Dyspergowanie w cieczy

Postać płynna leku bardzo często nie jest roztworem rzeczywistym lub koloidalnym substancji leczniczej lecz układem wielofazowym (najczęściej dwufazowym).

Dyspersje mogą być różnego typu:

• Ciało stałe w cieczy (zawiesina)

• Ciecz w cieczy (emulsja)

• Gaz w cieczy (piana)

• Ciało stałe lub ciecz w gazie (aerozol)

• Ciało stałe w ciele stałym (tzw. stałe rozproszenie fizyczne)

Wymiar najmniejszych cząstek rozproszonych w tych układach dochodzi do 0,1 µm. zakres wielkości cząstek rozproszonych może być różny np. w zawiesinach do użytku pozajelitowego wielkość cząstek rozproszonych nie może być różny większa niż 30 µm, a w zawiesinach dermatologicznych nie większa niż 90 µm. Trwałość układów dyspersyjnych jest ograniczona, cząstki fazy rozproszonej mogą w zależności od gęstości faz opadać lub przemieszczać się w kierunku powierzchni układu. Oba te zjawiska przebiegają z różną prędkością i prowadzą do zaburzenia równomiernego rozproszenia jednej fazy w drugiej, a w końcu do rozdzielenia układu na dwie fazy. Możliwość przedłużenia układów dyspersyjnych wynika z prawa Stokesa określającego szybkość sedymentacji.

Prawo Stokesa

v_{s =} 2r²g (d_s – d_c)

9η

v_s – szybkość sedymentacji

r – promień cząstki rozproszonej

η – lepkość dynamiczna fazy rozpraszającej

ds – gęstość fazy rozpraszającej

d_c – gęstość fazy rozproszonej

g – przyspieszenie grawitacyjne

Z powyższego wzoru wynika, że szybkość sedymentacji cząstek kulistych zwiększa się proporcjonalnie do kwadratu promienia cząstki i różnicy gęstości fazy rozproszonej i rozpraszajacej. Dlatego też zmniejszenie wymiarów cząstki i różnicy gęstości zwiększa trwałość układu. Układ jest też tym samym trwalszy im większa jest lepkość fazy rozpraszającej.

Układ dążąc do zmniejszenia nagromadzonej w nim energii powierzchniowej wykazuje tendencje do zmniejszenia powierzchni kontaktu między fazowego poprzez łączenie rozproszonych w nim cząstek. Zmniejszenie energii powierzchniowej układu można osiągnąć albo przez zmniejszanie powierzchni cząstek rozproszonych, co prowadzi do destabilizacji układu albo na drodze zmniejszenia napięcia powierzchni przy użyciu substancji powierzchniowo czynnych (tenzydów). Tendencji do łączenia cząstek można zapobiec przez dodatek substancji wielkocząsteczkowych rozpuszczalnych w fazie rozpraszajacej. Tworzą one otoczkę ochronną na granicy faz jak również zwiększają lepkość fazy rozpraszającej. Również silnie rozdrobnione substancje nieorganiczne np. krzemionka umiejscawiają się na granicy faz i tworzą otoczkę wokół cząstek rozproszonych zapobiegając ich łączeniu, a tym samym stabilizują układ.

Ważną rolę w utrwalaniu uzyskanego stopnia dyspersji odgrywają siły elektrostatycznego odpychania się rozproszonych cząstek. Źródłem ładunku elektrycznego na rozproszonych cząstkach może być dysocjacja powierzchniowych grup jonotwórczych, adsorpcja jonów z roztworu na powierzchni cząstek rozproszonych, jak również adsorpcja jonów tenzydów.