Farmasötik kremlerde emülsiyon kararlılığının iyileştirilmesi
Remediation of emulsion stability in pharmaceutical creams
Yazar: CEYDA KESER
Danışman: PROF. DR. HALE GÜRBÜZ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Emülsiyonların  endüstriyel kullanımına yönelik çok sayıda uygulama alanı vardır. Bunlar; gıda emülsiyonu, kişisel bakım ve kozmetik ürünleri, zirai kimyasal maddeler, farmasötikler, boyalar, kuru temizleme malzemeleri ve petrol endüstrisindeki emülsiyonlardır. Farmasötik emülsiyonlar, kapsülleme, çözünme, kararlılığı arttırma ve kontrollü etken bileşenlerin dağılımında yaygın olarak kullanılmaktadır. Farmasötik alanda emülsiyonlar, paranteral, oral ve topikal yollar için ilaç dağılım sistemleri olarak yaygın şekilde kullanılmaktadır. Emülsiyon sistemleri, birbiri ile karışmayan en az iki sıvının birbirleri içerisinde damlacıklar halinde dağıldığı heterojen sistemlerdir. Emülsiyonların kullanımından kaynaklanan en büyük zorluk termodinamik kararsızlıklarıdır. Bu durumda, emülsiyon kararlılığının bozulmasına ve faz ayrışmasına sebep olmaktadır. Faz ayrışım mekanizmaları, topaklanma, birleşme, kremlenme, Ostwald olgunlaşması ve faz ayrışması olarak tiplerine göre ayrılmaktadır. Yüzey aktif madde eklenmesi, emülsiyon kararlılığının iyileşmesine izin vermektedir. Buradan yola çıkılarak farmasötik kremlerin emülsiyon kararlılığının arttırılması amaçlanmıştır. Deneysel çalışmanın ilk kısmında deney tasarımı için karıştırma sıcaklığı, karıştırma süresi, karıştırma hızı, yüzey aktif madde türü ve konsantrasyon miktrarı optimum koşullarda belirlenmiştir. Yüzey aktif madde türü olarak iyonik olmayan yüzey aktif maddeler seçilmiştir ve deneme çalışmalarına %1,5, %3 ve %4,5'luk konsantrasyonlarda ekleme yapılmıştır. Deneme çalışmaları belirlenen optimum değişken seviyelerine göre hazırlanmıştır. Daha sonra her bir deneme için görünüş, pH, iletkenlik, viskozite, donma-çözülme döngüsü ve tanecik boyutu tayini yapılmıştır. Yapılan çalışmaların sonucunda uygun sonuç gösteren deneme çalışması 25 0C ± 2 0C / % 60 RH ± %5 RH koşullarında stabiliteye kaldırılmıştır ve aynı testler uygunlanmıştır. Üretim prosesinde yapılan değişikliklerin emülsiyon kararlılığına pozitif bir etkisi gözlemlenmemiştir. Stabileteye kaldırılan deneme çalışmasının formülasyonuna eklenen yüzey aktif madde ve konsantrasyonunun emülsiyon kararlılığını iyileştirdiği tespit edilmiştir.

Abstract:
Emulsions have always been of great interest due to the large number of possible applications. There are numbers of emulsions in industry: food emulsion; personal care and cosmetics; agrochemicals; pharmaceuticals; paints; dry cleaning formulations and crude oil emulsions. Emulsions are widely used systems in pharmaceutics sector for the encapsulation, solubilization, stabilization, and controlled delivery of active ingredients. In the pharmaceutical area, emulsions are extensively used as drug delivery systems for parenteral, oral, and topical routes. Emulsions are heterogeneous systems that they consist of mixtures of at least one liquid dispersed in another one in the form of droplets, both liquids being immiscible, or poorly miscible one with the other. The main challenge observed by the use of emulsions is their thermodynamic instability. So indeed, they are prone to destabilization and phase separation. There are lots of marks of physical and chemical instability of emulsions are flocculation, creaming, coalescence, Oswald ripening and phase separation. For these reasons, it was aimed to remediate the emulsion stability of pharmaceutical creams.Addition of surfactants with interfacial and/or thickening properties allows for the emulsion formation and stabilization. Pharmaceutical emulsions are mostly stabilized by synthetic surfactants. There are four types of surfactants; anionic, cationic, non-ionic and zwitterionic. The surfactant stabilizes the system by forming a thin film around the dispersed phase. Surfactants are used both to promote emulsification during manufacturing process and to impart stability during the shelf life that can vary from days for extemporaneously prepared emulsions to months or years for commercial preparations. In the first part of the experimental study, the mixing temperature, mixing time, mixing speed, surfactant type and their concentration amount were determined under optimum conditions for the experimental design. Experimental studies were prepared according to determined optimum variable levels prepared by continuous mixing of the two phases. Non-ionic surfactant types were chosen  and 1,5% , 3% and 4,5% concentration amount were used for prepare trials and control remediation effect. Appearance, pH, conductivity, viscosity, freeze-thaw cycle and particle size were performed for each sample. As a result of the studies, the trial study showing the appropriate results was followed to under 25 0C ± 2 0C / % 60 RH ± %5 RH stability conditions. The same tests were applied to compare results.  In conclusion, no positive effect of changes in the production process on emulsion stability was observed. It has been found that the surfactant and its concentration added to the formulation of the stabilized trial improve emulsion stability.