SISTEMAS DISPERSOS EMULSIONES

Transcripción

1 SISTEMAS DISPERSOS EMULSIONES Pomadas Alimentación parenteral Fotoprotectores

2 Emulsiones: Son sistemas heterogéneos bifásicos, bifásicos constituidos por dos líquidos no miscibles entre sí, uno de los cuales está disperso, en forma de glóbulos, en el seno del otro.

3 Por qué producir Emulsiones? En tecnología farmacéutica y en cosmética. -Las emulsiones o/w se utilizan para administrar sustancias grasas, insolubles o de gusto desagradable por vía oral, -También para sustancias insolubles por vía parenteral -En cosmética.

4 Fases de una emulsión Fase dispersa: Llamada fase interna o discontinua, generalmente es la que contiene al principio activo. Glóbulos. Fase dispersante: Llamada fase externa a continua, es la que constituye el medio de la emulsión.

5 TIPOS DE EMULSIÓN EMULSIÓN OLEO ACUOSA (O/W) Cuando se dispersa el aceite en el agua, en forma de pequeñas gotitas, se produce una emulsión del tipo aceite/agua (o/w). FASE DISPERSA OLEOSA FASE CONTINUA O EXTERNA O DIPERSANTE, ACUOSA

6 Emulsion Acuo Oleosa (O/W) Si se dipersa agua en aceite la emulsión resultante se denomina de agua/aceite (w/o). FASE DISPERSA OLEOSA FASE CONTINUA O EXTERNA O DIPERSANTE, OLEOSA

7 Fotografía digital de emulsión primaria o/w con aumento 100x. (microscopio Zeiss Estándar 20).

8 EMULSIONES MULTIPLES También se pueden encontrar sistemas más complicados, en que una gota de aceite engloba una gota de agua y a su vez la gota de aceite está dispersa en agua. Estos tipos de emulsiones se denominan EMULSIONES MÚLTIPLES.

9 EMULSIONES MÚLTIPLES O/A/O A/O/A

10 FACTORES DETERMINANTES DEL TIPO DE EMULSIÓN 1-SOLUBILIDAD DEL EMULGENTE: aquella fase en la cual el emulgente presenta mayor solubilidad será la fase continua. 2.-RELACION FASE/VOLUMEN: la fase que está en mayor proporción tenderá a formar la fase externa. La relación fase-volumen no es decisiva para determinar el tipo de una emulsión.

11 PROBLEMAS DE ESTABILIDAD DE LOS SISTEMAS EMULSIONADOS FLOCULACIÓN COALESCENCIA CREMADO EMULSIÓN CORTADO FLOTACIÓN

12 EMULGENTES Para producir una emulsión estable es necesario disminuir esta tensión o bien proteger la fase emulsionada con una película para impedir la coalescencia de los glóbulos. Esta es la razón por la cual se agregan sustancias emulgentes. LIPOFÍLICA HIDROFÍLICA

13 Todos los emulgentes tienen la capacidad de acumularse en la interfase agua/aceite como películas superficiales y pueden actuar como barrera fisicoquímica. AGUA ACEITE

14 PROPIEDADES DESEABLES DE UN TENSIOACTIVO Reducir la tensión superficial por debajo de 10 dinas/cm. Ser adsorbidos rápidamente, alrededor de las gotas dispersas, como una película condensada elástica, no adherente. Impartir a las gotitas un potencial eléctrico adecuado para asegurar la repulsión mutua. Aumentar la viscosidad de la emulsión. Ser efectivos en una concentración razonable baja.

15 Los EMULGENTES O TENSIDES son compuestos que poseen en su molécula grupos lipófilos y grupos hidrófilos. Los grupos hidrófilos (lipófobos) son, entre otros, los siguientes: Grupos hidroxilo, -OH Grupos carboxilo, además sus sales con catión monovalentes (Na, K, NH4) Grupos sulfato 0 S02OH, además sus sales con catión novalente (Na) Grupos sulfonato CH2 SO2OH, además sus sales con catión monovalente (Na) Grupos amino NH2, además los amino sustituido NHR1, - NR1R2 Doble enlace entre carbonos CH = CH

16 Los grupos lipófilos (hidrófobos) son, entre otros los siguientes: Cadena carbonada CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3 Compuestos carbonadas cíclicos (ciclopentanoperfhidrofenantreno) Grupos carboxilo con cationes bivalentes ( - COO)2 Ca (Mg2+, Hg2+)

17 TIPOS DE EMULGENTES Los emulgentes pueden clasificarse: 1.-Coloides hidrofílicos 2.-Tensioactivos o SURFACTANTES 3.-Sólidos finamente divididos

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22 MECANISMOS DE ACCION DE LOS TENSIOACTIVOS Teoría LANGMUIR (Películas monomoleculares) ACEITE AGUA ACEITE AGUA Teoría HARKIN S (Teoría de la cuña) Estructura geométrica del emulgente ACEITE ACEITE AGUA AGUA

23 EMULSIONES ESTABILIZADAS POR TENSIOACTIVOS

24 BALANCE HIDROFILICOLIPOFILICO (HLB) Es un concepto ideado por Griffin (1949). En una emulsión, el valor del HLB del emulsionante intenta estimar la atracción simultánea que experimenta por las fases acuosa y oleosa.

25 HLB

26 BALANCE LIPOFÍLICO HIDROFÍLICO (HLB) TENSIOACTIVOS NO IÓNICOS ( Griffin ) 20 0 LIPOFÍLICOS Límites HLB Uso HIDROFÍLICOS Sustancia A/O O/A Acido esteárico Agentes antiespuma Alcohol cetílico Agentes emulsionantes A/O Lanolina anhidra Agentes humectantes 8 18 Agentes emulsionantes O/A Aceite de algodón aceite mineral liviano aceite mineral pesado Detergentes Agentes solubilizantes Cera, cera de abejas microcristalina parafina

27 Nombre comercial Denominación química Indice HLB (± 1) Span 20 Sorbitan-monolaurato 8.6 Span 40 Sorbitan-monopalmitato 6.7 Span 60 Sorbitan-monoestearato 4.7 Span 65 Sorbitan-triestearato 2.1 Span 80 Sorbitan-monooleato 4.3 Span 85 Sorbitan-trioleato 1.8 Nombre comercial Denominación química Indice HLB (± 1) Tween 20 Polioxietilen- (20)-Sorbitan-monolaurato 16.7 Tween 40 Polioxietilen- (20)-Sorbitan-monopalmitato 15.6 Tween 60 Polioxietilen- (20)-Sorbitan-monoestearato 14.9 Tween 61 Polioxietilen- (4 )-Sorbitan-monoestearato 9.6 Tween 65 Polioxietilen- (20)-Sorbitan-triestearato 10.5 Tween 80 Polioxietilen- (20)-Sorbitan-monooleato 15.0 Tween 85 Polioxietilen- (20)-Sorbitan-trioleato 11.0

28 METODO DE ELABORACIÓN DE EMULSIONES

29 Emulsificación propuesta por Griffin Determinar la finalidad, oral o tópico; el tipo de emulsión (O/A o A/O) y los componentes apropiados. Calcular el valor HLB (equilibrio hidrófilolipófilo) aproximado. Mezclar los emulgentes de HLB bajo y alto HLB, calculados. (10 a 30% de la fase 0). Disolver los componentes liposolubles y los emulgentes en el aceite. Calentar, en caso que sea necesario, aproximadamente 5-10 C por encima del punto de fusión del componente con mayor punto de fusión (70-80 C).

30 Disolver los componentes hidrosolubles (salvo los ácidos y las sales) en cantidad suficiente de agua. Calentar la fase acuosa a 3-5 C mayor que la fase oleosa Agregar la fase acuosa a la fase oleosa con agitación adecuada. Si se utilizan ácidos o sales, disolverlos en agua y agregar la solución a la emulsión fría. Examinar la emulsión y efectuar correcciones en la formulación si el producto es inestable.

31 HLB de una fórmula compuesta Cera Blanca Esperma de ballena Aceite de almendra Otros componentes no oleosos Emulsionantes Agua destilada c.s.p. 15% (oleosa) 12% (oleosa) 50% (oleosa) 5% 5% 100% Primero se establece el porcentaje de la fase oleosa respecto a la fórmula total : 77%

32 -A continuación se establece la fracción de cada componente oleoso: Cera Blanca = 15/77 = 0.20 Aceite de almendra = 50/77 = 0.65 Esperma de ballena = 12/77 = La fracción hallada se multiplica por el HLB de cada uno: Cera Blanca = 0.20 x 15 = 3.0 Aceite de almendra = 0.65 x 10 = 6.5 Esperma de ballena = 0.16 x 15 = 2.4 HLB 11.9

33 - Se busca en las tablas cual es el tensioactivo cuyo HLB concuerda o se acerca al valor hallado según la tabla Tween 60 HLB = 14.9 y se procede de la siguiente manera: 14,9 11, % X X = 79.8% de Tween 60 La diferencia 20.2% de Span 60, 65, 85 (de bajo HBL)

34 Nombre comercial Denominación química Indice HLB (± 1) Span 20 Sorbitan-monolaurato 8.6 Span 40 Sorbitan-monopalmitato 6.7 Span 60 Sorbitan-monoestearato 4.7 Span 65 Sorbitan-triestearato 2.1 Span 80 Sorbitan-monooleato 4.3 Span 85 Sorbitan-trioleato 1.8 Nombre comercial Denominación química Indice HLB (± 1) Tween 20 Polioxietilen- (20)-Sorbitan-monolaurato 16.7 Tween 40 Polioxietilen- (20)-Sorbitan-monopalmitato 15.6 Tween 60 Polioxietilen- (20)-Sorbitan-monoestearato 14.9 Tween 61 Polioxietilen- (4 )-Sorbitan-monoestearato 9.6 Tween 65 Polioxietilen- (20)-Sorbitan-triestearato 10.5 Tween 80 Polioxietilen- (20)-Sorbitan-monooleato 15.0 Tween 85 Polioxietilen- (20)-Sorbitan-trioleato 11.0

35 > Agitación <Agitación para emulsionar Fase Acuosa para enfriar 70ºC Fase oleosa Tª 70ºC EMULSION o/w (aceite/agua) - Aromatización - Edulcoración - Conservación (Metil y propil parabenos; BHA, BHT)

36 FACTORES CRÍTICOS EN LA FABRICACIÓN DE EMULSIONES VELOCIDAD DE AGITACIÓN DURANTE LA EMULSIFICACIÓN. VELOCIDAD DE AGITACIÓN DURANTE EL ENFRIAMIENTO. TEMPERATURA DE ELABORACIÓN. VELOCIDAD DE ADICIÓN DE LAS FASES. ORDEN DE ADICIÓN DE LAS FASES. PROVEEDOR DE LOS EMULGENTES.

37 EQUIPOS 1.- Agitadores mecánicos: DE HELICE, DE ANCLA. 2.- Homogeneizadores (ULTRATURREX) 3.- Molino Coloidal: Para disminuir el tamaño de glóbulos, después de fabricada la emulsión. 4.- Dispositivos ultrasónicos ( khz)

38 Homogeneizador manual Agitador de Hélice AGITADOR ANCORA INOXPHAL Líquidos de alta viscosidad. Mezcla o emulsión Tipo de agitación: Tangencial y Axial

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40 Homogeneizador Planetario DEFLECTORES Paleta agitadora Homogeneizador

41 Mezclador VMIRaniery Alta performance Trabaja a vacío o presión. Fácil dosificación de componentes En Caliente/Frío Fácil mantenimiento

42 Mezclador Emulsionador Contra Rotante Mezcla contra rotante Raspador en giro horario y paletas de agitación en giro antihorario. Alto poder de cizalla Proceso hidráulico de limpieza, etc.

43 Molino Coloidal Pasa la emulsión por un rotor de alta velocidad, ajustable. Se somete a una gran fuerza de corte produciendo una dispersión fina de tamaño uniforme. Usado también para pulverización de sólidos. Genera calor - refrigerar

44 METODOS DE IDENTIFICACIÓN DEL TIPO DE EMULSIÓN TINCION MEDIANTE COLORANTES (FASE EXTERNA): Acuosos u Oleosos METODO DE DILUCIÓN DE LA FASE EXTERNA: Para ver dispersión o no en medio acuoso CONDUCTIVIDAD ELECTRICA.

45 Control de calidad Estabilidad del sistema: Las emulsiones no coalescen a temperatura ambiente después de ser congeladas y descongeladas repetidamente ni a temperaturas elevadas de hasta 50 C. Grado de emulsificación: Nº de glóbulos en que se divide un ml de fase interna. Determinación de la velocidad de formación de cremas o sedimentación por centrifugación (5 h a 3750 rpm-1 año) Características reológicas: Tixotropía, Cambios de viscosidad rápidos, Relación viscosidad proporción fase interna.

46 Control de calidad Cuantificación de fases: Superficie de todos los glóbulos. Grado de Dispersibilidad = Volumen de todos los glóbulos Disgregabilidad: Identificación: Límites microbianos: Llenado mínimo: ph.