Wykład 12
Budowa emulgatorów
Cząsteczki substancji lipofilowej otoczone cząsteczkami emulgatora
Główka hydrofilowa
Łańcuchy – hydrofobowe
Te cząsteczki skupiają się blisko substancji rozproszonej
Cząstki amfifilowe i udział grup lipofilowych i hydrofilowych
HLB – tenzydy
Niejonowe – HLB 1-20
Jonowe – HLB >20
Lipofilowe – 1-10
Hydrofilowe – >10
Związki powierzchniowo czynne
Sporządzanie emulsji
Etap I
Mieszanie cieczy (wielkość cząstek rozproszonych wynosi 1 – 50 µm) odbywa się
ü w moździerzu z pistlem
ü w zlewce z mieszadłem elektrycznym
ü przez wytrząsanie w zamkniętym słoiku
Przemysł korzysta z szybkoobrotowych lub ścinających mieszadeł, uzyskuje się wielkość cząsteczek 1 – 3 µm
Etap II
Homogenizacja otrzymanej emulsji – w młynach koloidalnych lub homogenizatorach dyszowych
Kolejność łączenia składników warunkuje wybór metody jej otrzymania:
ü metoda angielska – emulgator rozpuszczamy w fazie zewnętrznej, a następnie emulgować porcjami fazę wewnętrzną
ü metoda kontynentalna – emulgator zmieszać z cieczą należącą do fazy wewnętrznej oraz z obliczoną ilością wody (powstaje jądro emulsji), a później rozcieńczyć emulsją fazę zewnętrzną (woda)
Do uzyskania emulsji do użytku wewnętrznego typu o/w (nie?) stosuje się emulgatorów koloidalnych
Badanie typu emulsji
ü metoda rozcieńczeń – do 5 ml wody lub oleju dodaje się kroplę emulsji i bada się jej zachowanie; emulsja typu o/w ulegnie rozproszeniu w wodzie, a typu w/o w oleju
ü metoda barwnikowa – stosuje się barwniki rozpuszczalne w jednej z faz i nadające jej barwę np. błękit metylenowy rozpuszcza się w fazie wodnej (niebieskie barwa o/w), a Sudan III w fazie olejowej (różowa barwa w/o)
Farmakopealna metoda barwnikowa polega na dodaniu do 1 ml emulsji 2 kropli błękitu metylenowego i (lub?) Sudanu III
ü metoda konduktometryczna – wykorzystuje pomiar przewodnictwa elektrycznego w emulsjach o dużej lepkości lub też może służyć do obserwacji inwersji faz; emulsje typu o/w wykazują dobre przewodnictwo prądu w przeciwieństwie do emulsji typu w/o (przewodnictwo równe 0)
Trwałość
Wpływają na nią
ü ilość oraz rodzaj użytego emulgatora
ü temperatura
ü nieodpowiednie warunki przechowywania
ü zły dobór ilości fazy wodnej i olejowej
ü rodzaj użytego oleju
ü pH
ü wartość potencjału zeta
Czynniki wpływające na trwałość
1. zmiana w obrębie cząsteczek emulgatora (łączenie emulgatorów o przeciwnych znakach – unieczynnienie, łączenie emulgatorów jonowych, elektrolitów, zmiana potencjału zeta, ub zmiana rozpuszczalności emulgatora)
2. temperatura (maleje adsorpcja cząsteczek emulgatora, na granicy faz wzrasta częstość ruchów Browna)
3. wielkość cząsteczek fazy wewnętrznej (mniejsze cząstki to trwalsza emulsja)
4. warunki przechowywania (dostęp tlenu, światła, bakterii – pojawiają się zmiany chemiczne, zachodzące głównie w fazie olejowej)
- obecne trójglicerydy nasycone nienasyconych kwasów tłuszczowych – narażone na hydrolizę do kwasów tłuszczowych
- nienasycone kwasy tłuszczowe – mogą dalej ulegać utlenieniu (jełczeniu) do kwasów o krótkich łańcuchach, powstają wolne kwasy tłuszczowe – zmiana pH
- w wyniku reakcji kwasów tłuszczowych z substancją leczniczą powoduje unieczynnienie lub wytrącanie substancji leczniczej z emulsji
5. w celu zwiększenia trwałości stosuje się
- środki konserwujące (Nipagina, chlorobutanol)
- przeciwutleniacze (tokoferole, estry kwasu galusowego, butylohydroksytoluen, butylohydroksyanizol)
5a. dobór substancji pomocniczej powinien uwzględnić możliwość wystąpienia
niezgodności, np. połączenie Nipaginy z polisorbatem zmniejsza aktywność p/bakteryjną
Nipaginy
5b. ważny współczynnik podziału o/w środka konserwującego (lipofilność), stężenie
konserwantu powinno być dużo wyższe w fazie wodnej niż w olejowej, gdyż
drobnoustroje rozmnażają się w wodzie
Przechowywane w miejscach chłodnych, o trudnym dostępie światła, w szczelnie zamkniętych opakowaniach
Zjawiska występujące w emulsjach
v śmie tankowanie – przemieszczanie cząstek fazy rozproszonej o mniejszej gęstości (olej) na powierzchnię emulsji (w o/w); wstrząsanie pozwala na uzyskanie żądanego rozproszenia (proces odwracalny)
v flokulacja – agregacja rozproszonych cząstek, też ich łączenie w większą cząstkę w obrębie agregatu; proces odwracalny i po ponownym mieszaniu uzyskuje się równomierne rozproszenie; można temu zapobiec stosując e. jonowe (nadają ładunek)
v koalescencja – łączenie się cząstek wchodzących w skład agregatu w jedną większą cząsteczkę; wskutek zaniku filmu emulgatora na powierzchni pojedynczych cząstek rozmiary kuleczek z fazy rozproszonej rosną a powierzchnia kontaktu międzyfazowego maleje; proces nieodwracalny
v złamanie emulsji – rozdział faz; końcowy etap zapoczątkowany przez koalescencję; powierzchnia kontaktu międzyfazowego maleje do minimum i obserwujemy dwie odrębne fazy;
Mydła (Sapones)
Mydła są to sole wyższych kwasów tłuszczowych o 12 – 18 atomach C, posiadające właściwości obniżające napięcie powierzchniowe (właściwości emulgujące)
Jony Kwasy tłuszczowe
Na+ palmitynowy
K+ stearynowy
Ca2+ linolowy
Mg2+ oleinowy
Trietanoloanoniowy linolenowy
I. Mydła alkaliczne
- wysoka alkaliczność ogranicza ich stosowanie w farmacji
- wykorzystywane są do otrzymywania leków do użytku zewnętrznego: mydła, mazidła
- otrzymywane przez:
1) hydrolityczne zmydlanie triglicerydów wodorotlenkami
2) zobojętnianie wolnych kwasów tłuszczowych wodorotlenkami
- mają różną konsystencję: miękkie, twarde, ciekłeim wyższa temperatura topnienia kwasu tym bardziej twarde mydło mydło sodowe – posiada najtwardszą konsystencję
Sapo medicatus (Mydło lecznicze)
1) mydło sodowe twarde, rozpuszczalne w wodzie i gorącym etanolu
2) otrzymywane poprzez
a. zmydlanie oleju rzepakowego i smalcu zasadą sodową i etanolem (czynnik przyspieszający zmydlanie
b. wytrącanie stężonym roztworem chlorku sodu i węglanem sodu
c. przemywanie wodą
3) stosowane jako emulgator w mazidłach, posiada zdolność żelowania
Sapo Karinus (Mydło potasowe) – FP VI
1) żółtobrunatna, miękka, przejrzysta masa
2) otrzymywanie poprzez
a. zmydlanie oleju lnianego zasadą potasową i etanolem
b. uzupełnianie masy wodą
3) stosowane do dezynfekcji skóry, otrzymywania spirytusu mydlanego, i ciekłego mydła krezolowego
Saponis kalini spiritus (Spirytus mydlany) – FP VI
1) otrzymywany poprzez
a) rozpuszczenie mydła potasowego w etanolu 95º
b) dodanie olejku lawendowego rozpuszczonego w etanolu
c) rozpuszczenie w ciągu 24h
d) sączenie
- lub zmydlanie oleju lnianego alkoholowym roztworem zasady potasowej
2) służy do mycia i dezynfekcji skóry
3) składnik spirytusu mydlano-kamforowego
Sapo Cresoli (Lizol, Mydło krezolowe ciekłe) – FP VI
1) żółtobrunatna ciecz o zapachu krezolu
a) ogrzewanie mydła potasowego i krezolu (metylowa pochodna fenolu) w 50ºC
3) po zmieszaniu z wodą powstaje klarowny roztwór – micelarne rozproszenie krezolu
4) zawarty w mydle oleśnian potasu jest solubilizatorem krezolu
5) roztwory wodne w stężeniach od 3% do 10% służą do dezynfekcji
6) lizol jest środkiem odkażającym
II. Mydła metaliczne (mydła metali wielowartościowych
1. stosowane są jako substancje pomocnicze w tabletkach, pudrach, remach, maściach, emulsjach, zawiesinach
2. wykorzystywane są sole wapniowe, magnezowe i glinowe kwasów tłuszczowych o 10-20 at. C (stearynian magnezu – działanie poślizgowe)
3. otrzymywane są dwiema metodami
Ø suchą – ogrzewanie kwasu tłuszczowego z tlenkiem lub wodorotlenkiem metalu w temp. 150 - 300ºC
Ø mokrą – podwójna wymiana w środowisku wodnym pomiędzy solą metalu a mydłem alkalicznym np. sodowym
4. nierozpuszczalne w wodzie (w/o)
5. posiadają właściwości
Ø słabe emulgatory
Ø hydrofobizujące
Ø poślizgowe
Ø antystatyczne
Ø dyspergujące – ułatwiają rozproszenie
Ø zwiększają lepkość preparatów olejowych
Ø ściągające
Ø p/grzybicze
III. Mydła trietanoloanoniowe
1. są mniej alkaliczne oraz słabiej dyspergują mydła wapniowe i magnezowe niż mydła alkaliczne
2. stabilizują emulsje o/w
3. w preparatach kosmetycznych
4. otrzymywanie
Ø zobojętnianie wolnych kwasów tłuszczowych o 12 – 16 at. C tri etanoloaminą
Mazidła (Linimenta)
Złożone preparaty przeznaczone do stosowania na skórę np. płynne lub półpłynne emulsje, zawiesiny, żele lub roztwory w skład których wchodzą mydła, oleje, węglowodany, amoniak, roztwory wodorotlenków, woda, etanol, olejki eteryczne, balsamy itp.
Składniki mazideł występują w postaci wielokrotnych rozproszeń co może powodować rozdział faz. Wstrząsani mazideł przez kilkanaście sekund przywraca jednorodny wygląd układu
Wyróżniamy mazidła
ü olejowe (Olimenta) – o zwiększonej przyczepności do skóry np. rzepakowy
ü mydlane (Saponimenta) – zmiękczające naskórek; emulgujące lipidy skóry; zwiększające wchłanianie substancji czynnych (powodują przekrwienie skóry) np. kamfora, olejki eteryczne, kapsaicyna, wyciąg z arniki – przyspiesza gojenie ran, krwiaków
ü wazolimenty (Vasolimenta) – zawierają oleje mineralne, typowy wazoliment płyny zawiera kwas olejowy, etanol, amoniak, olej parafinowy
Linimentum restaurants (Mazidła rozgrzewające) – FP VI
1) roztwór wodno-etanolo-eterowy
2) kamfora, nalewka z pieprzu tureckiego, amoniak
3) działają rozgrzewająco oraz powodują przekrwienie skórry
Linimentum saponato-camphoratus (Mazidło mydlano-kamforowe) – FP VI
1) żel na bazie mydła stearynowego (stearynian sodu)
2) składniki czynne: kamfora, amoniak, olejek jałowcowy
3) stanowi podłoże dla innych substancji rozgrzewających
ewelinka02407