UNID 5 - EMULSÕES

FARMCIA FARMACOTCNICA II RONDINELLI LADEIRA

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UNIDADE V EMULSES 1. HISTRICO

Atribui-se a GREW a obteno das primeiras emulses para uso medicinal. Ele

emulsionava leos com gema de ovo e comunicou o resultado de suas experincias Real

Sociedade da Gr-Bretanha em 1674. Tempos depois, surgiram novas preparaes sob

esta forma , de modo que o farmacutico londrino FRENCH j utilizava alm da gema de

ovo (como emulsificante) as gomas: arbica e adraganta, xaropes, mel e mucilagens na

preparao de emulses.

A teoria das emulses tem despertado especial ateno devido ao uso generalizado

que se vem fazendo destas preparaes quer nas reas farmacutica ou cosmtica.

Este interesse se deve possibilidade de se poder administrar, substncias hidro e

lipossolveis numa nica mistura, que poder ser empregada para uso interno e externo.

2. CONCEITOS Segundo BECKER, emulso um sistema heterogneo constitudo pelo menos por

um lquido imiscvel intimamente disperso num outro lquido, sob forma de gotculas, cujo

dimetro em geral excede 0,1 mcron. Tais sistemas apresentam um mnimo de

estabilidade, a qual pode ser aumentada pela adio de certas substncias como agentes

tensoativos, slidos finamente divididos, etc.

A Farmacopia Brasileira 4 edio define emulses como sendo preparaes

farmacuticas obtidas pela disperso de duas fases lquidas imiscveis ou praticamente

imiscveis. De acordo com a hidrofilia ou lipofilia da fase dispersante classificam-se os

sistemas em leo em gua (O/A) ou gua em leo (A/O).

3. IMPORTNCIA E VANTAGENS

Tornou-se possvel obter uma diluio conveniente de um leo em um lquido

imiscvel, resultando o desenvolvimento de frmulas de emulses contendo lipdeos,

carboidratos e vitaminas, para administrao endovenosa.

Casos em que o frmaco apresenta um gosto to desagradvel que torna

intolervel a sua administrao por via oral, mas torna-se aceitvel quando em forma de

emulso.

Na dermatologia as emulses permitem a formulao racional de pomadas de

carter no gorduroso, podendo aumentar a atividade teraputica quando o frmaco

constitui a fase dispersa, uma vez que tambm aumenta drasticamente sua rea de

superfcie, medida que se diminui o tamanho dos glbulos.


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As emulses por apresentarem alto potencial termodinmico, isto , instabilidade,

cedem com facilidade os frmacos (fase interna), sejam hidro ou lipossolveis, nos locais do

organismo, para formar sistemas de baixo potencial, termodinamicamente mais estveis.

4. COMPOSIO

FASE AQUOSA: gua destilada ou deionizada, pois os ons Ca+2 e Mg+2 contribuem para a instabilidade das emulses. Nesta fase podem ser adicionados

conservantes, corantes, edulcorantes, aromatizantes e substncias hidroflicas. Os conservantes nas concentraes: cido srbico 0,2% p/v, cido benzico e benzoato de

sdio 0,25%o p/v, cido p-hidroxibenzico e seus steres metil, etil e propil e seus derivados

sdicos at 1,5%o p/v.

FASE OLEOSA: podem ser constituda por leos, resinas, essncias, ceras,

gorduras, e substncias lipossolveis, antioxidantes e conservantes. Os compostos

gordurosos esto sujeitos oxidao pelo oxignio atmosfrico e por agentes microbianos,

devendo ser protegidos. Os conservantes mais utilizados so: -tocoferol, galhato de

dodecil e de propil (1 %o), butilbidroxianisol (1/5000), lcool benzlico (1%) e outros.

AGENTE EMULSIFICANTE: so substncias capazes de promoverem o

abaixamento da tenso superficial entre dois lquidos imiscveis, diminuindo a energia

necessria para dispersar um dos lquidos. Podem ser naturais e sintticos: Naturais: origem vegetal ou animal e slidos finamente divididos. Sintticos: inicos (catinicos e aninicos) e no inicos. Agentes emulsificantes primrios ou verdadeiros: atuam promovendo o abaixamento da tenso superficial, so denominados TENSOATIVOS.

Agentes emulsificantes secundrios ou auxiliares: tm a propriedade de promover o aumento da viscosidade.

5. CLASSIFICAO

Agentes emulsivos naturais para uso interno:

Gomas (arbica e adraganta): originam facilmente emulses O/A, estveis em pH 2

a 10, sendo destrudas em pH fortemente alcalino. A viscosidade conferida pela goma

arbica diminuta, costume usar-se, simultaneamente, um espessante como a goma

adraganta ou a gelose. So incompatveis com: brax, cloreto frrico, acetato bsico de

chumbo, lcool concentrado, sabes alcalinos e gelatina a um pH inferior a 4,7. Contm

enzimas oxidazes.


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Gema de ovo: um excelente emulgente tipo O/A, tambm constitui uma emulso

natural formada pela mistura complexa em que figuram a lecitina, colesterol e uma frao

protica.

Gelatina: origina emulses do tipo O/A um colide protetor cuja eficincia

depende do pH do meio. Existem gelatinas do tipo A e B (com tratamento cido e alcalino).

O tipo B apresenta reao alcalina e deve ser empregada em meio bsico, o que se

consegue pela adio de bicarbonato de sdio a 0,25%. Os valores de pH variam de 7 a 9.

A gelatina do tipo A possui reao cida, por isso, deve ser usada em meio cido pH 5,2 a

5,5, o que se consegue pela adio de 0,06% de cido tartrico. So comercialmente

designadas por Pharmagel A e B. Devem ser usadas na concentrao de 1% e ser

dissolvidas em banho de gua quente.

Lecitinas: so steres glicofosfricos da colina e de cidos graxos diversos, como o

olico, palmtico, esterico e outros, pode se usar a lecitina de ovos, de sementes, de soja

ou a lecitina e a cefalina de tecido nervoso. So empregadas em emulses do tipo O/A, mas

por se alternarem com facilidade e possurem odor e sabor desagradveis seu uso restrito.

Extrato de malte: um lquido viscoso que contm dextrinas, protenas e outras

substncias que conferem propriedades emulsificantes. Apresenta-se sob a cor castanho e

usado juntamente com outros agentes emulsivos secundrios para emulsionar e corrigir o

paladar de leo de fgado de bacalhau.

Agentes Emulsivos sintticos

Monoestearato de glicerila: o radical cido possui caracterstica lipoflica, a parte

mais volumosa e importante de sua molcula, dando origem a emulses A/O. Como no

bom agente emulsificante, foi adicionado o LSS que o tornou mais eficiente, deste modo, d

origem emulso O/A e designado por autoemulsificante.

Spans, Tweens ou Polissorbatos: neste grupo os Spans originam emulses tipo

A/O, enquanto os Tweens representam uma srie de timos agentes emulsivos derivados

do sortitano, o qual resulta da desidratao do sorbitol. Os Tweens derivam dos Spans por

introduo de radicais hidroflicos, so solveis em gua e dispersveis em leos, originando

emulses do tipo O/A. O poder emulsivo depende do grau de esterificao.


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Agentes Emulsivos Auxiliares

Derivados da celulose:

Metilcelulose

Metiletilcelulose

Carboximetilcelulose sdica (CMC-Na): fornecida nas qualidades de baixa, mdia e alta

viscosidade, o pH das solues se situa entre 6,5 e 8. Precipita-se em soluo aquecida

acima de 60C, por ao dos cidos e sais de HG, Cr, Fe, Al, Ag, Pb. Dotada de fraco poder

emulsivo usada principalmente para aumentar a viscosidade da fase aquosa. Tolera 50%

de lcool, glicerina, metilcelulose, propilenoglicol, alginato de sdio e trietanolamina.

Diversos:

Alginatos: so sais de sdio, de amnio ou de trietanolamina do cido algnico, obtido de

certas algas. Formam solues coloidais de viscosidade variada e so considerados fracos

agentes emulsivos do tipo O/A. Na presena de sais de clcio forma um gel, recurso

utilizado na preparao de cremes e pomadas.

Pectina: fermentado com facilidade, em geral, emprega-se associado goma arbica.

Gelose (gar-gar): utilizado junto com a goma arbica para preparar certas emulses de

parafina empregadas como laxativos. Em concentrao maior que 1% quando esfriado se

solidifica.

Slidos finamente divididos: certas argilas coloidais, tais como: bentonita, Veegum

(silicato de Al e Mg coloidal), hidrxidos de Al, Mg e o gel de slica constituem exemplos de

substncias insolveis usadas como agentes emulsivos. Os ps facilmente molhveis pela

gua originam emulses tipo O/A, enquanto aqueles molhados pelos leos podem formar

emulses tipo A/O.

Tais produtos so capazes de se concentrarem na interface, conseguindo estabilizar

as emulses, por que originam uma pelcula compacta ao redor dos glbulos dispersos,

impedindo sua coalescncia (processo irreversvel uma vez que se perde o filme que

circunda as partculas individuais, as gotas de leo so grandes).

Agentes Emulsivos para Uso Externo Naturais: Ceras, lanolina Sintticos

AGENTES ANINICOS: so substncias ionizveis, sendo a parte tensoativa da

molcula representada pelo nion. Esta classe engloba os sabes que formam emulses

tipo O/A, emulsionando com relativa facilidade os leos fixos e essncias.


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AGENTES CATINICOS: as propriedades tensoativas se encontram na parte

catinica da molcula. So sais de amnio quaternrio. Comportam-se como emulsivos do tipo O/A e so empregados como bactericidas na

assepsia da pele, das mos e na desinfeco de instrumental cirrgico. Os mais conhecidos

e utilizados so: cetavion, zefirol, zefifor, cequartyl ou cloreto de benzalcnio. No comrcio

so conhecidos por Desogene, Bradosol, cloreto de cetilpiridnio, cloreto cetiltrimetilamnio

(Deyquart A). Apresentam incompatibilidades com iodo, brax, iodetos, cloreto de zinco e

outros.

AGENTES NO INICOS: deste grupo fazem parte os Tweens, Spans e os polioxietilenoglicis, abreviados por PEG e conhecidos tambm por Carbowaxes. So

empregados em preparaes de uso interno e externo.

So classificados segundo um nmero Carbowax 200, 300, 400... dependente do

grau de polimerizao do grupo polioxietilnico, que nos d a idia do peso molecular

aproximado do composto, verificando-se que medida que este aumenta a consistncia da

substncia aumenta paralelamente.

Solveis em gua, mas fracos emulgentes do tipo O/A, visto que a sua molcula no

estar equilibrada, contendo apenas grupos hidroflicos. Os PEG funcionam como bases em

valores de Ph 6-7, sendo incompatveis com: fenol, resorcina, barbitricos, taninos, cido

saliclico e outros.

6. TEORIA DA EMULSIFICAO 6.1. Teoria da Pelcula Adsorvida

Leva em considerao a diferena das tenses interfaciais dos lquidos. Um leo se

dispersa formando um sistema O/A, quando a tenso interfacial entre gua e a pelcula

(tensoativo) menor que a tenso entre leo pelcula. A pelcula se curva (cncava) do lado

em que a tenso maior e sua tendncia envolver o lquido nesse lado. O emulgente deve

apresentar Adsoro Positiva formando uma pelcula que envolve as gotculas da fase

dispersa.

6.2. Teoria da Cunha Orientada similar anterior, sendo que acrescente a influncia do nmero de radicais da

molcula emulgente. Supe-se que existe uma influncia estrica (devido ao espao

ocupado pelas cadeias) na curvatura da pelcula.


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6.3. Teoria da Tenso Superficial As molculas superficiais sofrem ao somente no sentido do seio do lquido,

atrao esta maior que a exercida sobre as molculas que esto no interior do mesmo

lquido, pois a mesma ocorre entre as molculas em todos os sentidos. Devido tenso

interfacial, a camada superficial de um lquido funciona de modo semelhante a uma

membrana elstica.

6.4. Teoria dos Hidratos Segundo esta teoria as emulses somente podero ser formadas quando o lquido

que serve de meio dispersante produzir, com o agente emulsivo um composto hidratado.

Isto demonstra a possibilidade de se estabilizarem as emulses leo em gua, quando so

empregados colides hidroflicos adequados.

7. EQUILBRIO HIDRFILO-LIPFILO (EHL)

Determinadas molculas, com estrutura qumica em forma de cadeia, possuem uma

extremidade hidrfila e outra lipfila. Quando certas sustncias so colocadas na presena

de leo e gua, a poro hidroflica da molcula atrada pela gua, enquanto a lipoflica

atrada para o leo.

A principal caracterstica dos agentes emulsificantes ou emulgentes possurem

molculas com radicais hidroflicos e lipoflicos.

Se o grupo hidroflico for dominante, a substncia ter tendncia a permanecer na

gua e sua fora de atrao para o leo ser muito pequena, mas se o grupo dominante for

lipoflico, a substncia permanecer atrada mais fortemente para o leo. Assim, um

equilbrio razovel entre grupos hidroflico/lipoflico, determina um agente emulsificante

satisfatrio.

Como ex., pode-se citar a molcula do estearato de sdio, que contm

caractersticos hidroflicos e lipoflicos aproximadamente equilibrados. O primeiro grupo

(estearato de sdio) mais forte, o que confere substncia solubilidade em gua e

insolubilidade no leo. Favorece emulses do tipo O/A.

Entretanto, o estearato de clcio contm duas cadeias gordurosas e, por isso, o

grupo lipoflico dominante. Este estearato insolvel em gua, mas solvel em leo,

resulta em emulses tipo A/O.

7.1. Determinao do EHL de um emulgente

Em 1948 GRIFFIN introduziu a noo de equilbrio hidrfilo-lipfilo, designado por

E.H.L., idealizando, pela primeira vez, um sistema para classificar, numericamente, qualquer

composto anfiflico segundo as suas caractersticas de hidrofilia e lipofilia. A escala criada


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varia de 1 a 50 e aumenta medida que a substncia se torna mais hidroflica. Assim,

possvel estabelecer um intervalo de eficcia mxima para cada agente emulsificante.

Embora seja um valor adimensional, pode-se calcular a relao estequiomtrica das

pores hidrfila e lipfila da molcula, uma vez que se considera a magnitude e potncia

desses grupos. O clculo pode ser feito de vrias formas, seja considerando a relao entre

ndice de acidez e ndice de saponificao; unidades de xido de etileno e nmero de

tomos de carbono; peso molecular da parte hidrofbica e peso molecular do composto;

temperatura e ponto de turvao, entre outros.

Tabela 1: Valores de EHL propostos por Griffin para diversas substncias emulsificantes

EHL TIPO DE SUBSTNCIA AGENTE EMULSIFICANTE 1,5 3,0 Antiespumante Spans 85-60 3,0 6,0 Emulsificante A/O Monoestearato glicerila 7,0 9,0 Umectantes Spans 40-20 8,0 18,0 Emulsificantes O/A Goma arbica (8), adraganta (13), gelatina (8,9),

monoestearato de PEG 400 (11,6), polissorbatos 40, 60, 80 (13-15)

13,0 15,0 Detergentes 15,0 18,0 Solubilizantes Polissorbato 80 (15), polissorbato 20 (16,7),

oleato de sdio (18) 40,0 Lauril sulfato de sdio (40)

Tabela 2: Intervalos de EHL e suas aplicaes.

INTERVALOS EMULSIFICANTES EMPREGO 3 6 Spans 85-60 Emulsificantes para emulses

A/O 7 9 Spans 40-20 Umectantes 8 18 Tweens 20, 40, 60, 80

Gomas, oleato de TEA Emulsificantes para emulses

O/A 13 15 Detergentes 15 18 Solubilizantes

7.2. EHL requerido Do exposto se compreende que uma emulso do tipo A/O dever ter seu EHL entre

3 e 8, ao passo que o EHL das emulses O/A oscila de 8 a 18. O valor do EHL

caracterizado de cada emulso, depende da sua composio quantitativa e qualitativa e

correspondente ao ponto mximo de estabilidade, razo por que o agente emulsivo deve ser

escolhido dentro do valor do EHL obtido na preparao. aconselhvel a mistura de um

emulsificante de baixo EHL com outro de alto EHL, em propores adequadas, de forma a

se obter, no final, o EHL requerido para determinada preparao.

O EHL de um emulsificante uma expresso da fora de atrao exercida pelos

grupos hidrfilo/lipfilo da molcula.


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Tabela 3: Valores de EHL para diversas substncias

AGENTE EMULSIVO MARCA REGISTRADA E.H.L. cido esterico - 17,0

Trioleato de sorbitan Span 85 1,8 Triestearato de sorbitan Span 65 2,1 Sesquioleato de sorbitan Arlacel 83 3,7

Monoestearato de glicerila Monelgine 3,8 Monooleato de sorbitan Span 80 4,3

Monoestearato de sorbitan Span 60 4,7 Monopalmitato de sorbitan Span 40 6,7

Goma arbica - 8,0 Monolaurato de sorbitan Span 20 8,6

Gelatina - 9,8 Metilcelulose Methocel 15 10,5

Triestearato de sorbitan polioxietilnico

Tween 65 10,5

Monoestearato de PEG 400 S-541 11,6 Oleato de trietanolamina - 12,0

Monoestearato de sorbitan polioxietilnico (polissorbato)

Tween 60 14,9

Monooleato de sorbitan polioxietilnico (polissorbato)

Tween 80 15,0

Monopalmitato de sorbitan polioxietilnico (polissorbato)

Tween 40 15,6

Tabela 4: EHL requerido para diversas substncias oleosas

COMPOSTO EHL COMPOSTO EHL cido lurico 16 Querosene 14

cido linolico 16 Lanolina anidra 12 cido olico 17 leo mineral 12

lcool cetlico 15 Parafina lquida 10 lcool declico 15 Nitrobenzeno 13

Benzeno 15 Pomada parafina 10 Tetracloreto de carbono 16 Petrolatum 7-8

Cera de carnaba 12 Terebentina 16 leo de algodo 6 Tolueno 15 Cera de abelhas 10-16 leo vegetal 7-12

Na manipulao das emulses deve-se assinalar o valor do EHL para as substncias

oleosas que se deseja emulsificar e fazem parte da formulao. Existem vrios mtodos

para se poder calcular o EHL de uma emulso, os principais so:

Baseado no ndice de saponificao (IS) e ndice de acidez (IA) do cido esterificado,

embora seja restrito para compostos do tipo ster. Usado largamente no clculo do EHL

dos Spans e Tweens.

EHL = 1 - ISIA


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Baseado na preparao de uma srie de emulses, usando-se uma mistura em vrias

propores do emulgente problema e de outro emulgente padro, cujo EHL conhecido.

EHL = EHL leo - EHL emulgente padro x P

Ep(%)

Em que: P = porcentagem do emulgente padro

Ep = porcentagem do emulgente problema

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7.2. Misturas de emulgentes Em experimentos, tm-se verificado que uma combinao de dois emulsificantes

com EHL contrrio (um com EHL alto e outro com EHL baixo) d melhores resultados, isto

, promovem a formao de emulses mais estveis. De outro lado, a combinao em

partes desiguais dos mesmos resulta na obteno de misturas com uma infinidade de

diferentes valores de EHL. Assim, possuindo-se apenas dois emulgentes consegue-se cobrir

uma ampla faixa de valores do EHL produzida por cada emulso.

Quadrado de Pearson

Mtodo percentual

Mtodo grfico

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8. MTODOS PARA EMULSIFICAO 8.1. Continental ou goma seca A proporo relativa entre a goma, a gua e o leo, para se obter emulso de

1:2:4. preferida para preparao de emulses O/A, consiste em triturar o leo e a goma

arbica em p, em um gral, at se obter distribuio homognea, aps adiciona-se de uma

s vez determinado volume de gua e tritura-se a mistura rapidamente, de modo a formar

emulso primria, que ser depois diluda gradualmente com o restante da gua e

substncias hidrossolveis.

8.2. Ingls ou goma mida

Consiste na triturao, em gral, de uma parte de goma com 2 partes de gua at que

se forme a respectiva mucilagem. Adiciona-se em seguida o leo aos poucos agitando

continuamente de modo que se emulsione cada frao antes da adio subseqente.

8.3. Mtodo do frasco (FORBES) Constitui-se de uma agitao energtica, em um frasco seco, de uma parte de goma

arbica com 2 a 5 partes de essncia e logo que esteja perfeitamente misturada, adiciona-

se 2 partes de gua, continuando a agitao at completa emulsificao.


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9. INVERSO DE FASES A converso de um sistema O/A em A/O e vice-versa ocorre quando se atinge a

chamada relao crtica (mx. 74% fase interna) nas porcentagens relativas das duas fases.

Portanto, um mtodo para inverter uma emulso consiste em aumentar a porcentagem da fase

correspondente. Se tivermos uma emulso O/A estabilizada com sabo de sdio, podemos

invert-la em outra do tipo A/O , por adio de cloreto de clcio, pois nestas condies o

emulgente passar a ser um sabo de um metal bivalente. Outros mtodos se baseiam na

modificao da ao emulgente:

acrescentando um emulgente do tipo contrrio ao j presente na emulso;

modificao da estrutura ou propriedade do emulgente.

10. ESTABILIDADE FSICA DAS EMULSES Uma emulso estvel a nvel macroscpico quando no apresenta separao de

fases ou aspecto heterogneo. Fisicamente estvel em escala microscpica quando

mantm o mesmo nmero e tamanho dos glbulos por unidade de volume ou peso da fase

contnua.

A perda da estabilidade causada por um processo visual de:

Agregao de glbulos (em unidades cada vez maiores);

Coalescncia (crenagem ou flutuao, glbulos sobem superfce);

Alteraes qumicas e fsicas diversas.

Fatores que afetam a estabilidade:

DENSIDADE: quando as densidades das duas fases so iguais, a velocidade de sedimentao zero. Porm, quando so diferentes, o que mais ocorre na prtica,

verifica-se que na fase dispersa menos densa que a fase contnua (O/A) a formao de

creme se d na superfcie.

V = 9

)(2 212 ddr

VISCOSIDADE: a viscosidade da fase interna exerce influncia sobre a do sistema ou sua estabilidade. A viscosidade da fase externa que conta, quanto mais viscosa mais

estvel, pois a viscosidade retarda a coalescncia.

TENSO SUPERFICIAL: o abaixamento da tenso superficial leva formao de emulses mais estveis, uma vez que promove maior disperso dos glbulos.


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FORA CENTRFUGA: usada para medir a estabilidade de uma emulso. A

separao de fases sob centrifugao pode ser utilizada para avaliar e comparar a influncia

de diversos fatores na sua estabilidade, auxiliando a melhorar a formulao das emulses.

TEMPERATURA: a elevao trmica acelera a quebra das emulses.

TEMPO: o envelhecimento leva agregao dos glbulos e diminuio da superfcie interfacial. *********************************************************************************************************

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