FARMÁCIA GALÉNICA SISTEMAS DISPERSOS. Líquido em gás aerossol. Líquido em líquido emulsão ou sol coloidal. Líquido em sólido emulsão sólida

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1 FARMÁCIA GALÉNICA SISTEMAS DISPERSOS SISTEMAS DISPERSOS - Tipos Líquido em gás aerossol Líquido em líquido emulsão ou sol coloidal Líquido em sólido emulsão sólida Sólido em líquido suspensão Sólido em gás - aerossol Sólido em gás fumo Sólido em sólido dispersão sólida Gás em líquido espuma Gás em sólido espuma sólida 1

2 SISTEMAS DISPERSOS Sistemas Coloidais Sistemas em que o tamanho das partículas da fase dispersa se situam entre 1 nm nm Relação área de superfície por unidade de volume é elevada Movimento Browniano e efeito Tyndal Sólido em líquido - sol Liq em gás - aerossol Sólido em gás aerossol (fumo) Líquido em líquido - emulsão Líquido em sólido - gel Gás em líquido - espuma SOLUBILIZAÇÃO Origina pseudo-soluções ou soluções não verdadeiras Sistemas translúcidos Sistemas homogéneos (<0,5µm) Dispersões micelares (vs dispersões moleculares) Possibilidade de formação espontânea Ø : 5 nm Ø : 7 nm Ø : 20 nm Ø : 1000 nm 2

3 EMULSIFICAÇÃO EMULSIFICAÇÃO Divisão de um líquido em gotículas à custa de um intermédio líquido, o qual facilita a operação e mantém as gotículas separadas. água óleo Emulsão Dispersão de gotículas Sistema heterogéneo (>0,5 µm) óleo água EMULSIFICAÇÃO EMULSÃO Sistema heterogéneo constituído por gotículas de um líquido disseminadas no seio de outro com ele imiscível. A/O O/A água óleo óleo água O/A (A/O)/A 3

4 EMULSIFICAÇÃO EMULSÕES Vias de administração Oral Parentérica Pulmonar Tópica (ocular e cutânea) Rectal Vaginal Vantagens Emulsões de uso tópico Cremes cosméticos Substâncias activas insolúveis Formulação de injectáveis Nutrição parentérica Formulação de fármacos hidrossoúveis e lipossolúveis (ex. complexos multivitaminicos) Modificação do sabor (via oral) Maior área superficial Protecção da substância activa Promotores de absorção EMULSIFICAÇÃO Propriedades dos líquidos Viscosidade A resistência oposta por um líquido à deformação Tensão superficial Energia necessária para aumentar em uma unidade, a área de superfície de um líquido Forças de Coesão Responsáveis pelas interacções entre moléculas do mesmo tipo Forças de adesão Responsáveis pelas interacções entre o líquido e as superfícies que o rodeiam Forças de repulsão 4

5 TENSÃO SUPERFICIAL EFEITO DE SUPERFÍCIE Forças de coesão no interior do liq. à superfíce EMULSIFICAÇÃO TENSÃO SUPERFICIAL (γ) W = γ A γ pode ser definida como o trabalho que é necessário realizar para aumentar de 1 unidade a superfície livre de um líquido. Exemplo: Obter uma dispersão de 100 ml de óleo em gotículas de 1 µm de diâmetro, num fase aquosa de γ = 50 dyne cm -1. V = 4 3 πd π r = S = 2 2 4π r = πd 5

6 EMULSIFICAÇÃO TENSÃO SUPERFICIAL (γ) S 6 = S = 6 V V d d Para este sistema : 6 S = 10 cm = 100ml m W = 50dynecm 600m = 30J Factor mecânico AGENTES EMULSIVOS AGENTES TENSIOACTIVOS Organização Na água No ar Dispõem-se na interfase Diminuem a tensão superficial (interfacial) Diminuem o trabalho necessário à divisão em gotículas Dispersar 100 ml óleo Partículas de 1 µm Fase aquosa 50 dyne/cm Diminuir para 1dyne/cm Redução de energia de 98% 6

7 TENSÃO SUPERFICIAL Inteface sólido-líquido Interface líquido-ar FORMAÇÃO DE GOTAS Forma esférica para minimizar a área de superfície Forças de coesão MOLHABILIDADE A adesão a superfícies é controlada pela tensão superficial Ângulo de contacto Adesão vs coesão θ < 90º EMULSÕES: TIPO DE EMULSÃO TEORIA DE DAVIES Formação inicial simultânea dos dois tipos de emulsão: a fase contínua será aquela que coalescer mais rápidamente. REGRA DE BANCROFT A fase contínua será aquela em que o agente emulsivo é mais solúvel RAZÃO DE VOLUMES DE FASES 7

8 AGENTES EMULSIVOS Colocam-se na interface, fazendo baixar a tensão interfacial Actuam de modo a estabilizar as emulsões. Molécula do Agente Emulsivo Predomínio Hidrófilo O/A Predomínio Lipófilo A/O Regra de Bancroft água óleo óleo água AGENTES EMULSIVOS PROPRIEDADES DOS AGENTES EMULSIVOS Serem tensioactivos, fazendo baixar a tensão superficial; Serem rapidamente adsorvidos à superfície das gotículas; Conferirem às gotículas um potencial eléctrico; Aumentarem a viscosidade da fase externa da emulsão (temperatura!); Activos em baixas concentrações. 8

9 AGENTES EMULSIVOS Mecanismo de acção de acordo com o tipo de película formada na interface: Camada monomolecular Camada multimolecular Partículas sólidas dispersas na interface AGENTES EMULSIVOS CLASSIFICAÇÃO VERDADEIROS (tensioactivos) Naturais Esteroides (sais biliares) Fosfolípidos Colóides hidrófilos Sintéticos Aniónicos Catiónicos Anfotéricos Não-iónicos SOLIDOS FINAMENTE DIVIDIDOS ESTABILIZANTES (auxiliares ou secundários) Viscosantes 9

10 AGENTES EMULSIVOS AGENTE EMULSIVO IDEAL Ser tensioactivo Formar uma película protectora Ser adsorvido à superfície das gotículas Ser efectivo a baixa concentração Conferir carga eléctrica superficial às gotículas Aumentar a viscosidade da fase externa Possuir um valor de EHL que estabilize a emulsão NOÇÃO DE EQUILÍBRIO HIDRÓFILO-LIPÓFILO (EHL) GRIFFIN (1950) Escala de aplicação muito teórica Escala de 1 a 50 (aumenta no sentido da hidrofilia) Critério objectivo de classificação Permite o estabelecimento de comparações Permite prever a função e o resultado Permite combinar tensioactivos (escala aditiva) Zona de interesse, de 0 a 18 10

11 NOÇÃO DE EQUILÍBRIO HIDRÓFILO-LIPÓFILO (EHL) ESCALA DE GRIFFIN Hidrofilia 50 0 (20-40) Agentes tensiactivos iónicos (15-18) Agentes solubilizantes (13-15) Detergentes (8-16) Emulsionantes o/a (7-9) Agentes molhantes (3-9) Emulsionantes a/o (2-3) Agentes Anti-espuma NOÇÃO DE EQUILÍBRIO HIDRÓFILO-LIPÓFILO (EHL) CÁLCULO DO VALOR DE EHL DE UMA MOLÉCULA Ex. ésteres e poliálcoois EHL = 20 (1 IS/IA) Ex. Davies EHL = Σ(nº para grupos funcionais hidrófilos) n (nº para grupos CH 2 ) + 7 Para CH 3 (CH 2 ) 7 -CH=CH-(CH 2 ) 7 COO - Na +, temos EHL = 19,1 (17 0,475) + 7 = 18,1 11

12 NOÇÃO DE EQUILÍBRIO HIDRÓFILO-LIPÓFILO (EHL) Número de Grupos para o Cálculo do EHL (Davies) Grupos Hidrófilos -SO 4 Na -COOK -COONa -N (amina terciária) Éster (livre) -COOH Hidroxilo (livre) -O- Grupos Lipófilos -CH- -CH 2- -CH 3 =CH- Número do Grupo 38,7 21,1 19,1 9,4 2,4 2,1 1,9 1,3 0,475 0,475 0,475 0,475 NOÇÃO DE EQUILÍBRIO HIDRÓFILO-LIPÓFILO (EHL) Aplicação da noção de EHL à preparação de emulsões Ex: emulsão o/a Cera Parafina líquida Óleo vegetal Glicerina Emulgente Água q.b.p 5 g 26 g 18 g 4 g 5 g 100 g A percentagem da fase oleosa é 49% ( ) e a proporção de cada será: Cera 5 : 49 x 100 = 10% Parafina líquida 26 : = 53% Óleo vegetal 18 : = 37% Assim, o EHL da emulsão é dado por: Cera (EHL=15) 10 x 15 : 100 = 1,5 Parafina líquida (EHL=10,5) 53 x 10,5 : 100 = 5,6 Óleo vegetal (EHL=9) 37 x 9 : 100 = 3,3 EHL Total = 1,5+5,6+3,3 = 10,4 12

13 EMULSÕES CARACTERIZAÇÃO Tamanho da gotícula Microscópio Contador de partículas Tipo de emulsão Corante Condutividade Diluição Avaliação da estabilidade Floculação e cremagem Coalescência e separação de fases Inversão de fases Microbiológica Viscosidade Doseamento da substância activa Caracteres organolépticos ESTABILIDADE DE EMULSÕES FENÓMENOS DE INSTABILIDADE Instabilidade Física Floculação e cremagem Coalescência e separação de fases Instabilidade Química Contaminação Microbiana 13

14 ESTABILIDADE DE EMULSÕES Estabilidade física A instabilidade das emulsões traduz-se nos fenómenos de coalescência e floculação. Depende da carga e da distribuição granulométrica Floculação Cremagem Coalescência Emulsão Separação de fases ESTABILIDADE DE EMULSÕES FLOCULAÇÃO E CREMAGEM Lei de Stokes V = ( d d ) 2 2r ext int 9η g A cremagem pode ser reduzida por: Redução do tamanho das gotículas Aumento da viscosidade da fase externa Redução da diferença de densidades das duas fases COALESCÊNCIA RELAÇÃO ENTRE OS VOLUMES DAS FASES 14

15 PREPARAÇÃO DE EMULSÕES FACTORES NECESSÁRIOS Factor mecânico Agente Emulsivo HOMOGENEIZAÇÃO Almofarizes de porcelana Homogenizadores manuais Homogenizadores mecânicos Homogenizadores de alta pressão PREPARAÇÃO DE EMULSÕES ESCALA INDUSTRIAL Utilização de misuradores ou homogenizadores mecânicos ESCALA LABORATORIAL (medicamentos manipulados) Método Continental (ou da Goma Seca) (agente emulsivo + fase oleosa) + fase aquosa (1:4:2) Método Inglês (ou da Goma Húmida) (agente emulsivo + fase aquosa) + fase oleosa Método do Frasco de Forbes Para ingredientes pouco viscosos ou voláteis 15

16 SUSPENSÕES Pó simples ou composto finamente dividido, disperso no seio de uma fase aquosa. Via de administração Oral Tópica Pulmonar Parentérica Vantagens Fármacos insolúveis Substâncias que se degradam Problemas de deglutição SUSPENSÕES CARACTERÍSTICAS DO SÓLIDO Substância activa deve ser insolúvel na fase dispersa Granulometria homogénea para contribuir para o aspecto final Não sedimentar ou redispersível mediante agitação moderada Deve permanecer homogénea entre a agitação e a medição da dose Viscosidade compatível com medição da dose Densidade próxima à do meio suspensor 16

17 PREPARAÇÃO DE SUSPENSÕES FACTORES NECESSÁRIOS Factor mecânico Agente Emulsivo HOMOGENEIZAÇÃO Almofarizes de porcelana Homogenizadores mecânicos Homogenizadores de alta pressão SUSPENSÕES PREPARAÇÃO DE SUSPENSÕES Sólido + líquido (sólido + suspensor) + líquido (sólido + molhante) + (líquido + suspensor) (sólido + molhante + suspensor) + líquido CONTROLO DA QUALIDADE Tamanho de partícula Velocidade de sedimentação Potencial zeta Viscosidade (reologia-pseudoplástico) Teor em substância activa 17

18 ESPUMAS MEDICAMENTOSAS DEFINIÇÃO (FP) Constituídas pela dispersão de um apreciável volume de gás numa preparação líquida que contém geralmente um ou vários princípios activos, um agente tensioactivo que assegura a sua formação e outros excipientes. Destinadas a serem aplicadas na pele ou nas mucosas. Formação no momento da administração a partir de uma preparação líquida contida num recipiente pressurizado. Quando destinadas a serem aplicadas em feridas abertas de dimensão apreciável ou numa pele gravemente danificada deverão estéreis. ESPUMAS MEDICAMENTOSAS ENSAIOS (FP) Densidade da espuma Duração da expansão 18