Sistemas dispersos: clasificación, propiedades y aplicaciones farmacéuticas

Sistemas Dispersos: Clasificación, Propiedades y Aplicaciones

Un sistema disperso está constituido por al menos dos fases: una fase dispersa, dispersada o interna; una fase continua, externa, vehículo o medio dispersante; y una interfase con propiedades diferentes a las de cada una de las fases.

Clasificación de los Sistemas Dispersos

Los sistemas dispersos se pueden clasificar según varios criterios:

• Tamaño de la fase dispersa:
  • Molecular (soluciones): Menor a 1 nm.
  • Coloidal: Entre 1 nm y 0,5-1 μm.
  • Gruesa (sistemas dispersos heterogéneos): Mayor a 1 μm. Ejemplos: suspensiones, emulsiones.
• Estado físico de las fases: Sólido (s), líquido (l) y gaseoso (g).
• Según su estructura:
  • Incoherentes: Dos fases bien definidas. La fase dispersa puede ser partículas sólidas (dispersiones coloidales) o gotitas (emulsiones).
  • Coherentes: Dos fases entremezcladas. Las partículas dispersas se contactan formando una estructura tridimensional, dando al sistema propiedades fisicoquímicas y reológicas específicas (geles, magmas).
• Según la afinidad entre las fases externa e interna:
  • Liòfilos: Alta afinidad por la fase externa. Formación espontánea, termodinámicamente estables. Si el medio es agua, se denominan coloides hidrófilos. Preparación: simple dispersión, mezclado.
    • Soluciones verdaderas: Polímeros hidrosolubles (acacia, povidona).
    • Geles o jaleas: Mayor concentración de polímero (carboximetilcelulosa, metilcelulosa, carbómero).
    • Dispersiones de partículas: Partículas discretas diminutas del sólido, no soluciones moleculares (bentonita, celulosa microcristalina).
    • Liófilos en asociación: Fase dispersa de carácter anfifílico, fase dispersante oleosa (o) o acuosa (w) (micelas, por ejemplo, compuestos anfifílicos como tensioactivos y copolímeros anfifílicos).
  • Liófobos: Baja afinidad por la fase externa. Ejemplos: soles (polímeros hidrofóbicos como arcilla, ácido poliláctico). Preparación: requiere aporte de energía.
    • Suspensiones:
      • Trituración (molino, ultrasonido).
      • Peptización: remoción de agentes floculantes. Adición de agentes defloculantes o peptizantes.
    • Soluciones: Se incorpora un disolvente que insolubiliza y provoca la formación de partículas coloidales.

Coloides protectores: Polímeros hidrosolubles cuya absorción estabiliza los soles hidrófobos y los protege de la coagulación. Uso parenteral: gelatina, seroalbúmina.

Suspensiones

Suspensiones: Dispersión de partículas sólidas insolubles en un líquido. Forma farmacéutica (FF) para: facilitar la ingestión, insolubilidad de la droga en el vehículo, controlar la liberación, enmascarar características, brindar mayor superficie de contacto, inestabilidad de la droga en solución.

Estabilidad farmacéutica: Permanecer homogénea durante el tiempo mínimo de agitación a la retirada de la dosis. El sedimento que se forma en el almacenamiento tiene que resuspenderse por agitación. Viscosidad equilibrada, fácil de colocar en jeringa. Vía oral (VO): buenas características organolépticas.

• Defloculada: La fuerza de repulsión entre dos partículas es mayor que la de atracción. Origina sedimentos difíciles de redispersar, no son convenientes para uso farmacéutico. Coágulo: agregado de estructura compacta y densa. Sedimentos bajos. Las partículas están muy unidas y la redispersión es imposible. Ventajas (V): sedimenta lento. Desventajas (DV): irreversible, se forma una pasta dura (caking).
• Floculada DV: mala apariencia. Necesita redispersión correcta para asegurar la uniformidad de la dosis.

Factores que afectan la solubilidad. Vías de administración (Vadm): oral, parenteral, piel y mucosas, inhalatoria.

Agentes floculantes: Electrolitos (inorgánicos, sales sódicas de acetato; reducen el potencial Z al provocar la contracción de la doble capa eléctrica), surfactantes iónicos, surfactantes no iónicos de alto peso molecular (PM), polímeros hidrofílicos (forman una red similar a un gel dentro del sistema y se absorben sobre las partículas).

Emulsiones

Determinantes del signo de la emulsión: Componente de la fase oleosa, método de preparación, fracción de fase interna (máximo 74%), tipo de emulgente (regla de Bancroft: el líquido en el que el emulsificante sea más soluble será la fase externa).

Estabilidad de las emulsiones: Estabilidad termodinámica (disminución de la tensión interfacial, por adsorción de tensioactivos creando áreas interfaciales gaseosas y condensadas), formación de película interfacial (barrera mecánica), estabilidad electrostática (aumento de la repulsión eléctrica), estérica y modificación de las propiedades reológicas (aumento de la viscosidad y disminución de la velocidad de formación de cremas y coalescencia).

Aspecto cuantitativo (Griffin):

• 18-15: Solubilizantes.
• 15-13: Detergentes.
• 7-9: Humectantes.
• 0-3: Antiespumantes.
• 16-8: Emulsificantes O/W.
• 3-6: Emulsificantes W/O.

Emulsificantes: Favorecen la estabilidad de la emulsión, deben ser compatibles con el resto de los componentes y carecer de toxicidad.

Clasificación de los Emulsificantes

• Naturaleza:
  • Tensioactivos: Mecanismo de acción (MA): estabilización termodinámica, reducen la tensión interfacial. Efecto mecánico y estérico: forman una película fuerte, resistente y flexible.
    • Anfóteros (lecitinas. Vía parenteral y gelatina).
    • Catiónicos (uso en cosméticos, desinfectantes. Ejemplo: bromuro de benzalconio).
    • Aniónicos (irritantes, uso externo. Sales de ácidos grasos, lauril sulfato de sodio).
    • No iónicos: Mayor costo, son los más importantes (Span, Tween).
  • Para potenciar emulsificantes primarios o preparación extemporánea: Coloides hidrofílicos (se adsorben en la interfase formando capas multimoleculares), esteroles derivados, sólidos finamente divididos.
• Origen: Naturales, sintéticos, semisintéticos.
• Complejidad: Simples o mezclas.

Inestabilidad de las Emulsiones

• Física:
  • Cremado (por gravedad).
  • Floculación (unión sin fusionarse, siguen manteniendo su identidad, pero cada agregado se comporta como una unidad).
  • Envejecimiento de Ostwald (gotas más pequeñas se solubilizan en otras mayores).
  • Coalescencia (gotas se unen para formar una mayor y disminuir el área interfacial).
  • Inversión de fases.
• Química: Incompatibilidad entre componentes (tensioactivos de carga opuesta, coloides que precipitan por alcohol, alta concentración de electrolitos que pueden precipitar tensioactivos o invertir la fase), cambios de pH, reacción de oxidación de aceites grasos, disminución o aumento de la temperatura.
• Microbiana

Tipos de Emulsiones

• Vía oral: O/W o W/O/W.
• Piel: O/W, W/O.
• Vía intramuscular (IM) / subcutánea (SC): O/W, W/O o W/O/W.
• Vía intravenosa (IV): O/W.