curs 4 - emulsii i

36
Numeroase forme farmaceutice sunt prezentate ca sisteme disperse bi- sau polifazice, în care particulele dispersate grosier au un diametru mai mare decât 1µm. Dispersiile grosiere sunt formate din cel puţin două faze: faza dispersată (substanţa medicamentoasă); faza dispersantă (mediul de dispersie, vehicul sau excipient); sau mai multe faze (polifaze). Aceste dispersii se prepară prin dispersarea (divizarea) unei substanţe insolubile într-un lichid, gaz sau solid. Dependent de marimea fazelor dispersate se clasifică: dispersii grosiere microscopice (microeterogene), cu mărimea particulelor cuprinsă între 500 nm – 100 nm dispersii grosiere macroscopice (macroeterogene), cu mărimea particulelor cuprinsă între 100 µm – 1mm. Sistemele dispersate grosier sunt în principal instabile. Dispersiile bi – sau polifazice sunt frecvent utilizate pentru prepararea de forme farmaceutice: orale: suspensii, emulsii; dermice: emulsii, suspensii, linimente, spume, aerosoli, unguente; pe mucoase: emulsii, suspensii, aerosoli, unguente, supozitoare, clisme;

Upload: anamariapantazi

Post on 18-Jun-2015

8.346 views

Category:

Documents


16 download

TRANSCRIPT

Page 1: Curs 4 - Emulsii I

Numeroase forme farmaceutice sunt prezentate ca sisteme disperse bi- sau polifazice, în care particulele dispersate grosier au un diametru mai mare decât 1µm. Dispersiile grosiere sunt formate din cel puţin două faze:

faza dispersată (substanţa medicamentoasă); faza dispersantă (mediul de dispersie, vehicul sau excipient); sau mai multe faze (polifaze).

Aceste dispersii se prepară prin dispersarea (divizarea) unei substanţe insolubile într-un lichid, gaz sau solid.Dependent de marimea fazelor dispersate se clasifică:

dispersii grosiere microscopice (microeterogene), cu mărimea particulelor cuprinsă între 500 nm – 100 nm

dispersii grosiere macroscopice (macroeterogene), cu mărimea particulelor cuprinsă între 100 µm – 1mm.

Sistemele dispersate grosier sunt în principal instabile.

Dispersiile bi – sau polifazice sunt frecvent utilizate pentru prepararea de forme farmaceutice: orale: suspensii, emulsii; dermice: emulsii, suspensii, linimente, spume, aerosoli, unguente; pe mucoase: emulsii, suspensii, aerosoli, unguente, supozitoare, clisme; parenterale: emulsii i.v., suspensii i.m; emulsii duble şi multiple, cu trei faze notate cu L/H/L sau H/L/H; sisteme de trei faze, cu formarea de picături multiple.

E M U L S I I

1. Definiţii şi generalităţi

Conform definiţei clasice, emulsiile sunt sisteme disperse eterogene, fluide, constituite din două faze lichide nemiscibile :

Page 2: Curs 4 - Emulsii I

faza dispersată, care este mărunţită (divizată) sub formă de picături mici, numită şi fază internă sau fază discontinuă; cele mai multe emulsii convenţionale au particulele cu diametrul cuprins între 0,5-100 mm;

faza dispersantă, faza externă, continuă, numită şi mediu de dispersie. Obţinerea unei emulsii stabile se realizează prin adăugarea în sistem a celui de-al treilea component, numit

emulgator sau agent de emulsionare.

Cele două faze nemiscibile sunt: faza apoasă, numită modern hidrofilă, notată abreviat cu H (vechea abreviere A); faza uleioasă, respectiv lipofilă, abreviat L (vechea abreviere U).

În general, în funcţie de raportul dintre cele două faze, emulsiile pot fi de două tipuri: emulsii apă în ulei, notate abreviat cu H/L (vechea abreviere A/U), în care apa este dispersată în ulei, ce constituie

faza externă; emulsii de ulei în apă, abreviat L/H (vechea abreviere U/A),în care uleiul este dispersat în apă, ce constituie faza

externă.În funcţie de mărimea particulelor dispersate, M.J.ROSEN . 1989 distinge următoarele cinci tipuri:

macroemulsii, emulsii opace, cel mai cunoscut tip cu particule >400 nm (0,4 mm), uşor vizibile la microscop; sunt emulsiile clasice;

microemulsii, dispersii omogene de lichid în lichid, transparente, care conţin cantităţi foarte mici de ulei, apă şi surfactanţi (în general, 15% surfactant pentru un amestec în părţi egale de ulei şi apă), cu mărimea particulelor cuprinsã între 10-80 nm, deci <100 nm (0,1 mm), fiind considerate o stare intermediară între dispersiile micelare şi emulsii; ele mai sunt numite şi emulsii micelare.;

miniemulsii, dispersii de lichid în lichid, alb-albăstrui, cu mărimea particulelor între primul şi al doilea tip:100-400 nm (0,1-0,4 mm);

Page 3: Curs 4 - Emulsii I

emulsii duble şi multiple, numite şi „emulsii de emulsii” în care particulele dispersate sunt ele însăşi emulsionate, fiind de tipul: H/L/H sau L/H/L.

La aceste patru tipuri se pot adăuga şi formele de transport la ţintă, vectorii de a doua generaţie, cunoscuţi sub denumirea de:

lipozomi, vezicule sferice, a căror membrană este compusă dintr-un strat dublu de molecule de fosfolipide (de exemplu, lecitină), în care compartimentul central este apos sau soluţii apoase. M. ROLAND consideră că, deşi lipozomii nu constituie în sine emulsii, bifazice, ei se apropie de acestea prin structura lor triplă apă/membrană fosfolipidică/apă; diametrul lor este cuprins între 25 nm la câţiva microni (3-10mm)

FR X defineşte emulsiile ca: preparate farmaceutice lichide mai mult sau mai puţin viscoase, constituite dintr-un sistem dispers, format din două faze lichide nemiscibile realizat cu ajutorul unor emulgatori şi destinate administrării interne sau externe (EMULSIONES).

Mărimea particulelor fazei interne variază între 0,5-100 µm.În FR X supl. 2004 şi Eur. Pharm. 5th 2005, emulsiile şi suspensiile sunt încadrate împreună cu soluţiile în grupa

de preparate lichide perorale (Praeparationes liquidate peroraliae), cu definiţia:“Preparatele lichide pentru uz oral sunt uzual soluţii, emulsii sau suspensii, care conţin una sau mai multe

substanţe active lichide utilizate ca atare (lichide orale)”.Unele emulsii administrate pe piele se numesc liniment (fr. liniment, de la lat. lino, -ere = a unge cu ceva).Linimentele de tip emulsie sunt forme farmaceutice lichide, cu aspect lăptos, care se administrează sub formă de

fricţii sau aplicaţii pe piele.În compoziţia acestora intră săpunuri sau alte substanţe cu acţiune: emolientă, revulsivă, stimulentă sau analgezică.Linimentele pot fi emulsii de tipul L/H (linimentul amoniacal) sau H/L (linimentul de calciu):

faza lipofilă este formată de obicei din: uleiuri vegetale, grăsimi animale, uleiuri volatile; faza hidrofilă: soluţii apoase alcaline, alcool, substanţe hidrosolubile;

Page 4: Curs 4 - Emulsii I

emulgatorul se formează de obicei în timpul preparării emulsiei, la cald, în urma reacţiei dintre acizii graşi liberi din uleiuri şi componentele alcaline ale fazei apoase.

Pe lângă aceste forme de emulsii, lichide au fost realizate şi forme solide ca: emulgate sau emulsii uscate, emulsii concentrate de tipul L/H, care au ca emulgatori: lapte degresat pulverizat,

albumine vegetale, zaharura de caseină.Se obţin prin atomizarea emulsiilor; prin amestecarea cu apa, sub agitare „ex tempore” se obţin emulsii lichide.

emulsii adsorbite uscate, o nouă formă farmaceutică cu eliberare modificată (întârziată) a unor substanţe medicamentoase, utilizând dioxidul de siliciu (silicea); produsul obţinut are un aspect pulverulent, cu mărimea particulelor cuprinsă între 50-3.000 µm. Pentru a facilita administrarea, pulberea se comprimă sau se introduce în capsule operculate.

Avantajele emulsiilor:

formularea ca emulsie elimină unele probleme de solubilitate limitată şi nemiscibilitate. oferă posibilitatea de rezolvare a problemelor de formulare pentru medicamentele formate din două lichide

nemiscibile sau a unor substanţe medicamentoase solubile într-un lichid nemiscibil cu un al doilea lichid; acceptabilitatea pacientului este cel mai important motiv pentru care emulsiile orale şi topice sunt atât de larg folosite; datorită gradului de dispersie mare, emulsiile permit o absorbţie crescută a substanţelor medicamentoase liposolubile; administrarea topică, mult mai uşor de efectuat sub formă de emulsie, este mult acceptată de pacienţi; emulsiile pot oferi un potenţial mare în designul sistemelor farmaceutice capabile să elibereze substanţa

medicamentoasă în mod controlat.

Dezavantajele emulsiilor:

în unele cazuri, preparare dificilă şi procese tehnologice de fabricare speciale, dar şi emulgatori adecvaţi; stabilitate fizică mai mică decât a formelor lichide, suferă fenomene de: coalescenţă, cremare, separare a fazelor,

inversarea tipului de emulsie;

Page 5: Curs 4 - Emulsii I

stabilitate chimică redusă, datorită autooxidării fazei lipofile; ceea ce impune asociere de stabilizanţi antioxidanţi lipofili;

stabilitate microbiologică asigurată prin asociere de conservanţi antimicrobieni (în faza hidrofilă).

ClasificareEmulsiile pot fi clasificate:

în funcţie de origine în:o emulsii naturale: laptele, sucurile latescente (latexuri) emulsii preformate în plante, emulsii din seminţele unor

plante oleaginoase (dovleac, migdale, arahide); la care emulsionarea are loc datorită prezenţei unor emulgatori în aceste seminţe;

o emulsii artificiale sau emulsii uleioase, obţinute prin emulsionarea uleiurilor cu ajutorul emulgatorilor;

în funcţie de tipul emulsiei, determinat de polaritatea fazelor:o emulsii de tipul L/H, în care faza dispersată internă este un lichid nepolar, lipofil (L): ulei vegetal sau mineral

şi faza dispersantă, externă este hidrofilă (H), numite şi emulsii directe (fig. 1 a).o emulsii de tipul H/L, numite şi emulsii inverse (fig. 1 b).

Page 6: Curs 4 - Emulsii I

a) b)Fig. 1. Tipuri de emulsii

faza lipofilă (L); faza hidrofilă (H)a) emulsie tip L/H (emulsie directă); b) emulsie tip H/L (emulsie inversă)

o emulsii triple de tipul H/L/H sau L/H/L, obţinute dintr-o fază hidrofilă, dispersată în interiorul unor picături de ulei, ele însele dispersate într-o fază hidrofilă (fig. 2 a şi b).

Page 7: Curs 4 - Emulsii I

Fig. 2. Emulsii triplea. emulsie de tip H/L/H; b. emulsie de tip L/H/L

- emulsii mixte sau multiple, cu mai multe faze numite şi emulsii polifazice, formate din patru sau cinci faze alternative şi suprapuse;

în funcţie de concentraţia fazei dispersate:o emulsii diluate, la care faza internă este 0,1% v/v;o emulsii concentrate: monodisperse şi polidisperse;o emulsii de concentraţie înaltă, în care picăturile sunt deformate şi devin poliedrice, fiind separate prin filmul

creat de mediul de dispersie; acestea sunt numite şi emulsii semisolide viscoase (creme sau mai corect unguente-emulsii), fig. 4c;

Page 8: Curs 4 - Emulsii I

o emulsii solide sau uscate, numite emulgate, de tip L/H, pentru administrare orală, „ex tempore”, prin diluare cu apă sau alt lichid asemănător;

o emulsii adsorbite, uscate, pulverulente care sunt comprimate sau sunt introduse în capsule gelatinoase.

emulsii concentrate: monodisperse şi polidisperse:o monodisperse, cazul ideal, în care faza internă este dispersată sub formă de sfere regulate; faza internă nu poate

depăşi volumul de 74% şi aranjarea sferelor regulate nu se poate realiza decât în două dispoziţii: romboedrică şi cubică.

o polidisperse, când emulsiile prezintă o mare eterogenitate globulară.

Fig. 4. Emulsii concentratea. emulsii monodisperse (aranjare cubică); b. emulsii polidisperse;

c. emulsii concentrate, cu picături poliedrice.

Page 9: Curs 4 - Emulsii I

În funcţie de calea de administrare:Emulsiile se pot administra, practic, pe toate căile:

o emulsii orale sau de uz intern, de tipul L/H;o emulsii administrate pe piele (topice): dermatologice, linimente, cosmetice, de tip L/H sau H/L;o emulsii administrate pe mucoase: rinofarigiene, otice, oftalmice, rectale, vaginale;o emulsii parentale: injecţii i.m., L/H şi H/L depot; perfuzii i.v., numai L/H.

În funcţie de rolul şi acţiunea farmacologică:o emulsii medicamentoase, pentru administrare pe cale orală, pe mucoase, dermatologice şi parenterale;o emulsii cosmetice - cu rol emolient, fotoprotector, de întreţinere, demachiante etc.

Formularea emulsiilor

Pentru formularea unei emulsii sunt necesare trei elemente de bază:o faza hidrofilă;o faza lipofilă şio emulgatorul.

Formularea emulsiilor are următoarele obiective principale:o emulsionarea celor două faze lichide şi stabilizarea emulsiei formate;o asigurarea stabilităţii fizice, chimice şi microbiologice a emulsiei în timp;o realizarea caracterelor subiective ale emulsiei;o inocuitate, toleranţă şi eficacitate terapeutică.

Prepararea emulsiilor, sisteme disperse eterogene constă din două faze:

Page 10: Curs 4 - Emulsii I

o un proces de dispersare, de divizare a fazei interne, în mediul de dispersie, printr-un mecanism de forfecare a celor două faze nemiscibile, numit emulsionare cu formarea unui sistem fizic instabil din punct de vedere termodinamic;

o un proces de stabilizare, concomitent cu primul, realizatde emulgator prin diferite mecanisme.

Fig. 5. Efectul vitezei de coalescenţă asupra tipului de emulsie (SWARBRICK J. . 1995) v1 = viteza de coalescenţă L/H; v2 = viteza de coalescenţă H/L. • = lipofil; o = hidrofil

Procesul de stabilizare a emulsiei formate

Emulgatorul, sinonim cu agent de emulsie şi stabilizator al emulsiei, este o substanţă auxiliară, amfifilă, cu rol în stabilizarea sistemului dispers.

Condiţiile pe care trebuie să le în deplinească un emulgator:

Page 11: Curs 4 - Emulsii I

să prezinte activitate de suprafaţă şi sa reduca tensiunea interfacialea, la valori sub 10 dyne/cm, deci să micşoreze energia liberă interfacială, conservând o arie mare a suprafeţei interfaciale . stabilizare termodinamică

să se adsoarbă uşor în jurul picăturilor de lichid dispersate, sub forma unui film condensat, neaderent, care să prevină coalescenţa, deci să formeze o barieră mecanică;

să confere picăturilor dispersate de lichid un potenţial electric adecvat, în aşa fel încât să ducă la respingerea lor, deci să creeze o barieră electrică;

să favorizeze obţinerea unui grad de dispersie avansat; să crească viscozitatea emulsiei (barieră mecanică) contra cremării sau sedimentării);

Condiţiile pe care trebuie să le îndeplinească un emulgator:

să fie eficient în concentraţii mici;

să nu reacţioneze cu componentele asociate în emulsie sau cu recipientele de condiţionare primară;

să nu aibă acţiune farmacologică proprie;

să fie stabil faţă de agenţii externi: lumină, temperatură, umiditate;

să nu facă posibilă inversarea fazelor emulsiei;

să nu prezinte gust, miros neplăcut;

să nu fie toxic;

să fie economic.

Page 12: Curs 4 - Emulsii I

Principalele proprietăţi de care formulatorul va ţine seama în stabilizarea emulsiei sunt următoarele:

proprietăţile superficiale ale emulgatorului;

proprietăţile electrice ale emulgatorului;

proprietăţile dimensionale şi optice ale picăturilor fazei interne;

proprietăţile cinetice;

proprietăţile reologice (structural-mecanice);

proprietăţile hidrofile şi lipofile ale emulgatorului.

Proprietăţile superficiale ale emulgatorului

I . Scăderea tensiunii interfaciale; Primul mecanism de acţiune a emulgatorului care constă în reducerea tensiunii interfaciale dintre cele două lichide

nemiscibile este o cale prin care se reduce energia liberă interfacială, ce apare ca urmare a diviziunii avansate, cu formarea de picături de lichid şi deci o arie mare a suprafeţei într-o emulsie.

II. Formarea filmului interfacialCerinţa majoră pentru capacitatea unui emulgator constă în formarea rapidă a unui film (pelicule) în jurul fiecărei

picături de lichid dispersat, prin adsorbţia emulgatorului la interfaţă. Scopul acestui film este de a forma o barieră mecanică, care să prevină coalescenţa picăturilor, dar şi contactul uneia contactul uneia cu alta.

Page 13: Curs 4 - Emulsii I

Să fie suficient de elastic, rezistent, să nu fie subţire, dacă se rupe, el să se refacă rapid

Fig. 6. Tipuri de filme formate cu diferiţi emulgatori la interfaţa ulei/apă.

Page 14: Curs 4 - Emulsii I

Orientările emulgatorilor în cazul emulsiei L/H. (SWARBRICK J. 1995)

Tabelul 1. Tipuri de emulgatori (BLOCK L.H. . 1988)

Page 15: Curs 4 - Emulsii I

Proprietăţile electrice ale emulgatoruluiUn alt mecanism de acţiune a emulgatorilor în stabilizarea emulsiei împotriva coalescenţei îl constituie formarea unui

potenţial electric la suprafaţa picăturilor fazei interne, care va forma o barieră electrică.Sarcina electrică poate să provină pe trei căi diferite:

adsorbţia moleculelor de emulgator; ionizarea emulgatorului; procesul de dispersie a fazei interne.

Fig. 13. Respingerea electrostatică a două picături de ulei încărcate electric negativ,prin adsorbţia unui surfactant anionic

Proprietăţile dimensionale şi optice ale picăturilor fazei internePentru ca o emulsie să fie stabilă, picăturile fazei interne trebuie să aibă o mărime apropiată, cuprinsă între 0,2-5 mm.Cu cât picăturile fazei dispersate (interne) vor fi micronizate de la începutul preparării emulsiei, cu atât stabilitatea va

fi mai mare. Pentru aceasta diametrul picăturilor trebuie să fie redus la mărimi de ordinul micronilor (1-3 mm).

Page 16: Curs 4 - Emulsii I

Gradul de dispersie a fazei interne depinde de metoda de divizare utilizată.Gradul de dispersie reprezintă o proprietate dimensională cu importanţă practică mare; el furnizează indicaţii cu

privire la: . metoda de emulsionare propusă; . eficienţa emulgatorului selectat; . eficienţa aparaturii utilizate la preparare; . stabilitatea fizică a emulsiei.

Proprietăţile cineticeCa în toate sistemele disperse lichide şi în emulsii, picăturile fazei interne execută mişcări neregulate, în zig-zag,

cunoscute sub numele de mişcare browniană.Mişcarea browniană are un efect negativ asupra stabilităţii emulsiilor, din cauza ciocnirii picăturilor are loc reunirea

acestora şi producerea coalescenţei, dacă ele nu au fost protejate de un film rezistent sau de un potenţial electrocinetic.

Proprietăţile reologice (structural-mecanice)Vîscozitatea intervin în asigurarea stabilităţii unei emulsii, prin reducerea mobilităţii picăturilor fazei interne în faza

externă, micşorându-se astfel posibilitatea apropierii şi unirii picăturilor (fenomen de coalescenţă), ca în final să conducă la separarea celor două faze.

Dar proprietăţile reologice ale emulsiilor trebuie să asegure în acelaşi timp şi caracterul de curgere liberă Din punct de vedere reologic, emulsiile se comportă ca sisteme disperse cu curgere nenewtoniană, cu excepţia

emulsiilor diluate, care pot fi newtoniene.

Ecuaţia lui STOKES

Page 17: Curs 4 - Emulsii I

În care:

v = viteza de separare a picăturilor fazei interne, în cm/s;r = raza picăturilor fazei interne, în cm;r1 = densitatea picăturilor fazei interne (g·cm-3);r2 = densitatea picăturilor fazei externe (g·cm-3);g = acceleraţia gravitaţională (981 cm·s-2);η = vâscozitatea lichidului (Pa·s).Pentru ca o moleculă, ion, coloid macromolecular sau o particulă solidă să prezinte un rol emulgator, ea trebuie să

aibă: o structură amfifilă; afinitate pentru interfaţa dintre faza dispersată şi mediul de dispersie; capacitatea de a forma un film adsorbit la interfaţa dintre cele două faze nemiscibile (în jurul picăturilor fazei

interne).

În soluţie, emulgatorul trebuie să se repartizeze în ambele faze ale unei emulsii.

Page 18: Curs 4 - Emulsii I

Dacă substanţa se dizolvă numai în una din faze, ea nu se va adsorbi la suprafaţă şi deci nu va prezenta proprietăţi emulgatoare.

Casificarea emulgatorilor În funcţie de origine:

1. emulgatori naturali:o organici: guma arabică, tragacanta, pectine,o minerali: betonite, veegum;

2. emulgatori de semisinteză: metilceluloza, alginatul de sodiu, carboximetilceluloza sodică;3. emulgatori sintetici: alcoolul polivinilic, polividona, derivaţii de carboxivinil (carbopolii);

În funcţie de gradul de disociere electrolitică:1. emulgatori ionogeni:

a.anionici: săpunurile alcaline, laurilsulfat de sodiu,b.cationici: săruri de amoniu cuaternar,c. amfoteri: lecitine;

2. emulgatori neionogeni: spanuri, tweenuri. În funcţie de tipul de emulsie pe care îl formează:

emulgatori de tip L/H: metilceluloza, săpunuri, laurilsulfat de sodiu; emulgatori de tip H/L: colesterolul;

În funcţie de calea de administrare a emulsiilor:- emulgatori utilizaţi pentru calea orală (de uz intern);- emulgatori de uz parenteral;

Page 19: Curs 4 - Emulsii I

- emulgatori pentru emulsiile administrate pe piele;- emulgatori pentru emulsii administrate pe mucoase.

În funcţie de capacitatea de emulsionare:- emulgatori primari sau adevăraţi: surfactanţi;-emulgatori secundari, pseudoemulgatori sau cvasiemulgatori: coloizi macromoleculari hidrofili;- emulgatori auxiliari: singuri nu formează o emulsie, ei au capacitatea de îngroşare: alcoolul cetilic, acidul stearic, metilceluloza etc.;

În funcţie de modul de acţiune (formarea şi stabilizarea emulsiei):- emulgatori formatori de film monomolecular: surfactanţi, lecitine, colesterol;- emulgatori formatori de film multimolecular: coloizii macromoleculari hidrofili;- emulgatori formatori de pelicule solide: pulberi solide fin divizate, insolubile: bentonite, veegum, hidroxidul de

magneziu.

În formularea emulsiilor, pentru selectarea şi calcularea cantităţii de emulgator sau a amestecului de emulgatori, se utilizează:

I. sistemul HLB;II. valoarea TIF;III. diagramele de faze ternare.

Page 20: Curs 4 - Emulsii I

Fig. 16. Reprezentarea sugestiva a valorii HLB a emulgatorilor (ROLAND M. . 1989)a. emulgatori lipofili, cu HLB 1-10; b. emulgatori hidrofili, cu HLB peste 10;

c. emulgatori cu HLB = 10Valoarea temperaturii de inversare a fazelor(TIF)

Acest parametru reprezintă o caracteristică a sistemului emulsie-surfactant şi este temperatura la care emulsia se inversează din tipul H/L în L/H şi invers.

Valoarea TIF este în general considerată temperatura la care proprietăţile hidrofile şi lipofile ale emulgatorului sunt în echilibru, deci aceasta reprezintă o măsură a valorii HLB a emulgatorului şi de aceea se mai numeşte şi temperatură HLB, fiecare emulgator având o temperatură optimă la care acţionează.

Page 21: Curs 4 - Emulsii I

Diagrame de faze ternare

Fig. 17. Proporţia celor trei componente, pentru fiecarepunct al diagramei ternare (A. LE HIR . 1997).Raportul de volum dintre cele două faze nemiscibile

Raportul de concentraţie a fazelor dintr-o emulsie este un factor important pentru stabilitate.

Page 22: Curs 4 - Emulsii I

Stabilitatea unei emulsii este cu atât mai mare cu cât faza internă este în cantitate mai mică decât faza externă sau cu cât raportul fază internă/fază externă este mai mic decât 1.

O emulsie ideală se va forma când volumul maxim ocupat de faza internă este de 74%,În general se consideră că emulsiile cele mai stabile au faza dispersată cuprinsă între 30-60%.Între proporţiile 26 şi 74 fază dispersată, teoretic sunt posibile ambele tipuri de emulsie.

Densitatea fazelor nemiscibile

Astfel, într-o emulsie pot exista următoarele posibilităţi:o d1>d2 . diferenţa este pozitivă, densitatea fazei interne (d1) este mai mare decât a fazei externe (d2); în acest

caz, picăturile se adună şi sedimentează (de exemplu, bromoform în emulsia preparată cu infuzie de flori de tei);

o d1=d2 . cele două lichide nemiscibile au densităţile egale; în acest caz picăturile fazei interne plutesc pe loc, în echilibru indiferent în faza externă;

o d1<d2 . diferenţa de densităţi este negativă, densitatea fazei interne este mai mică decât a fazei externe, picăturile se ridică la suprafaţa emulsiei sau cremează.

Deci prin apropierea sau egalizarea densităţii celor două lichide nemiscibile se pot realiza emulsii stabile.Acceleraţia gravitaţională

Sedimentarea picăturilor dispersate într-un lichid este guvernată de legea lui STOKES şi anume este direct proporţională cu gravitaţia.

Page 23: Curs 4 - Emulsii I

Sedimentarea va depinde de:o raza la pătrat a picăturilor dispersate;o diferenţa de densitate dintre cele două faze;o şi va fi invers proporţională cu viscozitatea fazei externe

Metodele de preparare a emulsiilor

În cazul emulsiilor de tipul L/H se adaugă faza lipofilă peste cea hidrofilă. Mulţi specialişti preferă procedeul invers, adică adăugarea fazei hidrofile peste cea lipofilă. Iniţial se va forma o emulsie H/L, deoarece există o cantitate de ulei mai mare, dar pe măsură ce se adaugă apa, vâscozitatea se măreşte până când se ajunge la punctul de inversare a fazelor şi emulsia H/L trece în tipul L/H;

pentru prepararea emulsiilor de tip invers H/L se procedează astfel: faza hidrofilă se adaugă lent, în mici porţiuni şi sub agitare continuă, în faza lipofilă, ambele faze fiind încălzite la o temperatură de 50-70 °C. Omogenizarea şi agitarea se continuă până la răcire, pentru a realiza o distribuţie cât mai bună a picăturilor fazei interne în faza lipofilă.

Temperatura

Page 24: Curs 4 - Emulsii I

În general, creşterea temperaturii reduce vîscozitatea sistemului şi măreşte mobilitatea picăturilor, iar aceşti doi factori tind să întârzie emulsionarea şi să favorizeze coalescenţa.

Timpul de amestecareS-a demonstrat că cele mai bune rezultate se obţin prin agitări intermitente, pentru ca emulgatorul să aibă timpul

necesar distribuirii între cele două faze şi să se adsoarbă la interfaţa apă-ulei, formând filmul interfacial.De asemenea, timpul de amestecare depinde şi de viteza cu care cele două lichide nemiscibile sunt agitate.Prezenţa electroliţilorÎn general, concentraţiile mici de electroliţi au rol stabilizant asupra emulsiei, prin conferirea de sarcini electrice

picăturilor fazei interne.În cazul în care în formulă sunt incluse cantităţi de electroliţi mari, de 10-15% se vor selecta emulgatorii neionici

pentru a preveni interacţiunile. Asigurarea stabilităţii emulsiilor în timp

Stabilitatea fizicăTrei fenomene majore sunt asociate cu stabilitatea fizică a emulsiilor:I. DezemulsionareaSepararea completă a unei emulsii în fazele sale componente este numită rupere, desfacere sau dezemulsionare

. adăugarea unei substanţe chimice;

. încărcătura microbiană schimbarea temperaturii;

. condiţii de depozitare neadecvate.Dezemulsionarea, se produce în două etape:

Flocularea reprezintă o agregare reversibilă a picăturilor fazei interne în “clusteri” de formă tridimensională. Coalescenţa reprezintă fenomenul de creştere, în care picăturile fazei interne ale unei emulsii tind să se

unească şi să formeze picături mari.

Page 25: Curs 4 - Emulsii I

Unirea completă a picăturilor conduce în final la separarea celor două faze nemiscibile.

Fig. 20. Reprezentarea schematică a diverselor stadii în coalescenţa a două picături de ulei din emulsia tip L/H (ROLAND M. . 1989)

II. Cremarea sau sedimentarea

Page 26: Curs 4 - Emulsii I

Cremarea constă în deplasarea în sus a picăturilor relativ dispersate ale fazei interne în faza externă, pe când sedimentarea este un proces invers, de deplasare în jos a acestora.

Fig. 21. Etapele modificării stabilităţii unei emulsii L/H(ST|NESCU V.-1983)a. cremare; b. şi f. dezemulsionare; c. floculare; d. coalescenţă; e. sedimentare.

III. Inversarea fazelor unei emulsii prin adăugarea unui electrolit

Page 27: Curs 4 - Emulsii I

Fig. 22. Inversarea unei emulsii de tip L/H în H/Lprin adăugarea de clorură de calciu

Stabilitatea chimică

Page 28: Curs 4 - Emulsii I

Emulsiile, ca orice formă farmaceutică, conţin materii prime diverse: substanţe medicamentoase şi substanţe auxiliare - faza hidrofilă, faza lipofilă şi emulgatorii, care pot suferi fenomene de degradare sub acţiunea oxigenului, catalizate de lumină.

Emulgatorii pot fi precipitaţi şi prin adăugarea unor substanţe în care ei sunt insolubili.

Substanţe medicamentoase dispersate într-o emulsie sunt supuse la autooxidare sau oxidare, descompunându-se.

Stabilitatea antimicrobiană

Cele mai multe formule de emulsii conţin asociate componente ca: proteine, carbohidraţi, steroli şi fosfatide, care sunt medii bune de dezvoltare a microorganismelor şi fungilor.

Contaminarea emulsiilor cu microorganisme şi fungi poate afecta negativ proprietăţile fizico-chimice şi reologice ale produsului, având ca urmare:

producerea de gaze; modificări de culoare, gust şi miros; hidroliza grăsimilor şi uleiurilor; modificarea pH-ului fazei hidrofile; modificarea (scăderea) viscozităţii emulsiei şi chiar spargerea emulsiei.

Realizarea caracterelor subiective

Formularea emulsiilor de uz intern şi extern (piele sau mucoase) are ca scop realizarea unor preparate cu caracteres subiective optime, care se referă la:

aspect;

Page 29: Curs 4 - Emulsii I

gust; miros; culoare.

Inocuitate,toleranta,eficacitate terapeutica