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E M U L S Õ E S Conceito São formas farmacêuticas semi-sólidas ou líquidas, constituídas por dois líquidos imiscíveis onde um dos líquidos está finamente divido como gotículas dispersas no outro, formando uma mistura heterogênea, mas que a olho nu apresenta aspecto leitoso e homogêneo Etmologia ª Do grego: “emulgeo” = mungir = dividir Estrutura de Uma Emulsão ª Fase Interna – Fase que encontra-se finamente dividida em gotículas ª Fase Externa – Fase na qual as gotículas encontram-se dispersas Fase Interna Fase Externa Ampliação de Emulsão de Óleo Mineral em Água (400X) Aplicações ªVeicular ativos hidrofílicos e lipofílicos na mesma formulação ª Melhorar o sensorial de formas farmacêuticas tópicas ª Regular a oclusividade de formas farmacêuticas tópicas ª Proteção de ativos ªFacilitar a absorção de gorduras pelo intestino ª Mascarar odor e sabor em formulações de uso oral Classificação das Emulsões ª Quanto ao Tamanho da Gotícula ª Quanto à Fase Interna Classificação Quanto ao Tamanho de Partícula ª Microemulsões – Emulsões de aspecto transparente devido ao tamanho das gotículas que varia entre 10 milimícrons e 1 mícrom Exemplo: Emulsões transparentes de óleos essenciais em água. ª Macroemulsões – Emulsões de aspecto leitoso com tamanho das gotículas variando entre 1 mícrom e 10 mícrons Exemplo: Cremes e Loções Cremosas em geral Classificação Quanto a Fase Interna ª Emulsões Óleo em Água (O/A) ) Fase Interna = Óleo ) Fase Externa = Água ª Emulsões Água em Óleo (A/O) ) Fase Interna = Água ) Fase Externa = Óleo Ampliação de Uma Emulsão Óleo em Água (1000x) Ampliação de Uma Emulsão Água em Óleo (1000x) ª Emulsões Múltiplas – Óleo/ Água/ Óleo Água/ Óleo/ Água Ampliação de Uma Emulsão Múltipla (1000x) Emulsões Água em Óleo Grande emoliência Sensorial gorduroso Produzem cremes e loções cremosas “pesadas” Pouco adequados a climas quentes Mais adequados a climas frios Exemplo: Creme Nívea® Emulsões Óleo em Água Menor emoliência que cremes e loções A/O Sensorial pouco gorduroso Produtos hidrofílicos e facilmente laváveis Cremes e loções cremosas “leves” Mais adequados a climas quentes Determinação do Tipo de Emulsão ªPor Diluição ) Emusão O/A + Água = Diluição de aspecto homogêneo ) Emusão A/O + Água = Diluição de aspecto heterogêneo ªPor Adição de Corante )Emusão O/A + Corante Hidrofílico = Coloração Homogênea )Emusão A/O + Corante Hidrofílico = Coloração Heterogênea Emulsionamento Emulsão = Sistema Instável Emulsionamento Estabilização da Emulsão Teorias do Emulsionamento ª Teoria da Tensão Superficial – O emulsionamento acontece pela redução da tensão superficial entre as fases Ângulo < 90º È Emulsiona Ângulo = 90º È Começa a Emulsionar Ângulo > 90º È Não Emulsiona FI FI FI Teoria da Cunha Orientada – Camadas monomoleculares do emulsionante orientam-se com maior ou menor penetração em cada fase de acordo com a afinidade do emulsionante pelas fases, formando cunhas orientadas que circundam as gotículas da fase interna, originando uma micela Micela ª Teoria da Película Interfacial – O emulsionante orienta-se na interface das fases, circundando as gotículas da fase interna formando uma fina película na sua superfície Fase Interna Sem Emulsionante Fase Interna Coalescendo FI FE Fases Separadas Fase Interna Película Interfacial formada pelo emulsionante circunda a gotícula, não permitindo a ocorrência da coalescência Componentes Básicos de Uma Emulsão ª Fase Oleosa ) Componentes Oleosos ) Ativos Lipofílicos ) Sistemas Conservantes Lipofílicos ª Fase Aquosa ) Água ) Umectantes ) Ativos Hidrofílicos ) Sistemas Conservantes Hidrofílicos ª Agentes Emulsionantes COMPONENTES OLEOSOS São os principais componentes da Fase Oleosa São responsáveis por características como: ) Espalhamento ) Absorção/ Oclusão ) Lubrificação ) Viscosidade ) Aparência ) Sensorial Grupos Químicos de Componentes Oleosos ªHidrocarbonetos – Derivados de Petróleo ) Óleo Mineral ) Vaselina Sólida ) Parafinas 9 Substâncias oclusivas 9 Não absorvíveis pela epiderme, 9 Não recuperam o manto lipídico da pele ªÁcidos Graxos – Origem animal ou vegetal ) Lineares ) Ramificados ) Saturados ) Insaturados 9 Substâncias emolientes 9 Efeitos irritante e comedogênico 9 Maior cadeia carbônica = Menor Irritabilidade 9 Cadeia carbônica entre C12-C18 Maior cadeia carbônica = Maior Viscosidade ªTriglicerídeos – Origem animal e vegetal ) São ésteres onde a parte alcoólica está representada pela Glicerina, mono, di ou tri substituída ªÉsteres de Ácidos e Álcoois Graxos – Ceras de origem animal e vegetal ) São ésteres formados por Ácidos Graxos e Álcoois Graxos Superiores ªÁlcoois Graxos – Álcoois de origem animal e vegetal ) São álcoois de cadeia carbônica superior de grande compatibilidade com a pele ªSilicones – Polímeros sintéticos ) Constituídos de Silício e Oxigênio formando uma “espinha dorsal” com presença de grupos substituintes que modificam suas propriedades EMULSIONANTES São os componentes responsáveis pela estabilização da emulsão São substâncias que possuem um grupo polar ligado a uma cadeia carbônica apolar, o que lhes confere características lipofílicas e hidrofílicas simultaneamente APOLAR POLAR Parte Hidrofóbica Parte Hidrofílica Cadeias de Hidrocarbonetos Alifáticos - Lineares - Ramificados Cadeias de Hidrocarbonetos Aromáticos Radical Alquil com grupo CH3 terminal (10 a 18 carbonos) CH3-(CH2)n Grupos Acidos: - COOH Grupo Carboxila - OSO3H Grupo Sulfato - SO3H Grupo Sulfônico Grupos Básicos: - NH2 Amina Primária - NH Amina Secundária - N- Amina Terciária - N+ Amônio Quaternário O balanço entre as frações hidrofóbica e hidrofílica da molécula do emulsionante resulta em uma medida chamada EHL O EHL de uma substância indica o seu comportamento emulsionante As características de uma emulsão são determinadas pelo emulsionante ou combinação de emulsionantes escolhida ) Emulsionante Hidrofóbico = Emulsões A/O ) Emulsionante Hidrofílico = Emulsões O/A Classificação dos Emulsionantes ªConforme o Mecanismo de Ação ÆEmulsionantes Primários ou Verdadeiros ª Tensoativos ÆEmulsionantes Secundários ou Auxiliares ªIncrementam a viscosidade ª Conforme as Características Químicas Catiônicos (+) Iônicos Aniônicos (-)Quanto a carga Não Iônicos Emulsionantes Aniônicos ªDissociam-se em água, com a porção hidrofílica assumindo carga negativa ) Sabões Alcalinos – Ex: Estearato de Sódio CH3 ( CH2 )16 COO- Na + ) Sabões Metálicos – Ex: Estearato de Cálcio ) Sabões Orgânicos – Ex: Estearato de TEA ÆProblema dos Sabões como Emulsionantes ) Irritantes para pele e mucosas (uso externo) ) Alteram a motilidade gastro-intestinal (uso interno) )Derivados Sulfatados – Ex: Lauril Sulfato de Sódio CH3 ( CH2 )10 CH2 OSO3- Na + ) Derivados Sulfonados – Ex: Dioctilsulfossuccinato de Sódio Emulsionantes Catiônicos ªDissociam-se em água, com a porção hidrofílica assumindo carga positiva ) Sais Quaternários de Amônio Exemplos: Cloreto de Cetiltrimetilamônio Cloreto de Benzalcônio Cloreto de Cetilpiridímio Agentes Emulsionantes Anfotéricos ª Betaínas Emulsionantes Não-Iônicos ªNão se dissociam em água, mas sofrem solubilização por formação de Pontes de Hidrogênio com seus grupos hidrofílicos ªSão os mais usados em cremes e loções cremosas ªPrincipais grupos hidrofílicos: ) Éter Æ Álcoois Graxos Etoxilados) Hidróxi Æ Monoestearato de Sorbitan ) Éster de Ácido Carboxílico Æ Ácido Esteárico Etoxilado ) Carboamida Æ Dietanolamida Ácido Graxo de Côco Classe Nome Químico Nome Comercial Propriedades Ésteres de Sorbitan Monoestearato de Sorbitan Span 60 Emulsionante A/O e Co-Emulsionante O/A Ésteres de Sorbitan Monooleato de Sorbitan Span 80 Emulsionante A/O e Co-Emulsionante O/A Ésteres de Sorbitan Etoxilado Monolaurato de Sorbitan 20 OE Tween 20 Emulsionante O/A Ésteres de Sorbitan Etoxilado Monooelato de Sorbitan 20 OE Tween 80 Emulsionante O/A Ésteres de Sorbitan Monolaurato de Sorbitan Span 20 Emulsionante A/O e Co-Emulsionante O/A Ésteres de Sorbitan Etoxilado Monoestearato de Sorbitan 20 OE Tween 60 Emulsionante O/A BASES AUTOEMULSIONANTES São misturas industrializadas de componentes oleosos e emulsionantes Sua vantagem está na facilidade de preparação, aceitando em geral até 10% de componentes oleosos adicionais sem necessidade de adição de co-emulsionantes Em geral, produzem bases muito estáveis Podem ser: )Aniônicas )Não Iônicas Base Composição Nome Comercial Propriedades AE Aniônica Álcool Cetoestearílico + LSS Lanette WB Emulsões O/A – Média Untosidade Tolera Eletrólitos Catiônico Incompatível AE Aniônica Álcool Cetoestearílico + Cetil Estearil Sulfato de Sódio Lanette N Emulsões O/A – Média Untosidade Tolera Eletrólitos Catiônico Incompatível AE Aniônica Estearato de Potássio + MEG Cutina KD16 Emulsões O/A Média Untosidade Tolera Eletrólitos pH<4 e Catiônicos Incompatível AE Aniônica Álcool Cetoestearílico + Fosfato de Cetoestearila Crodafos CES Emulsões O/A Base Suave Ampla faixa pH Base Composição Nome Comercial Propriedades AE Não-Iônica Álcool Cetoestearílico + Álcool Cetoestearílico Etoxilado + Span + Tween Polawax Croda Base CR2 Emulsões O/ A Estável em ampla faixa de pH Tolera Eletrólitos Compatível com Catiônicos AE Não-Iônica MEG + Álcool Cetoestearílico Etoxilado + Álcool Estearílico + Palmitato de Cetila Emulgade SE Emulsões O/ A Estável em ampla faixa de pH Tolera Eletrólitos Compatível com Catiônicos Agentes Emulsionantes Secundários ªAjudam a estabilizar as emulsões pelo aumento da viscosidade da fase externa ª Naturais ) Alginatos ) Agar-Agar ªSintéticos ) Derivados de Celulose – Metilcelulose, Etilcelulose, CMC ) Hidróxidos de Alumínio e/ou Magnésio finamente divididos Escolhendo Sistemas Emulsionantes ªAté 1948, a escolha do emulsionante era feita por “tentativa-erro-acerto” ª Griffin (1948) desenvolveu um método que classifica numericamente os emulsionantes de acordo com o balanço entre as frações hidrofóbica e hidrofílica da molécula Equilíbrio Hidrofílico-LipofílicoEHL Valores de 1 a 50 EHL aumenta com o aumento da hidrofilicidade da molécula Emulsionantes O/A Emulsionantes A/O Cada EMULSÃO tem um EHL próprio que corresponde a sua maior estabilidade. SEGREDO Determinar o valor do EHL da emulsão e utilizar um agente emulsionante ou mistura de agentes emulsionantes com EHL o mais próximo possível do valor do EHLEMULSÃO. Calculando o EHL de uma Formulação Cera.......................................................................5% Parafina Líquida...............................................26% Óleo Vegetal......................................................18% Glicerina...............................................................4% Agente Emulsionante.........................................5% Água............................................................qsp 100g 1a Etapa ª Calcular a fração (%) de substâncias lipossolúveis na formulação: ) Cera – 5% ) Parafina Líquida – 26% ) Óleo Vegetal – 18% ____________________________________________________________ ) Total de Fase Oleosa = 49% da formulação 2a Etapa ª Calcular a fração (%) de cada componente lipofílico em relação à fase oleosa ) Cera – 49% ----- 100% 5% ------ x Æ 10,2% ) Parafina Líquida – 49% ----- 100% 26% ------ y Æ 53,1% ) Óleo Vegetal – 49% ----- 100% 18% ------ z Æ 36,7% 3a Etapa ª Calcular o EHL da emulsão ª O EHL da emulsão corresponde a soma proporcional do EHL de cada componente lipofílico da emulsão EHL emulsão = EHLcera + EHL parafina líquida + EHLóleo vegetal ª O EHL das substâncias é tabelado: ) EHLcera = 15 ) EHLParafina Líquida = 10,5 ) EHLÓleo Vegetal = 9 ª EHLcera na emulsão = 15 * 10,2% Æ 1,53 ª EHLParafina Líquida na emulsão = 10,5 * 53,1% Æ 5,57 ª EHLÓleo Vegetal na emulsão = 9 * 36,7% Æ 3,3 ª EHLemulsão = 1,53 + 5,57 + 3,3 Æ 10,4 4a Etapa ª Uma vez conhecido o EHL da emulsão ) EHLemulsão = 10,4 ª Devemos buscar na tabela de EHL um emulsionante de EHL igual ou o mais próximo possível do EHL da emulsão Estabilidade das Emulsões ª Emulsões são sistemas termodinamicamente instáveis ª Emulsionante Correto = Maior Estabilidade ª Tamanho de Gotícula ) 1 mícron = Maior Estabilidade ) > 10 mícrons = Fenômenos de Instabilidade Fenômenos de Instabilidade ) Floculação – As gotículas formam agregados que sedimentam. Pode ser revertido por homogenização ) Cremeação – As gotículas formam agregados que sobem à superfície resultando em um creme que pode ser revertido por homogenização ) Coalescência – As gotículas formam agregados que coalescem produzindo gotas cada vez maiores até a separação total das fases. É irreversível Fatores Influentes na Estabilidade das Emulsões ªTemperatura - Ç Temperatura ¾ È Estabilidade ªViscosidade - Ç Viscosidade ¾ Ç Estabilidade ªTensão Interfacial - È TI ¾ Ç Estabilidade ªTamanho de Partículas Ç homogeneidade ¾ Ç estabilidade Gotículas na iminência de coalescer devido a diferença de tamanho Gotículas de tamanho muito heterogêneo. Gera instabilidade na emulsão Gotículas de tamanho menos heterogêneo que na emulsão acima Emulsão possivelmente mais estável que a emulsão acima Métodos de Preparação de Emulsões ªMétodos Clássicos ) Método Continental ou da Goma Seca ) Métodos Inglês ou da Goma Úmida ªMétodo Moderno ) A Frio ) A Quente Æ Método Continental ou da Goma Seca ) Também conhecido por método “4:2:1” ) Preparado a partir de: Óleo – 4 partes Água – 2 partes Goma – 1 parte ) Seqüência de mistura: 1 J óleo + goma 2 J mistura óleo/goma + água ÆMétodo Inglês ou da Goma Úmida ) Usa as mesmas proporções do Método Continental, mas difere na seqüência de preparo da emulsão ) Seqüência de mistura: 1 J goma + água 2 J mistura goma/água + óleo ÆMétodo Moderno ª A Frio  Processo usado na produção de emulsões de onde ambas as fases: oleosa e aquosa são líquidas, adicionando-se uma fase sobre a outra, a frio, sob agitação constante, mantida até completo emulsionamento ÂExemplos: Emulsão de Óleo de Fígado de Bacalhau / Emulsão de Silicone / Maionese ª A Quente  Processo usado na produção de emulsões onde a fase oleosa apresenta componentes sólidos ou semi- sólidos à temperatura ambiente ÂAs fases oleosa e aquosa são aquecidas separadamente a 75-80ºC e adicionadas uma sobre a outra, sob agitação constante até completo resfriamento  A adição de fases a temperaturas diferentes pode produzir desde instabilidade na emulsão até o não- emulsionamento devido ao choque térmico  A ordem de adição das fases: oleosa sobre aquosa ou aquosa sobre oleosa não altera a estabilidade da emulsão  Exemplos: Cremes de Uréia, Loção Cremosa de Óleo de Semente de Uva, Diadermina EQUIPAMENTOSUSADOS NA FABRICAÇÃO DE EMULSÕES Pequena Escala ª Agitadores mecânicos de bancada Escala Industial ª Reatores com aquecimento elétrico ou vapor ª Agitadores mecânicos industriais ª Bomba de transferência para drenagem Agitador Mecânico de Bancada Reator Industrial com Aquecimento Elétrico e Agitador Mecânico Agitadores Industriais de Coluna e “Portátil” Bomba de Engrenagens para transferência de cremes e loções cremosas do reator para tanque estoque ou envasadora Envasadora Pneumática Envasador em Linha ALGUMAS FORMULAÇÕES Emulsão Aniônica O/A Diadermina Fase Oleosa Ácido Esteárico........................35,7% Fase Aquosa Trietanolamina............................2,8% Glicerina......................................18,5% Água Destilada....................qsp 100 g Estearato de Trietanolamina “in situ” Emulsionante Aniônico Sabão Orgânico Álcool Graxo Emulsão Aniônica O/A Fase Oleosa Álcool Cetílico...............................12% Parafina Líquida............................14% Vaselina Sólida................................7% Fase Aquosa Lauril Sulfato de Sódio..............1,5% Glicerina........................................1,5% Água Destilada....................qsp 100 g Hidrocarbonetos Emulsionante Aniônico Derivado Sulfatado Emulsão Catiônica O/A Fase Oleosa Álcool Cetoestearílico...................5% Fase Aquosa Cloreto de Cetiltrimetilamônio....................2,5% Água Destilada....................qsp 100 g Álcool Graxo Emulsionante Catiônico Álcool Graxo Emulsão Não-Iônico O/A Fase Oleosa Álcool Cetoestearílico...................6% Álcool Cetoestearílico Etoxilado.........................................4% Miristato de Isopropila..............10% Fase Aquosa Glicerina...........................................5% Água Destilada....................qsp 100 g Emulsionantes Não-Iônicos Emoliente Emulsão Aniônica O/A Fase Oleosa Lanette WB...................................10% Estearato de Isoctila...................5% Fase Aquosa Glicerina...........................................5% Água Destilada....................qsp 100 g Álcool Cetoestearílico + Lauril Sulfato de Sódio Base Autoemulsionante Aniônica Emoliente Álcool Cetoestearílico + Álcool Cetoestearílico Etoxilado + Span + Tween Base Autoemulsionante Não-Iônica Emulsão Não Iônica O/A Fase Oleosa Polawax...........................................10% Estearato de Isoctila...................5% Fase Aquosa Glicerina...........................................5% Água Destilada....................qsp 100 gEmoliente E M U L S Õ E S þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ þÿ
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