MICROEMULSIONES
Las microemulsiones son dispersiones termodinámicamente estables de dos líquidos inmiscibles, estabilizados por tensioactivos con un adecuado balance hidrófilo-lipófilo. Las microemulsiones son ópticamente isotrópicas y transparentes, que generalmente no exceden un tamaño de gota de 100 nm, se forman espontáneamente al mezclar sus componentes, una vez que las condiciones de composición y temperatura son las adecuadas. [1] Microemulsiones directas: son microemulsiones de aceite en agua con estructura globular constituida por gotas de aceite dispersas en la fase acuosa. Las partes polares del tensioactivo están orientadas hacia el exterior de la micela, mientras que las cadenas hidrófobas están orientadas hacia el interior. El medio continuo es el acuoso.
Figura 1. Microemulsión aceite en agua (o/w)
Diferencias relevantes entre microemulsiones y emulsiones [2]:
MATERIALES
Fase aceite: Aceite de eucalipto Tensioactivo: Polysorbato 20 (Tween 20) Co-tensioactivo: Propilenglicol Fase acuosa: Agua PROCEDIMIENTO
Mezclar 1 g de aceite de eucalipto con 8 g de Tween 20, agitando suavemente. A la mezcla anterior adicionar 10 g de propilenglicol. Incorporar lentamente y con suave agitación 81 g de agua.
OBSERVACIONES
Se obtuvo una microemulsión porque la fase aceite se dispersó muy bien en la fase acuosa, la mezcla quedó traslucida, no se necesitó incorporar energía al sistema y sucedió espontáneamente. ANÁLISIS
El tensioactivo utilizado (Tween 20) es de carácter no iónico, tiene un valor de HLB alto (16,7), es decir, que es más afín por componentes polares, en este caso el agua. Para la estabilización de las microemulsiones se requiere que el te nsioactivo posea un balance hidrófilo-lipófilo adecuado. Una manera para conseguilo es por una combinación de un tensioactivo hidrófilo (HLB alto) con un compuesto anfífilo hidrófobo (HLB bajo) denominado cotensioactivo, que es generalmente un alcohol de longitud de cadena interme dia. El cotensioactivo empleado fue el propilenglicol.
Tween 20 Propilenglicol Figura 2. Organización del tensioactivo junto con el cotensioactivo en la interface. [3] En la figura 3 se presenta el diagrama de fases para un sistema aceite de aucalipto, agua, tensioactivo
Figura 3. Sistema agua-tween 80-aceite de eucalipto. [3] La zona donde se forman las microemulsiones es muy reducida, el surfactante empleado es Tween 80, que en general se puede considerar con un comportamiento similar al del tween 20. Haciendo la analogía con el sistema formado e n el laboratorio, con las concentraciones de cada componente
empleadas y sin el uso del propilenglicol no se habría logrado obtener una microemulsión, de allí la importancia de emplear un cotensioactivo para estabilizar y poder formar sistemas con un elevado contenido acuoso. En la figura 2 se puede apreciar como la zona donde se pueden formar microemulsiones se modifica y pasa de aproximadamente un 20% (sistema sin cotensioactivo) a un 27% empleando propilenglicol como tensioactivo. Pero lo más relevante es que al tener propilenglicol en el sistema el contenido de agua en la microemulsión se puede aumentar de 4 0 % hasta casi 90%
Figura 2. Sistema agua-(tween 80 + propilenglicol)-aceite de eucalipto. [3] A diferencia de las emulsiones que son estables cinéticamente y por eso requieren de incorporación de energía para su formación, las microemulsiones ocurren espontáneamente (estabilidad termodinámica) y sólo requieren de una mínima agitación para incorporar los componentes. Esta estabilidad termodinámica se logra cuando el sistema tiene la mínima energía posible, es decir, que la energía de formación es negativa [4]: ΔG= γΔA-TΔS (Ecuación 1) ΔG: variación energía libre de gibbs γ: tensión interfacial ΔA: variación del área superficial T: temperatura ΔS: variación de la entropía
La tensión interfacial de una microemulsión debe ser mínima para que sea est able. La entropía de la microemulsión aumenta debido a la amplia dispersión de las gotas en el medio, es decir que el delta de entropía (S2-S1) es positivo y muy grande. El área superficial en el sistema aumenta porque el tamaño de las gotas de la fase dispersa es muy pequeño, por lo cual va a existir una mayor área disponible. El delta del área superficial (A 2-A1) también es positivo y grande. De esta manera, a pesar de que el término γΔ A es positivo en magnitud, es más pequeño comparado con el término T ΔS, al efectuar la resta en la ecuación 1, el cambio en la energía de
formación será negativo, es decir, el sistema pasa de un estado de mayor energía a uno de menor y por esta razón es que ocurre espontáneamente y permanece estable. REFERENCIAS
1. C. Solans. Procedimiento para la obtención de nanoparticulas por reacción en microemulsiones de tipo aceite en agua. http://digital.csic.es/bitstream/10261/29332/1/2331866_A1.pdf. Abril de 2012. 2. M. Hernández, J. Ochoa, C. Fernández. Formación de microemulsiones inversas de acrilamida. Tecnologí@ y desarrollo. III . (2005). 3. M. Gamal. Transdermal delivery of hydrocortisone from eucalyptus oil microemulsion: Effects of cosurfactants. International Journal of Pharmaceutics 355 (2008) 285 –292 Disponible en: www.sciencedirect.com http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/Microemulsiones4. Microemulsiones. Guadalupe_669.pdf Abril de 2012.
