Emulsiones
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<strong>Emulsiones</strong><br />
COMPONENTES OBLIGADOS:<br />
• Fase acuosa<br />
• Fase oleosa<br />
• Emulgente
Tipos de emulsión<br />
• Aceite en agua: o/w<br />
– Uso externo<br />
– Uso interno<br />
• Agua en aceite: w/o (uso externo)
Emulgentes<br />
• Se concentran y son adsorbidos en la<br />
interfase aceite – agua formando una<br />
barrera protectora alrededor de las gotas<br />
de fase dispersa.<br />
• Disminuyen la tensión interfacial del<br />
sistema haciéndolo más estable.
Clasificación de emulgentes<br />
• Por afinidad:<br />
– Hidrofílicos<br />
– Lipofílicos<br />
• Por su estructura química:<br />
– Aniónicos<br />
– Catiónicos<br />
– Anfóteros<br />
– No iónicos<br />
Para emulsiones o/w tópicas
ANIONICOS<br />
• Carboxilatos: jabones de glicéridos con<br />
AG. Catión monovalente o divalente,<br />
inorgánico u orgánico. (R-COO - )<br />
• Sulfatos: ésteres de alcoholes grasos con<br />
ácido sulfúrico. (R-O-SO 3- )<br />
• Sulfonados (RSO 3- )
Catión Monovalente<br />
C. divalente<br />
C. org.<br />
a) Carboxilatos<br />
Fórmula general: R-COO - M +<br />
Ej: Laurato de potasio: CH 3 (CH 2 ) 10 COO - K +<br />
Palmitato de sodio: CH 3 (CH 2 ) 15 COO - Na +<br />
Estearato de sodio<br />
Oleato de potasio<br />
Oleato de sodio<br />
Oleato de calcio<br />
Estearato de trietanolamina
) Sulfatos<br />
Fórmula general: R-O-SO 3<br />
-<br />
M +<br />
Ej: Laurilsulfato de sodio: CH 3 (CH 2 ) 10 CH 2 OSO 3- Na +<br />
Miristrilsulfato de sodio: CH 3 (CH 2 ) 13 OSO 3- Na +<br />
Laurilsulfato de trietanolamina<br />
Laurilsulfato de amonio<br />
Cetilsulfato de sodio<br />
Cera Lanette SX (MR): mezcla de alcoholes cetílicos y<br />
estearílicos de los que un 10% están sulfatados.<br />
Tergitoles (MR): alcoholes sintéticos sulfatados, buenos<br />
humectantes y activos en bajas concentraciones.
c) Sulfonados<br />
Fórmula general: RSO 3- M +<br />
Ej: Dioctilsulfosuccinato de sodio:<br />
Miristrilsulfonato de sodio: CH 3 (CH 2 ) 13 SO 3 Na<br />
Dodecilbencenosulfonato de sodio:<br />
CH 3 (CH 2 ) 11 .C 6 H 4 SO 3 Na<br />
Aerosol OT (MR): sulfosuccinato de<br />
Na bis-(2-etilhexil).
CATIONICOS<br />
Sales de amonio cuaternario:<br />
Fórmula general: (NR 1 R 2 R 3 R 4 ) + X - ,<br />
donde uno de los restos posee entre 12 y 18 átomos de<br />
carbono y los demás son grupos metilo, etilo o aromáticos.<br />
Ej: Bromuro de cetil trimetil amonio (cetrimida):<br />
CH 3 (CH 2 ) 15 N + (CH 3 ) 3 .Br -<br />
Cloruro de bencetonio: cloruro de lauril trimetil amonio:<br />
CH 3 (CH 2 ) 11 N + (CH 3 ) 3 .Cl -<br />
Cloruro de benzalconio<br />
Bromuro de domifeno o de dodecil bencil amonio.<br />
Acción antimicrobiana. Uso externo.<br />
Otros catiónicos:<br />
Sales de aminas grasas primarias, secundarias o de diaminas<br />
grasas, deriv. de piridina (ioduro de dodecil piridinio), etc.
ANFOTEROS<br />
• El grupo aniónico puede ser un carboxilato<br />
o fosfato y el catiónico un grupo amino o<br />
amonio cuaternario.<br />
• Ej. de compuestos cuyo grupo aniónico es<br />
un carboxilo: proteínas, polipéptidos y<br />
alquilobetaínas.<br />
• Ej. de compuestos con grupos aniónicos<br />
fosfato: lecitinas y cefalinas.
NO IONICOS<br />
Baja toxicidad y capacidad irritante. Admiten vía oral y parenteral.<br />
Menos sensibles a cambios de pH o adición de electrolitos.<br />
Lipofílicos:<br />
• Alcoholes grasos: láurico, cetílico y estearílico.<br />
• Esteres de glicerilo: el grupo no polar es una cadena de al<br />
menos 12 C y el polar un alcohol polihidroxilado.<br />
Ej: monoestearato de glicerilo: CH 2 OH-CHOH-CH 2 OOC-<br />
C 17 H 35<br />
• Esteres de ácidos grasos con alcoholes grasos u otros alcoholes<br />
como propilenglicol, polietilenglicol, sorbitán, sacarosa, colesteril.<br />
Ej: derivados de sorbitán (Spans), con distintos números que<br />
identifican a los distintos ácidos grasos que forman parte del<br />
éster. Son liposolubles, dan emulsiones w/o.<br />
– Span 40: monopalmitato de sorbitán: sólido céreo granular.<br />
• Alcoholes esteroides libres como el colesterol.
Hidrofílicos<br />
NO IONICOS<br />
• Esteres de ácidos grasos con polioxietilensorbitán,<br />
conocidos como Tweens o polisorbatos. Se emplean tanto<br />
para uso externo como interno, hidrosolubles, dan<br />
emulsiones o/w.<br />
Ej: Tween 40: monopalmitato de sorbitán<br />
polioxietilénico.<br />
• Esteres de polioxietilenglicol: ej. monoestearato:<br />
C 17 H 35 COO(CH 2 OCH 2 ) n H<br />
• Esteres de polioxipropileno<br />
• Eteres de polioxietilenglicol (más resistentes a la hidrólisis<br />
que los ésteres). RO(CH 2 CH2O) n H donde R es un alcohol<br />
graso. Ej. Cetomacrogol 1000 (éter monocetilico de<br />
polietilenglicol) que da emulsiones o/w<br />
• Saponinas.
Fórmula general<br />
de Span:<br />
Span 80 (oleato de sorbitán):<br />
Tween 85 (trioleato de sorbitán polioxietilénico):<br />
Tween 20 o<br />
polisorbato 20<br />
(monolaurato<br />
de sorbitán<br />
polioxietilénico):
Hidrocoloides<br />
• Forman capas multimoleculares alrededor de<br />
las gotas de fase dispersa a modo de barrera.<br />
• Aportan cargas eléctricas superficiales que<br />
incrementan la repulsión.<br />
• Aumentan la viscosidad de la fase externa.<br />
• Disminuyen algo la tensión interfacial.<br />
• Ej: vegetales (acacia, tragacanto,<br />
carragenanos), animales (lecitina, colesterol),<br />
semisintéticos (metilcelulosa, CMC) y<br />
sintéticos (Carbopol).
SOLIDOS COLOIDALES<br />
• El trisilicato de magnesio.<br />
• La bentonita da cualquier tipo de emulsión<br />
dependiendo en qué fase se suspende primero (si<br />
se suspende en fase acuosa y luego agrego la<br />
oleosa me da o/w).<br />
• El Veegum (silicato de aluminio y magnesio<br />
coloidal) da emulsiones o/w.<br />
• Alúmina, dióxido de titanio, óxido de magnesio,<br />
sílica, etc.
Equilibrio lipofílico-hidrofílico (HLB)<br />
TENSIOACTIVO MR HLB<br />
Alcohol cetílico 1,0<br />
Ácido oléico 1,0<br />
Sorbitán, trioleato Span 85 1,8<br />
Sorbitán, triestearato Span 65 2,1<br />
Propilenglicol, monoestearato 3,4<br />
Sorbitán, sesquioleato Arlacel C 3,7<br />
Glicerol, monoesearato 3,8<br />
Sorbitán, monooleato Span 80 4,3<br />
Propilenglicol, monolaurato Atlas G-917 4,5<br />
Sorbitán, monoestearato Span 60 4,7<br />
Gliceril, monoestearato 5,5<br />
Sorbitán, monopalmitato Span 40 6,7<br />
Sorbitán, monolaurato Span 20 8,6
TENSIOACTIVO MR HLB<br />
Polioxietileno, lauriléter Brij 30 9,5<br />
Gelatina 9,8<br />
Methocel 15 10,5<br />
Polioxietileno, monoestearato Myrj 45 11,1<br />
PEG 400, monoestearato S-541 11,6<br />
Trietanolamina, oleato 12,0<br />
Polioxietileno, alquilfenol 12,8<br />
Tragacanto 13,2<br />
Sorbitán polioxietileno monolaurato Tween 21 13,3<br />
Aceite de castor polioxietileno Atlas G-1794 13,3<br />
Sorbitán polioxietileno momooleato Tween 80 15,0<br />
Sorbitán polioxietileno monopalmitato Tween 40 15,6<br />
Sorbitán polioxietileno monolaurato Tween 20 16,7<br />
Polioxietileno, lauriléter Brij 35 16,9<br />
Polioxietileno, monoestearato Myrj 52 16,9<br />
Sodio, oleato 18,0<br />
Potasio, oleato 20,0<br />
Sodio, laurilsulfato 40,0
Aplicaciones:<br />
HLB Aplicación<br />
2 a 3 antiespumantes<br />
3 a 6 emulgentes w/o<br />
7 a 9 humectantes<br />
8 a 16 emulgentes o/w<br />
13 a 15 detergentes<br />
15 a 18 solubilizantes
Aplicaciones:<br />
Vaselina líquida (HLB req 10,5)...... 50 g<br />
Emulgentes (Span 80 y Tween 80)... 5 g<br />
Agua c.s.p. ..................................... 100 g<br />
HLB Span . % Span/100 + HLB Tween . % Tween/100 = 10,5<br />
% Span + % Tween = 100<br />
Rta: 42% de Span 80 y 58% de Tween 80
Cálculo teórico del HLB de una sustancia de HLB desconocido:<br />
HLB= S (nº grupos hidrofílicos) - (nº grupos lipofílicos)+ 7<br />
GRUPOS<br />
NUMERO DE GRUPO<br />
Grupos hidrofílicos<br />
-SO4Na 38,7<br />
-COOK 21,1<br />
-COONa 19,1<br />
N (amina terciaria) 9,4<br />
Ester (anillo de sorbitán) 6,8<br />
Ester (libre) 2,4<br />
-COOH 2,1<br />
-OH (libre) 1,9<br />
-O- 1,3<br />
-OH (anillo sw sorbitán) 0,5<br />
Grupos lipófilos:<br />
-CH-; -CH2-; -CH3; =CH- -0,475<br />
Grupos derivados<br />
-(CH2-CH2-O)- +0,33<br />
-(CH2-CH2-CH2-O)- -0,15
Métodos generales de preparación:<br />
• 1) Adición de fase ext a la int (método continental o de la goma seca):<br />
Para una emulsión o/w, la adición de agua (f. ext) al aceite (f. int) al<br />
principio forma una emulsión w/o por la preponderancia de la fase oleosa.<br />
Al agregar más agua se invierte a una emulsión o/w.<br />
El método es útil con agentes hidrofílicos como acacia, tragacanto y<br />
metilcelulosa, que primero se mezclan con el aceite y se dispersan sin<br />
mojar. Ej. preparación de emulsión de vaselina líquida.<br />
Proporciones: 4 p de aceite, 2 de agua y 1 de goma<br />
Sustancias hidrosolubles se disuelven en el agua, liposolubles en el<br />
aceite y las insolubles se trituran con el aceite y la goma en el mortero<br />
durante la preparación del núcleo o emulsión primaria.<br />
Si en lugar de goma arábiga se usa pectina o goma tragacanto, la cantidad<br />
requerida es 1/10 menor y la relación de los componentes será: 4-2-0,1.<br />
Cuando la fase oleosa es aceite de lino o vaselina líq. la relación es: 3-2-1.<br />
Método rápido para preparar pequeñas cantidades de emulsión. Puede<br />
adaptarse para escala industriales.
Métodos generales de preparación:<br />
• 2) Adición de fase int a la ext (Método inglés o de la goma mojada):<br />
Método más satisfactorio porque siempre hay un exceso de fase<br />
externa que promueve el tipo de emulsión que se desea.<br />
Si la fase externa es agua y la interna es aceite, la mezcla oleosa<br />
se agrega en porciones al preparado acuoso agitando.<br />
Para mejorar la acción de corte durante la preparación, no se<br />
mezcla toda el agua con el agente emulsivo, se forma la emulsión<br />
primaria con el aceite y después se diluye con el agua restante.<br />
Las proporciones son las mismas que en el método continental.<br />
Se prepara en mortero un mucílago con 1 p de goma arábiga y 2 p<br />
de agua. Se adicionan 4 p en vol. de aceite en peq. porciones y<br />
triturando. El núcleo, perfectamente emulsionado se diluye de a<br />
poco con el agua restante triturando hasta completar el volumen<br />
requerido.
Métodos generales de preparación:<br />
• 3) Mezclar ambas fases después de calentar<br />
cada una: Este método se usa cuando se emplean<br />
ceras u otras sustancias que deben fundirse. Se<br />
funden los agentes emulgentes liposolubles,<br />
aceites y ceras y se los mezcla bien. Los<br />
componentes hidrosolubles disueltos en el agua se<br />
calientan a una temp. apenas mayor que la de la<br />
fase oleosa. Las 2 fases se mezclan y remueven<br />
hasta que se enfrían. Por razones de<br />
conveniencia, pero no necesariamente, la sc.<br />
acuosa se agrega a la mezcla oleosa. El método<br />
se usa mucho en la prep. de cremas dérmicas.
Métodos generales de preparación:<br />
• 4) Adición alternada de las dos fases al emulgente:<br />
Para una emulsión o/w primero se agrega una porción del<br />
aceite a todo el agente emulgente liposoluble mientras se<br />
remueve y luego se añade una cantidad igual del agua<br />
que contiene a todos los agentes emulsivos hidrosolubles<br />
mientras se remueve hasta que se forma la emulsión.<br />
Luego se agregan porciones adicionales del aceite y el<br />
agua hasta que se forma el producto final. La gran<br />
concentración del agente emulsivo en la emulsión original<br />
hace que la emulsificación inicial sea más probable y la<br />
gran viscosidad provee una acción de corte eficaz que<br />
conduce a la formación de gotitas pequeñas en la<br />
emulsión. Muchas veces este método se usa con eficacia<br />
en jabones.
Métodos generales de preparación:<br />
• 5) Método del frasco: Se emplea para emulsionar<br />
aceites esenciales u otros líquidos de baja viscosidad.<br />
Para suplir la menor viscosidad, la relación pasa a ser:<br />
aceite 2 o 3 partes, agua 2 y goma 1. Se acostumbra<br />
proceder de acuerdo al método continental: en un frasco<br />
seco se colocan 2 o 3 partes de aceite volátil con 1 parte<br />
de goma arábiga en polvo, agitando hasta que la goma<br />
esté bien dispersada en el aceite. Luego se agrega de<br />
una sola vez 2 partes de agua y se agita vigorosamente<br />
hasta obtener el núcleo. Se sigue adicionando en peq.<br />
porciones y siempre agitando después de c/agregado el<br />
agua restante con las sust. hidrosolubles.
Pequeña escala <br />
Homogeneizador manual
Inestabilidad<br />
• 1.- Cremado y sedimentación<br />
• 2.- Floculación o agregación<br />
• 3.- Coalescencia<br />
• 4.- Inversión
FA8<br />
• Son sistemas de al menos dos fases en los<br />
cuales un líquido se dispersa en otro líquido en<br />
la forma de glóbulos o gotitas pequeñas.<br />
Cuando el aceite es la fase dispersa y la fase<br />
continua es la acuosa el sistema se designa<br />
como una emulsión aceite en agua. Por el<br />
contrario, cuando el agua o una solución acuosa<br />
es la fase dispersa y un aceite o material oleoso<br />
es la fase continua, el sistema se designa como<br />
una emulsión agua en aceite.
FA8 (cont.)<br />
• Las emulsiones se estabilizan mediante agentes<br />
que impiden la coalescencia.<br />
• En las emulsiones aceite/agua se agregan<br />
polímeros hidrofílicos naturales o sintéticos junto<br />
con los agentes tensioactivos. Estas sustancias se<br />
acumulan en la interfase y aumentan la viscosidad<br />
de la fase acuosa por lo cual disminuyen la<br />
velocidad de formación de agregados.<br />
• Todas las emulsiones requieren un agente<br />
antimicrobiano porque la fase acuosa es favorable<br />
al crecimiento de los microorganismos.
Conservantes<br />
• Tener en cuenta coeficiente de partición entre<br />
ambas fases y CIM fase acuosa para calcular<br />
cuánto es necesario incorporar.<br />
• Alcohol etílico 15%<br />
• Benzoato de sodio (pH
Antioxidantes<br />
• Los componentes grasos de las<br />
emulsiones pueden sufrir rancidez<br />
afectando así las características<br />
organolépticas de la emulsión, para evitar<br />
este fenómeno se utilizan antioxidantes.<br />
• Ej.: ácido ascórbico, ácido gálico,<br />
palmitato de ascorbilo, propilgalato, BHA,<br />
BHT, tocoferol.
<strong>Emulsiones</strong> múltiples<br />
• Las emulsiones múltiples se preparan<br />
emulsificando nuevamente una emulsión<br />
en otra fase externa, existen así<br />
emulsiones múltiples o/w/o y w/o/w.
Emulsión w/o/w