SITEMAS DISPERSOS HETEROGENEOS

QFB MARGARITA ARAOZ FLORES

A soluble en B Partículas a nivel molecular

Distribución uniforme

A insoluble en B Partículas de tamaño mayor

Distribución heterogénea

SOLUBILIDAD DE SHD

Son aquellos en los que una sustancia (fase dispersa) se encuentra dividida o dispersa en el seno de otra (fase dispersante o continua)

Ejemplo

suspensiones.- sistema de finas partículas de un sólido distribuidas en un líquido.

emulsiones.- sistema de gotas de un líquido dispersas en otro líquido.

DEFINICIÓN

Sistemas Dispersos Coloidales

Es aquel en el que por lo menos una de las dimensiones de uno de sus componentes está comprendida entre 1 nm y 1 m.

Limite inferior.- Si el tamaño es menor a 1nm no se puede distinguir de una solución verdadera.

Límite superior.- No esta bien definido hay sistemas de tamaño mayor a 1 m pero se comportan como coloides.

Y las formas pueden ser esféricas, elipsoidales, cúbicas, discos y rodillos.

FORMA Y TAMAÑO DE PARTÍCULA

Hay tres tipos:

Dispersiones coloidales.

Disoluciones verdaderas de material macromolecular.

Coloides de asociación.

SISTEMAS COLOIDALES

Termodinámicamente inestables, debido a la elevada energía libre que existe en la superficie de las partículas.

No se reconstituye fácilmente si se produce una separación de las fases.

Los ejemplos mas típicos de DC son las emulsiones y los soles( suspensiones coloidales).

DISPERSIONES COLOIDALES

Son termodinámicamente estables y reversibles

Las macromoléculas son de radio mayor a un nanómetro.

DISOLUCIONES VERDADERAS DE MATERIAL MACROMOLECULAR

Son termodinámicamente estables constituidos como su nombre lo dice por asociación de moléculas. Por ejemplo electrólitos coloidales o micelas formadas con tensoactivos.

COLOIDES DE ASOCIACIÓN

Suceden en la interfaz y están relacionados con las partículas que constituyen el SDH.

Se pueden englobar en tres grupos:

Cinéticos

Ópticos

eléctricos

FENOMENOS DE SUPERFICIE

Se refiere al movimiento de las partículas con respecto al medio.

En ausencia de fuerzas externas cualquier partícula suspendida tiene la misma energía translacional independientemente de su tamaño y que su velocidad media si disminuye con su masa. Este movimiento cambia constantemente de dirección debido a las colisiones con otras partículas o con el recipiente. Este movimiento se denomina BROWNIANO.

PROPIEDADES CINETICAS

Cuando se dirige un haz de luz sobre un SD parte de esta luz se absorbe, otra parte es difractada y el resto se transmite sin ser alterada.

Esto nos permite estimar el peso, el tamaño y la forma de las partículas, así como sus interacciones.

PROPIEDADES OPTICAS

La mayoría de las superficies se cargan eléctricamente cuando se ponen en contacto con un medio acuoso con lo que se origina una doble capa eléctrica.

PROPIEDADES ELECTRICAS

Es una dispersión de partículas insolubles de un sólido en un líquido. Suelen poseer un tamaño de partícula mayor a 1micra.

SUSPENSIONES

Debe permanecer homogénea durante un cierto mínimo de tiempo.

El sedimento que se forma debe resuspenderse fácilmente con agitación.

La viscosidad debe estar equilibrada(buen flujo pero lenta sedimentación)

El tamaño de partícula debe ser pequeño y homogéneo para tener mejor textura.

PROPIEDADES IDEALES DE UNA SUSPENSIÓN

Por la dificultad de administrar formas sólidas

Si el PA no es soluble o su estabilidad en disolución es limitada

Por que con un tamaño de partícula pequeño eleva la superficie de contacto en el medio gastrointestinal

Su forma reduce sabores desagradables

Se puede modificar la formulación para controlar la velocidad de liberación.

POR QUE SURGEN LAS SUSPENSIONES

Para poder hacer una suspensión, es necesario que el líquido humecte a las partículas del sólido, es decir que el líquido desplace al aire que está en contacto con el sólido. Si esto no ocurre no se formara la dispersión.

Existen sólidos hidrofílicos son los que se humectan fácilmente y sólidos hidrofóbicos los que se humectan con dificultad.

Esta capacidad de humectación se determina mediante el ángulo de contacto.

HUMECTACIÓN

Consta de tres momentos:

Humectación por esparcimiento

Humectación por adhesión

Humectación por inmersión

PROCESO DE HUMECTACIÓN

El líquido ya en contacto con el sólido se extiende de manera que la interfaz sólido-líquido y líquido-gas aumenta. El coeficiente de esparcimiento está dado por:

S = ∆G/A =ϒsg – (ϒsl + ϒlg)

Donde:

∆G= incremento de energía libre de Gibbs

A= área interfacial sólido-líquido

HUMECTACIÓN POR ESPARCIMIENTO

Si S es positivo o cero el líquido se extenderá espontáneamente sobre el sólido.

Si S es negativo el líquido no se extenderá, sino que permanece como una gota

El líquido sin contacto inicial con el sólido entra en contacto y se adhiere al mismo.

Requiere un trabajo de adhesión:

Wadh=∆G/A =ϒsg + ϒlg – ϒsl = ϒlg x (1+ cosϴ)

Ec. De Young-Dupre

ADHESIÓN

Cuando el sólido no estaba en contacto inicial con el líquido y se sumerge por completo en éste. El cambio de energía libre causado por la inmersión de un sólido en un líquido esta dada por:

∆G =ϒsg – ϒsl = ϒlg x cosϴ

Si ϒsg ˃ ϒsl entonces θ 9˃0° y la inmersión es espontánea pero si ϒsg ˃ ϒsl entonces θ 9˃0° y necesita trabajo para sumergir el sólido en el líquido.

HUMECTACIÓN POR INMERSIÓN

Un ángulo de contacto cero indica que las fuerzas de atracción entre un líquido y un sólido son iguales o mayores que las de cohesión del líquido.

La humectación de un sólido es deficiente apartir de ángulos mayores de 90° ya que en este caso ya que en este caso las gotas de líquido se mueven fácilmente por la superficie del sólido pero sin penetrar a los poros.

HUMECTACIÓN PERFECTA

La mayoría de las partículas de los SDH sean iónicas o no, presentan una carga eléctrica superficial, sobre todo si están sumergidas en agua.

CARGA Y POTENCIAL Z

Ionización de grupos ionógenos y disolución de iones. Reacción de los iones hidroxilo con los hidrogeniones de la fase dispersante.

Adquisición de carga por adsorción. La capacidad de adsorción de un ion está relacionada con su capacidad de solvatación, si la partícula está ya de por si cargada adsorbe preferentemente los contraiones.

Otras causas. Defectos en la estructura del cristal, presencia de moléculas dipolares o electrificación por fricción.

MECANISMOS POR LOS QUE SE GENERA LA CARGA SUPERFICIAL

La mayoría de las sustancias adquieren una carga eléctrica superficial cuando se introducen en un medio polar. Esta carga modifica la distribución de los iones en el medio dispersante.

Esta teoría trata sobre la distribución de los iones alrededor de las partículas.

DOBLE CAPA ELECTRICA

Existen dos modelos propuestos el de la capa rígida de Helmholtz y la capa difusa de Chapman.

Pero Stern planteo también un modelo de doble capa que consta de dos regiones, una interior o de Stern y otra externa o de Chapman. (capa difusa)

Tiene lugar cuando se desplaza la porción móvil de la capa difusa con respecto a la superficie cargada.

Es el potencial que se establece entre el plano de deslizamiento de la partícula con respecto a la disolución de electrolito y el punto donde se reestablece la neutralidad eléctrica.

Es el punto de unión entre la capa de Stern y la capa difusa.

Puede cuantificarse atraves de los cambios en el potencial de la superficie y las fuerzas de repulsión entre los coloides.

POTENCIAL Z

Es el proceso químico mediante el cual con la adición de sustancias llamadas FLOCULANTES se aglutinan las partículas provocando una sedimentación de las mismas

FLOCULACIÓN

FLOCULADO - DEFLOCULADO

SIST. FLOCULADOSLas partículas forman floculos.La vel. De sedimentación es alta.El sedimento se forma rápidamente.El sedimento es poco compacto, no es duro ni denso y se redispersa rápidamente.El aspecto es poco agradable debido a sedimentación.

SIST. DEFLOCULADOSLas partículas existen como entidades separadas.La vel de sedimentación es baja debido a que cada part. Lo hace por separado y depende de su tamaño.Se forma un sedimento lentamente.El sedimento es compacto forma una pasta dura de difícil redispersiónEl aspecto es agradable ya que e material permanece así mas tiempo.

ELECTROLITOS.- monovalentes y divalentes acetatos, fosfatos y citratos sódicos

TENSOACTIVOS.-

iónicos .-actúan por neutralización de la carga.

No iónicos.- actúan por efecto estérico o mediante la formación de puentes.

POLIMEROS.- forman estructuras tipo gel, sobre las que se adsorben las partículas, también actúan sobre la viscosidad

AGENTES FLOCULANTES

Estos parámetros determinan la estabilidad física de una suspensión.

La velocidad de sedimentación se puede estudiar mediante la ecuación de Stokes.

Esta ecuación predice que la mayoría de las suspensiones farmacéuticas experimentarán la sedimentación de sus partículas durante el tiempo de almacenamiento previo a su utilización y también indica recursos tecnológicos por los que se puede retrasar la sedimentación como puede ser el tamaño de partícula y la viscosidad del medio.

VOLUMEN Y VELOCIDAD DE SEDIMENTACIÓN

EC. DE STOKES

donde:

V= es la velocidad de caída de las partículas (velocidad límite)g =es la aceleración de la gravedad,ρp =es la densidad de las partículas yρf =es la densidad del fluido.η =es la viscosidad del fluido.r =es el radio equivalente de la partícula.

Es la ciencia que estudia el flujo de una materia, estudia como es la deformación de un cuerpo sometido a esfuerzos extremos.

Proporciona información sobre la estructura interna del líquido por lo que al modificar esta estructura sus propiedades reologicas pueden variar y darnos resultados mas satisfactorios con respecto a la calidad del producto.

REOLOGIA

Es posible realizar ajustes para cumplir con los estándares de calidad.

Ayuda a prevenir la estabilidad física de las preparaciones.

Proporciona información para la correcta elección del envase con el fin de garantizar su estabilidad y evitar derrames del producto.

Para evaluar la aceptación del paciente.

IMPORTANCIA Y APLICACIÓN DE LA REOLOGIA

Es la propiedad de un fluido que tiende a opo nerse a su flujo cuando se le aplica un fuerza.

Es una medida de la resistencia de un fluido a la deformación y se refleja en la ley de Newton.

Ƭ=ɳɣ

Ƭ= esfuerzo cortante o fza de cizalla (mPa)

ɳ= viscosidad (mPa x seg)

ɣ= Velocidad de deformación (seg⁻1

VISCOSIDAD

Newtoniano.- se caracteriza por cumplir con la ley de Newton, es decir, existe una relación lineal entre la fuerza de cizalla y la velocidad de cizalla.

TIPOS DE FLUJOS SEGÚN SU COMPORTAMIENTO REOLOGICO

La mayoría de las formulaciones no siguen la ley de Newton, no hay proporcionalidad entre la fuerza de cizalla y la velocidad de cizalla, debido a que la viscosidad no se mantiene constante.

Este tipo de flujos se subdivide en otra clasificación

FLUJO NO NEWTONIANO

Este tipo de materiales se comporta como un sólido(elástico), es decir, no fluyen a fuerzas de cizalla menores de cierto valor denominado “valor de ruptura Bingham” también llamado umbral, cuando la fuerza supera este valor el material fluye y su comportamiento se vuelve fluido newtoniano

FLUJO PLASTICO

Se caracteriza por presentar una disminución en la viscosidad con el aumento de la velocidad de deformación, fluye en cuanto se aplica una fuerza y la viscosidad disminuye lo que indica que su estructura molecular es frágil, se observa en dispersiones de gomas.

FLUJO PSEUDOPLASTICO

Se presenta en sistemas donde las partículas sólidas son irregulares y al ser sometido a una fuerza experimenta un aumento de volumen, y también aumenta la viscosidad cuando se agita. ( almidón en agua)

FLUJO DILATANTE

Son fluidos dependientes del tiempo y tienden a disminuir la viscosidad dependiendo del tiempo de mezclado.

TIXOTROPIA

La viscosidad aumenta con el tiempo y con la velocidad, es decir, la fuerza aplicada produce formación de enlaces intermoleculares lo que origina un aumento en la viscosidad mientras que si cesa la agitación se destruyen los enlaces y por lo mismo disminuye la viscosidad.

REOPECTICOS

Es la combinación de las propiedades viscosas de los líquidos y las elásticas de los sólidos, esta deformación depende del tiempo. Físicamente las prop. Elásticas son el resultado de desplazar ligeramente los átomos a su posición de equilibrio, mientras las prop. Viscosas proceden de la difusión de átomos al interior del material.

FLUJOS VISCOELASTICOS

Velocidad de sedimentación.- depende del tipo de suspensión, si se encuentran las partículas aglomeradas, floculadas o aisladas. Si el sedimento es muy bajo corre el riesgo de que las partículas ejerzan una cierta presión lo que provoca que éstas se empaqueten y se unan de forma irreversible.

ESTABILIDAD DE LAS SUSPENSIONES

Electrolitos usados en la floculación su concentración y su valencia incide sobre la estabilidad y se puede comprobar midiendo la variación experimentada en el potencial Z

ESTABILIDAD POR FLOCULACIÓN

Las partículas de una suspensión deben tener un tamaño adecuado y uniforme y que éste se mantenga, las partículas mayores de 5 micras ocasionan una textura desagradable en la vía de administración oral, en las parenterales el tamaño de partícula permite controlar la velocidad de liberación. Además partículas pequeñas reducen la velocidad de sedimentación

ESTABILIDAD POR TAMAÑO DE PARTICULA

Cuando suspensión se prepara mediante la precipitación, suele haber modificación en las estructuras de los cristales, éstos pueden aglomerarse en distintas formas. Estos cambios suponen generalmente un cambio químico que ocasiona importantes modificaciones en lo referente a la redispersabilidad, la sedimentación , la estabilidad física y la apariencia.

ESTABILIDAD POR CRECIMIENTO DE CRISTALES

Existen dos métodos de preparación:

Método de Precipitación

Método de Dispersión

METODOS DE PREPARACION DE SUSPENSIONES

Mediante cambio de pH

Esta limitado a principios activos cuya solubilidad depende del pH

Mediante la adición de un solvente

Cuando el principio activo es insoluble en agua se disuelve en un solvente orgánico miscible en agua, esta disolución se agrega a agua destilada y se produce la precipitación

METODO DE PRECIPITACION

Estos métodos consisten en añadir el sólido finamente pulverizado al vehículo y éste deberá ser capaz de humectar al sólido por si solo o con la ayuda de agentes humectantes, la pulverización del sólido sirve para asegurar mejor la dispersión.

METODOS DE DISPERSION

Agentes correctores de la densidad

Agentes correctores del pH

Viscozantes

Colorantes

Aromatizantes

Humectantes

Conservadores

Edulcorantes (vía oral)

ADITIVOS DE LAS SUSPENSIONES