Sisteme disperse fluide eterogene

Sistemele disperse eterogene contin o faza dispersata (sau faza dispersa, sau faza interna, sau faza discontinua) sub forma de unitati discrete (macromolecule, asociatii de micromolecule, picaturi sau particule) intr-un mediu de dispersie (sau faza continua, sau externa, sau vehicul). In general faza dispersata are dimensiuni mai mici decat un micrometru (1?m=10-6m) , iar aceste sisteme disperse mai sunt denumite si sisteme coloidale. Aceste sisteme eterogene se deosebesc de sistemele omogene care sunt constituite dintr-o singura faza, prin faptul ca intre faza dispersata si mediul de dispersie exista o suprafata de separatie, care determina cantitatea de energie libera interfaciala precum si gradul de instabilitate al sistemului dispers.

Sistemele disperse eterogene lichide de uz farmaceutic cuprind diferite categorii de produse farmaceutice cunoscute sub denumirea de solutii coloidale sau coloizi, emulsii, suspensii si aerosoli.

EMULSII

Emulsiile sunt sisteme disperse eterogene constituite din doua lichide nemiscibile dispersate unul in celalalt sub forma de picaturi al caror diametru este cuprins in general intre 0,1 - 100 micrometri. Emulsiile in care faza interna uleioasa este dispersata in faza continua apoasa sunt de tipul ulei in apa (U/A) iar cele in care picaturile unei faze apoase sunt dispersate intr-o faza uleioasa sunt de tipul apa in ulei (A/U).

Emulsiile pot fi destinate administrarii interne pe cale orala ca vehicule fie pentru substante medicamentoase insolubile in apa, fie ca ingrediente active (vitamine liposolubile, uleiuri vegetale cu rol nutritiv) , preparate topice (dermatologice sau cosmetice), precum si preparte parenterale ( emulsii injectabile pe diferite cai de administrare sau emulsii cu uleiuri vegetale de tip U/A pentru alimentare parenterala). In ultimul timp s-a acordat o atentie deosebita emulsiilor multiple cum sunt cele A/U/A in care picaturi de solutii apoase sunt dispersate in picaturi de ulei care la randul lor sunt dispersate in mediu apos. Astfel de emulsii multiple reprezinta sisteme de administrare cu actiune prelungita prin administrare orala sau intramusculara.

EMULSIONAREA

Agitarea impreuna a doua lichide nemiscibile determina dispersarea temporara a unuia in celalalt, dar incetarea lucrului mecanic face ca cele doua lichide sa se separe in doua faze distincte. Dispersarea lichidului care formeaza faza interna a determinat cresterea suprafetei de separare dintre faze si concomitent a enegiei libere interfaciale.

Pentru micsorarea instabilitatii termodinamice globulele fazei interne trebuie sa se uneasca,producandu-se coalescenta si separarea fazelor.

?F=?. ?S

Unde ?F este variatia energiei superficiale ; ?S este variatia suprafetei de separare dintre faze ; ? este tensiunea interfaciala.

Intrucat cresterea suprafetei de separare dintre faze este inevitabila in procesul emulsionarii, si de dorit sa ramana astfel, este necesara stabilizarea sistemului prin adaugarea unui emulgator care sa micsoreze energia interfaciala.

In faza incipienta de preparare a unei emulsii are o anumita importanta fenomenul Marangoni. Presupunand doua picaturi de ulei intr-un mediu de dispersie apos, la adaugarea emulgatorului tensioactiv acesta se adsoarbe la interfata, ceea ce scade concentratia in mediul apos.

Teoria lui Bankroft se bazeaza pe postulatul formarii unui film interfacial prin adsorbtie orientata a emulgatorului tensioactiv la interfata, constituindu-se intr-o a treia faza ce separa faza dispersa de cea continua.

Teoria lui Harkins sau a icului sau a penei s-a emis pentru a explica mecanismul de emulsionare cu ajutorul sapunurilor. Moleculele de sapun emulgator adsorbite la interfata se orienteaza conform polaritatii, cu partea polara spre faza apoasa iar cu partea nepolara spre faza uleioasa. Ele au tendinta de a se grupa strans. O astfel de grupare se realizeaza cel mai bine cand interfata este curba.

Teoria filmului complex este aplicabila in cazul in care emulgatorul nu este tensioactiv ci un polimer, care formeaza un film interfacial. Eficienta acestui film depinde de capacitatea polimerului de a forma un film coerent multimolecular, rezistent la coalescenta. In plus acesti compusi macromoleculari au molecule ne adsorbite la interfata, care determina cresterea vascozitatii fazei externe continue apoase, ceea ce contribuie in plus la stabilitatea emulsiei.

Puterea emulgatoare creste la asocierea de doi emulgatori, care pot si doi tensioactivi sau doi polimeri hidrofili sau un amestec al acestora. Astfel de asocieri de emulgatori se numesc uneori ceruri autoemulgatoare. Ele formeaza un film complex, orientat, condensat. Legaturile intre emulgatori sunt de tip van der Waals si asociatii intre dipoli.