Sistemas Dispersos e Soluções

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GÉIS 
Prof. Eduardo Ricci Júnior 
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DEFINIÇÕES 
 
 
SISTEMAS DISPERSOS x SOLUÇÃO 
 
Sistemas bifásicos 
 
Fase dispersa (descontínua) (menor quantidade) 
 
Meio dispersante (contínua) (maior quantidade) 
Dispersa 
Dispersante 
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Solução Dispersão fina Dispersão grosseira 
< 1nm 
 
1-1000nm >1mm 
Suspensões 
 
Emulsões 
Macromoléculas 
 
Nanopartículas 
 
Micelas (nanoemulsões) 
Sistemas dispersos 
DIMENSÕES DA FASE DISPERSA 
4 
Soluções Dispersão Fina Dispersão Grosseira 
1000nm = 1mm 
Tudo é uma questão de tamanho e afinidade pela fase dispersante 
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SOLUÇÕES 
 
 
Soluto dissolvido no solvente; 
 
Soluto < 1nm; 
Não podem ser observados com auxílio de microscópios; 
Sistema HOMOGÊNEO e ESTÁVEL; 
 
Exemplos: solução aquosa de NaCl, solução aquosa de glicose. 
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DISPERSÕES FINAS (COLÓIDES) 
 
Fase dispersa: 1-1000nm; 
 
Sistema HETEROGÊNEO ao microscópio (homogêneo a olho nu); 
Tipos: Dispersões de nanopartículas (enxofre coloidal) 
 Dispersões micelares (tensoativos acima da cmc); 
 Dispersões de macromoléculas (vacinas, anticorpos, gelatina, 
carboximetilcelulose sódica, Cabopol® dispersos em água). 
 
Exemplo: leite, gelatina, microemulsão, géis. 
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DISPERSÕES GROSSEIRAS 
 
 
Fase dispersa: partículas ou gotículas > 1000nm dispersas em líquido (água); 
 
Sistemas heterogêneo e relativamente estáveis: partículas sedimentam por ação da 
gravidade; 
 
Exemplos: suspensões e emulsões de uso farmacêutico. 
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SISTEMAS DISPERSOS 
 
 
 
• DISPERSÕES FINAS OU COLÓIDES (macromoléculas ou pequenas partículas) 
 
 
 
• DISPERSÕES GROSSEIRAS (emulsões e suspensões) 
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DISPERSÕES FINAS OU COLÓIDES 
Colóides apresentam afinidade diferente pela fase dispersante: 
 
 
• Colóides liofílicos 
 
 
• Colóides liofóbicos 
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• Colóides liofílicos 
-Apresentam afinidade pelo meio dispersante; 
 
-Constituem dispersões estáveis; 
 
-Aumentam a viscosidade do sistema; 
 
-Dispersam espontaneamente no fase dispersante (água). 
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Preparação dos Colóides liofílicos 
 
Dispersão espontânea (mistura das fases dispersa e dispersante). 
 
Dispersões de macromoléculas em água (goma arábica, metilcelulose e gelatina); 
 
Dispersões micelares (tensoativos dispersam espontaneamente em água e agregam-
se em micelas acima da cmc). 
Sistema micelar é utilizado para 
dispersar fármacos hidrofóbicos em 
água permitindo a sua administração 
intravenosa, oral ou tópica. 
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• Colóides liofóbicos 
- Não apresentam afinidade pelo meio dispersante; 
 
- Constituem sistemas dispersos termodinamicamente instáveis; 
 
- Alteram pouco a viscosidade do sistema; 
 
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DEFINIÇÕES DE GÉIS 
 
Dispersões finas de macromoléculas 
 
 
Formação de uma matriz (rede tridimensional) que aprisiona a fase dispersante 
(água, óleo mineral, silicone, etanol). 
 
 
• Semi-sólidos --- Propriedades: viscosidade e elasticidade (viscoelástico) 
 
 
• Geralmente: pseudoplásticos 
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Existem 2 tipos de géis 
• Géis inorgânicos (dispersões de 
partículas) (liofóbicos) 
 
 
 
 
 
• Géis orgânicos (dispersões de 
polímeros - macromoléculas) (liofílicos) 
(aumenta muito a viscosidade); 
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Géis orgânicos (GEL) 
 
Dispersão de polímeros hidrocoloidais em água; 
 
Polímeros = Macromoléculas 
 
Originan colóides liofílicos em água: aumento da viscosidade (semi-sólidos) 
 
Propriedades 
 
• Biocompatível 
• Bioadesão 
• Tixotrópico (espalhabilidade) 
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GELEIFICAÇÃO 
 
Ligações intermoleculares do tipo pontes de hidrogênio e/ou atração eletrostática 
entre polímero e água restringem o movimento entre moléculas dos sistema, 
aumentando a viscosidade e a formação do gel. 
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CARACTERÍSTICAS 
 
 
• Formas Farmacêuticas de fácil aplicação e remoção; 
 
• Esteticamente excelente porque não deixa resíduos após aplicação; 
 
• Transmitem a sensação frescor; 
 
• Indicados para pacientes com pele oleosa e com acne; 
 
• Alta capacidade de fixação: cabelos. 
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Agentes formadores de géis: POLÍMEROS 
 
• NATURAIS 
Gomas (arábica), Amido, Gelatina, Pectina, Alginato, Quitosana. 
 
• SEMI-SINTÉTICOS 
Derivados da celulose (metilcelulose; hidroxietilcelulose, hidroxipropilcelulose, 
hidroxipropilmetilcelulose e carboximetilcelulose) e Amido pré-gelatinizado. 
 
• SINTÉTICOS 
Carbômeros (Carbopol®), Polioxietilenos (Pluronic®) , Álcool polivinílico (PVA). 
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POLÍMEROS NATURAIS 
 
 
• GOMA ARÁBICA 
 
Polímeros de alto peso molecular 200.000 a 250.000; 
Dispersões fluidas em pH baixo (ácido) e GEL em pH alto (alcalino); 
Incompatível com fenóis, timol e eugenol (quebra do gel = fluidificação). 
 
• GOMA ADRAGANTE 
 
Géis estáveis pH 4-8. 
PERMITE esterilização por autoclavação sem perda das características do gel 
(não há quebra). 
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• PECTINA 
 
Polissacarídeo de alto peso molecular (50.000-400.000); 
Obtido a partir da purificação de extratos de casca de frutas cítricas; 
Polímero do ácido poli-(galactoturônico). 
Atua como AGENTE ESPESSANTE (alimentos, suspensões) e formador de gel. 
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• ALGINATO DE SÓDIO 
 
 
 
 
 
 
 
Polissacarídeo (polímero natural) ANIÔNICO extraído das algas marrons; 
Veículo estabilizante de fármacos peptídicos: insulina (nasal), vacina (nasal) e 
enzimas (pesquisa); 
Geleificação: troca de íons Na+ por íons Ca2+ (solução de citrato de cálcio). 
 Cálcio funciona como uma ponte unindo as cadeias poliméricas 
Colóide sol Gel 
Alginato de sódio Alginato de cálcio 
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• QUITOSANA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
- Polímero CATIÔNICO; 
- Obtido da quitina do exoesqueleto de curstáceos (caranguejo); 
-Forma colóide sol em pH ácido e geleifica com a adição de poliânions como o 
tripolifosfato (TPP funciona como um ligante entre as cadeias poliméricas); 
- Usos: agente formador de gel, redutor do colesterol e emagrecimento. 
23 
24 
POLÍMEROS SEMI-SINTÉTICOS DERIVADOS DA CELULOSE 
25 
26 
POLÍMEROS SEMI-SINTÉTICOS 
 
DERIVADOS DA CELULOSE 
 
 
• METILCELULOSE (MC) 
 
 
Gel é compatível com álcool (70%) e propilenoglicol (50%); 
 
Concentrações altas de íons quebram o gel. 
 
 
Preparação: 
 
Dispersão em água a quente (80-90oC) sob agitação; 
Resfriamento forma o gel. 
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• HIDROXIETILCELULOSE (HEC) 
 
 
Natrosol® (nome comercial) 
Polímero não iônico, solúvel em água e solução hidroalcoólica (30%); 
Boa estabilidade em presença de eletrólitos; 
Estável na faixa de pH de 4-8. 
 
Preparação: 
 
Dispersão em água, 
Aquecimento (60-70oC) para geleificação (controlar temperatura). 
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HIDROXIPROPILMETILCELULOSE (HPMC) 
 
Preparação: 
 
HPMC deve ser dispersa em água fria para hidratação e formação do gel. 
 
 
 
CARBOXIMETILCELULOSE SÓDICA (CMCNa) 
 
Usada na forma de sal sódico; 
Estável em pH de 7-9; 
 
Preparação: 
Dispersão em água para hidratação e formação de um colóide sol; 
Aquecimento a 60oC para formação do gel. 
29 
POLÍMEROS SINTÉTICOS 
 
 
• CARBÔMEROS 
 
Carbopol® (nome comercial); 
 
Polímeros sintéticos derivados do ácido acrílico; 
 
Dispersões aquosas são fluidas e ácidas (pH=3); 
 
Geleificação ocorre por neutralização dosgrupos carboxilas a pH 7,0 com 
alcalinizantes (trietanolaminas); 
 
Incompatibilidades: fenol, polímero catiônico, alfa-hidroxiácidos. 
30 
COOH COOH 
COOH COOH 
COOH 
COOH 
COOH 
COOH 
COOH 
Dispersão Coloidal Sol 
 
pH=3,0 
 
Moléculas com estrutura helicoidal 
 
Baixa capacidade expessante 
COONa COONa 
COONa 
COONa 
COONa 
COONa 
COONa 
COONa 
COONa 
COONa 
Gel 
 
pH=7,0 
 
Moléculas com estrutura linear 
 
Alta capacidade expessante 
Geleificação do Carbopol® 
Neutralização (base) 
Alteração da viscosidade 
 
Sais (NaCl) e Ativos ácidos diminuem a viscosidade da preparação levando a quebra do gel. 
31 
CARBOPOL ® (Fabricante - LUBRIZOL) 
32 
CARBOPOL ® (Fabricante - LUBRIZOL) 
33 
34 
35 
• POLIOXIETILENOS (Pluronic®); 
 
Copolímeros polioxietileno e polioxipropileno; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Géis termo-reversíveis (20-40%): líquidos a frio ( abaixo 5oC), mas geleificam na 
temperatura ambiente e na superfície corporal; 
Géis firmes e transparentes; 
Biocompatíveis; 
Excelente bioadesão em contato com as superfícies corporais; 
GÉIS 
POLIOXIETILENO POLIOXIPROPILENO POLIOXIETILENO 
Hidrofílico Hidrofóbico 
Formam géis micelares capazes de incorporar fármacos hidrofílicos e hidrofóbicos 
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Preparação: dispersão a frio do Pluronic® 
Grânulos são adicionados na água fria (refrigerador); 
Polímero dispersa na água a frio formando uma dispersão coloidal líquida; 
Ao retirar-se a dispersão líquida do refrigerador ocorre aumento da temperatura e 
geleificação (sistema disperso semi-sólido). 
 
Pluronics F-127 podem ser misturados com lecitina e palmitato de isopropila para 
formação do PLO (Pluronic Organigel) 
Veiculo para fármacos lipofílicos 
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ARISTOFLEX® AVC 
Polímero formador de gel ; 
Excelente espalhabilidade ; 
Sensorial: hydrafresh (derrete em contato com a pele); 
Preparo simples: dispersão em água com agitação + conservante 
Estabilidade : compatível com Alfa-Hidroxiácidos, Ácido glicólico, Hidroquinona, 
Eritromicina 
Gel Aristoflex® AVC 
 
ARISTOFLEX® AVC ............. 1 % 
Nipagin ……………….……... 0,1% 
Glicerina …….…………..….. 3% 
Água destilada ............. qsp 100% 
Preparo: 
Misturar todos os componentes e 
manter sob agitação por alguns 
minutos, até formar o gel 
Co-polímero sintético de ácido sulfônico acriloil-
dimetil-taurato e vinil-pirrolidona neutralizado 
com amônia. 
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Carga Iônica: Aniônico 
 
Aspecto do Gel: Transparente, Incolor 
 
Sensorial do Gel: Suave e Fresco, sem Pegajosidade (“hydrafresh”) 
 
Estabilidade (pH): Estável em pH 4 a 9 
 
Estabilidade (eletrólitos): Incompatível 
 
Estabilidade (incorporação de óleos): Estabiliza emulsões com até 10% de óleo 
 
% Recomendada: 0,5 a 5% de Aristoflex® AVC 
 
Modo de Preparo: Dispersar em água (temperatura ambiente); 
Não requer neutralização e Aquecimento. 
 
Principais Aplicações: 
Preparo de Gel-Base com excelente estabilidade; Formulações de géis para tratamento da 
pele; Géis faciais e corporais 
Gel creme para filtros solares 
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Hidroxipropil fosfato de amido 
 
Gel de amido modificado 
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FORMULAÇÃO DE GÉIS 
 
• Fase dispersante (Água); 
• Polímero formador do gel (Metilcelulose, CMC, Natrosol®, Carcopol®, Pluronic®); 
• Fármaco (anti-inflamatórios, enzimas, vitaminas, filtros solares); 
• Umectantes (glicerina, propilenoglicol) 
• Solubilizantes: dispersão de fármacos hidrofóbicos (tensoativos:Tween, Span, álcool) 
• Conservantes (imidazolinidil uréia, parabenos) 
• Antioxidantes (BHT, BHA) 
• Sequestrantes (EDTA) 
• Corantes e Essência 
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USOS 
 
 
ANESTESIA LOCAL 
Gel tópico anestésico 
Xilocaína®, Cloridrato de lidicaína 2% (20mg/g) 
Anestesia local em procedimentos envolvendo uretra, cavidade oral (mucosa oral e gengiva), entubação 
endotraqueal. 
 
 
 
 
 
Nene Dent® 
 
Cada 1 g de Gel contém: 
Cloridrato de lidocaína....................................................3,4 mg 
Polidocanol 600..............................................................3,2 mg 
Tintura de Matricaria chamomilla.................................150,0mg 
Excipientes q. s. p..............................................................1,0 g 
 
Excipientes: propilenoglicol, xilitol, solução de sorbitol 70%, edetato dissódico, CARBOPOL (974P), hidróxido 
de sódio 10 %, polissorbato 20, sacarina sódica, mentol e água. 
42 
CLAREAMENTO DENTAL 
Peróxido de carbamida (10-50%) em gel 
Peróxido de hidrogênio e carbamida reagem gerando peróxido de carbamida. 
Uso clínico em consultório. 
 
PREVENÇÃO DA CÁRIE 
Fluoreto de sódio a 0,5% em hidrogel (Natrosol), preventivo contra cárie e aftas. 
ANTIFÚNGICO 
 
Daktarin gel oral: contém miconazol (antifúngico) utilizado no tratamento de candidíase oral. 
COMPOSIÇÃO 
Cada grama de gel contém: 
Miconazol .................................................................20 
mg 
Excipientes: amido pré-gelatinizado, sacarina sódica, 
polissorbato (20), aroma de laranja, aroma de cacau, 
álcool etílico, glicerina, água purificada. 
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GEL REDUTOR CRIOGÊNICO 
 
Mentol........................................................1,0g 
Cânfora......................................................0,4g 
Álcool etílico............................................15 mL 
Polissorbato 80 (Tween 80)..................6,5 g 
Corante....................................................... q.s. 
Gel de Carbopol 940â ................q.s.p. 100 mL 
(Celulite e Gordura localizada) 
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Reologia 
 
• O que é reologia? 
 
RHEOS = fluxo e LOGOS = conhecimento 
 
A reologia é o estudo do fluxo e das deformação dos materiais de interesse 
farmacêutico. 
 
• O que o viscosidade? 
 
Viscosidade é a resistência de um material ao fluxo após a aplicação de uma força. 
= viscosidade 
F = tensão de cisalhamento 
G = velocidade de cisalhamento 
h= 
F 
G 
Tensão de cisalhamento 
V
e
lo
c
id
a
d
e
 d
e
 
c
is
a
lh
a
m
e
n
to
 
Curva de fluxo 
Ta = h 
45 
Materiais de interesse farmacêutico 
 
Divididos em 2 grupos: materiais com fluxo Newtonianos e Não Newtonianos. 
 
• Materiais com fluxo Newtonianos: F é proporcional G e a viscosidade é constante. 
Tensão de cisalhamento 
V
e
lo
c
id
a
d
e
 d
e
 
c
is
a
lh
a
m
e
n
to
 
Curva de fluxo 
Velocidade de cisalhamento 
 V
is
c
o
s
id
a
d
e
 
Reograma 
Exemplos: água, etanol, solução de glicose, solução de cloreto de sódio 
46 
MATERIAIS COM FLUXO NÃO NEWTONIANOS 
 
Viscosidade (h) varia com a velocidade de cisalhamento (G); 
 
 
Constituem formulações de interesse farmacêutico: 
 
 DISPERSÕES COLOIDAIS, EMULSÕES, SUSPENSÕES, GÉIS, POMADAS 
 
 
Materiais com fluxo não Newtonianos podem ser divididos em: 
 
 
 
PSEUDOPLÁSTCO (GÉIS) 
 
 
PLÁSTICO 
DILATANTE 
47 
 MATERIAIS COM FLUXO PLÁSTICO 
 
 
Fluem quando a força aplicada ultrapassa certo valor de tensão de cisalhamento (ponto de 
cedência), a viscosidade diminui e o material escoa. 
 
 
 
 
 
 
 
Exemplos: pomadas a base de vaselina e cera. 
Tensão de cisalhamento 
V
e
lo
ci
d
ad
e
 d
e
 
ci
sa
lh
am
e
nt
o 
Curva de fluxo 
Velocidade de cisalhamento 
 V
is
co
si
d
ad
e
 
Reograma 
A- Repouso: as partículas permanecem agrupadas (não háfluxo); 
 
B- Ponto de cedência: as partículas deslocam-se no mesmo sentido 
ocorrendo fluxo . 
Pressão Externa 
A B 
Cedência 
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MATERIAIS COM FLUXO PSEUDOPLÁSTICO 
 
Fluem a partir do momento da aplicação da tensão de cisalhamento, a viscosidade 
diminui e o material escoa (não há ponto de cedência). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Exemplos: Géis de Carboximetilcelulose, Carbopol , Aristoflex, Pluronic®. 
Tensão de cisalhamento 
V
e
lo
c
id
a
d
e
 d
e
 
c
is
a
lh
a
m
e
n
to
 
Curva de fluxo 
Velocidade de cisalhamento 
 V
is
c
o
s
id
a
d
e
 
Reograma 
A-Em repouso as moléculas do polímero estão 
ligadas entre si formando uma estrutura que 
aprisiona a água (alta viscosidade). 
B-Aplicando-se uma tensão ocorre quebra da estrutura 
e liberação das moléculas de água (queda da 
viscosidade) 
Pressão 
H2O 
H2O 
H2O 
H2O 
H2O 
H2O 
H2O 
H2O H2O 
H2O 
H2O 
H2O 
H2O 
49 
TIXOTROPIA 
 
“Mudança pelo toque”; 
 
Fenômeno físico-químico de transformação isotérmica gel-sol reversível; 
 
Formas farmacêuticas semi-sólidas quando submetidas a uma tensão de 
cisalhamento, diminuem a viscosidade e escoam o que facilita a entrada e saída 
do material da embalagem e a espalhabilidade sobre a superfície corporal, 
entretanto, cessada a tensão ocorre aumento da viscosidade e a formulação volta 
ao estado semi-sólido evitando escorrimento. 
 
Exemplos: GÉIS 
50 
Determinação da viscosidade e análise reológica 
 
VISCOSÍMETRO 
 
Mede valores de viscosidade em função da velocidade de cisalhamento 
para caracterização do tipo de fluxo do material: 
 
NEWTONIANO 
 
NÃO NEWTONIANO (Plástico, Pseudoplástico ou Dilatante) 
Viscosímetro de 
Brookfield (análise de 
semi-sólidos na 
Farmácia Universitária). 
Velocidade de cisalhamento 
 V
is
c
o
s
id
a
d
e
 
Reograma 
51 
Hidratante e Umectante 
Gel anti-séptico 
Gel Fitoterápico Gel limpeza para pele 
Gel hidratante pós sol 
Gel-creme Filtro solar 
52 
Referências Bibliográficas 
 
Tecnologia Farmacêutica. PRISTA, J.N; ALVES, A. C; MORGADO, R. 1996, 4º Ed., 
Fundação Calouste Gulberkian. 
 
Delineamento de Formas Farmacêuticas. AULTON, M.E. 2005, 2º Ed., Artmed. 
 
Gestão em Farmacotécnica Magistral. CONRADO, MFL; CORDEIRO, PPM., V.1; 
Primeira Edição, 2006. 
 
Guia prático da farmácia magistral. FERRAIRA, AO; 2 edição; 2004.