TPL II - WYKŁAD 15

09.04.2009r.

Emulsje

Ograniczenia aplikacyjne systemu HLB

• w większości przypadków emulsje stanowią układ złożona i na „wartość HLB wymaganą przez dany olej” wpływa wiele czynników:

• stosunek wagowy fazy olejowej do fazy wodnej

• skład fazy olejowej - „warunek kompatybilności”

• metoda emulgowania

• aparatura służąca do emulgowania

• temperatura emulgowania

• temperatura krytyczna ody i roztworów

• reasumując stwierdzić należy, że synteza HLB stanowi bardzo wygodne narzędzie doboru sulfaktanta - emulgatora

Emulsje

• są to preparaty jednolite, składające się z dwu nierozpuszczających się w sobie cieczy, znajdujących się w układzie rozproszonym

• fazą zewnętrzną - rozpraszającą - określamy jako menstrum lub vehiculum

• fazą wewnętrzną - rozproszoną - określamy jako emulgendum

• wyróżniamy 2 typy emulsji:

• o/w - olej w wodzie

• w/o - woda w oleju

• czynnikiem ułatwiającym rozproszenie mieszających się ze sobą cieczy - faz i stabilizującym pod względem fizycznym emulsję jest emulgator (tenzyd, sulfaktant ZPC)

• jest to substancja powierzchniowo czynna - tenzyd, gromadząca się na granicy faz (zmniejsza energię kohezji

F_K = 2γ

• zmniejsza ona napięcie powierzchniowe (γ) na granicy faz (topologia cząsteczki) - cmc przez co ułatwia rozproszenie jednej fazy w drugiej i utrzymuje uzyskany stopień rozdrobnienia

• emulgator determinuje typ emulsji zgodnie z regułą Bancrofta

• wg Bancrofta ta faza jest fazą rozpraszającą, w której lepiej rozpuszcza się emulgator. Tendencje do tworzenia układu O/W wystąpią wtedy, gdy emulgator lepiej rozpuszcza się w wodzie, to znaczy ma wysokie tzw. HLB

Podział emulgatorów

• emulgatory anionowo czynne

• mydła metali wielowartościowych tworzą emulsje typu w/o

• mydła metali jednowartościowych (Li⁺, Na⁺, K⁺) trójetanoloamina, siarczany, sulfoniany alkaliczne oraz saponiny tworzą emulsje o/w

• emulgatory niejonowe

• alkohole alifatyczne (Tweeny), estry i etery, odpowiednie typy kopolimerów

HO(CH₂CH₂O)_x - [CH(CH₃)CH₂O]_n - (CH₂CH₂O)_y - H

• zasada:

• jeżeli w cząsteczce dominują grupy polarne to emulgator tworzy emulsję

• emulgatory amfoteryczne

• lecytyny α i β - o/w lub w/o

• żelatyna i kazeina oraz proteiny - o/w

• cholesterol - HLB = 1,0

• alkohol cetylowy (składnik euceryny) i alkohol stearynowy tworzą emulsję o/w

• emulgatory rzekome

• pęczniejące w wodzie substancje pochodzenia roślinnego

• układy koloidalne i roztwory o dużej lepkości

• agar, guma arabska, pektyny, pochodne celulozy

• emulsje do użytku wewnętrznego - baza wyjściowa

Otrzymywanie emulsji:

• metoda kontynentalna

• otrzymuje się tzw. jądro emulsji z oleju i emulgatora i części przepisanej wody

• wadą tej metody jest nadmiar tenzydu

• metoda angielska

• emulgator rozpuszcza się w fazie wewnętrznej - wodzie dla emulsji o/w a następnie wprowadza się porcjami fazę olejową

• faza zewnętrzna stanowi ~ 10% dla o/w i w/o

Solubilizacja micelarna w technologii fazy farmaceutycznej postaci leku - teoria i praktyka

• tenzydy i sulfaktant po osiągnięciu cmc posiadają zdolność tworzenia miceli, powstających w wyniku agregacji pojedynczych cząsteczek

• micele często rozpatruje się jako określoną fazę micelarną, mimo że nie przekracza 200 A średnicy (1A = 1*10^-8cm) i zawierają od 10 do 200 pojedynczych cząsteczek

• można oczekiwać, że w roztworze tenzydu o stężeniu przekraczającym cmc pozorna rozpuszczalność substancji solubilizowanej wzrasta liniowo ze stężenia

Solubilizację można zdefiniować:

• jako wzrost pozornej rozpuszczalności

• jako zjawisko podziału substancji solubilizowanej pomiędzy micelą i fazą wodną

Zjawisko solubilizacji

• terminem „solubilizacja” określa się wykazaną przez roztwory tenzydów zdolność powierzchniową substancji - środki lecznicze trudno rozpuszczalne - II i III grupa BCS lub środki nierozpuszczalne do roztworu o stężeniu większym od krytycznego stężenie powstającej miceli - cmc

• do cmc rozp. takich substancji pozostaje stała a > cmc silnie wzrasta

• istnieje ostra granica wchłaniania fazy solubilizowanej, co odróżnia ten proces od emulgowania

• mechanizm solubilizacji nie jest jednak jednakowy dla wszystkich lipofilowych środków leczniczych

• wynika to z rentgenograficznego badania stężenia roztworów tenzydów, jak również z pomiarów lepkości - η, napięcia powierzchniowego -γ, jak również z pomiarów ¹HNMR

Hydrodynamiczne właściwości miceli, solubilizatora i adduktu

• przez rozcieńczenie roztworu ekspozycyjnego wyznacza się graniczną liczbę lepkościową [η]_exp

η_zred = [η]_exp + b * c_exp

umożliwia ona η_zred wyliczenie stałej Hugginsa, która pozwala określić kształt miceli i pośrednio strefę

solubilizacji

K' = η_wł / C - [η]_exp / [η]²_exp * C

• Mη solubilizatora i adduktu:

[η]_exp = K * M^α_η

• objętość efektywnej miceli

[η]_exp = 0,025 Ω / M miceli

• średnia kwadratu odległości między końcami łańcucha (wielkość topologiczna)

[η]_{exp *} Mη_add/NA = 10 π * R³_obs / 3

a po przekształceniu do postaci:

R_obs = ³√0,09549 * [η] * Miceli

• ilość solubilizowanych równowagowo cząstek środka leczniczego wylicza się z zależności:

n (S)_A = Mn_adduktu - Mn_solub / Mcz.(A)

• Przygotowanie formy adduktu do produkcji fazy farmaceutycznej - postrelium przebiega w następujący sposób:

• w temp. płynięcia solubilizatora - tenzydu, do 1 mola wprowadza się w atmosferze N₂ ilość moli środka leczniczego (lipofilowego) [ N_{S (A)} + 1] - z niewielkim nadmiarem

• następnie, po zestaleniu się należy przygotować wodny roztwór

- 68 -