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1 EMULSÕES Profa. Daniele Rubert Nogueira UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE DEPARTAMENTO DE FARMÁCIA INDUSTRIAL DISCIPLINA DE FARMACOTÉCNICA – FID 102 ! SISTEMA DISPERSO = FASE DISPERSA + FASE DISPERSANTE Sistema disperso Tamanho da partícula Estado de agregação das fases do sistema Exemplos Solução < 1 nm Gás-gás; gás-líq.;líq.- líq.;sól.-líq.- sól.-sól. Soluções moleculares e iônicas Colóides 1 nm a 1 µm Líq.-gás; sól.-gás; sól.- líq. Névoa, fumaça, gelatina, lipossomas Suspensões > 1 µm Sól.-gás; sól.-líq. Aerossóis medicinais, suspensões, leite de magnésia Emulsões > 1 µm Líq.-líq. Leite, emulsões de uso farmacêutico SISTEMA DISPERSOS Micela (5 – 20 nm) Microemulsão (10 – 75 nm) Macroemulsão (0,25 – 10 μm) emulsão múltipla Lipossoma Suspensão DEFINIÇÃO E CONSIDERAÇÕES DAS EMULSÕES v São sistemas bifásicos que consistem em duas fases líquidas imiscíveis; v Um líquido está disperso em um outro líquido na forma de pequenas gotículas, o que é possível pelo uso de agentes emulsionantes; v A fase que está presente como gotículas é chamada de fase dispersa, e a fase na qual as gotículas encontram-se suspensas é denominada fase contínua; v São termodinamicamente instáveis. EMULSÕES FASE DISPERSA, INTERNA ou DESCONTÍNUA + FASE DISPERGENTE, EXTERNA ou CONTÍNUA + AGENTE EMULSIFICANTE Emulsão simples 4µm A/O ou O/A Emulsão múltipla A/O/A ou O/A/O FINALIDADE E VANTAGENS DAS EMULSÕES • Via oral: mascarar sabor e odor desagradáveis; • Mistura estável e homogênea de 2 líquidos imiscíveis; • Via tópica: possibilita a formulação de cremes e loções dermatológicas. Emoliência, diminuição da irritação, proteção; • Via parenteral: emulsões contendo óleos podem ser administradas por via endovenosa (lipídios, vitaminas). Ex: emulsões intravenosas de meio de contraste e de nutrição parenteral; • Liberação controlada e/ou prolongada; • Melhorar absorção; • Administração de drogas pouco solúveis em água; 2 TIPOS DE EMULSÕES O/A ou O/W A/O ou W/O • Fase interna (dispersa) Óleo • Fase externa (dispersante) Água Emulsões simples • Fase interna (dispersa) Água • Fase externa (dispersante) Óleo TIPOS DE EMULSÕES A/O/A O/A/O Gotículas de água dispersas em gotas de óleo, dispersas em água (A/O/A) Gotículas de óleo dispersas em gotas de água, dispersas em óleo (O/A/O) Emulsões múltiplas CLASSIFICAÇÃO DAS EMULSÕES QUANTO AO USO • Emulsões para uso interno Via Oral: - emulsões O/A: melhoria da palatabilidade, disfarça sabor desagradável de alguns fármacos e/ou dos óleos utilizados; - Propicia aumento da absorção de gorduras pelo intestino Ex.: ácido valpróico (anticonvulsivante), óleo mineral (laxante), vitaminas oleosas, óleo de rícino, óleo de fígado de bacalhau CLASSIFICAÇÃO DAS EMULSÕES QUANTO AO USO • Emulsões para uso interno Via endovenosa: - Emulsões O/A na nutrição parenteral de substâncias lipídicas (fontes de calorias e aminoácidos essenciais); - Para pacientes que não conseguem ou não querem se alimentar; - Emulsões de contraste. Ex.: óleo de semente de algodão, óleo de cártamo IntralipidR (Cutter) e LiposynR (Abbot). * Cuidados: o emulsificante deve ser inócuo e não-iônico; diâmetro dos glóbulos internos formados deve ser uniforme. CLASSIFICAÇÃO DAS EMULSÕES QUANTO AO USO • Emulsões para uso externo - O/A ou A/O para aplicação cutânea. Menor irritabilidade, melhor espalhabilidade; - bases dermatológicas A/O (efeito oclusivo, + emolientes); - Bases dermatológicas O/A (agradáveis ao uso, laváveis, sem sensação oleosa). Ex.: - Loções: baixa viscosidade - Emulsões semissólidas: cremes EMPREGO NO CAMPO FARMACÊUTICO v Administração oral, tópica e parenteral q Emulsões múltiplas: - Ação prolongada: (A/O/A) liberação sustentada devido à camada de óleo que forma um membrana controlando a liberação do soluto; - Potencial aplicação em produtos cosméticos - Microencapsulação de fármacos lipofílicos e proteínas - Outros englobamentos: anticorpos, enzimas - Outros: mascarar sabor, preparação de parenterais 3 FASES DE UMA EMULSÃO FASE AQUOSA hidrofílica FASE OLEOSA lipofílica AGENTE EMULSIFICANTE Água e substâncias hidrossolúveis Formação e estabilização da emulsão Óleos, ceras, gorduras e substâncias lipossolúveis EMULSIFICAR Dividir ou dispersar uma fase em outra que é imiscível Aumentar a superfície de contato - energia Adição de tensoativos Glóbulos finos de um líquido em outro que constitui a fase externa EMULSIFICAÇÃO Água 2 Óleo 1 Fase inicial: fase oleosa e aquosa separadas Fase intermediária: gotículas dispersas de O/A e A/O presentes no sistema emulsão final tipo O/A quando v 2 > v 1 emulsão final tipo A/O quando v 1 > v 2 Aplicação de energia (trituração, agitação) TEORIAS DA EMULSIFICAÇÃO – ESTABILIZAÇÃO DE EMULSÕES • Teoria da tensão superficial: * Tensão superficial/interfacial: força que faz com que os líquidos resistam à fragmentação em pequenas gotículas quando ocorre a mistura de líquidos insolúveis e imiscíveis entre si. Substâncias que reduzem a tensão superficial facilitam a fragmentação em gotas ou partículas menores TENSOATIVOS Quando dois líquidos imiscíveis entram em contato se forma uma superfície de separação caracterizada por uma tensão superficial Teorias da emulsificação – estabilização de emulsões • Teoria da cunha (molécula) orientada: Camadas monomoleculares do emulsificante estão dispostas ao redor da gotícula da fase interna de uma emulsão Orientação do agente emulsificante na superfície ou no interior do líquido Reflexo da solubilidade do emulsificante em uma das fases A/O O/A • Teoria plástica ou do filme interfacial: Ocorre a formação de uma fina película adsorvida à superfície devido à orientação do emulsificante na interface óleo-água, circundando as gotículas da fase interna Película: impede a coalescência da fase dispersa v Diminuição da tensão interfacial v Formação do filme Teorias da emulsificação – estabilização de emulsões 4 Teoria plástica ou do filme interfacial Teorias da emulsificação – estabilização de emulsões Tipos de películas formadas pelos agentes emulsificantes na i n te r face ó l eo -água pa ra emulsões O/A (Gennaro, 2004). v Fase aquosa: solubilização componentes hidrossolúveis da formulação; v Fase oleosa: solubilização componentes lipossolúveis da formulação; v Agente emulsificante: facilita a emulsificação durante o processo de produção e proporciona estabilidade à emulsão, reduzindo a tensão superficial entre o óleo e a água e retardando a separação das fases; ü Antioxidantes: preferencialmente solúveis na fase oleosa; ü Conservantes: preferencialmente adicionados na fase aquosa; ü Sequestrantes: complexam íons metálicos; ü Essências e/ou corantes (opcionais): essências hipoalergênicas e corantes certificados COMPOSIÇÃO DE UMA EMULSÃO FASE AQUOSA v Água (destilada ou deionizada) v Umectantes: glicerina, propilenoglicol, sorbitol v Conservantes: ácido sórbico, p-hidroxibenzoatos, imidazolidinil uréia, ... * fase aquosa é a que mais necessita de proteção v Substâncias hidrossolúveis: vitaminas, aminoácidos, proteínas, extratos vegetais,... v Espessantes: polissacarídeos (goma arábica, goma xantana), polímeros derivados da celulose v Flavorizantes e corantes: hidrossolúveis v Edulcorantes: xaropes, glicerina (emulsões orais) * aumentam a viscosidade/ estabilidade v Tampões COMPONENTES DE UMA EMULSÃO FASE OLEOSA v Óleos: origem animal (óleo de peixe), vegetal (óleo de coco, abacate, amêndoas, semente de uvas), mineral (vaselina), sintéticos (silicone) v Álcoois graxos: álcool cetílico, álcool cetoestearílico, álcool estearílico v Ácidos graxos saturados: ácido esteárico, palmítico, mirístico v Ácidos graxos insaturados: óleo de amêndoas doces; germen de trigo; óleo de macadâmia; rosa mosqueta v Ésteres graxos (líquidos ou ceras): miristato de isopropila, monoestearato de glicerila v Ceras naturais: cera de abelha, cera de carnaúba v Emolientes: vaselina líquida, óleos vegetais v Conservantes lipossolúveis: propilparabeno v Substâncias lipossolúveis: vitamina E, filtro solares v Antioxidantes: BHT, BHA, vitamina E, palmitato de ascorbila Componentes de uma emulsão AGENTE EMULSIFICANTE • Características necessárias: - compatível com outros componentes da formulação; - não interferir na estabilidade e eficácia do princípio ativo; - quimicamente estável; - inócuo; - inodoro, insípido e incolor; - capacidade de formar emulsão estável; - efetivo em baixas concentrações • Tipos de agentes emulsivos: 1. Colóides hidrofílicos 2. Agentes tensoativos 3. Sólidos finamente divididos Componentes de uma emulsão TIPOS DE AGENTE EMULSIFICANTE - Materiais à base de carboidratos; - Polissacarídeos naturais: - goma arábica; - goma adragante; - ágar; - pectina; - celulose microcristalina - Polissacarídeos semi-sintéticos: - carboximetilcelulose; - metilcelulose. - Geralmente formam emulsões O/A. 1 – Colóides hidrofílicos 5 Tipos de agente emulsificantes 2 – Agentes tensoativos • Tensoativos divididos em: - não-iônicos; - aniônicos; - catiônicos; - anfóteros. Eficácia em função do pH Grupos hidrófilos e lipófilos • Tensoativos não-iônicos (pH 3 - 10): Spans e Tweens - Spans: - monolaurato de sorbitano (Span 20); - monopalmitato de sorbitano (Span 40); - monoestearato de sorbitano (Span 60); - monoleato de sorbitano (Span 80). Emulsionantes A/O Emulsionantes O/A - Tweens: spans + radicais hidrófilos (polissorbatos) - monopalmitato de sorbitano polioxietileno (Tween 40); - monoestearato de sorbitano polioxietileno (Tween 60); - monoleato de sorbitano polioxietileno (Tween 80). Agentes tensoativos - Não-ionizam; - Eficazes em pH 3 a 10; - Baixa toxicidade e irritabilidade; - Uso interno e externo • Tensoativos aniônicos (pH alcalino): emulsões O/A de uso externo - álcool éter sulfatos; - alquil sulfatos; - sabões alcalinos; - sulfosuccinatos. - Ex: estearato de sódio, oleato de cálcio, lauril sulfato de sódio Emulsionantes O/A • Tensoativos catiônicos (pH ácido): emulsões O/A de uso externo - componentes do amônio quaternário (cetrimida) Emulsionantes O/A ANIÔNICO + CATIÔNICO = FORMAÇÃO DE SAIS INSOLÚVEIS Agentes tensoativos • Tensoativos anfóteros: - Duplo caráter iônico; agem em ampla faixa de pH - Maior estabilidade química, agem em ampla faixa de pH - Betaínas e Lecitina (estabiliza emulsões lipídicas de uso IV) 3 – Sólidos finamente divididos - Adsorção na interface óleo/água, formando um filme que previne a coalescência; - Emulsões O/A ou A/O; - Boa estabilidade; - Menos susceptíveis à contaminação microbiana. - Ex.: - bentonita; - hidróxido de magnésio; - hidróxido de alumínio; - talco; - silicato de alumínio e magnésio (Veegum®) Tipos de agente emulsificantes Outros exemplos v Álcoois de alto peso molecular e ésteres de álcoois poli-hídricos - Agentes espessantes e estabilizantes; - Emulsões O/A; - Uso externo. - Ex.: - monoestearato de glicerila; - álcool estearílico; - álcool cetílico; - álcool cetoestearílico etoxilado; - álcool estearílico etoxilado. v Substâncias proteicas - Alta fluidez; - Emulsões O/A; - Ex.: - gelatina; - gema de ovo; - caseína. Tipos de agente emulsificantes ESCOLHA DO AGENTE EMULSIFICANTE Equilíbrio hidrófilo-lipófilo (EHL) v Introduzido por Griffin em 1949; v EHL representa a relação entre os grupos hidrofílicos e lipofílicos constituintes da molécula dos tensoativos; v Um número EHL é atribuído a cada tensoativo, o qual é característico da sua polaridade relativa; v Geralmente aplicado para tensoativos não-iônicos hidrofilia/lipofilia deve ser convenientemente equilibrada Tensoativos ou emulsionantes * grupamentos polares condicionam a afinidade da molécula de tensoativo pela água * parte apolar condiciona a afinidade da molécula de tensoativo solventes pouco polares 6 EHL = 7 + ∑n grupos hl - ∑n1 grupos hb v n = número de grupos hidrofílicos v hl = hidrofílicos v n1 = número de grupos hidrofóbicos v hb = hidrofóbicos Valor de EHL baixo = número de grupos hidrofílicos é pequeno, significando que o tensoativo é mais lipofílico Valor de EHL alto = grande número de grupos hidrofílicos na molécula, indicando que o tensoativo é mais hidrofílico Equilíbrio hidrófilo-lipófilo (EHL) Emulsificantes A/O 3 a 6 Emulsificantes O/A 8 a 18 Valor de EHL requerido por uma emulsão v Valores de EHL são característicos para cada emulsão; v Ao valor de EHL corresponde o máximo de estabilidade do sistema; v Mistura de tensoativos: valores de EHL iguais ou próximos ao da fase oleosa pretendida. Equilíbrio hidrófilo-lipófilo (EHL) SISTEMA EHL Agentes emulsificantes = moléculas anfifílicas Tabela de Griffin : permite classificar os agentes emulsificantes ou tensoativos com base na sua constituição química em termos de EHL. a/o o/a Atividade e valor de EHL de agentes tensoativos Atividade Valor de EHL antiespumante 1 a 3 emulsificantes (a/o) 3 a 6 umectantes 7 a 9 emulsificantes (o/a) 8 a 18 solubilizantes 15 a 20 detergentes 13 a 15 SISTEMA EHL ⇒ calcular EHL requerido para um emulsificante ⇒ substituição e mistura de emulsificantes ⇒ determinação do EHL de um óleo ⇒ determinação da quantidade de emulsificante Calculando o EHL requerido - Seleção de emulsificante Parafina líquida .......................... 35 % Lanolina ..................................... 1 % Álcool cetílico ............................. 1 % Agente emulsificante ................. 5 % Água destilada ....q.s.p...............100 % Calcular a concentração das substâncias da fase oleosa Fase oleosa: 35% parafina + 1% lanolina + 1% álcool cetílico = 37% Parafina = 35/37 x 100 = 94,6% Lanolina = 1/37 x 100 = 2,7% Álcool cetílico = 1/37 x 100 = 2,7% Valores de EHL necessários para alguns óleos ou ceras: Para emulsão A/O Para emulsão O/A Ácido oleico - 17 Ácido esteárico 6 15 Álcool cetílico - 15 Álcool estearílico - 14 Cera de abelha 4 12 Cera de carnaúba 12 - Lanolina anidra 8 10 Óleo de rícino 6 14 Óleo de algodão 5 10 Óleo mineral 5 12 Lanolina 810 Parafina (cera) 4 10-11 Parafina liquida 4 12 Vaselina sólida 5 7-12 SISTEMA EHL Verificar a escala de EHL dado (tabelado), emulsão O/A: EHL requerido emulsão = 12,1 Tipo de emulsão = O/A Componente EHL tabelado EHL parcial requerido Parafina (94,6 %) 12 11,4 (94,6 /100 x 12) Lanolina (2,7 %) 10 0,3 (2,7 /100 x 10) Álcool cetílico (2,7 %) 15 0,4 (2,7 /100 x 15) Total = 12,1 ⇒ Ex: OLEATO DE TRIETANOLAMINA = 12.0 = O/A EHL requerido 7 SISTEMA EHL Calculando a proporção de uma mistura de emulsificantes de alto e baixo EHL TWEEN 80 = EHL = 15.0 (A) hidrofílico SPAN 80 = EHL = 4.3 (B) hidrofóbico * EHL emulsão = 12,1 %A = 100 (x – EHL B) EHL A – EHL B A = concentração percentual do tensoativo hidrofílico B = concentração percentual do tensoativo hidrofóbico x = valor de EHL desejado A = 100 (12,1 – 4,3) = 72,9 % 15 – 4,3 5 % --------- 100 % x --------- 72,9 % x = 3,64 % Tween 80 3,64 % Span 80 1,36 % %B = 100 - % A = 27,1% Outro método algébrico: Sistema EHL Óleo mineral ........................... 50 ml Span 60 ..................................qs Tween 40 ................................qs Xarope de cereja .................... 40 ml Água destilada ....q.s.p............120 ml EHL = EHL total EHLA = EHL Tween EHLB = EHL Span fA e fB = fração em peso de Tween e Span fA + fB = 1; fA = 1 - fB EHL = fA (EHLA) + fB (EHLB) 12 = (1 – fB)(15,6) + fB(4,7) 12 = 15,6 – (fB)(15,6) + fB(4,7) 3,6 = 10,9fB fB = 0,33 (fração em peso de Span) fA = 1 – fB = 1 - 0,33 = 0,67 (fração em peso de Tween) 0,33 x 6g = 1,98 g de Span 0,67 x 6g = 4,02g de Tween 5% 5% x 120 mL = 6 g EHL Span 60 = 4,7 EHL Tween 40 = 15,6 EHL emulsão = 12 Por aligação alternada: Sistema EHL Óleo mineral ........................... 50 ml Span 60 ..................................qs Tween 40 ................................qs Xarope de cereja .................... 40 ml Água destilada ....q.s.p............120 ml 5% 5% x 120 mL = 6 g EHL Span 60 = 4,7 EHL Tween 40 = 15,6 EHL emulsão = 12 15,6 4,7 7,3 3,6 12 Partes de Tween 40 Partes de Span 60 10,9 Partes Totais Subtrair diagonalmente 7,3 Partes de Tween 40 x 6 g de emulsificante total = 4,02 g de Tween 40 10,9 Partes Totais 3,6 Partes de Span 60 x 6 g de emulsificante total = 1,98 g de Span 60 10,9 Partes Totais SISTEMA EHL Determinação de EHL necessário para emulsionar um óleo com EHL desconhecido Determinação da quantidade necessária de emulsificante EHL testado 4.3 6.0 8.0 8.5 9.0 10.0 11.0 12.0 14.0 15.0 Óleo a emulsionar (%) 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 Demais componentes (%) 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 Tween 80 (%) - 15.8 34.4 39.2 44.0 53.2 62.6 71.8 90.6 100 Span 80(%) 100 84.2 65.6 60.8 56.0 46.8 37.4 28.2 9.4 - Água dest. q.s.p. (%) 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 5% Determinada a mistura correta das fases, prepara-se uma série de emulsões de mesmo EHL, adicionando concentrações (g) crescentes da mistura de emulsificantes. Aspecto homogêneo Demais emulsões: aspecto grumoso ou separação de fases EHL 6,0 EHL 8,0 SISTEMA EHL Desvantagens q Não considera o efeito da temperatura (inversão de fases) q Não considera a presença de adjuvantes q Não considera a concentração do emulsificante DIAGRAMA TERNÁRIO DE FASES Ilustra o equilíbrio entre várias fases de substâncias constituintes de um sistema A B C 0,2 0,5 0,3 8 DIAGRAMA TERNÁRIO DE FASES q Permite detectar a concentração ideal de cada componente da formulação (água, óleo e tensoativo) para obter uma formulação adequada; q O diagrama varia para cada tipo de formulação; q Análise grosseira da região em que se obtém emulsões mais estáveis; q O ideal é obter uma emulsão mais estável empregando a menor concentração de emulsificante. PREPARAÇÃO DE EMULSÕES v Agitação manual (gral e pistilo) v Agitação mecânica (misturadores e agitadores) v Agitação em frascos v Industrialmente: moinhos coloidais e homogeneizadores • Métodos: - continental ou goma seca; - inglês ou da goma úmida; - método de Forbes; - sabão in situ; - método empregando tensoativos. PREPARAÇÃO DE EMULSÕES • Emulsões líquidas extemporâneas: emulsões de goma arábica Método continental ou da goma seca - adição da fase externa á fase interna v 4 partes de óleo, 2 partes de água e 1 parte de goma “4:2:1” = formação da emulsão primária 1. Emulsificante (goma arábica) é misturado com o óleo antes da adição da água, no gral = mistura homogênea; 2. Incorporação da fase externa (água) = emulsão primária (branca e cremosa); 3. Adição dos demais componentes solúveis ou miscíveis na fase externa; 4. Ajuste do volume final em recipiente apropriado. MÉTODOS DE PREPARAÇÃO Preparação de emulsões Método inglês ou da goma úmida – método da dissolução v Ordem de mistura diferente 1. Trituração da goma no gral com agente molhante, após adição da água (2x a quantidade de goma) = mucilagem; 2. Adição do óleo, lentamente; 3. Adição dos demais componentes; 4. Ajuste do volume final em recipiente apropriado. Preparação de emulsões Método do frasco ou Forbes v Preparação extemporânea de emulsões de óleos voláteis ou substâncias oleosas de baixa viscosidade 1. Mistura de goma e 2 partes de óleo, agitação vigorosa no recipiente tampado; 2. Adição de água (volume semelhante ao óleo), em pequenas porções, agitando-se após cada adição = formação da emulsão primária; 3. Adição dos demais componentes e ajuste do volume final. 9 • Emulsões líquidas sabões nascentes Método sabão “in situ” v O emulsificante é formado durante a preparação das emulsões Emulsão de água de cal: o emulsificante oleato de cálcio é formado quando a solução tópica de hidróxido de cálcio (água de cal) é adicionada a um óleo vegetal. - Método da garrafa - Método do gral Preparação de emulsões • Emulsões líquidas que contêm tensoativos não-iônicos Método empregando tensoativos v Utilização de combinações de agentes emulsificantes com base no sistema EHL (equilíbrio hidrófilo-lipófilo) - 2 a 5% (p/v) de agente emulsificante para emulsões líquidas - Agente emulsificante: 10 a 20% (p/v) da fase interna - Combinação mais utilizada: polissorbatos e ésteres de sorbitano Preparação de emulsões Método geral de preparação de emulsões simples • Aquecimento das fases em separado • Dissolução das substâncias Hidrofílicas na FA • Dissolução das substâncias Lipofílicas na FO • Mistura da FA na FO • Homogeneização • Acondicionamento Fase aquosa ~ 75 ºC Fase oleosa ~ 70 ºC Essências, corantes e substâncias ativas termolábeis Adição após resfriamentoMistura de ambas as fases após aquecimento: utilização de calor e agitação • Aspectos importantes: - ordem de adição dos componentes: - solubilidade em cada fase; - substâncias termolábeis; - substâncias voláteis; - temperatura: - F.O. 5 ºC acima do PF; - F.A. 3 a 5 ºC acima da F.O.; - mistura: - adição lenta e constante da F.A. na F.O. Preparação de emulsões Método geral de preparação • Considerações importantes: v A fase presente em maior concentração apresenta a tendência de ser a externa; v Na produção, normalmente a fase dispersa (interna) é adicionada à fase contínua no estágio inicial da mistura; v É de particular importância seguir essa ordem durante a preparação de de emulsões A/O; v No entanto, emulsões O/A são geralmente preparadas pela técnica de inversão de fase: - fase aquosa é lentamente adicionada à oleosa - no início forma-se uma emulsão A/O - à medida que a fase aquosa continua sendo adicionada, ocorre a inversão da emulsão, formando a emulsão O/A. Preparação de emulsões • Creme emoliente: Cera branca.................40 g Lanolina.......................10 g Óleo de amendoim.......57 g Óleo de rícino...............5 g Emulsificante(s)...........3 % Água.............................20 g Preparação de emulsões • Loção hidratante: Cera branca ………………………… 5,0 g Óleo mineral ………………………. 26,0 g Óleo de amêndoas ………………. 18,0 g Lactato de amônia ………………… 4,0 g Emulsificante(s) …………………… 5,0 g Água destilada ………. qsp …… 100 mL EMULSÃO O/A EMULSÃO A/O Considerar valores EHL para uma emulsão O/A Considerar valores EHL para uma emulsão A/O 10 MÉTODO GERAL DE PREPARAÇÃO DE EMULSÕES MÚLTIPLAS FA FO + tensoativo lipofílico Emulsão A/O Tensoativo hidrofílico mistura mistura Emulsão A/O/A mistura Pontos críticos q Tipo e quantidade de tensoativos; q Aumento indesejado na consistência de emulsões ð alto grau de divisão das gotículas. ê velocidade de agitação; q Boa textura e estabilidade ð 0.5 e 2.5 µm; q Arrefecimento ð lento; q Incorporação de ar ð degradação, enchimento. ê velocidade de agitação. Preparação de emulsões REGRA DE BANCROFT A fase na qual o emulsificante se dissolve é a que constitui o meio dispersante e define o tipo de emulsão a ser formada = O/A ou A/O Fase externa aquosa Emulsão O/A Fase externa oleosa Emulsão A/O óleo água Água (polar) Óleo (apolar) ESTABILIDADE DAS EMULSÕES v A estabilidade física: caracterizada pela ausência de coalescência, sedimentação da fase interna, cremagem, floculação, alterações na aparência, cor, odor, pH e viscosidade v Estabilidade química e microbiológica Fatores que podem alterar a estabilidade: v Temperatura v Agitação v Oxidação v Crescimento microbiano v Material de acondicionamento Estabilidade das emulsões Emulsão instável: - A fase interna tende a formar agregados de gotículas, quando em repouso - Grandes gotículas ou agregados aparecem na superfície ou sedimentam - Formação de camada separando a fase dispersa da fase contínua v Natureza física do filme interfacial v Barreiras elétricas e/ou estéricas nas gotas dispersas v Viscosidade da fase contínua v Distribuição de tamanhos das gotas v Percentagem de volume da fase interna Instabilidade da emulsão: - sedimentação ou “creaming”; - coalescência - floculação Estabilidade das emulsões Sistema termodinamicamente estável ENERGIA LIVRE DO SISTEMA Sistema termodinamicamente instável 11 Coalescência Floculação Inversão de fases Cremagem ou sedimentação óleo água Estabilidade das emulsões Floculação: ◊ Associação dos glóbulos da fase interna Fenômeno REVERSÍVEL quando o filme interfacial e as partículas individuais permanecerem intactas ◊ Não conduz necessariamente à coalescência ◊ Ausência de barreira mecânica na interface ◊ Quantidade insuficiente de agente emulsivo Estabilidade das emulsões Cremagem (“creaming”) ou sedimentação: ◊ Diferença de densidade entre as fases • Equação de Stokes: 2r2 (di - de ) g V = 9η ◊ Fenômeno REVERSÍVEL ◊ Manutenção da película do tensoativo ◊ Utilização de espessantes ◊ Utilização de tensoativos ◊ Perda visível da homogeneidade Estabilidade das emulsões ◊ Cremagem: formação de uma película ou grandes gotículas ou agregados na superfície ◊ Sedimentação: grandes gotículas ou agregados se depositam no fundo do recipiente LEI DE STOKES: • Equação de Stokes: 2r2 (di - de ) g V = 9η Onde: V = velocidade de sedimentação g = aceleração da gravidade r = raio dos glóbulos da fase interna di e de = densidade das FI e FE, respectivamente η = viscosidade FE Estabilidade das emulsões Estabilização das emulsões: q Quanto menor for o raio das gotículas emulsões finas e uniformes q Quanto menor di - de q Quanto mais elevada for a η da fase dispersante Coalescência: ◊ IRREVERSÍVEL ◊ Separação completa das fases (quebra, desestruturação) ◊ Ruptura do filme interfacial de tensoativo óleo água ◊ Agente emulsivo com pouca eficácia ◊ + de 74% de óleo na fase interna Estabilidade das emulsões Inversão de fases: ◊ Emulsão O/A passa a ser A/O ◊ À medida que a temperatura aumenta, diminui o valor de EHL do tensoativo não-iônico, tornando-o mais hidrofóbico ◊ Efeito da temperatura e/ou quantidade da fase externa ◊ Inversão de fases ocorre em concentrações de fase interna de aproximadamente 60% Estabilidade das emulsões ◊ A estabilidade de uma emulsão tem sido relacionada à temperatura de inversão de fases (TIF) do seu agente emulsificante. 12 Estabilização cinética: produção de emulsões com tamanho pequeno de gotícula Estabilidade das emulsões Métodos para aumentar a estabilidade física das emulsões Previne a cremagem e sedimentação Aumento da viscosidade Stokes: 2r2 (ρi - ρe ) g V= 9η Estabilidade das emulsões Previne a cremagem e sedimentação Barreira energética (kT) • Potencial Zeta: dupla camada elétrica Estabilidade das emulsões Previne a floculação Barreira energética (kT) • O/A = Impedimento estérico: presença de uma camada de emulsificantes lipofílicos e hidrofílicos fortemente adsorvida sobre cada gotícula ou de polímeros hidrofílicos adsorvido na interface óleo-água Estabilidade das emulsões Previne a coalescência • A/O = presença de cadeias hidrocarbonadas longas e coesas, projetadas para a fase oleosa. TESTES PARA AVALIAÇÃO DA ESTABILIDADE DAS EMULSÕES v Exame macroscópico: análise do grau de creaming ou coalescência v Exame microscópico: análise do tamanho das gotículas v Alterações de viscosidade v Análise microbiológica v pH v Para emulsões injetáveis: esterilidade, tonicidade, pirogênios Garantir o prazo de validade TESTE DE ESTABILIDADE ACELERADA ◊ OBJETIVO: predizer o prazo de validade da emulsão armazenada em condições de stress ◊ CONDIÇÕES DE STRESS: relacionados com os fatores que afetam a estabilidade de uma emulsão: - envelhecimento - temperatura de armazenagem - centrifugação - agitação Determinar a estabilidade física 13 TESTE DE ESTABILIDADE ACELERADATemperatura altas (45 – 50°C) e baixas temperaturas (5°C, ciclos de gelo e degelo) Centrifugação 2000 a 5000 rpm, 45 – 60 min 1 – Sem separação de fases 2 – Leve separação de fases 3 – Notável separação de fases 4 – Produto com 50% de separação 5 – Produto com + de 50% de separação ESTABILIDADE QUÍMICA ◊ Alterações químicas podem resultar na perda do PA, causar toxicidade, irritação ou quebra da emulsão ◊ Elucidação das vias de degradação de modo a evitá-las e inibi- las, resultando no aumento da estabilidade ◊ Ajuste do pH ◊ Diminuição da taxa de hidrólise ◊ Uso de antioxidantes ◊ Agentes quelantes para prevenir a inativação de preservantes ◊ Embalagem adequada para proteção contra fotodegradação ESTABILIDADE MICROBIOLÓGICA ◊ Aplicação tópica: prolongado contato com a pele: MO’s patogênicos ausentes ◊ Emulsões parenterais: esterilidade ◊ A contaminação das emulsões por MO’s pode afetar adversamente as propriedades físico-químicas do produto ◊ MO’s podem causar degradação físico-química e diminuição da biodisponibilidade do PA ◊ Separação física das fases ◊ Alteração na coloração, pH, propriedades reológicas, odor, etc PROPRIEDADES DESEJADAS DE EMULSÕES LÍQUIDAS q Gotículas de tamanho reduzido (agitação); q Lenta agregação das gotículas, cremagem e sedimentação do produto (agente emulsificante, agentes de viscosidade); q Fácil redispersão quando agitadas; q Não deve ocorrer coalescência. DETERMINAÇÃO DO TIPO DE EMULSÃO ◊ Método dos corantes, ex.: - azul de metileno ( O/A) - sudam 3 (A/O ) Exame microscópico, em lâmina ◊ Método da diluição (teste de miscibilidade): 2 gotas água Óleo 1 ou 2 mL da emulsão Se misturar (O/A) Não ( A/O) Se misturar (A/O) Não ( O/A) Diferenciar emulsões O/A e A/O ◊ Condutividade elétrica: O/A = boa condutora de eletricidade A/O = características isolantes *cloreto de sódio intensifica o fenômeno se a emulsão foi preparada com agente emulsificante não iônico Determinação do tipo de emulsão 14 EMBALAGEM, ROTULAGEM E ACONDICIONAMENTO – emulsões líquidas - q Utilizar frascos de vidro âmbar com boca larga; q O recipiente deve possuir headspace suficiente para permitir a agitação; q Rótulo: - “Agitar antes de usar” - “Conservar em local fresco” - Emulsões de uso externo: rotuladas com a informação “PARA USO EXTERNO” q Armazenamento: temperatura ambiente. MICROEMULSÕES • Termodinamicamente estáveis = tensão interfacial nula • Emulsificação espontânea • 6 - 8% de tensoativos = custo relativo mais alto • Gotículas entre 10 - 100 nm • Opalescentes • Gotículas da FI são sistemas dinâmicos • Menos equipamentos • Microencapsulamento, síntese de polímeros e potencialmente utilizados em cosmética e demais aplicações farmacêuticas • Tensoativos mais utilizados: EHL 15 - 18 • Absorção oral e transdérmicas otimizadas Microemulsões REFERÊNCIAS q AULTON, M.E. Delineamento de formas farmacêuticas. 2. ed. Ed. Artmed, 2005. q FERREIRA, A.O. Guia prático da farmácia magistral. 4. ed. São Paulo: Pharmabooks Editora, 2010. q THOMPSON, J. E. A prática farmacêutica na manipulação de medicamentos. Ed. Artmed, 2006. q LACHMAN, L., LIEBERMAN, H.A, KANING, J.L. 2001. Teoria e prática na indústria farmacêutica. Lisboa: Fundação Calouste Gulbenkian. v. II, p. 855 – 905 q ALLEN JR., L.V.; POPOVICH, N.G.; ANSEL, H.C. Formas farmacêuticas e sistemas de liberação de fármacos. 8. ed. Porto Alegre: ArtMed, 2007.
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