Complementando el excelente aporte del colega José Calabró
sobre “Geles no sensibles a variaciones de pH” compartimos el trabajo de dos
amigas y colegas Silvia Frette y Miriam Olsina sobre el mecanismo de formación
del gel de HEC ya sea por hidratación y calor (método mas utilizado en la
práctica para este tipo de material), como por agregado de sustancias
modificadoras de pH sin variar la temperatura.
La HEC es un polímero formador de gel, del tipo que no
necesita neutralización para su formación, gelifican por sí mismos, forman
puentes de hidrógeno entre el solvente y los grupos carboxílicos del polímero.
Distinto es el caso de otros polímeros como los carbómeros,
que dan lugar a un gel dependiendo del pH, dan soluciones ácidas que al
neutralizar con las bases adecuadas, aumentan la viscosidad y disminuyen la
turbidez del medio. El mecanismo por el cual se forma el gel es el
siguiente: a bajos valores de pH, se disocia una pequeña proporción de
grupos carboxílicos del polímero, formando una espiral flexible. La adición de
una base produce la disociación de grupos carboxílicos, ionizándose, creando
repulsión electrostática entre las regiones cargadas, expandiéndose la
molécula, haciendo más rígido el sistema, gelificándolo. Se pasa de una
estructura espiralada a una desenrollada o extendida, ejemplo Carbomer. Si se
agrega un exceso de base puede producir una pérdida de viscosidad al
neutralizarse los grupos carboxílicos. El agregado de electrólitos a estos
geles, como por ejemplo cloruro de sodio, disminuye la viscosidad, ya que los
grupos carboxílicos cargados se rodean de cationes metálicos, produciéndose una
neutralización de cargas, impidiendo la formación de una matriz rígida.
En principio no se necesita de calentamiento para la
formación del gel de HEC.
Fórmula:
1. Hidroxietilcelulosa
5 g
2. Propilenglicol
10 g
3. Glicerol
85%
5 g
4. Agua
purificada
80 g
Pesar en el frasco la hidroxietilcelulosa. Agregar
el propilenglicol y el glicerol, mezclar para humectar. Agregar el agua y
agitar el frasco.
Con este procedimiento y dejando en reposo al menos 24 hs se
logra la formación del gel. Es un método de preparación en frío, pero que
requiere de tiempo.
Si aplicamos calor hasta llevar la mezcla a unos 70-80°C se
acelera el proceso y se forma el gel en pocos minutos.
Otro método de preparación en frío para acelerar la
hidratación y lograr la formación de geles en corto tiempo es seguir el proceso
de modificación de pH. Llevando la dispersión acuosa a pH 8, por ejemplo con
TEA (trietanolamina) y agitación durante unos minutos. Luego nuevamente llevamos
a pH neutro, acidificando por ejemplo con acido cítrico al 10%. En este último
paso se observará la gelificación definitiva.
Lo que ocurre en este caso es que al aumentar de pH hay
oxidrilos extras que compiten por las uniones puente hidrógeno, que se dan
normalmente entre los oxidrilos de la HEC y el agua, provocando así
una “menor solvatación” de la moléculas de HEC. De esta manera es más
fácil que, varias macromoléculas se acerquen de
manera suficiente como para que, al volver a pH neutro se forme un gran
polímero con la estructura adecuada de gel.
Hay disminución de las uniones puente hidrógeno, de fuerzas de Van Deer Wals y las fuerzas de unión iónicas de los distintos grupos.
Hay disminución de las uniones puente hidrógeno, de fuerzas de Van Deer Wals y las fuerzas de unión iónicas de los distintos grupos.
Al volver a bajar el pH, se consolida el gel.
Nota: En la experimentación de laboratorio obtuvimos el gel
incluso sin necesidad de bajar nuevamente el pH a 7, por lo que sería
conveniente regular el pH para cada preparación particular y dejar el gel como
preparado intermedio rotulado con el pH obtenido.
Simplemente porque a veces no nos conformamos con hacer una
fórmula, sino que queremos desentrañar el porqué.
Investigación: Farmacéuticas Silvia Gladis Frette y Miriam
Ester Olsina
Texto: Farmacéutica Gabriela Fernanda Tancreda
Bibliografía:
* Principios físico-químicos en Farmacia de Florence
Attwood.
* Revista Latinoamericana de Metalurgia y
Materiales. 2014; Vol. 34, Num1.
* Determinación de los módulos de
almacenamiento y perdida, su relación con estructuras y propiedades de geles de
poli (archilamida-co-ácido acrílico) y poli (archilamida-co-ácido itacónico) entrecurzados
con N,N´-merilenbisacrilamida. Tesis del Lic. Genaro J. Bolívar A., 2008,
Universidad de la Andes, Venezuela.
* Formas Farmacéuticas Semisólidas. Quím.
Farm. Alfredo Castillo
* Formulación y Manufactura de productos para
la higiene personal y cosmética. Tesis del Licenciado en Química Eduardo
Hilgert Valderrama, Pontificia Universidad Católica del Perú, Facultad de
Ciencias e ingeniería, marzo 2012.
* www.fagron.es/external/files/TOPITEC%20Instrucciones.pdf
* www.oocities.org/ar/pescenet/geles.htm
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* dspace.espoch.edu.ec/bitstream/123456789/1089/1/56T00272.pdf
* www.elsevierciencia.com
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