emulsões nano e micro

Prévia do material em texto

Emulsões 
1) Propriedades: 
As emulsões são formas farmacêuticas constituídas pela dispersão de duas fases 
líquidas imiscíveis entre si, que com um tensoativo tornam-se estáveis.​ Podem 
apresentar consistência líquida ou semi-sólida.   
● Emulsões Óleo em água (O/A): a fase interna (descontínua ​ou dispersa)​ é a 
oleosa, e a externa (contínu​a ou dispergente)​ a aquosa​ - laváveis, podendo ser 
facilmente removidos da pele ou das roupas e apresentam, em geral, melhor 
biodisponibilidade. 
● Vantagens:​ Aumento da estabilidade química em solução;​ Possibilidade de se 
solubilizar o fármaco na fase interna ou externa; Possibilidade de mascarar o 
sabor e o odor desagradável de certos fármacos através de sua solubilização na 
fase interna; Possibilidade de se otimizar a biodisponibilidade;. 
● Desvantagens: Baixa estabilidade física ou físico-química e menor uniformidade 
 
2) Componentes da Formulação [Principais matérias primas utilizadas (classes 
gerais, e exemplos de algumas)]:  
● A composição básica das emulsões utiliza tensoativos ou mistura de tensoativos 
e fases aquosa e oleosa. O uso de tensoativos é o fator responsável pela 
estabilidade das nanoemulsões​ e ​esses compostos anfifílicos posicionam-se 
entre as duas fases da emulsão, originando uma película interfacial que 
estabiliza o sistema. 
● O balanço entre as duas porções moleculares com características opostas 
dessas substâncias é o equilíbrio hidrófilo-lipófilo (EHL). ​Para o desenvolvimento 
de sistemas emulsionados estáveis é importante conhecer o EHL requerido pela 
fase oleosa 
● A fase oleosa pode ser composta por ampla variedade de substâncias lipofílicas, 
as quais em geral são responsáveis pela inerente ação emoliente das emulsões. 
Estas substâncias podem ser de origem: 
○ Natural:​ os ​óleos de origem vegetal, como óleo de amêndoas, óleo de soja e 
cera de carnaúba​; têm como vantagem ser renováveis. Entre os compostos 
de origem animal, cada vez menos utilizados para elaboração de cosméticos 
e medicamentos, destacam-se​: lanolina ​e derivados, espermacete e 
derivados. 
○ Semi-sintética: destacam-se os​ ácidos graxos, como o ácido esteárico​; 
álcoois graxos superiores, como o álcool cetílico, álcool estearílico e álcool 
cetoestearílico (misturas comerciais 50:50 e 50:70); ésteres de ácidos 
graxos e álcoois de cadeia média, como éster decílico do ácido oléico (Cetiol 
V ®); ésteres de glicerol, como monoestearato de glicerila; ésteres de glicol, 
como monoestearato de etilenoglicol, o diestearato de etilenoglicol e o 
monoestearato de dietilenoglicol; e ​ésteres isopropílicos, como o miristato 
de isopropila, palmitato de isopropila e estearato de isopropila ​– que são os 
mais empregados, seja como espessantes ou como emulsionantes 
secundários. 
○ Sintéticas: de maior destaque temos os​ silicones,​ que são compostos 
orgânicos constituídos por cadeias nas quais alternam-se átomos de silício e 
oxigênio e que apresentam radicais, tais como metil, etil e fenil, ligados ao 
átomo de silício. 
● Tensoativos: podem ser naturais (saponinas, colesterol, lecitina, lanolina, gomas) 
ou sintéticos​, os quais se subdividem em:​ aniônico (estearato de sódio, oleato de 
sódio, laurilsulfato de sódio); catiônicos (cloreto de benzalcônio, cloreto de 
cetilpiridineo); não- iônicos (ésteres de sorbitano, alquil ésteres de sorbitano); 
tensoativos anfóteros (aminoácidos). 
● Outros coadjuvantes: incluem conservantes (parabenos​, bronopol,​ imidazolidinil 
uréia​, 2-fenoxietanol, metilcloroisotiazolinona e metilisotiazolinona),​ espessantes 
(álcool cetílico, álcool estearílico e ácido esteárico), gelificantes (Carbopol®, 
gomas e hidroxietilcelulose), umectantes (glicerina, sorbitol e propilenoglicol), e 
eventualmente edulcorantes, flavorizantes, aromatizantes e corantes. 
 
3) Preparação[Algum detalhe do processo]: 
● De modo geral, cada fase da emulsão é preparada isoladamente, 
incorporando-se depois uma fase em outra. 
● A fase aquosa é preparada aquecendo-se a água e nela dissolvendo-se os 
compostos hidro-solúveis sem exceder a faixa de temperatura de 75-80 ºC. De 
modo similar, a fase oleosa é também aquecida (ou fundida). 
● A dispersão da fase interna na externa deve ser feita com ambas as fases 
praticamente à mesma temperatura (em torno de 70 ºC). 
● Esta dispersão (mistura) é feita sob agitação constante 
 
Nanoemulsões 
1) Propriedades: 
As nanoemulsões são emulsões que apresentam tamanho das gotículas da fase 
dispersa em escala nanométrica, encontrando-se na literatura variações entre 20-500 
nm​ . Exibem características físicas e funcionais diferentes das emulsões convencionais 
devido ao tamanho reduzido das gotículas dispersas:  
● Transparência óptica, mostrando um reflexo azulado resultante do efeito Tyndall 
● Maior estabilidade cinética contra cremagem e sedimentação devido ao 
tamanho reduzido das gotículas  
● Baixa viscosidade e possibilidade de ser esterilizadas por filtração sem que o 
procedimento cause alteração das suas propriedades; 
● Elevada solubilização de diversas moléculas, incluindo ativos lipofílicos; 
● Baixa tensão interfacial e o pequeno tamanho das gotículas facilita a penetração 
de ativos através da pele. 
 
2) Componentes da Formulação [Principais matérias primas utilizadas (classes 
gerais, e exemplos de algumas)]: 
● Fase oleosa (até 10 %): Quantidade reduzida de incorporação de fase oleosa 
● Tensoativos (3 a 10 %): Menor quantidade de tensoativos comparada as 
microemulsões; Melhor biocompatibilidade;  
● A concentração de tensoativo é menor do que a necessária para a formulação de 
microemulsões 
 
3) Preparação [Algum detalhe do processo]: 
MÉTODOS DE EMULSIFICAÇÃO (ALTA ENERGIA)  
● Homogeneizadores de alta rotação: emulsificação e redução do tamanho das 
gotas por cisalhamento 
○ Desvantagens: alta polidispersividade 
● Homogeneizadores de alta pressão (HAP): gotas grandes são pressionadas 
por um orifício nanométrico promovendo redução do tamanho e ajuste da 
polidispersividade. 
○ Desvantagens: Fármacos sensíveis ao calor, Escala industrial 
● Ultra-som (US): ondas de som de alta energia reduzem o tamanho das gotas 
ajustando a polidispersividade  
○ Desvantagens: Aquecimento da amostra; Necessidade de refrigeração; 
Escala semi-industrial; Resíduos de Titânio 
● Método de inversão de fase por temperatura: Aquecimento das fases e posterior 
emulsificação com o uso de um homogeinizador. A formação da emulsão se dá 
pelo rápido resfriamento do sistema sob agitação, a uma temperatura abaixo da 
temperatura de inversão de fase. Este método é útil na preparação de 
nanoemulsão usando tensoativos não iônicos polietoxilados, sensíveis a 
alteração de temperatura que induz a mudanças na hidratação das cadeias 
polietoxiladas alterando a curvatura do tensoativo. As cadeias polietoxiladas 
tornam-se desidratadas com o aumento da temperatura, tornando-se mais 
lipofílicas, invertendo a fase da nanoemulsão O/A para A/O. Neste método o 
tamanho das gotas e a tensão interfacial tendem ao mínimo. 
 
No método de inversão por mudanças na composição (PIC – Phase InversionC 
omposition Methods), a transição de fase é induzida por mudanças na composição 
durante a emulsificação, em temperatura constante. O método consiste na adição 
progressiva de um dos componentes (água) sobre a mistura dos outros componentes 
(óleo-tensoativo) e se aplica para utilização de outros tensoativos além dos etoxilados. 
Inicialmente a água é adicionada progressivamente à fase oleosa, formando uma 
microemulsão A/O, com o aumento da proporção de água, o grau de hidratação das 
cadeias do tensoativos aumenta progressivamente, alterando a curvatura espontânea 
do tensoativo de negativa para zero, equilibrando as propriedades hidrofílicas- 
lipofílicas do tensoativo. É um método considerado com grande potencial para a 
produção industrial, por ser de fácil execução, além de possibilitar o emprego de 
substâncias sensíveis à temperatura.Microemulsões 
1) Propriedades “submicron emulsion”: 
● As microemulsões (ME) são geralmente caracterizadas como agregados esféricos 
e com diâmetros entre 10 e 100 nm​. Além dos agregados esféricos, outros tipos de 
estruturas internas, como as bicontínuas e bicontínuas tubulares foram 
demonstradas.  
● ME são, de forma geral, definidas como sistemas ​termodinamicamente estáveis 
(gotas nanométricas não sofrem ação da gravidade e estão em constante 
movimento Browniano), isotrópicos e transparentes (gotas nanométricas) 
● A principal característica do sistema é formar espontaneamente a fase interna por 
homogeneização suave dos componentes da fórmula 
● ME são estabilizadas por filme interfacial misto: Sistema Tensoativo + 
Co-tensoativo (álcool de pequena cadeia): + eficiente na redução da Tensão 
interfacial; 
 
2) Componentes da Formulação [Principais matérias primas utilizadas (classes 
gerais, e exemplos de algumas)]:  
● Fase oleosa (miristato de isopropila ou óleos vegetais) (10%);  
● Tensoativos (não iônicos ou anfotéricos: baixa toxidade); ( 25%)  
● Co-tensoativos (alcoóis de pequena cadeia carbônica, como polietilenoglicóis) (5%): 
Redução adicional na tensão interfacial para emulsificação espontânea e 
promoção da estabilidade 
 
3) Preparação[Algum detalhe do processo]: 
MÉTODO DE DISPERSÃO DE BAIXA ENERGIA 
● PREPARAÇÃO POR TITULAÇÃO COM O CO-TENSOATIVO:  
○ Consiste em Dissolver o fármaco (lipo) na fase oleosa; Emulsificar a fase 
oleosa na aquosa contendo o tensoativo obtendo a emulsão O/A (leitosa); 
Titulação com o co -tensoativo até formação da microemulsão (transparente) 
○ Agitação é suave (método de baixa energia): ​agitador de hélice ou Turrax®  
Vantagens nano e micro:  
● Solubilização de fármacos lipofílicos promovendo a biodisponibilidade; 
● Capacidade de incorporação de fármacos lipo e hidrofílicos;  
● Melhorar a estabilidade (proteção: oxidação, degradação enzimática);  
● Aumento da biodisponibilidade devido ao efeito NANO (nanogotas são 
permeáveis nas membranas biológicas);  
● Baixa viscosidade e possibilidade de esterilização por filtração (poro do filtro: 
220 nm); 
● Formação espontânea sem gasto de energia: produção industrial é 
economicamente viável. 
Desvantagens 
● MICROEMULSÕES: elevada concentração de tensoativos e co-tensoativos que 
podem tornar as ME tóxicas ao organismo (20 a 40% DE TA);  
● NANOEMULSÕES: métodos de alta energia (gasto energético), entetanto, menos 
tóxicas do que as MICRO;  
● AMBAS: Pequena capacidade de incorporação de fase oleosa (< 10%)