suspensiones

SUSPENSIONESSUSPENSIONES

Mercedes Fernández ArévaloMercedes Fernández Arévalo

CLASIFICACIÓN DE OSTWALDCLASIFICACIÓN DE OSTWALD

Dispersiones groserasDispersiones groseras

ColoidesColoides

Soluciones verdadesSoluciones verdades

Ø part. > 0.1 Ø part. > 0.1 µµµµµµµµmm

0.1 0.1 µµµµµµµµm > Ø part. > 0.001 m > Ø part. > 0.001 µµµµµµµµmm

Ø part. < 0.1 Ø part. < 0.1 µµµµµµµµmm

FIFI

ESTADO DE AGREGACIÓN DE LA MATERIAESTADO DE AGREGACIÓN DE LA MATERIA

FE FI TIPO DE SISTEMA EJEMPLOFE FI TIPO DE SISTEMA EJEMPLO

Gas Sólido Aerosol Gas Sólido Aerosol HumoHumo

Gas Líquido Aerosol Gas Líquido Aerosol NieblaNiebla

Líquido Sólido Suspensión, sol. Líquido Sólido Suspensión, sol. colidalcolidal SuspSusp., tinta., tintaLíquido Líquido EmulsiónLíquido Líquido Emulsión LecheLecheLíquido Gas Espuma Líquido Gas Espuma E. de afeitarE. de afeitar

Sólido Sólido Sol sólido Sólido Sólido Sol sólido PerlasPerlasSólido Líquido Sólido Líquido EmulEmul. sólida Mantequilla . sólida Mantequilla Sólido Gas Espuma sólidaSólido Gas Espuma sólida

APLICACIONESAPLICACIONES

•• Problemas de deglución:Problemas de deglución:F.FF.F. líq. admón. oral (. líq. admón. oral (fcofco. insoluble).. insoluble).

•• Estabilidad limitada en disoluciónEstabilidad limitada en disolución+ (suspensión extemporánea).+ (suspensión extemporánea).

•• Proporcionar superficie de contacto Proporcionar superficie de contacto elevada:elevada:Toxinas, neutralizar Toxinas, neutralizar pHpH, …, …

•• Enmascarar sabor.Enmascarar sabor.•• VehiculizarVehiculizar sist.sist. fcofco. de . de L.CL.C. (complejos).. (complejos).•• ......



““SUSPENSIÓN ESTABLESUSPENSIÓN ESTABLE””

SDHSDH

INESTABILIDAD TERMODINÁMICAINESTABILIDAD TERMODINÁMICA

•• Tiempo de estabilidadTiempo de estabilidad•• RedispersiónRedispersión fácilfácil•• Viscosidad equilibradaViscosidad equilibrada•• Comportamiento reológico adecuadoComportamiento reológico adecuado•• FI: tamaño pequeño y homogéneoFI: tamaño pequeño y homogéneo


FORMULACIÓNFORMULACIÓN

1.1. HumectaciónHumectación

2.2. Sedimentación (Floculación controlada)Sedimentación (Floculación controlada)

3.3. Tamaño de partículaTamaño de partícula

4.4. ReologíaReología


1.1. HUMECTACIÓNHUMECTACIÓNLA DIFUSIÓN DE UN LÍQUIDO SOBRE UN

SÓLIDO SÓLO OCURRIRÁ SI EL TRABAJO SE ADHESIÓN SUPERA AL DE COHESIÓN

= + = + -- WA WA LLγγγγγγγγ

SSγγγγγγγγ

LSLSγγγγγγγγ

HUMECTANTEHUMECTANTE


1.1. HUMECTACIÓNHUMECTACIÓN

Ángulo de contactoÁngulo de contacto

SÓLIDOSÓLIDO

AIREAIRE


LLγγγγγγγγ

SSγγγγγγγγ


SSγγγγγγγγ

LLγγγγγγγγ

coscosθθ ==SSγγγγγγγγ


LLγγγγγγγγ

θθ

Sólidos Sólidos hidrofílicoshidrofílicos Sólidos Sólidos hidrofóbicoshidrofóbicos


1.1. HUMECTACIÓNHUMECTACIÓN

Ángulo de contactoÁngulo de contacto

1.1. Sólidos Sólidos hidrofílicoshidrofílicos

2.2. Sólidos Sólidos hidrofóbicoshidrofóbicos

AGENTES HUMECTANTESAGENTES HUMECTANTES



1.1. TENSIOACTIVOS (HLB = 7 TENSIOACTIVOS (HLB = 7 –– 9)9)

Orienta su cadena Orienta su cadena hidrofóbicahidrofóbicahacia la superficie hacia la superficie hidrofóbicahidrofóbicadel sólidodel sólido Sólido

Sólido

γγγγγγγγSS--LLRebaja laRebaja la

γγγγγγγγLL--GGRebaja laRebaja laEspumaEspuma

Sistemas floculadosSistemas floculados

< 0.1 %< 0.1 %



1.1. TENSIOACTIVOS (HLB = 7 TENSIOACTIVOS (HLB = 7 –– 9)9)

< 0.1 %< 0.1 %

•• ORAL: ORAL: TweenTween®® y Spany Span®®

•• TTÓÓPICA: PICA: LSNaLSNa y y dioctildioctilsulfosuccinatosulfosuccinato NaNa

•• PARENTERAL: PARENTERAL: polisorbatospolisorbatos, , lecitinaslecitinas, , ……



2.2. COLIDES HIDROFÍLICOSCOLIDES HIDROFÍLICOS

Forman capas Forman capas multimolecularesmultimoleculares en torno a la en torno a la superficie superficie hidrofóbicahidrofóbica del del sólido y aumentan ligeramente sólido y aumentan ligeramente la viscosidadla viscosidad

Sólido

> concentración: > concentración: gelificacióngelificación viscosaviscosa

< concentración: sistemas < concentración: sistemas defloculadosdefloculados



2.2. COLIDES HIDROFÍLICOSCOLIDES HIDROFÍLICOS

•• POLPOLÍÍMEROS: MEROS: CMCNaCMCNa, , gomagomaacacia, acacia, alginatosalginatos, , ……

•• SSóólidoslidos insolublesinsolubles hidrhidróófilosfilos: : bentonitabentonita, , silicatossilicatos Al, Mg, Al, Mg, ssíílicelicecoloidalcoloidal, , ……



3.3. DISOLVENTES HIDROMISCIBLESDISOLVENTES HIDROMISCIBLES

•• EtanolEtanol, , glicerolglicerol, , glicolesglicoles, , ……

γγγγγγγγLL--GGRebaja laRebaja la


2.2. SEDIMENTACIÓNSEDIMENTACIÓN

Ley de Stoke

v = 2r2 (D - d) g / 9η

SedimentaciónSedimentación

FlotaciónFlotación

ESTABILIDADESTABILIDADESTADO ESTADO

INICIAL DEL INICIAL DEL SISTEMASISTEMA

SUSPENSIONES: SedimentaciónSUSPENSIONES: Sedimentación

ESTADO INICIAL DEL SISTEMAESTADO INICIAL DEL SISTEMA

1.1. NO EXISTEN AGREGADOSNO EXISTEN AGREGADOSSISTEMA DEFLOCULADOSISTEMA DEFLOCULADO

•• Velocidad de sedimentación Velocidad de sedimentación lentalenta

•• Sedimentos no Sedimentos no redispersablesredispersables

•• CAKINGCAKING

•• INESTABILIDAD IRREVERSIBLEINESTABILIDAD IRREVERSIBLE x



2.2. EXISTEN AGREGADOSEXISTEN AGREGADOS

FLOCULADOSFLOCULADOS•• Velocidad de sedimentación Velocidad de sedimentación

rápidarápida

•• Sedimentos poco Sedimentos poco compactoscompactos

•• REDISPERSABLESREDISPERSABLES



3.3. EXISTEN AGREGADOSEXISTEN AGREGADOS

COAGULADOSCOAGULADOS•• IRREVERSIBLESIRREVERSIBLES




1.1. NO EXISTAN AGREGADOSNO EXISTAN AGREGADOS

2.2. EXISTAN AGREGADOS FLOCULADOSEXISTAN AGREGADOS FLOCULADOS

3.3. EXISTAN AGREGADOS COAGULADOSEXISTAN AGREGADOS COAGULADOS




1.1. NO EXISTAN AGREGADOSNO EXISTAN AGREGADOS

2.2. EXISTAN AGREGADOS FLOCULADOSEXISTAN AGREGADOS FLOCULADOS

3.3. EXISTAN AGREGADOS COAGULADOSEXISTAN AGREGADOS COAGULADOS

•• Sedimentación rápidaSedimentación rápida

•• Apariencia peorApariencia peor

•• Agitación correcta Agitación correcta

•• RedispersiónRedispersión fácil fácil (dosificación)(dosificación)

•• ReversibleReversible

VISCOSIDADVISCOSIDAD

FLOCULACIÓNFLOCULACIÓN

COMPORTAMIENTO COMPORTAMIENTO REOLÓGICOREOLÓGICO



FORMULAR SUSPENSIONES FORMULAR SUSPENSIONES EN FORMA DE SISTEMAS EN FORMA DE SISTEMAS

FLOCULADOS VISCOSIZADOSFLOCULADOS VISCOSIZADOS

CON COMPORTAMIENTO REOLÓGICO PSEUDOPLÁSTICO CON VALOR DE RUPTURA Y

COMPORTAMIENTO TIXOTRÓPICO


SUSPENSIONESSUSPENSIONESESTADO INICIAL DEL SISTEMAESTADO INICIAL DEL SISTEMA

�� Tamaño fase interna Tamaño fase interna > 1 > 1 µµµµµµµµmm

�� Forma irregularForma irregular

�� Carga eléctrica Carga eléctrica moderadamoderada

�� > concentración> concentración

FLOCULACIÓN FLOCULACIÓN FÁCILFÁCIL

�� Partículas < 1 Partículas < 1 µµµµµµµµmm

�� Carga eléctrica Carga eléctrica elevadaelevada

Disminuir fuerzas de Disminuir fuerzas de repulsión repulsión

interparticularesinterparticulares

VARIACIÓN ZVARIACIÓN Z



MÉTODOS DE FLOCULACIÓN MÉTODOS DE FLOCULACIÓN CONTROLADACONTROLADA

CONTROL DE LAS CONTROL DE LAS FUERZAS DE FUERZAS DE

INTERACCIONES INTERACCIONES INTERPARTICULARESINTERPARTICULARES

POTENCIAL ELECROCINÉTICOPOTENCIAL ELECROCINÉTICO


Energía potencial total

Distancia entre las partículas

+ Repulsión

- Atracción

Mínimo Mínimo

primarioprimario

Mínimo Mínimo

secundariosecundario

Máximo Máximo

primarioprimario


MÉTODOS DE FLOCULACIÓN CONTROLADAMÉTODOS DE FLOCULACIÓN CONTROLADA

1.1. ELECROLITOSELECROLITOS

�� CONCENTRACIÓN ÓPTIMACONCENTRACIÓN ÓPTIMA(Concentraciones mayores y menores producen (Concentraciones mayores y menores producen desagregación)desagregación)

�� VALENCIAVALENCIA(Aumenta la eficacia (y la toxicidad) de forma (Aumenta la eficacia (y la toxicidad) de forma exponencial)exponencial)

1. Variación del potencial Z (1. Variación del potencial Z (ζ)ζ)2. Altura del sedimento (h)2. Altura del sedimento (h)

CONTROL:CONTROL:




1.1. ELECROLITOSELECROLITOS

ζζ hh

00

-- 5050

5050

100100

Concentración de electrolitoConcentración de electrolito

++++++++

++

++ ++

++

++++--++++

++

++ --

--

----------

--

-- --

--

--




2.2. CONTROL DE CONTROL DE pHpH

3.3. CONTROL DE [IONES]CONTROL DE [IONES]

Si la adquisición de cargas es por ionización de Si la adquisición de cargas es por ionización de grupos químicosgrupos químicos

Pueden provocar cargas superficialesPueden provocar cargas superficiales

4.4. TENSIOACTIVOSTENSIOACTIVOSIónicos: neutralizanIónicos: neutralizanNo iónicos: efecto No iónicos: efecto estéricoestérico y formación de puentesy formación de puentes

5.5. PÓLÍMEROS NO IÓNICOSPÓLÍMEROS NO IÓNICOS

Formación de puentes y Formación de puentes y viscosizaciónviscosización



FORMULAR SUSPENSIONES FORMULAR SUSPENSIONES EN FORMA DE SISTEMAS EN FORMA DE SISTEMAS

FLOCULADOS VISCOSIZADOSFLOCULADOS VISCOSIZADOS

CON COMPORTAMIENTO REOLÓGICO PSEUDOPLÁSTICO CON VALOR DE RUPTURA Y

COMPORTAMIENTO TIXOTRÓPICO


AGENTES VISCOSIZANTESAGENTES VISCOSIZANTES


1.1. POLISACÁRIDOSPOLISACÁRIDOSGoma acacia (arábiga): Goma acacia (arábiga): estabilización estérica

Goma tragacantoGoma tragacanto

AlginatoAlginato

Almidón: Almidón: siempre combinado

Propiedades tixotrópicas

PARÁMETROS A CONTROLAR:

T, pH, iones, estabilidad, cambios en la viscosidad, …




2.2. CELULOSAS HIDROSOLUBLESCELULOSAS HIDROSOLUBLESMetilMetil--

HidroxietilHidroxietil--

NaNa carboximetilcarboximetil--

--microcristalinamicrocristalina

PARÁMETROS A CONTROLAR:

Reología, solubilidad, solubilidad pH - T, viscosidad, compatibilidad, …




3.3. SILICATOS HIDRATADOS: SILICATOS HIDRATADOS: Geles tixotrópicos

Bentonita: Bentonita: contaminación microbiana

Silicato AlSilicato Al

Silicato Silicato MgMgIncompatibles con sales

4.4. CARBOPOLCARBOPOL®®: : PolPolíímerosmeros acracríílicoslicos = = áácidocido acracríílicolico + + alilalil sacarosasacarosa

Soluciones ácidas de baja viscosidad pH = 6.0

5.5. DIDIÓÓXIDO DE SXIDO DE SÍÍLICE COLOIDALLICE COLOIDALSUSPENSIONES NO ACUOSASSUSPENSIONES NO ACUOSAS



3.3. TAMAÑO DE PARTÍCULATAMAÑO DE PARTÍCULA

OBTENCIÓN OBTENCIÓN -- CRECIMIENTOCRECIMIENTO

•• Vía de administraciónVía de administración•• Control de la velocidad de liberaciónControl de la velocidad de liberación•• Éxito terapéuticoÉxito terapéutico•• Estabilidad Estabilidad –– Velocidad de sedimentación, Velocidad de sedimentación, agregación, …agregación, …

MÉTODO DE PREPARACIÓNMÉTODO DE PREPARACIÓNCONDICIONES DE PREPARACIÓNCONDICIONES DE PREPARACIÓN

HÁBITO CRISTALINOHÁBITO CRISTALINOESTRUCTURA CRISTALINA ESTRUCTURA CRISTALINA –– POLIMORFISMOPOLIMORFISMO

CONDICIONES DE ALMACENAMIENTOCONDICIONES DE ALMACENAMIENTO


4.4. REOLOGÍA DE SUSPENSIONESREOLOGÍA DE SUSPENSIONES

ESTABILIDAD ESTABILIDAD -- ADMINISTRACIÓNADMINISTRACIÓN

REPOSOREPOSO(Almacenamiento)(Almacenamiento)

VISCOSIDAD ELEVADA VISCOSIDAD ELEVADA FÁCILMENTE REDUCIBLE POR AGITACIÓNFÁCILMENTE REDUCIBLE POR AGITACIÓN

Y RECUPERABLE Y RECUPERABLE

< sedimentación Reconstitución y homogeneización


FORMULAR SUSPENSIONES EN FORMULAR SUSPENSIONES EN FORMA DE SISTEMAS FORMA DE SISTEMAS

FLOCULADOS VISCOSIZADOS FLOCULADOS VISCOSIZADOS

CON COMPORTAMIENTO CON COMPORTAMIENTO REOLÓGICO PSEUDOPLÁSTICO REOLÓGICO PSEUDOPLÁSTICO CON VALOR DE RUPTURA Y CON VALOR DE RUPTURA Y

COMPORTAMIENTO TIXOTRÓPICOCOMPORTAMIENTO TIXOTRÓPICO


REOLOGÍA DE LA REOLOGÍA DE LA SUSPENSIÓNSUSPENSIÓN

Sistema floculado

Sistema no floculado

Vehículo Newtoniano (VN)

Vehículo no Newtoniano (VnN)


SISTEMA FLOCULADO

1.1. > Viscosidad> Viscosidad

2.2. > Concentración Unión > Concentración Unión interinter--flóculosflóculos

Resisten cierta fuerza de cizallaResisten cierta fuerza de cizalla

•• VN VN (viscosidad (viscosidad ctecte.).)

•• VnNVnN

Formular con Formular con viscosizantesviscosizantes

Suspensión Suspensión más fácilmás fácil


SISTEMA DEFLOCULADO

1.1. > Concentración> Concentración DILATANCIADILATANCIA

2.2. Reducir la velocidad de sedimentaciónReducir la velocidad de sedimentación

•• VN VN (viscosidad (viscosidad ctecte.).)

•• VnNVnN pseudoplásticopseudoplástico

Formular con Formular con viscosizantesviscosizantes

CAKINGCAKING

Formulación Formulación más adecuadamás adecuada

SUSPENSIONESSUSPENSIONESPREPARACIÓNPREPARACIÓN

1.1. MÉTODOS DE PRECIPITACIÓNMÉTODOS DE PRECIPITACIÓN

•• CAMBIO DE CAMBIO DE pHpH (solubilidad (solubilidad pHpH dependiente)dependiente)

Parámetros: agitación, T, Parámetros: agitación, T, pHpH inicial y final, inicial y final, velocidad de cambio de velocidad de cambio de pHpH, …, …

TAMAÑO DE PARTÍCULA, POLIMORFISMOTAMAÑO DE PARTÍCULA, POLIMORFISMO

•• ADICIÓN DE DISOLVENTES ORGÁNICOSADICIÓN DE DISOLVENTES ORGÁNICOS

ESTADO DE SUPERSATURACIÓN

FORMACIÓN Y CRECIMIENTO DE CRISTALES

TIEMPO DEPENDIENTE


2.2. MÉTODOS DE DISPERSIÓNMÉTODOS DE DISPERSIÓN

Dispersión del sólido FINAMENTE DIVIDIDO Dispersión del sólido FINAMENTE DIVIDIDO en el vehículoen el vehículo

HUMECTANTES


�� ADITIVOSADITIVOS

�� CONTROLESCONTROLES

•• Volumen de sedimentaciónVolumen de sedimentación•• RedispersiónRedispersión•• Centrifugación Centrifugación (estabilidad relativa)(estabilidad relativa)

•• Comportamiento reológicoComportamiento reológico•• Tamaño de partícula Tamaño de partícula (suspensiones (suspensiones defloculadasdefloculadas))

•• Medidas electrocinéticasMedidas electrocinéticas•• ……

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