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28/02/2021 1 DISPERSÕES COLOIDAIS TECNOLOGIA FARMACÊUTICA III Profa. Ivana Maria Póvoa Violante Agradecimentos: Prof. Ana Paula Zanini Frasson 1. GENERALIDADES O termo coloide (kolla = goma + eidos = forma) foi proposto por Graham em 1861, com base em seus experimentos sobre difusão. Quando duas substâncias são postas em contato forma-se um sistema homogêneo ou heterogêneo, de acordo com a solubilidade ou a miscibilidade dessas, formando as soluções verdadeiras ou as emulsões e suspensões, respectivamente. Os sistemas coloidais apresentam características intermediárias, apresentando propriedades de ambos os sistemas. Um sistema disperso é formado por uma fase dispersa e uma fase contínua. As dispersões nas quais o tamanho das partículas dispersas está na faixa de 10-6 (1 μm) a 10-9 (1 nm) são denominadas dispersões coloidais. Os coloides podem ser classificados como liofóbicos (sem afinidade pelo solvente) ou liofílicos (com afinidade pelo solvente). 1 2 28/02/2021 2 Fase dispersa Fase Contínua Forma Farmacêutica Exemplos Líquido Gás Aerossóis líquidos Fumaça; neblina. Sólido Gás Aerossóis sólidos Poeira, spray. Gás Líquido Espuma Chantilly; espuma de sabão. Líquido Líquido Emulsão Maionese; manteiga. Sólido Líquido Sol, suspensão Proteínas em água; Detergentes em água. Gás Sólido Espuma sólida Pedra-pome; carvão; maria-mole. Líquido Sólido Emulsão sólida Geleias; gelatinas, queijos. Sólido Sólido Suspensão sólida Maioria das pedras preciosas; vidros. 1.1 Propriedades dos Coloides – Tamanho e forma das partículas As partículas coloidais dispersas apresentam tamanho variável, dentro da faixa de 1 μm a 1 nm. A determinação do tamanho pode ser realizada através de medidas coligativas como pressão osmótica, através da qual se obtém um valor médio (Mn), assim como da medida do tamanho das partículas através do método do espalhamento de luz (refração da luz), onde as partículas maiores produzem um espalhamento mais intenso, resultando num valor médio ponderal (Mw). 3 4 28/02/2021 3 A forma dessas partículas geralmente é esférica, sendo comum observar desvios da forma, os quais são tratados empregando modelos elipsoides. Os quais são classificados: prolatos oblatos Polímeros de alto PM e macromoléculas naturais geralmente formam emaranhados quando em contato com a água. Propriedades cinéticas Os sistemas coloidais podem apresentar movimentos das partículas em relação a fase contínua como: • movimento browniano • difusão • osmose. As partículas coloidais podem sofrer colisões aleatórias com a do meio de dispersão, resultando em um caminho irregular e complicado. Esse movimento pode ser visualizado em ultramicroscópio ou pela refração da luz. 5 6 28/02/2021 4 Como resultado do movimento browniano, as partículas coloidais difundem-se espontaneamente de uma região de maior concentração para outra de menor. O método da pressão osmótica é o mais adequado para determinar a massa molecular de substâncias coloidais. Se uma solução e um solvente estiverem separados por uma membrana semipermeável, a tendência em igualar os potenciais químicos (concentrações) resulta em uma difusão do solvente pela membrana. A pressão necessária para contrabalançar esse fluxo osmótico é chamada de pressão osmótica. Viscosidade: É a resistência ao fluxo por parte de um sistema sujeito a uma tensão aplicada. A Viscosidade depende da forma como as moléculas interagem Adição moléculas solvente aumento da viscosidade O aumento de viscosidade depende: • da concentração das moléculas • do tamanho e forma das moléculas 7 8 28/02/2021 5 Viscosidade: É possível determinar através de modelos matemáticos: • viscosidade relativa • viscosidade específica • viscosidade intrínseca GÉIS 9 10 28/02/2021 6 1. DEFINIÇÃO São formas farmacêuticas semissólidas, mucilaginosas, transparentes ou não, constituídas por dispersões coloidais de pequenas partículas inorgânicas ou de grandes moléculas orgânicas interpenetradas por um líquido (USP). São sistemas semissólidos nos quais uma fase líquida está confinada dentro de uma matriz polimérica tridimensional. 2. CARACTERÍSTICAS São bem tolerados pela pele. Apresentam ação epidérmica. Têm efeito refrescante. Devido a rápida secagem podem formar uma película quebradiça, o que se corrige adicionando glicerina, que faz com que a película se torne elástica, protegendo melhor a pele. Não apresentam poder de penetração, já que são formados por moléculas com alto PM, as quais não podem atravessar a epiderme intacta, nem possuem afinidade com as proteínas, não originando absorção bioquímica. A adição de substâncias como trietanolamina, propilenoglicol álcool isopropílico e polietilenoglicol faz com que a absorção das substâncias seja aumentada. 11 12 28/02/2021 7 3. CLASSIFICAÇÃO A) QUANTO A COMPOSIÇÃO INORGÂNICOS ORGÂNICOS: Compostos que não se ionizam ao hidratar Compostos que formam géis com cargas iônicas: aniônicos catiônicos Dispersões finas de polímeros. Dispersões de partículas. Liofóbicos. Ex: Argilas, Gel de Bentonita. GÉIS NÃO-IÔNICOS: B) QUANTO AO CARÁTER IÔNICO ÁLCOOL POLIVINÍLICO: • Sólido que quando disperso em água forma géis de viscosidades variáveis; • Bem tolerado pela pele e mucosas. HIDROXIETIL CELULOSE: Natrosol® (Galena), Cellosize® (Union Carbide) • Conc. Usual: 0,5 a 2,0 % • Adequado para a incorporação de grande número de aditivos cosméticos e dermatológicos, incluindo compostos ácidos, alcalinos, catiônicos, aniônicos ou contendo sais metálicos. • Compatível com tensoativos aniônicos, anfóteros e catiônicos. • Pode ser usado nas mucosas. • Estável na faixa de pH 2 - 12. 13 14 28/02/2021 8 GÉIS NÃO-IÔNICOS: B) QUANTO AO CARÁTER IÔNICO Aristoflex AVC • Polímero sintético pré-neutralizado que permite a formação de géis cristalinos. • Excelente consistência. • Toque agradável. • Estável em meio ácido. POLIVINIL PIRROLIDONA (PVP): • Usado com frequência em fixadores e condicionadores capilares. • Pó higroscópico que em presença de água (umidade) se transforma numa massa branda. OUTROS: • Dextrano • Agar • Carragenatos • Goma Guar • Goma Xantana Co-polimero do ácido sulfônico acriloildimetiltaurato e vinilpirrolidona neutralizado. Grupo sulfonato insensível pH’s ácidos. Resistentes ativos Ácido glicólico, Hidroquinona, ATA, Neomicina, Podofilina, Skin Whitening Complex Polímeros – Estrutura Molecular Polímeros em rede: Possuem muitas ligações cruzadas formando redes tridimensionais. Ex.: matériais epóxi. Polímeros lineares: as unidades são unidas em cadeias únicas. Ex.: PVC (polietileno), náilon. Polímeros ramificados: Contêm cadeias laterais conectadas com as principais. Ex.: Poliestireno. Polímeros com ligações cruzadas: Polímeros onde as cadeias adjacentes estão unidas umas às outras através de ligações covalentes. 15 16 28/02/2021 9 M at ér ia s- p ri m as S in té ti ca s – Po lím er o s Si n té ti co s: Polímero Carboxivinílico (Carbomêro) Acrilatos M at ér ia s- p ri m as N at u ra is – Po lím er o s N at u ra is : Alquilcelulose Alginatos Pectinas Amidos Argilas 17 18 28/02/2021 10 GÉIS ANIÔNICOS: B) QUANTO AO CARÁTER IÔNICO POLÍMEROS DO ÁCIDO CARBOXIVINÍLICO (CARBOMER): Carbopol® • Conc. Usual: 0,3 a 1,0 %; • Elevada capacidade hidrofílica porém, alguns são parcialmente solúveis em água. • Origina dispersões ácidas; • O máximo de viscosidade e transparência é conseguido em pH 7, mas são aceitáveis pH de 4,5 a 10; • Obtém-se um gel límpido pela neutralização com álcali (NaOH) ou amina (TEA); • Gel estável e viscoso em baixas concentrações; • São excelentes espessantes e estabilizantes de emulsões. Evitar formação grumos espalhar pouco a pouco a resina no solvente e sempre dirigida ao vórtex da solução sob agitação constante. CARBÔMEROS Estado pré-dissolvidoEstrutura carbômero neutralizado com NaOH 19 20 28/02/2021 11 OBSERVAÇÕES - Carbopois Efeito do pH • Grau de neutralização: • determina viscosidade e a estabilidade. • varia conforma o polímero utilizado. • Viscosidade constante pH 6 a 10 • Valores 10 perde viscosidade • Ideal pH 5,5 a 6,0 Sofrem ações dos íons • Sais solúveis diminuem a consistência. • Adicionar agentes quelantes EDTA sódico (0,05 a 0,1%). Estabilidade térmica • Boa resistência. • Queda viscosidade altas temperaturas (70°C). Incompatível: com ácidos, excesso de álcalis, cátions e íons metálicos (metais de transição como o Fe), resorcina, fenol, altas concentrações eletrólitos. Tipos de Carbopois: Carbopol 934P (carboxipolimetileno): • produz géis turvos, com boa estabilidade e alta viscosidade; • usado para emulsões e suspensões, • considerado excelente para uso transdérmico e tópico. Carbopol Ultrez 10: • proporciona espessamento semelhante aos outros carbopóis com propriedades de dispersão superiores aos demais, • rápida hidratação, • Instável em sistemas não-iônicos. Carbopol 2020: • Compatível com tensoativos aniônicos Espessante para xampus (0,30 a 1%), • pode ser usado para a obtenção de gel base. • Aumenta estabilidade espuma. 21 22 28/02/2021 12 Tipos de Carbopol: Carbopol 941: • Géis transparentes. • Possui boa estabilidade para formulações de uso tópico, inclusive contendo substâncias iônicas. • Aplicado: sistemas alta concentração iônica. Carbopol 980 (ácido poliacrílico): • Produz géis hidroalcoólicos cristalinos e alto poder espessante, • pode ser empregado em emulsões, suspensões e xampus. Carbopol 940: • Produz géis hidroalcoólicos cristalinos, alto poder espessante e fraca tolerância a eletrólitos. • Contém 0,3% benzeno carcinogênico CARBOXIMETIL CELULOSE SÓDICA (CMC Na): • Conc. Usual: 0,5 a 1,0 %. • Excelente formador de película, espessante e estabilizador de emulsões. • Quase nunca usado como base para produtos dermatológicos. • Frequentemente usada para a obtenção de géis orais e como agente suspensor de produtos para uso oral; • Compatível com tensoativos aniônicos e não-iônicos; • Incompatível com ácidos, álcalis, cátions e íons metálicos (Fe, Al, Zn), goma xantana, proteínas (colágeno, gelatina, pectina). 23 24 28/02/2021 13 POLÍMERO METACRÍLICO GLICERINADO - Lubragel®, Hispagel® • Conc. Usual: 10 a 25 % • Gel pronto para ser diluído em água • Mais gorduroso • Incompatibilidades: compostos iônicos, ácidos, álcalis, sais metálicos, eletrólitos e compostos altamente polares. • Pode perder a viscosidade quando exposto a temperaturas superiores a 35 oC por tempos prolongados. POLIACRILAMIDA Poliacrilamida, Isoparafina C13-14 e Lauril-7 - Sepigel 305® • Conc. Usual: 0,3 a 3,0 %. • Forma hidrogéis. • Faixa de pH que mantém a viscosidade: 2,0 a 12,0 • Forma gel-creme a frio quando homogeneizado com água. • Não forma gel transparente • Mantém a viscosidade em presença de etanol (50%), glicóis (30%), acetona e óleos. HIDROXI-ESTEARATO DE Al e Mg - Gilugel® • Conc. Usual: 5 a 50 %. • Formador de gel oleoso. • Termoinstável PEMULEN TR1/TR2: • Estável na faixa de pH 4 - 9 • Formam gel pela neutralização com álcalis; • Compatíveis com tensoativos não-iônicos, parcialmente compatíveis com tensoativos aniônicos ou anfotéricos; • Indicado para a incorporação de óleos e gorduras; • Pemulen TR1 = pode emulsionar até 30 % de gorduras; • Pemulen TR2 = pode emulsionar até 70 % de gorduras; • Incompatibilidades: ácidos, bases fortes e eletrólitos. A porção lipofílica é adsorvida na interface óleo-água, e a porção hidrofílica na água formando uma rede de gel em tono das gotículas de óleo, fornecendo uma estabilidade de emulsão excepcional para uma grande variedade de óleos 25 26 28/02/2021 14 METILCELULOSE: • Indicado para formulações tópicas e oftálmicas. • Conc. Usual: Tópico: 1 - 5 %; Oftálmico: 0,5 - 2 %. • Incompatibilidades: sais de ácidos minerais, cloridrato de aminacrina, clorocresol, fenol, resorcina, ácido tânico, nitrato de prata, cloreto de cetilpiridíneo, PABA, parabenos, tetracaína e altas concentrações de eletrólitos. ALGINATOS: • Derivam do ácido algínico, extraído de algas marinhas. • São viscosificantes e agentes suspensores em concentrações de 0,2 a 0,75%. • Não devem ser aquecidos acima de 70°C pois pode ocorrer despolimerização. GOMAS NATURAIS: • Como as gomas arábica, adragante e pectina. • São de origem vegetal, e com pequenas variações em suas propriedades. • Têm boa capacidade de inchar-se em meio aquoso, formando géis plástico de consistência variável, muitas vezes dependente do pH e da presença de cátions polivalentes. BLENDS PARA GÉIS E GÉIS-CREME • Pré-formulações que possuem misturas equilibradas de componentes. Blend • economia tempo de pesagem agilidade de produção • controle de qualidade dos componentes. Vantagens: “Hydrafresh” ou “Hydroactive” • Termos utilizados cosmética moderna que refletem uma tendência atual em tratamento de pele, e que na verdade descrevem as características que o consumidor atual deseja em seus cremes e loções. • Texturas que “derretem” na pele. • Sensação de frescor. • Ausência de oleosidade e/ou pegajosidade. 27 28 28/02/2021 15 CREME GEL • Composição componentes cremes e de géis. • Sensorial agradável. • Leves pequena quantidade agente gelificante • Normalmente associada metade da quantidade dos agentes consistência sólidos da fase óleo. GEL CREME • Sensorial “um creme muito leve e refrescante” • Utilizados: • produtos “oil free” • peles oleosas e acneicas HOSTACERIN® SAF Espessante: • Aristoflex® AVC viscosidade Emulsionantes: • Derivado de Óleo de Canola isento Óxido Etileno e PEG • Triéster fosfórico de álcool laurílico etoxilado (Hostaphat KL 340D) • Mistura muito mais suave.Aumenta capacidade de retenção água na pele Emolientes: • Óleo mineral e Palmitato de Isopropila quantidades baixíssimas Não podem ser chamados “Oil free” óleo mineral Grande estabilidade Forma emulsões O/A Propriedades sensoriais: • textura que “derrete” na pele • toque delicado • sensação de frescor • ausência de oleosidade e/ou pegajosidade Concentração: • 3 a 10% Faixa pH ideal: • 4 a 9 Compatibilidades: • AHA’s; Ácido salicílico, hidroquinona Incompatibilidades: • Eletrólitos, Tensoativos 29 30 28/02/2021 16 Semelhante ao Hostacerin SAF porém sem óleo mineral Características: • Aniônico • Possibilita preparação de emulsões não-comedogênicas a frio pela a simples adição de Água + Conservantes em temperatura ambiente • Toque delicado, não oleoso Excelente estabilidade a diversos princípios ativos farmacêuticos e cosméticos: • Ex: Filtros Solares, Alfa-Hidroxiácidos, Ácido Salicílico, Hidroquinona, HOSTACERIN® NCB RAPITHIX A-60 (ISP) Poliacrilato de sódio e polideceno hidrogenado e trideceth-6 Agente formador de emulsão aniônica a frio pela simples adição de água Espessante de ação imediata Excelente sensorial Ideal para filtro solar em spray eliminam completamente a sensação oleosidade Estável pH: • 5 a 10 Concentração recomendada: • 0,3 a 4,0% CUIDADOS ESPECIAIS MANIPULAÇÃO Não é recomendada adição de eletrólitos fortes Glicosferas de Vitamina C®, DMAE, VC-PMG, e ácidos em geral. Agente auto emulsionante para manipulação gel creme a frio. Composto: •Polímeros vegetais dispersos em uma mistura de surfactantes embebidos em um agente reticulante (Carbopol) •Manteiga de Karité (Shea Butter) hidratante, anti-aging e antiinflamatória Quando disperso em água permite formação colóides da ordem de nanômetros • responsáveis estabilidade gel-creme Aplicação: • Peles oleosas e mistas Concentração: 1,5 a 2,0% Incompatibilidades: • Ativos catiônicos em carbômeros. NANOCOLLOIDYL® (Lipotec S.A.) 31 32 28/02/2021 17 GÉIS OLEOSOS Excipientes hidrófobos Praticamente não possuemqualquer capacidade retenção água Ex: PLATIBASE / JELENE Constituição porcentagem Óleos minerais geleificantes com hidrocarbonetos sólidos elevado PM (cerca 1300) vaselina + PEG 4000 – 4550 Funde: 90 - 91°C pasta com toque sedoso Mantém consistência: 15 e 60°C Não aquecer novamente Fluidez incorporação mentol, cânfora, salicilatos Orabase Plastibase + CMC película GÉIS TRANSDÉRMICOS •Regiões desprovidas de pêlos Aplicação: •Via alternativa ao trato gastrointestinal. •Menor irritação e toxicidade sistêmica. •Evita possíveis interações do fármaco com os alimentos e com a flora intestinal (tempo de esvaziamento gástrico). •Evita o efeito de primeira passagem hepática. •Permite o controle da absorção de determinada quantidade de fármaco. •Possibilidade de aplicação em diferentes áreas do corpo. •Evitar a aplicação em locais com irritação e /ou lesões. •Aumenta a adesão do paciente ao tratamento. •Resultado de fácil administração e da diminuição da toxicidade sistêmica. Vantagens: •Potencial para irritação localizada. •Potencial para reações alérgicas cutâneas. •Tempo requerido para a difusão através da pele relativa demora no início da ação do fármaco. •Limitações de dosagens. Desvantagens: 33 34 28/02/2021 18 4. ADITIVOS Medicamentosos • Peróxido de benzoíla • Eritromicina • Própolis • Hidroquinona • Alantoína • Betametasona • Azuleno Umectantes • Glicerina, Sorbitol, Propilenoglicol Cosméticos • Extratos e Tinturas Vegetais: • Castanha da Índia • Centella asiatica, hera e cavalinha • Algas marinhas, fucus • Proteínas animais e vegetais • Vitaminas • Hidratantes • Filtros solares 5. CONTROLE DE QUALIDADE a) TESTES DE ESTABILIDADE: Características físico- químicas: Determinação de peso. Características organolépticas. Viscosidade. Controle microbiológico. b) CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUÍMICAS: Devem ser realizados: pH (a 25º C). Viscosidade (a 25º C). Características organolépticas: cor, odor, transparência. 35 36 28/02/2021 19 6. ALTERAÇÕES DOS GÉIS Representam um meio favorável para o desenvolvimento de micro- organismos, principalmente fungos, sendo indispensável a adição de um conservante antifúngico (ácido benzoico ou parabenos). Secam rapidamente, sendo necessário conservá-las ao abrigo do ar, em recipiente bem fechado. ALTERAÇÕES QUE PODEM OCORRER COM OS GÉIS Viscosidade inicial baixa • Insuficiência do agente espessante. • pH abaixo do limite para espessamento. • Presença de eletrólitos fortes. • Uso de polímeros de baixo grau de espalhamento. Viscosidade inicial alta • Evaporação excessiva água no processo. • Mistura de polímeros com efeito sinérgico. Perda da viscosidade no envelhecimento • Despolimerização dos polímeros acrílicos por radiação UV. • Hidrólise microbiana dos derivados de celulose. • Incompatibilidades com a embalagem. Aumento da viscosidade no envelhecimento • Evaporação água durante armazenamento. 37 38 28/02/2021 20 Turbidez inicial • Insuficiência da neutralização dos polímeros neutralizáveis. • Uso de polímeros não totalmente transparentes. • Fragrância ou outros componentes oleosos solubilizados de maneira inadequada. • Incompatibilidades físico-químicas. Turbidez no envelhecimento • Contaminação. • Evaporação do solvente. • Incompatibilidade com a embalagem. Alteração de cor e odor no envelhecimento • Sistema anti-oxidante- sequestrante ausente ou inadequado. • Componentes oleosos em estado de rancificação. • Substâncias sensíveis ao oxigênio. • Composição da fragrância. • Contaminação microbiana. • Corantes. ALTERAÇÕES QUE PODEM OCORRER COM OS GÉIS Sensação aquosa • Tipo e quantidade do polímero. • Viscosidade baixa. • Presença de eletrólitos. • Falta ou baixo teor de umectantes. • Falta de componentes oleosos. Sensação pegajosa • Tipo e quantidade do polímero utilizado. • Excesso de viscosidade. • Excesso de umectante. ALTERAÇÕES QUE PODEM OCORRER COM OS GÉIS 39 40 28/02/2021 21 RESUMINDO....As alterações mais comuns a) TURVAÇÃO: Pode ser causada por: variações de pH presença de substâncias insolúveis em água metais bi ou tri valentes em géis sensíveis a esses. b) PERDA DA VISCOSIDADE: Pode ser provocada por diversos fatores. Deve-se considerar: faixa de pH de maior estabilidade, incompatibilidade com eletrólitos, metais e tensoativos, instabilidade à luz UV ação de agentes oxidantes e redutores. c) ALTERAÇÕES DE COR E ODOR: Geralmente ocorrem devido reações de oxiredução, as quais são aceleradas pela luz UV e metais. Deve-se usar quelantes. Corantes devem ser estáveis à luz. Também pode ser causada pela contaminação microbiana, sendo os géis muito suscetíveis à essa. Referências • AULTON, M. Delineamento de formas farmacêuticas. 2 ed. Porto Alegre: Artmed, 2005. • LACHMAN, L.; LIEBERMAN, H.; KANIG, J. Teoria e Prática na Indústria Farmacêutica. Lisboa: Calouste Gulbenkian, 2001. 2 v. • ANSEL, H. C.; POPOVICH, N. G.; LOYD, A. Jr. Farmacotécnica – Formas Farmacêuticas & Sistemas de Liberação de Fármacos. 6 ed., São Paulo: Premier, 2000. • FERREIRA, A. Guia Prático da Farmácia Magistral. 4 ed. São Paulo: Pharmabooks, 2010. 41 42
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