Sistemi dispersi

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HLB =HLB X + HLB X A BR A A B Bmolare dei due tensioattiviX +X =1A BVediamo il sistema in maniera grafica: Si riporta sull'asse delle y i valori di HLB infunzione della composizione % della miscela.Assumiamo che il valore di "HLB richiesto" è 12e scegliamo un tensioattivo con un valore di"HLB richiesto" > di 12 (es: 14 e 9).Traccio una linea che congiunge 14 a 9 eall'intersezione con il valore di HLB richiestotroviamo la composizione percentuale dellamiscela (non le quantità).Oltre all'instabilità fisica ovviamente nelle emulsioni possiamo trovare fenomeni di:L'INSTABILITÀ CHIMICA: può essere data da: Presenza di tensioattivi ionici: hanno una carica netta e quindi ci possono essere interazioni elettrostatiche con altri costituenti del sistema (interazionitra cariche opposte?)Presenza di elettroliti: possono portare alla rottura dell'emulsione o in alcuni casi all'inversione di

fase (da un'emulsione O/A può diventare un'emulsione A/O) Particolari condizioni di pH: soprattutto se la fase esterna è l'acqua Presenza eventuale di fenomeni ossidativi: importati se la fase esterna è un olio in cui sono presenti delle insaturazioni; infatti la presenza di radicali liberi porta alla cascata ossidativa ed è quindi fondamentale la presenza di antiossidanti perché l'ossidazione è un processo radicalico. La CONTAMINAZIONE MICROBIOLOGICA: l'aggiunta di agenti conservanti impedisce la contaminazione microbica che tendenzialmente è di natura idrofila e quindi avviene a carico della fase acquosa. Bisogna considerare che della concentrazione totale di agente microbico aggiunto solo una frazione sarà efficace sui microrganismi perché una parte viene ripartita nella fase oleosa ed in presenza di tensioattivo potrebbe essere inclusa, ovvero si potrebbe disperdere, nelle micelle di tensioattivo che si formano.concentrazione attiva dell'agente antimicrobico sarà data da: C = è la [ ] totale meno la frazione di agente antimicrobico che si ripartisce nella fase oleosa P = coefficiente di ripartizione del conservante R = rapporto emulsionante/conservante quindi tiene conto di un'eventuale frazione di conservante che non esplica la sua azione perché è disperso in micella Φ: fase lipofila/fase idrofila Quindi per contrastare l'instabilità dell'emulsione occorre aggiungere degli agenti che aumentino la stabilità del sistema; in particolare gli eccipienti da aggiungere sono: - Tensioattivi - Modificatori della viscosità - Agenti conservanti - Oli vegetali (sono antiossidanti ed evitano l'irrancidimento) - Agenti plasticizzanti (o umettanti che riducono la possibilità che l'acqua evapori e quindi una delle due fasi si possa arricchire rispetto all'altra). stabilità nel tempo Per valutare

La valutazione della stabilità dei sistemi dispersi, in particolare delle prove emulsioni, si possono fare 2 tipi di prove:

1. PROVE SCAFFALE: si valuta la stabilità di un sistema nelle condizioni normali di conservazione in condizioni di stress.
2. PROVE ACCELERATE: si valuta la stabilità del sistema conservando la formulazione in condizioni di temperatura ed umidità stressanti (T=40°C ed umidità relativa del 70%) e sottoponendola a centrifugazione (la forza centrifuga accelera la separazione tra le fasi).

Le qualità osservate per valutare la stabilità dei sistemi dispersi sono:

• L'esame visivo: per vedere se c'è separazione tra le fasi;
• Misurazione delle dimensioni delle particelle di fase dispersa;
• Misura di viscosità della fase esterna: la stabilità del sistema disperso aumenta all'aumentare di essa;
• Variazioni nel tempo.

PREPARAZIONE EMULSIONE:

In genere le apparecchiature utilizzate per preparare le emulsioni sono gli omogeneizzatori.

in cui le due fasi immiscibili e gli eccipienti vengono miscelati ad alta velocità. Per passare da un sistema in cui le due fasi sono separate all'emulsione, in cui una fase è finemente dispersa nell'altra, è necessario fornire al sistema un elevato contenuto di energia e questo avviene mediante apparecchi che sono gli omogeneizzatori, in cui le fasi immiscibili e gli eccipienti vengono miscelati ad alta velocità. Il processo di omogeneizzazione si divide in due fasi: la fase di omogeneizzazione primaria e la fase di omogeneizzazione secondaria, che può consistere nel forzare il sistema attraverso un sistema di valvole o sottoponendolo agli ultrasuoni. Esistono degli omogeneizzatori detti "a membrana" che sono basati su un metodo diverso perché non c'è l'omogeneizzazione primaria e secondaria, ma le due fasi sono separate da una membrana: all'interno della membrana c'è la fase che

devediventare la fase dispersa e all'esterno della membrana c'è la fase disperdente. Viene applicata una pressione e la fase dispersa viene forzata a passare attraverso la membrana porosa, in modo da ritrovare delle goccioline di fase dispersa nella fase disperdente emulsioni

PREPARAZIONE GALENICA DELLE EMULSIONI: Le si preparano in laboratorio con 2 METODI:

1. METODO CONTINENTALE: si prepara, per aggiunta successiva di acqua e vigorosa agitazione, un nucleo primario costituito da una fase oleosa, una acquosa ed un agente emulsionante (è quasi sempre una gomma) in cui il rapporto O/A/gomme è pari a 4:2:1. Data la prevalenza della fase oleosa inizialmente si forma un'emulsione A/O che poi, per aggiunta successiva di acqua, si inverte formando un'emulsione O/A
2. METODO INGLESE: consiste nel preparare prima il nucleo mucillaginoso, quindi disperdere le gomme nell'acqua, per poi aggiungere altri componenti.

EMULSIONI MULTIPLE: Le sono emulsioni a 3

fasi (A/O/A o O/A/O) perché presentano all'interno della fase disperdente goccioline di fase dispersa che a loro volta contengono goccioline di fase disperdente. Queste emulsioni non trovano impiego in campo farmaceutico per un problema di tipo normativo: non si può garantire che la composizione rimanga la stessa dalla produzione alla data di scadenza (fino a 5 anni); da ciò deriva che queste emulsioni trovano impiego solo in campo cosmetico ove non è richiesto questo requisito.

MICROEMULSIONI NANOEMULSIONI

Le microemulsioni e le nanoemulsioni sono sistemi diversi rispetto alle emulsioni poiché sono delle micelle di appropriate miscele di tensioattivi che racchiudono la gocciolina di fase dispersa nel cor della micella. Questi sistemi sono molto diversi rispetto a quelli fino ad ora considerati ed hanno come vantaggio il fatto che sono dei sistemi:

Trasparenti: e non lattiginosi (o biancastri?) come le emulsioni saranno più graditi all'occhio

dell'utilizzatore)Stabili dal punto di vista termodinamico✓ La cui formazione è spontanea✓

Le emulsioni come sistema fisico le ritroviamo in diverse classi di forme farmaceutiche: preparazioni liquide per uso orale (stato fisico è un'emulsione e la forma farmaceutica è la preparazione per, preparazioni liquide o semisolide per uso dermatologico (es: creme), nelle uso orale) preparazioni per applicazioni nasale, auricolare, oftalmico (oculari) e nelle forme farmaceutiche iniettabili.

ESEMPIO: Questo è un sistema disperso perché c'è una fase oleosa ed una acquosa ed è un'emulsione perché le due fasi sono liquide. Poi abbiamo 2 gomme che fungono da agenti ispessenti e/o colloidi idrofili e quindi essendo modificatori della viscosità dell'H2O che quindi sarà la fase esterna2 (criterio della viscosità di fase). Infine c'è un aroma, la vanillina, che si disperde.

Nell'acqua e quindi sarà una fase esterna acquosa aromatizzata ed edulcorata (presenza sciroppo)

LE SOSPENSIONI fase disperdente è un

Le sospensioni è una classe di sistemi dispersi in cui la liquido dispersa è un solido insolubile nel liquido e quella . Nel caso delle emulsioni si può diminuire la velocità di sedimentazione aumentando la viscosità della fase esterna in modo che una fase rimanga omogeneamente dispersa nell'altra; nel caso delle sospensioni il processo di sedimentazione è inevitabile perché il solido tende a precipitare sul fondo della sospensione; tuttavia si può fare in modo che il sedimento sia ridisperdibile, quindi per semplice agitazione si ritorna alla condizione iniziale in cui il solido è omogeneamente disperso nel liquido. . Nel tempo il solido

Si consideri un sistema disperso di un solido in un liquido precipita sul fondo e forma un sedimento compatto che prende il nome

di“cake” (o fondello) dove compatto sta indicare che per semplice agitazione non riesco a riportare il sistema nella condizioni iniziale flocculato ovvero un sedimento che per semplice agitazione si ridisperde nel liquido e quindi il sistema torna alla condizioni iniziale. La stabilità di una sospensione viene definita dal grado di flocculazione (G), pari al rapporto tra la frazione del volume del sedimento flocculato e la frazione del volume del sedimento non flocculato. La formazione del cake o del sedimento flocculato dipende dalle cariche superficiali delle particelle di solido. Si considera una particella di solido avente carica superficiale positiva. Quando si immerge la particella nell'liquido, generalmente acqua, le cariche superficiali del solido determinano un campo elettrico responsabile della distribuzione di controioni in prossimità della sua superficie. Allontanandoci dalla superficie della particella si avrà un secondo campo elettrico, di segno opposto, dovuto alla presenza dei controioni.

guscio di cariche uguali (prevalenza di cariche positive) a quelle della particella che prende il nome di "ZONA DELL' ACQUA LEGATA" (perché se la particella viene posta in un campo elettroforetico, non si muove da sola, ma trascina con sé la zona dell'acqua legata che presenta le stesse cariche) fino ad arrivare alla zona di Il PIANO DI TAGLIO è il piano ideale che separa la zona dell'acqua legata dalla acqua neutra in cui l'acqua non risente più della carica frazione di fase disperdente che non risente della carica superficiale della particella che si considera. Il POTENZIALE Z si definisce come la differenza di potenziale tra il piano di taglio e la zona dell'acqua neutra (La differenza di potenziale si definisce come il lavoro necessario a spostare una carica unitaria tra 2 piastre del condensatore).