INFORME 6B DE FORMAS FARMACEUTICAS HETERODISPERSAS – SUSPENSIONES

PROCEDIMIENTO:

1. Tome muestras de arena lavada, clasificarlas por tamaño y anote sus características en el cuadro No 12. Pese 5 gramos de arena de cada uno de los tamaños asignados. 3. Tome 4 probetas de 25 mL y adicione 10 mL de agua filtrada. Sobre el agua incorpore usted la muestra de arena correspondiente y marque adecuadamente la probeta. Complete a volumen con agua filtrada. 4. Tome una de las probetas y agítela vigorosamente hasta dispersar totalmente la arena. 5. Mantenga la probeta en posición invertida y tapada. Voltéela a su posición normal y al colocarla sobre la mesa de trabajo, comience a contabilizar el tiempo que requiere la arena para sedimentar. Anote este dato en el cuadro No 2. Este procedimiento debe usted repetirlo tres veces desde (4) hasta (5). 6. Repita todo el procedimiento (numerales 4 y 5) con cada una de las muestras preparadas y anote los datos en el cuadro No 2. 7. Saque por decantación 10 mL de agua de cada una de las muestras y remplácelos por dispersión acuosa de carboximetilcelulosa al 1%. Mezcle bien cada muestra para incorporar perfectamente el suspensor.

MARCO TEÓRICO

El suelo es la parte superficial de la corteza terrestre, su composición es muy compleja, es fácil observar que se tienen diferentes clasificaciones en base a su composición, funcionalidad y/o características físicas. El suelo arenoso es un tipo de suelo con carácter inorgánico, sin retención de agua y poco útil para la agricultura.

El suelo arenoso está compuesto por arena. La arena es un conjunto de partículas de rocas disgregadas. El componente más común de la arena continental es la sílica SiO2 en forma de cuarzo, pero en general se considera su composición como muy compleja. La arena es caracterizada por granulometría principalmente.

La regla ISO 14688-1 establece los principios básicos para la identificación y clasificación de suelos en base a ciertos materiales de referencia y las masas características de estos. Establece que del rango de 0.063 a 2.00 mm de tamaño de partícula está la arena, por debajo de esto se le conoce como limo hasta 0.02mm ya que por debajo es arcilla. Cuando el tamaño de partícula es mayor a 2.00 mm se le conoce como grava (2.0-63mm) a estas partículas, la grava fina tiene un tamaño de partícula de 2.00-6.3mm.Así se puede ver que en nuestro estudio se usó arena y alguna especie de grava fina, así que es bastante probable que los límites de tamaño del material a usado estén entre

0.063 y 6.3mm como mínimo y máximo, era fácil constatar que el material era inorgánico por su gran fluidez, según el sistema de clasificación de suelos unificado (USCS en inglés), que clasifica a los suelos por la textura y el tamaño del grano.

El cuarzo es un material insoluble, compuesto por una red continua de dióxido de silicio, con los átomos unidos por medio de enlaces covalentes. La gravedad específica es de 2.65 y disminuye ligeramente cuando hay impurezas. Es de esperar que al ser un material tan denso la velocidad de sedimentación de este sea grande cuando se agrega al agua. Densidad de la arena (2.14-2,36)

La arena en la industria farmacéutica es usada para filtros de agua, el secado de drogas vegetales, la fabricación de la planta de producción y el uso en pruebas para conminución en molinos. El cuarzo se usa en sensores, celdas para lecturas en espectroscopia UV, etc.

Probablemente la elección de arena como material para hacer el estudio de la relación entre el tamaño de partícula y la velocidad de sedimentación esté fundamentado en que esta al caer tan rápido permita hacer las mediciones del tiempo de sedimentación de una manera rápida pero pudiendo hacer una comparación entre un rango amplio de tamaños de partícula, todo esto es posible gracias a la gran densidad de la arena en comparación al agua.

En una suspensión para uso farmacéutico se debe asegurar uniformidad de dosis en la formulación a administrar, pero el principal tipo de desventaja en sistemas tipo suspensión es principalmente su inestabilidad física que se ve reflejada principalmente en procesos como la sedimentación. La sedimentación es causada por la fuerza de gravedad, la sedimentación no se debe dar durante la vida útil del producto. La velocidad de sedimentación es así una variable que se debe controlar para asegurar la calidad de un producto está gobernada por la ley de Stokes:

v=2r2 (d−D )g

9η

Donde r es el radio de la partícula, d es la densidad del sólido, D es la densidad del medio dispersante, g es la constante de gravedad y n es la viscosidad.

Así en nuestro estudio esperamos que la estabilidad física sea menor cuando el diámetro de la partícula de arena sea mayor, y esta tendencia se dé también en el sistema con agente viscosante, pero se note una disminución en la magnitud en la que se da la velocidad de sedimentación.

Hay que tener en cuenta que la velocidad de sedimentación es la velocidad máxima en la cual la partícula en el medio cae (velocidad límite), pero como la aceleración es debida a g esta es constante; la ley de Stokes así mismo hace varias aproximaciones en el comportamiento de la partícula en el fluido: 1) El flujo es laminar, debido a que tiene un bajo número de Reynolds, 2) Las partículas son esféricas, 3) El material es uniforme en composición, 4) Las partículas son lisas y 5) no interfieren unas con otras.

Como métodos para controlar la velocidad de sedimentación se tiene en cuenta el control de variables como tamaño de partícula y la viscosidad de la fase dispersante, entre varias, en este trabajo se estudian ambas y se compara su efecto.

La viscosidad se estudia mediante la comparación entre la velocidad de sedimentación de partículas de cierto tamaño en un medio acuoso simple y la velocidad de sedimentación de partículas con el mismo tamaño en un medio acuoso al que se le a agregado un agente viscosante. El agente viscosante usado fue carboximetilcelulosa sódica que es usada también como agente de cobertura con propiedades citoprotectoras, estabilizante, desintegrante, absorbente de agua y bioadhesivo. La CMC es usada como agente suspensor en formulaciones perorales en concentraciones del 0.1 al 1.0%. La CMC posee estabilidad entre pH de 4 a 10.

Existen varios grados de viscosidad del CMC sódico:

RESULTADOS

Se encontró lo que se esperaba, es decir que al aumentar el radio de la partícula el tiempo de sedimentación era más pequeño por lo cual la velocidad de sedimentación era mayor a la de la arena más fina.

Cuando se agregaba el agente viscosante la velocidad de sedimentación disminuía.

Muestra No.

Fluctuación del tamaño de partícula

(μm)1 < 0.177 (0.063)2 0.177-0.2973 0.297-0.5904 0.590-2.0005 > 2.00 (6.3)

El tamaño de la partícula promedio de partículas se obtuvo haciendo una media aritmética entre el valor inferior y el superior de cada intervalo, el valor en la primera muestra se obtuvo según la norma internacional ISO 14688-1 para la arena, de la misma manera se hizo con el valor máximo de la muestra No. 5

Muestra

Tiempo de sedimentación (s)Suspensión en

aguaSuspensión en CMC

al 1%1 2 3 1 2 3

1 32.06

31.14

33.09

51.76

51.86 57.88

2 23.54

24.09

25.28

38.53

43.27 39.38

3 3.24 3.76 3.17 5.23 5.34 5.064 1.84 1.71 1.82 2.40 2.85 2.865 1.50 1.28 1.24 1.49 1.94 1.21

Se obtuvo el valor promedio de todos los tiempos de sedimentación y se promedio, para obtener los valores de velocidad de sedimentación:

Muestra

Fluctuación del tamaño de

partícula (mm)

Tiempo promedio de

sedimentación (seg)

Velocidad promedio de

sedimentación (seg-1)

En agua

En CMC

En agua En CMC

1 < 0.177 32.10 53.83 0.031 0.019

2 0.177-0.297 24.30 40.39 0.041 0.025

3 0.297-0.590 3.39 5.21 0.295 0.192

4 0.590-2.000 1.79 2.70 0.559 0.370

5 > 2.00 1.34 1.55 0.746 0.647

Se usó en últimas esta tabla para obtener una gráfica de barras mostrando la variación de factores como tiempo de sedimentación y velocidad de sedimentación frente al tamaño promedio de partículas. En la gráfica velocidad de sedimentación versus tamaño de partícula se observa que esta tiende a aumentar a medida que se aumenta el tamaño de partícula de la arena. Cuando se añade un agente viscosante esta velocidad se vuelve menor, lo que es favorable, en el contexto farmacéutico.

< 0.1770.297-0.590 > 2.00

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

AGUACMC 0.4%

Fluctuación del tamaño de partícula (mm)

Velo

cidad

de

Sedi

men

-ta

ción

(1/s

)

Al observar la gráfica de tiempo de sedimentación se observa que es mucho mayor a medida que se disminuye el tamaño de partícula ya que la velocidad de sedimentación es pequeña, el tiempo de sedimentación aumenta aún más cuando se añade un agente suspensor (Azul), debido a que disminuye la velocidad de sedimentación por aumento en la viscosidad.

< 0.1770.297-0.590 > 2.00

0.0010.0020.0030.0040.0050.0060.00

AguaCMC 0.4%

Fluctuación del tamaño de partícula (mm)

Tiem

po d

e Se

dim

enta

ción

(s)

En este caso se podría tener un cumplimiento de la ley de Stokes ya que se cumplen varias de las aproximaciones: el flujo es laminar, los granos de arena tienen una forma esférica y una superficie lisa en muchos casos, aunque pues no estaría decir que la composición es constante, ya que dentro del mismo estudio se utilizaron arenas con diferentes aspectos lo cual es un reflejo en cada caso de una composición química específica. SERÍA CHÉVERE ENCONTRAR LOS DATOS DE VISCOSIDAD PARA HABER SI SE ENCUENTRA A TRAVÉS DE LA LEY DE STOKES EL DIÁMETRO DE PARTÍCULA APROPIADO EN CADA CASO, ADEMÁS CON LA VISCOCIDAD DE LA CMC 0.4%

[g = 9.8 m/s2; d = 2.14-2.36 g/cm3; D = 0.99821 g/cm3; n= 1.0020 cp; T= 20°C ]