CAPITOLUL I

Generalitati

Emulsiile sunt preparate farmaceutice lichide, mai mult sau mai putin vâscoase, constituite dintr-un sistem dispers, format din doua faze lichide nemiscibile, realizat cu ajutorul unor emulgatori si destinate administrarii interne sau externe.

Sunt sisteme disperse microeterogene, în care diamentrul picaturilor de lichid dispersat, în general, este cuprins între 0,5 si 50 μm, deci particulele sunt vizibile la microscopul obisnuit.

Termenul de emulsie deriva de la verbul latin “molgo, ere” – a mulge si se foloseste în domeniul farmaceutic începând din sec. al XVII-lea denumind astfel toate lichidele medicamentoase cu aspect laptos. Fundamentarea stiintifica a teoriei emulsionarii si a explicarii fenomenelor care stau la baza formarii emulsiilor a început abia în a doua parte a secolului trecut. În anul 1990 Ostwald da prima explicatie stiintifica a formarii emulsiilor, facând diferenta, între emulsiile de tip U/A (ulei dispersat în apa) si cele A/U (apa dispersata în ulei).

În practica farmaceutica emulsiile prezinta urmatoarele avantaje:

- asigura administrarea concomitenta, precisa a doua lichide nemiscibile;

- prin emulsionare se poate masca gustul neplacut al unor medicamente si se poate facilita administrarea unor substante medicamentoase vâscoase;

- emulsionarea poate sa dirijeze absorbtia medicamentelor asigurând o absorbtie mai rapida, mai perfecta.

Emulsiile sunt oficinale în majoritatea farmacopeelor, însa în unele farmacopee se dau numai îndrumari generale pentru prepararea si controlul lor.

În F.R. X exista o singura monografie – Emulsiones – în care sunt cuprinse atât emulsiile de uz intern, cât si cele de uz extern, si anume linimente. F.R. X precizeaza ca: “emulsiile în compozitia carora intra sapunuri sau alte substante cu actiune emolienta, analgezica sau revolsiva si care sunt destinate aplicarii pe piele se numesc linimente”.

Clasificare:

1. Dupa numarul partilor componente pot fi:

- emulsii propriu-zise (3 parti principale);

- pseudo- sau cvasiemulsii (2 parti principale – fara emulgator). La cvasiemulsii contopirea picaturilor dispersate este împiedicata de vâscozitatea mare a fazei continue.

2. Dupa compozitie pot fi:

- emulsii ulei în apa (U/A): uleiul este dispersat în apa sau alt lichid hidrofil. Se întrebuinteaza mai ales intern si pot fi diluate cu apa. Emulsiile de uz intern sunt numai de tip U/A;

- emulsii apa în ulei (A/U): un lichid hidrofil este dispersat într-un lichid lipofil. Se utilizeaza extern si poate fi diluat cu ulei.

Pe lânga aceste doua tipuri principale de emulsii exista si emulsii complexe (multiple), de exemplu: emulsii A/U/A, la care faza interna este deja o emulsie de tip A/U.

3. Dupa provenienta pot fi:

- naturale (laptele, latexul diferitelor plante);

- artificiale (emulsii farmaceutice).

CAPITOLUL II

Formularea emulsiilor

Emulsiile sunt compuse din trei parti principale:

- faza dispersa, dispersata, interna, discontinua (emulgendum);

- faza dispersanta, mediu de dispersie, faza externa, faza continua (vehiculum);

- agentul de emulsie, agent de dispersie, emulgator (emulgens).

Fiecare faza poate fi formata dintr-un amestec de lichide miscibile, iar emulgatorul poate fi constituit dintr-un amestec de emul 21421d320v gatori sau pe lânga emulgatori exista si agenti de vâscozitate (pseudoemulgatori) sau alte substante auxiliare (conservanti, stabilizanti, aromatizanti, edulcoranti).

EMULGATORII

Rolul si modul de actiune al emulgatorilor

Dispersarea mecanica a uleiului în apa sub forma de sfere mici în cazul prepararii unei emulsii necesita o cheltuiala de energie pentru a înfrânge fortele de coeziune dintre moleculele uleiului. Cu cât energia va fi mai mare, dispersarea va fi mai avansata. Dupa un anumit timp însa, sferele vor cauta sa revina la starea initiala, se vor contopi, aglomera si fazele se vor separa. Daca se adauga un emulgator (de ex. O cantitate mica de sapun), emulsionarea se realizeaza mult mai usor si separarea intervine mult mai încet. Acest lucru se explica prin faptul ca cele doua lichide nemiscibile poseda tensiuni superficiale diferite. Emulgatorul are rolul de a reduce tensiunea superficiala dintre cele doua faze lichide, usurând dispersarea. Concentrându-se la interfaza, emulgatorul formeaza un strat monomolecular în jurul particulelor dispersate protejându-le de contopire. Emulgatorul mai actioneaza si prin încarcatura sa electrica. De exemplu, anionii care se formeaza la dizolvarea în apa a unor emulgatori de tipul sapunurilor alcaline, continând restul de acid gras cu caracter lipofil si formeaza un învelis în jurul particulelor de ulei. Astfel particulele de ulei dispersate devin electronegative si ramân dispersate datorita respingerii electrostatice. Emulgatorii maresc într-o oarecare masura si vâscozitatea mediului, astfel mobilitatea particulelor devine mai scazuta, apropierea si contopirea picaturilor este îngreunata.

Rolul emulgatorului este deci:

- de a usura dispersarea fazei interne în cea externa;

- de a stabiliza emulsia.

Actiunea emulgatorilor se realizeaza prin:

- reducerea tensiunii interfaciale (se usureaza dispersarea);

- formarea unui strat în jurul particulelor (inhiba tendinta particulelor mici de a se contopi);

- conferirea unei sarcini electrice a particulelor dispersate;

- marirea vâscozitatii mediului.

Clasificarea emulgatorilor

Poate fi facuta dupa mai multe criterii:

1. Dupa caracter pot fi:

- emulgatori hidrofili U/A;

- emulgatori lipofili A/U;

2. Dupa modul de folosire pot fi:

- emulgatori de uz intern;

- emulgatori de uz extern;

- emulgatori de uz parenteral;

3. Pe baza sarcinilor electrice pot fi:

- emulgatori anionactivi;

- emulgatori cationactivi;

4. Dupa provenienta pot fi:

- emulgatori naturali (de origine vegetala sau animala);

- emulgatori sintetici si semisintetici;

5. În functie de structura si proprietati fizico-chimice pot fi:

- emulgatori propriu-zisi (emulgatori solubili);

- emulgatori sub forma de pulberi fine insolubile;

- pseudoemulgatori (agenti de vâscozitate, stabilizanti).

Modul de comportare a trei grupe de emulgatori

Emulgatorii propriu-zisi (agenti tensioactivi)

Sunt substante organice, care contin în molecula lor atât grupari hidrofile cât si lipofile. Datorita acestui caracter amfifil, sunt substante tensioactive, scad tensiunea superficiala.

Gruparea sau gruparile lipofile ale acestor substante sunt formate din lanturi parafinice, cicluri aromatice sau hidroaromatice. Gruparile hidrofile, care pot disocia în ioni (emulgatori ionogeni) sau nu (emulgatori neionogeni) constau din grupari ca: hidroxil, carboxi, sulfat, sulfonat, nitro, amino.

Multi emulgatori sintetici sunt esteri sau eteri ai acizilor grasi, respectiv al alcoolilor superiori.

Aceste substante, în amestec de lichide nemiscibile se concentreaza la interfaza si gruparile se orienteaza conform afinitatii lor. Datorita acestei concentrari la interfaza, tensiunea interfaciala se reduce. Daca proprietatile hidrofile domina, este un emulgator de tip U/A. Daca proprietatile lipofile sunt dominante, avem de a face cu un emulgator de tip A/U.

Capacitatea emulgatorului de a da emulsii A/U sau U/A depinde deci de raportul dintre gruparile hidrofile si hidrofobe ale moleculei. Daca cele hidrofobe predomina va fi solubil în ulei si se va comporta ca un emulgator de tip A/U. Daca cele hidrofile au pondere mai mare, se va dizolva în apa si se va comporta ca un emulgator de tip U/A.

Aceasta comportare a emulgatorilor se reflecta în legea lui Bancroft, care precizeaza: „dintre cele doua faze nemiscibile, în cazul emulsionarii, aceea va fi faza externa (continua) în care este solubil sau mai solubil emulgatorul”.

Pentru caracterizarea proprietatilor hidrofil-lipofile ale emulgatorilor se utilizeaza indicele HLB (Hydrophyle – Lipophyle – Balance), care reprezinta raportul ponderii partii hidrofile si lipofile a moleculei. Acesti indici, propusi de Griffin pentru caracterizarea agentilor tensioactivi neionogeni, au valori între 1 – 20. Cu cât indicele HLB este mai mare cu atât caracterul hidrofil al moleculei este mai pronuntat. Sistemul HLB nu se poate aplica la tensidele ionogene, care disociind în apa devin mai hidrofile decât ar rezulta din procentul de greutate al gruparilor hidrofile raportat la gruparile lipofile.

Emulgatori sub forma de pulberi fine

Sunt substante insolubile, care dispersate coloidal în faza apoasa (substante cu caracter hidrofil) sau în faza uleioasa (emulgatori lipofili) asigura o stabilitate mai buna emulsiilor. Se considera ca aceste pulberi foarte fine se concentreaza la interfaza apa/ulei formând o a treia faza sub forma de pelicula, care se va încovoia în jurul picaturilor de apa sau ulei, în functie de afinitatea mai mare fata de ulei (primul caz) formând emulsii A/U, sau daca are caracter hidrofil, picaturile de ulei vor fi înconjurate de aceste pelicule.

Ca emulgatori hidrofili se utilizeaza bentonita, aerosilul, iar ca substante care stabilizeaza emulsiile de tipul A/U se folosesc grafitul, carbunele anumal, pigmentii de anilina.

Pseudoemulgatori sau cvasiemulgatori numiti si „stabilizatori”

Sunt substante coloidale, care prin marimea vâscozitatii mediului de dispersie contribuie la stabilizarea emulsiilor. Pot fi substante organice macromoleculare (mucilagii naturale sau sintetice, semisintetice) sau pulberi coloidale anorganice.

Emulgatori utilizati în practica farmaceutica

1. Emulgatori naturali (tab. nr. 1);

2. Emulgatori sintetici si semisintetici.

Acestia pot fi:

a) Emulgatori ionogeni (tab. nr. 2);

b) Emulgatori neionogeni (tab. nr. 3);

c) Pseudoemulgatori.

Tab. nr. 1. Emulgatori naturali

Emulgatorul Tipul emulgatorului

Caracteristici

1 2 3

Guma arabica

U/A, intern - se foloseste sub forma de pulbere sau mucilag în cantitati de 50% fata de ulei;

- are caracter slab anionic;

- are reactie acida, datorita acidului galacturonic din compozitia macromoleculei de acid poliarabinic;

- este stabilita în limite de pH 2 – 10;

- se poate asocia cu tragacanta pâna la 5%, cu sapunuri de sodiu, potasiu, amoniu, cantitati mari de alcool.

Gelatina U/A, intern - în apa rece se hidrateaza, se umfla, prin încalzire se transforma într-o solutie coloidala;

- la pH = 3 – 5 se comporta ca emulgator propriu-zis, la pH = 8 ca pseudoemulgator;

- se cunosc doua sorturi: Pharmagel „A” obtinut prin hidroliza acida si Pharmagel „B” prin hidroliza alcalina.

Galbenusul U/A, intern - se întrebuinteaza mai rar fiind usor alterabil;

de ou - un galbenus poate emulsiona 15 g ulei gras;

- se adauga conservanti: acid benzoic 0,4%, benzoat de sodiu 1%, alcool 5 – 10%

Cazeina U/A, intern - este emulgatorul laptelui;

- cazeina pulverizata se amesteca cu apa si se lasa la îmbibat.

Lecitina U/A si A/U - are caracter amfion (ion bipolar):

- emulsiile de uleiuri vegetale sau animale preparate cu lecitina sunt mai stabile decât emulsiile de uleiuri minerale;

- pot fi administrate si parenteral.

Saponine U/A, extern - sunt agenti tensioactivi puternici;

- se întrebuinteaza sub forma de tincturi;

- prin agitare produc o spuma stabila.

Colesterolul si derivatii

A/U, extern - sunt neionogeni;

- se întrebuinteaza în cantitate de 1 – 5%

Acizii biliari (acid taurocolic si acid glicocolic)

U/A, extern - se utilizeaza sub forma de saruri de sodiu;

- actioneaza ca agenti tensioactivi puternici, formând un film coerent în jurul picaturilor de ulei.

Lanolina A/U, extern - contine esteri ai acizilor grasi cu alcooli superiori;

- se întrebuinteaza în creme si unguente.

Tragacanta U/A, intern, extern

- ca pseudoemulgator;

- peste 5% se gelifica;

- se foloseste mai mult sub forma de mucilag, obtinând emulsii stabile între pH 4 – 7.

Agar - agar U/A, intern - ca pseudoemulgator;

- se întrebuinteaza în concentratie de 1 – 3%;

- electrolitii în concentratii mari îi scad vâscozitatea;

- alcoolul în concentratie de 50% îl precipita.

Alginat de sodiu

U/A - ca pseudoemulgator;

- se foloseste în concentratie 1 – 2%;

- se gelifica cu ioni de calciu.

Tab. nr. 2. Emulgatori ionogeni

Tipul emulgatorului ionogen

Structura chimica a emulgatorului

Emulgatorul Caracteristici

1 2 3 4

Emulgatori anionactivi Sapunuri Sapunuri alcaline - sunt saruri de sodiu, potasiu sau amoniu ale acizilor grasi (acid lauric, palmitic, linolic, linolenic, oleic, stearinic);

- sunt emulgatori de tip U/A;

- se folosesc mai mult extern;

- pot fi folosite ca atare sau preparate „extempore” prin amestecarea uleiului cu solutii de hidroxizi;

- au pH alcalin, sunt incompatibile cu multe substante;

- incompatibilitate cu ionii de calciu, megneziu si metale grele, cu acizi si cu electroliti..

Sapunurile metalice - sunt sarurile metalelor bi- si polivalente (Ca, Mg, Pb, Al) cu acizi grasi;

- sunt emulgatori de tip A/U;

- sunt stabile fata de acizi.

Sapunurile organice - sunt sapunuri de amine, formate prin înlocuirea hidrogenului din molecula amoniacului cu grupari organice (de ex. Trietanolamina), care au proprietatea de a forma sapunuri organice cu acizii grasi (acid oleic, acid stearic);

- sunt emulgatori de tip U/A;

- nu sunt salefiate si nu se descompun în prezenta electrolitilor;

- avantajul lor ca sunt mai putin bazice decât sapunurile alcaline.

Sulfati ai alcoolilor superiori si sarurilor lor

Laurilsulfat de sodiu, Dodecilsulfar de sodiu, Texapon

- F.R. X (Natrii laurylsulfas)

- este o pulbere care irita puternic mucoasele;

- formeaza emulsii de tip U/A;

- se întrebuinteaza mai mult extern, dar pâna la 1% se poate si intern.

Cetilsulfat de sodiu

Cetilstearil – sulfat de sodiu

- F.R. X (Natrii cetylstearyl -sulfas

- asemanator cu laurilsulfat de sodiu, dar solutiile apoase sunt tulburi;

- este un amestec din parti aproximativ egale de cetilsulfat de sodiu si stearilsulfat de sodiu;

- în apa formeaza o solutie coloidala tulbure;

- intra în compozitia emulgatorului complex “Alcoholum cetylstearylicum emulsificans” (F.R. X);

- emulgator de tip U/A.

Derivati sulfonati ai alcoolilor superiori

Dioctilsulfosuccinatul de sodiu (Aerosol OT, Manoxol OT)

- este o masa ceroasa, solubila în apa 1:70, cu proprietati tensioactive energice.

Emulgatori cationactiviSapunuri inverse

Clorura de benzalconiu, Zephirol – F.R. X (Benzalkonii chloridum)

- are actiune antiseptica pronuntata si proprietati tensioactive remarcabile;

- este un emulgator de tip U/A;

- este incompatibil cu salicilati, saruri de metale grele, azotati.

Bromura de cetilpiridiniu, Bromocet, Cetazolin

- în solutie de 10% se foloseste ca dezin fectant extern cu proprietati tensioactive puternice.

Bromura de cetiltrimetilamoniu Cetrimid

- este un agent dezinfectant;

- se utilizeaza mai rar.

Tab. nr. 3. Emulgatori neionogeni

Structura chimica al emulgatorului

Emulgatorul Caracteristici

1 2 3

Alcoolii superioriAlcool lauric - substanta de culoare alba,

solida, se lichefiaza la aer;

- emulgator de tip A/U.

Alcool cetilic - lamele albe, insolubile în apa, solubile în solventi organici;

- este un emulgator de tip A/U;

- se asociaza cu emulgatori mai puternici U/A formând emulgatori complecsi.

Alcool cetilstearilic – F.R.X (Alcoholum cetylstearylicum)

- este un amestec de alcooli grasi superiori saturati în care predomina alcoolul stearilic si alcoolul cetilic în proportie de 1:1;

- se prezinta ca o masa sau lamele albe, cu aspect cristalin, onctuoase la pipait, cu miros alb caracteristic;

- insolubil în apa, usor solubil în eter, benzen, cloroform, eter de petrol.

Esteri partiali ai glicerinei

Monosteart de glicerina - este un emulgator de tip A/U.

Tegin: 76% stearat de gliceril, 4,4% stearat de sodiu, acid stearic

- emulgator de tip U/A.

Esteri ai propilenglicolului

Stearat de propilenglicol, Nonex, monolen

- este un emulgator de tip U/A.

Esteri ai sorbitanului cu acizi grasi

Span-uri (20 – acid lauric, 40 – acid palmitic, 65 – acid tristearic, 80 – acid oleic, 85 – acid trioleic)

- sunt emulgatori de tip A/U.

Esteri ai sorbitanului cu acizi grasi, esterificati cu polietilenglicoli (eteri polietilenglicolici ai spanurilor)

Tween-uri, Polisorbati, Crill, Sorboxeteni (20-acid lauric, 40-acid palmitic, 60-acid stearic, 80- acid oleic), Tween 80 (Polysorbatum 80) – F.R. X

- sunt emulgatori de tip U/A;

- sunt solubili în apa si alcool;

- nu se dizolva în grasimi, ulei de parafina;

- au gust neplacut.

Esteri ai polietilengliolilor cu acid stearic

Myrj (45-cu 8 grupe de oxid de etilen, 49-cu 20 grupe de oxid de etilen, 51-cu 30 grupe de oxid de etilen, 52-cu 40 grupe de oxid de etilen, 53- cu 50 grupe de oxid de etilen, 59-cu 60 grupe de oxid de etilen)

- sunt emulgatori de tip U/A.

Eteri ai polietilenglicolilor cu

Brij (30- eter lauric, 52- eter cetilic, 72- eter

- sunt emulgatori de tip U/A.

alcooli superiori stearilic)

Eteri ai alcoolului cetilic sau cetostearilic cu polietilenglicoli

Cetomacrogol 1.000 (eterul cetilic al polietilenglicolului 1.000)

- este o masa onctuoasa, cu aspect de ceara, solubil în apa.

Eteri sau esteri ai polietilenglicolurilor cu alcoli superiori sau cu gliceride

Cremophor EL (ulei de ricin polietoxilat);

Cremophor A solid (eter al alcoolului stearilic cu PEG);

Cremophor A lichid (eterul oleic al polietilenglicolului)

- sunt emulgatori de tip U/A.

Eteri polietilenglicolici ai esterilor partiali ai glicerinei

Tagat S (polietilengliceril-monostearat);

Tagat O (polietilengliceril-monooleat);

Tagat L (polietilengliceril-monolaurat);

- sunt emulgatori de tip U/A;

- sunt lichide vâscoase, hidrosolubile.

Esteri ai acizilor grasi cu zaharoza

Monolaurat de zaharoza (U/A);

Distearat de zaharoza (A/U).

Pseudoemulgatori sintetici si semisintetici

Produsele incluse în aceasta categorie de substante auxiliare influenteaza putin tensiunea superficiala, stabilizând emulsiile prin marirea vâscozitatii celor deja formate. Însa nu exista o delimitare neta între emulgatorii propriu-zisi si pseudoemulgatori. Una si aceeasi substanta în anumite conditii se comporta ca emulgator, în alte conditii numai ca agent de vâscozitate (de exemplu gelatina, Carbopolii).

Astfel de pseudoemulgatori pot fi considerati:

- metilceluloza;

- hidroxiceluloza;

- carboximetilceluloza sodica;

- alcoolul polivinilic;

- polivinilpirolidona;

- polimeri de carboxivinil (Carbopolii).

CAPITOLUL III

Prepararea emulsiilor

Prepararea emulsiilor se poate realiza prin procedee diferite:

- metoda “continentala” sau metoda gumei uscate. Este metoda prevazuta de F.R. X pentru prepararea emulsiei uleioase (Emulsio oleosa): se amesteca în mojar 10 parti de ulei de floarea-soarelui cu 5 parti de guma arabica dezenzimata, pulverizata la care se adauga o cantitate determinata din faza continua (7,5 apa distilata) pentru obtinerea emulsiei primare. Emulsia primara are un aspect alb si la triturare da un sunet caracteristic. La aceasta emulsie primara se adauga treptat, în mici portiuni restul fazei continue (apa distilata pâna la 100 g). Acest procedeu este numit si metoda “4 – 2 – 3” pa baza raportului între ulei – emulgator – apa, necesar obtinerii emulsiei primare. Este una dintre cele mai expeditive metode de preparare a emulsiilor de tip U/A, la nivelul farmaciei;

- metoda “engleza” sau metoda gumei umede. Proportiile componentilor sunt aceleasi ca si la metoda continentala. Aceasta metoda este metoda generala de preparare a emulsiilor prevazuta de F.R. X: emulgatorul se dizolva în faza externa si în aceasta se adauga sub agitare continua uleiul, iar dupa dispersarea uleiului se adauga treptat restul de apa prescrisa. În fiecare dintre cele doua faze se pot dizolva unul sau mai multe substante active. Aceasta metoda se aplica mai ales pentru prepararea emulsiilor cu oleorezine, balsamuri si este folosita în mod curent în industrie, unde dupa formarea unei dispersii grosiere, emulsia se trece în aparate speciale, care asigura o emulsionare fina;

- metoda borcanului. Dup aceasta metoda o parte din guma arabica fin pulverizata se introduce într-o sticla uscata si se agita puternic cu 2 parti de ulei, pâna la perfecta omogenizare, apoi se adauga deodata 1,5 parti apa agitându-se sticla cu o miscare circulara. Dupa formarea emulsiei primare se adauga restul apei în portiuni mici sub continua agitare. Metoda este expeditiva însa emulsiile nu sunt destul de stabile;

- metoda seringii. Se amesteca guma cu uleiul, apoi cu apa, amestecul se trage într-o seringa si se evacueaza. Aceasta operatie se repeta de 7-8 ori. Metoda este aplicata la prepararea unor cantitati mici de emulsie;

- metoda solventului comun. Consta în dizolvarea fazei care trebuie emulsionata împreuna cu emulgatorul, într-un solvent comun ambelor substante. O conditie a prepararii este ca solventul sa fie miscibil si cu faza a doua. Aceasta conditie face ca domeniul de aplicare sa fie destul de restrâns (de exemplu: ulei de ricin + lecitina, se dizolva ambele în alcool, apoi se dilueaza cu apa).

- metoda cu ultrasunete. În ultimul timp si ultrasunetele se folosesc cu rezultate bune pentru prepararea emulsiilor.

- metoda maionezei. Aceasta metoda inspirata din bucatarie, se aplica exclusiv pentru prepararea emulsiilor U/A. Emulgatorul, de obicei un tensioactiv, se dizolva în apa si apoi se adauga treptat sub agitare uleiul. Pentru o mai mare stabilitate obtinuta se trece printr-un omogenizator.

CAPITOLUL IV

Ustensile, aparate de emulsionat

Aparate folosite la nivel de farmacie

Pentru prepararea emulsiilor în farmacie se folosesc în general mojare cu dimensiuni corespunzatoare: ele trebuie sa fie de 2 – 3 ori mai mari decât volumul emulsiei. Reusita emulsionarii depinde si de forma mojarului si a pistilului. Sunt preferate mojare cu peretii mai înalti si cu asperitati, iar pistilul sa asigure o suprafata cât mai mare de contact cu peretele acestuia.

Un aparat mic de emulsionat manual este aparatul Gann, compus dintr-un cilindru orizontal, o pâlnie de alimentare si un piston care forteaza lichidul sa treaca prin spatiul foarte îngust. Etansarea la cilindru se face cu o garnitura de cauciuc. Se utilizeaza cu rezultate bune agitatoarele de bucatarie (tip Mixer), care prin turatia mare a paletei aparatului asigura un grad de dispersie înaintat într-un timp scurt.

Aparate folosite în industrie

În industrie se întrebuinteaza diferite tipuri de masini, care dupa modul cum lucreaza ar putea fi împartite în:

- masini de emulsionat (servesc la o dispersare mai grosiera);

- masini de omogenizat (care realizeaza o dispersare foarte fina).

La prepararea industriala a emulsiilor, indiferent de tipul aparatului folosit, emulgatorul se dizolva întotdeauna în prealabil în faza externa.

În masinile de emulsionat, prin dispozitive speciale de agitare, picaturile sunt dispersate în picaturi din ce în ce mai mici. Spre deosebire de solide, substantele lichide prezinta în timpul dispersarii lor si fenomenul de contopire a picaturilor mici în picaturi mai mari, proces favorizat dupa un timp chiar de agitarea mecanica. În aceste masini, prin agitare se ajunge la o stare de echilibru, în care numarul picaturilor dispersate în unitate de timp este egala cu numarul picaturilor care se contopesc în picaturi mari.

S-a stabilit experimental ca fiecare tip de aparat de emulsionare are un optim de viteza si de durata de emulsionare, dependent de componentele emulsiei care se prepara. Peste si sub acest otim, emulsiile realizate sunt mai putin dispersate.

De asemenea s-a stabilit ca se obtin rezultate mai bune daca se alterneaza perioade de agitare cu perioade de repaus.

Aceste observatii sunt valabile numai pentru masinile de emulsionat care lucreaza prin agitare. Daca masinile au si un efect de pulverizare si forfecare, ca si omogenizatoarele care lucreaza pe principiul macinarii, efectul de emulsionare creste în functie de durata de actiune a masinii asupra amestecului.

Prepararea emulsiilor în masini presupune realizarea întâi a unei emulsii grosiere, care se realizeaza prin amestecarea componentilor în:

- masini cu agitare planetara;

- malaxoare orizontale, constituite din material antiacid si prevazute cu 2 palete de amestecare în foma de „Z”, care se rotesc în sens contrar;

- malaxoare, agitatoare verticale, care pot fi de diferite modele.

Un astfel de aparat de emulsionare consta din doua tobe cilindrice, toba exterioara servind ca manta de racire sau încalzire, iar cea interioara, ca vas de emulsionare. Un ax orizontal, pe care sunt montate discurile de amestecare, se roteste în ioteriorul tobei cu o viteza mare. Discurile alterneaza cu sicane fixe. Atât discurile mobile, cât si sicanele fixe sunt prevazute cu perforatii care permit înaintarea amestecului si ajuta emulsionarea.

Amestecul de emulsionat este introdus printr-o conducta de alimentare, situata la una din partile superioare, iar emulsia se scurge pe la extremitatea opusa, în partea inferioara.

Turboextractoarele, pe lânga procesul de agitare a amestecului, realizeaza si actiune de lovire si forfecare (omogenizare) astfel încât efectul lor se apropie de cel al morilor coloidale.

Sunt constituite dintr-un rotor, care învârte cu o turatie mare într-o camera de emulsionare. Lichidele amestecate grosier se introduc într-un rezervor, din care trec în camera de emulsionare, apoi în al doilea rezervor, de aici în primul rezervor si operatia se repeta. Actioneaza atât ca masini de emulsionat cât si de omogenizat.

O serie de masini de emulsionare functioneaza pe principiul de presare a lichidului prin duze fine. În acestea emulsia grosiera este silita sa strabata un numar de spatii conice si cilindrice înguste între camera de emulsionare si o serie de inele suprapuse, care formeaza corpul de presare. Spatiul pe care-l strabate lichidul poate fi reglat cu un surub.

Omogenizarea se realizeaza mai usor daca faza de dispersat se introduce în fir subtire în faza continua adica daca se preseaza în aceasta prin duze fine; în acest caz se realizeaza o pulverizare directa de lichid în lichid. Pulverizarea se poate face si prin intermediul unor discuri, care se rotesc într-o carcasa, în care se introduc cele doua lichide sub presiune puternica. În acest caz cele doua faze se întâlnesc sub forma de ceata fina si se amesteca, cu formare de emulsie.

Morile coloidale: emulsia grosiera este presata între doua discuri sau inele de macinare, asezate fata în fata. Turatia înalta a discurilor, respectiv forta centrifuga, arunca emulsia catre marginile discurilor, unde se omogenizeaza. Distanta dintre discuri este de 0,025 – 0,5 mm si este reglabila. La unele mori coloidale, unul dintre discuri este mobil si altul fix, de exemplu la moara Premier, la altele ambele discuri sunt mobile, având o turatie în sens contrar de pâna la 3.500 – 7.000 de rotatii pe minut. Lichidul (emulsia grosiera) se introduce în aceste aparate sub presiune.

În ultima vreme se folosesc si ultrasunetele pentru obtinerea emulsiilor. Ultrasunetele pot fi produse prin procedee electrice sau mecanice. Generatoarele de ultrasunete pe cale electrica se bazeaza pe proprietatea “piezoelectrica” a unor cristale: aceste cristale (de exemplu cristale de cuart) se contracta si se dilata într-un câmp electric. Sub actiunea curentului electric alternativ, aceste cristale produc oscilatii puternice care genereaza ultrasunete care pot fi transmise printr-o baie de ulei (deci cristalul vibreaza în baia de ulei) amestecului de lichide nemiscibile de emulsionat, aflat într-un vas special, cufundat în baia de ulei.

Aparatele care emit ultrasunete prin procedee mecanice functioneaza pe principiul “fluierului lichid” al lui Pohlmann: lichidul de emulsionat (uleiul) este introdus sub forma unui jet puternic la o presiune de 10 – 15 atm. Pe suprafata unei lame metalice care vibreaza la frecventa ei de rezonanta de 30 - 40 kHz si care este cufundata în apa. În urma acestor vibratii, lichidul introdus este fin emulsionat.

Actiunea de emulsionare se datoreaza în primul rând fenomenului de “cavitatie” produs în lichid de ultrasunete si a formarii undelor capilare de suprafata. Datorita vibratiilor cu o frecventa foarte mare se formeaza diferente de presiune care apar foarte rapid si care nu pot fi urmarite de lichid (nu pot fi compensate de fortele de coeziune moleculara), apar rarefieri, cavitati în lichid, cu o scurta durata, care se distrug sub actiunea fortelor exterioare, punându-se în libertate o energie mare. În primul rând aceste socuri hidraulice ce apar în urma disparitiei acestor cavitati, produc emulsionarea lichidului.

Stabilirea emulsiilor

Cerinta cea mai importanta pe care trebuie sa o îndeplineasca emulsiile este aceea de a fi stabile. Practic, prin stabilitate întelegem mentinerea neschimbata a gradului de dispersie si a dispersarii omogene a particulelor faze interne în faza externa, respectiv mentinerea aspectului initial al preparatului.

În urma unei emulsionari necorespunzatoare, sau datorita unor factori externi, în emulsii pot surveni urmatoarele modificari:

- fenomenul de smântânire (ecremare), apare în urma tendintei de separare a fazei disperse la suprafata emulsiei, datorita densitatii scazute a particulelor disperse. Este un fenomen reversibil;

- descompunerea (spargerea, cracarea) emulsiilor survine atunci când particulele fiecarei faze se reunesc si lichidul va contine doua straturi distincte. Acest proces este ireversibil;

- inversarea fazelor emulsiilor. În practica farmaceutica se întâmpla uneori ca în emulsii se prescriu substante medicamentoase care pot transforma tipul emulsiei. Astfel unii electroliti pe lâna dezemulsionare, pot produce si inversarea fazelor într-o emulsie.

Conditii necesare pentru a avea o emulsie stabila:

- faza dispersata sa aiba un grad de dispersie avansat;

- diferenta de densitate între faza interna si externa sa fie cât mai mica;

- faza dispersanta sa aiba o vâscozitate mare;

- raportul celor doua faze sa fie 50:50, eventual 40:60;

- emulgatorul ales sa fie corespunzator (natura si proprietatile acestuia);

- cantitatea emulgatorului sa fie corespunzator aleasa;

- temperatura, pH-ul, electrolitii, actiunea microorganismelor sunt factori importanti.

CAPITOLUL V

Caractere si control. Conservare

Emulsiile sunt forme farmaceutice cu o conservabilitate redusa, de aceea la nivelul farmaciei se prepara numai la nevoie.

Datorita continutului mare în apa, emulsiile pot fi usor invadate de microorganisme, mai ales ca unii emulgatori (guma arabica, gelatina) creeaza medii corespunzatoare pentru dezvoltarea lor.

Prin adaugare de conservanti se poate asigura o protectie de câteva zile cu conditia sa fie tinute la loc racoros (8 – 150C), în recipiente bine închise (F.R. X). Ca substante conservante pentru emulsii de uz intern se preconizeaza acid sorbic 0,1%, acid benzoic 0,1% (au actiune antimicrobiana si antifungica numai în mediu acid), amestecuri de nipaesteri 0,1%, benzoat de sodiu 0,2%. Pentru emulsii externe un conservant potrivit este boratul fenilmercuric 0,002 – 0,005%. Se mai utilizeaza cloretona 0,5% si sapunuri de amoniu cuaternar 0,01 – 0,02%.

Pentru a asigura o stabilitate chimica uleiurilor emulsionate, respectiv pentru prevenirea autooxidarii uleiurilor, se pot adauga fazei uleioase antioxidanti ca α-tocoferol, acid nordihidroguaiaretic, hidrochinona, butilhidroxianisol, esteri ai acidului galic (progaline).

În vederea asigurarii unei dozari precise înainte de întrebuintare emulsiile se agita pentru reomogenizare, motiv pentru care F.R. X indica eliberarea a etichetei “A se agita înainte de folosire!”.

Controlul emulsiilor

Metode de control prevazute de F.R. X:

- aspectul: emulsiile au aspect laptos si omogen. Culoarea, mirosul si gustul sunt caracteristice componentelor. Diluate cu faza externa, în proportie de 1:10 emulsiile trebuie sa ramâna omogene (examinare cu lupa 4,5x);

- masa totala de recipient;

- dozare.

Alte metode de control al emulsiilor:

- determinarea tipului de emulsie prin metoda colorarii, metoda diluarii, metoda conductibilitatii electrice;

- determinarea tipului de dezemulsionare;

- determinarea dimensiunii particulelor;

- determinarea stabilitatii emulsiilor (prin centrifugare).