Эмульсии

Эмульсии –
однородные по внешнему виду ЖЛФ, состоящие из взаимно нерастворимых, тонко диспергированных жидкостей, чаще всего воды и масла.
Эмульсии –
микрогетерогенные дисперсные системы. Размеры капель жидкости в эмульсиях колеблются от 0,1 до 50 мкм.

Достоинства ЛФ эмульсии
Ускорить терапевтическое действие ЛВ, диспергированных в неполярной жидкой фазе - маслах
Обеспечить всасывание масляной фазы в желудке из эмульсий первого рода (М/В), ускорить гидролиз диспергированных жиров ферментами ЖКТ
Ускорить всасывание масел в мелкодисперсном состоянии при парэнтеральном применении
Облегчить прием вязких жидкостей (винилин, масло касторовое и др.) за счет снижения вязкости масленной фазы
Замаскировать неприятный вкус и запах ЛВ и масел
Смягчить раздражающее действие на кожу и слизистые некоторых ЛВ (хлоралгидрата, бромидов, метилурацила)
Использовать как основу для создания комбинированных препаратов, т.к. в их состав можно вводить гидрофильные и гидрофобные ЛВ.
Возможность совмещения в одной ЛФ двух несмешивающихся жидкостей
Регуляция биодоступности ЛВ

Классификация эмульсий
По применению:
Для наружного (клизмы, очищающие эмульсии, косметическое молочко и др.);
Для внутреннего (микстуры);
Для инъекционного (эмульсии для парэнтерального питания) – промышленное производство.
Эмульсионные композиции входят в
МЛФ (эмульсионные мази, кремы, линименты)
Пенообразующие аэрозоли

По типу эмульсии:
Эмульсии первого рода (м/в)
ДФ (масло) в виде капелек распределена в водной ДС. Эмульсии этого типа – более жидкие, по внешнему виду напоминают молоко. Применяются: внутрь, наружно, инъекционно.
Эмульсии второго рода (в/м)
ДФ (вода) в виде капелек распределена в масляной ДС. Эмульсии этого типа – более вязкие, густые. По внешнему виду напоминают мягкое сливочное масло. В основном применяются наружно: мази, линименты, кремы.
«Множественные» эмульсии, в каплях ДФ диспергирована жидкость, являющаяся ДС, например, в/м/в или м/в/м

1 — масло 2 — вода 3 — ПАВ
I — две несмешивающиеся жидкости (вода и масло)
II — прямая эмульсия «м/в» (частицы масла окружены слоем эмульгатора) первого рода
III — обратная эмульсия «в/м» (частицы воды окружены слоем эмульгатора) второго рода
IV — сложная эмульсия «вода/масло/вода»

Виды нестабильности эмульсий:
Термодинамическая (агрегативная) - проявляется в виде коалесценции (слияния) капелек. Коалесценция протекает в две стадии: первая флокуляция (слипание), когда капельки дисперсной фазы образуют агрегаты; вторая — собственно коалесценция, когда агрегировавшие капли соединяются в одну большую;
Кинетическая, проявляется вследствие осаждения (седиментации) или всплывания (кремаж) частиц дисперсной фазы под влиянием силы тяжести, согласно закону Стокса;
Обращение фаз (инверсия) — изменение типа эмульсии от в/м к м/в и наоборот. На инверсию влияют соотношение фаз, природа, концентрация и гидрофильно-липофильный баланс (ГЛБ) эмульгаторов, способ приготовления эмульсии.

Виды неустойчивости эмульсий
1 — флокуляция (слипание);
2 — кинетическая неустойчивость (расслоение):
2а — седиментация; 2б — кремаж;
3 — коалесценция (разрушение);
4 — обращение (инверсия) фаз

Химическая стабильность
стабильность ЛВ и отсутствие химических реакций между ЛВ и ВВ.
Химическая неустойчивость может отражаться на физической стабильности эмульсий, которые могут разрушаться вследствие омыления, окисления, гидролиза составных компонентов, их взаимодействия между собой и с материалом упаковки.

Микробиологическая стабильность
Зависит от:
микробной контаминации ВВ и упаковки,
условий изготовления,
гигиены обслуживающего персонала.
Следует предъявлять повышенные требования к микробной чистоте таких эмульгаторов, как бентониты, альгинаты, желатин и желатоза. Эмульсии содержат воду, являющуюся благоприятной средой для развития микроорг.
В эмульсионные ЛФ вводят консерванты: эфиры пара-оксибензойной кислоты (парабены), спирты (этиловый, бензиловый, хлорбутанолгидрат), кислоты (бензойная, сорбиновая), фенолы и др.

Кинетическая (седиментационная) устойчивость
Способность системы сохранять равномерное распределение частиц ДФ по все объему или массе препарата:
Закон Стокса
2r2 (d1- d2) g
V=-------------------
9η
V -скорость оседания частиц, м/с;
r- радиус частиц, м
d1 - плотность ДФ, г/м3;
d2 - плотность ДС, г/м3;
η - вязкость среды, Па х с
g -ускорение свободного падения, м/с2
Скорость седиментации прямо пропорциональна разности плотности ДФ ДС
d1>d2
оседание частиц
d1
всплывание частиц
d1=d2
система устойчива

Скорость седиментации обратно пропорциональна вязкости ДС
Повышают вязкость: сироп сахарный, глицерин, растворы ВМС
Скорость седиментации прямо пропорциональна размеру частиц ДФ
Размер частиц изменяют использованием специальных приемов и правил
Уменьшение свободной поверхностной энергии происходит за счет агрегации частиц.
Необходимо сохранить максимальное значение ∆ G сохранив наибольшее значение площади удельной поверхности и снизив σ, что будет препятствовать слипанию частиц
∆ G = ΔS x σ ∆ G – изменение свободной поверхностной
энергии, н/м
ΔS – изменение поверхности, м2;
σ – поверхностное натяжение, н/м

Агрегативная устойчивость
Способность частиц ДФ противостоять слипанию (агрегации) за счет:
Заряд на поверхности частиц ДФ
Сольватный слой , оболочка из ВМС, ПАВ вокруг частиц ДФ
Нарушение агрегативной устойчивости ведет нарушению седиментационной устойчивости

Механизм стабилизирующего действия ПАВ обусловлен их способностью:
адсорбироваться на поверхности твердых частиц или капелек жидкости. Ориентация ПАВ происходит по принципу «подобное к подобному», т. е. полярные части молекул ПАВ будут обращены к полярному веществу, а неполярные части молекул — соответственно, к неполярной фазе. ;
снижать межфазное натяжение на границе раздела фаз, снижать запас поверхностной энергии
образовывать защитную пленку (моно – или полимолекулярный слои); сольватный слой; двойной электрический слой (в случае ионогенных ПАВ);
повышать вязкость (ВМВ – производные целлюлозы, крахмал).

Стабилизирующее действие ПАВ в эмульсиях типа:
(а) масло в воде (б) вода в масле

Классификация и характеристика эмульгаторов

Катионактивные ПАВ
Четвертичные аммониевые и пиридиновые соединения (бензалкония хлорид, цетилпиридиний хлорид, этоний)
Анионактивные ПАВ
соли высших жирных кислот (олеат натрия)
соли сульфоэфиров высших жирных спиртов (натрия лаурилсульфат)
Амфотерные ПАВ
Белки (желатин, желатоза, казеин, казеинат Na)
Липиды (лецитин, кефалин, бетаин, стерины)
Неионогенные ПАВ
Высшие жирные спирты и кислоты (олеинавая к-та, спирты синтетические первичные С16-С21)
Сложные эфиры гликолей и жирных кислот (спены, жиросахара, твины, пентол, эмульгатор Т2)

Гидрофильно-липофильный баланс
ПАВ имеют дифильное строение, т.е. содержат в молекуле гидрофильные и гидрофобные группы.
Соотношение между гидрофильной и гидрофобной частью молекул есть величина, характеризующая гидрофильно-липофильный баланс (ГЛБ), числовые значения которого имеются в справочной литературе.
ГЛБ = Е / σ
где Е - % массовое содержание гидрофильной части;
σ - поверхностное натяжение (н/м)
Значение 1-20, (это не показатель эффективности эмульгирования, а показатель типа образующейся эмульсии)
Эмульсии в/м ГЛБ 3-6
Эмульсии м/в ГЛБ 8-18

Биофармацевтические аспекты эмульсий
Биодоступность (БД) определяется количеством всосавшегося в кровь ЛВ от общего содержания его в ЛФ, скоростью появления в кровеносном русле, продолжительностью нахождения его определенной концентрации в организме
Чтобы ЛВ попало в кровь, должно произойти его высвобождение из ЛФ, взаимодействие с биообъектом и транспорт через биомембраны.

Эмульсии в зависимости от поставленных задач могут:
Способствовать быстрому и полному высвобождению лекарственного вещества;
Обеспечивать пролонгацию их действия.
Чтобы целенаправленно влиять на БД лекарственного в-ва из эмульсий, необходимо учитывать:
липофильность ЛВ;
состояние, в котором находится ЛВ в эмульсии (в виде раствора, суспензии или в заэмульгированном виде);
место локализации ЛВ (вода, масло, жидкокристаллическая фаза ПАВ).