• Author / Uploaded
• carlosmax5_55

Citation preview

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE QUÍMICA

EMULSIONES FARMACÉUTICAS Prof. Abraham Faustino Vega Prof. Jorge E. Miranda Calderón

Semestre 2009-1

EMULSIÓN z

Fisicoquímicamente, una emulsión es un sistema de al menos dos fases, en el cual un líquido se dispersa en otro líquido en forma de glóbulos o gotas pequeñas.

Las emulsiones son sistemas termodinámicamente inestables. La inestabilidad se debe al aumento del área (∆A) durante la emulsificación, que produce un incremento de la entalpía libre de Gibbs (∆G).

∆G = γ × ∆A

γ es la tensión interfacial.

PRINCIPALES COMPONENTES DE LAS EMULSIONES

•Medio dispersante (fase continua). •Glóbulos dispersos (fase discontinua). •Emulsificante.

Fase dispersa (discontinua)

Fase dispersante (continua)

EMULSIFICANTES z

Partículas sólidas finamente divididas insolubles en la fase dispersa y el medio dispersante, pero con una cierta afinidad por éstas.

z

Sustancias anfifílicas con una cierta afinidad con la fase dispersa y el medio dispersante y que son solubles en, por lo menos, una de las fases (tensoactivos).

PARTÍCULAS SÓLIDAS FINAMENTE DIVIDIDAS

TENSOACTIVOS

Aniónico

Catiónico

Anfotérico

No iónico

TENSIÓN SUPERFICIAL

DISMINUCIÓN DE LA TENSIÓN SUPERFICIAL

“SURFACTANTE” Mala traducción de la palabra inglesa surfactant, que es una contracción de la expresión Surface Active Agent (agente de actividad superficial). El vocablo surfactant fue acuñado por la empresa GAF Corporation, de los Estados Unidos, como una marca registrada y, poco después (en 1950), la palabra fue de dominio público.

EMULSIONES ESTABILIZADAS POR TENSOACTIVOS

BALANCE HIDROFÍLICO-LIPOFÍLICO (HLB)

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

BALANCE HIDROFÍLICO-LIPOFÍLICO (HLB)

HLB bajo

HLB ≈ 10

HLB alto

HLB

ASPECTO DE LA DISPERSIÓN ACUOSA

EJEMPLO

1-4

No se dispersa en agua.

Colesterol (HLB = 2,7)

3-6

Poco dispersable.

Span 80 (HLB = 4,3)

Dispersión lechosa después Span 40 (HLB = 6,7) 6-8 de una agitación vigorosa. 8-10 Dispersión lechosa estable. Span 20 (HLB = 8,6) Dispersión translúcida a 10-13 transparente. >13 Dispersión transparente.

Monoestearato de PEG 400 (HLB = 11,6) Lauril sulfato de sodio (HLB = 40)

CÁLCULO DEL VALOR DEL HLB, SEGÚN GRIFFIN

Alcoholes de cadena larga polioxietilenados y sus ésteres

% en masa de unidades de óxido de etileno HLB = 5 Ésteres en general

 S HLB = 20 × 1-   A S = número de saponificación del éster. A = número de acidez del ácido del cual deriva el éster.

CÁLCULO DEL VALOR DEL HLB POR EL MÉTODO DE DAVIES HLB = 7 + ∑ números de grupo

MÉTODO DE DAVIES

Cloruro de cetil-trimetilamonio

CH3 = 4 x (-0,475)= -1,9 CH2 = 11 x (-0,475) = -5,2 Amonio cuaternario = 22,0 HLB = 7 + 22,0 – 1,9 – 5,2 = 21,9

MÉTODO DE LITTLE (1978) (PARA TENSOACTIVOS ANIÓNICOS Y NO IÓNICOS)

54 × (δ − 8,2) HLB = (δ − 6,0) δ = parámetro de solubilidad

CÁLCULO DEL VALOR DEL HLB DE MEZCLAS DE TENSOACTIVOS, SEGÚN GRIFFIN (1949) HLB = HLBA × f A + HLB × f B Por ejemplo, el valor del HLB de una mezcla de 30 % m/m de Tween 80 (HLB = 15,0) y 70 % m/m de Span 80 (HLB = 4,3) es igual a, según Griffin:

HLB = 0,30 ×15, 0 + 0, 70 × 4,3 HLB = 4,5 + 3, 0 = 7,5

HLB

USOS

4-6

Emulsificante (agua en aceite).

7-9

Humectante.

8-18

Emulsificante (aceite en agua).

13-15

Detergente.

15-18

Solubilizante.

TIPO DE EMULSIONES

•Aceite en agua. •Agua en aceite. •No acuosas. •Múltiples. Múltiples

EMULSIÓN DEL TIPO ACEITE EN AGUA

EMULSIÓN DEL TIPO AGUA EN ACEITE

EFECTO DE LA RELACIÓN EN VOLUMEN DE LAS FASES SOBRE EL TIPO DE EMULSIÓN

DETERMINACIÓN EXPERIMENTAL DEL TIPO DE EMULSIÓN

•Conductividad eléctrica: Las emulsiones o/w son mejores conductoras que las w/o. •Dilución: Una emulsión es soluble en su fase externa. •Método de los colorantes: Se utilizan colorantes hidrosolubles y liposolubles. La uniformidad del color adquirido por la emulsión indica si es o/w ó w/o. •Método de la gota: Sobre sendas porciones de emulsión se agrega una gota de vaselina líquida y una de agua. Se observa la velocidad con que se extiende en la superficie de la emulsión.

DETERMINACIÓN EXPERIMENTAL DEL TIPO DE EMULSIÓN

z

z

z

Aplicación sobre la piel: Las emulsiones o/w en general penetran más rápidamente en la piel. Papel de filtro con CoCl2: En contacto con emulsiones o/w vira rápidamente al rosado. Observación microscópica: Se disuelve un colorante en una de las fases, durante la preparación de la emulsión, y se observa al microscopio.

EMULSIÓN NO ACUOSA

EMULSIÓN MÚLTIPLE AGUA EN ACEITE EN (W/O/W)

Aceite

Agua

Agua

ag

EMULSIÓN MÚLTIPLE ACEITE EN AGUA EN ACEITE (O/W/O)

ag Agua

Aceite Aceite

TEORÍA DE LA CUÑA ORIENTADA (HARKINS, DAVIES Y CLARK, 1917)

Emulsión o/w estabilizada por un jabón monovalente

Emulsión w/o estabilizada por un jabón divalente

TAMAÑO DE LOS GLÓBULOS

> 1 µm 0,1 µm a 1 µm 0,05 a 0,1 µm

< 0,05 µm

ASPECTO

Emulsión blanca lechosa Emulsión blanca azulada Emulsión gris semitransparent e Emulsión Transparente

COMPONENTES DE UNA EMULSIÓN MEDICINAL O COSMÉTICA (1) •Agua destilada o desmineralizada. •Oclusivos: Vaselina líquida, vaselina sólida, aceites vegetales. •Emolientes: Lanolina, miristato de isopropilo, palmitato de cetilo (esperma de ballena). •Opacificantes: Alcohol cetílico, monoestearato de glicerilo. •Emulsificantes: Ácido esteárico y trietanolamina, lauril sulfato de sodio, cera de abejas y bórax, cetrimida, alcoholes polioxietilenados, ésteres del sorbitán y del sorbitán polioxietilenado, ceras autoemulsionables aniónica, catiónica y no iónica, monoestearato de glicerilo.

COMPONENTES DE UNA EMULSIÓN MEDICINAL O COSMÉTICA (2) •Humectantes: Glicerina, propilenglicol, sorbitol. •Conservadores antimicrobianos: Parabenos, ácidos benzoico, sórbico, propiónico y salicílico. •Conservadores antioxidantes: BHT, ácido ascórbico, tocoferol, bisulfito de sodio, palmitato de ascorbilo. •Espesantes: Carbómeros, hidroxietil celulosa. •Potenciadores de la penetración dérmica: Miristato de isopropilo. •Disolventes: Propilenglicol.

COMPONENTES DE UNA EMULSIÓN MEDICINAL O COSMÉTICA (3) •Blanqueadores de la piel: Hidroquinona. •Pantallas solares: Derivados de la benzofenona. •Principios activos.

CERAS AUTOEMULSIONABLES •Cera aniónica: Alcohol cetoestearílico Laurilsulfato de sodio

90 % 10 %

•Cera no iónica (BP): Alcohol cetoestearílico Cetomacrogol 1000

80 % 20 %

•Cera catiónica: Alcohol cetoestearílico Cloruro de cetiltrimetilamonio

75 % 25 %

HLB REQUERIDO ACEITE

Vaselina líquida Lanolina anhidra Aceite de ricino Alcohol cetílico

HLBreq O/W

HLBreq W/O

10-11

4

12

8

14 15

CÁLCULO DEL HLB REQUERIDO, SEGÚN GRIFFIN, PARA LA FASE OLEOSA DE UNA EMULSIÓN O/W COMPONENTE

% EN LA EMULSIÓN

% EN LA FASE OLEOSA

Vaselina líquida

10,0

68,97

Lanolina anhidra

1,5

10,34

Alcohol cetílico

3,0

20,69

Emulsionante

4,5

Glicerina

5,0

Agua

76,0

HLBreq

68,97 × 10,5 + 10,34 × 12 + 20,69 × 15 = 11,6 = 100

COMPOSICIÓN DE LA MEZCLA EMULSIFICANTE

Tween 60 Span 60 11,6 =

HLB = 14,9 HLB = 4,7

14,9 × T + 4,7 × (100 − T ) 100

T = 67,6 % S= 100 - T = 32,4 %

COMPOSICIÓN FINAL DE LA EMULSIÓN COMPONENTE

% EN LA EMULSIÓN

Vaselina líquida

10,0

Lanolina anhidra

1,5

Alcohol cetílico

3,0

Span 60

4,5 x 0,324 = 1,5

Tween 60

4,5 x 0,676 = 3,0

Glicerina

5,0

Agua

76,0

INESTABILIDAD DE LAS EMULSIONES Reversible Cremado: La fase dispersa se concentra en la parte superior. Sedimentación: La fase dispersa se concentra en la parte inferior. Floculación: Se forman agregados de glóbulos que no se fusionan entre sí. Irreversible Coalescencia: Los glóbulos se fusionan entre sí. Inversión de fases: La fase continua pasa a discontinua y viceversa.

CREMADO Y SEDIMENTACIÓN

v=

2g ⋅ r 2 (δ glóbulos − δ fase continua ) 9η

Si δglóbulos > δfase continua

Si δglóbulos < δfase continua

V>0 (sedimentación)

V