44
Definiţii şi generalităţi Unguentele sunt forme farmaceutice semisolide destinate administrării pe piele sau pe mucoase, în scop terapeutic sau de protecţie; sunt constituite din excipienţi (baze de unguent) în care se dispersează substanţe medicamentoase. În funcţie de gradul de dispersie a substanţelor active,unguentele pot fi: • unguente-soluţii, • unguente-emulsii, • unguente-suspensii sau • unguente cu mai multe faze (mixte sau polifazice. UNGUENTA, FRX) Din punct de vedere fizico-chimic, unguentele ca forme farmaceutice semisolide fac parte din sistemele disperse microeterogene (microscopice) structurate, denumite şi “geluri plastice pentru aplicare cutanată” sau “geluri tixotrope cu limită de curgere şi comportare plastică”. FR X, supl. 2004 şi Eur. Ph. 4th 2004 înscrie monografia de generalităti PREPARATE SEMISOLIDE PENTRU APLICATII CUTANATE pe care le defineste astfel: “Preparatele semi-solide pentru aplicare cutanatã sunt destinate unei eliberãri locale sau transdermice a substanþelor active sau pentru acţiunea lor protectoare sau emolientã. Ele au aspect omogen”.

curs 10 unguente

Embed Size (px)

DESCRIPTION

tehnologie farmaceutica

Citation preview

Definiii i generaliti

Definiii i generaliti

Unguentele sunt forme farmaceutice semisolide destinate administrrii pe piele sau pe mucoase, n scop terapeutic sau de protecie; sunt constituite din excipieni (baze de unguent) n care se disperseaz substane medicamentoase. n funcie de gradul de dispersie a substanelor active,unguentele pot fi:unguente-soluii, unguente-emulsii,unguente-suspensii sau unguente cu mai multe faze (mixte sau polifazice.UNGUENTA, FRX) Din punct de vedere fizico-chimic, unguentele ca forme farmaceutice semisolide fac parte din sistemele disperse microeterogene (microscopice) structurate, denumite i geluri plastice pentru aplicare cutanat sau geluri tixotrope cu limit de curgere i comportare plastic. FR X, supl. 2004 i Eur. Ph. 4th 2004 nscrie monografia de generalitti PREPARATE SEMISOLIDE PENTRU APLICATII CUTANATE pe care le defineste astfel: Preparatele semi-solide pentru aplicare cutanat sunt destinate unei eliberri locale sau transdermice a substanelor active sau pentru aciunea lor protectoare sau emolient. Ele au aspect omogen.

FR X, supl. 2004 i Eur. Ph. 4th 2004 nscrie mai multe categorii de preparate semisolide pentru aplicare cutanat:unguente;creme;geluri;paste;prinie (cataplasme);plasturi medicinali.se clasific n 3 grupe:unguente hidrofobe,unguente emulgatoare, emulsii de tipul ap-n-ulei i ulei-n-ap,unguente hidrofilepomade - denumire tradiional n Frana i rile francofone sau de origine latin; aceste preparate erau obinute prin amestecarea substanelor medicamentoase cu corpuri grase, care au rolul de excipient, n care alt dat se adauga suc de mere ; n Frana, termenul de unguent este rezervat pentru pomadele care conin rezine.

creme (fr. crme = smntn, crem): preparate semisolide, polifazice, sunt unguente-emulsii, constituite dintr-o faz lipofil i o faz hidrofil, structurate sub form de emulsie de tipul H/L sau L/H; faza hidrofil (apa) este n proporie de peste 10% pn la 80-90%;paste (neogr. pasta = past) preparate semisolide polifazice, numite i unguente-suspensii; conin o cantitate mare de pulberi foarte fine, insolubile (peste 25%) ntre 30-70% dispersate n excipieni lipofili (paste grase);geluri (lat. gelo, -are = a nghea): preparate semisolide obinute din polimeri care gelific n soluii, peste anumite concentraii;cataplasme: sunt constituite dintr-o baz hidrofil ce reine cldura, n care sunt dispersate substane active lichide sau solide.plasturi medicinali: sunt preparate flexibile care conin una sau mai multe substane active, destinate a fi aplicate pe piele.Alte preparate semisolide utilizate sunt: ceratele, glicerolatele i gelatinele.gelatine: preparate semisolide obinute din gelatin i glicerol;cerate: preparate semisolide obinute din excipieni grai, care conin un procent mare de cear de albine sau parafin;n amestec cu uleiuri vegetale, avnd o consisten tare i un punct de topire ridicat;glicerolate: preparate semisolide, pe baz de hidrogel de amidon i glicerol.

Avantaje administrarea medicamentului direct la nivelul procesului patologic;nvingerea barierelor de permeabilitate prezentate de membranele biologice, prin modularea sau ajustarea funciei de barier a pielii;efectul rezervor al pielii: acest rol a fost demonstrat pentru stratul cornos; unele substane medicamentoase pot fi stocate n concentraii farmaceutic active, pe receptorii specifici, mai multe zile;efect optim n penetrarea substanelor medicamentoase prin diferitele structuri ale pielii, utiliznd excipieni adecvai;creterea timpului de remanen la nivelul zonei tratate i mrirea procesului de absorbie a substanei medicamentoase;realizarea unui efect sistemic (general) prin administrarea unor substane medicamentoase prin piele (sub form de plasturi), evitndu-se astfel degradarea acestora n mediul gastric i evitarea first pass effect.

Dezavantajeaciune ineficient a unor substane medicamentoase la nivelul dermic;sunt distruse la suprafaa pielii, sub aciunea factorilor externi sau prin metabolizare epidermic;substana devine activ n urma administrrii pe cale general numai dup transformarea ntr-un metabolit eficace;nu prezint o penetraie optim prin piele;trebuie s prezinte o specificitate mare.

Clasificare: formulare: unguente magistrale, oficinale, industrialenatura bazei de unguent.I. Unguente cu baze anhidre:1. baze de unguent hidrofobe: a.Hidrocarburi: vaselina, parafina , parafina lichid;b.Baze de silicone: polialchilsiloxani;c.Lipogeluri: grsimi sau uleiuri vegetale gelificate, naturale sau semisintetice; ceruri;2. baze de absorbie: se obin din bazele de unguent lipofile, n care se asociaz componente amfifile:a.baze de absorbie tip H/L, lanolina, eucerina (vaselin + colesterol 5%). Cantitatea de ap absorbit depinde de natura excipientului. Apa absorbit conduce la unguente-emulsii de tipul H/L, numite i creme hidrofobe;b.baze de absorbie tip L/H sau baze emulgatoare: apa absorbit conduce la formarea de unguente-emulsii de tipul L/H numite i creme hidrofile sau lavabile.3. baze de unguent hidrosolubile sunt baze de unguent anhidre, miscibile cu apa:unguentul pe baz de polietilenglicoli;gelurile neapoase pe baz de etanol, glicerol sau propilenglicol.

II. Unguente cu baze hidratate1. Sisteme emulsionate: formate din cel puin dou faze: o faz lipofil (L) i o faz hidrofil (H) stabilizate cu ajutorul emulgatorilor;a.sisteme de tipul H/L, lanolina hidratat, unguentul cetilic hidratat, cold cream;b.sisteme de tipul L/H: unguente-emulsii de tipul L/H numite i creme hidrofile sau creme lavabile.c.sisteme mixte numite i creme amfifile2. Sisteme gelificate: acestea sunt geluri transparente ori mai mult sau mai puin opace i se divid n dou grupe:a.geluri de tensioactivi: aceste geluri pot fi hidrofile sau hidrofobeb.geluri de substane macromoleculare, care se pot divide n dou grupe:hidrogeluri:-cu o singur faz, formate din substane macromoleculare organice solubile n ap, numite i geluri reversibile (derivaii celulozici, alginatul de sodiu, acrilai);-cu dou faze, formate din substante macromoleculare anorganice, insolubile n ap numite i geluri ireversibile; (aerosil, bentonita).organogeluri, formate din substane gelifiante i solveni polari: (alcool, glicerol, propilenglicol, polietilenglicoli) sau apolari (parafina lichid). Ex: geluri de macrogoli, glicerogelul de amidon etc.geluri lipofile sau lipogeluri

gradul de dispersie a substanei medicamentoase n baza de unguent:unguente-soluii;unguente-emulsii tip H/L i L/H;unguente-suspensii;unguente-polifazice.procedeul de fabricaieunguente sterile incluse n categoria 1 (FIP), din care fac parte: unguentele oftalmice, unguentele cu antibiotice, unguentele administrate pe rni deschise, pielea lezat grav, pielea sugarilor;unguente pentru care se prevede o anumit ncrctur microbian, cu lipsa unor microorganisme;aceste unguente sunt incluse n categoria a 2-a: unguente dermice i n categoria a 3-a . unguente rectale.modul de repartizare a dozelor n recipient:unguente multidoze (tuburi, cutii);unguente unidoz (capsule gelatinoase, saete).

capacitatea de ptrundere i locul de manifestare a efectului terapeutic:

unguente cu aciune local:unguente epidermice: de suprafa, de acoperire pentru tratarea afeciunilor stratului superficial al epidermei;unguente endodermice: cu aciune mai n profunzime pentru tratarea afeciunilor straturilor mai profunde ale pielii: epiderma vie, dermul i anexele cutanate;unguente diadermice, intradermice sau de penetraie, care ajung de la locul de administrare n straturile cele mai profunde, sub piele: structuri necutanate: muchi i articulaii; aceast grup se situeaz ntre unguentele cu aciune local i unguentele cu aciune general i mai sunt numite unguente cu aciune regional;

unguente cu aciune general, la distan sau sistemic, numite i unguente transdermice: reprezint o administrare transcutanat sau percutanat (prin piele) a unei substane medicamentoase, care ajunge n vasele de snge i limfatice, iar de aici n circulaia general.

scopul utilizrii:unguente terapeutice:unguente dermice, administrate pe piele;unguente transmucozale, administrate pe mucoase; unguente de protecie contra aciunii factorilor externi sau a noxelor industriale; formeaz o pelicul protectoare pe piele; unguente cosmetice: n scop igienic, de ntreinere sau de nfrumuseare; unguente pentru facilitarea diagnosticului: lubrifiani pentru catetere, endoscopie, ecografie, electrocardiografie, bronhoscopie

calea de administrare:unguente dermice, care se administreaz pe piele:unguente terapeutice;unguente de protecie;unguente cosmetice;unguente transmucozale, administrate pe mucoase:unguente oftalmice;unguente nazale;unguente otice;unguente oro-gingivale;unguente vaginale;unguente rectale;unguente uretrale;aciunea farmacologic: unguente antimicrobiene, antimicotice, antiinflamatoare, antiparazitare, antipruriginoase, antihemoroidale, antiacneice, anestezice, antiseboreice, antipsoriatice, calmante, revulsive, epitelizante, sicative, rcoritoare, cicatrizante, de acoperire (protecie i cosmetice).

Ci principale utilizate pentru administrarea unguentelor: calea cutanat sau dermic, cile mucoaselorTabelul 2. Organizarea pielii umane

Fig 1: Seciune vertical prin piele (FLYNN G.L. . 1990)a. seciune prin ntreaga grosime a pielii:1.strat cornos (10-15 mm); 2. epiderm viu (circa 100 mm); 3. folicul pilos; 4. pr; 5. gland sebacee; 6. vascularizaia dermului; 7. muchi pilo-erector; 8. gland sudoripar exocrin; 9. vascularizaie subcutanat n hipoderm bogat n lipide;b. seciune prin epiderm (partea de sus, de 200 mm):1.film acid hidrolipidic; 2. strat cornos disjunct; 3. strat cornos; 4. strat lucid; 5. strat granulos; 6. strat akantos; 7. Strat bazal; 8. vase din derm; 9. gland exocrin;I. stratum corneum; II. epiderm viu

Fig. 2. Structura epidermului

Fig. 3. Caracterele principalelor straturi din epiderm

pH-ul suprafeii pielii (epiderm), unde hidratarea este uoar de reglat, de secreia glandelor sudoripare, are valoarea n jur de 4,5 (4,2-5,6). pH-ul contribuie la mecanismele de aprare a pielii (mantaua acid). De asemenea, valoarea pH-lui variaz de la o regiune la alta a corpului i poate ajunge la 7,2 n spaiile interdigitale. n afeciunile cutanate, valoarea pH-lui pielii crete n toate cazurile, n sensul alcalinizrii. n unele maladii cutanate poate ajunge i la 8. n straturile profunde (n derm), pH-ul ajunge la valorile 7,1-7,3.

Tabelul 1. Valorile pH-ului pielii n funcie de regiunea corporal

Regiunile care au o tendin spre alcalinitate sunt mai expuse anumitor mbolnviri cutanate, deoarece prin alterarea mantalei acide i creterea pH-ului peste 6,5 scade aprarea fa de invazia microbian.

Tabelul 3. Funciile principale ale pielii

Formularea unguentelorPentru formularea unui unguent, ct i n vederea recomandrii sale pacientului, att medicul, ct i farmacistul trebuie s ia n consideraie diferii factori:

identificarea maladiei:acut, subacut sau cronic;zona de tratat: piele sau mucoase, lezate sau nu;starea pielii i caracteristicile afeciunii pacientului;scopul urmrit:terapeutic, pentru o aciune de suprafa sau mai n profunzime, ori pentru o aciune general;cosmetic;de protecie.

Dezvoltarea formei farmaceutice ncepe cu procesul depreformulare, care furnizeaz profilurile substanei active:

fizico-chimic: solubilitatea, stabilitatea, coeficientul de difuziune i coeficientul de distribuie, relevani pentru stratul cornos;farmaceutico-tehnologic: modul de dispersie n baza de unguent, metode de fabricare, selectarea recipientelor adecvate, ambalare, depozitare;farmacologic, farmacocinetic: se evolueaz cinetica optim pentru eliberarea substanei active, doza i concentraia n unguent;toxicologic i potenialul sensibilizant (sensibilitatea fa de enzimele pielii i mucoaselor).

Selectarea excipienilor i realizarea bazei de unguent deconsisten semisolid, cu structura gelic i proprieti bioadezive Baza de unguent va determina eliberarea substanei medicamentoase la nivelul zonei int i realizarea unei concentraii suficiente pentru obinerea efectului terapeutic. Dup selectarea substanei medicamentoase, care depende de scopul terapeutic urmrit, alegerea bazei de unguent reprezint obiectivul cel mai important al formulrii. Structura gelic a bazei de unguent Aceast structur specific explic proprietile caracteristice de geluri plastice, care permite unguentelor s-i menin forma semisolid n timpul depozitrii i transportului, ct i etalarea uniform i adeziunea pe suprafaa pielii sau mucoaselor. Pn n prezent, structura gelic a fost definit numai de existena unei componente solide, care formeaz o reea tridimensional, ca un schelet lax, n care sunt repartizate componente lichide, ce formeaz legturi secundare, de tipul forelor Van der Waals i al legturilor de hidrogen. Conceptul modern atribuie o structur gelic i strii de organizare a substanelor n agregate macromoleculare, sub forma unor structuri lamelare i lichido-cristaline, care duce la pierderea caracterului de corp fluid propriu-zis (de exemplu, vaselina, polietilenglicolii, sistemele emulsive) i la obinerea consistenei semisolide, care conine zone cu mai multe faze (dispersii micelare) CLASIFICAREA BAZELOR DE UNGUENTSistemele monofaziceBazele de unguent din aceast categorie pot fi formate din unul sau mai multe componente, care se caracterizeaz printr-o structur omogen.La microscopul polarizant ele pot fi:izotrope sau anizotrope n aceast categorie de baze cu o singur faz sunt incluse: I. Bazele de unguent anhidre, care la rndul lor se clasific n trei grupe: 1. Baze de unguent hidrofobe: hidrocarburi i lipogeluri.a.Hidrocarburi- cea mai folosit este vaselina, care prezint o consisten semisolid; conine un amestec purificat de hidrocarburi parafinice. Se prezint ca un gel plastic, cu structur n reea. Vaselina are proprieti plastice, tixotrope de curgere. Limita de curgere este relativ sczut, deoarece n reea se exercit fore Van der Waals-London, ntre lanurile moleculelor de hidrocarburi parafinice. Vaselina are o structur coloidal. Cu toate c moleculele au lungimea i ramificarea catenelor diferit, ele se orienteaz ntr-o anumit ordine, n aa numite cristalite, asemntor franjurilor unui covor, ceea ce a generat denumirea de formaiuni n franjuri.Fig. 4. Structura coloidal a vaselinei cu zone cristaline i amorfe(BAUER K.H. . 1999)1. Schema micelelor n franjuri;2. Asocierea micelelor n franjuri;a. domeniu cristalin;b. domeniu amorf.

b. Lipogeluri (baze de unguent trigliceridice)Sunt formate dintr-un amestec de diferite trigliceride esteri ai acizilor: palmitic, stearic i oleic; componentele solide au aspect ceros.Axungia sau untura de porc prezint o anizotropie optic; aceasta se explic prin aceea c prile componente solide ceroase se afl n mare parte n stare cristalin.Trigliceridele cristalizeaz n mod normal sub form de straturi n grilaj, monoclinice (paralele, orientate n aceeai direcie).Cristalizatul confer ntregului produs o form de reea tridimensional fin, n capilarele creia se afl trigliceride fluide.Toate trigliceridele solide i untura de porc au caracter de gel i sunt numite lipogeluri.

2.Baze de absorbien funcie de tipul de surfactant i valoarea HLB, se formeaz creme tip H/L sau L/H, care au n general o structur tipic lamelar.a. Baze de absorbie tip H/LAceste baze de unguent se pot obine prin amestecarea alcoolilor grai care au o capacitate mic de legare a apei, cu hidrocarburi parafinice.Alcoolii grai, cetilic i stearilic, confer o consisten mare bazei de unguent. Sunt suficiente concentraii mici, 5-10% ale alcoolului gras pentru a obine o reea coerent de cristalizate. Ali excipieni care formeaz baze de absorbie sunt lanolina i alcoolii de lanolin; ei se folosesc frecvent n combinaii cu alcoolii grai i reprezint materia prim pentru prepararea de unguente - emulsii de tipul H/L.n multe preparate semisolide se asociaz i cear (ceara de albine), care confer consisten mai mare produsului final, dar are i influen asupra capacitii de absorbie a apei, n special pe cale mecanic.

Fig. 5. Schema structurii asocierii unui alcool gras i parafin dintr-o baz de absorbie de tipul H/L(BAUER K.H. . 1999)

b. Baze de absorbie tip L/H Aceste baze se prepar din bazele de absorbie de tipul H/L, n care se asociaz surfactani cu valori HLB mari;se numesc i baze emulgatoare. n acest caz, surfactanii vor fi inclui n straturile cristaline sau lichido-cristaline de tip lamelar ale bazei de unguent. Un exemplu este unguentul hidrofil care conine alcool cetilstearilic emulgator, parafin solid i vaselin. Alcoolul cetilsteariliuc emulgator este format din: alcool cetilic, alcool stearilic, cetilsulfat de sodiu i stearilsulfat de sodiu.Prin amestecarea lor se formeaz cristalizate mixte aflate ntr-o reea tridimensional coerent a cristalizatului de alcooli grai, care se ntreptrunde cu hidrocarburile parafinice. n cristalizatul mixt format din alcoolii cetilic i stearilic sunt inclui sulfaii de alcool gras, aa nct planurile polare stratificate ale reelei capt o polaritate amplificat i deci o capacitate mai mare de legare a apei.

Fig. 6. Reprezentarea schematic a structurii unguentului hidrofil, tip L/H (BAUER K.H. . 1999)

Baze de unguent hidrosolubileDin aceast grup face parte unguentul de macrogoli sau de polietilenglicoli (care conine: 1 p PEG 1500 i 1 p PEG 300).PEG 1500 are o consisten ceroas, el cristalizeaz n sensul c moleculele sale se ordoneaz prin ntindere, paralel, una n raport cu cealalt, aa c gruprile OH terminale sunt dispuse n planuri.

Fig. 7. Cristalizarea macrogolului (BAUER K.H. . 1999)a. n planuri; b. n falduri.Sisteme polifaziceII. Baze de unguent hidratateAceste baze de unguent pot conine dou sau mai multe faze i au fost clasificate n dou grupe:sisteme emulsionate;sisteme gelificate.1. Sistemele emulsionateBazele de unguent din aceast grup sunt formate din excipieni, emulgatori i diferite proporii de ap, se mai numesc i creme.Aceste baze se pot grupa n trei categorii:sisteme de tip H/L;sisteme de tip L/H;sisteme mixte.

a. Baze de unguent de tip H/L, numite i creme grase.Un exemplu este lanolina hidratat.Organizarea molecular a cremelor grase nu este nc pe deplin cunoscut. Se pare c prezint o structur gelic de tip lamelar, asemntoare emulsiilor de tipul H/L, care este responsabil de stabilitatea sistemului.b. Baze de unguent de tip L/H, numite i creme hidrofile sau creme lavabileEl este caracterizat printr-o reea amfifil a unui cristalizat de alcool gras, la a crei construcie particip sulfatul de alcool gras, dup cum s-a prezentat anterior.Sulfatul de alcool gras imprim reelei sau structurii reticulate o mare capacitate de umflare cu apa.c. Baze de unguent mixteAcestea sunt sisteme amfifile n care moleculele de lipide sau de hidrocarburi vor fi incluse direct n faza de gel hidrofil.

Fig. 8. Schema unui gel hidrofil de tipul L/H (BAUER K.H. . 1999)

Fig. 9. Structura unei creme amfifile(BURI P . 1996)

2. Sisteme gelificateBazele de unguent din aceast grup sunt geluri transparente sau apoase i se divid n dou grupe:geluri de tensioactivi;geluri de substane macromoleculare cu 3 subgrupe:hidrogeluri: geluri liofile, reversibile; geluri liofobe, ireversibileorganogelurigeluri lipofile sau lipogeluri.a. Gelurile de surfactani (tensioactivi)Acestea sunt constituite din amestecuri ternare: ap-ulei-surfactant sau cuaternare, n care intr i un co-surfactant;n anumite concentraii formeaz sisteme cu mai multe faze (dou, trei sau polifazice).Dintre aceste faze, cristalele lichide, denumite mai corect stri lichido-cristaline sau mezomorfe produse de surfactani, sunt responsabile de stabilitatea sistemului dispers i de consistena semisolid.Gelurile care au mediu lipofil continuu sunt hidrofobe, iar cele cu mediu apos continuu sunt hidrofile.

b. Geluri de substane macromoleculareAcestea sunt n cea mai mare parte geluri transparente ori mai mult sau mai puin opace.USP XXIII definete gelurile ca semisolide care pot fi formate dintr-o reea de macromolecule organice interpenetrate de un lichid sau suspensii de particule anorganice de dimensiuni mici.Unele substane macromoleculare sunt solubile n ap, iar altele sunt insolubile n ap sau solveni lipofili, dar se umfl n acetia, formnd geluri coloidale, plastice.n funcie de afinitatea fa de ap sau solveni organici, gelurile se clasific n dou grupe:hidrogeluri: n ap;organogeluri: n alcool, glicerol, propilenglicol polietilenglicoli sau parafin lichid.

HidrogeluriSunt geluri formate din substane macromoleculare solubile n ap sau insolubile n ap, dar care se umfl n ap, proprietate care permite clasificarea lor n dou categorii.Organogelurin locul apei se pot folosi solveni polari, miscibili cu aceasta: alcool, glicerol, propilenglicol sau polietilenglicoli (PEG-uri). FR X nscrie dou astfel de baze de unguente:gelul de macrogoli, obinut din amestec de PEG lichid, cu PEG solid, care a fost caracterizat deja la bazele hidrosolubile (anhidre); glicerogelul de amidon.Acestea sunt tot geluri hidrofile.Mecanisme de formare a hidrogelurilorProdusele gelificate se pot obine din:polimeri care formeaz geluri independent de pH-ul mediului;polimeri care formeaz geluri dependent de pH-ul mediului;polimeri care formeaz geluri dependent de temperatur;polimeri care formeaz geluri prin ntreptrunderea moleculelor;polimeri care formeaz geluri dependent de ali stimuli.

Polimeri care formeaz geluri independent de pH-ul mediului sau de temperaturn cazul polimerilor care formeaz un hidrogel, la rece sau prin nclzire, independent de pH-ul mediului se stabilesc puni de hidrogen ntre moleculele apei i gruprile carboxil sau hidroxil ale macromoleculelor.

n felul acesta, moleculele de solvent se vor orienta de-a lungul polimerului, mrind rigiditatea sistemului dispers.

Exemple de polimeri: derivaii celulozei, pectine, alginai, alcool polivinilic, polividona, tragacanta, amidonul etc.

Polimeri care formeaz gel dependent de pH-ul mediuluin ap, polimerii formeaz soluii acide, cu aspect lptos, care prin neutralizare cu baze adecvate mresc vscozitatea i reduc turbiditatea mediului dispers.Mecanismul de formare a hidrogelului este urmtorul:la valori mici de pH are loc disocierea unei proporii mici de grupe carboxil ale polimerului, cu formarea unei spirale flexibile; adugarea unei baze produce disocierea gruprilor carboxil, ceea ce conduce la ionizarea moleculelor i astfel se creeaz o respingere electrostatic ntre regiunile ncrcate cu sarcini electrice; aceast respingere are ca rezultat o expansiune a moleculelor, pn la atingerea unui echilibru ntre aceste regiuni, cnd sistemul dispers devine mai rigid i prin urmare se gelific;din contra, un exces de baz poate produce o scdere a viscozitii, prin neutralizarea grupelor carboxil, ceea ce are ca urmare dispariia sarcinilor electrostatice;de asemenea, adugarea de electrolii n aceste geluri, ca de exemplu clorura de sodiu, reduc consistena sistemului dispers.

Fig. 10. Mrimea particulelor rezinelor de carbopol

Hidrogeluri cu reea reticular dependente de pH

Hidrogelurile anionice sunt reele de polimeri umflate care conin grupe carboxilice sau sulfonice; ele prezint schimbri n comportarea la umflare, ca rezultat al schimbrii pH-ului mediului extern.Hidrogelurile cationice conin n reeaua polimeric grupe aminice, care se ionizeaz n mediu cu pH sub pKa al speciilor ionizabile.Exemple de geluri dependente de pH:hidrogelul de acid polimetacrilic (PMAA), care se umfl la simpla adugare de acid i formeaz un gel reversibil;hidrogelul compus din N-izopropilacrilamid, reticulat uor (NIPAAm), i acid metacrilic (MAA).

c.Polimeri care formeaz hidrogeluri dependent de temperatur Polimerii cu aceast comportare sunt denumii i polimeri termodependeni,termosensibili sau termoreactivi. Ei pot fi definii ca polimeri a cror structur i proprieti sunt modificate carspuns la schimbrile temperaturii ambiante. Aa se comport:alcoolul polivinilc (APV) i derivai;derivaii de celuloz;poli (vinilmetileterul);tribloc polimerii: polietilenoxid/polipropilenoxid/polietilenoxid (PEO/PPO/PEO);polimeri sintetici ca: poli - (N, N.-alchilarilamide substituite). Hidrogelurile termosenzitive pot fi clasificate n dou grupe:sisteme dependente de temperatura pozitiv: acestea au o temperatur critic a soluiei nalt ;astfel de geluri se contract dup rcire. sisteme dependente de temperatur negativ: acestea au o temperatur critic a soluiei sczut ;ele se contract dup nclzire.

d. Polimeri care formeaz geluri prin ntreptrunderea macromoleculelorn acest caz se obine un copolimer care absoarbe apa pn la formarea unui hidrogel macroscopic de particule umflate; reelele pot fi semipenetrate sau interpenetrate, ca de exemplu:a. reeaua semipenetrat de chitozan reticulat cu glioxal i polioxietilen;

Fig. 11. Reprezentarea schematic a structurii unei reele semipenetrate de chitozan/POE (KHALID M.N.1999)

b. reea interpenetrat ionizabil din: alcool polivinilic (APV) i acid poliacrilc (APA)

Fig. 12. Schema reticulrii reelei interpenetrate (PEPPAS N.A. . 1998)

a. agentul de reticulare amestecat cu APV i APA, b. APV reticulat n prezen de monomer AA (acid acrilic,) c. polimerizare AA n prezena reelei de APV,d. nceperea reticulrii de APA, e. continuarea reticulrii, reea interpentrat complet. Polimeri care formeaz geluri dependent de ali stimulistimuli fizici ca: lumina, cmpul magnetic, curentul electric, ultrasunetele;stimuli chimici;unele substane i compui biologici: antigen reversibil sau de trombin.Hidrogeluri bifazice: sunt hidrogeluri minerale, ireversibile, liofobe, formate dintr-oreea solid laminar sau sferoidal, iar faza lichid o constituie apa.Aceste hidrogeluri au aspect tulbure sau opac datorit faptului c particulele anorganicenu se dizolv, dar formeaz agregate care disperseaz lumina.masa molecular - este un factor important n formarea gelurilor:pentru gelificarea polimerilor cu masa molecular nalt sunt necesare concentraii sczute.invers, pentru gelificarea polimerilor cu masa molecular mic este necesar o concentraie nalt pentru a construi o viscozitate mare i a se gelifica.

Fig. 13. Tipuri de reele solide ale hidrogelurilor minerale (BURI P. 1996)