Samenvatting Galenica II – theorie
Hoofdstuk 1: Emulsies
1. Definitie
Emulsie = gedispergeerd systeem van 2 vloeistoffen die niet mengbaar met elkaar zijn. De ene
vloeistof zit gedispergeerd onder de vorm van druppeltjes in de andere vloeistof. Druppeltjes van 0,1-
10 micrometer, druppeltjes groter dan 10 micrometer = grove emulsie.
➔ Is een 2-fase systeem:
➢ Uitwendige, continue fase: kan vloeibaar of vast zijn
➢ Inwendige fase: is vloeibaar en niet mengbaar of oplosbaar met de uitwendige fase
Bij een emulsie mogen er tekenen zijn van fase-separation maar die fase-separation moet weer
verdwijnen door te schudden.
Een emulsie is thermodynamisch instabiel -> daarom hulpstoffen nodig zodat de interne fase fijn
verdeeld blijft in de vorm van druppeltjes in de uitwendige fase en zodat de emulsie stabiel blijft
tijdens de bewaring.
2. Types
➢ O/W emulsie: oliedruppeltjes in water
➢ W/O emulsie: waterdruppeltjes in olie
➢ Multipele emulsie (W/O/W of O/W/O)
➢ O/W of W/O crème -> uitwendige fase is halfvast
➢ Parenterale emulsie bv. TPN (total parenteral nutrion, voedingsstoffen)
➢ Micro-emulsie
3. Farmaceutische toepassingen
➢ Oraal: enkel O/W emulsies want een W/O emulsie is niet te drinken (heel slechte smaak). Het
geneesmiddel zit dan in de olie-druppeltjes en de slechte smaak van het geneesmiddel wordt
gemaskeerd en je hebt een beter orale resorptie. Het geneesmiddel moet wel nog vanuit de olie
naar de GI-tractus (waterig) maar in het maag-darmsysteem beginnen de galzouten te werken
en dit zijn emulgatoren die zorgen dat oliën en vetten verteerd worden.
➢ Intraveneus: TPN
➢ Intramusculair: gereguleerde afgifte, depot-preparaat
➢ Topicaal: in de vorm van een crème, beïnvloedt de penetratie van de huid
,4. Vormen van de emulsie
Wanneer je de ene vloeistof in de andere gaat emulgeren worden de druppeltjes kleiner en dus
neemt het contactoppervlak toe.
Voorbeeld: druppeltjes van 5 micrometer -> 1,2 m2, druppeltjes van 1 micrometer -> 6 m2
Nadeel: de vrije oppervlakte-energie gaat ook stijgen want een emulsie wilt naar een energetisch
stabiele situatie gaan met zo groot mogelijke druppels. -> neiging tot coalescentie, fase-
afscheiding
Er worden emulgatoren toegevoegd om de coalescentie tegen te gaan. -> tensiden, surfactanten.
Deze gaan de oppervlaktespanning doen dalen en doen de vrije oppervlakte energie dalen. Je hebt
dan ook minder arbeid nodig om een betere emulcificatie te krijgen en je krijgt ook een betere
stabiliteit. De emulgatoren plaatsen zich in een monolaag rond de druppeltjes. Hydrocolloïden
plaatsen zich in een multimoleculaire laag rond de druppeltjes en de vaste deeltjes zijn vaste
emulgatoren.
1. Emulgatoren
Emulgatoren zijn amfifiel: hebben zowel een affiniteit voor lipofiele zaken als voor hydrofiele
zaken. Als je bijvoorbeeld een surfactant aan een beker met water
toevoegt, zullen de surfactantmoleculen zich eerst bovenaan aan het
grensvlak plaatsen tussen het water (hydrofiel) en de lucht
(hydrofoob). De rode hydrofiele kop naar de waterfase gericht en de
lipofiele staart naar de lucht georiënteerd. Wanneer je steeds meer
surfactantmoleculen gaat toevoegen dan zit de oppervlakte in de
bekervloeistof vol met surfactantmoleculen en als je dan nog
bijkomende moleculen gaat toevoegen gaan deze extra
surfactantmoleculen in de waterbeker gaan. Ze plaatsen zich dan
allemaal met hydrofiele koppen naar buiten gericht en de lipofiele staarten naar binnen gericht. ->
dit zijn micellen
Keuze voor de emulgator: de vloeistof waarin de emulgator het best oplosbaar is, zal de externe
fase zijn. Indien de emulgator een hogere affiniteit heeft voor de hydrofiele fase = O/W emulsie
(de lipofiele staarten gaan naar elkaar toe wijzen en vormen oliedruppeltjes), indien de emulgator
een hogere affiniteit heeft voor de lipofiele fase = W/O emulsie (de hydrofiele koppen gaan naar
elkaar toe wijzen en vormen kleine waterdruppeltjes)
, De absorptie van de emulgator thv het grensvlak is afhankelijk van:
➢ Temperatuur
➢ pH
➢ elektrolieten
➢ type apolaire/polaire vloeistof
➢ structuur emulgator
De filmsterkte thv het grensvlak bepaalt de stabiliteit en wanneer de stabiliteit van de emulsie
verhoogd zal de oppervlaktespanning dalen. De filmsterke is afhankelijk van:
➢ polariteit emulgator
➢ ketenlengte apolair deel
➢ structuur (aromatische bindingen, dubbele bindingen, vertakkingen, lading)
Voorbeeld: niet-ionogene emulgator TWEEN: heeft geen lading, bevat een grote hydrofiele
kop en een kleine lipofiele staart = O/W emulgator
Voorbeeld: niet-ionogene emulgator SPAN: heeft ook geen lading, bevat een kleine hydrofiele
kop en een grote lipofiele staart = W/O emulgator
Emulgatoren worden vaak in combinatie met elkaar gebruikt. Mengsels van emulgatoren =
mengfilmen. Bij een sterke elastische film hebben we een emulsie met een hoge stabiliteit. Bij
een minder sterke film hebben we een emulsie met een lagere stabiliteit.
Soms kan een combinatie van meerdere emulgatoren ook nadelig zijn. Wanneer de lipofiele
staarten bijvoorbeeld naar binnen wijzen kunnen ze beetje verstorend werken doordat er
sterische hinder ontstaat. = instabiele emulsie. Soms kan een combinatie juist ook een positief
effect geven. Wanneer de ketens elkaar sterische hinderen gaan de oliedruppeltjes niet te dicht
bij elkaar komen en geeft dit dus minder kans op coalescentie (positief effect).
2. Hydrocolloïden
Voorbeelden: arabische gom, tragacanth, HPMC -> viscositeitsverhogende stoffen. Hebben water
nodig om te kunnen zwellen, daarom enkel gebruikt in een O/W emulsie.
Ze gaan geen effect hebben op de oppervlaktespanning maar gaan zorgen voor een fysieke barrière
door rond de oliedruppeltjes te zitten.
Voorbeelden: blokcopolymeren bestaan uit meerdere monomeren, co-polymeren bestaat uit
meerdere types van monomeren die oftewel alternerend oftewel random gerangschikt zijn. Bij de
blokcopolymeren gaan alle monomeren samen in een blok voorkomen. Ethyleenoxide (hydrofiel)
en propyleenoxide (lipofiel) afwisselend.
, 3. Vaste deeltjes
Voorbeelden: bentoniet, veegum, Mg-oxide, SiO2
De vaste deeltjes zijn heel klein en hebben ook een affiniteit voor beide fasen. Ze zullen een
mechanisme barrière vormen doordat de poederdeeltjes aan het grensvlak gaan zitten. Op deze
manier zullen ze ook vermijden dat er coalescentie plaatsvindt.
5. Emulgatoren
Functies:
➢ Verlagen de oppervlaktespanning -> de emulsie wordt makkelijker gevormd
➢ Filmvorming rond de druppeltjes -> mechanische barrière
➢ Beïnvloeden de zèta-potentiaal (geladen surfactanten) -> elektrostatische barrière
➢ Vormen een watermantel (niet-ionogene O/W surfactanten) -> solvatatie
Anionactieve Kationactieve Amfotere Niet-ionogene
Zepen: Quaternaire Lecithine Alifatische
➢ Alkali-zepen (Na- ammoniumverbindingen (zowel vetalcoholen (W/O)
stearaat) (cetrimoniumbromide) positieve (cetylalcohol,
➢ Aardalkali-zepen (Ca- als stearylalcohol)
stearaat) negatieve
➢ organische zepen ladingen -
(triëthanolaminestearaat) > wordt
gebruikt
bij TPN
Gesulfateerde verbindingen: Partiële vetzure esters
➢ gesulfateerde van polyolen
vetalcoholen (Na- (glyceromonostearaat)
laurylsulfaat) (W/O)
➢ gesulfateerde oliën
Gesulfoneerde verbindingen Partiële vetzure esters
(Na-DOSS) van sorbitan (SPAN)
(W/O)
Polysacchariden (arabische gom, Polysorbaten
tragacanth) (TWEEN) (O/W)
Saponinen POE esters van
vetzuren (cremophor)
(O/W)
POE esters van
vetalcoholen
(cetomacrogol) (O/W)
De keuze van de emulgator is afhankelijk van de toedieningsroute:
Oraal:
➢ niet toxisch of irriterend: hydrocolloïden (avicel RC)
➢ slechte smaak GM: zepen, gesulfateerde derivaten of niet-ionogene emulgatoren
➢ hoge microbiële load: arabische gom, tragacanth
Hoofdstuk 1: Emulsies
1. Definitie
Emulsie = gedispergeerd systeem van 2 vloeistoffen die niet mengbaar met elkaar zijn. De ene
vloeistof zit gedispergeerd onder de vorm van druppeltjes in de andere vloeistof. Druppeltjes van 0,1-
10 micrometer, druppeltjes groter dan 10 micrometer = grove emulsie.
➔ Is een 2-fase systeem:
➢ Uitwendige, continue fase: kan vloeibaar of vast zijn
➢ Inwendige fase: is vloeibaar en niet mengbaar of oplosbaar met de uitwendige fase
Bij een emulsie mogen er tekenen zijn van fase-separation maar die fase-separation moet weer
verdwijnen door te schudden.
Een emulsie is thermodynamisch instabiel -> daarom hulpstoffen nodig zodat de interne fase fijn
verdeeld blijft in de vorm van druppeltjes in de uitwendige fase en zodat de emulsie stabiel blijft
tijdens de bewaring.
2. Types
➢ O/W emulsie: oliedruppeltjes in water
➢ W/O emulsie: waterdruppeltjes in olie
➢ Multipele emulsie (W/O/W of O/W/O)
➢ O/W of W/O crème -> uitwendige fase is halfvast
➢ Parenterale emulsie bv. TPN (total parenteral nutrion, voedingsstoffen)
➢ Micro-emulsie
3. Farmaceutische toepassingen
➢ Oraal: enkel O/W emulsies want een W/O emulsie is niet te drinken (heel slechte smaak). Het
geneesmiddel zit dan in de olie-druppeltjes en de slechte smaak van het geneesmiddel wordt
gemaskeerd en je hebt een beter orale resorptie. Het geneesmiddel moet wel nog vanuit de olie
naar de GI-tractus (waterig) maar in het maag-darmsysteem beginnen de galzouten te werken
en dit zijn emulgatoren die zorgen dat oliën en vetten verteerd worden.
➢ Intraveneus: TPN
➢ Intramusculair: gereguleerde afgifte, depot-preparaat
➢ Topicaal: in de vorm van een crème, beïnvloedt de penetratie van de huid
,4. Vormen van de emulsie
Wanneer je de ene vloeistof in de andere gaat emulgeren worden de druppeltjes kleiner en dus
neemt het contactoppervlak toe.
Voorbeeld: druppeltjes van 5 micrometer -> 1,2 m2, druppeltjes van 1 micrometer -> 6 m2
Nadeel: de vrije oppervlakte-energie gaat ook stijgen want een emulsie wilt naar een energetisch
stabiele situatie gaan met zo groot mogelijke druppels. -> neiging tot coalescentie, fase-
afscheiding
Er worden emulgatoren toegevoegd om de coalescentie tegen te gaan. -> tensiden, surfactanten.
Deze gaan de oppervlaktespanning doen dalen en doen de vrije oppervlakte energie dalen. Je hebt
dan ook minder arbeid nodig om een betere emulcificatie te krijgen en je krijgt ook een betere
stabiliteit. De emulgatoren plaatsen zich in een monolaag rond de druppeltjes. Hydrocolloïden
plaatsen zich in een multimoleculaire laag rond de druppeltjes en de vaste deeltjes zijn vaste
emulgatoren.
1. Emulgatoren
Emulgatoren zijn amfifiel: hebben zowel een affiniteit voor lipofiele zaken als voor hydrofiele
zaken. Als je bijvoorbeeld een surfactant aan een beker met water
toevoegt, zullen de surfactantmoleculen zich eerst bovenaan aan het
grensvlak plaatsen tussen het water (hydrofiel) en de lucht
(hydrofoob). De rode hydrofiele kop naar de waterfase gericht en de
lipofiele staart naar de lucht georiënteerd. Wanneer je steeds meer
surfactantmoleculen gaat toevoegen dan zit de oppervlakte in de
bekervloeistof vol met surfactantmoleculen en als je dan nog
bijkomende moleculen gaat toevoegen gaan deze extra
surfactantmoleculen in de waterbeker gaan. Ze plaatsen zich dan
allemaal met hydrofiele koppen naar buiten gericht en de lipofiele staarten naar binnen gericht. ->
dit zijn micellen
Keuze voor de emulgator: de vloeistof waarin de emulgator het best oplosbaar is, zal de externe
fase zijn. Indien de emulgator een hogere affiniteit heeft voor de hydrofiele fase = O/W emulsie
(de lipofiele staarten gaan naar elkaar toe wijzen en vormen oliedruppeltjes), indien de emulgator
een hogere affiniteit heeft voor de lipofiele fase = W/O emulsie (de hydrofiele koppen gaan naar
elkaar toe wijzen en vormen kleine waterdruppeltjes)
, De absorptie van de emulgator thv het grensvlak is afhankelijk van:
➢ Temperatuur
➢ pH
➢ elektrolieten
➢ type apolaire/polaire vloeistof
➢ structuur emulgator
De filmsterkte thv het grensvlak bepaalt de stabiliteit en wanneer de stabiliteit van de emulsie
verhoogd zal de oppervlaktespanning dalen. De filmsterke is afhankelijk van:
➢ polariteit emulgator
➢ ketenlengte apolair deel
➢ structuur (aromatische bindingen, dubbele bindingen, vertakkingen, lading)
Voorbeeld: niet-ionogene emulgator TWEEN: heeft geen lading, bevat een grote hydrofiele
kop en een kleine lipofiele staart = O/W emulgator
Voorbeeld: niet-ionogene emulgator SPAN: heeft ook geen lading, bevat een kleine hydrofiele
kop en een grote lipofiele staart = W/O emulgator
Emulgatoren worden vaak in combinatie met elkaar gebruikt. Mengsels van emulgatoren =
mengfilmen. Bij een sterke elastische film hebben we een emulsie met een hoge stabiliteit. Bij
een minder sterke film hebben we een emulsie met een lagere stabiliteit.
Soms kan een combinatie van meerdere emulgatoren ook nadelig zijn. Wanneer de lipofiele
staarten bijvoorbeeld naar binnen wijzen kunnen ze beetje verstorend werken doordat er
sterische hinder ontstaat. = instabiele emulsie. Soms kan een combinatie juist ook een positief
effect geven. Wanneer de ketens elkaar sterische hinderen gaan de oliedruppeltjes niet te dicht
bij elkaar komen en geeft dit dus minder kans op coalescentie (positief effect).
2. Hydrocolloïden
Voorbeelden: arabische gom, tragacanth, HPMC -> viscositeitsverhogende stoffen. Hebben water
nodig om te kunnen zwellen, daarom enkel gebruikt in een O/W emulsie.
Ze gaan geen effect hebben op de oppervlaktespanning maar gaan zorgen voor een fysieke barrière
door rond de oliedruppeltjes te zitten.
Voorbeelden: blokcopolymeren bestaan uit meerdere monomeren, co-polymeren bestaat uit
meerdere types van monomeren die oftewel alternerend oftewel random gerangschikt zijn. Bij de
blokcopolymeren gaan alle monomeren samen in een blok voorkomen. Ethyleenoxide (hydrofiel)
en propyleenoxide (lipofiel) afwisselend.
, 3. Vaste deeltjes
Voorbeelden: bentoniet, veegum, Mg-oxide, SiO2
De vaste deeltjes zijn heel klein en hebben ook een affiniteit voor beide fasen. Ze zullen een
mechanisme barrière vormen doordat de poederdeeltjes aan het grensvlak gaan zitten. Op deze
manier zullen ze ook vermijden dat er coalescentie plaatsvindt.
5. Emulgatoren
Functies:
➢ Verlagen de oppervlaktespanning -> de emulsie wordt makkelijker gevormd
➢ Filmvorming rond de druppeltjes -> mechanische barrière
➢ Beïnvloeden de zèta-potentiaal (geladen surfactanten) -> elektrostatische barrière
➢ Vormen een watermantel (niet-ionogene O/W surfactanten) -> solvatatie
Anionactieve Kationactieve Amfotere Niet-ionogene
Zepen: Quaternaire Lecithine Alifatische
➢ Alkali-zepen (Na- ammoniumverbindingen (zowel vetalcoholen (W/O)
stearaat) (cetrimoniumbromide) positieve (cetylalcohol,
➢ Aardalkali-zepen (Ca- als stearylalcohol)
stearaat) negatieve
➢ organische zepen ladingen -
(triëthanolaminestearaat) > wordt
gebruikt
bij TPN
Gesulfateerde verbindingen: Partiële vetzure esters
➢ gesulfateerde van polyolen
vetalcoholen (Na- (glyceromonostearaat)
laurylsulfaat) (W/O)
➢ gesulfateerde oliën
Gesulfoneerde verbindingen Partiële vetzure esters
(Na-DOSS) van sorbitan (SPAN)
(W/O)
Polysacchariden (arabische gom, Polysorbaten
tragacanth) (TWEEN) (O/W)
Saponinen POE esters van
vetzuren (cremophor)
(O/W)
POE esters van
vetalcoholen
(cetomacrogol) (O/W)
De keuze van de emulgator is afhankelijk van de toedieningsroute:
Oraal:
➢ niet toxisch of irriterend: hydrocolloïden (avicel RC)
➢ slechte smaak GM: zepen, gesulfateerde derivaten of niet-ionogene emulgatoren
➢ hoge microbiële load: arabische gom, tragacanth
