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Emulsion Es

Mar 02, 2016

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EMULSIONES

EMULSIONEShttp://mazinger.sisib.uchile.cl/repositorio/ap/ciencias_quimicas_y_farmaceuticas/ap-fisquim-farm14/Una emulsin es un sistema que consta, por lo menos, de dos lquidos inmiscibles, uno de los cuales se encuentra disperso en el otro, en forma de pequeas gotitas. La estabilizacin de estos sistemas se logra mediante la adicin de ciertas sustancias que constituyen la fase emulgente o emulsificadora. Tambin puede ocurrir que en una emulsin, tanto la fase dispersa como la continua, sea slida o semislida ; las emulsiones con consistencia semislida se estudiarn en el ltimo aparatado de este captulo. El dimetro de las partculas dispersas en las emulsiones vara entre 0,1 y 10 , pero algunas veces pueden llegar a ser tan pequeas como 0,01 y tan grandes como de 50 a 100 .Tipos de emulsiones. Las emulsiones pueden pertenecer a cualquiera de los dos tipos siguientes: aceite en agua (o/w) o agua en aceite (w/o). Corrientemente las emulsiones medicinales de administracin oral son del tipo o/w, y requieren la adicin de un agente ernulgente o/w. Entre los primeramente utilizados de este tipo para emulsiones o/w de administracin interna se encuentran: la goma arbiga, la goma tragacanto, la pectina, la gelatina, la yema de huevo, algunos agentes sintticos y algunas veces, la bentonita. Naturalmente que no todas las emulsiones que se administran por va digestiva pertenecen al tipo o/w, ya que ciertos alimentos como la mantequilla y algunos caldos pertenecen a las emulsiones w/o.Las emulsiones de aplicacin externa pueden ser de los dos tipos, o/w o w/o; para las primeras, adems de los emulgentes anteriormente citados, se emplean: el laurilsulfato sdico, el , estearato de trietanolamina, los jabones monovalentes como el oleato sdico y los propiamente denominados emulgentes de monoestearato de glicerina, que estn formados por una mezcla de monoestearato de glicerina y una pequea cantidad de jabn monovalente o un sulfato alqulico. Las emulsiones w/o, de us farmacutico, son casi exclusivamente de aplicacin externa y pueden contener uno o varios de los siguientes emulgentes : jabones polivalentes, como el palmitato clcico, los steres del sorbitn (Spans), colesterol y lanolina.Generalmente se emplean varios mtodos para determinar a qu tipo pertenece una emulsin. Segn uno de stos, al espolvorear una pequea cantidad de un colorante soluble en agua, tal como azul de metileno o azul brillante, FCF, sobre la superficie de la emulsin, si el agua forma la fase externa, o sea, si es del tipo o/w, el colorante se disolver y difundir uniformemente en el agua; por el contrario, si la emulsin es del tipo w/o, las partculas del colorante se distribuirn en grupos sobre la superficie de la emulsin. Un segundo mtodo requiere la dilucin de la emulsin con agua, y si aqulla se mezcla con facilidad con el agua, es que pertenece al tipo o/w. Otro mtodo, tambin muy generalizado, es aquel en el que se emplean dos electrodos conectados a una fuente de energa elctrica y que se sumergen en la emulsin; si en sta la fase externa es agua, la corriente elctrica pasar a travs de la emulsin, lo cual se pone de manifiesto mediante un galvanmetro de aguja, o tambin con una lmpara de incandescencia. Pero si el aceite constituye la fase continua, por la emulsin no pasar la corriente elctrica.Teora de las emulsiones. La emulsificacin y estabilizacin de una mezcla de lquidos inmiscibles depende de un gran nmero de factores qumicos y fsicos, del balance hidrfilo-lipfilo de los agentes emulgentes, de la relacin de volumen existente entre las dos fases y del tamao y distribucin de las partculas dispersas, causas stas a las cuales se har referencia en la siguiente discusin.Cuando dos lquidos inmiscibles se agitan juntos, uno de los dos se dispersa, temporalmente, en el otro, puesto que, excepto en el caso de las emulsiones muy diluidas de aceite en agua (hidrosoles de aceite) que son algo estables, en la mayora de los casos pronto se separan los lquidos en capas perfectamente definidas. El hecho de que estos dos lquidos inmiscibles no permanezcan mezclados, durante algn tiempo, se explica porque las fuerzas moleculares de cohesin en cada lquido, son superiores a las fuerzas de adhesin existentes entre ambos lquidos y, como ya se indic en el captulo 19, las fuerzas de cohesin de cada fase se manifiestan en forma de energa o tensin interfacial en la superficie de separacin de ambos lquidos.Cuando un lquido se divide en gotitas muy pequeas, el rea superficial de estos pequeos glbulos es enormemente mayor que el rea de la superficie del lquido original. As, por ejemplo, si 1 cm3 de aceite mineral se dispersa en un 1 cm3 de agua, para formar una fina emulsin, en pequeos glbulos con un dimetro volumensuperficie dvs de 0,01 (106 cm), el rea superficial de las gotitas de aceite llegar a ser de 600 m2, y la energa libre superficial asociada con este rea es aproximadamente de 34 x 107 erg, o sea, unas 8 cal; sin embargo, el volumen total del sistema no ha sufrido alteracin, y sigue siendo de 2 cm2. Todos estos clculos se pueden realizar utilizando la ecuacin [6 b], pgina 620, de la siguiente forma:

El trabajo empleado, o incremento de energa libre superficial, viene dado por la expresin y como la tensin interfacial yow entre el aceite mineral y el agua es de 57 dyn/cm (erg/cm2),W = 57 erg/cm2 x (6 x 106 cm2) = 34 x 107 erg = 34 Jy puesto que: 1 cal = 4,184 J 34/4,184 = 8 cal.En resumen, que la superficie total de las partculas de aceite sera algo superior a la superficie de un campo de "basketball". (En las emulsiones reales, las partculas dispersas son unas 10 a 100 veces mayores que las antes mencionadas y, en consecuencia, su superficie ser proporcionalmente menor.) El aumento de energa libre, 8 cal, asociado con el gran incremento de superficie antes sealado, es lo bastante grande como para hacer que el sistema sea termodinmicamente inestable y, en consecuencia, que las gotitas presenten una cierta tendencia a unirse.Por tanto, la tecnologa de las emulsiones requiere, en primer trmino, un mtodo para dispersar la fase interna con el mnimo esfuerzo y, despus, el conseguir que las partculas permanezcan en su estado de dispersin el mayor tiempo posible. El primer problema constituye el objeto de la emulsificacin, y el segundo, el de la estabilizacin.Emulsificacin y en Fulgente. Aqu nos referiremos a los cambios fsicos y las operaciones que lleva implcita la preparacin de una emulsin. El trabajo necesario para lograr la emulsificacin, calculado en el apartado anterior, se aminora utilizando los agentes emulsionantes o emulgentes, los cuales, en virtud de la existencia de dos fases. acuosa y oleosa, dispersas entre s, se orientarn en la interfase lquido-lquido de tal manera que se reduzca al mnimo la energa libre interfacial. Si volvemos a calcular el trabajo necesario para conseguir la emulsin citada en el apartado anterior, pero en presencia de un emulgente que disminuya la tensin interfacial hasta 1 dyn/cm, nos encontraremos con que la energa precisa pasa a ser solamente de 0,6 J, o sea, alrededor de 0,14 cal, es decir, que ahora el trabajo empleado es nicamente un 2% de la cantidad inicial.Los emulgentes desempean un importante papel en la emulsificacin, ya que no slo reducen la tensin interfacial y facilitan la formacin de la emulsin, sino que tambin, como consecuencia de su particular naturaleza qumica, envuelven a las gotitas dispersas con una fuerte y elstica pelcula mono o multimolecular, sobre la cual nos ocuparemos ms adelante.El obtener una emulsin del tipo o/w o del tipo w/o depende, principalmente, de las propiedades del agente emulsificador y, en especial, de su balance hidrfilo-lipfilo, o lo que es lo mismo, de su naturaleza polar o no polar. En efecto, como ya se discuti en el captulo anterior (pg. 599), el que un agente tensoactivo sea emulgente, humectante, detergente o solubilizante, puede predecirse a partir de su balance hidrfilolipfilo. En un emulgente del tipo del estearato sdico, C17H35COONa, la cadena no polar hidrocarbonada, C17H35-, es el grupo lipfilo (soluble en las grasas y aceites), y el grupo carboxlico, -COONa, es la parte hidrfila (soluble en el agua) de la molcula. El que predominen las propiedades hidrfilas o las lipfilas en un emulgente (o combinacin de emulgentes), es lo que determina la formacin de una emulsin o/ w o w/o, pudindose decir que, en general, cuando el HLB del emulgente est comprendido entre 9 y 12, la emulsin resultante es del tipo o/w, mientras que cuando aqul es del orden de 3 a 6, se obtiene una emulsin w/o. Por esto, los emulgentes, como la mezcla de "Tween 20" y "Span 20", que tienen un alto valor HLB, formarn una emulsin o/w ; y, por el contrario, el "Span 60" solo, cuyo HLB es 4,7, tender a formar la emulsin w/o.En la prctica actual, se utilizan con ms frecuencia, para la preparacin de emulsiones, las combinaciones de emulgentes que los agentes emulsionantes solos. As, en 1940, SCHULMAN y COCKBAIN 8, sealaban la necesidad de un emulgente predominantemente hidrfilo en la fase acuosa y un agente hidrfobo en la oleosa para que se forme una pelcula compleja en la interfase. En la figura 3 se representa la disposicin de las molculas de tres mezclas de emulgentes, en la interfase aciteagua, observndose que mientras, independientemente, tanto el cetilsulfato sdico como el colesterol solo son capaces de formar una emulsin pobre, la mezcla de los dos da origen a una pelcula compleja (Fig. 3 a), que produce una excelente emulsin. Por otra parte, como la mezcla de cetilsulfato sdico y alcohol olelico no es capaz de formar una pelcula compacta sobre las partculas de aceite (Fig. 3 b), esta combinacin slo conduce a una emulsin dbil y, finalmente, la mezcla de alcohol cetilico y oleato sdico, aunque llegan a originar una pelcula compacta, como la formacin de complejos entre ambos es muy pequea, la emulsin resultante ser tambin pobre (Fig. 3 c).La Atlas Company recomienda la mezcla, en proporciones adecuadas, del emulgente hidrfilo "Tween" con el lipfilo "Span" para conseguir las emulsiones o/w y w/o que se deseen 9. Este mismo criterio de mezclar los agentes emulsionantes puede aplicarse a combinaciones como: estearato sdico y colesterol, laurilsulfato sdico y monoestearato de glicerina, y goma tragacanto y "Span". CHUN, JOSLIN y MARTIN10, despus de determinar el balance hidrfilo-lipfilo de algunos emulgentes naturales, estudian la forma de actuar la mezcla de los mismos.

Estabilizacin. La ms importante cualidad que deben reunir las emulsiones de uso cosmtico y farmacutico, una vez que han sido preparadas, probablemente es su estabilidad. En una emulsin farmacutica, la estabilidad viene caracterizada por la ausencia de coalescencia de la fase interna y de la formacin de crema, junto con el mantenimiento de su buen aspecto, color, olor y otras propiedades fsicas. Algunos investigadores definen la inestabilidad de una emulsin solamente en funcin de la aglomeracin y separacin de su fase interna. La formacin de crema resultante de la floculacin y concentracin de los glbulos de la fase interna no se considera, algunas veces, como indicio de inestabilidad. Sin embargo, como una emulsin es un sistema dinmico, la floculacin y la subsiguiente formacin de crema representa un paso previo hacia la completa coalescencia de la fase interna. Adems, en el caso de las emulsiones farmacuticas, la formacin de crema representa una falta de uniformidad en la distribucin del medicamento activo, que, por consiguiente, a no ser que la preparacin se agite antes de administrarla, dar lugar a una variacin de la dosificacin. La realidad es que el buen aspecto de una emulsin est afectado por la formacin de crema y, por tanto, esto constituye un motivo de preocupacin, para el preparador de emulsiones, tan importante como la completa separacin de la fase interna.A la luz de todas estas consideraciones, llegamos a la conclusin de que la inestabilidad de las emulsiones farmacuticas puede clasificarse de la siguiente formaa) floculacin y formacin de crema;b) coalescencia y destruccin de la emulsin;c) diversas alteraciones fsicas y qumicas.La formacin de crema en las emulsiones y la ley de Stokes.Todos aquellos factores que se han observado son importantes en la formacin de crema en las emulsiones y estn incluidos en la ley de Stokes:

en la que v representa la velocidad de sedimentacin o de formacin de crema, d es el dimetro medio de las gotitas dispersas, p la densidad de la fase dispersa, po la de la fase continua, o la viscosidad de sta, y g la aceleracin de la gravedad.Del anlisis de esta ecuacin se deduce que si la fase dispersa es menos densa que la fase continua, que es lo general en las emulsiones o/w, la velocidad de sedimentacin ser negativa y, por tanto, se originar la formacin de crema ascendente, pero si la fase interna es ms pesada que la externa, los glbulos se sedimentarn, fenmeno ste observado corrientemente en las emulsiones w/o, cuya fase interna acuosa es ms densa que la fase continua oleosa, y que se suele denominar formacin de crema descendente. La velocidad de este proceso aumenta con la diferencia existente entre las densidades de las dos fases, con el dimetro de los glbulos, y es inversamente proporcional a la viscosidad de la fase externa. Aumentando la fuerza gravitatoria mediante una centrfuga, se eleva la velocidad de formacin de crema, como se deduce de la frmula [5]; en la cual tambin se observa que el factor ms importante de este proceso es el dimetro de las gotitas o glbulos de la fase interna, puesto que aumentando el dimetro de la fase oleosa hasta el doble, la velocidad de la formacin de crema se hace cuatro veces mayor.Ejemplo 2. Se dispone de una emulsin o/w formada por aceite mineral de densidad 0,90 dispersado en una fase acuosa de densidad 1,05. Si las partculas de aceite presentan un dimetro medio de 5 , la fase externa tiene una viscosidad de, 0,5 poise (0,5 dyn seg/cm2, 0,5 g/cm/seg) y la constante gravitatoria es 981 cm/seg2, cul ser la velocidad de formacin de crema en centmetros por da?

y puesto que un da tiene 86 400 seg, la velocidad ascendente de formacin de crema, -v, ser v = 4,1 x 10-6 cm/seg x 86 400 seg/da = 0,35 cm/da.Con objeto de reducir la velocidad de formacin de crema en una emulsin, se pueden alterar los factores que intervienen en la ecuacin de Stokes, tales como la viscosidad de la fase externa, que puede elevarse, sin exceder un lmite aceptable de consistencia, aadiendo un agente elevador de la viscosidad ("espesante"), por ejemplo, metilcelulosa, goma tragacanto o alginato sdico. El tamao de los glbulos o micelas puede reducirse por homogeneizacin, constituyendo ste el fundamento de la estabilizacin de la leche homogeneizada frente a la formacin de crema. As, si en el ejemplo indicado anteriormente el tamao medio de las partculas de la emulsin se reduce a 1 , o sea, 1/5 del valor original, la velocidad de formacin de crema desciende a 0,014 cm por da, o sea, alrededor de 5 cm por ao. En realidad, cuando las partculas presentan un tamao inferior a 5 , surge el movimiento browniano que, a la temperatura ambiente, ejerce una influencia tal que hace que las partculas se sedimenten, o se forme la crema, ms lentamente que lo predicho por la ley de Stokes.Menor atencin se ha prestado al ajuste de las densidades de las dos fases con el objeto de reducir la velocidad de formacin de crema, aunque tericamente igualando las dos densidades se eliminara la tendencia a su formacin; sin embargo, esta condicin se pone en prctica raras veces, ya que los cambios de temperatura alteran las densidades en distinta magnitud. No obstante, en algunos trabajos de investigacin se incrementa la densidad de la fase oleosa aadiendo sustancias solubles en sta como alfabromonaftaleno, bromoformo y tetracloruro de carbono, que, por otra parte, no pueden ser utilizados para los productos medicinales. MULLINS y BECKER 11 aadan aceite bromado para ajustar las densidades en las emulsiones farmacuticas.Realmente, la ecuacin [5] slo da la velocidad de formacin de crema correspondiente a una sola gota de la emulsin y, con frecuencia, lo que interesa es la velocidad de formacin de crema del centro de gravedad de la masa correspondiente a toda la fase dispersa. Con esta finalidad, GREENWALD 12 ha desarrollado una ecuacin que pueden consultar los interesados en estos problemas.

Ruptura de las emulsiones. Teniendo en cuenta que la formacin de crema en las emulsiones es un proceso reversible, y que el de su ruptura es irreversible, es lgico que estos dos fenmenos se estudien por separado. En efecto, a partir de una emulsin en la que se ha formado la crema, los cogulos de sta pueden fcilmente ser redispersados por agitacin y as alcanzar de nuevo una mezcla uniforme, debido a que todava los glbulos de aceite estn rodeados de una cubierta del agente emulsionante. Pero cuando ha tenido lugar la ruptura de la emulsin, no es posible volver a aqulla por simple mezcla de las dos fases, debido a que la pelcula que envolva a las partculas de aceite ha sido destruida, y stas tendern a la coalescencia. Se ha investigado mucho para estudiar a fondo la inestabilidad de las emulsiones por ruptura, y a continuacin consideraremos los factores ms importantes que afectan a este proceso.KING 13 seal que la disminucin del tamao de las partculas dispersas no conduce siempre a un aumento de la estabilidad, sino que ms bien existe, para cada sistema particular, un grado ptimo de dispersin, para el cual la estabilidad es mxima. Como en el caso de las partculas slidas, si la dispersin no es uniforme, las ms pequeas son englobadas entre las ms grandes, surgiendo importantes fuerzas de cohesin que dan origen fcilmente a la coalescencia de la fase interna; de aqu que, de acuerdo con esto, tenga mayor estabilidad una dispersin, aunque sea moderadamente grosera, cuando posea un tamao uniforme de partculas dispersas. La viscosidad, en s, no es un factor determinante para la estabilidad, pero, no obstante, las emulsiones viscosas son ms estables que las fluidas, debido a que aquella propiedad retarda la floculacin y la coalescencia. Los emulgentes viscosos parecen facilitar el cizallamiento de los glbulos cuando la emulsin se prepara en el mortero, pero esto parece estar poco o nada relacionado con la estabilidad. KNOECHEL y WURSTER 14 han sealado que la viscosidad desempea slo un pequeo papel en el aumento de la estabilidad de las emulsiones o/w. Posiblemente, una viscosidad ptima ms bien que alta es la necesaria para aumentar la estabilidad.La razn volumenfase o, lo que es lo mismo, la relacin existente entre los volmenes de las fases acuosa y ,oleosa, presenta una influencia secundaria en la estabilidad de las emulsiones. Como se indic al hablar de los polvos (pg. 623), las partculas esfricas uniformes cuando estn formando un empaquetamiento suelto presentan una porosidad que representa un 48 % del volumen total ocupado y, por tanto, el volumen llenado por las esferas, en este caso, ser el 52 % del total. Pero si las esferas adquieren un empaquetamiento lo ms compacto posible tericamente, sin tener en cuenta su tamao, el volumen ocupado por stas no puede exceder del 74% del volumen total. Estos valores pueden tener alguna significacin de importancia en las emulsiones reales, aunque se haya prescindido de considerar las desviaciones debidas a los distintos tamaos y formas de las partculas y la posibilidad de que existan pequeas partculas situadas entre las esferas grandes. OSTWALD 15 y otros investigadores han sealado que si a una emulsin o/w se le pretende incorporar una proporcin de aceite superior a, aproximadamente, el 74%, la mayora de las veces los glbulos de aceite coalescen, y la emulsin se destruye. A este valor, conocido por punto crtico, se le define como la concentracin mxima de la fase interna, por encima de la cual el emulgente no puede producir una emulsin estable del tipo deseado. En algunas emulsiones estables el citado valor puede ser superior al 74%, debido a las irregularidades existentes en la forma y tamao de sus partculas dispersas. Sin embargo, de una forma general, se puede decir que la razn volumen-fase 50/50 (la cual est prxima al empaquetamiento suelto) es la que conduce, aproximadamente, a la emulsin ms estable. En realidad, este hecho fue descubierto, de forma emprica, hace muchos aos por los farmacuticos, puesto que la mayora de las emulsiones que entonces se preparaban llevaban 50 partes de la fase oleosa y otras tantas de la acuosa.Aunque se ha demostrado que la carga elctrica de la doble capa difusa es de una gran importancia en las suspensiones, algunos investigadores creen que su inters en las emulsiones concentradas es secundario. Cuando las partculas oleosas, de ordinario cargadas negativamente, estn rodeadas, en una emulsin o/w, por una pelcula de emulgente no inico, los efectos electrocinticos probablemente son tan poco significativos que aqullas, siguen en suspensin, mantenindose la estabilidad del sistema; no obstante, sobre este punto no existe un acuerdo de tipo general en la actualidad. Para una mayor informacin sobre la influencia de la carga elctrica sobre la estabilidad, puede consultarse la publicacin de VAN DEN TEMPEL 16.Es posible que el factor de mayor influencia sobre la estabilizacin de una emulsin se encuentre en las propiedades fsicas de la pelcula interfacial del emulgente, ya que para que dicha pelcula sea eficaz debe ser, al mismo tiempo, fuerte y elstica y, adems, deber formarse con rapidez durante la emulsificacin. SERRALLACH, JONES y OWEN 17 han medido la consistencia de la pelcula interfacial y han encontrado que un buen emulgente, o combinacin de emulgentes, da origen a un descenso preliminar de la tensin interfacial, produciendo pequeos glbulos uniformes y formando rpidamente una pelcula que protege a estos glbulos de su reagrupacin durante el proceso de emulsificacin, y despus de un periodo de das o semanas, la pelcula va tomando, poco a poco, mayor consistencia.Evaluacin de la estabilidad. De acuerdo con KING y MUKHERJEE 18, solamente son precisos, para determinar la estabilidad de las emulsiones, aquellos mtodos microscpicos que implican un anlisis estadstico tamao-frecuencia, de las partculas emulsionadas, de tiempo en tiempo y a medida que la emulsin envejece. Para las emulsiones que se destruyen o rompen con rapidez, es adecuada la observacin microscpica de las separacin de la fase interna, aunque este proceso sea difcil de medir con una cierta exactitud. Con el mtodo microscpico se mide el dimetro de las partculas y se realiza una distribucin estadstica tamao-frecuencia entre los intervalos 0,0 a 0,9 -, 1,0 a 1,9 -, 2,0 a 2,9 , etc., como se indica en la figura 4, representando en abscisas el tamao de las partculas o dimetro de los glbulos en micras, frente a la frecuencia o nmero de glbulos de cada uno de los intervalos sealados en el eje de ordenadas. Probablemente,

los primeros en utilizar este mtodo para determinar la estabilidad fueron FINKLE, DRAPER y HILDEBRAND 19, aunque con posterioridad -se han llevado a cabo muchos estudios similares. As, en 1937, COOPER 20, en trabajos experimentales realizados sobre 60 emulsiones, revis el mtodo tamao-frecuencia y encontr que para juzgar la estabilidad de una emulsin es ms conveniente tener en cuenta la distribucin estadstica de la superficie especfica que la del tamao de las partculas.En el periodo de tiempo inicial de una emulsin no se puede juzgar la estabilidad de la misma mediante el anlisis estadstico de distribucin de frecuencias, ya que la estabilidad no guarda relacin con el tamao inicial de las partculas. Por tanto, este mtodo solamente ser digno de confianza cuando se tiene en cuenta la coalescencia de los glbulos dispersos en una emulsin de una cierta edad o la separacin de la fase interna procedente de la emulsin despus de un cierto periodo de tiempo de su formacin. KING y MUKHERJEE 18 determinaron la superficie especfica interfacial, es decir, el rea de la interfase, por gramo de aceite emulsionado, para cada emulsin en intervalos de tiempo sucesivos, y prefirieron tomar como medida de la estabilidad de una emulsin el valor recproco del decrecimiento, con el tiempo, del rea especfica interfacial.SMITH y GRINLING 21 pusieron en prctica, para las emulsiones farmacuticas, un mtodo de anlisis microscpico que implica el recuento de las partculas y que es menos penoso y ms rpido que los mtodos estadsticos. Sin embargo, ellos no sealaron que este mtodo no es adecuado, si no se repite el anlisis, en intervalos de tiempo regulares, a medida que envejecen las emulsiones. LEVIUS y DROMMOND 22, en sus estudios sobre la estabilidad de las emulsiones, combinaron el mtodo del recuento con la centrifugacin.Con el fin de evaluar nuevos agentes emulsionantes y de determinar la estabilidad de emulsiones farmacuticas se han utilizado otros mtodos tales como el anlisis turbimtrico y los ensayos de temperatura. VAN DEN TEMPEL 16 y LAWRENCE y MILLS 21 han estudiado la cintica de la ruptura de las emulsiones y sus resultados, as como la manera de enfocar este problema, que puede ser de una gran utilidad, en un futuro inmediato, para el anlisis de la estabilidad.Inversin de fase. La inversin de fase, que no es otra cosa que el cambio de tipo de emulsin de o/w a w/o, o viceversa, constituye un fenmeno de gran importancia, tanto en la preparacin como en la estabilizacin de las emulsiones, pudiendo ser tambin un hecho que ayude u obstaculice la tecnologa de las emulsiones. Muchas veces, despus de la preparacin, adecuadamente controlada, de una emulsin, surge en el producto final la inversin de fase, fenmeno que, producido por diversas causas o factores ms o menos fciles de localizar, constituye un serio trastorno en la fabricacin de emulsiones.Una emulsin o/w estabilizada con estearato sdico puede invertirse a otra del tipo w/o, aadiendo cloruro clcico, por formarse estearato clcico. La inversin de fase tambin puede ocasionarse alterando la razn volumenfase de la emulsin. As, para la preparacin de una emulsin o/w se puede mezclar el emulgente o/w con la fase oleosa y despus aadir una pequea cantidad de agua; como el volumen de agua es pequeo en comparacin con el del aceite, aqulla se dispersa por agitacin, incluso aunque el emulgente, con preferencia, tenga tendencia a formar un sistema aceite-en-agua; cuando se va aadiendo, poco a poco, ms agua se alcanza gradualmente el punto de inversin, y entonces el agua y el emulgente envuelven al aceite en forma de pequeos glbulos, logrndose as la emulsin o/w deseada. Este procedimiento es utilizado, algunas veces, para la preparacin de emulsiones comerciales; y constituye el fundamento del Mtodo continental, utilizado en la preparacin de mezclas o combinaciones. La obtencin de emulsiones se discute con gran amplitud en los tratados generales de Farmacia galnica y en los de Farmacia tcnica 24.SUSPENSIONESUna suspensin farmacutica es una dispersin grosera en la cual existen partculas slidas insolubles dispersas en un medio lquido. Estas partculas presentan, en su mayora, un dimetro superior a 0,1 , y algunas, si no la mayor parte de ellas, al observarlas con el microscopio, muestran un movimiento browniano, cuando la dispersin tiene una viscosidad baja.Las suspensiones contribuyen en Farmacia y Medicina a la administracin, en una forma aceptable al paladar, de sustancias insolubles, muchas veces de sabor desagradable; tambin proporcionan un modo aconsejable para la aplicacin sobre la piel, y algunas veces sobre las membranas mucosas, de sustancias de accin dermatolgica y, por ltimo, son un medio valioso de administracin de medicamentos insolubles por va parenteral. En consecuencia, la suspensiones farmacuticas pueden clasificarse en tres grupos: mezclas para administracin oral, lociones de aplicacin externa y preparaciones para inyectables.Una suspensin aceptable en Farmacia debe poseer determinadas cualidades, entre las cuales se encuentran las siguientes: la sustancia suspendida no deber sedimentarse rpidamente, las partculas que se sedimenten en el fondo del recipiente no deben formar un sedimento o torta dura y consistente, a fin de que puedan volver a dispersarse con facilidad por agitacin y formar una mezcla uniforme; y, por ltimo, la suspensin no ha de ser demasiado viscosa, para que pueda verterse fcilmente por la boca del recipiente, o fluir a travs de la aguja inyectable. En el caso de las lociones externas, preparadas a base de suspensiones, stas han de poseer la fluidez necesaria para que se extiendan con facilidad sobre el rea de aplicacin, y adems no deben tener una movilidad excesiva para que no resbalen de la superficie afectada; la locin debe secarse con rapidez y proporcionar una pelcula protectora elstica, que no debe desprenderse fcilmente; y, por ltimo, deben poseer color y olor aceptables. Finalmente, el farmacutico precisa que los preparados en forma de suspensiones contengan ingredientes fcilmente asequibles, los cuales puedan incorporarse a la mezcla, con relativa facilidad, utilizando los mtodos y dispositivos de uso normal.El resto de esta seccin lo dedicaremos a la discusin de algunas de las propiedades que proporcionan a las suspensiones las caractersticas aconsejables que antes se indicaron.Desde el punto de vista farmacutico, la estabilidad fsica de una suspensin puede definirse como la cualidad que debe reunir en virtud de la cual las partculas no deben poderse agregar, y adems deben permanecer uniformemente distribuidas por toda la dispersin. Teniendo en cuenta que raras veces se alcanza este estado ideal, se aconseja el aadir a todo lo indicado que si las partculas se sedimentan, stas deben fcilmente volverse a suspender mediante una moderada agitacin.Propiedades interfaciales de las partculas en suspensin.Poco se sabe acerca de las condiciones energticas en la superficie de las partculas slidas, pero, sin embargo, se necesita conocer sus condiciones termodinmicas para el buen xito de la estabilizacin de las partculas en suspensin. Indudablemente, para reducir un slido a pequeas partculas y dispersarlas en un medio continuo se debe realizar un trabajo. La gran superficie de las partculas, que surge como consecuencia de la pulverizacin del slido, va asociada con una energa libre superficial que hace al sistema termodinmicamente inestable, es decir, que las partculas, al disponer de una alta energa, tendern a reagruparse para que decrezca su rea total y, con ella, su energa libre superficial. Por tanto, las partculas en suspensin en un lquido tendern a flocular, formando ligeros y esponjosos conglomerados, que se mantienen unidos gracias a dbiles fuerzas de Van der Waals. En determinadas condiciones las partculas pueden adherirse unas a otras por fuerzas de naturaleza ms fuerte, formando lo que se denominan agregados, como ocurre cuando una suspensin llega a formar un sedimento en forma de torta en el fondo. Este fenmeno tiene lugar muchas veces por crecimiento y unin de los cristales en los precipitados, producindose as un agregado slido.La formacin de cualquier tipo de aglomerados, bien sean flculos o agregados, se considera como una medida de la tendencia del sistema a alcanzar un estado termodinmicamente ms estable. Un incremento en el trabajo W o incremento de energa libre superficial -G ocasionado por la divisin del slido en pequeas partculas y, por tanto, acompaado de un aumento del rea superficial total -A, viene dado por:

donde SL, es la tensin interfacial entre el lquido y las partculas slidas.Con objeto de aproximarse, lo ms posible, al estado estable, el sistema tiende a reducir su energa libre superficial hasta que alcanza el estado de equilibrio, en el cual -G = 0; condicin sta que, como se deduce de la ecuacin [6], puede lograrse tanto reduciendo la tensin interfacial como disminuyendo el rea interfacial. Esta ltima posibilidad, que conduce a la floculacin o agregacin, puede ser aconsejable o no, en una suspensin farmacutica, como se ver en un apartado posterior.La tensin interfacial puede reducirse por adicin de sustancias tensoactivas, pero, ordinariamente, no puede conseguirse su anulacin, y de aqu que, por lo general, una suspensin de partculas insolubles, al poseer siempre una tensin interfacial definida y positiva, presenta tambin una cierta tendencia a flocular. Un anlisis similar a ste se podra haber realizado con el proceso de ruptura de una emulsin.Estabilizadores de las dispersiones. Puesto que lo que se pretende es mantener una dispersin lejos de la floculacin, y teniendo en cuenta que ySL no puede anularse fcilmente, para conservar la estabilidad provisional de una suspensin, o sea, para retener el sistema en lo que se llama estado metaestable, se pueden utilizar otros recursos. As, con esta finalidad, se utiliza la llamada barrera de energa en forma de estabilizador de la dispersin o de un agente de suspensin, ya que stos al ser adsorbidos en la superficie de las partculas, actan como de pantalla mecnica y, algunas veces, elctrica, impidiendo o disminuyendo la atraccin de las partculas y, por ltimo, la floculacin.Los agentes empleados como estabilizadores de las dispersiones son aquellos conocidos por tensoactivos, agentes dispersantes o de floculantes y coloides protectores. Combinaciones de estos agentes son de gran utilidad para la estabilizacin de las suspensiones.Como ya se ha indicado, un tensoactivo proporciona estabilidad al sistema por reducir su tensin interfacial ySL. Pero es que, adems, como las partculas dispersas, ordinariamente, llevan cargas elctricas que impiden la aglomeracin a causa de las fuerzas repulsivas, los tensoactivos con una carga negativa, como el laurilsulfato sdico, estearato sdico y el Aerosol OT (American Cyanamid Co.), pueden ser adsorbidos por las partculas cargadas negativamente, incrementndose as su potencial zeta negativo y colaborando de esta manera para evitar la precipitacin de las partculas dispersas cuando estn presentes iones de carga opuesta. Por este motivo, los agentes catinicos deberan ser unos estabilizadores eficaces de las partculas cargadas positivamente. Los tensoactivos son tiles para mejorar las propiedades de extensin de las lociones.Hasta el momento no se han utilizado mucho los agentes dispersantes (defloculantes) para aumentar la estabilidad de las suspensiones farmacuticas, pues aunque stos, en su mayora, no son agentes irritantes y se utilizan en frmulas cosmticas, sin embargo, est perfectamente establecido que no pueden emplearse en las suspensiones de uso interno mientras no estn exentos de toxicidad. Entre los agentes defloculantes de inters farmacutico se encuentran los siguientesDarvn (R. T. Vanderbilt Co.), Daxad (Dewey and Almy) y Marasperse (Marathon Corporation).Los "Daxads" son sales orgnicas polimerizadas del cido sulfnico del tipo alquilarlico, y pueden representarse por la frmulaNa+-O3S Aril CH2 Aril SO3-Na+Los agentes defloculntes no estn catalogados como verdaderos tensoactivos, porque no disminuyen, apreciablemente, la tensin interfacial de la dispersin. La forma de actuar de estos agentes consiste en que son adsorbidos, probablemente mediante fuerzas de naturaleza polar, por las partculas con carga negativa, incrementando sta, con lo cual aumenta la repulsin y, en consecuencia, no se aglomeran.Con frecuencia, se encuentra que los agentes dispersantes y los ten soactivos disminuyen la viscosidad de una suspensin al destruir la estructura del flculo, tal es el caso de una suspensin que contiene demasiada cantidad de sustancias slidas y que llega a tomar una consistencia pastosa debido a la formacin de flculos, por ejemplouna suspensin acuosa que contiene un 50 % de caoln presenta una viscosidad plstica mayor de 3 000 poises, a causa de la cual no puede verterse del recipiente que la contiene; pues bien, al aadirle Marasperse CB en una concentracin de 0,05 % con relacin al caoln, se reduce su viscosidad y su valor crtico de forma tal que el producto puede fluir a travs de un pequeo orificio. Adems, utilizando los agentes dispersantes tambin se puede conseguir, si se desea, aumentar el contenido de slidos en una dispersin, sin que se eleve su viscosidad. Como la cantidad de dispersante que ha de ser empleada es en cierto modo crtica, de aqu que para obtener resultados ptimos debe determinarse, previamente, en cada formulacin, cul es la concentracin adecuada.Los coloides protectores, entre los cuales se encuentran las gomas naturales y sintticas, como la gelatina, la metilcelulosa y el alginato sdico, actan recubriendo las partculas con un hidrato y, con frecuencia, con una pantalla cargada elctricamente. Es muy probable que la hidratacin tenga lugar principalmente mediante la formacin de un puente de hidrgeno entre el agente adsorbido y las molculas de agua circundantes. Los coloides protectores difieren de los tensoactivos en que aqullos no reducen la tensin superficial e interfacial de una forma apreciable y adems en que las disoluciones tensoactivas son ms viscosas que las de los coloides protectores. Adems, stos difieren tambin de los agentes defloculantes en que su propiedad dispersante es debida, no slo al incremento que experimenta el potencial zeta, sino tambin a la formacin de una barrera mecnica que impide la agregacin de las partculas. De ordinario, se utilizan los coloides protectores en mucho mayor concentracin que los agentes tensoactivos o los dispersantes.Antes, la denominacin de agentes suspensores se utilizaba, en esencia, para los coiloides protectores viscosos, los cuales rebajaban a la vez la aglomeracin y la sedimentacin de las suspensiones, pero aqu emplearemos una definicin ms amplia, que incluye tambin a los agentes tensoactivos y dispersantes, los cuales van encontrando cada vez mayor aplicacin para la estabilizacin de las suspensiones.Es difcil poder discriminar cundo se debe emplear un tensoactivo, un dispersante o un coloide protector, pues realmente cualquiera de stos posee propiedades de los otros dos tipos; as, en efecto, los coloides protectores viscosos utilizados, de ordinario, en las suspensiones farmacuticas, es frecuente que muestren tambin, en alguna extensin, las propiedades de los otros dos tipos de agentes.GERDING y SPERANDIO 25 hicieron una tabla de la mayora de los agentes suspensores de uso ms frecuente, en la cual indican los mtodos de preparacin, las incompatibilidades ms corrientes, el intervalo de pH de estabilidad, y alguna otra informacin de utilidad para la preparacin de las suspensiones. JAGGARD y ZOPF 26 estudiaron algunas de las gomas sintticas y las compararon con la goma tragacanto desde el punto de vista de su eficacia para la preparacin de las suspensiones. Finalmente, hemos de sealar que las emulsiones tambin pueden utilizarse como vehculos para la suspensin de polvos insolubles.Teora de la sedimentacin. La velocidad de sedimentacin, al igual que el proceso de la formacin de crema en las emulsiones, puede ser determinada a partir de la ley de Stokes. Sin embargo, esta ley slo se aplica a aquellos sistemas ideales formados por esferas de tamao uniforme que no presentan interacciones entre ellas mismas, ni con las paredes del recipiente y, adems, que al sedimentarse lo hacen sin originar turbulencias. Estas condiciones las cumplen, con cierta aproximacin, las suspensiones farmacuticas que contienen menos de 2 g de parte slida por cada 100 ml de lquido. (Algunos investigadores han encontrado que para que se cumpla la ecuacin de Stokes es preciso que la concentracin sea menor de 0,5 g/100 ml) En las disoluciones diluidas, las partculas, al no interferir unas con otras, presentan una sedimentacin libre, pero en la mayora de las suspensiones farmacuticas que contienen partculas dispersas en concentraciones de 5, 10 ms por ciento, las partculas muestran una sedimentacin obstaculizada, debido a que aqullas interfieren unas con otras cuando descienden y, en consecuencia, la ley de Stokes no se cumple de forma apreciable. La ecuacin de Stokes, que implica la no uniformidad de forma y tamao de las partculas, puede escribirse, de una forma general, as:

en la que K es una constante que debe determinarse experimentalmente. Todava no se ha logrado una frmula satisfactoria que represente la velocidad de sedimentacin conjunta de las partculas irregulares de las suspensiones concentradas, aunque en estos momentos se est progresando mucho en este sentido27.Sedimentacin y movimiento browniano. En una suspensin las partculas grandes se sedimentan, bajo la accin de la gravedad, siguiendo la ley de Stokes, pero las partculas de dimetro menor que alrededor de 5 , suspendidas en agua, se ven afectadas por el movimiento browniano, que anula, en gran parte, su sedimentacin a la temperatura ambiente, conservndose una cierta libertad de movimiento en el medio. BURTON 28 ha logrado, con grandes esfuerzos, encontrar el radio crtico r, por debajo del cual las partculas se mantienen en suspensin a consecuencia del bombardeo cintico de las partculas por las molculas del medio de suspensin (movimiento browniano).Por observacin microscpica, se ha podido apreciar que el movimiento browniano de las partculas ms diminutas, visibles en el campo de una suspensin farmacutica, se elimina, por lo general, cuando la muestra est dispersada en una disolucin del 50% de gelatina, que tiene una viscosidad aproximada de 5 cps. Por tanto, es muy poco probable que las partculas de una suspensin farmacutica corriente, conteniendo agentes suspensores, se encuentren en un estado de vigoroso movimiento browniano.Volumen y endurecimiento del sedimento. No slo es importante considerar la velocidad de sedimentacin, sino tambin las condiciones de equilibrio alcanzadas cuando la sedimentacin ha finalizado. Una propiedad importante de los productos farmacuticos la constituye el volumen final del sedimento, observndose que mientras los aglomerados de una suspensin floculada sedimentan con rapidez, formando una masa fofa de un gran volumen, las partculas bien dispersadas de un preparado defloculado lo hacen lentamente y pueden deslizarse unas sobre otras para llegar a formar, en el fondo del recipiente, una compacta torta o barro de pequeo volumen.El hecho de que las partculas poco dispersadas (altamente floculadas) no den sedimentos duros, mientras que los productos defloculados sean propensos a la formacin de sedimentos en forma de torta, contribuye a que la preparacin de suspensiones aceptables sea una difcil tcnica. El problema puede resolverse, con cierto xito, intentando alcanzar un equilibrio entre la floculacin de las partculas y su liberacin de la formacin de torta. La utilizacin de adecuados estabilizadores de dispersiones o del recubrimiento de las partcula permite, algunas veces, la existencia de las finas partculas, mientras, al mismo tiempo, impide la agregacin y la formacin de tortas. La formacin de sedimentos duros puede evitarse tambin mediante la floculacin parcial de las partculas suspendidas. Para bajar el potencial zeta, hasta el punto donde la floculacin se inicia, se puede aadir una pequea cantidad de un electrolito, y el sedimento voluminoso formado puede suspenderse completamente en la mezcla mediante la utilizacin de un agente suspensor de viscosidad y tipo de carga ms conveniente. Aumentando la viscosidad de una suspensin se puede impedir tambin el crecimiento de los cristales y la tendencia a la formacin de torta, debido a la disminucin de la velocidad de difusin de las partculas. Una de las medidas ms adecuadas para salvar el problema de la formacin de sedimentos duros es la de presentar los preparados, ya terminados, en forma de polvo seco, al cual, cuando se vaya a utilizar en forma de suspensin, se adiciona agua o cualquier otro vehculo. Esta tcnica es la seguida por algunos laboratorios de medicamentos, y la Farmacopea de los Estados Unidos y el Formulario Nacional as lo admiten para los preparados de esta naturaleza, como, por ejemplo, la suspensin oral de oxitetraciclina. Adems, conservando los medicamentos en forma de polvo seco, antes de su empleo, tambin se mantiene su estabilidad qumica.La formacin de un sedimento duro no es, como se ha, descrito aqu, exclusivamente un fenmeno fsico, sino que tambin puede ser debida, muchas veces, a una reaccin qumica del tipo de la que exponemos a continuacin. El xido de magnesio hidratado en presencia de bicarbonato sdico reacciona lentamente formando cristales que crecen y se fusionan, dando origen a un sedimento duro en forma de torta, constituido por carbonato de magnesio. Pero si, en la suspensin original, se reemplaza el xido de magnesio por el carbonato de magnesio, el sedimento de aquella naturaleza no llega a formarse. Empleando goma arbiga como agente suspensor viscoso, la dificultad sealada en primer trmino no se atena, sino que se agrava al formarse un cemento que difcilmente puede separarse del fondo del recipiente.Propiedades reolgicas de las suspensiones. Los principios de la reologa pueden aplicarse al estudio de los siguientes efectos: de qu forma influye la viscosidad de una suspensin sobre la sedimentacin de sus partculas; de qu manera varan las propiedades de flujo de la suspensin cuando se agita el recipiente y cuando el preparado se vierte de un frasco; y, por ltimo, en las lociones se estudian las cualidades de extensin cuando han de ser aplicadas a la superficie afectada. Indudablemente, todas las consideraciones reolgicas son de gran inters para la preparacin y fabricacin de suspensiones.El efecto de cizalla que tiene lugar en una suspensin en reposo es debido a la sedimentacin de las partculas en suspensin, pero las fuerzas que se manifiestan aqu son tan pequeas que pueden despreciarse. Sin embargo, cuando el recipiente se agita y el producto se vierte desde un frasco, el efecto de cizalla se produce en muy alto grado. Por esto, como han sugerido MERVINE y CHASE 29, el agente suspensor ideal debera mostrar una viscosidad alta para un efecto de cizalla prcticamente despreciable, o sea, durante el reposo o almacenamiento del preparado; y una viscosidad baja para una gran velocidad o grado de cizallamiento, es decir, que debera fluir libremente durante la agitacin y extensin, as como al verterlo. Todas estas recomendables cualidades las renen las sustancias seudoplsticas, por ejemplo, la goma tragacanto, el alginato sdico y la carboximetilcelulosa sdica, como se seala en la figura 5, en la que se incluye como trmino de comparacin el lquido newtoniano glicerina, el cual presenta una viscosidad adecuada para que las partculas permanezcan en suspensin, pero demasiado alta para que la suspensin pueda verterse y extenderse sobre la piel.

Adems, la glicerina muestra una pegajosidad poco aconsejable y es demasiado higroscpica, por lo cual slo puede emplearse para formas diluidas. Todas las grficas incluidas en la figura 5 se obtuvieron empleando el viscosmetro modificado de Stormer, ya descrito en la pgina 641.Un agente suspensor de gran utilidad debera ser aquel que al mismo tiempo que tixotrpico fuese seudoplstico, puesto que en estado de reposo formara un gel y por agitacin llegara a ser fluido. Como se muestra en la figura 6, la curva de consistencia de la bentonita presenta un lazo de histresis bastante marcado, y tambin la tixotropa del Veegum (Vanderbilt Co.) es considerable, propiedades stas que se atestiguan cuando se invierte el vaso que contiene la suspensin y cuando se analizan con un viscosmetro rotatorio. La combinacin de bentonita y carboximetilcelulosa sdica (CMC) presenta una curva en la que existen ambas propiedades seudoplsticas y tixotrpicas, por lo cual esta mezcla debera dar unos resultados excelentes como medio de suspensin.

El viscosmetro rotatorio de FerrantiShirley (Ferranti Ltd., Inglaterra)30, en el que el recipiente y el cilindro del viscosmetro de Stormer han sido reemplazados por un cono y una placa o plato, es ahora el ms utilizado y apto para estudiar las propiedades reolgicas de las sustancias no newtonianas, como las indicadas en la figura 6. Un esquema de un viscosmetro de este tipo se expone en la figura 7, en la que no se seala el dispositivo indicador ni el control modificador de velocidad. Para realizar las medidas, se coloca la muestra en el centro de la placa, despus se eleva sta hasta que ocupe una posicin inmediatamente debajo del cono. Se hace girar ste mediante un motor de velocidad variable, y entonces se somete la muestra a un esfuerzo de cizallamiento o cortante en el estrecho espacio existente entre la placa estacionaria y el cono que est girando. La velocidad de cizalla o gradiente de velocidad, en revoluciones por minuto, se eleva o disminuye mediante un dial selector, y la traccin viscosa o impulso rotatorio (esfuerzo de cizallamiento) producido en el cono se lee en una escala indicadora. Con estas dos magnitudes se obtiene una representacin grfica del tipo sealado.La viscosidad, en poises, de un lquido newtoniano, medida con este tipo de viscosmetros, se calcula mediante la ecuacin:

en la que C es una constante del aparato, T es el momento de tensin ledo y v la velocidad del cono en revoluciones por minuto. En el caso de una sustancia que presenta flujo plstico, la viscosidad plstica viene dada por la ecuacin:

donde T es el momento de torsin calculado a partir del eje de esfuerzos de cizallamiento por extrapolacin de la porcin recta de la grfica, y C es una constante propia del viscosmetro.Preparacin de suspensiones. Los factores que intervienen en la preparacin y estabilizacin de las suspensiones implican ciertos principios de inters fisicoqumico farmacutico, a los cuales nos referiremos brevemente a continuacin.En el laboratorio se puede preparar una suspensin pulverizando o levigando el material insoluble, juntamente con una pequea cantidad de vehculo que contenga el estabilizador de la suspensin, hasta alcanzar una pasta uniforme, a la cual, despus, se va adicionando gradualmente el resto de la fase lquida que puede llevar disuelto cualquier medicamento soluble. A continuacin todo el contenido del mortero se pasa a una probeta graduada, incluidos los lavados del mortero con sucesivas porciones del vehculo y, por ltimo, se aade la cantidad de ste necesaria hasta el volumen final.Una importante etapa en este proceso de preparacin lo constituye la dispersin inicial del polvo insoluble en el vehculo y, por esto, le dedicaremos alguna consideracin adicional. Algunas veces, sobre todo cuando se obtiene una suspensin a escala industrial, los polvos se adicionan al vehculo espolvorendolos sobre la superficie del lquido, siendo con frecuencia difcil el dispersarlos, debido a que llevan adsorbida una capa de aire, grasa u otros contaminantes. Adems, como el polvo no se moja con facilidad, aunque tenga mayor densidad, flotar en la superficie del lquido. En particular, las sustancias finamente pulverizadas son susceptibles a este efecto, por causa de la cantidad de aire que encierran, pues incluso no llegan a mojarse aun cuando se las fuerce a entrar debajo de la superficie del medio de suspensin. La mojabilidad de un polvo se deduce con facilidad observando el ngulo de contacto (pg. 603) que sus partculas forman con la superficie del lquido; este ngulo es aproximadamente de 90 cuando las partculas flotan por completo sobre la superficie del lquido, pero el ngulo ser menor cuando el polvo flote algo sumergido en el lquido y, evidentemente, cuando las partculas se hunden es que no existe ngulo de contacto. A los polvos se les denomina hidrfobos cuando no se mojan fcilmente con el agua y, en consonancia, presentan un ngulo de contacto grande, como es el caso del azufre, el carbn vegetal y el estearato de magnesio; por el contrario, se les llamar hidrfilos a aquellos otros que se mojan con rapidez con el agua, cuando estn exentos de cualquier contaminante adsorbido en su superficie; a este tipo pertenecen el xido de cinc, el talco y el carbonato de magnesio.Las sustancias tensoactivas son bastante tiles para la preparacin de una suspensin, por reducir la tensin interfacial existente entre las partculas slidas y el vehculo lquido, pues como consecuencia de este efecto desciende el ngulo de contacto, el aire es desalojado de la superficie de las partculas y stas se mojan y se sumergen. Tambin se emplean, con buenos resultados, en el proceso de levigacin, la glicerina y las sustancias higroscpicas similares, pues durante esta operacin de mezcla la glicerina fluye por los huecos existentes entre las partculas insolubles, desplazando el aire y recubrindolas de tal forma que despus el agua puede, con facilidad, penetrar y mojar

a) Granulacin preparada por el mtodo hmedo utilizando pasta de almidn.b) Granulacin preparada por el mtodo seco (proceso lento).a) Densidades verdaderas obtenidas por desplazamiento de helio.b) Densidades obtenidas por desplazamiento de lquido.por separado a cada una de las partculas. Una tcnica muy conocida en Farmacia prctica es la dispersin de las partculas de gomas coloidales mediante alcohol, glicerina y propilenglicol, los cuales permiten despus la penetracin del agua en todos los intersticios.En la industria, para la dispersin de slidos en lquidos se suelen utilizar los molinos de bolas y los molinos coloidales, aunque algunas veces tambin se usan otros dispositivos, como los mezcladores de masa o similares. Aqu solamente nos dentendremos a describir los molinos coloidales. Otros tipos de molinos pueden verse en la obra de FISCHER31. El proceso de pulverizacin en seco mediante molinos de bolas fue estudiado por FISCHER y por BERRY y KAMACK 32.El molino coloidal est basado en el principio de la alta velocidad con que se mueve un rotor de forma cnica con respecto a un estator, dentro del cual est centrado y ajustado a una distancia muy pequea de la pared interior de ste. La suspensin que llega al rotor por gravedad a travs de una tolva se cizalla entre el rotor y el esttor y es forzada a salir por la parte inferior del esttor en donde, de nuevo, puede ser obligada a pasar por otro ciclo de molienda, o conducida al exterior.La eficacia de un molino depende de la distancia existente entre el esttor y el rotor, de la velocidad perifrica de ste y de la viscosidad no newtoniana de la suspensin. Al romper el molino los grandes agregados o granos de la parte slida, sta se puede dispersar completamente en el vehculo lquido, siendo entonces protegida esta dispersin por el estabilizador adecuado previamente aadido. La accin de cizalla, causante de la disgregacin, tiene lugar en la superficie giratoria del rotor y en la de los discos estacionarios del esttor y, adems, entre las partculas mismas, cuando se trata de suspensiones concentradas. Se debe tener en cuenta, con respecto a la consistencia del material, que si su valor crtico es demasiado alto, la fluidez no ser la adecuada, pero si la viscosidad de aqul es excesivamente baja, existir una prdida de eficacia, por deslizamiento, en la accin de cizalla; por tanto, el valor crtico ha de ser lo suficientemente bajo y la viscosidad plstica o aparente del material deber corresponder a una consistencia mxima con tal de que exista una velocidad de flujo ptima a travs del molino. Si la sustancia es muy viscosa y la distancia entre el rotor y el esttor o entre los discos de ste es muy pequea, la temperatura se elevar con rapidez al funcionar el molino, siendo preciso refrigerar con agua fra el esttor. Los materiales dilatables -por ejemplo, suspensiones que contienen el 50 % o ms de fase slida-dan origen a ciertas dificultades en este proceso, pues aunque fluyen libremente dentro del molino, cuando la velocidad de cizalla es alta trepan por el rotor, dando origen a que el motor se caliente demasiado y llegue a agarrotarse. Estos riesgos se atenan bastante empezando el proceso de molienda con una-mayor distancia entre el rotor y el esttor, pero si con esta tcnica se fracasa, este material deber molerse con otro dispositivo o la pasta deber diluirse con un vehculo hasta que sea eliminada su distancia.* El trmino densidad aparente ha sido empleado por varios autores para designar a la densidad granular, o a la referida al volumen total, y algunos lo han utilizado para la densidad verdadera obtenida por desplazamiento lquido. Debido a este confusionismo, se aconseja no usar el trmino "densidad aparente".* Aunque se utilicen otras denominaciones y, recientemente, se hayan propuesto otras nuevas para reemplazar a stas, a causa de la constante evolucin de la nomenclatura reologista, sin embargo, hasta que no exista un acuerdo de tipo general en cuanto a los trminos que han de ser empleados, la terminologa seguida por nosotros es, sin duda alguna, la ms aceptable y la de mayor utilizacin en este campo.

DISPERSIONES SEMISOLIDASGeles. Un gel es un sistema slido o semislido de dos componentes, por lo menos, que consiste en una masa condensada que contiene un lquido interpnetrado y encerrado en la misma. Cuando este sistema coherente es muy rico en la fase lquida, se le suele denominar jalea. Ejemplos de este tipo son la jalea del sulfato de efedrina y las, corrientemente utilizadas, jaleas comestibles. Cuando de un sistema de esta naturaleza se separa la fase lquida y solamente queda el armazn, al gel se le llama xerogel, tal es el caso de las hojas de gelatina, de las cintas de goma tragacanto y de las lgrimas de goma arbiga.Los geles pueden ser catalogados, bien como sistemas de dos fases o bien como de una sola fase. La masa del gel puede estar constituida por flculos o conjuntos de pequeas partculas, ms bien que de grandes molculas, como se ha demostrado en el caso del gel de hidrxido de aluminio, el de magma de bentonita y de magma de magnesia; y adems en estos sistemas de dos fases, la estructura del gel (Fig. 8 a, b) no es siempre estable, ya que los geles de este tipo pueden ser tixotrpicos, tomando consistencia semislida en estado de reposo y forma lquida por agitacin.

Por el contrario, un gel tambin puede estar formado por macromolculas dispuestas en forma de hebras enredadas y entrelazadas unas con otras (Fig. 8 c). Muchas de estas unidades estn enlazadas entre s por los tipos de fuerzas de van der Waals ms intensas, dando lugar a unas regiones amorfas y otras cristalinas a travs de todo el sistema, como se indica en la figura 8 d; ejemplos de esta clase de geles son la goma tragacanto y la carboximetilcelulosa. A estos geles se les considera como sistemas de una sola fase, debido a la no existencia de lmites de separacin entre las macromolculas dispersas y la fase lquida.Los geles pueden clasificarse tambin en inorgnicos y orgnicos. La mayora de los geles inorgnicos estn considerados como sistemas de dos fases, mientras que los orgnicos entran dentro de los de una sola fase, a causa de que en stos la matriz condensada est como disuelta en el medio lquido formando una mezcla gelatinosa homognea. Unos geles pueden contener como fase lquida agua y, por esto, se les llama hidrogeles, mientras que los que constan de un lquido orgnicos se les denomina organogeles; as, la gelatina pertenece al primer grupo de geles y la vaselina al segundo.Sinresis y turgencia. Cuando a un gel se le deja en reposo durante algn tiempo, muchas veces se encoge por s solo y expulsa algo de su lquido; este fenmeno, conocido por sinresis, se cree que es debido a un continuo engrosamiento de la matriz o estructura fibrosa del gel con el consiguiente efecto de exprimicin. Este efecto se observa con frecuencia en los postres de gelatina y dems gelatinas de mesa. El trmino "sangra" o "exudacin", utilizado para denominar al fenmeno de liberacin de aceite o de agua de los soportes de los ungentos, generalmente es consecuencia de una estructura deficiente del gel ms que d. la contraccin que implica la sinresis.El fenmeno opuesto a la sinresis es la turgencia, en la cual el gel toma mayor cantidad de lquido y aumenta de volumen. Cuando los geles toman lquido exterior sin experimentar un incremento apreciable de volumen, a este efecto se le llama inhibicin. nicamente aquellos lquidos que son capaces de solvatar a un gel dan lugar a la turgencia. La turgencia de las protenas est influenciada por el pH y por la presencia de electrolitos.Emulsiones y suspensiones semislidas. Las emulsiones y suspensiones semislidas se preparan incorporando un lquido o partculas slidas insolubles dentro de un soporte d gelatina o tambin aadiendo la cantidad suficiente de sustancia en suspensin (lquida o slida) a un vehculo lquido hasta llegar a formar una pasta que presente las propiedades mecnicas de un semislido. As, por ejemplo, por incorporacin de agua a la vaselina hidrfila se llega a una emulsin semislida, mientras que la incorporacin de xido de cinc a la vaselina da origen a una suspensin semislida.

http://mazinger.sisib.uchile.cl/repositorio/ap/ciencias_quimicas_y_farmaceuticas/ap-fisquim-farm14/