2. Coloides

Características de los sistemas coloidales

Dispersión coloidal: tamaño de partícula 1 nm a 1 m

Dispersión

fase dispersante (fase continua)

fase dispersa (material particulado)

Gran relación área superficial a volumen

Energía libre interfacial intestabilidad termodinámica

G = A

Principios activos que forman coloides micelares

Agentes antibacterianos: Derivados de la acridina, cloruro de

benzalconio, cloruro de cetilpiridinio

Tranquilizantes: Derivados fenotiacínicos, clorhidrato de reserpina

Anestésicos locales: Clorhidrato de procaína, clorhidrato de

lidocaína

Analgésicos narcóticos: Clorhidrato de morfina, clorhidrato de

meperidina

Colinérgicos: Clorhidrato de pilocarpina

Antihistamínicos: Clorhidrato de difenhidramina, maleato de

pirilamina

Antihelmínticos: Clorhidrato de lucantona

Antibióticos: Ciertas penicilinas

Clasificación de los sistemas coloidales

Medio de

dispersión

Gas Líquido Sólido

Fase dispersa

Gas (totalmente miscible) Espuma (ej. espuma

de la cerveza)

Espuma sólida (ej. pan,

espuma plástica)

Líquido Aerosol líquido (ej.

niebla, sprays)

Emulsión (ej. leche) Emulsión sólida (ej. perlas,

ópalo)

Sólido Aerosol sólido (ej.

humo)

Suspensión coloidal

(ej. sol, gel)

Suspensión sólida (ej.

plásticos teñidos)

Propiedades de los sistemas coloidales

Opticas: efecto Tyndall (dispersión de la luz en todas las

direcciones)

Osmóticas: permite determinar PM de las partículas

coloidales

Eléctricas: las partículas poseen carga eléctrica en su

superficie, ya sea por:

a) Ionización

b) Adsorción

c) Fricción

Cinéticas: Movimiento browniano Difusión

Sedimentación

o

o grv

9

2 2

Papel de filtro retiene partículas > 1 permeable a sistemas

coloidales

Diálisis y filtración

empleo de membranas para separar impurezas de dispersiones

coloidales

Permeabilidad de

membrana

Tamaño de poro

Repulsión eléctrica entre

membrana y partículas

Adsorción

Electrodiálisis: para separar impurezas de bajo PM que

son electrolitos

Nitrato de celulosa preparado con colodión,

acetato de celulosa o polímeros sintéticos

Diálisis:

Coloides: la doble capa eléctrica

+

+

+

+

+

+

- - - - - - -

- - -

-

+

+

+

+

+

+

+ -

-

-

Partícula

Plano de Stern

Capa fija Capa difusa

Clasificación de coloides de acuerdo a

su afinidad por el medio de dispersión

Liofílicos

(afines al solvente)

Liofóbicos

(no afines al solvente)

•Soluciones de

macromoléculas

•Coloides por asociación

(micelas)

•Dispersiones coloidales

Suspensiones

emulsiones

aerosoles

•Termodinámicamente

inestables

•Termodinámicamente

estables

termodinámicamente estables

Solvatación en superficie de partículas estabilización

a) Por adición de concentración elevada de electrolito

Coloides liófilos

b) Por mezcla de coloides hidrófilos con carga + y -

formación de agregados

Soluciones verdaderas una sola fase

aglomeración y sedimentación

Pérdida de la estabilidad:

efecto salino

coacervación

Coloides liófobos

Estabilización se puede llevar a cabo por dos medios:

a) Haciendo que las partículas adquieran carga eléctrica

por agregado de pequeñas cantidades de electrolitos

termodinámicamente inestables

coloides protectores

b) Rodeando cada partícula con una película protectora

que evite que se adhieran entre sí

agentes defloculantes

b) Agregando un agente con actividad superficial

Bicapas lipídicas - liposomas

Membrana

biológica

Micela Liposoma

Cristales líquidos y vesículas de

surfactantes

Fase media o hexagonal

(empaquetamiento

hexagonal de micelas

cilíndricas)

Fase laminar

(empaquetamiento de

micelas laminares)

Cristales líquidos: Diagrama de fases

A = fase líquida

B = solución micelar

C= fase hexagonal

D = fase cúbica

E = fase laminar

F = fase sólida

Las soluciones de fosfolípidos

sometidas a ultrasonido (sonicación)

producen liposomas pequeños

(unilamelares).

Liposoma unilamelar

Liposoma multilamelar

Bicapas Lipídicas Experimentales

Liposomas

Las mismas soluciones,

evaporado el solvente y agitados

los fosfolípidos con soluciones

acuosas, producen liposomas

grandes (multilamelares).

Liposomas como forma farmacéutica

SOD

Los liposomas proveen

un volumen hidrofílico

encerrado en una o varias

bicapas lipídicas.

Los liposomas se fusionan

con membranas celulares y

permiten liberar el

contenido (en este

esquema, la enzima

superóxido dismutasa)

hacia el interior celular.

3 2 1

célula

Coloides liófobos

Emulsiones

Dos líquidos no miscibles (uno disperso en el otro en

formas de gotas de tamaño coloidal)

Estabilidad mínima, puede ser aumentada añadiendo

tensioactivos, sólidos finamente divididos.

Emulsión Fase dispersa o interna

Fase continua o externa

Acuosa: o/w

Oleosa: w/o

Estabilidad de las emulsiones

La destrucción de una emulsión puede producirse por:

a) Coalescencia

b) Difusión molecular

c) Floculación

d) Formación de crema

e) Inversión de fases

Emulsiones trifásicas

FCs desarrollo como carriers O2 sintéticos por

capacidad de disolver gases

Sufren coalescencia al ser esterilizados por

autoclave (Weers et al., 2004)

Filtración esterilizante

Producción en

condiciones asépticas

Liposomas de tamaño pequeño

(hasta 300 nm) y a dispersiones

de baja viscosidad

Liposomas muy grandes o de

alta viscosidad

Esterilización por

autoclavado

Liposomas: Riesgo de degradación

física/química de liposomas y/o de

droga encapsulada

Métodos de esterilización de coloides

Radiación No para dispersiones acuosas

(degradación de FL por HO)

Emulsiones: Riesgo de coalescencia

Esterilización de emulsiones por calor

Usos: emulsiones lipídicas para administración parenteral,

vehículo para drogas poco solubles en agua como

vitaminas liposolubles

emulsiones lipídicas para target de drogas a órganos

blanco

Autoclave

Tamaño de gota en el rango 0.2-0.4 m

Emulsiones lipídicas 10-20% aceite en agua,

estabilizadas con lecitina

Emulsión de claritromicina conteniendo vitamina E (ClaE)

Esterilización de emulsiones por calor

Emulsificante: lecitina de huevo conteniendo 72% PC y

pequeñas cantidades de fosfolípidos aniónicos

Lu et al., 2008

Estabilidad térmica de ClaE

Efecto del pH

Efecto del tiempo

Esterilización a

100oC

Shi et al., 2009

Emulsión lipídica de cinarizina

Before

sterilization

1 2 3

Physical

appearance

Good Good Good Visual oil drops

on surface

Particle size

distribution

(nm)

158 158 152 ND

Zeta potential

(mV)

-26.32 -26.45 -27.12 ND

Residual

content (%)

99.4 99.5 99.2 ND

1: rotating autoclave,115oC, 30 min

2: rotating autoclave,121oC, 8 min

3 rotating autoclave,126oC, 3 min

Shi et al., 2009

Esterilización de emulsión

lipídica de cinarizina

Método de elección: rotating

autoclave,121oC, 15 min

Determinación del contenido de CN a diferentes tiempos durante la

esterilización en autoclave a 121oC

temperaturas

Hidrólisis lecitina

Degradación CN 96

97

98

99

100

0 5 10 15 20 25 30

Resid

ual co

nte

nt

(%)

Sterilization time (min)

Filtración esterilizante

Mecanismos de esterilización por membrana

suspensiones de liposomas

(Goldbach et al., 1995)

Filtros de membrana

(screen filters)

Filtros de profundidad

(depth filters)

Ej. Filtros de policarbonato Ej. Filtros de celulosa

emulsiones parenterales

(Lidgate et al., 1992)

Filtración esterilizante: esferulitas

Richard et al., 2006

Filtración esterilizante: esferulitas

• Tamaño de partícula

• Cuantificación de PC

• Encapsulación y liberación de compuestos de interés

• Funcionalidad química