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Microemulsiones

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La concentraci n de surfactante aumenta de izquierda a derecha y de arriba hacia abajo ... Estado final: rea a la derecha de las triples l neas. C tedra ... – PowerPoint PPT presentation

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Title: Microemulsiones


1
  • Microemulsiones
  • Prof. Dra. Adriana Carlucci
  • Farmacotecnia I

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Microemulsiones
  • Son sistemas que consisten en agua, solvente
    orgánico y anfifílico(s) que constituyen una
    solución líquida monofásica ópticamente
    isotrópica y termodinámicamente estable.
    Microgotas 5 - 100 nm

A B C
D
A Microemulsión aceite en agua B Estructura
bicontinua rica en agua C Estructura bicontinua
rica en aceite D Microemulsión agua en aceite
3
Imágenes y modelos de microemulsiones
Representaciones esquemáticas de los tres modelos
propuestos para ME bicontinuas
Imágenes de crio-TEM de ME a) 85 agua P/V - b)
60 agua. .
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Diferencias entre macro y microemulsiones
  • Propiedad Emulsión
    Microemulsión
  • Aspecto Opaco
    Translúcido
  • Diámetro fase interna 0.15 - 100 um
    10 - 100 nm
  • Formación Agitación y/o
    calor Espontánea
  • Estabilidad termodinámcia Inestable
    Estable
  • Presencia de cosurfactante No
    Relación específica

  • con surfactante
  • Concentración surfactantes Baja
    Alta

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Ventajas generales
  • Facilidad de preparación
  • Translucidez
  • Estabilidad
  • Posibilidad de filtración
  • Vehiculización para drogas de diferentes
    polaridades
  • Baja viscosidad
  • Ventajas farmacéuticas
  • Protección de la droga solubilizada en la fase
    dispersa
  • Aumento de la biodisponibilidad
  • Solubilización asegurada
  • Absorción por endocitosis, micelación o capilar
    linfático
  • Sistema disperso termodinámicamente estable que
    simula el proceso de absorción de lípidos del TGI

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Componentes
  • Fase apolar
  • Aceites vegetales naturales y modificados
  • Ésteres de ácidos grasos y sus derivados
    etoxilados
  • Aceites de silicona.
  • Fase polar
  • Buffers,
  • Soluciones salinas,
  • Mezclas de solventes hidrofílicos.
  • Surfactantes
  • No iónicos Derivados de ácidos y alcoholes
    grasos etoxilados
  • Zwitteriónicos Fosfolípidos, lecitinas,
    diacilfosfatidilcolina
  • Catiónicos Alquilamonio cuaternarios
  • Aniónicos Bis-2-etilhexilsulfosuccinato (2 colas
    W/O), SDS

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Anfifílicos - Surfactantes
  • Amphi a ambos lados / Philos amigo de
  • Partes de la molécula
  • - Polar O, S, N, P en grupos funcionales como
    OH, tiol, éter, éster, ácidos, fosfatos,
    aminas.Afinidad por solventes polares
    (especialmente agua hidrofilia)
  • - Apolar hidrocarburos parafínicos,
    cicloparafínicos o aromáticos. (lipofílica o
    hidrófoba)
  • Fenómenos de adsorción en superficie o interfase
  • Surfactantes surface active substances
  • Funciones en distintas formas farmacéuticas
  • Mecanismo de solubilización de fármacos micelas
  • Humectantes anfifílicos que favorecen la
    humectación del sólido en agua
  • Acción estabilizadora coloides hidrofóbicos,
    suspensiones, emulsiones
  • Coloides de auto-asociación coloides de
    asociación, microemulsiones, cristales líquidos,
    liposomas, micelas poliméricas.
  • Según su acción se clasifican en
  • jabones, detergentes, emulsionantes,
    espumantes, dispersantes

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Auto-ensamblado de anfifílicos
Límite de esfericidad de una micela.
Estructuras auto-ensambladas a) discreta b)
continuas Las primeras se pueden transformar en
1) cilindros 2) lamelas 3) capas bicontinuas
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Auto-ensamble de anfifílicos en mesofases
Representación esquemática de posibles
estructuras de agregados y sus mesofases
asociadas. La concentración de surfactante
aumenta de izquierda a derecha y de arriba hacia
abajo
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Representación micelas, ELC y liposoma
Fase hexagonal
Representación esquemática liposoma
Representación esquemática de micela directa
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Imágenes de estructuras lamelares
Micrografías electrónicas de crio-transmisión de
fases lamelares (agua-SDS 10-pentanol 30)
Líneas oscuras ordenadas membranas de
surfactante. Objetos esféricos partículas
congeladas.
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Criterios de selección de surfactantes
HLB Balance hidrófilo-lipófilo CPP Parámetro de
empaquetamiento crítico
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Cosurfactantes
  • Def Cualquier componente que modifique las
    propiedades de empaquetamiento del surfactante.
  • Ejemplos
  • Alcoholes de longitud de cadena media
  • Aminas
  • Propilenglicol
  • Aminoalcoholes
  • Funciones
  • Disminuir la tensión interfacial
  • Aumentar la fluidez del film interfacial (aumento
    de ?S)
  • Aumentar la movilidad de la cola hidrocarbonada
  • Particionarse entre ambas fases (mejora
    solubilidad mutua)
  • Disminuir las interacciones repulsivas entre los
    grupos de cabeza cargados.

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Etapas en la obtención de microemulsiones
  • Seleccionar los componentes
  • Definir la relación surfactante/cosurfactante
  • Titular a una relación definida de mezcla de
    componentes
  • Proceder a la caracterización
  • Construir el Diagrama Seudoternario de Fases.

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Caracterización de microemulsiones
  • Nivel macroscópico
  • Viscosidad
  • Conductividad
  • Microscopía polarizante
  • Distribución del tamaño de la fase interna (etapa
    de control)
  • Métodos de dispersión de luz
    estática
  • Espectroscopía de correlación
    fotónica
  • Espectroscopía acústica
  • Microscopía electrónica de crio-fractura (etapa
    de desarrollo)
  • Test de disolución?

Observación La dilución necesaria para eliminar
las interacciones partícula-partícula, puede
conducir a la transición de fase o a
reorganización molecular.
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Determinación tamaño partícula
Instrumental de Dispersión laser
Histograma obtenido por espectroscopía acústica
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Sistemas con lecitina
  • Proceso de adecuación de la composición a las
    exigencias farmacéuticas

Representación del sistema constituido por
E170/IPM/Agua/n-Propanol a diferentes
Km. Diagramas de Fases superpuestos LC Zonas de
cristales liquídos L1 Microemulsiones O/W L2
Microemulsiones W/O
  • Agua /Miristato de isopropilo/ Lecitina de soja
    lisolecitina /etanol
  • El rango de estabilidad de microemulsiones
    conteniendo lecitina fue considerablemente
    aumentado por adición de lisolecitina.

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Aplicaciones
  • Administración transdérmica de fármacos
    anestésicos locales, antifúngicos.
  • Aumento de biodisponibilidad de drogas
    lipofílicas corticoides y hormonas sexuales.
  • Fórmulas inyectables drogas oncológicas
    (ventaja tamaño, capacidad de esterilización por
    calor o por filtración degerminizante)
  • Administración oral de péptidos insulina,
    vasopresina, LHRH, ciclosporina.
  • Colirios levobunolol y pilocarpina
  • Aerosol salbutamol
  • Productos comercializados
  • Extenso uso en cosmética perfumes, pantallas
    solares, productos capilares..
  • Administración de lípidos por vía intravenosa
    (Nutrición parenteral)
  • Drogas antivirales e inmunosupresoras en cápsulas
    y fórmulas líquidas (SEDDS)

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Administración tópica de microemulsiones
  • Se afecta significativamente la estructura de
    lípidos del estrato córneo.
  • Microemulsión O/W formada por agua-propilenglicol
    , decanol-dodecanol, Tween 20, 1-butanol y
    carbopol 934.
  • Perfiles de permeación de ácido azelaico

() Microemulsión (?) Solución agua- PG-carbopol
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Microemulsiones geles en cosmética
Ingrediente Acondicionador cabello
Pantalla solar Ácido mineral liviano
11/6
10 PPPg-15 estearil éter -/5
- Isoceth -20
27.8
26 Oleth-2
6
6.25 Ácido octildimetil PABA -
7 Benzofenona
-
3 Agua
41.8/43.2
35.7 Solución sorbitol (70) 7
7 PG
5
5
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Microemulsiones en cosmética dérmica
  • La actividad biológica de la formulación depende
    de la estructura final y de su interacción con el
    estrato córneo.
  • La actividad de la formulación depende de las
    estructuras encontradas en las partes pobres en
    agua del sistema.

Estado final área a la derecha de las triples
líneas
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Sistemas de liberación de drogas
auto-microemulsionables (SMEDDS)
  • Son soluciones isotrópicas de componente apolar,
    surfactante y agua (concentrado), que forman
    (micro)emulsiones O/W por agitación suave en
    presencia de agua.
  • SEDDS sistema de liberación de drogas
    auto-emulsionables
  • Formulación Comercial de Ciclosporina A
  • Evolución de su composición
  • Formulación original principio activo en aceite
    vegetal.
  • ?
  • Principio activo aceite vegetal triglicéridos
  • ?
  • SMEDDS mono, di y triglicéridos de cadena media
    de aceite de maíz, aceite de ricino
    polioxietilenado y principio activo en etanol.

Ventajas biofarmacéuticas biodisponibilidad
aumentada, asegurada e independiente de
variaciones interpersonales
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Situación actual
  • Se desarrollaron microemulsiones
    farmacéuticamente aceptables.
  • Hoy día existen varios productos comerciales.
  • El futuro es promisorio en cuanto a la
    vehiculización tanto de principios activos
    pobremente solubles en agua como para drogas
    peptídicas lábiles.
  • Muy buenas expectativas para formas orales,
    parenterales, transdérmicas, también como etapa
    intermedia en la preparación de nanopartículas.
  • Los SMEDDS han demostrado mejoramiento de
    parámetros farmacocinéticos.

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Nanoemulsiones
  • Def Son soluciones azul-blancas casi opacas que
    contienen gotas dispersadas en un rango de
    diámetro entre 100 y 500 nm, que son obtenidas a
    través de la sonicación del sistema.
  • Sinonimia miniemulsiones
  • Principales diferencias con microemulsiones
  • Menor contenido de surfactante, del 1 al 3
    contra 15 al 30 . (Menor área superficial)
  • El cosurfactante es un alcohol de por lo menos 12
    carbonos, mucho mas largo que el correspondiente
    a microemulsiones.
  • Obtención por sonicación. (Imposible por
    agitación mecánica)
  • Inestabilidad dudosa
  • Etapa inicial de la investigación
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