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SISTEMAS DISPERSOS:SISTEMAS DISPERSOS:
SUSPENSIONESSUSPENSIONES
Laboratorio de Tecnología Farmacéutica III Departamento de Farmacia
Facultad de QuímicaUniversidad Nacional Autónoma de México
Dispersiones groseras: > 1 µ, se pueden ver a simple vista o con microscopio óptico.
Dispersiones coloidales: partículas que tienen un tamaño entre 1 nm - 1 µ, visibles al microscopio electrónico.
Soluciones: < 1 nm
Los Sistemas Dispersos se pueden clasificar de acuerdo al tamaño de las partículas (según Staudinger) en:
SISTEMAS DISPERSOS: SUSPENSIONESSISTEMAS DISPERSOS: SUSPENSIONES
SUSPENSIONES
Desde el punto de vista farmacotécnico son formas farmacéuticas semilíquidas ó líquidas constituidas por principios activos sólidos e insolubles, dispersos en un vehículo adecuado.
Desde el punto de vista fisicoquímico son sistemas heterogéneos bifásicos constituidos por una fase sólida dispersa, finamente dividida en el seno de una fase líquida denominada fase dispersante, externa ó continua.
Tamaño de partícula : 1- 50 µ
SUSPENSIONESPodemos encontrar :
- Suspensiones preparadas y listas para su uso
- Suspensiones mezcla de polvos para reconstituirse antes de su uso en un determinado vehículo. Son extemporáneas.
Usos en general: - Suspensiones vía oral Suspensiones óticas
Suspensiones Tópicas Suspensiones Oftálmicas
Suspensiones Inyectables Suspensiones Rectales
RAZONES PARA SU USO:
PRINCIPIOS ACTIVOS INESTABLES EN SOLUCIÓN.
ADMINISTRACIÓN DE PRINCIPIOS ACTIVOS.INSOLUBLES EN AGUA.
MINIMIZAR SABORES DESAGRADABLES.
ADMINISTRACIÓN DE SALES INSOLUBLES ENREEMPLAZO DE LAS FORMAS LIBRES.
(ej. Palmitato de cloranfenicol)
CONTROL DE LA DISOLUCIÓN (ej. Dexametasona acetato inyectable)
Formulación de Suspensiones
FormulaciónFormulación de de SuspensionesSuspensiones
La Suspensión formuladaLa Suspensión formuladaen forma correcta es:en forma correcta es:
FácilmenteFácilmente resuspendibleresuspendible
Se homogeniza rápidamenteSe homogeniza rápidamente
al agitarlo.al agitarlo.
MezclaMezcla homogéneahomogénea de 1 ó de 1 ó másmás p.a. p.a. físicafísica y y químicamentequímicamente estableestable durantedurante susu vidavida útilútil..
EstérilEstéril (parenteral, ocular)(parenteral, ocular)
Fácil de colocar enFácil de colocar en jeringasjeringas (parenteral, (parenteral, ocular)ocular)
ESTABILIDAD DE LAS SUSPENSIONES
PRINCIPALES FACTORES DE LOS QUE DEPENDE LA ESTABILIDAD DE LAS SUSPENSIONES:
1- VISCOSIDAD - SEDIMENTACIÓN
2- CARGA ELÉCTRICA DE LAS PARTÍCULAS DISPERSAS
3- PRESENCIA DE TENSOACTIVOS
1- VISCOSIDAD - SEDIMENTACION:
Ley de Stockes
V : Velocidad de sedimentación ó cremado
r : Radio de la Partícula
ρ1: Densidad de la fase dispersa
ρ2: Densidad del medio dispersante
η : Viscosidad del medio
g : Aceleración de la gravedad
ηρρ
9)(2 21
2 −=rV
Se cumple para partículas esféricas, de tamaño uniforme y estén separadas entre sí (para que no haya interacción partícula –partícula ni con el medio dispersante).Es muy útil, en forma cualitativa, porque indica los factores que intervienen en la sedimentación.
Esta ley se cumple cuando el sistema posee una sedimentación libre, hay que hacer correcciones cuando la velocidad de sedimentación se vea impedida, de manera que las partículas pueden interaccionar entre si o con las paredes del recipiente. Dependiendo , entonces de la concentración de la fase interna y de las características de las partículas a agregarse. A altas cc; E es baja = sedimentación impedida. A bajas cc (susp. Infinitamente diluidas), V´= v
V´= v. E n
v = velocidad de sedimentación de StockesV´ : velocidad de caída en la interfaseE : Porosidad inicial del sistema (0 y 1)n : Impedimento del sistema
2- CARGA ELÉCTRICA DE LAS PARTÍCULAS DISPERSAS
La suspensión es un sistema termodinámicamente inestable porque para realizarla se suministra energía en forma de trabajo, y este aumento de energía hace que las fases tiendan a separarse, y las partículas a aglomerarse (fase interna) para disminuir la energía libre y tender al equilibrio termodinámico que es el mínimo de energía del sistema
3- PRESENCIA DE TENSOACTIVOS
tensoactivo
Los tensoactivos tienden a concentrarse en la interfase alterando la energía libre de la superficie, reduciendo la tensión superficial del sistema. Son moléculas que tienen una parte polar (hidrofílica) y otra no polar ( hidrófoba). Para que una molécula sea tensoactiva su afinidad por la interfase es mayor que por cada una de las fases.
Al preparar una suspensión es importante que la partícula esté humectada y que no flote, para lo cual debe considerarse el ángulo de contacto.Ángulo de Contacto: Es el ángulo formado por la superficie de separación sólido líquido y la tangente en el punto de contacto .
∆ G = γ. ∆ A∆ G= ENERGÍA LIBREγ= TENSIÓN SUPERFICIAL S-L
∆ A =VARIACIÓN DE LA SUPERFICIE DE LAS PARTÍCULAS
Se puede bajar la G disminuyendo la tensión superficial utilizando agentes tensoactivos humectantes
líquidoFLOTA
aire
SUMERGIDA HUMECTADA
Es necesario reemplazar el aire en contacto con la partícula sólida y el líquido puede humectar la partícula.
Humectación (cont.):
Otro grupo de agentes humectantes son los coloides hidrofílicos:CMC, alginatos, goma tragacanto, bentonitas, silicatos de Al y Mg, etcSe disponen alrededor del sólido formando capas multimolecularesque le dan a la partícula un carácter mas hidrófilo y pueden aumentar la viscosidad del sistema.
Un tercer grupo que favorece la humectación es la adición de disolventes solubles con agua que reducen la tensión superficiallíquido-vapor, favoreciendo la humectación. Ej: alcohol, glicerina, propilenglicol, etc.
TIPOS DE SUSPENSIONESTIPOS DE SUSPENSIONES
DEFLOCULADASDEFLOCULADAS: La estabilidad depende : La estabilidad depende del grosor de la capa difusa, es decir del del grosor de la capa difusa, es decir del potencial Z potencial Z FLOCULADASFLOCULADAS: Uno de los métodos se basa : Uno de los métodos se basa en la disminución del potencial Z por adición en la disminución del potencial Z por adición de electrolitos o tensoactivos de carga de electrolitos o tensoactivos de carga opuesta a la de las partículas del principio opuesta a la de las partículas del principio activo.activo.
Doble capa eléctricaDoble capa eléctrica
POTENCIALPOTENCIAL ZZ
////////////////// Sólido //////////////////////////////////// Sólido ////////////////// Capa fijada
Capa difusa(móvil)
Representación de la Doble Capa Eléctrica
z
Doble capa eléctrica de una partículaDoble capa eléctrica de una partícula
Partícula cargada positivamente: S, capa de Stern; G, capa de Partícula cargada positivamente: S, capa de Stern; G, capa de GouyGouy--Chapman; N, zona de electroneutralidad.Chapman; N, zona de electroneutralidad.
La partícula negativa atrae iones positivos.
Sólo una parte de estos iones de signo opuesto a la partícula quedan firmemente adheridos a su superficie formando una capa monomolecular de contraiones llamada Capa de Stern o Capa fija.
Los demás iones se distribuyen en distintos niveles de acuerdo a la carga de la partícula formando la Capa difusa o de Gouy-Chapman.
Hay un punto de la capa difusa donde la carga de la partícula no se hace sentir más; se lo denomina punto de neutralidad.
POTENCIAL Z
La resultante de la capa difusa es de la misma magnitud pero de signo contrario a la capa fuertemente adherida o fija. Como no se puede medir la carga de la partícula, se mide la diferencia de potencial que hay entre la zona de separación de la capa fija y de la capa difusa, y el punto de neutralidad. A ese potencial se lo denomina potencial Z, y es la verdadera estimación de la carga de la partícula.
TEORÍA de DLVO (DERYAGUINTEORÍA de DLVO (DERYAGUIN--LANDAULANDAU--VERWEYVERWEY--OBERBEEK)OBERBEEK)
En el caso de las suspensiones se utiliza para explicar la sedimEn el caso de las suspensiones se utiliza para explicar la sedimentaciónentacióny floculación en función de la carga eléctrica y la distancia eny floculación en función de la carga eléctrica y la distancia entre lastre laspartículas.partículas.
Esta teoría considera dos tipos de fuerzas:Esta teoría considera dos tipos de fuerzas: Repulsión y Atracción.Repulsión y Atracción.
ENERGÍA POTENCIAL DE REPULSIÓN = ENERGÍA POTENCIAL DE REPULSIÓN = VRVR
ENERGÍA POTENCIAL DE ATRACCIÓN = ENERGÍA POTENCIAL DE ATRACCIÓN = VAVA
LA ENERGÍA LA ENERGÍA VRVR Y Y VAVA ESTÁ EN FUNCIÓN DE LA DISTANCIA ENTRE ESTÁ EN FUNCIÓN DE LA DISTANCIA ENTRE PARTÍCULAS. PARTÍCULAS.
LA ENERGÍA TOTAL ENTRE PARTÍCULAS COLOIDALES = LA ENERGÍA TOTAL ENTRE PARTÍCULAS COLOIDALES = VTVT
VT = VR + VAVT = VR + VA
TEORÍA de DLVOTEORÍA de DLVOEn la figura se representan la energía de atracción VA y de repuEn la figura se representan la energía de atracción VA y de repulsión lsión
VR en función de la distancia entre partículas cargadas.VR en función de la distancia entre partículas cargadas.
VT = VR + VA VT = VR + VA (CURVA CONTINUA)(CURVA CONTINUA)
TEORÍA de DLVOTEORÍA de DLVO
Si una partícula se aproxima de la distancia Si una partícula se aproxima de la distancia e e hasta b,hasta b, debe superar un máximo de repulsión debe superar un máximo de repulsión VmVm antes de alcanzar el mínimo primario de antes de alcanzar el mínimo primario de atracción atracción VPVP donde la coagulación es donde la coagulación es irreversible.irreversible.
VmVm = máximo de repulsión de partículas y = máximo de repulsión de partículas y corresponde a un potencial Z aproximado de 50 corresponde a un potencial Z aproximado de 50 mV (alto potencial Z). Partículas mV (alto potencial Z). Partículas defloculadasdefloculadas..
VpVp = mínimo primario de atracción de partículas, = mínimo primario de atracción de partículas, el el proceso esproceso es iirreversiblerreversible se produce se produce cementación. cementación.
Vs Vs = mínimo secundario de atracción: = mínimo secundario de atracción: es débil y es débil y reversiblereversible. La energía térmica de partículas es . La energía térmica de partículas es muy pequeña y es del mismo orden de magnitud muy pequeña y es del mismo orden de magnitud que la energía del mínimo, el movimiento que la energía del mínimo, el movimiento browniano es suficiente para desagregar las browniano es suficiente para desagregar las partículas. Las partículas no están tan cerca hay partículas. Las partículas no están tan cerca hay medio dispersante, suficiente para producir la medio dispersante, suficiente para producir la floculación.floculación.
TEORÍA de DLVOTEORÍA de DLVOAl agregar un electrolito de carga opuesta a la partícula, la repulsión disminuye, y cuando el potencial Z disminuye lo suficiente, las fuerzas de Van der Waals atraen a las partículas y se produce la floculación en elmínimo secundario de atracción. En esto se basa la FLOCULACION CONTROLADA
SuspensionesSuspensiones defloculadasdefloculadas y y floculadasfloculadas
S.FLOCULADA: La S.FLOCULADA: La suspsusp. forma . forma redesredes de de agregadosagregados no no compactoscompactos ó ó flóculosflóculos quequesedimentansedimentan rápidorápido, no , no formanformantortatorta y son y son fácilesfáciles de de resuspenderresuspender..S. S. NONO FLOCULADA: FLOCULADA: SedimentaciónSedimentación puedepuede resultarresultaren la en la formaciónformación de de unauna tortatorta óócakecake ((porpor expulsiónexpulsión total del total del mediomedio dispersantedispersante)) difícildifícil dederesuspenderresuspender
flóculo
cake
VolumenVolumen de de SedimentaciónSedimentación
Es Es unauna medidamedida relacionadarelacionada con la con la floculaciónfloculación de la de la suspensiónsuspensión
F=0.5 F=1.0
F∞= volumen de sedimento Vsed / volumen total Vt
A menor F más estable es la suspensión
•Vt
•Vsed
GRADO DE FLOCULACION (β)Es la relación que hay entre el volumen de sedimento de la suspensión floculada (Vf) y el volumen de sedimento de la suspensión defloculada (Vsed)
siendo para una suspensión floculada:F= volumen de sedimento Vf / volumen total Vt
β también se puede expresar como: F / F∞
Sed
f
VV
=β
FLOCULACION EN VEHÍCULOS ESTRUCTURADOS
Como la mayoríade los coloides hidrofílicos son de carga negativa; seevita la incompatibilidadentre agente floculantey el vehículo estructurado
FLOCULACION CONTROLADA POR ELECTROLITOS
FloculaciónFloculación ControladaControladaAgente Floculante Agente Floculante cambia potencial zeta cambia potencial zeta de las partículas de las partículas (electrolito, tensoactivo (electrolito, tensoactivo o polímero cargado o polímero cargado adsorbido en adsorbido en superficie).superficie).Si el valorSi el valor absolutoabsoluto del del potencial zeta es muy potencial zeta es muy alto, el sistema alto, el sistema defloculadeflocula debido al debido al incremento de la incremento de la repulsión y la repulsión y la dispersión sedimenta.dispersión sedimenta.
Agente Floculante
Potencial-Zeta
Caking CakingNon-caking
+
+-
V fβ =
Vsed
ENSAYOS DE SUSPENSIONESENSAYOS DE SUSPENSIONES
1-PROPIEDADES ORGANOLÉPTICAS2-PH3-VISCOSIDAD4-RESUSPENDIBILIDAD5-GRANULOMETRÍA DE LA FASE DISPERSA6-IDENTIFICACION DE LOS PRINCIPIOS ACTIVOS7-VOLUMEN DE SEDIMENTACIÓN8-GRADO DE FLOCULACIÓN
Formulación General de una suspensión
Vehículo
Fase Dispersa, principio activo
Humectante
Viscosizante
Conservadores
Enmascarantes de sabor y olor
Toda suspensión debe decir en el rótulo:
“AGÍTESE ANTES DE USAR”
Ejemplo: SUSPENSION DE HIDRÓXIDO DE ALUMINIO
HIDRÓXIDO DE ALUMINIO 7%CMC 0.8%
NIPAGIN 0,14%NIPASOL 0,06%GLICERINA 5%
ESENCIA 0,05%SACARINA SÓDICA 0,5%
TWEEN 20 0,05%
SORBITOL 70% 30%AGUA DESIONIZADA c.s.p
FORMA GENERAL DE PREPARACIÓN
Molienda y pulverizado de partículas suspendidasTamizadoAgregado de humectanteLavado con la fase dispersante y aquellas sustancias que han sido disueltas .
BibliografíaBibliografíaRemington “The Science and Practice of Pharmacy” 20 Remington “The Science and Practice of Pharmacy” 20 thth Edition, United States of America (2000)Edition, United States of America (2000)
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