EMULSIONESEMULSIONES

DEFINICIÓN:

Dispersión de un líquido en otro en el cual es inmiscible. Por lo general se trata de 2 fases: ACUOSA/OLEOSA

FASE 1: gotas, glóbulos,

fase dispersa/ discontinua/interna

FASE 2: medio,

fase dispersante/continua/externa

El tamaño de la fase dispersa (glóbulos) puede oscilar entre cientos de nanómetros hasta unas micras. A nivel farmacéutico el valor nominal oscila entre 1 a 20 µm

CLASIFICACIÓN:CLASIFICACIÓN:

• Emulsiones o/w, el aceite mineral (un laxante), l ácido valproico (un anticonvulsionante), vitaminas liposolubles, los aceites vegetales y preparaciones para alimentación entérica

• Emulsiones w/o. emulsiones cosméticas y cremas tópicas

• Emulsiones dobles• Microemulsiones, 100nm, no estables a la dilución,

surfactante y cosurfactante

• Nanoemulsiones 300nm, homogenizadores de alta presión, estables a la dilusión, surfactantes con cadena hidrocarbonada larga.

tamaño de gota

apariencia

> 1 um lechosa

0,1-1 um blanco azulado

0,05-0,1 um gris semitransparente

< 0,05 um transparente

Las emulsiones pueden ser del tipo:

• w/o Efecto oclusivo. Reducen la evaporación del agua. Evitan la resequedad de la piel. Producen sensación de grasa.

• o/w Enmascaran el sabor desagradable de los aceites. Producen menos sensación grasosa. Se aplica y retira con mayor facilidad. Mejor aceptada por el paciente. Administración por vía intravenosa. Menor estabilidad microbiológica.

Emulsiones Farmacéuticas

•Enmascarar sabor

•Administrar sustancias oleosas

•Sistemas de liberación

USO

• interno: oral y parenteral

• externo

Como productos:

Emulsiones cosméticas (cremas)Emulsiones farmacéuticas:1) Cremas medicadas2) Emulsiones orales:Farmacopea: Emulsión de aceite de

hígado de bacalao, E. Aceite mineral, E. Aceite de ricino.

Característica: Se preparan en frío.

• Desventajas de la forma farmacéutica:Sistemas termodinámicamente inestables, que

pueden tener baja uniformidad de dosis causada por una distribución no uniforme de la fase dispersa.

FLOCULACIÓN

COALESCENCIA CREMACIÓN

Ruptura

CREMACIÓN

Inestabilidad física de las emulsiones

Estabilidad física de las emulsiones

Floculación o agregación: Proceso que consiste en la unión de los glóbulos de la fase dispersa en agregados. Aunque las gotas mantienen su identidad, cada agregado se comporta como una unidad. La formación de agregados favorece la formación de cremas y además es un paso previo a la coalescencia.

Coalescencia: Proceso por el cual las gotas de una emulsión se unen para formar gotas mayores. Cuando se observa este proceso en una emulsión, cabe esperar que finalmente se separen las dos fases completamente y se produzca la ruptura de la emulsión. El fenómeno de coalescencia lo que busca es reducir la alta energía del sistema minimizando el área interfacial.

• Formación de cremas: Este fenómeno es consecuencia de la acción de la gravedad sobre la fase dispersa y de la diferencia de densidades entre las dos fases que constituyen la emulsión. Si la densidad de las gotas es mayor que la de la fase externa, aquéllas se hundirán en la emulsión, mientras que si su densidad es menor tenderán a concentrarse en la porción superior.

• Inversión de fases: Este fenómeno puede aparecer en emulsiones cuya concentración en la fase dispersa es elevada y como resultado de la adición de compuestos o de la modificación de la temperatura.

Criterio de estabilidad de emulsiones:

Desde el punto de vista farmacéutico, una emulsión se considera estable sólo en el caso de que el número y el tamaño de las gotas de la fase interna, por unidad de volumen de la fase continua se mantuviese constante en el tiempo.

Inestabilidad fisicoquimica

Se acepta en una emulsion

farmacéutica?

Coalescencia NO

Floculación NO

cremación NO

Inversión de fases NO

agregación NO

Estabilización fisicoquímica de las emulsiones:

• Se puede mejorar de la siguiente manera: Reducción de la tensión interfacial Obtención de un tamaño de partícula pequeño y

uniforme. Prevención de la agregación y de la coalescencia por la

presencia de una alta barrera energética o estérica. Incremento en la viscosidad de la fase continua. Reducción en la diferencia de densidades entre las

diferentes fases. El cremado podría ser prevenido si la densidad entre las fases es idéntica.

Energiaenergía

Mecanismos de emulsificación

a) Por iónes b) Por sólidosc) Por polímeros d)Por surfactantes

MECANISMOS de EMULSIFICANTESMECANISMOS de EMULSIFICANTES

1. Estabilización termodinámica (reducción de la tensión interfacial)

2. Formación de una película interfacial que actúe como una barrera mecánica a la coalescencia.

3. Estabilización electrostática: por modificación de la doble capa eléctrica creando una barrera al acercamiento de las gotas.

4. Estabilización estérica: por formación de puentes interparticulares o desplazando las moléculas de agentes estabilizantes.

EMULSIFICANTES

1. TENSOACTIVOS:a) Aniónicos: aquellos cuya porción polar presenta carga

negativa (jabones, compuestos sulfonados y sulfatados. Solo para uso externo)

b) Catiónicos: cuya fracción polar se ioniza, adquiriendo carga positiva (sales de amonio cuaternario. Solo para uso externo)

c) No iónicos: los más importantes. Su porción lipofílica está constituída por un alcohol graso o un ácido (monoestearato de glicerilo, ésteres de sorbitán – Span- y derivados polioxietilénicos Tween-).

d) Anfóteros: cuya porción polar puede ionizarse positiva o negativamente (lecitina)

1. TENSOACTIVOS:

Dr. H. Casanova

2. COLOIDES HIDROFÍLICOS (gomas naturales:arábiga, tragacanto,. Polímeros:derivados de la celulosa)

3. SÓLIDOS FINAMENTE DIVIDIDOS: Que se adsorben en la interfase estabilizandoalgunas emulsiones (hidróxidos de metalespesados, arcillas, dióxidos de silicio)

EMULSIFICANTESEMULSIFICANTES

• Emulsificación y agentes emulsificantes: Existen dos clases de agentes emulsificantes:

Tensoactivos

otros

t. Iónicos

t. No Iónicos

Catiónicos

Aniónicos

Coloides protectores

Solidos Finamente divi.

Gomas

D. de celulosa

Bentonitatalco

COMPONENTES DE UNA EMULSIÓN DE USO FARMACÉUTICO

• FASE ACUOSA • FASE OLEOSA “NÚCLEO”• AGENTE EMULSIFICANTE + ADITIVOS OTROS TENSOACTIVOS CONSERVANTES,

EDULCORANTES SABORIZANTES Y COLORANTES ANTIOXIDANTES VISCOSANTES

Regla de Bancroft

Emulsion type depends more on the emulsifying agent than on the relative proportions of oil or water present or the methodology of preparing emulsion.

In general O/W emulsions –emulsifying agents that are more soluble in water than in oil.

W/O – emulsifying agents that are more soluble in oil than in water phase.

18

0

15

12

9

6

3

solubilizantes (15-18)

detergentes (13-15)

emulsificantes o/w (8-16)

humectantes (7-9)

emulsificantes w/o (3-6)

antiespumantes (2-3)

hidrofílicos

(solubles en agua)

dispersables en agua

lipofílicos

(solubles en aceite)

Estabilidad química de las emulsiones:

Incompatibilidad entre los diferentes componentes. Ej. Surfactantes de cargas opuestas.

Cambios de pH. Inestabilidad del P.A. o preservativo.

Oxidación causada por oxígeno atmosférico o

por la acción de los microorganismos. Ej. Enranciamiento de las grasas y aceites.

Estabilidad química de las emulsiones:

• Se puede mejorar de la siguiente manera: Estudios de las propiedades

fisicoquímicas de cada uno de los principios activos y componentes de la formulación.

Adición de antioxidantes a la formulación.El uso de buffer a fin de estabilizar el pH. Verificación de la compatibilidad de los

diferentes surfactantes.

Estabilidad microbiológica de las emulsiones:

• La contaminación de una emulsión por microorganismos puede afectar las propiedades fisicoquímicas del producto, causando problemas como la producción de gases, hidrólisis de aceites, cambios en el pH, en las características organolépticas (color, olor, sabor, aspecto).

Utilización de preservativos en ambas fases. Asegurando las calidad microbiológica de las materias

primas de origen natural. Asegurando un adecuado proceso de manufactura. Asegurando un adecuado proceso de distribución,

almacenamiento, dispensación y administración .

EQUIPO CLASICO PARA EMULSIONES (SYMEX)

Homogenización

HomogenizaciónHomogenización

EMULSIONES FARMACÉUTICASEMULSIONES FARMACÉUTICAS

Molino coloidal

• Características

Velocidad: 1000-20 000 r.p.m. Tamaño mínimo de gota: 1 μm Eficiencia energética de

emulsificación: media a alta Rata de flujo: 4-20 000 l h-1 Uso: emulsificación de líquidos

con intermedia a alta viscosidad

Homogenizadores de Jet de Alta Presión

Dr. H. Casanova

Homogenizadores de Ultrasonido

Dr. H. Casanova

microfluidizador

Método de inversión de fase

TIP temperatura de inversión de fase

Tensoactivos no iónicos:cloud point

70ºC 25ºC

Cloud point 50ºC

Caracterización y control

• Examen macroscópico (color, olor, aspecto).

• Determinación del signo de la emulsión

- Método de dilución (fluidas)- Método del colorante- Medidas de la conductividad eléctrica- Técnicas microscópicas (+colorante)

• Tamaño de glóbulo y homogeneidad- Análisis granulométricoMicroscópicoCoulter

Dr. H. Casanova

Estabilidad siguiendo la pérdida de turbidez por tramitancia

Propiedades reológicas

- tixotropía- Cambios de viscosidad rápidos- Relación viscosidad-proporción fase

interna

Fig. 1. Rheological behavior of non-ionic emulsions (N) with different emulsifier concentration (glyceryl monostearate) 48 h after preparation

Viscosímetro de cilindros concéntricos

Ensayos de estabilidad acelerados

- Fase de preformulación Determinación de la velocidad de formaciónde cremas o sedimentación por

centrifugación5 horas a 3750 rpm(˜ 1 año)- Almacenamiento a temperatura elevada- Estudios cíclicos con cambios de T° 4-

45ºC

Comparaciones de repaso de la unidad de dispersiones

Agentes Suspensiones Emulsiones

Tensión superficial

TensoactivosColoides protector

Humectante ()Dispersante

emulsificante

Potencial zeta ElectrólitosTensoactivos aniónicos

floculante emulsificante

reologia Coloides hidrófilicos

SuspensorVehículo estructurado

SuspensorVehículo estructurado