and Dynamics in Polymer-Based Amorphous Solid Dispersions for Pharmaceutical Applications, Polymers 17;9, 1210 (2025), [doi: 10.3390/polym17091210]
Amorphous solid dispersions (ASD) are known to enhance the absorption of poorly water-soluble drugs. In this work we synthesise well-defined Polyvinylpyrrolidone (PVP) to establish the impact of dispersity and chain-end functionality on the physical properties of Curcumin (CUR)/PVP ASD. Thermodynamic characterisation of synthesised PVP emphasises a strong effect of the dispersity on the glass transition temperature (Tg), 50 °C higher for synthesised PVP than for commercial PVP K12 of same molar mass. This increase of Tg affects the thermodynamic properties of CUR/PVP ASD successfully formulated up to 70 wt% of CUR by milling or solvent evaporation. The evolution of both the Tg and CUR solubility values versus CUR content points out the development of fairly strong CUR-PVP interactions that strengthen the antiplasticising effect of PVP on the Tg of ASD. However, for ASD formulated with commercial PVP this effect is counterbalanced at low CUR content by a plasticising effect due to the shortest PVP chains. Moreover, the overlay of the phase and state diagrams highlights the strong impact of the polymer dispersity on the stability of CUR/PVP ASD. ASD formulated with low dispersity PVP are stable on larger temperature and concentration ranges than those formulated with PVP K12.
S. Samsoen, E. Dudognon, G. Le Fer, D. Fournier, P. Woisel, F. Affouard, Impact of the Polymer Dispersity on the Properties of Curcumin/Polyvinylpyrrolidone Amorphous Solid Dispersions, International Journal of Pharmaceutics 653, 123895 (2024), [doi: 10.1016/j.ijpharm.2024.123895]
The impact of low water concentration of strongly hydrogen-bonded water molecules on the dynamical properties of amorphous terfenadine (TFD) is investigated through complementary molecular dynamics (MD) simulations and dielectric relaxation spectroscopy (DRS) experiments. In this article, we especially highlight the important role played by some residual water molecules in the concentration of 1–2% (w/w) trapped in the TFD glassy matrix, which are particularly difficult to remove experimentally without a specific heating/drying process. From MD computations and analyses of the hydrogen bonding (HB) interactions, different categories of water molecules are revealed and particularly the presence of strongly HB water molecules. These latter localize themselves in small pockets in empty spaces existing in between the TFD molecules due to the poor packing of the glassy state and preferentially interact with the polar groups close to the flexible central part of the TFD molecules. We present a simple model which rationalizes at the molecular scale the effect of these strongly HB water molecules on dynamics and how they give rise to a supplementary relaxation process (namely process S) which is detected for the first time in the glassy state of TFD annealed at room temperature while this process is completely absent in a non-annealed glass. It also explains how this supplementary relaxation is coupled with the intramolecular motion (namely process γ) of the very flexible central part of the TFD molecule. The present findings help to understand more generally the microscopic origin of the secondary relaxations often detected by DRS in the glassy states of molecular compounds for which the exact nature is still debated.
J.A. Bama, E. Dudognon, F. Affouard, Impact of Low Concentration of Strongly Hydrogen-Bonded Water Molecules on the Dynamics of Amorphous Terfenadine: Insights from Molecular Dynamics Simulations and Dielectric Relaxation Spectroscopy, The Journal of Physical Chemistry B 125;40, p. 11292-11307 (2021), [doi: 10.1021/acs.jpcb.1c06087]
Morphological and structural properties of amorphous disaccharide lactulose (C12H22O11), obtained by four different amorphization methods (milling, quenching of the melt form, spray-drying, and freeze-drying), are investigated by scanning electron microscopy, polarized neutron scattering, and molecular dynamics simulations. While major differences on the morphology of the different amorphous samples are revealed by scanning electron microscopy images, only subtle structural differences have been found by polarized neutron scattering. Microstructure of the milled sample appears slightly different from the other amorphized materials with the presence of remaining crystalline germs which are not detected by X-ray diffraction. Quantitative phase analysis shows that these remaining crystallites are present in a ratio between 1 and 4%, and their size remains between 20 and 30 nm despite a long milling time of about 8 h. The impact of the change in tautomeric concentrations on the physical properties of lactulose in the amorphous state has been investigated from molecular dynamics simulations. It is suggested that chemical differences between lactulose tautomers could be at the origin of small structural differences detected by polarized neutron scattering.
F. Ngono, G.J. Cuello, M. Jimenez-Ruiz, J.-F. Willart, M. Guerain, A.R. Wildes, A. Stunault, M. Hamoudi, F. Affouard, Morphological and structural properties of amorphous lactulose studied by scanning electron microscopy, polarised neutron scattering, and molecular dynamics simulations, Molecular Pharmaceutics 17, 10-20 (2020), [doi: 10.1021/acs.molpharmaceut.9b00767]
Bourses et possibilités de financements
Les Graduate Programmes de l'Université de Lille offrent des bourses d'études dans le but d'attirer des étudiants exceptionnellement talentueux vers leurs parcours de master. Ces bourses ne se contentent pas de récompenser l'excellence académique, elles visent également à favoriser une communauté académique diversifiée et dynamique. Elles sont d'un montant de 8500 € pour les étudiants internationaux entrants s'inscrivant pour la première fois dans un établissement d'enseignement supérieur français et de 4500 € pour les étudiants français, étudiants internationaux déjà en France et ceux prolongeant leur bourse pour une deuxième année, dans le cadre d'un master du Graduate Programme.
Pour la rentrée 2025, les calendriers sont les suivants
| Appel | Candidatures | Résultats |
| #1 | 1 février - 15 mars | 15 avril |
| #2 | 1 avril - 15 mai | 15 juin |
Une autre possibilité sera le soutien par le programme Mobilex de l'Université de Lille, sur recommandation du directeur d'étude.
Bourses et opportunités de financement du Master Erasmus Mundus BIOPHAM
Les étudiants souhaitant acquérir une expérience de formation plus internationale peuvent envisager de candidater au master Erasmus Mundus BIOPHAM (Bio&Pharmaceutical Materials Science) Il s'agit d'un programme de deux ans (120 crédits ECTS) dispensé intégralement en anglais et proposé conjointement par l'Université de Lille (France), l'Université de Pise (Italie), l'Université de Silésie à Katowice (Pologne) et l'Université polytechnique de Catalogne à Barcelone (Espagne).
Tous les étudiants admis au programme BIOPHAM bénéficient des aides suivantes pendant les deux années :
- Exonération des frais de scolarité et d'inscription dans toutes les universités partenaires
- Assurance maladie complète
- Aide financière pour participer aux principaux événements communs (école d'hiver, cérémonie de remise des diplômes)
- Aide supplémentaire pour les besoins spécifiques, disponible sur demande, pour les étudiants en situation de handicap ou présentant un handicap sensoriel
De plus, les candidats peuvent solliciter une bourse de 1 400 € par mois pendant 24 mois (33 600 € au total).
Tous les dépôts de candidatures se font uniquement sur le site BIOPHAM
Premier appel à candidatures (avec ou sans demande de bourse)
- Ouverture des candidatures : 1er novembre 2025 (10h00, heure de Bruxelles)
- Date limite de dépôt des candidatures en ligne : 1er février 2026 (23h59, heure de Bruxelles)
- Communication des résultats de sélection : Début avril 2026
Deuxième appel à candidatures (sans demande de bourse)
- Ouverture des candidatures : 8 avril 2026 (10h00, heure de Bruxelles)
- Date limite de dépôt des candidatures en ligne : 9 mai 2026 (23h59, heure de Bruxelles)
- Communication des résultats de sélection : Début juin 2026
Erasmus Mundus BIOPHAM (Bio&Pharmaceutical Materials Science)
Les étudiants souhaitant acquérir une expérience de formation plus internationale peuvent envisager de candidater au master Erasmus Mundus BIOPHAM (Bio&Pharmaceutical Materials Science). Ce programme de deux ans (120 crédits ECTS) est dispensé intégralement en anglais et proposé conjointement par l'Université de Lille (France), l'Université de Pise (Italie), l'Université de Silésie à Katowice (Pologne) et l'Université polytechnique de Catalogne à Barcelone (Espagne).
Il est important de noter que, conformément aux exigences du programme Erasmus Mundus, tous les étudiants doivent effectuer au moins deux semestres d'études dans deux pays différents de leur pays de résidence. Pour un étudiant résidant en France (français ou non-français), il faudra donc effectuer 2 semestres d'études sur les 4 semestres du master hors de France.
L'objectif pédagogique du programme BIOPHAM est de former les étudiants à l'excellence dans l'un des trois domaines de spécialisation suivants, à vocation professionnelle :
- Track 1: Pharmaceutical materials science
- Track 2: Biomaterials for pharmaceutical applications
- Track 3: Molecular biophysics of pharmaceuticals
Le programme de formation "Track 1: Pharmaceutical materials science" est dispensé par l'Université de Lille au cours du premier semestre de la première et de la deuxième année. Il correspond étroitement au cursus du master A2PM durant ces deux semestres.
Tous les étudiants admis au programme BIOPHAM bénéficient des aides suivantes pendant les deux années :
- Exonération des frais de scolarité et d'inscription dans toutes les universités partenaires
- Assurance maladie complète
- Aide financière pour participer aux principaux événements communs (école d'hiver, cérémonie de remise des diplômes)
- Aide supplémentaire pour les besoins spécifiques, disponible sur demande, pour les étudiants en situation de handicap ou présentant un handicap sensoriel
De plus, les candidats peuvent solliciter une bourse de 1 400 € par mois pendant 24 mois (33 600 € au total).
Tous les dépôts de candidatures se font uniquement sur le site BIOPHAM.
Premier appel à candidatures (avec ou sans demande de bourse)
- Ouverture des candidatures : 1er novembre 2025 (10h00, heure de Bruxelles)
- Date limite de dépôt des candidatures en ligne : 1er février 2026 (23h59, heure de Bruxelles)
- Communication des résultats de sélection : Début avril 2026
Deuxième appel à candidatures (sans demande de bourse)
- Ouverture des candidatures : 8 avril 2026 (10h00, heure de Bruxelles)
- Date limite de dépôt des candidatures en ligne : 9 mai 2026 (23h59, heure de Bruxelles)
- Communication des résultats de sélection : Début juin 2026