EMÜLSİYONLAR
Prof. Dr. Ayşegül Karataş
Tanım: Birbiriyle karışmayan en az iki sıvıdan birinin diğeri içinde bir emülgatör yardımıyla damlacıklar halinde dağılması ile oluşan, homojen görünümlü heterojen sistemlerdir.
Damlacıklardan (globüller) oluşan faza, dispers faz yada iç faz; içinde dağıldığı ortama da dispersiyon ortamı yada dış faz denir.
Damlacıklar; opak, beyaz ve 0.1-10 m
dir.
Emülsiyon bileşenleri Yağ fazı
Su fazı
Emülgatör
Birbirleriyle karışmayan faz Bileşenleri
Polar yardımcı maddeler
Polioller
Gliserin
Polietilen glikoller
Propilen glikol
Su
Nonpolar yardımcı maddeler
Esterler
Yağlar
Lanolin
Sentetikler (izopropil miristat, palmitat, gliseril monostearat)
Bitkisel yağlar
Eterler
Polioksipropilenler
Perfluropolieterler
Yağ asitleri
Yağ alkolleri
Hidrokarbonlar
Mineral yağlar
Vazelin
Skualen
Karışık
Halohidrokarbonlar
Perflorokarbon
Mumlar, bitkisel ve hayvansal yağlar
Üstünlükleri
Tadı kötü olan maddelerin, istenmeyen tat ve kokularını maskelemek için.
Örn. Balık yağı, hint yağı, yağda çözünen vitaminler (A, E)
Etkin maddelerin emilimini artırmak için;
Örn. İnsülin, heparin gibi makromoleküllü maddelerin GI kanalda absorpsiyonları artırılabilir.
Etkin maddenin kimyasal stabilitesini artırmak
için.
Ayrıca;
Topik olarak uygulandıklarında deride ince bir tabaka oluştururlar ve kolay yıkanırlar.
Tiksotropik emülsiyon formları deriden hızla penetre olur.
Radyoopak emülsiyonlar teşhis amacıyla
kullanılırlar.
Emülsiyon tipleri
1- Klasik emülsiyonlar: Klasik emülsiyonlar
- Su içinde yağ tipi (yağ/su; o/w): Su içinde yağ tipi (yağ/su; o/w): Yağ damlacıkları sulu fazda dağılmıştır. Daha çok oral kullanım ve topik kullanım için
- Yağ içinde su tipi (su/yağ; w/o) Yağ içinde su tipi (su/yağ; w/o) : Su damlacıkları yağ fazında dağılmıştır. Topik
2- Çok fazlı (çoklu, multipl, çift) Çok fazlı (çoklu, multipl, çift)
Aynı anda her iki emülsiyon tipini birarada bulunduran sistemlerdir. Su/yağ/su; w/o/w ve yağ/su/yağ ; o/w/o.
3- Mikroemülsiyonlar veya miseller Mikroemülsiyonlar veya miseller emülsiyonlar
emülsiyonlar (damlacık çapı < 140 nm).
.
Emülsiyon tipleri
4-Kuru (dry) emülsiyonlar: Suda çözünen veya çözünmeyen taşıyıcılar kullanılarak hazırlanırlar. Toz taşıyıcılar içeren y/s emülsiyonun kurutulmasıyla elde edilir.
Kurutulma sırasında su fazı uzaklaşırken katı taşıyıcı madde, yağ fazını içine almaktadır.
*Toz halindedirler.
* İn vivo ortamda tekrar y/s tipine dönüşürler.
*Suda çözünen taşıyıcı olarak; laktoz, mannitol, HPMC, MC
*Çözünmeyen taşıyıcı olarak; kolloidal silika sayılabilir
Emülsiyon tipleri
5 5
-Kuru adsorbe emülsiyonlar: s/y tipi emülsiyonlardan -Kuru adsorbe emülsiyonlar:hazırlanan partikül büyüklüğü 100-1000 m olan katı sistemlerdir.
Emülsiyonun her iki fazına uygun polariteye sahip adsorban toz madde ilave edilir. Bunlar tablet şeklinde basılabilir ve sert jelatin kapsüllere konabilir.
Hidrofilik adsorban olarak; silika, pektin, kitozan
Hidrofobik adsorban olarak; alkil grubu bağlanmış silika kullanılabilir
Avantajları
1) Daha dayanıklıdır
2)Çözünürlüğü düşük, ışıktan ve oksidasyondan korunması gereken maddelerin formülasyonları için daha uygundur.
3) Etkin maddenin kontrollü salımı sağlanır.
Emülsiyon tipleri
6-Perflorakarbon emülsiyonlar
6-Perflorakarbon emülsiyonlar: Kan yedeği olarak ve O
2taşınmasını gerektiren tedavilerde kullanılmaktadır.
Perflorokarbonların; oksijen ve karbondioksit gibi gazları çözme yetenekleri yüksektir,
Kimyasal ve biyolojik olarak geçimli ve inerttirler.
7-Lipit submikron emülsiyonlar
7-Lipit submikron emülsiyonlar. Düşük
biyoyararlanım gösteren ve kısa yarı ömre sahip etkin
maddelerin farmakolojik özelliklerini ve
biyoyararlanımlarını artırmak için son yıllarda tercih
edilen kolloidal taşıyıcı sistemlerdir.
•
██ Faz I
•
██ Faz II
•
██ Surfaktan
•
A. Karışmayan iki sıvı
•
B. Faz II disperse edildi Faz I içinde
•
C. Stabil olmayan emülsiyon
•
D. Faz I ve Faz I arasında yer alan Surfactant . Stabil
emülsiyon Oluşması
EMÜLSİYONLARIN FORMÜLASYONU
Emülsiyon Tipinin seçimi
Oral emülsiyonlar:
Amaç:
Tadı kötü olanların tadını maskelemek;
Bazı etkin maddelerin emilimini ve biyoyararlanımın artırmaktır.
y/s tipindedirler. Sıvı parafin gibi laksatifler, yağda çözünen vitaminler, yağlı besleme preparatları
Emülgatör olarak genellikle noniyonik yüzey etkin
madde kullanılır.
Topikal emülsiyonlar: Losyonlar, linimentler
Çoğu kozmetik amaç için kullanılmaktadır.
Hem y/s (lokal etki için)
Hem de s/y (oklüsif etki ve cilt temizleyicisi)
Yararlılıkları penetrasyon yeteneğine bağlıdır.
Parenteral Emülsiyonlar
Yağda çözünen etkin madde uygun bir taşıyıcıda çözünür ve karışım emülsifiye edilir.
Damlacık boyutu 1 m den küçük olmalıdır.
1) y/s tipi allerjenik ekstreler (SC)
2) s/y tipi Sürekli etkili depo preparatlar (IM)
3) y/s tipi besleme emülsiyonları (IV)
IV emülsiyonlar
%5-30 yağ içerir (soya yağı/ aspir yağı, doymamış yağ asitleri (Besleyici)
Damlacık çapı 0.1-0.5 m
pH’ları 5.5-8.0 dir
y/s tipi
Emülgatör olarak %1.2 yumurta lesitini (besleyici) ve poloksamerler (diğer) kullanılmaktadır
A ve K vitaminlerin
Hormonların
Antineoplastik maddelerin IV emülsiyonları da bulunmaktadır
Yağ fazının seçimi
Oral veriliş
Hint yağı
Yerfıstığı yağı
Balık yağı
IV beslenme
Soya yağı
Ayçiçek yağı
Keten tohumu yağı
Aspir yağı
Topik kullanım
Hidrokarbonlar (sıvı, katı, yumuşak parafin)
Mumlar (karnauba mumu, beeswax)
Silikon yağları (dimetikon)
Emülgatörlerin emülsiyon oluşturma mekanizması üç teori ile açıklanabilir.
Arayüzey gerilimini düşürmek ve termodinamik stabilizasyonu sağlamak (Yüzey filmi teorisi)
Bir arayüzey filmi oluşturmak ve koalesansa karşı mekanik bariyer sağlamak
Bir elektriksel çifte tabaka oluşturmak
ve elektriksel bariyer sağlamak
Arayüzey gerilimini düşürmek ve Arayüzey gerilimini düşürmek ve termodinamik
termodinamik stabilizasyonu sağlamak stabilizasyonu sağlamak (Yüzey filmi teorisi):
(Yüzey filmi teorisi):
Ara yüzey gerilimi düşürülmesi (emülgatör ile) ile dispersiyonun ara yüzeydeki serbest enerjisi de düşer.
Damlacıklar yüzey gerilimi daha fazla olan
tarafa doğru bükülür (iç bükey şekil), o
taraftaki sıvıyı çevirir.
Bir arayüzey filmi oluşturmak ve koalesansa Bir arayüzey filmi oluşturmak ve koalesansa karşı mekanik bariyer sağlamak:
karşı mekanik bariyer sağlamak:
Su ve yağ damlalarının yüzeyi üzerinde emülgatör madde tarafından bir film oluşturulmaktadır.
Emülgatörler su-yağ arayüzeyinde monomoleküler film oluşturarak adsorbe olurlar. Bu filmi oluşturan monomoleküler emülgatörün suda çözünen katyon taşıyıcı ucu su tarafına yönelir.
Tek emülgatör yerine birden fazla emülgatör (yani
sulu fazda hidrofilik yağlı fazda da hidrofobik
emülgatör) kullanılırsa. Ara yüzeyde kompleks bir film
oluşacaktır.
Stabil bir emülsiyon oluşturmak için emülgatör oranları ve tipleri çok önemlidir.
Hidrofilik tween ve lipofilik span değişik oranlarda kombine edilerek kullanılmaktadır.
Polioksietilen sorbiton monopalmitat
(tween 40) ve Sorbiton monooleat
(span 80) karışımı gibi
Bir elektriksel çift tabaka oluşturmak Bir elektriksel çift tabaka oluşturmak
Birbirine yaklaşan damlalar arasında elektriksel itme kuvvetleri meydana gelir.
Bu durum, emülsifiye olan globüllerin yüzeyindeki elektriksel yük grupları ile elektriksel çifte tabaka arasındaki etkileşimden kaynaklanmaktadır.
Yüzey etkin maddelerin polar yapıları da
önemlidir.
Emülgatör
Emülgatörlerin taşıması gereken özellikler Emülgatörlerin taşıması gereken özellikler
Yüzey gerilimi 10 dyn/cm’nin altına düşürebilmeli
Disperse olan damlacıklar etrafında adsorbe olmalı, arayüzeyde film oluşturmalı ve koalesansa engel olmalı
Emülsiyonun viskozitesini artırmalı
Düşük konsantrasyonlarda bile etkisi olmalı (%1- 5)
Suyu seven polar kısmı ve yağı seven nonpolar ucu olmalı
Toksik olmamalı
Emülgatörlerin sınıflandırılması Emülgatörlerin sınıflandırılması
Oluşturdukları film tipine göre
Monomoleküler film oluşturanlar
Multimoleküler film oluşturanlar
Katı partiküler film oluşturanlar
Yapısına göre
Sentetik
Anyonik emülgatörler
Katyonik
Noniyonik (iyonik olmayanlar)
Amfoterik
Doğal Kaynaklı
İnce öğütülmüş tozlar
Emülgatörlerin sınıflandırılması (oluşturdukları film tipine göre)
Monomoleküler film oluşturanlar:
Yüzey etken maddeler
Yağ-su ara yüzeyinde tek tabaka
şeklinde film oluştururlar.
Multimoleküler film oluşturanlar:
Hidrofilik kolloidler
- Yağ damlacıkları etrafında çok tabakalı, koalesansa karşı çok sıkı, kuvvetli bir film oluştururlar.
- Damlacıklara yük kazandırarak birbirlerini itmelerini sağlarlar
-Emülsiyonun viskozitesini arttırırlar.
Bitkisel kaynaklı: Arap zamkı, kitre zamkı, pektin, lesitin
Hayvansal kaynaklı: Jelatin, kolestrol Yarı sentetik: MC, CMC
Sentetik: Karbomerler
Katı partiküler film oluşturanlar:
Yağ ve su fazları tarafından ıslanarak emülgatör olarak etki ederler.
Katı partiküller hidrofilik ise su fazında, hidrofobik ise yağ fazında disperse olurlar.
Hidrokolloidler Bentonit
Veegum
Emülgatörlerin yapısına göre sınıflandırılması
Sentetik
Anyonik emülgatörler
Katyonik
Noniyonik (iyonik olmayanlar)
Amfoterik
Doğal Kaynaklı
İnce öğütülmüş tozlar
Anyonik emülgatörler
Etkin grupları anyon olup negatif yük taşırlar.
Haricen kullanılan (Topik) preparatlarda yer alırlar.
Uzun hidrokarbon zincirli karboksilik asitlerin (laurik ve oleik asit gibi) K, Na NH
3, Ca, Al, Zn tuzları ya da bu asitlerin sülfonlanmış ya da sülfatlanmış bileşiklerinin K, Na ve NH
3tuzları dır.
1. Alkali metal ve amonyum sabunları. Yağ asitlerinin, Na, K ve NH
3gibi tuzlar ile yaptığı sabunlar olarak tanımlanir.
* Suda çözünürler, y/s tipi emülsiyon yaparlar.
*Alkali çözelti oluştururlar. pH 10’un üzerinde emülsiyonları dayanıklıdır. İrritandırlar.
*Deterjan özellikleri vardır.
*Aynı zamanda in situ emülgatör oluştururlar.
Oleik asit ve amonyum’dan oluşan sabun, emülgatör etki gösterek beyaz linimentin stabil olmasını sağlar.
*Çok değerli katyonlarla geçimsizdirler. Bu nedenle formülasyonlarda deiyonize su kullanılmalıdır.
Potasyum laurat
Sodyum stearat
2. Toprak alkali (iki ve üç değerli metal) sabunları:
Yağ asitlerinin, Ca, Mg, Al tuzları ile yaptığı metalik sabunlar olarak tanımlanir. S/y tipi emülsiyon oluştururlar.
Al-, Ca-, Mg-, Zn-stearat, Zn-oleat
Kireç linimenti (in situ oluşan emülsiyon; CaCl2 ve oleik asit)
Çinko krem (ZnO ve oleik asit)
3. Organik (amin) sabunları: Bir yağ asidi ile aminin oluşturduğu tuzlardır.
Trietanolamin stearat.
In situ olarak y/s tipi emülsiyon oluştururlar. (Trietonalamin ve bir yağ asidi)
Daha az irritandır. Nötral pH oluşturur.
Daha çok kozmetik ürünlerde kullanılır.
4. Sülfatlanmış bileşikler: Yağ asitleri ile sülfirik asitin sabunlaştırılmasından elde edilir.
Sodyum lauril sülfat. Şampuanlarda tercih edilir. Y/s tipi emülsiyon oluşturur. Islatıcı özellikleri vardır.
Sodyum lauril etersülfat
Mono-di-trietanolamin lauril sülfat
5. Sülfonlanmış bileşikler: Yağ alkolleri ile sülfirik asitin sabunlaştırılmasından elde edilir. Emülgatör olarak daha az kullanılırlar. Islatıcı ve deterjan ajan olarak tercih edilirler.
Sodyum setil sülfonat
Sodyum dodesil benzen sülfonat
Katyonik emülgatörler
Etkin grupları katyondur, pozitif yüklüdürler.
Dezenfektan ve koruyucu özellikleri vardır.
Emülsiyonlarının pH’ları 4-6 dır.
Emülsiyon oluşturma özellikleri zayıftır.
Anyoniklerle geçimsizdirler.
Kuaterner amonyum bileşikleri.
Benzalkonyum klorür
Setil trimetilamonyum bromür (Cetrimide)
Noniyonik emülgatörler
Uzun zincirli yağ asitlerinin polihidrik alkollerle olan esterleri ile bunların etilen oksitle olan esterleri ve eterleridir (Poliol esterleri)
Hem y/s hemde s/y tipi emülsiyonları stabilize ederler.
Toksisite ve irritan özellikleri düşüktür.
Bazıları oral ve parenteral ürünlerde kullanılabilir.
pH değişikliklerine ve elektrolitlere daha az duyarlıdir.
Daha pahalıdırlar.
1)Yağ asitlerinin polihidrik alkollerle olan esterleri. s/y tipi emülsiyon oluştururlar.
Gliserol esterleri:
Gliseril monostearat
Gliseril monooleat
(“Self emulsifying” gliseril monostearat Y/s tipi emülsifier)
Sorbitan esterleri
: Sorbitan monolaurat (Span veya Arlecal 20),
Sorbitan monooleat (Span veya Arlecal 80)
2) Bunların etilen oksitle olan esterleri ve eterleri:
y/s tipi emülsiyon yaparlar
Spanların polioksietilen esterleri (polisorbatlar):
Polioksietilen sorbitan monolaurat (®Tween 20)
Polioksietilen sorbitan monooleat (®Tween 80) (polisorbat 80)
*Polisorbatlar anyonik, katyonik ve noniyoniklerle geçimlidir.
*Nötral pH oluştururlar. Sıcaklık pH değişimi ve elektrolit konsantrasyonuna dayanıklıdırlar.
*Toksisiteleri düşüktür, hem parenteral hem de oral kullanım için uygundurlar.
Yağ alkollerinin polioksietilen eterleri
Polioksietilen stearil alkol (Cremophor A)
3)Polioksietilen/polioksipropilen blok kopolimerler
Poloksamerler
Amfoterik emülgatörler
Aynı molekül içinde hem anyonik hem de katyonik grup içerirler.
Düşük pH larda katyonik, yüksek pH larda anyonik özellik gösterirler.
Sodyum N alkil amino propiyonat
Lesitin
Doğal Kaynaklılar
Bitkisel veya hayvansal kaynaklıdır.
Genellikle y/s tipi emülsiyon oluştururlar
Mikroorganizma üremesine neden olabilirler
Arap zamkı
Jelatin
Agar
Kitre zamkı
Kolesterol gibi
İnce öğütülmüş tozlar
Çok küçük katı partiküllerden oluşur
Globüllerin etrafında her iki faz tarafından ıslatılabilen katı partiküler bir film oluştururlar.
S/y ve y/s tipi emülsiyon oluştururlar.
Bentonit (Alüminyum silikat)(haricen)
Veegum (Magnezyum aluminyum silikat) (haricen)
Hektorit
