TPL 11x.doc

Wykład 11

Dyspergowanie w cieczy

Emulsje

Emulsje – dyspersja cieczy w cieczy

Emulsiones – emulsje – układ dyspersyjny w którego skład wchodzą co najmniej 2 ciecze nie rozpuszczające się (nie mieszające się ze sobą)

Cząstki fazy rozproszonej mają kształt kulisty, wielkość cząstek wynosi 0,1 – 100 µm

Do stosowania zewnętrznego, wewnętrznego, pozajelitowego

Otrzymanie stałego  układu emulsyjnego wymaga dodania emulgatora oraz rozkładu energii.

Emulsje sporządza się w celu

Ø      przedłużenia działania leku (szybkość dyfuzji substancji leczniczych, zamkniętych w fazie wewnętrznej zależy od współczynnika podziału o/w)

Ø      odżywania pozajelitowego

Ø      uzyskania jednorodnego preparatu ze składników nie mieszających się ze sobą

Ø      uzyskanie maści łatwo zmywalnych wodą

Ø      poprawy smaku

Typy emulsji:
w recepturze wykonuje się najgęściej emulsje wodno-olejowe

1)     emulsje typu olej w wodzie (o/w) – faza olejowa (wewnętrzna) jest rozproszona w fazie wodnej (zewnętrznej)

2)     emulsje typu woda w oleju (w/o)

3)     emulsje wielokrotne o/w/o lub w/o/w

Najstabilniejsze emulsje uzyskuje się gdy zawartość fazy rozproszonej (wewnętrznej) nie przekracza 40-60% masy leku

Charakter substancji rozproszonej (hydrofilowy czy liofilowy) decyduje o doborze fazy zewnętrznej

Emulsje submikronowe – cząstki mniejsze niż 1 µm, mogą być podawane dożylnie

Mikroemulsje – zawiera cząstki o śr. do 100 µm, są one przezroczyste; uzyskanie wymaga użycia dużych stężeń emulgatorów  (mieszaniny hydrofilów i lipofilów); wykazują dużą toksyczność

Dodatek emulgatorów

Ø      stabilizuje emulsje – zapobiega rozdziałowi faz

Ø      zmniejsza ilość substancji medycznej, jaką należy dostarczyć do układu podczas tworzenia emulsji

Trzy grupy emulgatorów

Ø      tenzydy

Ø      koloidy

Ø      pyły nierozpuszczalnych ciał stałych

A.    ZWIĄZKI POWIERZCHNIOWO CZYNNE

1)     największe znaczenie w technologii emulsji

2)     amfifilowy charakter cząstek pozwala na umiejscowienie się granicy faz 

3)     obniżają napięcie powierzchniowe

4)     nie dopuszczają do rozdziałów emulsji

5)     tenzydy z ładunkiem – powstanie ładunku elektrostatycznego

Typ emulsji zależy od rodzaju emulgatora z czym wiąże się reguła Bancrofta:

Fazą zewnętrzną emulsji jest faza, w której lepiej się rozpuszcza emulgator.

Emulgatory rozpuszczalne w wodzie np. mydło sodowe, potasowe, Tween (polisorbat) o wyższej liczbie HLB (8-18) pozwalają na uzyskanie emulsji o/w, a nierozpuszczalne, o niższej liczbie HLB (4-6) to jest Span, mydło wapniowe umożliwiają uzyskanie emulsji w/o)

Specjalny rodzaj emulgatorów – kompleksowe

Składają się z 2 emulgatorów (o/w i pomocniczy w/o) o ściśle określonym stosunku jednego do drugiego, aby nie doszło do złamania emulsji

- laurylosiarczan sodu i alkohol cetostearynowy

- Span i monogliceryd

- polisorbat i monogliceryd

Użycie tenzydów

Mechaniczne działanie tenzydów obejmuje

Ø      obniżenie napięcia powierzchniowego, zmniejszenie energii wewnętrznej układu co powoduje mniejszą tendencję do łączenia się kropli emulsji (rośnie jej trwałość termodynamiczna)

Ø      adsorpcja tenzydów na granicy, co przyczynia się do powstania otoczki ograniczającej kontakt kropli fazy wewnętrznej między sobą

Ø      tenzydy jonowe posiadają zdolność wytworzenia ładunku elektrostatycznego

Emulgatory powierzchniowo czynne

A.    Tenzydy jonowe (dysocjujące)

1)     Anionowo czynne

a)      Mydła – sole metali jednowartościowych i wyższych kwasów tłuszczowych;
mydła sodowe, potasowe, amonowe – rozpuszczalne w wodzie, pozwalają na tworzenie emulsji o/o (?); wadą tych emulgatorów jest ich silny zasadowy odczyn i niska trwałość w pH poniżej 10
mydła metali wielowartościowych stabilizują emulsje w/o, wykorzystywane do mazideł do użytku wewnętrznego; lepsze właściwości emulgujące; odczyn prawie obojętny

b)     Alkilosiarczany – tworzą emulsje o/o – laurylosiarczan sodu o wyższej liczbie HLB=40

c)      Alkilosulfoniany – stosowane w kosmetologii; oprócz nich stosowane są alkilosulfobursztyniany o właściwościach emulgujących i środek przemywający

d)     Sole kwasów żółciowych – naturalny emulgator stabilizujący emulsje o/w; za działanie czynne odpowiada grupa anionowo czynna steroidu, zwiększają wchłanianie substancji leczniczych przez błony śluzowe

2)     Kationowo czynne

v       Duża toksyczność, dlatego nie są wykorzystywane do stabilizacji emulsji o/w

v       Stosowane jako środki bakteriobójcze np. chlorek i bromek benzalkoninowy

v       Głównie IV-rzędowe sole amoniowe z resztą alkilową lub pirydynową

v       Nie łączymy…?

3)     Amfoteryczne

v       W zależności od pH część czynna powierzchniowo – anionowa lub kationowa

v       Najczęściej wykorzystywane kazeina i żelatyna (o/w) oraz lecytyna (w/o i o/w)

v       Żelatyna – zaliczana do emulgatorów koloidalnych, zwiększa lepkość fazy zewnętrznej

v       Lecytyna – stabilizuje emulsje do podawania dojelitowego (o/w) i stanowi składnik liporonów (?)
 

B.     Tenzydy niejonowe (niedysocjujące)

1)     Alkohole tłuszczowe i steroidowe – grupa emulgatorów pomocniczych typu o/w (stanowi skład emulgatorów kompleksowych)
alkohol cetosterylowy (mieszanina alkoholu stearynowego i cetylowego)
cholesterol
euceryt (mieszanina alkoholi steroidowych otrzymywana wskutek hydrolizy lanoliny)

2)     Estry wyższych kwasów tłuszczowych z

v       Wyższymi alkoholami lub alkoholami steroidowymi – grupa tych emulgatorów woski, które stabilizują emulsje w/o
ze względu na słabe właściwości emulgujące stosowane jako emulgatory pomocnicze w emulsjach o/w, jako składnik maści i kremów, np. wosk biały (Cera alba), wosk żółty (Cera flava), lanolina (emulgator w maściach w/o), olbrot, palmitynian cetylowy
słabe emulgatory

v       Alkoholem wielowodorotlenowym – z glicerolem, glikolem propylenowym, pentaerytrytolem;
pomocnicze w emulsjach w/o
łańcuch alkilowy – część lipofilna, niezestryfikowane grupy hydrolowe

v       Sorbitanem
z Spanami i Tweenami tworzą emulgator kompleksowy
HLB niskie (2-8), w/o
środki dyspergujące w zawiesinach w środowisku lipofilnym (jako substancje zwilżające i (?) w rozpuszczalniku niepolarnym)
np. monolaurynian sorbitanu (Span 20, HLB 8,6),
monooleinian sorbitanu (Span 80 (?), HLB 4,3)
monopalmitynian sorbitanu (Span 40, HLB 6,7)

v       Polioksyetylenosorbitanami – związkami polisorbatanu, Tweenami; stabilizują emulsje o/w, liczba HLB 10-16, wyższa niż Span, polioetylenowane Spany
emulgatory o/w
środki zwilżające i stabilizujące w warunkach wodnych, środki dyspergujące i hydrofilizujące
dzięki mostkom eterowym, którymi połaczone są estry kwasów tłuszczowych i sorbitanu z cząsteczką tlenku etylenu możliwe jest koordynowanie przyłączenia cząstki wody i powstawanie rozpuszczalnych związków amoniowych
mydlany smak i zapach, rzadko podawane doustnie, raczej dożylnie, trwałe

v       Glikolami polioksyetylenowymi – z PEGami o/w
np. Cremophor AP stały i EL, Cremophor BL, Myrj (ester kwasu stearynowego i polioksyetylenoglikolu)
stosowany w witaminach
im dłuższy łańcuch polioksyetylenoglikolowytym większa lipofilność i wyższa licza HLB
Myrj 45, Myrj 49, Myrj 51, Myrj 52
wśród preparatów o niższej liczbie HLB są emulgatory emulsji w/o
o wyższej HLB emulgator kompleksowego stabilizującego

v       Sacharozy
mono-, di- i tri estry
o/w
nietoksyczne
bez smaku i zapachu o właściwościach powierzchniowo czynnych
ester tristearynowy sacharozy
 

C.     Etery glikoli polietylenowych z

1)     Wyższymi alkoholami tłuszczowymi
w zależności od wartości HLB, która zależy od ilości reszt tlenku etylenu tworzą o/w lub w/o
mniejsza zgodność fazy niż Twenny
właściwości emulgujące, solubilizujące, żelotwórcze

poprawiają (?) podłoży maściowych maściowych i mogą stanowić preparaty wchłaniane (…) z hydrożeli
w USA Brij – pochodna kwasu laurylowego np. Brij 30 o 4 resztach tlenku etylenu
W Niemczech pod nazwą Cremphor A stały (ester kwasu stearynowego i polioksyetylenoglikolu) Cremophor A ciekły

2)     Glikolami polioksypropylenowymi
otrzymywane przez polimeryzację tlenku etylenu z tlenkiem propylenu jako polimery (…)
o/w, zwiększają lepkość fazy wodnej
częścią hydrofilową tych emulgatorów są grupy polioksyetylenowe

Emulgatory koloidalne

v     Koloidy wielkocząsteczkowe

v     Rozpuszczają się głównie w fazie wodnej

v     Stabilizują układ o/w

v     Adsorbują się na cząsteczkach powierzchni fazy olejowej

v     Stanowią fazę rozproszoną

v     Stabilizują emulsję

v     Zwiększają lepkość fazy ciągłej

Podczas stosowania emulgatorów wielkocząsteczkowych o charakterze elektrolitów na cząsteczkach rozproszonych pojawia się ładunek elektrostatyczny, co dodatkowo stabilizuje emulsję

Przykłady:

v     Guma arabcka

v     Tragakanta

v     Pektyny

v     Metyloceluloza

v     Alginiany

v     Karbomer

v     PVP

v     Inne pochodne celulozy

v     Żelatyna

v     Kazeina

v     Albumina

Wadą tego (…) jest zbyt duża niejednorodność wielkości cząstek fazy wewnętrznej

Pyły nierozpuszczalne ciał stałych (o/w, w/o)

v     Rzadko stosowane

v     Zmikronizowane substancje:

o       Węglan wapnia

o       Bentonit

o       Krzemionka

v     Adsorbują się na powierzchni międzyfazowej i ograniczają kontakt ze sobą kropel fazy wewnętrznej