SISTEMAS DISPERSOS SUSPENSIONES

SISTEMAS DISPERSOS: SUSPENSIONESSISTEMAS DISPERSOS: SUSPENSIONES

• Los sistemas dispersos se pueden clasificar de acuerdo al tamaño de las partículas en:

– Dispersiones groseras:Dispersiones groseras: > 1 μ, se pueden ver a simple vista o con microscopio óptico.

– Dispersiones coloidales:Dispersiones coloidales: partículas que tienen un tamaño entre 1 nm y 1 μ, visibles al microscopio electrónico.

– Soluciones:Soluciones: < 1 nm.

DEFINICION DE SUSPENSIÓN

Las suspensiones se definen como dispersiones heterogéneas sólido-líquido constituidas por dos fases:

Fase sólidaFase sólida: : Fase interna, discontinua, o dispersa: está formada por partículas sólidas insolubles finamente divididas suspendidas en el vehículo o medio dispersante.

Fase líquidaFase 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 usoRazones 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 ENERGÍA LIBRE DE PARTÍCULAS EN SUSPENSIÓNSUSPENSIÓN

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 SUSPENSIÓNCOMPONENTES 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 HUMECTANTEAGENTE 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 VISCOSANTESAGENTES 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.

BUFFERBUFFER

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 EXTERNAFASE 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 FÍSICO-QUÍMICOS DE LAS

SUSPENSIONES

ASPECTOS FÍSICOS QUE AFECTAN A LA ASPECTOS FÍSICOS QUE AFECTAN A LA ESTABILIDAD DE LAS SUSPENSIONESESTABILIDAD DE LAS SUSPENSIONES

GRADO DE HUMECTACIÓNGRADO 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 TENSIÓN INTERFACIAL SÓLIDO-LÍQUIDO Y ÁNGULO DE CONTACTOÁNGULO DE CONTACTO

AGENTES HUMECTANTESAGENTES HUMECTANTES

COLOIDES HIDRÓFILOS

TENSOACTIVOS HLB entre 7 y 9

DISOLVENTES

Disminuyen γSL, γLA

Desventajas: producción de espumas

TENSOACTIVOS Y AGENTES TENSOACTIVOS Y AGENTES DISPERSANTESDISPERSANTES

• 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.

Al aumentar el tamaño de los cristales o de las partículas se pueden producir:Cambios en el flujoFormación de sedimentos compactosCambios en la biodisponibilidad

Para solucionarlo: tensioactivos y viscosantesPara solucionarlo: tensioactivos y viscosantes

Para disminuir la velocidad de sedimentación hay que: disminuir el tamaño de las partículas y aumentar la viscosidad de medio

Sedimentación: Sedimentación: La velocidad de sedimentación debe ser lo más pequeña posible

Ley StockesLey Stockes

Tipos de sedimentoTipos de sedimento

Sedimentos de Sedimentos de suspensiones suspensiones

floculadasfloculadas

Sedimentos de Sedimentos de suspensiones suspensiones defloculadasdefloculadas

Formación rápida del sedimento. Sedimento poco compacto y fácil fácil de redispersar

Formación menos rápida del sedimento. Sedimento

compacto y difícildifícil de redispersar

Parámetros de sedimentaciónParámetros de sedimentación

Volumen de sedimentaciónVolumen de sedimentación

Grado de floculaciónGrado de floculación

β=Vsed.f./Vsed.def.=hsed.f./hsed.def.

F= Vs/Vo (Vsedimento) / (Voriginal)

Teoría DLVOTeoría DLVO

Propiedades eléctricas de las partículasPropiedades eléctricas de las partículas

Esta teoría hace referencia a la magnitud de los potenciales eléctricos situados alrededor de la partícula

cargada

Doble capa eléctricaDoble capa eléctrica

Capa de deslizamientoCapa de deslizamiento

Partícula cargadaPartícula cargada

Relación entre el potencial zeta y el grado de Relación entre el potencial zeta y el grado de floculaciónfloculación

AGENTE FLOCULANTEAGENTE 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 VEHÍCULOS ESTRUCTURADOSESTRUCTURADOS

• 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 Ensayos para evaluar la calidad de las suspensionessuspensiones

• 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.• Eficacia del conservador (pruebas microbiológicas)• Estabilidad y tiempo de vida útil (pruebas de envejecimiento)