chp10 Flashcards

(53 cards)

1
Q

define μικρογαλακτώματα

A

= Υγρά συστήματα διασποράς νερού, ελαίου και αμφίφιλων μορίων τα οποία είναι οπτικά ισότροπα και θερμοδυναμικά σταθερά
= διάφανου συστημάτων που αποτελούνται από:

  • μη πολικό συστατικό
  • υδατικό συστατικό
  • επιφανειοδραστικό
  • συνεπιφανειοδραστικό
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

why are co-surfactants needed in ME? Is it necessary?

A

Απαιτείται για την παρασκευή των περισσότερων μικρογαλακτωμάτων.

—> Μπορεί όμως και να μην χρησιμοποιηθεί (παρασκευή μικρογαλακτώματος μόνο με επιφανειοδραστικό)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

list different types of solutions that do NOT count as ME

A
  • Διαλύματα επιφανειοδραστικών
    —> π.χ. μικύλλια και αντίστροφα μικύλλια
  • Υγρά κρυσταλλικά συστήματα
    —> στιβαδικά, εξαγωνικά και κυβικά
  • Απλά γαλακτώματα με διασπορές σταγονιδίων ελαίου ή νερού μικρού μεγέθους που παράγονται με παροχή ενέργειας
    —> π.χ. μέσω μικροϊονισμού, ομογενοποίηση υψηλής ταχύτητας, κατεργασίας με υπερήχους
  • Συστήματα που δεν περιέχουν επιφανειοδραστικά
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

list all the main characteristics of microemulsions

A
  • ομοιογενή συστήματα
  • διάφανα
  • μικρού ιξώδους
    —> το ιξώδες τους είναι πιο κοντά σε αυτό του νερού, ακόμα και σε υψηλές συγκεντρώσεις σταγονιδίων
  • Νευτώνεια ροή
    —> η ροή τους παραμένει σταθερή όταν υποβληθούν σε μεγάλο εύρος διατμητικών τάσεων
  • περιέχουν υψηλό ποσοστό νερού και ελαίου
  • περιέχουν υψηλές συγκεντρώσεις μίγματος γαλακτωματοποιητών
  • σχηματίζονται αυθόρμητα όταν τα συστατικά τους αναμιχθούν σε κατάλληλες αναλογίες και θερμοδυναμικά σταθερά
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

compare microemulsions vs emulsions

A

slide 6

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Give all the advantages of ME

A

(+) Θερμοδυναμικά σταθερά
—> αυτο-γαλακτωματοποιούνται σε συστήματα των οποίων οι ιδιότητες δεν εξαρτώνται από τη διαδικασία που ακολουθείται

(+) Παρασκευάζονται εύκολα.

(+) Μπορούν να αποσταθεροποιηθούν σε χαμηλές ή υψηλές θερμοκρασίες αλλά επανέρχονται όταν η θερμοκρασία επιστρέψει σε κανονικά επίπεδα.

(+) Πολύ καλοί διαλύτες όσο για υδρόφιλες όσο και για λιπόφιλες δραστικές ουσίες

(+) Έχουν χαμηλό ιξώδες σε σύγκριση με τα συμβατικά γαλακτώματα.

(+) Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για χορήγηση από το στόμα, παρεντερικά και τοπικά.

(+) Προστασία δραστικών ουσιών από υδρόλυση και οξείδωση (μικρογαλακτώματα o/w)

(+) Επαναλήψιμες συγκεντρώσεις της δραστικής ουσίας στο πλάσμα και βιοδιαθεσιμότητα.

(+) Αύξηση απορρόφησης
—> ειδικά δραστικών ουσιών με χαμηλή διαλυτότητα στο νερό

(+) Παρέχουν ελεγχόμενο ρυθμό αποδέσμευσης της δραστικής ουσίας και στοχευμένη δράση

(+) επιτρέπουν την κάλυψη δυσάρεστης γεύσης δ.ο.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

Give disadvantages of ME

A

(-) Απαιτούν μεγάλες ποσότητες επιφανειοδραστικών και συνεπιφανειοδραστικών για τη διατήρηση της σταθερότητάς τους

(-) Η σταθερότητά τους επηρεάζεται από περιβαλλοντικούς παράγοντες όπως η θερμοκρασία και το pH

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

Show using thermodynamics how ME can be formed (logic behind it)

A

Μπορεί να εξηγηθεί μέσω μιας απλοποιημένης θερμοδυναμικής προσέγγισης¨

𝚫G = γ𝚫A − TΔS

  • ΔG —> ελεύθερη NRG σχηματισμού των ME
  • γ —> διεπιφανειακή τάση στη διεπιφάνεια ελαίου-νερού
  • ΔA —> μεταβολή του εμβαδού της διεπιφάνειας (η οποία συσχετίζεται με τη μείωση του μεγέθους των σταγονιδίων)

-S —> εντροπία του συστήματος
- T —> απόλυτη θερμοκρασία

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Explain the thermodynamics concept that makes ME

A
  1. Κατά το σχηματισμό των μικρογαλακτωμάτων το μέγεθος των σταγονιδίων της εσωτερικής φάσης μειώνεται —> αύξηση της τιμής του ΔA (λόγω αύξησης της συνολικής επιφάνειας)
  2. Αυτό αντισταθμίζεται από μια πολύ χαμηλή διεπιφανειακή τάση (γ) η οποία επιτυγχάνεται μέσω χρήσης υψηλών συγκεντρώσεων αμφίφιλων μορίων
  3. Η διατήρηση της διεπιφανειακής τάσης (γ) σε πολύ χαμηλές τιμές είναι απαραίτητη προϋπόθεση για το σχηματισμό και τη σταθερότητα των μικρογαλακτωμάτων
  4. Επιπλέον, η διαδικασία σχηματισμού συνοδεύεται από αύξηση της τιμής της εντροπίας του συστήματος (τιμή ΔS)
    —> λόγω της ανάμιξης 2 μη αναμίξιμων φάσεων, της κατανομής των μορίων του επιφανειοδραστικού στη διεπιφάνεια και της ανταλλαγής μορίων επιφανειοδραστικού μεταξύ μονομερών και μικυλλίων
  5. Το αποτέλεσμα της εξίσωσης είναι αρνητική τιμή για την ΔG
    —> αυθόρμητος σχηματισμός ME
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

Give some details about what happens to the particles while ME are being formed + time needed

A
  • Παρόλο που τα συστήματα αυτά σχηματίζονται αυθόρμητα, οι κινητήριες δυνάμεις είναι μικρές και μπορεί να χρειαστεί αρκετός χρόνος για την επίτευξη της ισορροπίας
  • Αυτή η διαδικασία είναι δυναμική
    —> Παρατηρείται διάχυση μορίων μέσα στη μικροδομή του μικρογαλακτώματος και υπάρχουν διακυμάνσεις στην κυρτότητα των υμενίων του επιφανειοδραστικού
    —> Τα σταγονίδια διαχέονται μέσα από τη συνεχή φάση
    —> ενώ παράλληλα συγκρούονται, συγχωνεύονται και διαχωρίζονται
    —> η μικροδομή τους αλλάζει συνεχώς, κάνοντάς τα εξαιρετικά δυναμικά συστήματα με αντιστρεπτή συνένωση σταγονιδίων
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

Name the 3 types of microemulsions

A
  1. Έλαιο σε νερό (o/w ME) —> water είναι η συνεχής φάση
  2. Νερό σε έλαιο (w/o ME) —> έλαιο είναι η συνεχής φάση
  3. Ασυνεχές μικρογαλάκτωμα νερού και ελαίου
    —> σχεδόν ίσες ποσότητες νερού και ελαίου

—> είναι αρκετά διαφορετικοί όσον αφορά στη μικροδομή τους, αλλα όλοι έχουν μια μονοστιβάδα αμφίφιλων μορίων στη διεπιφάνεια των 2 φάσεων που τις διαχωρίζει

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

Describe the structure and properties of ασυνεχή
μικρογαλακτώματα

A
  • τόσο το νερό όσο και το έλαιο υπάρχουν ως μικροτομείς που διαχωρίζονται μεταξύ τους από μια μονοστιβάδα αμφίφιλων μορίων με μηδενική κυρτότητα
  • Ακανόνιστα κανάλια ελαίου και νερού διαπλέκονται, προκαλώντας το σχηματισμό μια δομής που μοιάζει με σφουγγάρι
  • μπορεί να εμφανίζουν μη-Νευτώνεια ροή και πλαστικότητα
  • εξαιρετικά χρήσιμα στην τοπική χορήγηση δραστικών ουσιών ή για ενδοφλέβια χορήγηση, όπου μέσω αραίωσης στα υδατικά βιολογικά υγρά σχηματίζουν o/w μικρογαλακτώματα
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

Compare uses and properties of drugs that are o/w vs w/o

A
  1. Microemulsions o/w
  • επιτρέπουν την αύξηση της διαλυτότητας υδρόφοβων δραστικών ουσιών σε υδατικά συστήματα
  • μέσω διαλυτοποίησής τους στα εσωτερικά σταγονίδια ελαίου
  1. Microemulsion w/o
  • χορηγείται παρεντερικά ή από το στόμα
  • μπορεί να αποσταθεροποιηθεί από το υδατικό βιολογικό σύστημα
  • Το νερό των βιολογικών υγρών αυξάνει τον όγκο της εσωτερικής φάσης –> φαινόμενο διήθησης’ —> διαχωρισμός ή αναστροφή φάσης
  • Συνήθως χρησιμοποιούνται συστήματα w/o, σε περιπτώσεις όπου η αραίωση από την υδατική φάση δεν είναι πιθανή, όπως σε ενδομυϊκές ενέσεις ή σε διαδερμική χορήγηση
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

How do microemulsions change phases

A

Η μετάβαση από o/w σε w/o μικρογαλακτώματα μπορεί να πραγματοποιηθεί μέσω της ασυνεχούς κατάστασης.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

What determines εάν θα σχηματιστεί o/w ή w/o μικρογαλάκτωμα

A
  1. το κλάσμα όγκου του ελαίου και του νερού
    —> o/w συμβαίνει συνήθως σε συστήματα όπου το κλάσμα του ελαίου είναι χαμηλό, ενώ συστήματα w/o σχηματίζονται όταν το κλάσμα νερού είναι χαμηλό
  2. από τη φύση του διεπιφανειακού υμενίου που καθορίζεται από τη γεωμετρία των αμφίφιλων μορίων (επιφανειοδραστικών) που σχηματίζουν το υμένιο
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

What formula allows to predict what type of ME will form

A

CPP = κρίσιμος παράγοντας πακεταρίσματος (critical packing parameter)

—> Αυτή η μέθοδος, όπως και το HLB, είναι μια εμπειρική προσέγγιση δεδομένου ότι υπάρχουν πολλοί άλλοι παράγοντες που επιδρούν στις τελικές δομές που θα σχηματιστούν σε ένα μικρογαλάκτωμα
—> Ο CPP αποτελεί μέτρο της γεωμετρίας του επιφανειοδραστικού

= v / al

  • v —> είναι ο όγκος του υδρόφοβου μέρους του επιφανειοδραστικού
  • a —> η επιφάνεια
  • l —> μήκος της αλυσίδας του επιφανειοδραστικού
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

Show the different values of CPP + what they mean

A
  1. CPP less than 1
    —> η πολική κεφαλή είναι μεγαλύτερη από το υδρόφοβο μέρος του μορίου
    —> σχηματισμός o/w
  2. Bigger than 1
    —> η πολική κεφαλή του μορίου είναι μικρότερη από το υδρόφοβο τμήμα του
    —> σχηματισμός w/o ME
  3. CPP ≈ 1
    —> ίσες ποσότητες νερού και ελαίου
    —> η μέση κυρτότητα του διεπιφανειακού υμενίου πλησιάζει στο μηδέν
    —> τα σταγονίδια μπορούν να συνενωθούν προκειμένου να σχηματιστεί μια ασυνεχής δομή.
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q

is CPP accurate?

A

Αυτή η προσέγγιση βασίζεται αποκλειστικά στη γεωμετρία των μορίων του επιφανειοδραστικού παράγοντα
—> Δεν λαμβάνει υπόψη τη διείσδυση μορίων ελαίου και συν-επιφανειοδραστικού στη διεπιφάνεια και την ενυδάτωση των πολικών κεφαλών του επιφανειοδραστικού

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
19
Q

Name another method to predict ME types other than CPP

A

HLB = αναλογία των υδρόφιλων και των υδρόφοβων ομάδων των επιφανειοδραστικών μορίων

—> παίζει σημαντικό ρόλο για τον καθορισμό της κυρτότητας του διεπιφανειακού υμενίου και επομένως και για τη δομή του μικρογαλακτώματος
—> χρησιμοποιείται για την επιλογή των επιφανειοδραστικών που θα χρησιμοποιηθούν στη μορφοποίηση των ME
—> το HLB του μίγματος των επιφανειοδραστικών θα πρέπει να είναι ίσο με το απαιτούμενο HLB της ελαιώδους φάσης

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
20
Q

Give the different values of HLB and what it indicates

A
  • HLB < 10 —> μικρογαλακτώματα w/o
  • HLB > 10 —> μικρογαλακτώματα o/w
  • HLB ≈ 10 —> ασυνεχή (μηδενική κυρτότητα)
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
21
Q

Compare HLB and CPP

A

Τόσο το σύστημα HLB όσο και ο CPP βασίζονται στην ίδια βασική αρχή —> γεωμετρία επιφανειοδραστικών

—> CPP είναι περισσότερο κατάλληλη for ME

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
22
Q

Define and explain θερμοκρασία αναστροφής φάσης (phase inversion temperature, PIT)

A

= επίδραση της θερμοκρασίας στη συμπεριφορά των συστημάτων που μορφοποιούνται χρησιμοποιώντας 2 επιφανειοδραστικά:

  • Εάν η θερμοκρασία είναι μικρότερη από την PIT → o/w ME
  • Εάν η θερμοκρασία είναι μεγαλύτερη από την PIT → w/o ME
  • Εάν η θερμοκρασία είναι ίση με την PIT → ασυνεχές μικρογαλάκτωμα

—> Μίγματα ιονικών και μη ιονικών επιφανειοδραστικών είναι πιο ανθεκτικά σε μεταβολές στη θερμοκρασία από ό,τι τα μη ιονικά επιφανειοδραστικά όταν χρησιμοποιούνται μόνα τους

23
Q

describe επιφανειοδραστικά (types / shapes / bonds / mix with the microemulsion)

A

= μόρια που συνήθως περιλαμβάνουν μια πολική κεφαλή και μια μη πολική ουρά. Μπορεί να είναι ιονικά (κατιονικά ή ανιονικά), μη–ιονικά ή αμφοτερικά

  • Τα μόρια των επιφανειοδραστικών συνδέονται μέσω ενδο- και δια-μοριακών δυνάμεων
  • Όταν ένα επιφανειοδραστικό αναμιχθεί με έλαιο και νερό, τα μόριά του θα συγκεντρωθούν στη διεπιφάνεια ελαίου/νερού, καθώς αυτό ευνοείται θερμοδυναμικά (μείωση της συνολικής ελεύθερης ενέργειας)
  • Τα μόρια των επιφανειοδραστικών μπορούν να οργανωθούν σε διάφορα σχήματα:

a) σφαιρικά ή κυλινδρικά μικύλλια
b) εξαγωνικές φάσεις
c) στοιβαδικές φάσεις
d) ανάστροφα μικύλλια
e) εξαγωνικά ανάστροφα μικύλλια.

24
Q

Describe non-ionic surfactants properties

A
  • είναι δομικά όμοια με τα ιονικά επιφανειοδραστικά
    —> εκτός από το ότι η πολική κεφαλή των ιονικών είναι φορτισμένη
  • Όταν χρησιμοποιούνται μη-ιονικά επιφανειοδραστικά, συνήθως δεν απαιτούνται συνεπιφανειοδραστικά για την παρασκευή των μικρογαλακτωμάτων
    —> επδ συνήθως τα μη-ιονικά επιφανειοδραστικά αποτελούν μίγματα δομών με ελαφρώς διαφορετικό μήκος αλυσίδων
  • Τα μη-ιονικά επιφανειοδραστικά έχουν καλή βιολογική αποδοχή
  • μπορούν να σχηματίσουν μικρογαλακτώματα που δεν είναι ευαίσθητα στο pH και τους ηλεκτρολύτες
25
Name the most commonly used non-ionic surfactant
Αιθοξυλιωμένες αλκοόλες ----> το αιθυλενοξείδιο προστίθεται στα λιπαρά οξέα προκειμένου να αυξήσει τη διαλυτότητά τους
26
can we mix surfactants? why would we?
- Ανάμιξη ενός περισσότερου λιπόφιλου μη-ιονικού επιφανειοδραστικού με ένα περισσότερο υδρόφιλο μη-ιονικό επιφανειοδραστικό ---> μπορεί να οδηγήσει στην επίτευξη του επιθυμητού HLB για το σχηματισμό ενός ΜΕ - Τα δύο επιφανειοδραστικά μπορούν να αναμιχθούν σε διάφορες αναλογίες προκειμένου να επιτευχθεί ο ιδανικός συνδυασμός τους ---> σχηματισμό της μεγαλύτερης δυνατής περιοχής ΜΕ - Μίγματα μη-ιονικών επιφανειοδραστικών μπορούν μερικές φορές να θεωρηθούν ως ένα συστατικό (ψευδο-συστατικό) στο σύστημα του μικρογαλακτώματος.
27
Describe ionic surfactants (use / why we need cosurfactants / types)
Η χρήση τους είναι περιορισμένη στα φαρμακευτικά προϊόντα. - Τα περισσότερα απαιτούν την προσθήκη συν-επιφανειοδραστικού ---> για το σχηματισμό ισορροπημένων μικρογαλακτωμάτων ---> απαιτείται καθώς η πολική κεφαλή των ιονικών επιφανειοδραστικών είναι αρκετά πιο υδρόφιλη σε σύγκριση με τις ομάδες του πολυαιθυλενοξειδίου ---> μετατοπίζουν την ισορροπία HLB στο ιδανικό εύρος για το σχηματισμό του μικρογαλακτώματος Τα ιονικά επιφανειοδραστικά μπορεί να είναι: a) κατιονικά ---> usually ανήκουν στην τάξη των αλάτων τεταρτοταγούς αμμωνίου b) ανιονικά c) αμφοτερικά
28
List some ionic surfactants for each subcategory
1. ανιονικά επιφανειοδραστικά ---> αλκυλο-καρβοξυλικές ενώσεις (σάπωνες) ---> ανιονικό φορτίο τους προέρχεται από την ιονισμένη καρβοξυλική ομάδα 2. Τα αμφοτερικά επιφανειοδραστικά ---> Φωσφολιπίδια (όπως η λεκιθίνη) ---> Βεταΐνες ---> περιέχουν τόσο αρνητικά όσο και θετικά φορτισμένες ομάδες, μπορούν να σχηματίσουν μικρογαλακτώματα με την προσθήκη συν-επιφανειοδραστικών
29
can you mix ionic and non ionic surfactants? benefit?
- Τα ιονικά επιφανειοδραστικά μπορούν να συνδυαστούν με μη-ιονικά, σχηματίζοντας μίγματα με συνεργιστικά αποτελέσματα ---> επιτρέπουν τον σχηματισμό μικρογαλακτωμάτων (ΜΕ) που παρουσιάζουν αυξημένη θερμοσταθερότητα Benefit - Τα 2 είδη επιφανειοδραστικών αντιδρούν αντίθετα στη μεταβολή της θερμοκρασίας ---> Τα ιονικά επιφανειοδραστικά γίνονται πιο υδρόφιλα με την αύξηση της θερμοκρασίας. ---> Τα μη-ιονικά γίνονται πιο λιπόφιλα με την αύξηση της θερμοκρασίας - Όταν αναμιχθούν σε κατάλληλες αναλογίες, οι αντίθετες αυτές μετατοπίσεις αλληλοαναιρούνται ---> με αποτέλεσμα την παραγωγή μικρογαλακτωμάτων που διατηρούν σταθερή τη δομή τους ανεξάρτητα από μεταβολές στη θερμοκρασία
30
Define and describe the role of συν-επιφανειοδραστικά
= μόρια με ασθενείς αμφίφιλες ιδιότητες τα οποία αναμιγνύονται με τα επιφανειοδραστικά για την ενίσχυση της ικανότητας των τελευταίων να μειώσουν τη διεπιφανειακή τάση του συστήματος και να προάγουν το σχηματισμό των ΜΕ
31
what are co-solvents
= ασθενή αμφίφιλα μόρια που κατανέμονται μεταξύ της υδατικής φάσης, της ελαιώδους φάσης και της διεπιφανειακής στοιβάδας ---> δρουν κάνοντας το διεπιφανειακό υμένιο πιο ευέλικτο και λιγότερο συμπυκνωμένο (μείωση τάσης κυρτότητας)
32
What mechanisms do the μόρια των συν-επιφανειοδραστικών / συνδιαλυτών συνεισφέρουν στο σχηματισμό και τη σταθεροποίηση των ΜΕ
1. Η διεπιφανειακή τάση μεταξύ ελαίου και νερού μειώνεται περαιτέρω 2. Η υδρογονανθρακική περιοχή (υδρογονανθρακικών αλυσίδων) του διεπιφανειακού υμενίου ρευστοποιείται (αποκτά μεγαλύτερη κινητικότητα) ---> μεγαλύτερη διείσδυση του ελαίου στη μονοστοιβάδα του επιφανειοδραστικού 3. Επηρεάζεται η κυρτότητα του υμενίου ---> μείωση της τάσης κυρτότητας ---> ευκολότερη διασπορά
33
what is the general structure of co-solvents / co-surfactants
- Μικρά μόρια - με μία πολική κεφαλή (C3–C8, όπως υδροξύλιο ή αμίνη) ---> μπορούν να διαχέονται μεταξύ της ελαιώδους και της υδατικής φάσης, καθώς και του διεπιφανειακού υμενίου ---> τελικά να αναμιγνύονται με τα μόρια των επιφανειοδραστικών στη διεπιφάνεια
34
List examples of συν-επιφανειοδραστικών / συνδιαλυτών
1. Αλκοόλες μικρής ή μεσαίας αλυσίδας 2. Αλκανόλες 3. Αμίνες και αλκανοϊκά οξέα μικρής αλυσίδας
35
How do Αλκοόλες μικρής ή μεσαίας αλυσίδας work
- Δρουν μειώνοντας την τάση κυρτότητας και αυξάνοντας τη ρευστότητα των υδρογονανθρακικών αλυσίδων - Αύξηση του μήκους της αλυσίδας της αλκοόλης ---> μείωση της ευελιξίας του υμενίου
36
Explain what problems can occur if using Αλκοόλες μικρής ή μεσαίας αλυσίδας
1. Ερεθιστικότητα: - ειδικά σε μακροχρόνια χρήση - Υπάρχουν σημαντικά θέματα τοξικότητας με αυτές τις ουσίες ---> περιορίζεται σημαντικά η χρήση τους σε φαρμακευτικά προϊόντα 2. Διαλυτότητα: - Οι περισσότερες αλκοόλες τείνουν να είναι πιο διαλυτές στην υδατική φάση των συστημάτων o/w από ό,τι το βασικό επιφανειοδραστικό - Because of that, καθώς το σύστημα αραιώνεται στα βιολογικά υγρά, το συν-επιφανειοδραστικό κατανέμεται περισσότερο στην υδατική φάση και έτσι μειώνεται η ποσότητά του στη διεπιφάνεια ---> Αυτό αποσταθεροποιεί τα σταγονίδια ---> τελικά και το ίδιο το σύστημα
37
what alcohols cause more problems: the small or medium chain length?
αλκοόλες μεσαίας αλυσίδας
38
Explain how Αλκανόλες work
- Προκαλούν μεγαλύτερη διαταραχή των διεπιφανειακών υμενίων, καθώς το μήκος της αλυσίδας τους είναι αρκετά διαφορετικό από αυτό των μορίων του επιφανειοδραστικού - όταν προστίθενται σε ιονικά επιφανειοδραστικά, μειώνουν τις απωστικές δυνάμεις μεταξύ των φορτισμένων κεφαλών των επιφανειοδραστικών
39
Are Αμίνεςκαι αλκανοϊκά οξέα μικρής αλυσίδας good
Έχουν παρόμοια προβλήματα τοξικότητας με τις αλκοόλες
40
Is it easy to do the επιλογή των συν-επιφανειοδραστικών στο σχηματισμό φαρμακευτικά αποδεκτών μικρογαλακτωμάτων
Η επιλογή των συν-επιφανειοδραστικών στο σχηματισμό φαρμακευτικά αποδεκτών μικρογαλακτωμάτων αποτελεί πρόκληση, καθώς τα περισσότερα συν-επιφανειοδραστικά έχουν προβλήματα βιοσυμβατότητας.
41
List the main αποδεκτά συν-επιφανειοδραστικά
1. Αιθανόλη 2. Μονο- και δι-γλυκερίδια μεσαίας αλυσίδας 3. 1,2-αλκανοδιόλες 4. Συνδυασμοί σουκρόζης – αιθανόλης 5. Αλκυλομονογλυκοσίδες 6. Γερανιόλη
42
What needs to be done before a microemulsion can be used ως φορέας δραστικών ουσιών,
θα πρέπει να καθοριστεί η συμπεριφορά φάσεων του συνδυασμού των επιμέρους συστατικών του ---> λόγω της μεγάλης ποικιλίας κολλοειδών και αδρών διασπορών που μπορούν να επιτευχθούν κατά την ανάμιξη ελαίου, νερού και αμφίφιλων μορίων ---> π.χ. αδρά γαλακτώματα, υγροί κρύσταλλοι και μικυλλιακά συστήματα
43
What is the main method used για τη μελέτη της συμπεριφοράς of ME + how to use it
Η κατασκευή ενός διαγράμματος τριαδικής φάσης χρησιμοποιώντας ένα τρίγωνο Gibbs ---> slide 35
44
how can we make a Gibbs triangle + when is each method done
1. Τιτλοδότηση μίγματος δύο συστατικών με το τρίτο συστατικό. 2. Ετοιμασία μεγάλου αριθμού δειγμάτων με διαφορετική σύσταση - Εάν όλα τα μίγματα φτάνουν σε ισορροπία γρήγορα ---> οι δύο μέθοδοι δίνουν ταυτόσημα αποτελέσματα - Για τα μίγματα που δεν φτάνουν εύκολα σε ισορροπία ---> η δεύτερη μέθοδος είναι η προτεινόμενη ---> καθώς με την τιτλοδότηση η μεταβολή στην αναλογία των συστατικών κατά τη διάρκεια της τιτλοδότησης μπορεί να πραγματοποιηθεί τόσο γρήγορα που δεν επιτρέπει οπτικά να γίνει αντιληπτή η αλλαγή φάσεων - Η μέθοδος τιτλοδότησης με νερό είναι η πιο κοινά χρησιμοποιούμενη μέθοδος στην κατασκευή διαγραμμάτων φάσεων.
45
What happens with the gradual increase of the aqueous phase
1. Απουσία υδατικής φάσης: - τα μεγάλα ποσοστά ελαίου και επιφανειοδραστικού σχηματίζουν ανάστροφα μικύλλια - που μπορούν να διαλυτοποιήσουν πολύ μικρή ποσότητα νερού στον υδρόφιλο πυρήνα τους που σχηματίζεται από τον προσανατολισμό των επιφανειοδραστικών μορίων 2. Περαιτέρω προσθήκη νερού στον υδρόφιλο πυρήνα: - μπορεί να οδηγήσει στο σχηματισμό w/o μικρογαλακτωμάτων - όπου το νερό υπάρχει ως διεσπαρμένα σταγονίδια σταθεροποιημένα από το διεπιφανειακό υμένιο του μίγματος επιφανειοδραστικού / συν-επιφανειοδραστικού 3. Περαιτέρω προσθήκη νερού: - προκαλεί το σχηματισμό μιας υγρής κρυσταλλικής περιοχής - όπου το νερό βρίσκεται μεταξύ των διπλοστοιβάδων του επιφανειοδραστικού 4. Επιπλέον ποσότητα νερού: - η στοιβαδική δομή σπάει - το νερό θα σχηματίσει μια συνεχή φάση που θα περιέχει σταγονίδια ελαίου σταθεροποιημένα από το επιφανειοδραστικό και το συν-επιφανειοδραστικό - o/w μικρογαλάκτωμα
46
How can we study the behaviour of μίγματος τεσσάρων συστατικών
- Η συμπεριφορά φάσεων ενός μίγματος τεσσάρων συστατικών (σε καθορισμένη πίεση και θερμοκρασία) μπορεί να αναπαρασταθεί με τη χρήση ενός τετραέδρου - Ο πλήρης χαρακτηρισμός αυτών των συστημάτων είναι μια επίπονη διαδικασία που απαιτεί μεγάλο αριθμό πειραμάτων ---> Μια αποδεκτή προσέγγιση είναι η αναπαράσταση αυτών των συστημάτων με τη χρήση των τριγώνων του Gibbs ---> κρατώντας σταθερή την αναλογία μάζας δύο συστατικών (π.χ. των δύο αμφίφιλων μορίων) ---> επομένως αυτό να θεωρείται ως ένα συστατικό → ‘ψευδοτριαδικά’ συστήματα ---> Μια τέτοια προσέγγιση, αν και θεωρείται από πολλούς υπεραπλούστευση, είναι αποδεκτή.
47
List all the applications for microemulsions
1. Παρεντερικά συστήματα χορήγησης 2. Από του στόματος συστήματα χορήγησης 3. Διαδερμικά συστήματα χορήγησης 4. Οφθαλμικά συστήματα χορήγησης 5. Καλλυντικά 6. Βιοτεχνολογικά
48
Describe the use of ME for parenteral systems
When? Η παρεντερική χορήγηση (ειδικά μέσω της ενδοφλέβιας οδού) δραστικών ουσιών με περιορισμένη διαλυτότητα ---> αποτελεί μείζον πρόβλημα λόγω της εξαιρετικά χαμηλής ποσότητας ουσίας που μπορεί να μεταφερθεί στην περιοχή – στόχο How is ME helpful? - παρέχουν σημαντικά πλεονεκτήματα ως προς τα συμβατικά γαλακτώματα όταν χορηγούνται παρεντερικά ---> εξαιτίας του πολύ μικρού μεγέθους των σταγονιδίων - Τα μικρογαλακτώματα απομακρύνονται πιο αργά σε σχέση με τα αδρά γαλακτώματα ---> παρουσιάζουν μεγαλύτερους χρόνους παραμονής στο σώμα
49
What are the advantages of giving p.o. ME + which types of drugs benefit the most of this route / form
Τα μικρογαλακτώματα παρέχουν αρκετά πλεονεκτήματα (+) καλύτερου προφίλ ADME (+) μειωμένης τοξικότητας της δραστικής ουσίας Ιδανικά συστήματα για τη μεταφορά δραστικών ουσιών, όπως: - τα στεροειδή - οι ορμόνες - τα διουρητικά - τα αντιβιοτικά - πεπτίδια και πρωτεΐνες (αποφυγή αποικοδόμησής τους στο γαστρεντερικό)
50
name a specific example of a drug that benefitted from being turned into p.o. ME
Κυκλοσπορίνη: - χαμηλή εντερική απορρόφηση ---> λόγω υψηλού MW και υψηλής λιποφιλίας - Μια κάψουλας μαλακής ζελατίνης, περιέχει ένα ελαιώδες διάλυμα της δραστικής ουσίας μαζί με ένα επιφανειοδραστικό ---> μετατρέπεται σε ο/w μικρογαλάκτωμα όταν έρθει σε επαφή με το υδατικό περιβάλλον του στομάχου ---> πιο γρήγορη και αναπαραγώγιμη απορρόφηση με μικρότερη διακύμανση μεταξύ των ασθενών
51
Explain the use of ME for ophthalmic prep + example
Μικρογαλακτώματα o/w έχουν ερευνηθεί για χορήγηση δραστικών ουσιών στον οφθαλμό ---> με στόχο τη διαλυτοποίηση ουσιών με χαμηλή διαλυτότητα ---> την αύξηση της απορρόφησής τους ---> την επίτευξη ενός προφίλ παρατεταμένης αποδέσμευσης Example Μικρογαλάκτωμα που περιέχει πιλοκαρπίνη ---> έχει παρασκευαστεί χρησιμοποιώντας λεκιθίνη, προπυλενογλυκόλη και PEG200 ως συν-επιφανειοδραστικό και IPM ως ελαιώδη φάση
52
Explain the formation of ME Διαδερμικά συστήματα χορήγησης (benefits and disadvantage)
Τα μικρογαλακτώματα έχουν την ικανότητα: 1. να επηρεάζουν σημαντικά τη στοιβάδα του δέρματος ---> αυξάνοντας την ικανότητα της δραστικής ουσίας να απορροφηθεί 2. επιτρέπουν την κατανομή της δραστικής ουσίας στο δέρμα ---> Both that as well as the τροποποίηση της κεράτινης στοιβάδας, επιτρέπει την καλύτερη μεταφορά της δραστικής ουσίας μέσω του δέρματος BUT Υπάρχει πιθανότητα πρόκλησης ερεθισμού από τη χρήση των μικρογαλακτωμάτων ως συστήματα διαδερμικής χορήγησης. ---> λόγω της εξάτμισης του περιεχόμενου νερού με την πάροδο του χρόνου και της παραμονής μιας ελαιώδους στοιβάδας που περιέχει το επιφανειοδραστικό στην επιφάνεια του δέρματος
53
Explain the use of ME in Βιοτεχνολογία
Πολλά ένζυμα (π.χ. λιπάσες, εστεράσες, αφυδρογονάσες και οξειδάσες), συχνά δρουν στα κύτταρα σε μικροπεριβάλλοντα που είναι υδρόφοβα ---> Στα βιολογικά συστήματα πολλά ένζυμα λειτουργούν στη διεπιφάνεια μεταξύ υδρόφιλων και υδρόφοβων περιοχών ---> αυτές οι διεπιφάνειες σταθεροποιούνται από πολικά λιπίδια και άλλα φυσικά αμφίφιλα μόρια Use of ME: - Η ενζυματική κατάλυση σε μικρογαλακτώματα έχει χρησιμοποιηθεί για την πραγματοποίηση πληθώρας αντιδράσεων ---> όπως η σύνθεση των εστέρων, των πεπτιδίων κ.ά. - Διάφορες αντιδράσεις υδρόλυσης και μετασχηματισμού στεροειδών. ---> Η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη τάξη ενζύμων σε αντιδράσεις μικρογαλακτωμάτων είναι οι λιπάσες