SISTEMAS DISPERSOS SUSPENSIONES

SISTEMAS DISPERSOS
SUSPENSIONES
SISTEMAS DISPERSOS: SUSPENSIONES
•
Los sistemas dispersos se pueden clasificar
de acuerdo al tamaño de las partículas en:
–
Dispersiones groseras: > 1 μ, se pueden ver a
simple vista o con microscopio óptico.
–
Dispersiones coloidales: partículas que tienen
un tamaño entre 1 nm y 1 μ, visibles al
microscopio electrónico.
–
Soluciones: < 1 nm.
DEFINICION DE SUSPENSIÓN
Las suspensiones se definen como dispersiones
heterogéneas sólido-líquido constituidas por dos fases:
Fase sólida: Fase interna, discontinua, o dispersa: está
formada por partículas sólidas insolubles finamente
divididas suspendidas en el vehículo o medio dispersante.
Fase líquida: Fase externa, continua o dispersante:
consiste en un líquido, acuoso o un semisólido, que tiene
cierta consistencia y que puede ser acuoso o graso.
Razones para su uso
–
Principios activos inestables en solución.
–
Administración de principios activos insolubles en
agua.
–
Minimizar sabores desabradables.
–
Administración de sales insolubles en reemplazo
de las formas libres ej: palmitato de cloranfenicol.
–
Control de la disolución ej: dexametaxona acetato
inyectable.
ENERGÍA LIBRE DE PARTÍCULAS EN
SUSPENSIÓN
Energía libre de superficie de una suspensión:
ΔG : energía libre de superficie.
γsl : la tensión interfacial entre las partículas sólidas y el medio líquido.
ΔS : aumento de área resultante de la división del sólido en partículas.
Cuando ΔG tiende a cero el sistema se hace estable.
El empleo de tensoactivos puede reducir la tensión
interfacial, pero es difícil que ΔG sea cero.
Las partículas de una suspensión tienden a juntarse
para llegar a un estado termodinámicamente menos
energético.
La estabilidad física de las suspensiones podría
definirse como una condición en la cual las partículas
no se agregan y permanecen distribuidas de forma
homogénea en la suspensión.
Por razones termodinámicas esta situación ideal rara
vez ocurre en la práctica, es conveniente establecer
lo siguiente: “Si las partículas sedimentan debieran
ser resuspendidas con una agitación moderada”.
COMPONENTES DE LA SUSPENSIÓN
Principio activo.
Agentes humectantes
(humidificar la droga).
Agentes floculantes
(controlar la floculación).
Agentes viscosantes.
Buffer para ajustar el pH
Medio externo, por lo general
agua.
Además, se utilizan agentes
aromatizantes, edulcorantes,
colorantes y agentes
conservadores.
AGENTE HUMECTANTE
Objetivo. El permitir el desplazamiento del aire del material
hidrófobo y que el liquido rodee a las partículas y posibilite una
buena dispersión.
• Agente surfactante.
• HLB 7-9, o más altos.
• Ej. Polisorbatos. [ 0.05 – 0.5% ]
AGENTES VISCOSANTES
Elección, (uso interno o externo, infraestructura para su
preparación, duración del periodo de conservación).
• Gomas naturales (goma arábiga).
• Derivados de la celulosa
(carboximetilcelulosa).
• A concentraciones mayores del 1% actúan como coloides
protectores, a mayor concentración, mayor viscosidad y
velocidad de sedimentación baja.
BUFFER
Elección:
• si la droga contiene grupos ionizables, con el fin de
mantener baja solubilidad de la droga).
• Para controlar la ionización de conservadores y agentes
viscosantes ó mantener el pH.
FASE EXTERNA
Para controlar la solubilidad, densidad, estabilidad
y el sabor.
• La elección (uso interno o uso externo).
• Se utiliza generalmente agua.
• Se pueden utilizar líquidos polares como alcohol,
glicerina, líquidos no polares hidrocarburos
alifáticos y esteres grasos.
ASPECTOS FÍSICOQUÍMICOS DE LAS
SUSPENSIONES
ASPECTOS FÍSICOS QUE AFECTAN A LA
ESTABILIDAD DE LAS SUSPENSIONES
GRADO DE HUMECTACIÓN
• Sustancias pulveriformes. (Fase dispersa).
• humectación = Liosorción = Características químicas de ambas fases.
• Sustancias pulveriformes con humectación alta, produce suspensiones
homogeneas de viscosidad baja.
• Polvos hidrófilos (con O2 ). Ej. Óxidos, sulfatos presentan buena
humectación.
• Si se evitan aglomeraciones nos da suspensiones dispersas.
• Polvos hidrófobos (sin O2). Ej. Azufre, grafito, sulfuros tienen:

Afinidad alta por el aire y baja por el agua.

Forman aglomerados, tienen gas.

Se acumulan en la superficie del líquido.(Flotación).

Esto se evita con tensoactivos.
TENSIÓN INTERFACIAL SÓLIDO-LÍQUIDO Y
ÁNGULO DE CONTACTO
AGENTES HUMECTANTES
COLOIDES
HIDRÓFILOS
DISOLVENTES
TENSOACTIVOS
HLB entre 7 y 9
Disminuyen γSL, γLA
Desventajas: producción de espumas
TENSOACTIVOS Y AGENTES
DISPERSANTES
Al aumentar el tamaño de los cristales o de las partículas se pueden producir:
Cambios en el flujo
Formación de sedimentos compactos
Cambios en la biodisponibilidad
Para solucionarlo: tensioactivos y viscosantes
• Agentes de suspensión.
• Ej. Tween reduce la Tension superficial y aumenta la Humectabilidad.
• La concentración está relacionada con el tamaño de las partículas y la
concentración de la fase sólida.
• Forma una película e Impide la formación de grumos.
Sedimentación:
La velocidad de sedimentación debe ser lo más pequeña
posible
Para disminuir la velocidad de sedimentación hay que: disminuir el
tamaño de las partículas y aumentar la viscosidad de medio
Ley Stockes
Tipos de sedimento
Sedimentos de
suspensiones
floculadas
Formación rápida
del sedimento.
Sedimento poco
compacto y fácil
de redispersar
Sedimentos de
suspensiones
defloculadas
Formación menos
rápida del
sedimento.
Sedimento
compacto y difícil
de redispersar
Parámetros de sedimentación
Volumen de sedimentación
F= Vs/Vo (Vsedimento) / (Voriginal)
Grado de floculación
β=Vsed.f./Vsed.def.=hsed.f./hsed.def.
Teoría DLVO
Propiedades eléctricas de las partículas
Esta teoría hace referencia a la magnitud de los
potenciales eléctricos situados alrededor de la partícula
cargada
Doble capa eléctrica
Capa de deslizamiento
Partícula cargada
Relación entre el potencial zeta y el grado de
floculación
AGENTE FLOCULANTE
•
La adsorción de aniones a
partículas defloculadas en
suspensión, cargadas
positivamente, lleva a la
floculación.
• Pero si se agrega mas aniones, se
puede generar una carga negativa
neta. Por lo tanto, puede haber
defloculación.
Los electrolitos, NaCl, KCl reducen
la repulsión entre partículas,
produciendo flóculos.
VEHÍCULOS
ESTRUCTURADOS
• Se agregan soluciones
acuosas de polímeros
Metilcelulosa,
carboximetilcelulosa,
bentonita y carbopol.
• La consistencia depende
de la concentración.
• Al Aumentar la
viscosidad disminuye la
sedimentación.
Como la mayoría de coloides hidrofílicos
son de carga negativa, se evita la
incompatibilidad entre el agente
floculante y el vehículo estructurado.
Ensayos para evaluar la calidad de las
suspensiones
•
Propiedades organolépticas (olor, color, sabor)
•
PH (pHmetro)
•
Viscosidad (viscosímetro)
•
Resuspendibilidad.
•
Granulometría de la fase dispersa (microscopía)
•
Identificación de los principios activos.
•
Volumen de sedimentación.
•
Grado de floculación.
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Eficacia del conservador (pruebas microbiológicas)
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Estabilidad y tiempo de vida útil (pruebas de envejecimiento)