Appunti di Tecnologia farmaceutica e laboratorio di preparazioni galeniche

LIPOFILI

HLB > 11 con

→Tensioattivi

caratteristiche IDROFILE.

Ricorda: HLB definisce che affinità ha

un emulsionante!!!

LEZIONE 04/11

PREPARAZIONE DELLE EMULSIONI:

Quando si miscelano due liquidi di natura diversa, come acqua ed olio, questi si stratificano in

funzione delle diverse densità: questa configurazione garantisce la minima superficie di contatto e

quindi un minimo di energia interfacciale.

SE SI FORNISCE ENERGIA AL SISTEMA, o agitando meccanicamente, si crea una situazione di

instabilità, caratterizzata da un’alterazione strutturale della superficie interfacciale, tale per cui una

delle due fasi viene frantumata in gocce di dimensioni variabili (fase dispersa), mentre l’altra, per il già

citato fenomeno della coalescenza, andrà a costituire la fase continua.

Questa particolare condizione è detta EMULSIONE.

Terminata l’agitazione meccanica, le due fasi si separano rapidamente in due strati distinti, essendo

presente una tensione superficiale liquido-liquido tanto più elevata, quanto maggiore e il loro

grado di immiscibilità (le due fasi hanno forze di attrazione differenti per una stessa

molecola all’interfaccia).

Per ottenere una EMULSIONE STABILE è necessario ridurre la tensione interfacciale tramite l’uso

di opportuni tensioattivi.

SCELTA DEL TENSIOATTIVO

Un buon emulsionante NON DEVE ESSERE MOLTO SOLUBILE IN NESSUNA DELLE DUE FASI, ma

possedere un’attività idrofila-lipofila bilanciata per poter esplicare al meglio la sua azione

all’interfaccia liquido-liquido. E’ quindi importante eseguire una selezione preliminare dei tensioattivi

in relazione al tipo di emulsione che si vuole preparare. Per fare ciò, ci si avvale del sistema HLB.

Il punto cruciale non è definire l’HLB dell’emulsionante (può essere facilmente calcolato come visto in

precedenza), ma stabilire che valore di HLB e necessario per stabilizzare due fasi immiscibili tra

loro. Tale valore di HLB è definito HLB RICHIESTO e deve essere determinato sperimentalmente,

preparando diverse emulsioni con le stesse fasi ma tensioattivo con diverso HLB.

La fase oleosa avrà l’HLB richiesto uguale al valore HLB del tensioattivo contenuto nell’emulsione più

stabile.

HLB richiesto: da fase oleosa per ottenere un’emulsione A/O o O/A. I valori di HLB richiesto delle varie

fasi lipofile SONO TABULATI (sono diversi a seconda se l’olio è la fase interne o esterna) e possono

quindi essere utilizzati per determinare il valore HLB richiesto di qualsiasi emulsione.

Così se vogliamo preparare una emulsione di

ALCOOL CETILICO in acqua (O/A)

dovremmo utilizzare un tensioattivo con HLB

pari a 15.

Conosciuto l’HLB richiesto dalla fase oleosa

si tratta di scegliere

la MISCELA DI EMULSIONANTI

con quel valore di HLB.

La situazione è più complessa se, come spesso capita, la fase oleosa è composta da più sostanze.

In questo caso si calcola L’HLB GLOBALE tenendo conto delle proporzioni delle diverse sostanze.

Si debba preparare un’emulsione O/A con le seguenti sostanze:

L’acqua da utilizzare sarà più o meno intorno al

40% (considerando glicerina idrofila), mentre la

fase lipofila

comprende il 50% della preparazione ed è

costituita da 3 componenti diverse.

Si riconoscono una fase oleosa (lipofila) e una

fase acquosa per cui dal momento che ho due

fasi diverse tra loro si capisce che si tratta di un’emulsione.

Se si hanno due fasi liquide immiscibili tra loro sicuro sarà un’emulsione (sistema disperso), mentre la

sospensione sarà un particolato solido sospeso in una fase liquida che potrebbe essere idrofila o

lipofila.

La cera d’api viene data in gocce solide e per inserirla con le altre sostanze esse verranno sciolte in

fase oleosa, per cui scaldo. Anche le creme sono delle emulsioni, semplicemente invece che essere

liquide a T ambiente sono solide, ma sempre di emulsioni si tratta.

PROCEDIMENTO: Pesare sempre le sostanze, guardarle per fare analisi di letteratura e ragionare

successivamente sul tipo di preparazione e applicare le regole, dopo aver capito di cosa si tratta, per

realizzare un’emulsione.

Qui si potrebbe preparare la fase lipofila da una parte e la fase acquosa da un’altra, e

successivamente aggiungere l’emulsionante in base all’ HLB. Se ha un basso valore si mette

l’emulsionante nella fase oleosa, mentre se ha un valore più alto si mette nella fase acquosa. La fase

oleosa si genera in bagno maria con calore mite indiretto in cui si fonderà a temperatura più bassa

possibile la cera d’api nei due oli.

FASE OLEOSA: temperatura più bassa possibile —> si controlla la temperatura di fusione della cera

d’api e mi attengo a quel valore magari con 5 gradi sopra non di più. Se ho 45’ come valore di fusione

mi bastano 50’ e non 100.

Quando si utilizzerà il bagnomaria per fondere sostanze lipofile non bisogna MAI prendere la beuta

perché sarà difficile fare fuoriuscire da lì le sostanze lipofile, il cilindro e neanche un becher, ma

bisogna usare una capsula metallica.

Inoltre, non bisogna MAI usare spatoline ricurve (quelle per prelevare polveri) in quanto si perde

sostanza, ma una spatolina di vetro liscia cercando di sporcare il meno possibile il contenitore perché

poi quella sarà sostanza persa.

Quale sarà l’HLB richiesto dalla fase oleosa per avere un’emulsione olio in acqua e quindi quale

emulsionante si dovrà usare? Nella ricetta viene solo indicata la percentuale di emulsionante da

utilizzare in 100 ml, quindi 5, ma bisogna scegliere che tipo usare sperimentalmente.

In vasellina è stato messo HLB=12, ma in realtà è

8.

ESERCIZIO ESAME!!!

MISCELA di emulsionanti:

Poiché l'indice HLB è una grandezza estensiva (i suoi valori possono essere sommati algebricamente),

è POSSIBILE PREVEDERE gli effetti della combinazione risultante dall'associazione di due tensioattivi

semplicemente calcolando la media aritmetica dei corrispondenti indici.

È più efficace utilizzare una miscela di due tensioattivi di struttura simile: uno con valore elevato di

HLB, l’altro con valore basso.

Nel nostro caso potremmo scegliere: Il Tween 80 (HLB = 15) e lo Span 80 (HLB = 4.3).

La proporzione nella quale i due tensioattivi devono essere mescolati per avere un HLB di 11.2 viene

trovata con la regola della croce:

Questa proporzione quindi mi dirà che dovrò pesare 1,77 g di SPAN e 3,23 g di TWEEN. La somma farà

5. È tutta teoria che si avvicina alla realtà, infatti, il sistema potrebbe non essere stabile. Nel caso in

cui non è stabile bisogna lavorarci magari alzando o abbassando HLB finché non si stabilizza.

Una volta determinato l’HLB richiesto, deve essere determinata sia il TIPO DI TENSIOATTIVO (un

dato HLB può essere ottenuti miscelando tensioattivi diversi) che la CONCENTRAZIONE OTTIMALE.

Anche in questo caso si procede sperimentalmente, valutando la stabilità dell’emulsione.

In questo esempio sono valutati tre tipi di tensioattivi,

tutti con HLB 12. Ad alta concentrazione il tipo C risulta il

migliore. Testando diverse concentrazioni di C, la

quantità minima necessaria per ottenere una emulsione

stabile risulta essere il 4%.

METODI PER LA PREPARAZIONE DELLE EMULSIONI:

Quanto discusso a proposito delle proprietà generali delle emulsioni può in parte giustificare i diversi

i metodi utilizzati per la loro preparazione, siano essi galenici che industriali.

Tradizionalmente IN FARMACIA le emulsioni vengono preparate usando mortaio e pestello (anche se

oggi sono spesso rimpiazzati da omogeneizzatori e miscelatori) impiegando emulsionanti tradizionali

e sostanze ausiliarie come gomma arabica, gomma adragante in grado di formare un film

multimolecolare intorno alle particelle della fase dispersa.

Preparazione GALENICA delle emulsioni

1) Metodo CONTINENTALE (o metodo per sospensione)

Noto anche come metodo della gomma secca, è caratterizzato dalla PREPARAZIONE DI UN NUCLEO

costituito da proporzioni costanti di agente emulsionante (1 parte), fase acquosa (2 parti) e fase

oleosa (4 parti).

Questo metodo prevede la fine dispersione di una parte (tutta) di agente emulsionante (quasi

sempre gomma arabica) in quattro parti di fase oleosa, fino ad ottenere una massa omogenea alla

quale vanno aggiunte, triturando energicamente e tutte in una volta, le due parti di acqua (nucleo).

Data l'iniziale prevalenza della fase oleosa, si forma dapprima un sistema A/O, che poi, con

l'aumentare della quantità di acqua aggiunta, si INVERTE formando un'emulsione O/A che può essere

ulteriormente lavorata con acqua rimanente.

2) Metodo INGLESE (o metodo per soluzione)

Noto anche come metodo della mucillagine o della maionese, prevede la preparazione di una

mucillagine di gomma arabica in acqua (i vari componenti vengono miscelati rispettando gli stessi

RAPPORTI FISSI del metodo continentale, variando tuttavia l’ordine in cui sono aggiunti).

In questo caso l’emulsionante viene portato in soluzione (o disperso) nella fase che diverrà la fase

esterna, per la quale possiede maggior affinità.

Alla mucillaggine si aggiunge la fase oleosa in modo graduale e si tritura finemente sino ad ottenere

un’omogenea dispersione.

Quando si usa la gomma arabica il rapporto ottimale per ottenere l’emulsione iniziale è sempre 4:2:1.

Il nucleo primario deve essere triturato per almeno 5 minuti dopo di che si può aggiungere la restante

acqua. In generale, qualora si debbano dissolvere alcune sostanze (idro o liposolubile) nell'emulsione,

prima di iniziare la preparazione della mucillaggine è necessario disperdere ciascun

componente nella fase verso la quale mostra maggiore affinità, per evitare possibili destabilizzazioni

dovute ad incompleta solubilizzazione.

Questo metodo e piuttosto tedioso e quindi si preferisce il metodo continentale.

N.B. !!!! DIFFERENZA:

1. Prima si sospende la gomma in olio e poi si aggiunge l’acqua tutta in una volta

2. Prima si crea la mucillagine (gomma idratata in acqua) e poi gradualmente si aggiunge olio.

Tendenzialmente tra i due metodi si preferisce quello continentale per sospensione.

Preparazione INDUSTRIALE delle emulsioni

Dopo aver preparato la FASE ACQUOSA e quella OLEOSA disperdendo in esse i vari attivi (nella fase in

cui è più solubile), tensioattivo o miscela di tensioattivi, polimeri idrofili (nella fase acquosa) che

agiscono da stabilizzanti ed antimicrobici, si può procedere alla miscelazione delle due fasi in grandi

recipienti muniti di agitatori meccanici (miscelatori planetari e ad elevata velocità).

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