Este documento trata sobre emulsiones farmacéuticas. Una emulsión es un sistema termodinámicamente inestable que consiste en al menos dos fases líquidas, donde una fase se dispersa en la otra en forma de gotas pequeñas. Las emulsiones contienen una fase dispersa, una fase dispersante y un emulsificante. El tipo de emulsión (agua en aceite o aceite en agua) depende del balance hidrofílico-lipofílico del emulsificante. Existen también emulsiones múltiples y no acuosas

1. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA
DE MÉXICO
FACULTAD DE QUÍMICA
EMULSIONES
FARMACÉUTICAS
Prof. Abraham Faustino Vega
Prof. Jorge E. Miranda Calderón Semestre 2009-1
Las emulsiones son sistemas
EMULSIÓN termodinámicamente inestables.
Fisicoquímicamente, La inestabilidad se debe al
una emulsión es un aumento del área (∆A) durante la
sistema de al menos emulsificación, que produce un
dos fases, en el cual incremento de la entalpía libre de
un líquido se dispersa Gibbs (∆G).
en otro líquido en
forma de glóbulos o ∆G = γ × ∆A
gotas pequeñas.
γ es la tensión interfacial.
PRINCIPALES COMPONENTES DE LAS EMULSIONES
Fase dispersa
•Medio dispersante (fase continua). (discontinua)
•Glóbulos dispersos (fase discontinua).
•Emulsificante.
Fase dispersante
(continua)

2. PARTÍCULAS SÓLIDAS FINAMENTE DIVIDIDAS
EMULSIFICANTES
Partículas sólidas finamente divididas
insolubles en la fase dispersa y el medio
dispersante, pero con una cierta afinidad por
éstas.
Sustancias anfifílicas con una cierta afinidad
con la fase dispersa y el medio dispersante y
que son solubles en, por lo menos, una de
las fases (tensoactivos).
TENSIÓN SUPERFICIAL
TENSOACTIVOS
Aniónico
Catiónico
Anfotérico
No iónico
“SURFACTANTE”
DISMINUCIÓN DE LA TENSIÓN SUPERFICIAL
Mala traducción de la palabra inglesa
surfactant, que es una contracción de la
expresión Surface Active Agent (agente
de actividad superficial).
El vocablo surfactant fue acuñado por la
empresa GAF Corporation, de los Estados
Unidos, como una marca registrada y,
poco después (en 1950), la palabra fue de
dominio público.

3. BALANCE HIDROFÍLICO-LIPOFÍLICO (HLB)
EMULSIONES ESTABILIZADAS POR TENSOACTIVOS
Es un concepto ideado por Griffin (1949). En una
emulsión, el valor del HLB del emulsificante intenta
estimar la atracción simultánea que experimenta
por las fases acuosa y oleosa.
BALANCE HIDROFÍLICO-LIPOFÍLICO HLB
ASPECTO DE LA EJEMPLO
(HLB) DISPERSIÓN ACUOSA
1-4 No se dispersa en agua. Colesterol (HLB = 2,7)
3-6 Poco dispersable. Span 80 (HLB = 4,3)
Dispersión lechosa después Span 40 (HLB = 6,7)
6-8
de una agitación vigorosa.
8-10 Dispersión lechosa estable. Span 20 (HLB = 8,6)
Dispersión translúcida a Monoestearato de PEG
10-13
transparente. 400 (HLB = 11,6)
>13 Dispersión transparente. Lauril sulfato de sodio
(HLB = 40)
HLB bajo HLB ≈ 10 HLB alto
CÁLCULO DEL VALOR DEL HLB
CÁLCULO DEL VALOR DEL HLB, SEGÚN GRIFFIN POR EL MÉTODO DE DAVIES
HLB = 7 + ∑ números de grupo
Alcoholes de cadena larga polioxietilenados y sus ésteres
% en masa de unidades de óxido de etileno
HLB =
5
Ésteres en general
 S
HLB = 20 × 1- 
 A
S = número de saponificación del éster.
A = número de acidez del ácido del cual deriva el éster.

4. MÉTODO DE DAVIES MÉTODO DE LITTLE (1978)
(PARA TENSOACTIVOS ANIÓNICOS Y
NO IÓNICOS)
54 × (δ − 8,2)
Cloruro de cetil-trimetilamonio HLB =
(δ − 6,0)
CH3 = 4 x (-0,475)= -1,9
CH2 = 11 x (-0,475) = -5,2 δ = parámetro de solubilidad
Amonio cuaternario = 22,0
HLB = 7 + 22,0 – 1,9 – 5,2 = 21,9
CÁLCULO DEL VALOR DEL HLB DE
MEZCLAS DE TENSOACTIVOS, SEGÚN
HLB USOS
GRIFFIN (1949)
HLB = HLBA × f A + HLB × f B 4-6 Emulsificante (agua en aceite).
Por ejemplo, el valor del HLB de una mezcla de 30 %
7-9 Humectante.
m/m de Tween 80 (HLB = 15,0) y 70 % m/m de Span
80 (HLB = 4,3) es igual a, según Griffin: 8-18 Emulsificante (aceite en agua).
HLB = 0,30 ×15, 0 + 0, 70 × 4,3 13-15 Detergente.
15-18 Solubilizante.
HLB = 4,5 + 3, 0 = 7,5
EMULSIÓN DEL TIPO ACEITE EN AGUA
TIPO DE EMULSIONES
•Aceite en agua.
•Agua en aceite.
•No acuosas.
•Múltiples.

5. EMULSIÓN DEL TIPO AGUA EN ACEITE EFECTO DE LA RELACIÓN EN VOLUMEN DE LAS
FASES SOBRE EL TIPO DE EMULSIÓN
DETERMINACIÓN EXPERIMENTAL DEL TIPO DE EMULSIÓN DETERMINACIÓN EXPERIMENTAL DEL TIPO DE EMULSIÓN
•Conductividad eléctrica: Las emulsiones o/w son Aplicación sobre la piel: Las emulsiones o/w
mejores conductoras que las w/o. en general penetran más rápidamente en
•Dilución: Una emulsión es soluble en su fase la piel.
externa.
Papel de filtro con CoCl2: En contacto con
•Método de los colorantes: Se utilizan colorantes
emulsiones o/w vira rápidamente al
hidrosolubles y liposolubles. La uniformidad del color
rosado.
adquirido por la emulsión indica si es o/w ó w/o.
•Método de la gota: Sobre sendas porciones de Observación microscópica: Se disuelve un
emulsión se agrega una gota de vaselina líquida y colorante en una de las fases, durante la
una de agua. Se observa la velocidad con que se preparación de la emulsión, y se observa
extiende en la superficie de la emulsión. al microscopio.
EMULSIÓN NO ACUOSA EMULSIÓN MÚLTIPLE AGUA EN ACEITE EN (W/O/W)
Aceite
ag
Agua
Agua

6. EMULSIÓN MÚLTIPLE ACEITE EN AGUA EN ACEITE (O/W/O) TEORÍA DE LA CUÑA
ORIENTADA (HARKINS, DAVIES
Y CLARK, 1917)
ag
Agua
Aceite
Emulsión o/w estabilizada Emulsión w/o estabilizada
por un jabón monovalente por un jabón divalente
Aceite
COMPONENTES DE UNA EMULSIÓN
MEDICINAL O COSMÉTICA (1)
•Agua destilada o desmineralizada.
TAMAÑO DE LOS ASPECTO
GLÓBULOS
•Oclusivos: Vaselina líquida, vaselina sólida, aceites
> 1 µm Emulsión blanca vegetales.
lechosa
•Emolientes: Lanolina, miristato de isopropilo, palmitato de
0,1 µm a 1 µm Emulsión blanca
cetilo (esperma de ballena).
azulada
0,05 a 0,1 µm Emulsión gris •Opacificantes: Alcohol cetílico, monoestearato de glicerilo.
semitransparent
e •Emulsificantes: Ácido esteárico y trietanolamina, lauril
sulfato de sodio, cera de abejas y bórax, cetrimida,
< 0,05 µm Emulsión alcoholes polioxietilenados, ésteres del sorbitán y del
Transparente sorbitán polioxietilenado, ceras autoemulsionables aniónica,
catiónica y no iónica, monoestearato de glicerilo.
COMPONENTES DE UNA EMULSIÓN COMPONENTES DE UNA EMULSIÓN
MEDICINAL O COSMÉTICA (2) MEDICINAL O COSMÉTICA (3)
•Humectantes: Glicerina, propilenglicol, sorbitol.
•Conservadores antimicrobianos: Parabenos, ácidos •Blanqueadores de la piel: Hidroquinona.
benzoico, sórbico, propiónico y salicílico.
•Pantallas solares: Derivados de la benzofenona.
•Conservadores antioxidantes: BHT, ácido ascórbico,
tocoferol, bisulfito de sodio, palmitato de ascorbilo. •Principios activos.
•Espesantes: Carbómeros, hidroxietil celulosa.
•Potenciadores de la penetración dérmica: Miristato de
isopropilo.
•Disolventes: Propilenglicol.

7. CERAS AUTOEMULSIONABLES
•Cera aniónica: HLB REQUERIDO
Alcohol cetoestearílico 90 %
Laurilsulfato de sodio 10 % ACEITE HLBreq O/W HLBreq W/O
Vaselina 10-11 4
•Cera no iónica (BP): líquida
Alcohol cetoestearílico 80 % Lanolina 12 8
Cetomacrogol 1000 20 % anhidra
Aceite de 14
ricino
•Cera catiónica:
Alcohol 15
Alcohol cetoestearílico 75 % cetílico
Cloruro de cetiltrimetilamonio 25 %
CÁLCULO DEL HLB REQUERIDO, SEGÚN GRIFFIN,
PARA LA FASE OLEOSA DE UNA EMULSIÓN O/W COMPOSICIÓN DE LA MEZCLA EMULSIFICANTE
COMPONENTE % EN LA EMULSIÓN % EN LA FASE
OLEOSA
Vaselina líquida 10,0 68,97 Tween 60 HLB = 14,9
Span 60 HLB = 4,7
Lanolina anhidra 1,5 10,34
14,9 × T + 4,7 × (100 − T )
Alcohol cetílico 3,0 20,69 11,6 =
100
Emulsionante 4,5
Glicerina 5,0 T = 67,6 %
Agua 76,0 S= 100 - T = 32,4 %
68,97 × 10,5 + 10,34 × 12 + 20,69 × 15
HLBreq = = 11,6
100
COMPOSICIÓN FINAL DE LA EMULSIÓN
INESTABILIDAD DE LAS EMULSIONES
COMPONENTE % EN LA EMULSIÓN
Vaselina líquida 10,0 Reversible
Cremado: La fase dispersa se concentra en la
Lanolina anhidra 1,5 parte superior.
Sedimentación: La fase dispersa se concentra en
Alcohol cetílico 3,0
la parte inferior.
Span 60 4,5 x 0,324 = 1,5
Floculación: Se forman agregados de glóbulos
que no se fusionan entre sí.
Tween 60 4,5 x 0,676 = 3,0
Irreversible
Glicerina 5,0
Coalescencia: Los glóbulos se fusionan entre sí.
Inversión de fases: La fase continua pasa a
Agua 76,0
discontinua y viceversa.

8. CREMADO Y SEDIMENTACIÓN
FLOCULACIÓN
2g ⋅ r 2 (δ glóbulos − δ fase continua ) La velocidad de floculación disminuye al reducir la
v=
9η concentración de la fase dispersa y, en menor
Si δglóbulos > δfase continua Si δglóbulos < δfase continua proporción, al disminuir la temperatura, ya que la
energía cinética de los glóbulos se incrementa al
V>0 (sedimentación) V<0 (cremado)
aumentar la temperatura.
La floculación es menor cuando se emplean
Las velocidad de cremado o de sedimentación disminuye emulsionantes iónicos debido a la repulsión
aumentando la viscosidad de la fase continua y reduciendo
eléctrica.
el tamaño de los glóbulos.
COALESCENCIA INVERSIÓN DE FASES
La velocidad de coalescencia depende de: La inversión de fases en una emulsión depende de:
•La velocidad de floculación previa a la fusión de los •Proporción en volumen de la fase dispersa.
glóbulos (por lo tanto, de la concentración de la fase
dispersa). •Agregado de ácidos o bases.
•Las propiedades de la interfase (cargas eléctricas,
características líquido cristalinas). •Agregado de cationes.
•HLB del emulsionante, composición química y
concentración. •Temperatura.
•HLB del emulsificante.
INFLUENCIA DE LA PROPORCIÓN EN VOLUMEN DE
INFLUENCIA DEL AGREGADO DE ÁCIDOS
LA FASE DISPERSA
O BASES
En algunas emulsiones se produce inversión cuando la fase Una emulsión del tipo o/w, estabilizada con estearato de
dispersa supera cierta concentración. trietanolamonio (HLB= 20) y un emulsificante de bajo HLB,
puede invertirse por la adición de un ácido.
En una emulsión hipotética,
formada por gotas del mismo C17H35COO(CH2OHCH2)3NH + HCl C17H35COOH + (CH2OHCH2)3NHCl
tamaño e indeformables, la
estearato de trietanolamonio ácido esteárico cloruro de trietanolamonio
inversión de fases se produciría
cuando la concentración de la fase
dispersa es superior al 74,048 %,
que corresponde al volumen
ocupado por esferas rígidas en un
acomodamiento compacto.

9. INFLUENCIA DEL AGREGADO DE
CATIONES INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA
Una emulsión del tipo o/w, estabilizada con un jabón de un
metal monovalente, puede invertirse en presencia de un En los emulsificantes polioxietilenados, el valor del HLB
catión polivalente. disminuye al aumentar la temperatura debido a la rotura de
K+ K+ uniones puente hidrógeno. Por lo tanto, elevando la
K+ K+
temperatura se puede producir la inversión de una emulsión
K+
K+ Ca2+ o/w a w/o.
K+ Ca2+
Ca2+
K+ K+
agua Ca
2+
aceite
O
H
O
H
Ca2+
K+ K+
H
Ca2+
H
C16H33-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2-OH
K+ K+ Ca2+ Ca2+
H
H
H
K+
K+
O
H
O
O
H
H
K+ K+ K+
2 C17H35COOK + Ca2+ (C17H35COO)2Ca + 2K+
INFLUENCIA DEL HLB DEL ENSAYOS DE ESTABILIDAD DE
EMULSIFICANTE EMULSIONES
Se puede producir inversión de fases en: •Almacenamiento a 40 ºC: Acelera los procesos de
cremado o sedimentación (disminuye la viscosidad), de
•Emulsiones del tipo o/w estabilizadas con un emulsificante floculación y coalescencia (aumenta la agitación térmica) y
de HLB menor que el requerido. disminuye el HLB de emulsificantes polioxietilenados.
•Ciclos frío-calor (40 ºC - 4 ºC): Simula cambios extremos
•Emulsiones del tipo w/o estabilizadas con un emulsificante de temperaturas.
de HLB mayor que el requerido.
•Centrifugación: Aumenta las velocidades de cremado,
sedimentación, floculación y cremado.
ENSAYOS DE ESTABILIDAD DE
FORMA DE LOS GLÓBULOS
EMULSIONES
Se evalúa:
•Cremado y sedimentación.
•Floculación.
•Coalescencia.
•Inversión de fases.
•Forma de los glóbulos.
•Distribución del tamaño de los glóbulos.
•pH.
Emulsión inestable.

10. DISTRIBUCIÓN DEL TAMAÑO DE LOS PREPARACIÓN DE EMULSIONES (1)
GLÓBULOS
Fase oleosa
A partir de microfotografías.
Fase acuosa + emulsificante
La fase oleosa se agrega a la fase acuosa, en la cual se
Medición directa disolvió el emulsificante. Se produce una emulsión o/w; si se
por observación desea una emulsión w/o se continúa la adición de la fase
con microscopio. oleosa hasta que se produzca la inversión.
Métodos instrumentales.
PREPARACIÓN DE EMULSIONES (2) PREPARACIÓN DE EMULSIONES (3)
Fase acuosa
Fase oleosa + emulsificante
Fase acuosa
Fase oleosa + emulsificante
Se agrega la fase acuosa sobre la oleosa, en la cual se
La fase oleosa, en la cual se disolvió el emulsificante, se disolvió el emulsificante. Se forma una emulsión w/o. Un
agrega sobre la acuosa. Se forma una emulsión o/w. agregado posterior de la fase acuosa produce una inversión
de fases, con formación de una emulsión o/w.
PREPARACIÓN DE EMULSIONES (4)
TIPOS
Vía de administración Naturaleza
Inyectables o/w
Fase acuosa + base
Tópicas w/o
Fase oleosa
+ ácido graso Orales w/o/w
Fase acuosa + base
El tipo de emulsión (w/o, o/w) es dictada
Método del jabón naciente: Se disuelve el ácido graso (por por el tensoactivo, éste debe de ser soluble
ejemplo, esteárico) en la fase oleosa y se mezcla con la fase en la fase continua.
acuosa en la que se disolvió una base (como la
trietanolamina).

11. Razones Formulación General
Baja solubilidad API
Mejorar características organolépticas Emulsificantes
Brindar mayor estabilidad Humectantes
Modificar la biodisponibilidad Viscosantes
DESVENTAJAS Fase oleosa
Antioxidantes
Variabilidad de dosis
Conservadores
Posible contaminación
Otros
Separación de fases
Tensoactivo HLB
• A. Oleico 1.0
Características de las Emulsiones • Monogliceridos acetilados
• Sorbitan trioleato
1.5
1.8
• Glicerol dioleato 1.8
1. Las partículas dispersas deben de ser de un • Sorbitan tristearato 2.1
• Propilenglycol monostearato 3.4
tamaño tal que no se provoque coalescencia • Glicerol Monoleato 3.4
• Sorbitan monooleato 4.3
de manera rápida. • Sorbitan monostearato 4.7
2. En el caso de sedimentación no deben • Calcium stearoxyl-2-lactilato 5.1
• Glicerol monolaurato 5.2
coalescer para que sea fácilmente • Sorbitan monopalmitato 6.7
redispersable (mínimo esfuerzo) • Lecitina de soya 8.0
• Sorbitan monolaurato 8.6
3. Fácil de verter • Polioxietileno (20) sorbitan tristearato 10.5
• Polioxietileno (20) sorbitan trioleato 11.0
4. Sabor agradable • Polioxietileno (20) sorbitan monostearato 14.9
5. Resistente al ataque microbiano • Sacarosa monolaurato 15.0
• Polioxietileno (20) sorbitan monooleato 15.0
• Polioxietileno (20) sorbitan monopalmitato 15.6
HLBr EJEMPLO
Ingrediente Cantidad HLBR (o/w)
HLBr necesario por un
aceite para formar una Cera de abeja 15g 9
emulsión o/w u w/o Alcohol cetilico 5g 15
parafina 20g 10
Lanolina 10g 12
Cálculo de HLBr conservador 0.2g
Ts 2g
HLBr = HLBx + HLBy Color c.s
Agua 100g
Tween 80 = 15
Span80 = 4.3

12. Factores a considerar
Tamaño de partícula
Viscosidad
Agentes Emulsificantes
Velocidad de sedimentación
ν velocidad final (cm/s)
r radio de las partículas (cm)
ρ1 y ρ2 densidad de la fase dispersa y del
medio dispersante
g aceleración de la gravedad (980.7
cm/s2)
η viscosidad del medio dispersante
(g/cm/s)
“Una emulsión físicamente estable es la
que se puede dispersar de manera
uniforme con agitación moderada, sin
haber cambios en el tamaño de
partícula, o las propiedades
farmacológicas del activo.