EMULSJE FARMACEUTYCZNE(2).docx

EMULSJE FARMACEUTYCZNE

Emulsją nazywamy niejednorodny układ dyspersyjny złożony z co najmniej dwóch nie rozpuszczających się wzajemnie cieczy,               z których jedna jest rozproszona w drugiej w postaci kuleczek o średnicy 0,1 do 100 μm.

W emulsjach cząstki fazy rozproszonej maja zawsze kształt kulisty! Ciecze tworzące emulsje nie mieszają się ze sobą i uzyskanie dyspersji(rozproszenia) wymaga nakładu energii – mieszanie lub wstrząsanie. Zabieg ten zwiększa wielokrotnie powierzchnię kontaktu miedzy fazami. Powstaje układ o dużej energii. Układ taki jest nietrwały i dochodzi w krótkim czasie do rozdziału faz! Aby zachować układ rozproszenia potrzebny jest składnik stabilizujący emulsję, tzw. e m u l g a t o r. W emulsjach farmaceutycznych emulgator jest niezbędny.

Emulsje farmaceutyczne są zawsze emulsjami wodno-olejowymi, tzn. w ich skład zawsze wchodzi.:

·         Faza wodna- woda, roztwór wodny, mieszanina wody z etanolem lub glicerolem

·         Faza olejowa- olej roślinny lub mineralny, parafina ciekła lub inna ciecz lipofilowa.

Emulsje farmaceutyczne dzielimy na:

1. emulsje typu olej w wodzie o/w – faza olejowa jest rozproszona w fazie wodnej, inaczej faza wewnętrzna to olej a faza zewnętrzna to woda.

2. emulsje typu woda w oleju w/o – faza wodna jest rozproszona w fazie olejowej, inaczej faza wewnętrzna to woda a faza zewnętrzna to olej.

3. emulsje wielokrotne o/w/o lub w/o/w – tu faza rozproszona jest emulsja o/w lub w/o             a faza rozpraszającą jest faza olejowa lub faza wodna, tzn.:

a.      o/w/o – emulsja olej w wodzie jest rozproszona w oleju, czyli faza

wewnętrzna to emulsja o/w a faza zewnętrzna to olej.  

b.      w/o/w – emulsja woda w oleju jest rozproszona w wodzie, czyli faza

wewnętrzna to emulsja w/o a faza zewnętrzna to woda.    

SUBSTANCJA LECZNICZA JEST ROZPUSZCZONA W FAZIE WODNEJ LUB FAZIE OLEJOWEJ W ZALEŻNOŚCI OD JEJ CHARAKTERU CHEMICZNEGO.         

EMULGATORY

Emulgatory ułatwiają tworzenie emulsji ponieważ zmniejszają ilość energii potrzebnej do jej utworzenia, poza tym stabilizują emulsję tzn. zapobiegają rozdziałowi faz.   

Emulgatory możemy podzielić na trzy grupy:      

1. tenzydy = związki powierzchniowo czynne
2. emulgatory koloidalne- związki wielkocząsteczkowe
3. pyły nierozpuszczalnych ciał stałych.

Największe znaczenie mają związki powierzchniowo czynne.

ZWIĄZKI POWIERZCHNIOWO CZYNNE

  Cząsteczki tenzydów mają charakter amfifilowy- tzn. lipofilowo-hydrofilowy. Dlatego też         w  układzie składającym się z fazy olejowej i wodnej układają się na granicy faz, zmniejszając w ten sposób napięcie powierzchniowe (rysunek). „Spinają” dwie fazy stabilizując emulsję. Mają powinowactwo do obu faz, olejowej i wodnej. Tworzą otoczkę, która zapobiega kontaktowi pomiędzy kropelkami fazy rozproszonej.

REGUŁA BANCROFTA

Typ emulsji  zależy od rodzaju emulgatora, od jego właściwości chemicznych. Według tzw. reguły Bankrofta fazę zewnętrzną stanowi ta faza, w której lepiej rozpuszcza się emulgator. Zgodnie z tą reguła stosując emulgatory rozpuszczalne w wodzie np.: mydło sodowe, potasowe, polisorbat (Tween) można otrzymać emulsje typu o/w (faza zewnętrzna to woda). Natomiast przy zastosowaniu emulgatorów trudno rozpuszczalnych w wodzie np.: mydła wapniowego, tenzydu Span powstają emulsje typu w/o (faza zewnętrzna to olej).

LICZBA HLB

Rozpuszczalność emulgatora wynika z jego budowy. Cząsteczka emulgatora zawiera polarne grupy hydrofilowe oraz niepolarne grupy hydrofobowe. Istnieje pewna równowaga pomiędzy częścią lipofilową a hydrofilową. Amfifilowy emulgator wykazuje zawsze przewagę właściwości hydrofilowych lub lipofilowych. Liczbowym ujęciem tej równowagi jest tzw. liczba HLB (ang. Hydrophilic-Lipophilic Balance). Dowolnie przyjęty zakres skali liczby HLB mieści się w granicach liczb 1-40. Przewaga grup polarnych zwiększa charakter hydrofilowy czyli równocześnie też liczbę HLB, natomiast większa liczba grup niepolarnych zwiększa charakter lipofliowy czyli zmniejsza liczbę HLB.

Emulgatory o liczbie HLB 1-10 maja charakter lipofilowy, natomiast o liczbie HLB 11-20 hydrofilowy.

W  ZALEŻNOŚCI OD WAROŚCI LICZBY HLB DANY EMULGATOR TWORZY EMULSJĘ TYPU  O/W  LUB  W/O.

PRZEGLĄD EMULGATORÓW

GRUPA I – EMULGATORY ANIONOWO CZYNNE

1. MYDŁA – do tej grupy należą sole sodowe, potasowe i anionowe wyższych kwasów tłuszczowych. Emulgatory te jako rozpuszczalne  w wodzie tworzą emulsje typu o/w. Maja dość silny odczyn zasadowy i są nietrwałe w pH  poniżej 10. Poza tym w obecności kationów wapnia i magnezu dochodzi do złamania emulsji. Dlatego też za bardziej wartościowe uważa się połączenia trietanoloaminy z kwasami tłuszczowymi. Mają one odczyn prawie obojętny. Mydła metali wielowartościowych (Mg, Ca, Al, Zn) są emulgatorami w/o. Mydła są stosowane jako emulgatory w emulsjach do użytku zewnętrznego.

Przykłady:

·         palmitynian sodu

·         stearynian sodu

·         oleinian sodu

·         palmitynian wapnia

·         stearynian trójetanoloaminy

2. ALKILOSIARCZANY

Są to estry powstałe w wyniku reakcji alkoholi tłuszczowych z kwasem siarkowym. Tworzą emulsje typu o/w. Najbardziej znany jest laurylosiarczan sodowy. Jest bardzo szeroko stosowany w kremach i kosmetykach.

3. ALKILOSULFONIANY

Ich właściwości są podobne do alkilosulfonianów. Przykładem jest dioktylosulfono-bursztynian sodu.

4. SOLE KWASÓW TŁUSZCZOWYCH

Są to emulgatory fizjologiczne, ponieważ występują naturalnie w organizmie. Grupa anionowo czynna ma strukturę steroidu. Są emulgatorami o/w. Jednak w technologii postaci leku są wykorzystywane jako promotory wchłaniania, tzn. przyspieszają wchłanianie niektórych substancji leczniczych przez błonę biologiczną. Przykładem jest glikocholan sodu.

GRUPA II – EMULGATORY KATIONOWO CZYNNE

Tworzą emulsje typu o/w. Należą tu przede wszystkim czwartorzędowe sole amoniowe                   z resztą alkilową lub pirydynową. Mają małe znaczenie w technologii farmaceutycznej ze względu na dużą toksyczność. Są natomiast bardzo szeroko stosowane jako środki p/bakteryjne. Przykładem jest chlorek benzalkoniowy.

GRUPA III – EMULGATORY AMFOTERYCZNE

W zależności od pH są związkami kationowo czynnymi lub anionowo czynnymi.

Przykłady:

·         Żelatyna                                             

·         Kazeina

·         Lecytyna

Są to emulgatory pochodzenia naturalnego, stosowane wtedy gdy wymagana jest duża zgodność biologiczna preparatu. Tworzą emulsje o/w.

Najszerzej stosowana jest lecytyna. Otrzymuje się ją z roślin oleistych np.: rzepak, soja lub z jaj. Za pomocą lecytyny uzyskuje się emulsje typu o/w lub w/o. Używana jest np.                  w emulsjach do podania pozajelitowego.

GRUPA IV – EMULGATORY NIEJONOWE

Stanowią największą grupę emulgatorów. Część lipofilową stanowią łańcuchy alkilowe                 a część hydrofilową grupy alkoholowe (-OH) lub estrowe (-COO-). W zależności od liczby HLB  tworzą emulsje typu o/w lub w/o.

Zalety:

- nie są wrażliwe na zmiany pH w szerokim zakresie 4 – 9.

- można dodawać do nich elektrolitów.

- można je łączyć z emulgatorami jonowymi.

- są mniej drażniące niż emulgatory jonowe.

1.      ALKOHOLE TŁUSZCZOWE

Tworzą emulsje typu w/o ponieważ mają niska liczbę HLB.

Przykłady:

·         Alkohol stearylowy

·         Alkohol cetylowy

·         Alkohol cetostearylowy - mieszanina alkoholu cetylowego i stearynowego

2.      ALKOHOLE STEROIDOWE

Tworzą emulsje typu w/o. Głównym emulgatorem tej grupy jest cholesterol. Stosuje się go jako emulgator pomocniczy w mieszaninie z innymi emulgatorami.

3.      WOSKI=ESTRY ALKOHOLI TŁUSZCZOWYCH I KWASÓW TŁUSZCZOWYCH

Mają słabe właściwości emulgujące, tworzą emulsje w/o.

·         Wosk biały (Cera alba) – wosk pszczeli

·         Wosk żółty (Cera flava)

·         Olbrot (Cetaceum)

·         Lanolina

·         Palmitynian cetylowy (ester kwasu palmitynowego i alkoholu cetylowego)

4.      ESTRY ALKOHOLI WIELOWODOROTLENOWYCH I KWASÓW TŁUSZCZOWYCH

W wyniku estryfikacji jednej grupy wodorotlenowej powstają związki powierzchniowo czynne, fragment lipofilowy to łańcuch alkilowy a fragment hydrofilowy to grupy hydroksylowe. Tworzą emulsje typu w/o. Alkoholem wielowodorotlenowym jest tu najczęściej glicerol, czasami glikol propylenowy albo pentaerytrytol. Przykładem jest tu monostearynian glicerolu.

5.      SPAN – estry sorbitanu i wyższych kwasów tłuszczowych.

Są to bardzo popularne emulgatory typu w/o.

6.      TWEEN – estry polioksyetylenosorbitanu i wyższych kwasów tłuszczowych (polisorbaty).

Są to chyba najbardziej popularne niejonowe emulgatory o/w.

7.      PEG – estry wyższych kwasów tłuszczowych z glikolami polioksyetylenowymi.

Są emulgatorami typu o/w. W zależności od masy cząsteczkowej PEG  są oznakowane odpowiednią numeracją.

8.      estry wyższych alkoholi tłuszczowych z polioksyetylenoglikolami.

W  zależności od liczby HLB mogą tworzyć emulsje typu w/o lub o/w. Najpopularniejsze nazwy handlowe to Brij, Cremophor, Cetomacrogol.

9.      glikole polioksyetylenopolioksypropylenowe

Otrzymane przez polimeryzację tlenku etylenu i tlenku propylenu. Tworzą emulsje typu o/w. Nazwy handlowe to Pluronic i Poloxamer.

GRUPA V – EMULGATORY KOLOIDALNE

Koloidy wielkocząsteczkowe są stosowane jako emulgatory w emulsjach typu o/w. Działają one ochronnie na utworzoną emulsję, adsorbując się na powierzchni rozproszonej fazy olejowej (rysunek). Łączeniu się kuleczek oleju zapobiega przede wszystkim grubość otoczki solwatacyjnej, która powstaje wokół zaadsorbowanych na granicy faz cząstek koloidalnych.

W preparatyce aptecznej wykorzystuje się najczęściej gumę arabską (Gummi arabicum). Jest to substancja pochodzenia roślinnego, stanowi stężałą wydzielinę uzyskaną w wyniku nacięcia pni i gałęzi drzew afrykańskich z gatunku Acacia. Po wysuszeniu tworzy bryłki przeświecające, łamliwe, o szklistym przełomie. Rozpuszcza się w podwójnej ilości zimnej wody. Ponieważ guma arabska zawiera enzymy – peroksydazy, tworzy niezgodności np.: z witamina A, azotanem bizmutowym itp. Peroksydazy powodują rozkład tych substancji. Tworzy emulsje o/w, ponieważ „zwilża” krople olejów, olejków eterycznych, wosków, żywic.

...