Многофазные водосодержащие эмульсионные основы
Кремы типа масло в воде
Кремы типа м/в представляют собой дисперсные составы, у которых в сопряженной гидрофильной фазе диспергирована и стабилизирована эмульгаторами липофильная фаза. Кремы м/в характеризуются большим многообразием применяемых вспомогательных веществ (по сравнению с другими мазевыми основами) как в отношении компонентов дисперсной масляной фазы, так и возможной системы эмульгаторов.
Масляная фаза у простых кремов состоит преимущественно из вазелина и жидких парафинов. Улучшение свойств кремов может быть достигнуто за счет применения хорошо растекающихся масляных компонентов, таких, как изопропилмиристат, триглицериды со средней длиной цепи и олеилолеат. Внешняя жидкая фаза содержит, наряду с полиолами и другими стабилизирующими влажность соединениями, водорастворимые лекарственные вещества, гелеобразователи (например, карбополы, производные целлюлозы или бентонит). С их помощью достигается получение крем-гелей типа м/в.
Водосодержащая гидрофильная эмульсионная мазевая основа, содержащая ионогенный цетилстеариловый спирт в качестве эмульгатора, может служить иллюстрацией принципиальной структуры и связанных с ней свойств структурированных масловодных систем (рис. 52). Для ее получения три части основы крема расплавляют при 70°С и смешивают небольшими порциями с водой, нагретой примерно до такой же температуры. Затем крем перемешивают до остывания.
Рис. 52 - Гидрофильная мазь типа м/в
Содержащая воду гидрофильная мазь представляет собой четырехфазную систему, состоящую из: гидрофильной гелевой фазы; липофильной гелевой фазы; свободной воды (объемная вода); диспергированной масляной фазы.
Гидрофильная гелевая фаза представляет собой смесь кристаллизата, состоящего из сульфата цетил/стеарилового спирта и цетилстеарилового спирта, и межламеллярно связанной воды. Цетил/стеариловый спирт, присутствующий в избытке в форме полугидрата, образует липофильную гелевую фазу. Обе гелевые фазы вместе можно рассматривать как сопряженную структуру. Липофильная дисперсная фаза иммобилизируется посредством липофильной гелевой структуры, фаза свободной объемной воды находится в равновесии с межламеллярно фиксированной водой, так что образуется бинарный гель из гидрофильной гелевой фазы и фазы объемной воды.
Наиболее характерные свойства эмульсионных основ крема м/в с ионогенным эмульгатором: присущее ему охлаждающее действие связано с наличием водной дисперсионной среды; вода начинает испаряться сразу после нанесения на кожу. Явления несовместимости как следствие добавления солей (включая «белящий эффект» после нанесения на кожу) ведут к распаду гидрофильной гелевой фазы, и наступает заметное разделение фаз. С переходом крема в жидкую эмульсию после непрерывного добавления воды структура, образованная набухшим гидрофильным гелем, растекается. Отсутствие межламеллярно связанной воды является причиной повышенного охлаждающего действия жидких эмульсий по сравнению с кремами.
Ламеллярные гелевые структуры из эмульгаторов и воды характерны также для строения стеаратных кремов, свободных от масел. Благодаря хорошей проникающей способности их также называют «исчезающими» кремами (рис. 53).
Рис. 53 -Стеаратный крем - рецептура и схема строения
Строение таких нейтрализованных составов, в основном, аналогично строению водосодержащей гидрофильной мази. Гидрофильная гелевая структура состоит из сильно гидратированного смешанного кристаллогидрата стеариновой/пальмитиновой кислоты, их гидрофильных солей и ламеллярно связанной воды. Липофильная гелевая фаза образуется избытком жирных кислот. В зависимости от степени нейтрализации в фазе объемной воды могут также находиться изолированные кристаллы, состоящие из стеариновой и пальмитиновой кислоты, что придает этим кремам перламутровый блеск. Доля свободной воды в такой рецептуре выше по сравнению с ламеллярно связанной водой, поэтому стеаратные кремы этого типа оказывают сильное охлаждающее действие на кожу.
Стеаратные кремы не оказывают пережиривающего действия. Консистенция регулируется выбором подходящего нейтрализующего агента.
В основном составление рецептур пастообразных гидрофильных систем кремов осуществляется на основе неионогенных ПЭГ-содержащих смесей эмульгаторов м/в в комбинации с липофильными соединениями, такими, как жирные спирты, моно/диглицериды и сорбитановые эфиры. Их также можно рассматривать как четырех-фазные структуры, которые обычно содержат: гидрофильную гелевую фазу, образованную эмульгатором м/в, жирным спиртом и ламеллярно связанной водой; липофильную гелевую фазу, образуемую в результате избытка жирных спиртов; фазу объемной воды; дисперсную липидную фазу.
На рис. 54 показана рецептура и структурные особенности гидрофильной основы м/в, которая содержат: эмульгаторы типа м/в; жидкие гидрофильные компоненты, например, воду; жидкие, полутвердые и твердые липофильные компоненты; липофильные геле- и структурообразователи; эмульгаторы типа в/м.
Рис. 54 - Неионогенный гидрофильный крем—рецептура и схематическое строение
Эмульсионные кремы м/в хорошо смываются водой и проявляют охлаждающий эффект, на который можно влиять путем подбора системы эмульгаторов. Они пригодны для применения на коже в диапазоне от нормальной до жирной и быстро впитываются. Для предотвращения высыхания крема добавляют гигроскопичные вспомогательные вещества.
Кремы типа вода в масле
Кремы типа в/м представляют собой дисперсные системы, у которых в липофильной среде диспергирована гидрофильная фаза, стабилизированная эмульгаторами. Жировые фазы липофильных кремов, проявляющие защитный эффект от воздействия вредных водных сред, состоят, в основном, из вазелина и жидких парафинов, силиконов, полутвердых и жидких эфирных восков и триглицеридов. К водной фазе из
Рис. 55 - Водосодержащий крем на основе спиртов шерстного воска рецептура и схематическое строение
для повышения стабильности часто добавляют многоатомные спирты или соли, а дисперсионная среда содержит липофильные структурообразователи, например, стеарат алюминия или модифицированный бентонит.
Рассмотрение структурной модели (рис. 55) показывает, что вода присутствует в форме изолированных капелек, включенных в липофильную основу. Смесь эмульгаторов в/м, преимущественно сосредоточенных на межфазной границе, снижает межфазное натяжение. Находящиеся в избытке молекулы эмульгатора растворены в липофильной фазе и существуют в виде кристаллических агрегатов и формируют присутствующую структуру липидной основы. Поэтому кремы в/м можно рассматривать как эмульсии, стабилизированные гелем.
Кольдкремы («холодящие» мази) представляют собой кремы, которые, независимо от типа эмульсии, после нанесения на кожу разрушаются, спонтанно испаряют высвобождающуюся воду и таким образом оказывают охлаждающее действие. Традицион-
Рис. 56 - Кольдкрем типа «в/м» - рецептура и снимок, сделанный с помощью поляризационного микроскопа
ные кольдкремы представляют собой эмульсию типа в/м. рис. 56 Мазевые основы в/м составлять и изготавливать труднее, чем основы м/в. В частности, эмульсии с растительными маслами из-за их полярности и высокой молекулярной массы вызывают значительные проблемы.
Рис. 57 - Рецептура крема «в/м», полученная с использованием полиглицеринового эмульгатора
Полимерные эмульгаторы в/м на основе полиглицеринов и кремнийорганические эмульгаторы типа алкилдиметиконсополиола являются базовыми при разработке рецептур крема «в/м». Крем «в/м» с содержанием масляной фазы 20-35% можно получить с использованиеии дииизостеароилполиглицерил-З-диизостеарата холодным/горячим способом. (рис. 57). Мазевые основы в/м с алкилдиметиконсополиолом в качестве эмульгатора стабильны и по сравнению с традиционными основами, например, на основе шерстного воска, имеют более легкую (не жирную и густую) консистенцию.
Рис. 58 - Рецептуры крем и прозрачный гель типа в/м (силикон)
Кремовые основы типа в/м содержат: эмульгаторы типа в/м; жидкие, полутвердые и твердые липофильные компоненты; липофильные геле- и структурообразователи, например, металлические мыла; жидкие гидрофильные компоненты, например, вода; эмульгаторы м/в. Кремовые основы в/м плохо смываются водой.
Дифильные основы
Дифильные основы представляют собой переходную форму между кремами в/м и м/в. Они разбавляются водой и маслами. По Юнгингеру, дифильные основы представляют собой трехфазные системы с кристаллической гелевой структурой (рис. 59). Согласно Нюрнбергу, их полутвердый характер определяется жидкокристаллической структурой из хорошо гидратированных слоев гидрофильных эмульгаторов, которые могут солюбилизировать олеофильные молекулы в своих липофильных областях. По своей микроструктуре они похожи на основы крема м/в, с тем отличием, что их гелевая структура не кристаллическая, а жидкокристаллическая, а гидрофильная и липофильная фазы чередуются и связаны друг с другом. Таким обра-
Рис. 59 - Дифильная система крема—рецептура и структура по Юнгин-геру
зом, они имеют бислойную структуру. Дифильные основы могут быть получены на основе смеси эмульгатора ПЭГ-20 глицерилстеарат, глицерилстеарат и цетилстеариловый спирт, причем эмульгаторы в/м и м/в содержатся в относительно больших количествах. Другую жидкокристаллическую эмульсионную систему образуют так называемые ламеллярные эмульсии, у которых области капелек и объемной воды разграничены жидкокристаллической, ламеллярной фазой из липидньгх молекул и воды.
Рецептура представленного крема отличается незначительной долей липидной фазы. Состав сходен с межклеточным комплексом липидов кожи, как по своим структурным характеристикам, так и по компонентам рецептуры. При наблюдении с помощью электронного микроскопа крем обнаруживает ламеллярное строение, свойственное для фосфолипидов, и, помимо прочего, содержит насыщенные соединения, сходные с межклеточными липидами (рис. 60).
Рис. 60 - Масловодный крем «гидролипидного» типа — рецептура и снимок, полученный с помощью электронного микроскопа
Абсорбционные основы отличаются от эмульсионных тем, что не содержат в своем составе воду и представляют собой безводные сплавы гидрофильных основ с эмульгаторами (липофильно-гидрофильные основы, в которых роль дисперсионной среды или основного компонента выполняют композиции гидрофильного характера);
Таблица 1.4 - Абсорбционные основы гидрофильно - липофильного характера, г
| Наименование основы, применение | Вазелин | Масло Вазелиновое | Масло подсолнечное | Масло Касторовое | Парафин | Воск | Ланолин Безводный | Эмульгатор Т-2 | Спирты шерст-ного воска |
| Для мазей с антибиотиками | |||||||||
| Для глазных и назальных мазей | |||||||||
| Для фотоза- щитных мазей | |||||||||
| Мазь мягкая | |||||||||
| Основы, заменяющие вазелин | |||||||||
| Для мазей с анестезином | |||||||||
| Для мази с цитралем | |||||||||
| Концентраты для основ | |||||||||
- безводные сплавы липофильных основ с эмульгаторами (гидрофильно-липофильные основы, в которых роль дисперсионной среды или основного компонента выполняют композиции липофильного характера - сплавы вазелина с ланолином безводным и др.;
Абсорбционные основы не содержат воды, но способны ее воспринимать и состоят, как правило, из двух компонентов: гидрофобной мазевой основы и ПАВ. Из группы абсорбционных гидрофобных основ применяют: ланолин-вазелиновую основу в соотношении 1 : 9 и 4 : 6, ланолин безводный и др. Примером абсорбционной основы служит основа состава: спирты шерстного воска - 6%, вазелин - 10%, церезин - 24%, вазелиновое масло - 60%.
При диспергировании липофильных веществ в полиэтиленоксидных основах получают псевдоэмульсию, а при добавлении эмульгатора истинную эмульсию.
Абсорбционные основы (табл. 1.5 и 1.6) применяют, когда лекарственные вещества разрушаются в присутствии воды (антибиотики) или когда необходимо снизить опасность микробной контаминации (мази глазные и др.), а присутствие ПАВ необходимо для обеспечения однородности мази, улучшения высвобождения лекарственного вещества и усиления резорбции.
Таблица 1.5 - Абсорбционные основы липофильно-гидрофильного характера, г
| Наименование основы, применение | ПЭО 300 | ПЭО 400 | ПЭО 1500 | ПЭО 4000 | Спирт цетиловый | Церезин | Масло касторовое |
| Для ранозаживляющих, с антибиотиками | 47,5 | 47,5 | 5,0 | ||||
| Для мазей с витаминами, ферментами | 35,0 | 55,0 | |||||
| Для мазей с сульфанилами-дами, анестетиками | 22,5 | 22,5 | 50,0 |
Если к абсорбционным основам гидрофильно-липофильного характера добавить воду очищенную, водные растворы, или гидрофильные жидкости, а к абсорбционным основам липофильно-гидрофильного характера добавить те же компоненты и липофильную жидкость образуются эмульсионные основы.
Так, путем добавления к абсорбционной основе 50 % воды очищенной получают эмульсионную основу, которая может быть использована для изготовления мазей с местными анестетиками, но не с антибиотиками, так как антибиотики не устойчивы в водной среде. Основа усиливает и пролонгирует анестезирующий эффект.
Основу получают путем добавления к теплому сплаву ингредиентов абсорбционной основы 50 % воды очищенной, нагретой до 70 – 80 ºС. Тщательно эмульгируют до получения однородной эмульсионной композиции.
Приведенный перечень основ для мазей не исчерпывает всего их многообразия. Ассортимент основ постоянно меняется. Эмульсионные композиции перспективная группа основ, имеющая тенденцию к расширению, составы некоторых основ представлены в последующих разделах пособия.
Характеристика вспомогательных веществ, применяемых в мазевых композициях, подробно приведена в главе 2.