SISTEMAS DISPERSOS

EMULSIONESEMULSIONESFotoprotectores

Alimentación parenteral

Pomadas

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

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.

¿Por qué producir Emulsiones?

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.

TIPOS DE EMULSIÓN

EMULSIÓN OLEO ACUOSA (O/W)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 CONTINUA O EXTERNA O DIPERSANTE,

ACUOSA

FASE DISPERSA

OLEOSA

Emulsion Acuo – Oleosa (O/W)Emulsion Acuo – Oleosa (O/W)

Si se dipersa agua en aceite la emulsión resultante se denomina de agua/aceite (w/o).

FASE CONTINUA O EXTERNA O DIPERSANTE,

OLEOSAFASE DISPERSA

OLEOSA

Fotografía digital de emulsión primaria o/w con aumento 100x. (microscopio

Zeiss Estándar 20).

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 .

EMULSIONES MÚLTIPLES

O/A/O

A/O/A

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.

PROBLEMAS DE ESTABILIDAD DE LOS SISTEMAS EMULSIONADOS

CORTADOCORTADO

CREMADOCREMADOCOALESCENCIACOALESCENCIAFLOCULACIÓNFLOCULACIÓN

FLOTACIÓNFLOTACIÓN

EMULSIÓNEMULSIÓN

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.

LIPOFÍLICALIPOFÍLICA HIDROFÍLICAHIDROFÍLICA

Todos los emulgentes tienen la capacidad de acumularse en la interfase agua/aceite como películas superficiales y pueden actuar como barrera fisico-química.

AGUAAGUA

ACEITEACEITE

PROPIEDADES DESEABLES DE PROPIEDADES DESEABLES DE UN TENSIOACTIVOUN 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.

Los EMULGENTES O TENSIDESEMULGENTES O TENSIDES son compuestos que poseen en su molécula grupos lipófilos y grupos hidrófilos.

Los grupos hidrófilos (lipófobos)hidrófilos (lipófobos) son, entre otros, los siguientes:

Grupos hidroxilo, -OHGrupos hidroxilo, -OH Grupos carboxilo, además sus sales con catión Grupos carboxilo, además sus sales con catión

monovalentes (Na, K, NHmonovalentes (Na, K, NH44)) Grupos sulfato – 0 – S0Grupos sulfato – 0 – S022OH, además sus sales con OH, además sus sales con

catión novalente (Na)catión novalente (Na) Grupos sulfonato – CHGrupos sulfonato – CH22 – SO – SO22OH, además sus sales OH, además sus sales

con catión monovalente (Na)con catión monovalente (Na) Grupos amino – NHGrupos amino – NH22 , además los amino sustituido , además los amino sustituido

– NHR– NHR11 , - NR , - NR11RR22 Doble enlace entre carbonos – CH = CH –Doble enlace entre carbonos – CH = CH –

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+)

TIPOS DE EMULGENTES

Los emulgentes pueden clasificarse: 1.-Coloides hidrofílicos 2.-Tensioactivos o SURFACTANTES3.-Sólidos finamente divididos

MECANISMOS DE ACCION DE MECANISMOS DE ACCION DE LOS TENSIOACTIVOSLOS TENSIOACTIVOS

ACEITEACEITE

AGUAAGUA AGUAAGUA

ACEITEACEITE

Teoría LANGMUIR (Películas monomoleculares)Teoría LANGMUIR (Películas monomoleculares)

Teoría HARKIN’S (Teoría de la cuña) “Estructura geométrica del emulgenteTeoría HARKIN’S (Teoría de la cuña) “Estructura geométrica del emulgente

ACEITEACEITE

AGUAAGUAAGUAAGUA

ACEITEACEITE

EMULSIONES ESTABILIZADAS POR TENSIOACTIVOS

BALANCE HIDROFILICO-LIPOFILICO (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.

HLB

BALANCE LIPOFÍLICO HIDROFÍLICO(HLB)

Límites HLB Uso

0 – 3 Agentes antiespuma

4 – 6 Agentes emulsionantes A/O

7 – 9 Agentes humectantes

8 – 18 Agentes emulsionantes O/A

13 – 15 Detergentes

10 – 18 Agentes solubilizantes

00 2020LIPOFÍLICOSLIPOFÍLICOS HIDROFÍLICOSHIDROFÍLICOS

TENSIOACTIVOS NO IÓNICOS ( TENSIOACTIVOS NO IÓNICOS ( GriffinGriffin )

Sustancia A/O O/A

Acido esteárico - 17

Alcohol cetílico - 13

Lanolina anhidra 8 15

Aceite de algodónaceite mineral livianoaceite mineral pesado

-44

7.510 – 1210.5

Cera, cera de abejasmicrocristalinaparafina

5--

10 – 169.59

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

Nombrecomercial

Denominación química Indice HLB (± 1)

Span 20Span 20 Sorbitan-monolauratoSorbitan-monolaurato 8.68.6

Span 40Span 40 Sorbitan-monopalmitatoSorbitan-monopalmitato 6.76.7

Span 60Span 60 Sorbitan-monoestearatoSorbitan-monoestearato 4.74.7

Span 65Span 65 Sorbitan-triestearatoSorbitan-triestearato 2.12.1

Span 80Span 80 Sorbitan-monooleatoSorbitan-monooleato 4.34.3

Span 85Span 85 Sorbitan-trioleatoSorbitan-trioleato 1.81.8

METODO DE ELABORACIÓN DE

EMULSIONES

Emulsificación propuesta por Griffin1.1. Determinar la finalidad, oral o tópico; el tipo Determinar la finalidad, oral o tópico; el tipo

de emulsión (O/A o A/O) y los componentes de emulsión (O/A o A/O) y los componentes apropiados.apropiados.

2.2. Calcular el valor HLB (equilibrio hidrófilo-Calcular el valor HLB (equilibrio hidrófilo-lipófilo) aproximado.lipófilo) aproximado.

3.3. Mezclar los emulgentes de HLB bajo y alto Mezclar los emulgentes de HLB bajo y alto HLB, calculados. (10 a 30% de la fase 0).HLB, calculados. (10 a 30% de la fase 0).

4.4. Disolver los componentes liposolubles y los Disolver los componentes liposolubles y los emulgentes en el aceite. Calentar, en caso emulgentes en el aceite. Calentar, en caso que sea necesario, aproximadamente 5-10°C que sea necesario, aproximadamente 5-10°C por encima del punto de fusión del compo-por encima del punto de fusión del compo-nente con mayor punto de fusión (70-80°C).nente con mayor punto de fusión (70-80°C).

5.5. Disolver los componentes hidrosolubles (salvo Disolver los componentes hidrosolubles (salvo los ácidos y las sales) en cantidad suficiente los ácidos y las sales) en cantidad suficiente de agua.de agua.

6.6. Calentar la fase acuosa a 3 - 5°C mayor que la Calentar la fase acuosa a 3 - 5°C mayor que la fase oleosa fase oleosa

7.7. Agregar la fase acuosa a la fase oleosa con Agregar la fase acuosa a la fase oleosa con agitación adecuada.agitación adecuada.

8.8. Si se utilizan ácidos o sales, disolverlos en Si se utilizan ácidos o sales, disolverlos en agua y agregar la solución a la emulsión fría.agua y agregar la solución a la emulsión fría.

9.9. Examinar la emulsión y efectuar correcciones Examinar la emulsión y efectuar correcciones en la formulación si el producto es inestable. en la formulación si el producto es inestable.

HLB de una fórmula compuesta Cera Blanca 15% (oleosa)Esperma de ballena 12% (oleosa)Aceite de almendra 50% (oleosa)Otros componentes no oleosos 5%Emulsionantes 5%Agua destilada c.s.p. 100%

Primero se establece el porcentaje de la fase oleosa respecto a la fórmula total :

77%

-A continuación se establece la fracción de cada componente oleoso:

Cera Blanca = 15/77 = 0.20Aceite de almendra = 50/77 = 0.65Esperma de ballena = 12/77 = 0.16-La fracción hallada se multiplica por el

HLB de cada uno:Cera Blanca = 0.20 x 15 = 3.0Aceite de almendra = 0.65 x 10 = 6.5Esperma de ballena = 0.16 x 15 = 2.4

HLB 11.9HLB 11.9

- 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 ---- 100%11,9 ---- X

X = 79.8% de Tween 60X = 79.8% de Tween 60La diferencia 20.2% de Span 60, 65, 85 (de La diferencia 20.2% de Span 60, 65, 85 (de bajo HBL)bajo HBL)

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

Nombrecomercial

Denominación química Indice HLB (± 1)

Span 20Span 20 Sorbitan-monolauratoSorbitan-monolaurato 8.68.6

Span 40Span 40 Sorbitan-monopalmitatoSorbitan-monopalmitato 6.76.7

Span 60Span 60 Sorbitan-monoestearatoSorbitan-monoestearato 4.74.7

Span 65Span 65 Sorbitan-triestearatoSorbitan-triestearato 2.12.1

Span 80Span 80 Sorbitan-monooleatoSorbitan-monooleato 4.34.3

Span 85Span 85 Sorbitan-trioleatoSorbitan-trioleato 1.81.8

> Agitación> Agitación

para para emulsionaremulsionar

Fase Fase AcuosaAcuosa

70ºC70ºC

Fase oleosaFase oleosa

Tª 70ºCTª 70ºC

<Agitación<Agitación

para enfriarpara enfriar

EMULSION o/w EMULSION o/w (aceite/agua)(aceite/agua)

- Aromatización- Aromatización

- Edulcoración- Edulcoración

- Conservación (Metil y propil parabenos; BHA, BHT)- Conservación (Metil y propil parabenos; BHA, BHT)

FACTORES CRÍTICOS EN LA FABRICACIÓN DE EMULSIONES

VELOCIDAD DE AGITACIÓN DURANTE LA VELOCIDAD DE AGITACIÓN DURANTE LA EMULSIFICACIÓN.EMULSIFICACIÓN.

VELOCIDAD DE AGITACIÓN DURANTE EL VELOCIDAD DE AGITACIÓN DURANTE EL ENFRIAMIENTO.ENFRIAMIENTO.

TEMPERATURA DE ELABORACIÓN.TEMPERATURA DE ELABORACIÓN. VELOCIDAD DE ADICIÓN DE LAS FASES.VELOCIDAD DE ADICIÓN DE LAS FASES. ORDEN DE ADICIÓN DE LAS FASES.ORDEN DE ADICIÓN DE LAS FASES. “ “ PROVEEDOR DE LOS EMULGENTES”.PROVEEDOR DE LOS EMULGENTES”.

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 (100 – 500 khz)

Agitador de HéliceAGITADOR ANCORA INOXPHAL

Líquidos de alta viscosidad.

Mezcla o emulsión Tipo de agitación:

Tangencial y Axial

Homogeneizador manual

Paleta agitadora

Homogeneizador

DEFLECTORES

Homogeneizador Planetario

Mezclador VMI-Raniery

Alta performance Trabaja a vacío o

presión. Fácil dosificación de

componentes En Caliente/Frío Fácil mantenimiento

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.

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

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.

Control de calidad

Estabilidad del sistema: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:Características reológicas: Tixotropía, Cambios de viscosidad rápidos, Relación viscosidad – proporción fase interna.

Control de calidad

Cuantificación de fases:Cuantificación de fases: Superficie de todos los glóbulos

. Grado de DispersibilidadGrado de Dispersibilidad = Volumen de todos los glóbulos Disgregabilidad:Disgregabilidad: Identificación:Identificación: Límites microbianos:Límites microbianos: Llenado mínimo:Llenado mínimo: pH.pH.