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

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

• odżywania pozajelitowego

• uzyskania jednorodnego preparatu ze składników nie mieszających się ze sobą

• uzyskanie maści łatwo zmywalnych wodą

• 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

• stabilizuje emulsje - zapobiega rozdziałowi faz

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

Trzy grupy emulgatorów

• tenzydy

• koloidy

• pyły nierozpuszczalnych ciał stałych

1. 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

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

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

• tenzydy jonowe posiadają zdolność wytworzenia ładunku elektrostatycznego

Emulgatory powierzchniowo czynne

1. Tenzydy jonowe (dysocjujące)

1. Anionowo czynne

1. 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

2. Alkilosiarczany - tworzą emulsje o/o - laurylosiarczan sodu o wyższej liczbie HLB=40

3. Alkilosulfoniany - stosowane w kosmetologii; oprócz nich stosowane są alkilosulfobursztyniany o właściwościach emulgujących i środek przemywający

4. 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

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

• Stosowane jako środki bakteriobójcze np. chlorek i bromek benzalkoninowy

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

• Nie łączymy…?

Amfoteryczne

• W zależności od pH część czynna powierzchniowo - anionowa lub kationowa

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

• Żelatyna - zaliczana do emulgatorów koloidalnych, zwiększa lepkość fazy zewnętrznej

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

2. 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

• 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

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

• 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)

• 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

• 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

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

• 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

• Koloidy wielkocząsteczkowe

• Rozpuszczają się głównie w fazie wodnej

• Stabilizują układ o/w

• Adsorbują się na cząsteczkach powierzchni fazy olejowej

• Stanowią fazę rozproszoną

• Stabilizują emulsję

• Zwiększają lepkość fazy ciągłej

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

Przykłady:

• Guma arabcka

• Tragakanta

• Pektyny

• Metyloceluloza

• Alginiany

• Karbomer

• PVP

• Inne pochodne celulozy

• Żelatyna

• Kazeina

• Albumina

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

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

• Rzadko stosowane

• Zmikronizowane substancje:

• Węglan wapnia

• Bentonit

• Krzemionka

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

---